JP4925350B2 - Spot welding electrode and spot welding apparatus - Google Patents

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JP4925350B2 JP2008041034A JP2008041034A JP4925350B2 JP 4925350 B2 JP4925350 B2 JP 4925350B2 JP 2008041034 A JP2008041034 A JP 2008041034A JP 2008041034 A JP2008041034 A JP 2008041034A JP 4925350 B2 JP4925350 B2 JP 4925350B2
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Description

本発明は、スポット溶接用電極、およびスポット溶接装置に関する。   The present invention relates to an electrode for spot welding and a spot welding apparatus.

自動車の生産工程等では、自動車のボディ等の被溶接材（例えば亜鉛めっき鋼板）を電極で加圧しながら抵抗溶接を行うスポット溶接が行われている。このスポット溶接では、相対向する位置に配置された２つの電極で被溶接材を挟持して加圧しながら溶接する。   In an automobile production process, spot welding is performed in which resistance welding is performed while a material to be welded (for example, a galvanized steel sheet) such as an automobile body is pressed with an electrode. In this spot welding, welding is performed while sandwiching a material to be welded between two electrodes arranged at opposite positions and applying pressure.

上記のスポット溶接に用いられる電極は、一般的に、導電性の高さや機械的強度の高さ等の理由から銅合金製のものが用いられている。
しかし、この銅合金製の電極は、所定回数以上繰り返して使用すると、電極表面の形状が変形してしまい、溶接品質が低下するという技術的課題を有している。
具体的には、銅合金製の電極は、被溶接材（亜鉛めっき鋼板等）と合金化し易いという特性がある。そのため、銅合金製の電極は、所定回数以上繰り返して使用すると（所定回数以上打点をすると）、電極先端の中央部付近が打点に伴って合金化すると共にピッチングが生じて先端中心部がくぼむ。そして、その後、さらに電極を使用すると（さらに、所定回数以上打点をすると）、電極の表面に硬くてもろい合金皮膜（銅亜鉛合金皮膜）が形成され、その合金皮膜が溶接中に剥がれ落ち、電極の先端部表面がクレータ状に損耗してしまう。 The electrode used for said spot welding generally uses the thing made from a copper alloy for reasons, such as high electroconductivity and high mechanical strength.
However, when this copper alloy electrode is used repeatedly a predetermined number of times or more, the shape of the electrode surface is deformed and has a technical problem that the welding quality is deteriorated.
Specifically, a copper alloy electrode has a characteristic that it is easily alloyed with a material to be welded (such as a galvanized steel sheet). For this reason, when a copper alloy electrode is repeatedly used more than a predetermined number of times (when hitting more than a predetermined number of times), the vicinity of the center of the electrode tip is alloyed along with the hitting point, and pitching occurs and the tip center portion is recessed. . After that, when an electrode is further used (and when a predetermined number of times are hit), a hard and brittle alloy film (copper zinc alloy film) is formed on the surface of the electrode, and the alloy film is peeled off during welding. The surface of the tip of the garment is worn like a crater.

上述した技術的課題を解決するために、従来から、スポット溶接では、所定回数の溶接を実行した段階で電極を研磨したり加工成形したりして、溶接品質を維持するようにしている。
例えば、特許文献１には、スポット溶接に用いる電極を再生するための再生装置の構成が開示されている。ここで、図４を用いて特許文献１に記載されている、従来からある電極の再生装置の構成を説明する。
図示するように、特許文献１の再生装置Ｘは、使用済の電極の外周面および先端面を所定形状に成形により形状出しするプレス型（成形型）１０１、およびプレス型１０１の開閉装置１０２を有する成形装置１００と、成形装置１００に使用済みの電極を供給する供給装置２００とを備える。
図示する特許文献１の手法によれば、作業者が、所定回数使用した電極をスポット溶接装置（図示せず）から取り外し、その電極（使用済電極）を再生装置Ｘの供給装置２００にセットする。そして、再生装置Ｘを動作させると、成形装置１００が、供給装置２００にセットされた使用済の電極の先端部を削り取るとともに（これにより、表面の合金皮膜も削り取られる）、電極の形状を確保する。 In order to solve the technical problem described above, conventionally, in spot welding, an electrode is polished or processed and formed at a stage where welding is performed a predetermined number of times to maintain the welding quality.
For example, Patent Document 1 discloses a configuration of a reproducing apparatus for reproducing electrodes used for spot welding. Here, the configuration of a conventional electrode regeneration apparatus described in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
As shown in the figure, the reproducing device X of Patent Document 1 includes a press die (molding die) 101 for shaping the outer peripheral surface and the tip surface of a used electrode into a predetermined shape, and an opening / closing device 102 for the press die 101. And a supply device 200 that supplies a used electrode to the molding device 100.
According to the technique of Patent Document 1 shown in the figure, an operator removes an electrode that has been used a predetermined number of times from a spot welding apparatus (not shown) and sets the electrode (used electrode) on the supply apparatus 200 of the reproducing apparatus X. . Then, when the reproducing apparatus X is operated, the forming apparatus 100 scrapes off the tip of the used electrode set in the supply apparatus 200 (this also scrapes off the surface alloy film) and secures the shape of the electrode. To do.

また、従来から、専用の再生装置により、スポット溶接装置から取り外した使用済み電極の先端周囲を加圧することにより、電極先端径の拡大を元の形状に戻すことにより電極の形状を再生することも行われている。   In addition, the shape of the electrode can be regenerated by pressing the periphery of the tip of the used electrode removed from the spot welding device with an exclusive regenerator so that the expansion of the electrode tip diameter is restored to the original shape. Has been done.

