JPH05104252A - 抵抗スポツト溶接方法 - Google Patents

抵抗スポツト溶接方法

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JPH05104252A
JPH05104252A JP3291869A JP29186991A JPH05104252A JP H05104252 A JPH05104252 A JP H05104252A JP 3291869 A JP3291869 A JP 3291869A JP 29186991 A JP29186991 A JP 29186991A JP H05104252 A JPH05104252 A JP H05104252A
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JP
Japan
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current
upper electrode
electrode holder
holder
lower electrode
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JP3291869A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Nagata
浩 永田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 リンク機構や駆動シリンダ等の新たな駆動手
段を必要とすることなく被溶接材の酸化皮膜を十分に除
去する。 【構成】 上部電極14と下部電極23とによって被溶
接材50a、50bが加圧された状態で第1の電流I1
を各電極ホルダ13、21を介して電極間に流し駆動板
33を電極ホルダ12を中心に回動させることにより上
部電極14を軸心まわりに回動させ、その後、第1の電
流I1 よりも高い電流値に設定された第2の電流I2
各電極14、23間に流して被溶接材50a、50bを
溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗発熱を利用して金
属の接合を行なう抵抗スポット溶接方法に関し、とくに
被溶接材の表面に形成された酸化皮膜を自動的に除去す
ることが可能なスポット溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】被溶接材である金属材料のうち、とくに
アルミニウム系の金属材料は表面に酸化皮膜が生じやす
い。この酸化皮膜は、電気抵抗が母材の電気抵抗に比べ
て著しく高くしかもその値が均一でないので、溶接後の
接合強度がばらつきやすいという問題がある。したがっ
て、酸化皮膜が生じやすいアルミニウム系の金属材料の
抵抗スポット溶接では、溶接前に酸化皮膜を除去するた
めの表面処理が重要となる。
【0003】アルミニウム合金の機械的表面処理として
は、予め溶接する部分の表面をワイヤブラシ等によって
こする方法があるが、この方法は非常に労力を要する。
したがって、自動車用部品のように同一部品を多量に接
合するスポット溶接作業においては、このような酸化皮
膜の除去作業を行なうことはコスト的に困難となる。
【0004】溶接学会誌、第35巻、第8号には、アル
ミニウム合金の酸化皮膜を自動的に除去する技術が記載
されている。図4は、上述の溶接学会誌に記載されたス
ポット溶接装置の概略構成を示している。図4に示すよ
うに1は加圧シリンダ2に連結される上部電極ホルダを
示している。上部電極ホルダ1には、上部電極3が取付
けられている。上部電極ホルダ1の下方には、下部電極
ホルダ4が位置している。下部電極ホルダ4は、下部ア
ーム5に揺動可能に支持されている。下部電極ホルダ4
の上端部には、下部電極6が取付けられている。下部電
極ホルダ4の下端部には、駆動用シリンダ7が連結され
ている。
【0005】図4の装置においては、上部電極3と下部
電極6によって被溶接材8a、8bが加圧され挾持され
ると、下部電極6が取付けられた下部電極ホルダ4が駆
動用シリンダ7により矢印方向Bに揺動される。そのた
め、被溶接材8a、8b間に相対運動が生じ、被溶接材
8a、8b間の酸化皮膜の除去が行なわれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示す装置のように、下部電極をリンク機構や駆動用シリ
