JP3847402B2 - 抵抗溶接方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板厚の異なる複数枚の板材を重ね合わせたワークを１対の電極チップを有するスポット溶接ガンで抵抗溶接する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スポット溶接ガンは、１対の電極チップ間にワークを挟んで加圧し、この状態で通電してワークを抵抗溶接するように構成されている。そして、従来は、スポット溶接ガンにイコライズ機構を組込み、両電極チップのワークに対する加圧力が略々均等になるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５に示すように、２枚の厚板ａ，ａの上に薄板ｂを重ね合わせたワークＷを抵抗溶接する場合、各チップＴのワークＷに対する加圧力Ｆを均等にすると、厚板ａ，ａ間と、上の厚板ａと薄板ｂとの間に夫々同じ大きさのナゲットＮ（通電時の抵抗発熱による溶融部）が形成され、同図（Ａ）に示すように厚板ａ，ａ間の溶接強度を確保するのに充分な大きさのナゲットＮを形成すると、薄板ｂ側のナゲットＮが薄板ｂの表面に達して、スパッタやチップ溶着を生ずる。そのため、通電量を減少して同図（Ｂ）に示すようにナゲットＮを薄板ｂに合わせて小さくせざるを得なくなり、厚板ａ，ａ間の溶接強度の確保が困難になる。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、薄板側でのスパッタやチップ溶着の発生を防止して、且つ、溶接強度も向上し得るようにした抵抗溶接方法を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、厚肉の板材を複数枚重ね合わせるとともに、これら板材に薄肉の板材を重ね合わせて１対の電極チップを有するスポット溶接ガンで抵抗溶接する方法において、板厚の薄い板材側に位置する一方の電極チップのワークに対する加圧力を他方の電極チップのワークに対する加圧力よりも大きくすることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、薄板側の接触圧が厚板側の接触圧よりも大きくなる。そのため、薄板側の接触抵抗が厚板側の接触抵抗よりも小さくなり、薄板側の抵抗発熱量が厚板側の抵抗発熱量よりも小さくなる。従って、薄板側のナゲットを小さくしてスパッタやチップ溶着の発生を防止すると共に、厚板側のナゲットを大きくして溶接強度を向上させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、Ｒは溶接ロボットであり、該ロボットＲの動作端の手首部Ｒａにスポット溶接ガンＧを搭載し、クランパーＣによって支持されるワークＷの各打点位置に溶接ロボットＲの動作でスポット溶接ガンＧを移動し、ワークＷの抵抗溶接を行う。
【０００８】
スポット溶接ガンＧは、図２に明示する如く、手首部Ｒａに取付けたガン支持ブラケット１に上下動自在に支持されるガン本体２を備えている。ガン本体２には、下方にのびるＣ形ヨーク２ａが取付けられており、該ヨーク２ａの下部先端に固定電極チップたる下チップ３が取付けられている。また、ガン本体２の上端には、サーボモータから成る加圧源４が搭載されており、加圧源４によりガン本体２内のボールねじ機構を介して上下動されるロッド４ａをガン本体２の下方に突出させ、ロッド４ａの下端に、下チップ３に対向させて、可動電極チップたる上チップ５を取付けている。
【０００９】
ガン本体２は、図３に示す如く、ガン支持ブラケット１に固定した上下方向に長手の１対のガイドバー１ａ，１ａに摺動自在に支持されている。そして、ガン支持ブラケット１の上端にサーボモータから成る駆動源６を搭載し、駆動源６に連結されるボールねじ６ａをガン本体２に固定のナット６ｂに螺挿してボールねじ機構を構成し、駆動源６によりガン本体２を上下動させるようにしている。
【００１０】
加圧源４と駆動源６とはガンコントローラ７によって制御されるようになっており、スポット溶接ガンＧがワークＷの各打点位置に到達したとき、ロボットコントローラ８からの信号を受けて加圧源４と駆動源６とを作動させ、下チップ３と上チップ５との間にワークＷを挟んで加圧し、この状態で通電してワークＷを抵抗溶接する。
【００１１】
ここで、図４に示す如く、板厚の厚い２枚の鋼板（以下、厚板と記す）ａ，ａの上に板厚の薄い鋼板（以下、薄板と記す）ｂを重ね合わせたワークＷの打点位置では、ガンコントローラ７に記憶されているティーチングデータに従って、薄板ｂ側に位置する上チップ５のワークＷに対する加圧力ＦＵを下チップ３のワークＷに対する加圧力ＦＬよりも大きくする。ＦＵ＞ＦＬにするには、先ず、駆動源６によるガン本体２の上動で下チップ３をワークＷの下面に当接させると共に、加圧源４により上チップ５を下降させてワークＷの上面に当接させる。これによれば、加圧源４の加圧力が上チップ５とガン本体２を介して下チップ３とに均等に作用する。次に、駆動源６によりガン本体２を押し下げる。この際、加圧源４を上チップ５のガン本体２に対する相対位置が変化しないように位置制御すれば、ガン本体２の押し下げにより、上チップ５の加圧力ＦＵがガン本体２の押し下げ力分だけ増加し、一方、下チップ３の加圧力ＦＬはガン本体２の押し下げ力分だけ減少し、ＦＵ＞ＦＬになる。また、加圧源４を上チップ５の加圧力ＦＵが一定になるようにトルク制御すれば、ガン本体２の押し下げによる上チップ５の加圧力ＦＵの変化は生じないが、下チップ３の加圧力ＦＬはガン本体２の押し下げ力分だけ減少し、この場合にもＦＵ＞ＦＬになる。
【００１２】
ＦＵ＞ＦＬになると、ワークＷの撓み反力がＦＵとＦＬの差△Ｆ等しくなるように、即ち、各厚板ａの撓み反力をｆａ、薄板ｂの撓み反力をｆｂとして、△Ｆ＝２ｆａ＋ｆｂになるようにワークＷが下方に撓む。この際、厚板ａ，ａ間の接触圧力はＦＬ＋ｆａになり、厚板ａと薄板ｂとの間の接触圧力はＦＬ＋２ｆａになり、薄板ｂ側の接触圧力の方が大きくなる。
【００１３】
そのため、厚板ａと薄板ｂとの間の接触抵抗が比較的小さくなり、通電時の抵抗発熱量も比較的小さくなって、薄板ｂ側のナゲットＮが厚板ａ側のナゲットＮよりも小さくなる。その結果、薄板ｂ側でのスパッタやチップ溶着の発生を防止して、厚板ａ，ａ間の溶接強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法の実施に用いる溶接設備の一例を示す図
【図２】 図１の溶接設備で使用するスポット溶接ガンの拡大側面図
【図３】 図２のIII-III線截断面図
【図４】 本発明方法によるワークの溶接状況を示す図
【図５】 （Ａ）従来法による通電量を大きくしたときのワークの溶接状況を示す図、（Ｂ）従来法による通電量を小さくしたときのワークの溶接状況を示す図

Claims (1)

  1. 厚肉の板材を複数枚重ね合わせるとともに、これら板材に薄肉の板材を重ね合わせて１対の電極チップを有するスポット溶接ガンで抵抗溶接する方法において、
    板厚の薄い板材側に位置する一方の電極チップのワークに対する加圧力を他方の電極チップのワークに対する加圧力よりも大きくすることを特徴とする抵抗溶接方法。
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