特開平１０−３４３５３号公報JP-A-10-34353

しかしながら、上述した電極を削り取る手法や加圧する手法は、以下の技術的課題を有している。
具体的には、上述した電極を削り取る手法や加圧する手法は、電極を再生させるための再生装置（例えば、図４に示す再生装置Ｘ、および当該再生装置を制御する装置）が必要となってしまい、コストアップを招くという技術的課題を有している。また、上記再生装置自体の管理（例えば、電極を削り取る刃の管理等）を行う手間も生じる。
また、上記の使用済みの電極を成形する手法は、電極の成形（削り取り又は加圧）後の形状が所定の形状になっているか管理するのが難しいという技術的課題もある。
さらに、上記の使用済みの電極を成形する手法は、スポット溶接装置への電極の着脱作業のための時間と、電極を成形（削り取り又は加圧）するための時間（３〜６秒／回）とが必要になり、スポット溶接の生産性を悪化させる。
なお、上記特許文献１では、電極を成形する際に、電極を削り取ってしまうため（少なくとも、一回の成形作業で０．３ｍｍ程度を削り取ってしまうため）、電極のトータル寿命が短くなるという別の技術的課題を有している。また、上述した電極を加圧する方法は、電極表面に形成した合金皮膜を除去することができないため、電極先端を平滑な状態に保てないという技術的課題を有している。 However, the above-described method of scraping off the electrode and the method of applying pressure have the following technical problems.
Specifically, the above-described method for scraping or pressing the electrode requires a regeneration device for regenerating the electrode (for example, the regeneration device X shown in FIG. 4 and a device for controlling the regeneration device). Therefore, it has a technical problem of increasing the cost. In addition, it takes time to perform management of the reproducing apparatus itself (for example, management of a blade for scraping off electrodes).
In addition, the above-described method for forming a used electrode also has a technical problem that it is difficult to manage whether the shape after forming (shaving or pressing) the electrode is a predetermined shape.
Furthermore, the method for forming the above-mentioned used electrode includes the time for attaching / detaching the electrode to / from the spot welding apparatus and the time for forming (shaving or pressing) the electrode (3 to 6 seconds / time). And the productivity of spot welding deteriorates.
In Patent Document 1, since the electrode is scraped when the electrode is molded (at least about 0.3 mm is scraped by one molding operation), the total life of the electrode is shortened. It has the technical problem of. Further, the above-described method for pressurizing the electrode has a technical problem that the tip of the electrode cannot be kept smooth because the alloy film formed on the electrode surface cannot be removed.

本発明は、前記した技術的課題を解決するためになされたものであり、スポット溶接において、コストおよび手間をかけることなく、スポット溶接用の電極の表面を所定の状態に維持することにより、スポット溶接の生産性を高めることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described technical problems, and in spot welding, by maintaining the surface of the electrode for spot welding in a predetermined state without cost and trouble, The purpose is to increase the productivity of welding.

上記課題を解決するために本発明は、相対向する位置に配置された２つの電極で被溶接材を挟持して加圧しながら溶接するスポット溶接に用いられるスポット溶接用電極に適用される。
そして、前記スポット溶接用電極は、金属により形成された電極本体と、前記電極本体の表面に形成され、厚さ寸法０．０５ｍｍから０．１ｍｍの金属の薄膜が多層に重ねて構成された多層金属膜層とを有し、前記電極本体と、前記多層金属膜層とが一体プレス成形されて構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention is applied to a spot welding electrode used for spot welding in which a workpiece is sandwiched between two electrodes arranged at opposing positions and welded while being pressed.
The spot welding electrode is formed of a metal body, and a multilayer structure formed on a surface of the electrode body, the metal thin films having a thickness of 0.05 mm to 0.1 mm being stacked on top of each other. A metal film layer, and the electrode body and the multilayer metal film layer are integrally formed by press forming.

このように、本発明では、スポット溶接用電極の電極本体の表面に、金属の薄膜を多層に重ねて構成された多層金属膜層を設けるようにしている。
このように構成することにより、スポット溶接用電極は、スポット溶接を所定回数繰り返すことにより生じる、電極表面に形成された合金皮膜（例えば銅亜鉛合金皮膜）が剥離する現象が起こると、多層金属膜層の一番上の薄膜が合金皮膜ともに剥がれ、新しい金属の薄膜（合金皮膜が形成されていない薄膜）が現れるようになる。すなわち、本発明のように構成することで、スポット溶接用電極の表面に形成される合金皮膜の剥がれ落ちる際に、多層金属膜層のうち一番上の薄膜だけが共に剥がれ落ちるため、電極の先端部表面がクレータ状に損耗することがない。 As described above, in the present invention, a multilayer metal film layer configured by stacking metal thin films in multiple layers is provided on the surface of the electrode main body of the electrode for spot welding.
With this configuration, the electrode for spot welding causes a multilayer metal film when an alloy film (for example, a copper zinc alloy film) formed on the electrode surface is peeled off by repeating spot welding a predetermined number of times. The thin film on the top of the layer is peeled off together with the alloy film, and a new metal thin film (thin film on which the alloy film is not formed) appears. That is, by configuring as in the present invention, when the alloy film formed on the surface of the spot welding electrode is peeled off, only the uppermost thin film of the multilayer metal film layer is peeled off together. The tip surface is not worn like a crater.

