(57)【要約】【課題】溶接工程が合理化される溶接機及び接合方法を提供する。【解決手段】溶接部２に一対の抵抗溶接用電極３，４とＴＩＧ溶接用トーチ電極５とが併置され、負極側抵抗溶接用電極４がＴＩＧ溶接用アース電極（４）に併用されるように溶接機１を構成した。従って、単一の設備で、被接合部６，７に抵抗溶接とＴＩＧ溶接とを一連の工程で施すことができ、溶接工数が大幅に削減されて溶接工程を合理化することができる。【選択図】  図１
2004351432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接合部を挟持可能な一対の抵抗溶接用電極と、該一対の抵抗溶接用電極で挟持された被接合部を溶接可能なアーク溶接用トーチ電極と、溶接電流を出力する溶接電源と、該溶接電源を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする溶接機。
【請求項２】
前記一対の抵抗溶接用電極のうち少なくとも一方の抵抗溶接用電極が、アーク溶接用アース電極としての機能を併せ持つことを特徴とする請求項１に記載の溶接機。
【請求項３】
請求項１及び２に記載の溶接機を用いる接合方法であって、被接合部を一対の抵抗溶接用電極で挟持して所定の加圧力で保持し、この状態で一対の抵抗溶接用電極に通電して被接合部を抵抗溶接し、抵抗溶接完了後、アーク溶接用トーチ電極に通電して被接合部をアーク溶接し、アーク溶接完了後、一対の抵抗溶接用電極による被接合部の加圧力を解放することを特徴とする接合方法。
【請求項４】
前記アーク溶接用アース電極が、前記一対の抵抗溶接用電極のうち少なくとも一方の抵抗溶接用電極であることを特徴とする請求項３に記載の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接機及び接合方法に関し、特に、抵抗溶接とアーク溶接とで被接合部を接合する溶接機及び接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、金属の異種材料からなる２つの被接合部品の薄板状の被接合部を重ね合わせて接合する場合、抵抗溶接（スポット溶接）のみの接合であると、双方の材料の融解点が異なるために十分な接合強度を確保するのが困難で信頼性が乏しい。そこで、従来から、抵抗溶接とＴＩＧ溶接とを併用して双方の被接合部を接合し、接合強度を向上させることが行われている。しかしながら、抵抗溶接とＴＩＧ溶接とを併用する場合、抵抗溶接機で相互の被接合部品の被接合部を抵抗溶接して接合させた後、ＴＩＧ溶接機で被接合部をＴＩＧ溶接するので、抵抗溶接機とＴＩＧ溶接機との２台の溶接機が必要になり、設置スペースを要すると共に設備コストが増大されていた。また、ワーク（被接合部品）を抵抗溶接機からＴＩＧ溶接機へ移動させるための時間と手間とを要し、生産性が低く製造コストを増大させる要因になっていた。
【０００３】
上記課題を解決する手段として、抵抗溶接機能とＴＩＧ溶接機能とを兼ね備え、必要に応じて抵抗溶接仕様とＴＩＧ溶接仕様とに切り替わる溶接電源装置が用いられていた（例えば、特許文献１参照。）。これにより、抵抗溶接とＴＩＧ溶接とを併用して接合する際に２台必要であった溶接電源が１台で済み、省スペース化されると共に設備コストを削減することが可能になる。しかしながら、抵抗溶接機能とＴＩＧ溶接機能とを兼ね備えた溶接電源を用いるにせよ、被接合部の一連の抵抗溶接が完了後、溶接電源を抵抗溶接仕様からＴＩＧ溶接仕様へ切り替えて、被接合部の一連のＴＩＧ溶接が行われるので、溶接工数が嵩んで生産性を低下させていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２６３８３９号公報（段落番号００１２〜００２２、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第１の目的は、溶接工程を合理化することができる溶接機を提供することにある。