特許ウォッチ

公開番号2025149171
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024049648
出願日2024-03-26
発明の名称片側スポット溶接方法及び制御装置
出願人ダイハツ工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B23K 11/24 20060101AFI20251001BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】片側スポット溶接を施すにあたり、板隙が異なる複数の接合予定部を接合可能な加圧通電パターンを提供する。
【解決手段】上板1と下板2の重合部3を第1の加圧力F1で加圧しながら通電する第1のステップS1と、重合部3に対する加圧力を第1の加圧力F1から第2の加圧力F2まで上昇させながら通電する第2のステップS2と、重合部3を第2の加圧力F2で加圧しながら通電する第3のステップS3とを連続的に行う。第1のステップS1、第2のステップS2、及び第3のステップS3における電流値を一定の値C1とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の金属板の重合部を厚さ方向一方側から電極で押圧すると共に、前記重合部を厚さ方向他方側からは支持しない状態で、前記重合部に通電して溶接を行う片側スポット溶接方法において、
前記重合部を第１の加圧力で加圧しながら通電する第１のステップと、前記重合部に対する加圧力を前記第１の加圧力から第２の加圧力まで上昇させながら通電する第２のステップと、前記重合部を前記第２の加圧力で加圧しながら通電する第３のステップとを連続的に有し、
前記第１のステップ、前記第２のステップ、及び前記第３のステップにおける電流値を一定とする片側スポット溶接方法。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記第２のステップにおいて、加圧力を少なくとも２段階以上で段階的に上昇させる請求項１に記載の片側スポット溶接方法。
【請求項３】
複数の金属板の重合部を厚さ方向一方側から電極で押圧すると共に、前記重合部を厚さ方向他方側からは支持しない状態で、前記重合部に通電して溶接を行う片側スポット溶接装置の加圧力及び電流値を制御する制御装置において、
前記重合部を第１の加圧力で加圧しながら通電する第１のステップと、前記重合部に対する加圧力を前記第１の加圧力から第２の加圧力まで上昇させながら通電する第２のステップと、前記重合部を前記第２の加圧力で加圧しながら通電する第３のステップとを連続的に行い、
前記第１のステップ、前記第２のステップ、及び前記第３のステップにおける電流値を一定とする制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、片側スポット溶接方法及び制御装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
スポット溶接方法としては、複数の金属板の重合部を一対の電極を挟み込んで通電するダイレクトスポット溶接が多く用いられる。しかし、部品の形状によっては、接合予定部を一対の電極で挟み込むことができず、ダイレクトスポット溶接を適用できないことがある。この場合、接合予定部に厚さ方向一方側のみから電極を押し当て、接合予定部を厚さ方向他方側からは支持しない状態で溶接する「片側スポット溶接」が適用されることがある。
【０００３】
スポット溶接を施す前の打点（接合予定部）には、金属板間に僅かな隙間（板隙）が生じている場合がある。ダイレクトスポット溶接では、接合予定部に板隙がある場合でも、一対の電極で挟み込むことで金属板同士を確実に接触させることができるため、板隙の有無が溶接品質に影響を与えることはほとんど無い。
【０００４】
一方、片側スポット溶接では、電極で接合予定部を厚さ方向一方側のみから加圧するため、板組みが変形しやすい。そのため、片側スポット溶接における電極による加圧力は、ダイレクトスポット溶接における加圧力よりも小さくせざるを得ない。このように、片側スポット溶接では、電極による加圧力が小さいため、接合予定部に板隙が生じていると、電極の加圧力で板隙を詰めきれず、金属板同士を十分に接触させることができないことがある。そのため、片側スポット溶接では、板隙の有無や大きさが溶接品質に影響しやすい。
【０００５】
例えば、下記の特許文献１に示された片側スポット溶接方法では、図８に示すように、加圧力Ｆ１で加圧しながら通電するステップＳ１’と、加圧力をＦ１’からＦ２’まで上昇させるステップＳ２’（中間ステップ）と、加圧力Ｆ２’で加圧しながら通電するステップＳ３’とを有する。上記のような加圧通電パターンで片側スポット溶接を施すことで、板隙の有無に関わらず良好なナゲットを形成することができる、とされている。尚、図８中の符号は、特許文献１とは異ならせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２３－１３９７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らの検証により、上記特許文献１の片側スポット溶接方法では、板隙が比較的小さい接合予定部を溶接する際に接合不良が生じやすいことが明かになった。
【０００８】
例えば、図８に示す加圧通電パターンで、板隙がほとんど無い接合予定部（例えば、板隙１ｍｍ未満）を溶接すると、図９に示すように、ステップＳ１’で溶融部Ｎ’が形成される。その後のステップＳ２’では、電流値を下げることで溶融部Ｎ’が冷却されて固化し、ナゲットＮが形成される。このとき、上板１’は高温であり軟化しているため、加圧力の上昇に伴って電極１１’の食い込みが継続する。その後のステップＳ３’では、電流値を上昇させることで、新たな溶融部Ｎ’が形成される。以上により、十分な大きさのナゲットが形成される。
【０００９】
一方、図８に示す加圧通電パターンで、板隙が大きい接合予定部（例えば、板隙１．５ｍｍ超）を溶接すると、図１１に示すように、ステップＳ１’、Ｓ２’では板隙が詰まり切らずに上板１’と下板２’が接触せず、ステップＳ３’で上板１’と下板２’が接触して溶融部Ｎ’が形成される。このとき、上板１’と下板２’の接触面積が小さい状態で高い電流値が流れるため、接触部の電流密度が高くなり、十分な大きさのナゲットが形成される。
【００１０】
これらに対し、図８に示す加圧通電パターンで、板隙が上記の中間値である接合予定部（例えば、板隙１～１．５ｍｍ）を溶接すると、図１０に示すように、ステップＳ１’において、上板１’が通電による発熱で軟化して下方に押し込まれることで、上板１’と下板２’が接触する。その後のステップＳ２’では、加圧力が上昇することで上板１’がさらに下方に押し込まれるが、このときの電流値は小さく、且つ、上板１’が下方に押し込まれることで下板２’との接触面積が増大しているため、電流密度が上がらず、溶融部は形成されない。その後のステップＳ３において、高加圧力Ｆ２’で加圧しながら電流値を上げても、既に上板１’と下板２’との接触面積が大きいため電流密度が上がらず、溶融部が形成されずに溶接不良となる。以上のように、加圧力を上昇させるステップＳ２’で電流値を下げることで、板隙の大きさによっては、金属板同士の接触部に溶融部が形成されず、これらの金属板を接合できないことがある。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許