また、本発明によれば、電極を研磨したり加圧したりすることなく自然（自動的）に、電極表面の合金皮膜が除去されるため、上述した従来技術のように、電極を研磨したり加圧したりする作業を行う必要がなくなる。また、本発明によれば、電極を研磨したり加圧したりするための専用の装置を設ける必要がなく設備コストを低減することができる。
また、本発明によれば、電極を研磨したり加圧したりするためにスポット溶接装置から電極を着脱する必要がないため、スポット溶接作業の生産性を向上させることができる。 Further, according to the present invention, since the alloy film on the electrode surface is naturally (automatically) removed without polishing or pressurizing the electrode, the electrode can be polished as in the prior art described above. There is no need to perform a pressurizing operation. Further, according to the present invention, it is not necessary to provide a dedicated device for polishing or pressurizing the electrode, and the equipment cost can be reduced.
In addition, according to the present invention, since it is not necessary to attach and detach the electrode from the spot welding apparatus in order to polish or press the electrode, the productivity of spot welding work can be improved.

また、前記金属の薄膜の厚さ寸法は、０．０５ｍｍから０．１ｍｍであることが望ましい。
このように、前記金属の薄膜の厚さが、０．０５ｍｍから０．１ｍｍになされるようにしたのは、本願の発明者が、スポット溶接用電極表面に形成された合金皮膜が０．０５ｍｍ程度まで成長した場合に、その合金皮膜が被溶接部材に付着して剥離することを見出したことによる。また、本願の発明者が、合金皮膜が０．０５ｍｍ程度まで成長する際に生じるスポット溶接用電極表面のくぼみが、０．０５ｍｍ未満であることを見出したことによる。
すなわち、スポット溶接用電極は、上記のように、金属の薄膜の厚さを、０．０５ｍｍから０．１ｍｍになすことにより、合金皮膜が剥がれ落ちるたびに、合金皮膜が形成された多層金属膜層の一番上にある薄膜が共に剥がれ落ちる。その結果、スポット溶接用電極の表面には、合金皮膜が形成されておらず、窪みがない滑らかな電極表面が形成されるようになる。
このように、本発明によれば、電極を研磨したり加圧したりする作業を行うことなく、スポット溶接用電極の形状を所定の形状に維持することができる。すなわち、本発明によれば、手間をかけずに溶接品質を維持することができる。 The thickness of the metal thin film is preferably 0.05 mm to 0.1 mm.
In this way, the thickness of the metal thin film was adjusted from 0.05 mm to 0.1 mm because the inventor of the present application had an alloy film formed on the surface of the spot welding electrode having a thickness of 0.05 mm. This is because it has been found that the alloy film adheres to the member to be welded and peels when grown to a certain extent. Further, the inventor of the present application has found that the depression on the surface of the electrode for spot welding that occurs when the alloy film grows to about 0.05 mm is less than 0.05 mm.
That is, the electrode for spot welding is a multilayer metal film in which an alloy film is formed each time the alloy film is peeled off by changing the thickness of the metal thin film from 0.05 mm to 0.1 mm as described above. The thin film on the top of the layer peels off together. As a result, an alloy film is not formed on the surface of the electrode for spot welding, and a smooth electrode surface with no depression is formed.
Thus, according to the present invention, the shape of the spot welding electrode can be maintained in a predetermined shape without performing an operation of polishing or pressurizing the electrode. That is, according to the present invention, the welding quality can be maintained without taking time and effort.

また、上記課題を解決するために本発明は、相対向する位置に配置された２つの電極で被溶接材を挟持して加圧しながら溶接するスポット溶接装置に適用される。
そして、前記電極は、金属により形成された電極本体を有し、前記電極本体の表面には、前記金属の薄膜を多層に重ねて構成された多層金属膜層が形成され、前記電極本体と前記多層金属膜層とが一体プレス成形されて構成されていることを特徴とする。また、前記金属の薄膜の厚さ寸法は、０．０５ｍｍから０．１ｍｍであることが望ましい。
このように、本発明では、スポット溶接装置の電極に、上述した構成のスポット溶接用電極を用いるようにしている。
そのため、本発明によれば、電極のメンテナンス（研磨したり加圧したりする）を行うことなく、溶接品質を維持することができるスポット溶接装置を実現することができる。 Moreover, in order to solve the said subject, this invention is applied to the spot welding apparatus which clamps and welds a to-be-welded material with two electrodes arrange | positioned in the position which mutually opposes.
The electrode has an electrode body formed of a metal, and a multilayer metal film layer formed by stacking the metal thin films in multiple layers is formed on the surface of the electrode body, and the electrode body and the electrode The multi-layer metal film layer is formed by integral press molding . The thickness of the metal thin film is preferably 0.05 mm to 0.1 mm.
Thus, in this invention, the electrode for spot welding of the structure mentioned above is used for the electrode of a spot welding apparatus.
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a spot welding apparatus capable of maintaining welding quality without performing electrode maintenance (polishing or pressurizing).

このように、本発明によれば、スポット溶接において、コストおよび手間をかけることなく、スポット溶接用電極の表面を所定の状態に維持することができ、これにより、スポット溶接の生産性を高めることができる。   Thus, according to the present invention, in spot welding, the surface of the electrode for spot welding can be maintained in a predetermined state without cost and labor, thereby increasing the productivity of spot welding. Can do.