ンダを用いて揺動させる場合は、装置の構造が複雑にな
り信頼性が低下するとともに装置が高価になるという問
題がある。
【0007】本発明は、上記の問題に着目し、リンク機
構や駆動シリンダ等の新たな駆動手段を必要とすること
なく被溶接材の酸化皮膜を十分に除去することが可能な
抵抗スポット溶接方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係る抵抗スポット溶接方法は、上部電極を保持する上部
電極ホルダと下部電極を保持する下部電極ホルダのいず
れか一方を軸心まわりに回動可能に構成し、該回動可能
な電極ホルダに、磁性体からなる駆動板を絶縁体を介し
て設け、前記上部電極と下部電極とによって被溶接材が
加圧された状態で第1の電流を各電極ホルダを介して電
極間に流し前記駆動板を前記電極ホルダの中心軸を中心
に回動させることにより該電極ホルダに保持された電極
を軸心まわりに回動させ、その後、前記第1の電流より
も高い電流値に設定された第2の電流を各電極間に流し
て被溶接材を溶接する方法から成る。
【0009】
【作用】このように構成された抵抗スポット溶接方法に
おいては、上部電極ホルダに保持された上部電極と下部
電極ホルダに保持された下部電極とによって被溶接材が
加圧された状態で各電極間に第1の電流が流される。こ
こで、上部電極ホルダと下部電極ホルダのいずれか一方
に、絶縁体を介して磁性体からなる駆動板が設けられて
いるので、第1の電流が流された状態では、駆動板には
第1の電流によって生じた磁界によるローレンツ力が作
用する。すなわち、第1の電流が流れる場合は、電流の
流れる電路を中心として同心円状の磁界が生じ、この磁
界の作用によって駆動板には電極ホルダを回動させるロ
ーレンツ力が作用する。回動板の回動力は回動可能な電
極ホルダに伝達され、この電極ホルダの回動によって、
上部電極と下部電極のいずれか一方が軸心まわりに回動
される。
【0010】上部電極と下部電極のいずれか一方が回動
されると、被溶接材間に相対運動が生じ、この相対運動
によって被溶接材の酸化皮膜が破壊される。被溶接材の
酸化皮膜が破壊された後は、第1の電流よりも高い電流
値に設定された第2の電流が上部電極と下部電極との間
に流され、被溶接材の溶接が行なわれる。このように、
酸化皮膜が除去された状態で、正規の溶接電流が流され
るので、溶接部分を十分に加熱溶融することが可能とな
り、信頼性の高い溶接部が得られる。
【0011】
【実施例】以下に、本発明に係る抵抗スポット溶接方法
の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。
【0012】図1ないし図3は、本発明の一実施例を示
している。図中、10は本発明の抵抗スポット溶接方法
が適用される抵抗スポット溶接装置を示している。抵抗
スポット溶接装置10は、上部に加圧シリンダ11を有
している。加圧シリンダ11には、上部アーム12が取
付けられている。上部アーム12には、上部電極ホルダ
13が取付けられている。上部電極ホルダ13には、上
部電極14が取り外し可能に装着されている。上部電極
14の一端はテーパ状に形成されている。上部電極14
は上部電極ホルダ13に装着後は、テーパ部のくい込み
によって上部電極ホルダ13に強固に固定される。
【0013】上部電極ホルダ13は、上部アーム12に
対して軸心まわりに回動可能となっている。上部電極ホ
ルダ13は、導電部材から構成されている。上部電極1
4は、たとえばクロム銅等の金属材料から構成されてい
る。上部電極14は、上部電極ホルダ13と一体で軸心
まわりに回動するようになっている。
【0014】上部電極ホルダ13の下方には、導電部材
からなる下部電極ホルダ21が位置している。下部電極
ホルダ21は下部アーム22に取付けられている。下部
電極ホルダ21は、上部電極ホルダ13と異なり、下部
アーム22に対して回動不可に固定されている。下部電
極ホルダ21の上端部には、クロム銅等の金属材料から
構成される下部電極23が取外し可能に装着されてい
る。下部電極23の一端はテーパ状に形成されている。
下部電極23は、下部電極ホルダ21への装着後は、テ
ーパ部のくい込みによって下部電極ホルダ21に強固に
固定される。
【0015】上部電極ホルダ13には、溶接電源として
の直流電源31のプラス極が接続されている。下部電極
ホルダ21には、直流電源31のマイナス極が接続され
