JP6519510B2 - スポット溶接物の製造方法およびそのための製造装置 - Google Patents
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(i)少なくとも2枚の被溶接板を少なくとも部分的に重ね合わせることによって被溶接積層体を得る工程、
(ii)第1電極および第2電極で被溶接積層体を挟み込む工程、ならびに
(iii)第1電極および第2電極で被溶接積層体を加圧しながら第1電極および第2電極との間の通電を行う工程
を含んで成り、
被溶接積層体では少なくとも2枚の被溶接板の板厚が互いに異なっており、第1電極および第2電極の通電抵抗が互いに異なる溶接ガンを用いることを特徴とする。
本発明に係る製造方法は、対を成す第1電極と第2電極とから構成される溶接ガンを用いてスポット溶接物を製造する方法である。具体的には、本発明のスポット溶接物の製造方法は、
(i)少なくとも2枚の被溶接板を少なくとも部分的に重ね合わせて被溶接積層体を得る工程、
(ii)第1電極および第2電極で被溶接積層体を挟み込む工程、ならびに
(iii)第1電極および第2電極で被溶接積層体を加圧しながら第1電極および第2電極との間の通電を行う工程
を含んで成り、
被溶接積層体では少なくとも2枚の被溶接板の板厚が互いに異なっており、第1電極および第2電極の通電抵抗が互いに異なる溶接ガンが用いられる。
溶接ガンの第1電極および第2電極の切頭形状が切頭円錐形状である場合、第1電極および第2電極の切頭面は円形となり得る(図2参照)。すなわち、第1電極および第2電極は円形状切頭面を有することになる。かかる場合、第1電極と第2電極との間で円形状切頭面の径寸法が異なることが好ましく、一方の電極が他方の電極よりも径寸法が大きくまたは小さくなっていることが好ましい。
“電極肩部の好適形状”の態様は、溶接痕を特により効率良く抑制できる電極先端形状に基づいている。かかる態様においては、第1電極および第2電極の少なくとも一方につき電極先端肩部と切頭面との境界が角張っていない。
次に、スポット溶接物の製造装置について説明する。本発明の製造装置は、上述のスポット溶接物の製造に好適な装置である。すなわち、板厚が互いに異なる被溶接板から構成されるスポット溶接物を製造するための装置である。かかる製造装置は、図8に示すように、対を成す第1電極12と第2電極16とから構成される溶接ガンを少なくとも有して成るところ、第1電極12および第2電極16における通電抵抗が互いに異なっている。
本発明に従って通電抵抗の互いに異なる電極を用いて板厚の異なる被溶接板をスポット溶接した際の効果を確認すべく以下の実証試験を行った。
・第1電極(小切頭径)
全体形状:切頭円錐形状
切頭径:6mm(φ6)
材質:銅合金(クロム銅)
・第2電極(小〜大切頭径)
全体形状:切頭円錐形状
切頭径:(1)6mm(φ6)、(2)7mm(φ7)、(3)8mm(φ8)、(4)10mm(φ10)、(5)12mm(φ12)、(6)16mm(φ16)
材質:銅合金(クロム銅)
(通電条件)
・電流値:8.0kA、8.5kA、9.0kA
・加圧力:3.43kN
・通電時間:20cycle
(被溶接板)
・鋼板3枚(材質:全てSGC材)
・板厚:薄板(0.7mm)、第1厚板(1.6mm)、第2厚板(1.2mm)
電極切頭面径の大径化による圧痕の影響を確認すべく以下の実証試験を行った。
・第1電極(小切頭径)
全体形状:切頭円錐形状
切頭径:6mm(φ6)
材質:銅合金(クロム銅)
・第2電極(小〜大切頭径)
全体形状:切頭円錐形状
切頭径:6mm(φ6)、7mm(φ7)、8mm(φ8)、9mm(φ9)
材質:銅合金(クロム銅)
(通電条件)
・電流値:8.0kA、9.0kA
・加圧力:2.45kN
・通電時間:15cycle
(供試板)
・鋼板(材質:SGC材)
・板厚: 0.7mmおよび0.9mmの重ね
12 第1電極
16 第2電極
20 被溶接板
23 板厚がより小さい被溶接板(薄板)
27 板厚がより大きい被溶接板(厚板)
27A 第1厚板
27B 第2厚板
50’ 被溶接積層体
50 スポット溶接物
55 被溶接板同士の合わせ面(界面)
70 溶融部/ナゲット
Claims (8)
- 対を成す第1電極と第2電極とから構成される溶接ガンを用いてスポット溶接物を製造する方法であって、
(i)少なくとも2枚の被溶接板を少なくとも部分的に重ね合わせて被溶接積層体を得る工程、