以下、本発明の実施形態のスポット溶接用電極、および当該スポット溶接用電極を備えたスポット溶接装置について図面を用いて説明する。
先ず、本発明の実施形態のスポット溶接用電極、および当該スポット溶接用電極を備えたスポット溶接装置の構成について図１および図２に基づいて説明する。 Hereinafter, a spot welding electrode according to an embodiment of the present invention and a spot welding apparatus including the spot welding electrode will be described with reference to the drawings.
First, a configuration of a spot welding electrode according to an embodiment of the present invention and a spot welding apparatus including the spot welding electrode will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図１は、本発明の実施形態のスポット溶接装置が装着された産業用ロボットの概略構成を示す側面図である。また、図２は、本発明の実施形態のスポット溶接装置に取り付けられるスポット溶接用電極の構成を示す図である。
なお、本実施形態は、スポット溶接装置に装着されている電極（固定電極２０ａおよび可動電極２０ｂ）の構成に特徴があり、この電極（固定電極２０ａ、および可動電極２０ｂ）以外の構成は既存の技術により実現されるものである。そのため、以下では、固定電極２０ａおよび可動電極２０ｂ以外の構成の説明は簡略化する。 FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of an industrial robot equipped with a spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 2 is a figure which shows the structure of the electrode for spot welding attached to the spot welding apparatus of embodiment of this invention.
In addition, this embodiment has the characteristics in the structure of the electrode (fixed electrode 20a and movable electrode 20b) with which the spot welding apparatus is mounted | worn, and structures other than this electrode (fixed electrode 20a and movable electrode 20b) are existing. It is realized by technology. Therefore, below, description of structures other than the fixed electrode 20a and the movable electrode 20b is simplified.

図１に示すように、スポット溶接装置１は、産業用ロボットＡのロボットアーム２に装着されている。
具体的には、スポット溶接装置１は、接続部１１と、接続部１１に取り付けられたガンアーム１３と、ガンアーム１３の一端に取り付けられた固定電極２０ａと、ガンアーム部１３の他端に取り付けられたアクチュエータ１５と、前記アクチュエータ１５によって駆動する可動電極２０ｂとを備える。
ここで、前記固定電極２０ａと、前記可動電極２０ｂとは、互いに相対向する位置に配置されている。また、前記固定電極２０ａおよび前記可動電極２０ｂは、先端がドーム状に形成されている。
また、接続部１１は、産業用ロボットＡの制御部（図示しない）と電気的に接続されており、前記制御部との間で各種信号の授受を行う。また、スポット溶接装置１は、接続部１１を介して、産業用ロボットＡからの電力供給を受ける。 As shown in FIG. 1, the spot welding apparatus 1 is attached to a robot arm 2 of an industrial robot A.
Specifically, the spot welding apparatus 1 is attached to the connection portion 11, the gun arm 13 attached to the connection portion 11, the fixed electrode 20 a attached to one end of the gun arm 13, and the other end of the gun arm portion 13. An actuator 15 and a movable electrode 20b driven by the actuator 15 are provided.
Here, the fixed electrode 20a and the movable electrode 20b are disposed at positions facing each other. The fixed electrode 20a and the movable electrode 20b have dome-shaped tips.
The connection unit 11 is electrically connected to a control unit (not shown) of the industrial robot A, and exchanges various signals with the control unit. Further, the spot welding apparatus 1 receives power supply from the industrial robot A via the connection portion 11.

上記のように構成されたスポット溶接装置１は、産業用ロボットＡの制御部（図示しない）からの信号にしたがい、アクチュエータ１５で可動電極２０ｂを駆動させ、固定電極２０ａおよび可動電極２０ｂで被溶接材（ワークＷ１、ワークＷ２）を挟持して加圧すると共に電流を流してスポット溶接を行う。なお、本実施形態では、被溶接材（ワークＷ１、ワークＷ２）が亜鉛めっき鋼板である場合を例にする。
また、本実施形態では、アクチュエータ１５の具体的な構成について特に限定しない。アクチュエータ１５は、可動電極２０ｂを上下方向（図１に示す矢印方向）に往復動作させるとともに、可動電極２０ｂにより、被溶接材（ワークＷ１、ワークＷ２）を加圧することができるものであればよい（サーボモータ方式のものでも、エア方式のものでもよい）。例えば、サーボモータ方式の場合、アクチュエータ１５は、サーボモータと、前記サーボモータが発生する回転駆動力を上下方向の直線的駆動力に変換して可動電極２０ｂに伝達する駆動力伝達機構（タイミングベルト、ギア、チェーン、カップリング、ボールネジ等により構成される機構）と、前記サーボモータの回転角度位置を示す信号（可動電極２０ｂの上下方向の位置に応じた信号）を出力するエンコーダ等により構成される。 In the spot welding apparatus 1 configured as described above, the movable electrode 20b is driven by the actuator 15 in accordance with a signal from a control unit (not shown) of the industrial robot A, and welding is performed by the fixed electrode 20a and the movable electrode 20b. The material (work W1, work W2) is sandwiched and pressed, and current is applied to perform spot welding. In this embodiment, the case where the materials to be welded (work W1, work W2) are galvanized steel sheets is taken as an example.
In the present embodiment, the specific configuration of the actuator 15 is not particularly limited. The actuator 15 only needs to reciprocate the movable electrode 20b in the vertical direction (the arrow direction shown in FIG. 1) and pressurize the workpiece (work W1, work W2) with the movable electrode 20b. (A servo motor type or an air type may be used). For example, in the case of the servo motor system, the actuator 15 includes a servo motor and a driving force transmission mechanism (timing belt) that converts the rotational driving force generated by the servo motor into a linear driving force in the vertical direction and transmits the linear driving force to the movable electrode 20b. , A mechanism constituted by a gear, a chain, a coupling, a ball screw, and the like), and an encoder that outputs a signal indicating a rotational angle position of the servo motor (a signal corresponding to a vertical position of the movable electrode 20b). The