ている。直流電源31は制御器(タイマ)32と接続さ
れており、制御器32によって上部電極14と下部電極
23との間に流される溶接電流Iが可変されるようにな
っている。本実施例では、図2に示すように、後述する
駆動板33を回動させるための第1の電流I1 と、被溶
接材としてのアルミニウム合金板50a、50bを溶接
するための正規の溶接電流である第2の電流I2 とが上
部電極ホルダ13および下部電極ホルダ21を介して上
部電極14と下部電極23との間に流されるようになっ
ている。本実施例では、溶接電源として直流電源が用い
られているが、交流電源であっても同様な効果が得られ
る。
【0016】上部電極ホルダ13には、電気的絶縁特性
を有する絶縁体32を介して磁性体からなる駆動板33
が設けられている。本実施例では、駆動板33は鉄また
はニッケル等の強磁性体が用いられている。駆動板33
はL字状に形成されており、上部電極ホルダ13側に位
置するつけ根部分が水平方向に延びており、上部電極ホ
ルダ13から遠ざかる部分は垂直方向に延びている。駆
動板33をL字状に形成したのは、後述する磁界Hの影
響を強くし回動力を高めるためである。
【0017】駆動板33には、上部電極ホルダ13およ
び下部電極ホルダ21を介して上部電極14と下部電極
23との間に流される第1の電流I2 または第2の電流
2 とにより発生する磁界Hによってローレンツ力が作
用するようになっている。なお、絶縁体32を介して駆
動板33を上部電極ホルダ13に取付けたのは、駆動板
33と磁界Hが交差する際に駆動板33に起電力が発生
し、この起電力による電流が上部電極ホルダ13側に流
れるのを防止するためである。これによって、駆動板3
3に作用するローレンンツ力が高められている。
【0018】駆動板33は、磁界Hによるローレンツ力
が作用すると、上部電極ホルダ13の中心軸を中心に回
動するようになっている。駆動板33が回動すると、上
部電極ホルダ13に装着された上部電極14も軸心まわ
りに回動するようになっている。アルミニウム合金板5
0a、50bが加圧された状態で、上部電極14が駆動
板33により回動されると、アルミニウム合金板50
a、50bの相対回転運動が行なわれ、接合面の酸化皮
膜が破壊されるようになっている。溶接終了後、上部電
極14が上昇すると、駆動板33はたとえば図示されな
いばねの付勢力によって元の位置に戻されるようになっ
ている。
【0019】本実施例では、アルミニウム合金板50
a、50bの相対回転運動は2〜5°程度になるよう
に、第1の電流I1 の値が5000〜15000Aに設
定されている。第1の電流I1 は、駆動板33を回動さ
せるに必要な電流値であり、第1の電流I1 によってア
ルミニウム合金板50a、50bは溶融されないように
なっている。
【0020】つぎに、本実施例における作用について説
明する。被溶接材としてのアルミニウム合金板50a、
50bが所定の位置に位置決めされると、上部アーム1
2が下降し、アルミニウム合金板50a、50bは、上
部電極ホルダ13に装着された上部電極14と下部電極
ホルダ21に装着された下部電極23とによって加圧さ
れる。
【0021】アルミニム合金板50a、50bが加圧さ
れると、制御器32からの指令により直流電源31から
第1の電流I1 が上部電極ホルダ13および下部電極ホ
ルダ21を介して上部電極14と下部電極23との間に
流される。第1の電流I1 が流された状態では、図3に
示すように、上部ホルダ13、上部電極14、下部電極
23、下部ホルダ21のまわりには、同心円状の磁界H
が発生する。
【0022】駆動板33は、第1の電流I1 による磁界
Hが発生すると、磁界Hのローレンツ力によって矢印方
向Aに回動する。駆動板33は、上部電極ホルダ13に
取付けられているので、上部電極ホルダ13に装着され
た上部電極14も軸心まわりに回動する。これによっ
て、アルミニウム合金板50a、50bとの相対回転運
動が行なわれ、接合面の酸化皮膜が破壊される。
【0023】アルミニウム合金板50a、50bとの接
合面の酸化皮膜が破壊された後は、第1の電流I1 より
も高い電流値に設定された第2の電流I2 が上部ホルダ
13および下部ホルダ21を介して上部電極14と下部
電極23との間に流される。このように、酸化皮膜が除
去された状態で、正規の溶接電流である第2の電流I2
が流されるので、溶接部分を十分に加熱溶融することが
可能となり、信頼性の高い溶接部が得られる。