(ii)前記第1電極および前記第2電極で前記被溶接積層体を挟み込む工程、ならびに
(iii)前記第1電極および前記第2電極で前記被溶接積層体を加圧しながら該第1電極および該第2電極との間の通電を行う工程
を含んで成り、
前記被溶接積層体では前記少なくとも2枚の被溶接板の板厚が互いに異なっており、前記第1電極および前記第2電極の通電抵抗が互いに異なる前記溶接ガンを用い、
前記工程(iii)では、前記被溶接積層体に生じる溶融部の形成位置を制御しており、前記互いに異なる前記通電抵抗に起因して、前記第1電極および前記第2電極のうち該通電抵抗が相対的に大きい電極側に前記溶融部を偏移させており、
電極材質の相違ではなく電極先端形状の相違に基づき前記第1電極と前記第2電極との前記通電抵抗が互いに異なる前記溶接ガンの使用によって、前記溶融部の前記偏移を行い、
前記溶接ガンは、前記第1電極および前記第2電極の各々が切頭形状を有し、該第1電極の切頭面積と該第2電極の切頭面積とが互いに異なっており、
前記第1電極と前記第2電極とのうちで円形状切頭面の径寸法が相対的に大きい方につき該円形状切頭面の径寸法が7mm以上であり、
前記第1電極および前記第2電極の各々は、電極先端の切頭面が平面となっており、断面視にて該切頭面と連続する電極先端肩部の輪郭が円弧状であり、該電極先端肩部の輪郭を成す円弧の中心が切頭面端を通って電極軸と平行となるライン上に位置し、該電極先端肩部と該切頭面との境界が角張っていない、スポット溶接物の製造方法。 - 前記板厚が互いに異なる前記被溶接板同士の合わせ面にまで前記溶融部が及ぶように該溶融部を偏移させることを特徴とする、請求項1に記載のスポット溶接方法。
- 前記第1電極および前記第2電極との間の切頭面積比であって、相対的に小さい切頭面積に対する相対的に大きい切頭面積の比が1.3〜7.5となる前記溶接ガンを用いることを特徴とする、請求項1または2に記載のスポット溶接物の製造方法。
- 前記第1電極および前記第2電極との間の切頭面積比であって、相対的に小さい切頭面積に対する相対的に大きい切頭面積の比が1.16〜2.67となる前記溶接ガンを用いることを特徴とする、請求項1または2に記載のスポット溶接物の製造方法。
- 前記被溶接板が3枚であり、そのうち少なくとも2枚の板厚が互いに異なることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のスポット溶接物の製造方法。
- 前記工程(ii)では、前記第1電極および前記第2電極のうち前記通電抵抗が相対的に大きい電極を板厚が相対的に小さい前記被溶接板の近位に配置する一方、該通電抵抗が相対的に小さい電極を板厚が相対的に大きい前記被溶接板の近位に配置することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のスポット溶接物の製造方法。
- 板厚が互いに異なる被溶接板から構成されるスポット溶接物を製造するための装置であって、
対を成す第1電極と第2電極とから構成される溶接ガンを少なくとも有して成り、該第1電極および該第2電極における通電抵抗が互いに異なっており、
前記溶接ガンは、前記被溶接積層体に生じる溶融部が偏移することになるように電極材質の相違ではなく電極先端形状の相違に基づき前記第1電極と前記第2電極との前記通電抵抗が互いに異なっており、
前記第1電極および前記第2電極の各々が切頭形状を有し、該第1電極の切頭面積と該第2電極の切頭面積とが互いに異なっており、
前記第1電極と前記第2電極とのうちで円形状切頭面の径寸法が相対的に大きい方につき該円形状切頭面の径寸法が7mm以上となっており、
前記第1電極および前記第2電極の各々は、電極先端の切頭面が平面となっており、断面視にて該切頭面と連続する電極先端肩部の輪郭が円弧状であり、該電極先端肩部の輪郭を成す円弧の中心が切頭面端を通って電極軸と平行となるライン上に位置し、該電極先端肩部と該切頭面との境界が角張っていない、スポット溶接物の製造装置。 - 前記溶接ガンでは、前記第1電極および前記第2電極との間の切頭面積比であって相対的に小さい切頭面積に対する相対的に大きい切頭面積の比が1.16〜2.67となっていることを特徴とする、請求項7に記載のスポット溶接物の製造装置。
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