つぎに、本実施形態の固定電極２０ａおよび可動電極２０ｂの構成について図２に基づいて説明する。
なお、固定電極２０ａおよび可動電極２０ｂは、同じ構成をしている。そのため、以下では、説明の便宜上、固定電極２０ａおよび可動電極２０ｂの両者を、「スポット溶接用電極２０」と呼ぶ。
具体的には、スポット溶接用電極２０は、クロム銅（ＣｕＣｒ）により形成された電極本体２１を備える。そして、電極本体２１の表面には、クロム銅（ＣｕＣｒ）の薄膜（ＣｕＣｒ箔）２２ａ１、２２ａ２、…、２２ａｎを多層に重ねて構成された多層金属膜層２２が形成されている。
また、本実施形態では、スポット溶接用電極２０の製造方法について特に限定されるものではないが、例えば、以下に示すようにして、スポット溶接用電極２０を製造することができる。
具体的には、ＣｕＣｒにより形成された電極本体２１に、多層のＣｕＣｒ箔により構成された多層金属膜層２２を重ね合わせ、その後、電極の形に一体型プレス成形することにより、スポット溶接用電極２０を製造する。これにより、表面の層（一番上にある薄膜）が剥がれ易いスポット溶接用電極が製造される。 Next, the configuration of the fixed electrode 20a and the movable electrode 20b of the present embodiment will be described with reference to FIG.
The fixed electrode 20a and the movable electrode 20b have the same configuration. Therefore, hereinafter, for convenience of explanation, both the fixed electrode 20a and the movable electrode 20b are referred to as “spot welding electrodes 20”.
Specifically, the spot welding electrode 20 includes an electrode body 21 formed of chromium copper (CuCr). On the surface of the electrode body 21, a multilayer metal film layer 22 is formed which is formed by stacking chromium copper (CuCr) thin films (CuCr foils) 22 a 1, 22 a 2,.
Moreover, in this embodiment, although it does not specifically limit about the manufacturing method of the electrode 20 for spot welding, For example, the electrode 20 for spot welding can be manufactured as shown below.
Specifically, the electrode main body 21 made of CuCr is overlaid with a multilayer metal film layer 22 composed of a multilayer CuCr foil, and then integrally press-molded into the shape of an electrode, thereby making an electrode for spot welding. 20 is manufactured. Thereby, the electrode for spot welding in which the surface layer (the thin film on the top) is easy to peel off is manufactured.

このように、スポット溶接用電極２０の表面に、多層金属膜層２２を形成させることにより、被溶接材（ワークＷ１、ワークＷ２）に対するスポット溶接を所定回数繰り返すことにより形成される銅亜鉛合金皮膜の剥離現象が起こった際、多層金属膜層２２の一番上の薄膜（図２に示す２２ａ１）が銅亜鉛合金皮膜と共に剥がれ、新しい銅合金の薄膜（図２に示す２２ａ２）が現れるようになる。
すなわち、本実施形態のように構成することで、スポット溶接用電極２０の表面に形成される銅亜鉛合金皮膜が剥がれ落ちるときには、多層金属膜層の一番上の薄膜（図２に示す２２ａ１）だけが銅亜鉛合金皮膜と共に剥がれ落ちるため、電極の先端部表面がクレータ状に損耗することがない。 Thus, by forming the multilayer metal film layer 22 on the surface of the electrode 20 for spot welding, the copper-zinc alloy film formed by repeating spot welding on the material to be welded (work W1, work W2) a predetermined number of times. When the peeling phenomenon occurs, the uppermost thin film (22a1 shown in FIG. 2) of the multilayer metal film layer 22 is peeled off together with the copper zinc alloy film, so that a new copper alloy thin film (22a2 shown in FIG. 2) appears. Become.
That is, when the copper-zinc alloy film formed on the surface of the spot welding electrode 20 is peeled off by being configured as in this embodiment, the thin film on the top of the multilayer metal film layer (22a1 shown in FIG. 2) Since only the copper zinc alloy film is peeled off, the surface of the tip of the electrode is not worn like a crater.

また、本実施形態によれば、電極を研磨したり加工成形したりすることなく、自動的に、電極表面の銅亜鉛合金皮膜が除去されるため、上述した従来技術のように、電極を研磨したり加圧したりする作業を行う必要がなくなる。すなわち、本実施形態によれば、スポット溶接の工程を簡素化することができる。
また、本発明によれば、電極を研磨したり加圧したりするための専用の装置を設ける必要がないため、設備コストが低減される。
また、本発明によれば、電極を研磨したり加圧したりするためにスポット溶接装置から電極を着脱する必要がないため、スポット溶接作業の生産性を向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, since the copper-zinc alloy film on the electrode surface is automatically removed without polishing or processing the electrode, the electrode is polished as in the prior art described above. There is no need to perform the operation of pressing or pressurizing. That is, according to the present embodiment, the spot welding process can be simplified.
In addition, according to the present invention, it is not necessary to provide a dedicated device for polishing or pressurizing the electrode, so that the equipment cost is reduced.
In addition, according to the present invention, since it is not necessary to attach and detach the electrode from the spot welding apparatus in order to polish or press the electrode, the productivity of spot welding work can be improved.