【0024】駆動板33は、第1の電流I1 の他に第2
の電流I2 によっても回動することになるが、駆動板3
3が回動している状態ではアルミニウム合金板50a、
50bの接合部分は溶融状態であり、しかもアルミニウ
ム合金板50a、50bの相対回転量は2〜5°と極め
て小さいので、溶接時に駆動板33が回動しても接合強
度への影響はほとんどない。
【0025】駆動板33により上部電極14が回動する
際には、アルミニウム合金板50a、50bとの相対回
転運動だけでなく、上部電極14とアルミニウム合金板
50aとの相対回転運動、下部電極23とアルミニウム
合金板50bとの相対回転運動も行なわれる。これは、
接触面ではすべりが生じるからである。したがって、各
電極14、23と接触するアルミニウム合金50a、5
0bの酸化皮膜も破壊されることになり、良好なスポッ
ト溶接を行なうことが可能となる。
【0026】なお、本実施例ではアルミニウム合金板の
スポット溶接に適用した例を示したが、酸化皮膜が形成
される被溶接材であればアルミニウム合金以外の金属材
料にも勿論適用可能である。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、上部電極を保持する上
部電極ホルダと下部電極を保持する下部電極ホルダのい
ずれか一方を軸心まわりに回動可能に構成し、この回動
可能な電極ホルダに、磁性体からなる駆動板を絶縁体を
介して設け、上部電極と下部電極とによって被溶接材が
加圧された状態で第1の電流を各電極ホルダを介して電
極間に流し駆動板を電極ホルダの中心軸を中心に回動さ
せることにより電極ホルダに保持された電極を軸心まわ
りに回動させ、その後、第1の電流よりも高い電流値に
設定された第2の電流を各電極間に流して被溶接材を溶
接するようにしたので、リンク機構や駆動シリンダ等の
新たな駆動手段を用いることなく被溶接材の酸化皮膜を
自動的に除去することができる。したがって、抵抗スポ
ット溶接装置の構造が簡素化され、溶接装置の信頼性を
高めることができるとともに、溶接装置の製造コストを
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る抵抗スポット溶接方法
が適用される抵抗スポット溶接装置の概略構成図であ
る。
【図2】図1の装置における溶接電流の変化を示す特性
図である。
【図3】図1の装置における第1の電流によって生じる
磁界と駆動板との関係を示す平面図である。
【図4】従来の抵抗スポット溶接装置の概略構成図であ
る。
【符号の説明】
13 上部電極ホルダ 14 上部電極 21 下部電極ホルダ 23 下部電極 32 絶縁体 33 駆動板 50a 被溶接材 50b 被溶接材 I1 第1の電流 I2 第2の電流 H 磁界

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部電極を保持する上部電極ホルダと下
    部電極を保持する下部電極ホルダのいずれか一方を軸心
    まわりに回動可能に構成し、該回動可能な電極ホルダ
    に、磁性体からなる駆動板を絶縁体を介して設け、前記
    上部電極と下部電極とによって被溶接材が加圧された状
    態で第1の電流を各電極ホルダを介して電極間に流し前
    記駆動板を前記電極ホルダの中心軸を中心に回動させる
    ことにより該電極ホルダに保持された電極を軸心まわり
    に回動させ、その後、前記第1の電流よりも高い電流値
    に設定された第2の電流を各電極間に流して被溶接材を
    溶接することを特徴とする抵抗スポット溶接方法。
JP3291869A 1991-10-14 1991-10-14 抵抗スポツト溶接方法 Pending JPH05104252A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10036711B4 (de) * 1999-12-01 2006-09-14 Mitsubishi Denki K.K. Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von metallenen Bandenden
CN114378418A (zh) * 2021-04-27 2022-04-22 北京电子科技职业学院 一种铝合金电阻点焊设备和点焊方法

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