JPH0699283A - Short interval continuous spot welding method and welding machine for thermosetting resin damping steel sheets - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent Joule heat generation at the time of spot-welding of skin steel sheets and to prevent circumferential cutting defects around electrodes by providing a bypass circuit on the welding machine to release electromagnetic energy of arc discharge. CONSTITUTION:At the time of spot-welding of the high damping steel sheets 1 having a welded point 2 by the electrodes 3, the change di/dt and dv/dt for the time (t) are calculated by a controller 7 from a wave of a current (i) displayed on an ammeter 5 and a waveform of the voltage (v) of a voltmeter 6 and when di/dt<0 or dv/dt<=0 is attained, a switch 8 of the bypass circuit 11 is turned ON. An instruction circuit 12 to turn OFF the switch when (i)=0 is attained is proved. Resistance 9 of the bypass circuit 11 is set to <=100muOMEGA sufficiently lower than the beforehand extent of welded point resistance 500muOMEGA.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、２枚の鋼板に熱硬化性
樹脂を挟んで積層したサンドイッチ構造の複合型制振鋼
板の連続交流スポット溶接方法及び溶接機に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuous alternating current spot welding method and a welding machine for a composite type vibration damping steel sheet having a sandwich structure in which a thermosetting resin is sandwiched between two steel sheets.

【０００２】[0002]

【従来の技術】制振鋼板は、スキン鋼板間に樹脂をサン
ドイッチする構造のため、本来導電性を有することはな
く、このため樹脂中に金属粉、金属ファイバー、等を入
れ直接溶接する技術が、特開昭57−51453 号公報、特開
昭61−022495号公報、特開昭62−151332号公報、特開昭
62−152752号公報等に開示されている。これらの技術
は、樹脂中の金属粉の量、その大きさ、樹脂厚との関係
を示しており、これにより二枚の鋼板間バイパス回路で
つなぐことなくスポット溶接ができるようになった。2. Description of the Related Art Since damping steel plates have a structure in which resin is sandwiched between skin steel plates, they do not inherently have conductivity. Therefore, there is a technique for directly welding metal powder, metal fibers, etc. into the resin. , JP-A-57-51453, JP-A-61-022495, JP-A-62-151332, JP-A-62-151332
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-152752. These techniques show the relationship between the amount of metal powder in resin, its size, and resin thickness, which enables spot welding without connecting by a bypass circuit between two steel plates.

【０００３】この他に、特開平３−86380 号公報には溶
接方法として、２段通電法ナゲット（溶接個所の溶融部
分）の成長を制御し良好な継手強度を得ることが示され
ている。これに付随して従来、薄膜樹脂コーティングメ
ッキ鋼板に使用されている、アップスロープ溶接方法等
が欠陥発生に効果ありとされている。In addition to this, as a welding method, Japanese Patent Laid-Open No. 3-86380 discloses that the growth of a two-stage energization method nugget (a molten portion at a welded portion) is controlled to obtain good joint strength. Along with this, the up-slope welding method and the like that have been conventionally used for thin-film resin-coated steel sheets are said to be effective in generating defects.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、制振鋼板
は、自動車、家電、建材等の分野で需要を伸ばしてお
り、生産性の点から通常の鋼板と同等の溶接性が求めら
れることが多い。しかし、制振鋼板の場合は、樹脂をサ
ンドイッチする構造上特有の溶接欠陥を発生することが
知られている。By the way, demand for vibration-damping steel sheets is growing in the fields of automobiles, home appliances, building materials, etc., and in terms of productivity, weldability equivalent to that of ordinary steel sheets is often required. . However, in the case of the vibration-damping steel plate, it is known that a welding defect peculiar to the structure of sandwiching the resin occurs.