また、電極本体２１の表面に形成された多層金属膜層２２を構成するＣｕＣｒの薄膜の厚さ寸法は、０．０５ｍｍから０．１ｍｍであることが望ましい。
このように、ＣｕＣｒの薄膜の厚さ寸法を「０．０５ｍｍから０．１ｍｍ」に構成したのは、本願の発明者が、スポット溶接用電極２０の表面に形成された合金皮膜が０．０５ｍｍ程度まで成長した場合に、その合金皮膜が被溶接部材に付着して剥離することを見出したことによる。
以下、図３を用いて、電極で打点を繰り返すことにより、電極表面に合金皮膜が形成され、その合金皮膜が所定の厚さ寸法（０．０５ｍｍ程度）になると電極から剥がれ落ちていく状況について説明する。 Further, the thickness dimension of the CuCr thin film constituting the multilayer metal film layer 22 formed on the surface of the electrode body 21 is desirably 0.05 mm to 0.1 mm.
Thus, the thickness dimension of the thin film of CuCr was configured from “0.05 mm to 0.1 mm” because the inventor of the present application had an alloy film formed on the surface of the spot welding electrode 20 having a thickness of 0.05 mm. This is because it has been found that the alloy film adheres to the member to be welded and peels when grown to a certain extent.
Hereinafter, with reference to FIG. 3, by repeating the hitting point with the electrode, an alloy film is formed on the surface of the electrode, and when the alloy film reaches a predetermined thickness dimension (about 0.05 mm), it peels off from the electrode. explain.

図３は、スポット溶接用電極の表面に銅亜鉛合金皮膜が形成されていく状態を示した、スポット溶接用電極の先端部分の断面図である。図３（ａ）は、２０点前後打点した際のスポット溶接用電極の状態を示し、図３（ｂ）は、２００点前後打点した際のスポット溶接用電極の状態を示し、図３（ｃ）は、２０００点前後打点した際のスポット溶接用電極の状態を示している。
なお、図３では、説明の便宜上、本実施形態のスポット溶接用電極２０により、スポット溶接を連続して行う場合の例を示す。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the tip portion of the spot welding electrode showing a state in which a copper zinc alloy film is formed on the surface of the spot welding electrode. FIG. 3A shows the state of the spot welding electrode when hitting around 20 points, and FIG. 3B shows the state of the spot welding electrode when hitting around 200 points. ) Shows the state of the spot welding electrode when hitting around 2000 points.
In addition, in FIG. 3, the example in the case of performing spot welding continuously by the spot welding electrode 20 of this embodiment is shown for convenience of explanation.

図３（ａ）に示すように、スポット溶接用電極２０を用いて、２０点前後打点した場合（２０箇所前後、スポット溶接をした場合）、スポット溶接用電極２０の被溶接材（亜鉛めっき鋼板）と接触する部分に、電極側から合金層３０、多孔質層３２、亜鉛の付着３４が生成される。
また、図３（ｂ）に示すように、スポット溶接用電極２０を用いて、２００点前後打点した場合（２００箇所前後、スポット溶接をした場合）、スポット溶接用電極２０の被溶接材（亜鉛めっき鋼板）と接触する部分に、電極側から合金層３０、小さなくぼみ及び合金が流動した層３１、多孔質層３２が生成され、スポット溶接用電極２０自身も少しづつ侵食（腐食）されていく。
また、図３（ｃ）に示すように、スポット溶接用電極２０を用いて、２０００点前後打点した場合（２０００箇所前後、スポット溶接をした場合）、スポット溶接用電極２０の被溶接材（亜鉛めっき鋼板）と接触する部分に、電極側から合金層３０、小さなくぼみ及び合金が流動した層３１、多孔質層３２が生成される。このように、スポット溶接用電極２０の中央部付近が主に侵食（腐食）されていく。 As shown in FIG. 3 (a), when the spot welding electrode 20 is used to spot around 20 points (around 20 spots, spot welding), the welded material of the spot welding electrode 20 (galvanized steel sheet) ), An alloy layer 30, a porous layer 32, and zinc adhesion 34 are generated from the electrode side.
Moreover, as shown in FIG. 3B, when spot welding is performed using the spot welding electrode 20, about 200 points (around 200 spots when spot welding is performed), the welded material of the spot welding electrode 20 (zinc) An alloy layer 30, a small depression and a layer 31 in which the alloy has flowed, and a porous layer 32 are generated from the electrode side at a portion in contact with the plated steel sheet, and the spot welding electrode 20 itself is gradually eroded (corroded). .
Further, as shown in FIG. 3 (c), when the spot welding electrode 20 is used to spot around 2000 points (around 2000 spots when spot welding is performed), the welded material of the spot welding electrode 20 (zinc) An alloy layer 30, a small depression and a layer 31 in which the alloy has flowed, and a porous layer 32 are generated from the electrode side in a portion in contact with the (plated steel sheet). In this manner, the vicinity of the central portion of the spot welding electrode 20 is mainly eroded (corroded).

