ナゲット形成時の圧力変化を利用した抵抗スポット溶接部の制御因子の抽出に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63550547
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 富井 洋一 京都大学, 工学部, 講師 (90026245)
• キーワード: 抵抗スポット溶接 / ナゲット / 圧力発生 / コンピュ-タ-制御 / 箔溶接

研究概要

抵抗スポット溶接のナゲット形成時に発生する高い圧力変化を見い出した。そこで、この事に伴って発生する歪や変位(電極チップより検出される)をも利用して、ナゲットの制御(外観、形状、強度、溶接欠陥の防止等)を支配する因子の抽出を試みた。
試料には、SUS、Al、軟鋼板、Brassの薄板を使用し、溶接電流、通電時間加圧力等を変化させた。得られた溶接部の解析結果(外観、強度、断面試験、ナゲット径等)から、コンピュ-タ-解析によって良好なナゲットが形成される溶接条件範囲を求め、電極チップより検出される圧力や変位・歪と連結させた。
最終年度である本年度は、昨年度の研究成果を組み込んだ設備を更に改造・試作し、電極チップから検出される圧力や・変位・歪をモニタリングしつつ、最も良好な溶接部を得るための負帰還制御を試みた。
その結果、当初に予想されたナゲット形成時の圧力変化のみをセンサ-としてモニタリングするよりも、電極チップより検出される変位をセンサ-としてモニタリングする方が、電気的ノイズを減少させることが判った。しかしながら、ナゲットの形成に伴う変位の多くは、ナゲットの形成される溶融時に、加圧された電極からもされるもので、ナゲット部の金属は相当に複雑な流動および変形挙動を示す。従って、本研究の目的を完全に達成するためには、ナゲット形成時の変位を、より精度より検出する必要がある。ナゲット形成時には、大電流通電による急速溶融・凝固が伴うので、精度の高い変位の検出は、容易ではなく、引き続き今後の開発研究課題とした。
なお、本研究の遂行時、副次的に成果の得られたものに、極薄ステンレス箔の溶接の確立がある。本研究の成果と共に本年中に印刷発行する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Y.Tomii,A.Sakaguchi and N.Asada: "『METALLURGICAL FORMATION MECHANISM OF NUGGETS AND OPTIMUM RESISTANCE SPOT WELDING CONDITIONS』" Proceedings of the 4th International Conference on Aluminium Weldments(INALCO'88). Editted by Sizuo Morita(1988). (p.2-101.)
• [文献書誌] Y.Tomii,A.Sakaguchi and M.Mizuno: "『STUDIES ON THE BLOW HOLE IN ALUMINIUM ALLOY WELD』" Proceedings of the 4th International Conference on Aluminium Weldments(INALCO'88). Editted by Sizuo Morita(1988). (p.2-46.)
• [文献書誌] 冨井洋一,菊地正夫,水野政夫: "『アルミニウム合金抵抗スポット溶接部のナゲットの形成とマクロ溶質分布』" 溶接学会誌.
• [文献書誌] Yoichi TOMII,Masao KIKUCHI and Maso MIZUNO: "『MacroーInverseーSegregation Observed in Resistance Spot Weld for Aluminium Alloy』" TRANS AIME.
• [文献書誌] Yoichi TOMII,Masao KIKUCHI and Masao MIZUNO: "『Formation of MacroーInverseーSegregation in Resistance Spot welding for Aluminium ALLOY』" TRANS AIME.