【０００５】また、近年制振鋼板も耐食性の点から裸で
使用されることは少なく、塗装・焼付けして使用され
る。この場合耐熱性が要求されるのであるが、樹脂の特
性として耐熱性を有する熱硬化性樹脂が主流になりつつ
ある。熱可塑性樹脂に比較して熱硬化性樹脂は溶接性が
劣ることは公知である。特に短間隔で連続的に溶接点を
形成する場合には、電極周囲がとけおちる、円周切れと
呼ばれる欠陥が発生する。この欠陥は耐食性、ナゲット
の形成の安定性からも問題にされ、解決することが望ま
れていた。Further, in recent years, vibration-damping steel sheets are rarely used naked from the viewpoint of corrosion resistance, and they are used after being painted and baked. In this case, heat resistance is required, but thermosetting resins having heat resistance as a characteristic of resin are becoming mainstream. It is known that the thermosetting resin has inferior weldability as compared with the thermoplastic resin. In particular, when welding points are continuously formed at short intervals, a defect called circumferential breakage, in which the periphery of the electrode melts down, occurs. This defect has been a problem due to corrosion resistance and stability of nugget formation, and it has been desired to solve it.

【０００６】本発明は、熱硬化性樹脂を用いた制振鋼板
を短間隔で連続スポット溶接しても上記のような欠陥の
発生が防止可能な溶接方法及び溶接機を提案することを
目的とするものである。An object of the present invention is to propose a welding method and a welding machine capable of preventing the occurrence of the above defects even when continuous spot welding of a damping steel sheet using a thermosetting resin is performed at short intervals. To do.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、熱硬化性樹脂
を用いた制振鋼板を10〜60mmの間隔で連続交流スポット
溶接するに際し、溶接電流ｉの波形と電極間電圧ｖの波
形を監視し、該電流ｉの時間ｔに対する変化がｄｉ／ｄ
ｔ＜０、かつ該電圧ｖの時間ｔに対する変化がｄｖ／ｄ
ｔ≧０となったとき、該溶接電流を回路抵抗値が 100μ
Ω以下のバイパス回路に流し、次いで該溶接電流ｉがｉ
＝０になったとき、該バイパス回路を絶縁状態にするこ
とを特徴とする熱硬化性樹脂制振鋼板の短間隔連続スポ
ット溶接方法であり、また熱硬化性樹脂制振鋼板の短間
隔連続スポット溶接装置において、電極間にスイッチを
有するバイパス回路を設け、かつ溶接電流ｉの波形と電
極間電圧ｖの波形を採取する制御器を設け、該制御器に
おいて該電流ｉの時間ｔに対する変化ｄｉ／ｄｔならび
に該電圧ｖの時間ｔに対する変化ｄｖ／ｄｔを演算し、
ｄｉ／ｄｔ＜０かつｄｖ／ｄｔ≧０となったとき該スイ
ッチをＯＮ状態にし、次いでｉ＝０となったとき該スイ
ッチをＯＦＦ状態にする指示回路を該制御器と該スイッ
チ間に設けたことを特徴とする熱硬化性樹脂制振鋼板の
短間隔連続スポット溶接機である。またバイパス回路の
回路抵抗は 100μΩ以下が望ましい。According to the present invention, the waveform of the welding current i and the waveform of the voltage v between the electrodes are measured during continuous AC spot welding of a damping steel sheet using a thermosetting resin at intervals of 10 to 60 mm. The change of the current i with respect to time t is monitored by di / d.
t <0, and the change of the voltage v with respect to time t is dv / d
When t ≧ 0, the welding current is changed to 100μ circuit resistance value.
Flowing into a bypass circuit of Ω or less, and then the welding current i is
Is a short-spot continuous spot welding method for thermosetting resin damping steel plates, characterized in that the bypass circuit is placed in an insulating state when = 0. In the welding apparatus, a bypass circuit having a switch is provided between the electrodes, and a controller for collecting the waveform of the welding current i and the waveform of the voltage v between the electrodes is provided. In the controller, a change di / dt and the change dv / dt of the voltage v with respect to time t are calculated,
An instruction circuit is provided between the controller and the switch for turning on the switch when di / dt <0 and dv / dt ≧ 0, and turning off the switch when i = 0. This is a short-spot continuous spot welding machine for thermosetting resin damping steel plates. Also, the circuit resistance of the bypass circuit should be 100 μΩ or less.