このように、ＣｕＣｒのスポット溶接用電極２０により、被溶接材（亜鉛めっき鋼板）をスポット溶接する際、めっき金属の亜鉛と、銅とが合金化してＨｖ（ビッカース硬度）＝３６０〜４３０の硬くて脆いγーＢｒａｓｓ層（「合金層３０」、および「小さなくぼみ及び合金が流動した層３１」）が形成される。
そして、本願の発明者は、「γーＢｒａｓｓ層」と、「多孔質層３２」とから形成される「Ｚｎ−Ｃｕ合金層」が、５０μ（０．０５ｍｍ）程度にまで成長すると相手側の被溶接材（亜鉛めっき鋼板）に付着して剥離することを見出した。
なお、銅亜鉛合金皮膜が０．０５ｍｍ程度まで成長する際に生じるスポット溶接用電極表面のくぼみの寸法は、０．０５ｍｍ未満である。 Thus, when spot welding a material to be welded (galvanized steel sheet) with the electrode 20 for spot welding of CuCr, the plated metal zinc and copper are alloyed and Hv (Vickers hardness) = 360 to 430 is hard. And a brittle γ-Brass layer (“alloy layer 30” and “layer 31 in which small indentations and alloy have flowed”) are formed.
Then, the inventor of the present application, when the “Zn—Cu alloy layer” formed from the “γ-Brass layer” and the “porous layer 32” grows to about 50 μ (0.05 mm), It has been found that it adheres to and peels off from the material to be welded (galvanized steel sheet).
In addition, the dimension of the hollow of the electrode surface for spot welding produced when a copper zinc alloy film grows to about 0.05 mm is less than 0.05 mm.

そして、本実施形態は、「Ｚｎ−Ｃｕ合金層」が、５０μ（０．０５ｍｍ）程度にまで成長すると相手側の亜鉛めっき鋼板に付着して剥離するという上記の技術的見解に着目し、電極本体２１の表面に多層金属膜層２２を形成させるようにした。また、多層金属膜層２２を構成するＣｕＣｒの薄膜の厚さ寸法を、０．０５ｍｍから０．１ｍｍになされるようにした。
この構成により、「Ｚｎ−Ｃｕ合金層」が５０μ（０．０５ｍｍ）程度まで成長して剥離するときに、電極本体２１の表面に形成された多層金属膜層２２の一番上の薄膜（図２に示す２２ａ１）を共に、亜鉛めっき鋼板にくっつけて剥離させることが可能となる。
すなわち、本実施形態によれば、「Ｚｎ−Ｃｕ合金層」が５０μ（０．０５ｍｍ）程度まで成長するたびに、自然にスポット溶接用電極２０の表面（一番上の薄膜（図２に示す２２ａ１）が剥離されることになるため、その結果、合金化されていない電極表面が形成されるようになる。 And this embodiment pays attention to said technical view that a "Zn-Cu alloy layer" adheres to a galvanized steel plate of the other party, and peels, if it grows to about 50 micrometers (0.05 mm), and an electrode A multilayer metal film layer 22 is formed on the surface of the main body 21. The thickness dimension of the CuCr thin film constituting the multilayer metal film layer 22 is set to 0.05 mm to 0.1 mm.
With this configuration, when the “Zn—Cu alloy layer” grows to about 50 μ (0.05 mm) and peels, the uppermost thin film of the multilayer metal film layer 22 formed on the surface of the electrode body 21 (FIG. 22a1) shown in Fig. 2 can be attached to a galvanized steel sheet and peeled off.
That is, according to the present embodiment, every time the “Zn—Cu alloy layer” grows to about 50 μ (0.05 mm), the surface (top thin film (shown in FIG. 2) of the spot welding electrode 20 is naturally formed. 22a1) will be peeled off, resulting in the formation of an unalloyed electrode surface.

このように、本実施形態によれば、「Ｚｎ−Ｃｕ合金層」が５０μ（０．０５ｍｍ）程度まで成長するたびに、合金化されておらず、窪みがない滑らかな電極表面が形成されるようになる。
また、本実施形態によれば、０．０５ｍｍから０．１ｍｍの薄膜を剥離させることで、スポット溶接用電極の形状を所定の形状に維持しているため、電極の表面を削り取る手法のように電極のトータル寿命を縮めることがない。 Thus, according to this embodiment, every time the “Zn—Cu alloy layer” grows to about 50 μ (0.05 mm), a smooth electrode surface that is not alloyed and has no depressions is formed. It becomes like this.
Moreover, according to this embodiment, since the shape of the electrode for spot welding is maintained in the predetermined shape by peeling the thin film of 0.05 mm to 0.1 mm, like the method of scraping the surface of the electrode The total life of the electrode is not shortened.

以上説明したように、本実施形態によれば、スポット溶接用電極２０の表面に、多層金属膜層２２を形成させたことにより、所定の厚さ寸法の合金層が形成されるたびに、電極を研磨したり加圧したりすることなく自動的に、電極表面の合金皮膜が除去されて、合金化されていない電極表面が形成されるようになる。
したがって、本実施形態によれば、電極を研磨したり加圧したりするための専用の再生装置を設けることなく、電極の寿命を延ばすことができる。
また、本実施形態によれば、上述したように、自動的に電極表面の合金皮膜が除去されていくため、電極を研磨したり加圧したりする手間をかけることなく、溶接品質を維持することができるようになる。 As described above, according to the present embodiment, the multilayer metal film layer 22 is formed on the surface of the spot welding electrode 20, so that the electrode layer is formed each time an alloy layer having a predetermined thickness is formed. Without polishing or pressing, the alloy film on the electrode surface is automatically removed to form an unalloyed electrode surface.
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to extend the life of the electrode without providing a dedicated reproducing device for polishing or pressurizing the electrode.
In addition, according to the present embodiment, as described above, the alloy film on the electrode surface is automatically removed, so that the welding quality can be maintained without taking the trouble of polishing or pressurizing the electrode. Will be able to.

また、本実施形態によれば、上述したように、自動的に電極表面の合金皮膜が除去されていくため、電極を研磨したり加圧したりするために電極を交換する必要がない。すなわち、本実施形態によれば、上述した従来技術からの手法に比べて、電極を交換する工数を削減することができる。
また、本実施形態によれば、電極を研磨したり加圧したりするための作業時間を削減することができる。また、電極を研磨したり加圧したりする必要がないため、電極の成形（削り取り又は加圧）後の形状が所定の形状になっているかを検査する工程を削減できる。 Further, according to the present embodiment, as described above, the alloy film on the electrode surface is automatically removed, so that it is not necessary to replace the electrode in order to polish or pressurize the electrode. That is, according to the present embodiment, it is possible to reduce the number of man-hours for exchanging the electrodes as compared with the above-described technique from the prior art.
Moreover, according to this embodiment, the work time for grind | polishing and pressurizing an electrode can be reduced. Further, since it is not necessary to polish or press the electrode, it is possible to reduce the step of inspecting whether the shape after forming (shaving or pressing) the electrode is a predetermined shape.

すなわち、本実施形態によれば、電極を研磨したり加圧したりすることなく、スポット溶接用電極の表面を所定の状態に維持することができるため、スポット溶接の生産性を高めることができる。
また、本実施形態によれば、電極のメンテナンス（研磨したり加圧したりする）を行うことなく、溶接品質を維持することができるスポット溶接装置を実現することができる。 That is, according to the present embodiment, since the surface of the spot welding electrode can be maintained in a predetermined state without polishing or pressurizing the electrode, the productivity of spot welding can be increased.
Moreover, according to this embodiment, the spot welding apparatus which can maintain welding quality can be implement | achieved, without performing maintenance (polishing or pressurizing) of an electrode.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、スポット溶接用電極２０がＣｕＣｒにより形成されていることとしているが、特にこれに限定されるものではない。スポット溶接用電極２０がＣｕＣｒ以外の金属により形成されていてもかまわない。
また、上記実施形態において、固定電極２０ａおよび可動電極２０ｂの先端は、ドーム状に形成されているが、あくまでもこれは例示にすぎない。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary of the invention.
For example, in the above embodiment, the spot welding electrode 20 is formed of CuCr, but is not particularly limited thereto. The spot welding electrode 20 may be formed of a metal other than CuCr.
Moreover, in the said embodiment, although the front-end | tip of the fixed electrode 20a and the movable electrode 20b is formed in the dome shape, this is only an illustration to the last.

本発明の実施形態のスポット溶接装置の概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of the spot welding apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のスポット溶接装置に取り付けられるスポット溶接用電極の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electrode for spot welding attached to the spot welding apparatus of embodiment of this invention. スポット溶接用電極の表面に銅亜鉛合金皮膜が形成されていく状態を示した、スポット溶接用電極の先端部分の断面図である。It is sectional drawing of the front-end | tip part of the electrode for spot welding which showed the state in which the copper zinc alloy membrane | film | coat is formed on the surface of the electrode for spot welding. 従来からある電極の再生装置の構成図である。It is a block diagram of a conventional electrode regeneration apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

Ａ…産業用ロボット
２…ロボットアーム
１…スポット溶接装置
１１…接続部
１３…ガンアーム
１５…アクチュエータ
２０…スポット溶接用電極
２０ａ…固定電極
２０ｂ…可動電極
２１…電極本体
２２…多層金属膜層
２２ａ１、２２ａ２、・・・、２２ａｎ…クロム銅の薄膜 A ... Industrial robot 2 ... Robot arm 1 ... Spot welding device 11 ... Connection part 13 ... Gun arm 15 ... Actuator 20 ... Spot welding electrode 20a ... Fixed electrode 20b ... Movable electrode 21 ... Electrode body 22 ... Multi-layer metal film layer 22a1, 22a2, ..., 22an ... Chrome copper thin film

Claims (2)

相対向する位置に配置された２つの電極で被溶接材を挟持して加圧しながら溶接するスポット溶接に用いられるスポット溶接用電極において、
金属により形成された電極本体と、前記電極本体の表面に形成され、厚さ寸法０．０５ｍｍから０．１ｍｍの金属の薄膜が多層に重ねて構成された多層金属膜層とを有し、
前記電極本体と、前記多層金属膜層とが一体プレス成形されて構成されていることを特徴とするスポット溶接用電極。 Oite spot welding electrode used in the two electrodes arranged in a position opposed to the spot welding for welding while being pressed by sandwiching the material to be welded,
An electrode body formed of a metal, and a multilayer metal film layer formed on the surface of the electrode body, the metal thin film having a thickness of 0.05 mm to 0.1 mm stacked in multiple layers ,
The electrode for spot welding , wherein the electrode main body and the multilayer metal film layer are integrally press-molded. 相対向する位置に配置された２つの電極で被溶接材を狭持して加圧しながら溶接するスポット溶接装置において、
前記電極は、請求項１に記載したスポット溶接用電極であることを特徴とするスポット溶接装置。 In a spot welding apparatus that welds while pressing a material to be welded between two electrodes arranged at opposite positions,
The spot welding apparatus according to claim 1, wherein the electrode is a spot welding electrode according to claim 1.
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