【０００８】[0008]

【作用】まず、基本的な制振鋼板のスポット溶接メカニ
ズムを説明する。制振鋼板のスポット溶接は、まず樹脂
中に混入された導電物質に電流が流れ、この発熱あるい
は鋼板のジュール発熱による熱で、溶接電極下の樹脂が
排除され、スキン鋼板の接触が始まり通常の溶接とな
る。[Operation] First, the basic spot welding mechanism of the vibration damping steel plate will be described. In spot welding of vibration-damping steel plates, an electric current first flows through the conductive material mixed in the resin, and the heat generated by this heat or the Joule heat of the steel plates causes the resin under the welding electrodes to be removed, and the contact of the skin steel plate begins. It becomes welding.

【０００９】制振鋼板の連続打点時の円周切れ欠陥の発
生メカニズムは、次のように考えられている。図２に示
すように、短間隔で連続的にスポット溶接を行っている
場合を考えると、溶接電流16は、今溶接しようとする電
極下に流れるのみならず、既に溶接された溶接点にも分
流する。この分流電流は、電極下の抵抗値と既溶接点２
の間の抵抗値の大きさに依存している。冷延鋼板等のス
ポット溶接では、電極下の抵抗のほうが圧倒的に小さく
普通は問題にならない。制振鋼板１の場合には溶接抵抗
値が大きいために、分流電流が流れて電極３周囲の鋼板
がジュール熱により発熱し、ここが溶解すると言われて
いる。The mechanism of occurrence of circumferential breakage defects at the time of continuous hitting of a vibration-damping steel plate is considered as follows. Considering the case where spot welding is continuously performed at short intervals as shown in FIG. 2, the welding current 16 not only flows under the electrode to be welded now, but also at the already welded welding point. Divert. This shunt current is the resistance value under the electrode and the welded point 2
It depends on the magnitude of the resistance value between. In spot welding of cold-rolled steel sheets and the like, the resistance under the electrode is overwhelmingly small and usually does not pose a problem. In the case of the vibration-damping steel plate 1, since the welding resistance value is large, it is said that the shunt current flows and the steel plate around the electrode 3 generates heat due to Joule heat and melts.

【００１０】ここで本発明者等は鋭意研究の結果以下の
事実を見出した。熱硬化性樹脂を使用した制振鋼板の場
合には、溶接過程において電極下の樹脂が明確な融点を
持たないためになかなか排除されない。従って、樹脂中
に混入された導電物質は溶接電流により発熱し、溶断し
絶縁状態が現れる。溶接点が近くにない場合には、溶接
機のリアクタンスＬに蓄えられた電磁エネルギー１／２
LI ² によるアーク放電が絶縁ポイントに発生する。しか
し、溶接しようとする点の近傍にすでに溶接点が存在す
ると、この電磁エネルギーは、アーク放電電圧より低い
既溶接点に放出される。この電磁エネルギーは、電極か
ら電極周囲のスキン材を経て既溶接点に至る。従ってこ
の電磁エネルギーを別回路において逃がすことにより、
スキン鋼板をジュール発熱から防止する。この効果によ
り電極周囲の円周切れ欠陥を防止することができる。As a result of earnest research, the present inventors have found that
Found the facts. In the case of damping steel sheet using thermosetting resin
In the welding process, the resin under the electrode has a clear melting point.
It's difficult to get rid of because you don't have it. Therefore, in resin
The conductive material mixed in the heat generated by the welding current and melted.
Insulation appears. Weld if no weld points are nearby
Energy stored in the reactance L of the machine 1/2
LI ²Arc discharge occurs at the insulation point. Only
However, there is already a welding point near the point to be welded.
Then, this electromagnetic energy is lower than the arc discharge voltage
It is released to the already welded point. Is this electromagnetic energy an electrode?
From the electrode, the skin material around the electrode reaches the already welded point. Therefore
By releasing the electromagnetic energy of in another circuit,
Prevent skin steel sheet from Joule heat generation. Due to this effect
It is possible to prevent circumferential breakage defects around the electrode.

【００１１】このアークの発生は、溶接時の電流波形と
電圧波形を監視することで検知可能である。アークの発
生の特徴は、電流が低下して、電圧が上昇することで、
従って各諸元の時間変化を監視することで検知可能であ
る。すなわち、溶接機にバイパス回路を設けておき、ｄ
ｉ／ｄｔ＜０かつｄｖ／ｄｔ≧０のとき、蓄えられた電
磁エネルギーを逃すことが必要で、バイパス回路の抵抗
は既溶接点の抵抗値よりも充分に小さいことが要求され
る。一般に既溶接点抵抗は 500μΩ程度あるので、バイ
パス回路の回路抵抗は 100μΩ以下であれば十分であ
る。The occurrence of this arc can be detected by monitoring the current waveform and voltage waveform during welding. The characteristic of arc generation is that the current decreases and the voltage increases,
Therefore, it can be detected by monitoring the time change of each item. That is, the welding machine is provided with a bypass circuit, and d
When i / dt <0 and dv / dt ≧ 0, it is necessary to release the stored electromagnetic energy, and the resistance of the bypass circuit is required to be sufficiently smaller than the resistance value of the already welded point. Generally, the resistance of the already welded point is about 500 μΩ, so it is sufficient if the circuit resistance of the bypass circuit is 100 μΩ or less.

【００１２】以下、実施例により本発明をより詳細に説
明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【００１３】[0013]

【実施例】まず実施例に使用した制振鋼板は、0.4mmtの
スキン鋼板を使用し、ポリエステル系熱硬化性樹脂に金
属粉を樹脂に対して0.5vol％混入し、樹脂厚を40μｍと
した。スポット溶接機は、図１に示す構成とし、比較例
として制御回路12及びバイパス回路11を取り外して、ス
ポット溶接を行った。また、バイパス回路11の抵抗値を
50μΩ〜１Ωまで変えてスポット溶接を行った。なお、
図１で４は電源、５は電極３、３間を流れる電流ｉを測
る電流計、６は電極間電圧ｖを測る電圧計で、それぞれ
制御器７にインプットされ、時間ｔに対する変化すなわ
ちｄｉ／ｄｔおよびｄｖ／ｄｔが計算され、ｄｉ／ｄｔ
＜０かつｄｖ／ｄｔ≧０のとき指示回路によりスイッチ
８をオン状態にし、次にｉ＝０のときスイッチ８をオフ
状態にする。９は抵抗器で10はその冷却装置を示す。[Example] First, the damping steel sheet used in the example is a 0.4 mmt skin steel sheet, in which 0.5 vol% of metal powder is mixed in polyester thermosetting resin with respect to the resin, and the resin thickness is set to 40 μm. . The spot welder was configured as shown in FIG. 1 and, as a comparative example, the control circuit 12 and the bypass circuit 11 were removed and spot welding was performed. In addition, the resistance value of the bypass circuit 11
Spot welding was performed by changing from 50 μΩ to 1 Ω. In addition,
In FIG. 1, 4 is a power source, 5 is an ammeter for measuring the current i flowing between the electrodes 3, 3, and 6 is a voltmeter for measuring the inter-electrode voltage v. dt and dv / dt are calculated and di / dt
When <0 and dv / dt ≧ 0, the switch 8 is turned on by the instruction circuit, and when i = 0, the switch 8 is turned off. 9 is a resistor and 10 is its cooling device.

【００１４】 電極 ： Cr−Cu合金 先端形状がCF−５mmφ 溶接電流： 8.0kA 電極加圧力：180kgf 溶接時間： 10cycle （50Hz) 溶接継手： 制振鋼板／制振鋼板 打点間隔： 10mm〜150mm 各条件にてスポット溶接を連続で1000点行い、発生した
欠陥率を求めた。Electrode: Cr-Cu alloy Tip shape is CF-5mmφ Welding current: 8.0kA Electrode pressure: 180kgf Welding time: 10cycle (50Hz) Welded joint: Damping steel plate / Damping steel plate Spot spacing: 10mm ~ 150mm Each condition The spot welding was continuously performed at 1000 points to determine the defect rate.

【００１５】以上の結果を表１示す。The above results are shown in Table 1.

【００１６】[0016]

【表１】 [Table 1]

【００１７】この実施例において本発明の範囲におい
て、欠陥発生がないことが判る。In this example, it can be seen that no defect is generated within the scope of the present invention.

【００１８】[0018]

【発明の効果】本発明によれば、熱硬化性樹脂を使用し
た制振鋼板であっても、円周切れ欠陥を発生することな
く、充分な強度を有し、且つ耐食性にも優れた、スポッ
ト溶接が実現する。このため、樹脂複合鋼板の用途が拡
大される結果、騒音や振動が軽減され、良好な環境が提
供される。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, even a vibration-damping steel sheet using a thermosetting resin has sufficient strength without causing circumferential cutting defects, and has excellent corrosion resistance, Spot welding is realized. Therefore, as a result of expanding the applications of the resin composite steel sheet, noise and vibration are reduced and a good environment is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明のバイパス回路、制御回路付の交流スポ
ット溶接機の配線概略図である。FIG. 1 is a schematic wiring diagram of an AC spot welder with a bypass circuit and a control circuit according to the present invention.

【図２】制振鋼板の連続的なスポット溶接時の状況を模
式的に示した図である。 １： 制振鋼板 ２： 既溶接点（ナゲット） ３： 電極 ４： 電源 ５： 電流計 ６： 電圧計 ７： 制御器 ８： スイッチ ９： 抵抗 10： 冷却装置 11： バイパス回路 12： 指示回路 13： 回路 14： 回路 15： 発熱領域 16： 分流電流FIG. 2 is a diagram schematically showing a situation during continuous spot welding of a vibration damping steel plate. 1: Damping steel plate 2: Already welded point (nugget) 3: Electrode 4: Power supply 5: Ammeter 6: Voltmeter 7: Controller 8: Switch 9: Resistance 10: Cooling device 11: Bypass circuit 12: Indicator circuit 13 : Circuit 14: Circuit 15: Heating area 16: Shunt current

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 熱硬化性樹脂を用いた制振鋼板を10〜60
mmの間隔で連続交流スポット溶接するに際し、溶接電流
ｉの波形と電極間電圧ｖの波形を監視し、該電流ｉの時
間ｔに対する変化がｄｉ／ｄｔ＜０、かつ該電圧ｖの時
間ｔに対する変化がｄｖ／ｄｔ≧０となったとき、該溶
接電流を回路抵抗値が 100μΩ以下のバイパス回路に流
し、次いで該溶接電流ｉがｉ＝０になったとき、該バイ
パス回路を絶縁状態にすることを特徴とする熱硬化性樹
脂制振鋼板の短間隔連続スポット溶接方法。1. A vibration-damping steel plate using a thermosetting resin is applied to 10-60.
During continuous AC spot welding at an interval of mm, the waveform of the welding current i and the waveform of the inter-electrode voltage v are monitored, and the change of the current i with respect to time t is di / dt <0, and with respect to the time t of the voltage v. When the change is dv / dt ≧ 0, the welding current is passed through a bypass circuit having a circuit resistance value of 100 μΩ or less, and then when the welding current i becomes i = 0, the bypass circuit is brought into an insulating state. A short-spacing continuous spot welding method for a thermosetting resin damping steel sheet, which is characterized by the above. 【請求項２】 熱硬化性樹脂制振鋼板の短間隔連続スポ
ット溶接装置において、電極間にスイッチを有するバイ
パス回路を設け、かつ溶接電流ｉの波形と電極間電圧ｖ
の波形を採取する制御器を設け、該制御器において該電
流ｉの時間ｔに対する変化ｄｉ／ｄｔならびに該電圧ｖ
の時間ｔに対する変化ｄｖ／ｄｔを演算し、ｄｉ／ｄｔ
＜０かつｄｖ／ｄｔ≧０となったとき該スイッチをＯＮ
状態にし、次いでｉ＝０となったとき該スイッチをＯＦ
Ｆ状態にする指示回路を該制御器と該スイッチ間に設け
たことを特徴とする熱硬化性樹脂制振鋼板の短間隔連続
スポット溶接機。2. A short-circuit continuous spot welding apparatus for thermosetting resin damping steel plates, wherein a bypass circuit having a switch is provided between electrodes, and a waveform of welding current i and a voltage v between electrodes are provided.
A controller for sampling the waveform of the current is provided, and in the controller, the change di / dt of the current i with respect to time t and the voltage v
The change dv / dt with respect to time t is calculated, and di / dt
When <0 and dv / dt ≧ 0, turn on the switch.
State and then when i = 0, turn off the switch.
A short-interval continuous spot welding machine for thermosetting resin damping steel plates, characterized in that an instruction circuit for setting the F state is provided between the controller and the switch.