また、第２の目的は、溶接工程が合理化される接合方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、被接合部を挟持可能な一対の抵抗溶接用電極と、該一対の抵抗溶接用電極で挟持された被接合部を溶接可能なアーク溶接用トーチ電極と、溶接電流を出力する溶接電源と、該溶接電源を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、一対の抵抗溶接用電極のうち少なくとも一方の抵抗溶接用電極が、アーク溶接用アース電極としての機能を併せ持つことを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項３に記載の発明は、請求項１及び２に記載の溶接機を用いる接合方法であって、被接合部を一対の抵抗溶接用電極で挟持して所定の加圧力で保持し、この状態で一対の抵抗溶接用電極に通電して被接合部を抵抗溶接し、抵抗溶接完了後、アーク溶接用トーチ電極に通電して被接合部をアーク溶接し、アーク溶接完了後、一対の抵抗溶接用電極による被接合部の加圧力を解放することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、アーク溶接用アース電極が、一対の抵抗溶接用電極のうち少なくとも一方の抵抗溶接用電極であることを特徴とする。
【００１０】
従って、請求項１に記載の発明では、一対の抵抗溶接用電極に通電することで該一対の抵抗溶接用電極間の被接合部が抵抗溶接され、また、アーク溶接用トーチ電極に通電することで一対の抵抗溶接用電極で挟持された被接合部がアーク溶接される。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、アーク溶接用アース電極を新規に設定しなくて済む。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、被接合部を一対の抵抗溶接用電極で挟持して所定の加圧力で保持し、この状態で一対の抵抗溶接用電極に通電して被接合部を抵抗溶接し、抵抗溶接完了後、アーク溶接用トーチ電極に通電して被接合部をアーク溶接して、被接合部を接合する。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、アーク溶接時においては、一対の抵抗溶接用電極のうち少なくとも一方の抵抗溶接用電極がアーク溶接用アース電極として機能する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、アーク溶接としてＴＩＧ溶接が採用された場合について説明する。図１に示す本溶接機１は、溶接部２に一対の抵抗溶接用電極３，４とＴＩＧ溶接用トーチ電極５（アーク溶接用トーチ電極）とが併置され、負極側抵抗溶接用電極４がＴＩＧ溶接用アース電極（４）（アーク溶接用アース電極）に併用されている。これにより、本溶接機１は、単一の設備で、溶接部２にセットされた金属製ワーク（被接合部品）の被接合部６，７に抵抗溶接とＴＩＧ溶接とを同一且つ一連の工程で施すことができる構造になっている。本溶接機１は、各抵抗溶接用電極３，４が、絶縁体を介して溶接機本体に固定された電極材料からなる各電極ホルダで保持されてワークテーブル８上にセットされたワークの被接合部６，７を図１における紙面視左右方向から挟持可能に配設されている。
【００１５】
また、図１に示すように、本溶接機１は、空圧式の加圧シリンダを具備し、該加圧シリンダで正極側抵抗溶接用電極３を負極側抵抗溶接用電極４へ向けて付勢させることにより、被接合部６，７が一対の抵抗溶接用電極３，４で挟持されて加圧される構造になっている。なお、本溶接機１は、上記加圧シリンダに供給される空気の圧力がレギュレータで調節可能であって、該レギュレータの設定圧力が抵抗溶接の一溶接条件である加圧力に応じて決定される構造になっている。さらに、本溶接機１は、空圧回路に図２に示すソレノイドバルブ９が配設され、該ソレノイドバルブ９により上記レギュレータで調圧された空気の加圧シリンダへの供給が制御されている。なお、図２に示すように、上記ソレノイドバルブ９は、マイクロコンピュータからなる制御装置１０（制御手段）に基づいて作動が制御されている。
【００１６】
そして、本溶接機１は、重ね合わされた被接合部６，７を一対の抵抗溶接用電極３，４で挟持し、所定加圧力の下で抵抗溶接用電極３，４に抵抗溶接電流を通電させることにより、被接合部６，７が抵抗溶接されて接合される構造になっている。また、図１に示すように、本溶接機１は、一対の抵抗溶接用電極３，４の上方にＴＩＧ溶接用トーチ電極５が配設されている。そして、本溶接機１は、被接合部６，７を一対の抵抗溶接用電極３，４で挟持し、ＴＩＧ溶接用トーチ電極５にＴＩＧ溶接電流を通電させてＴＩＧ溶接用トーチ電極５と被接合部６，７の上端部との間にアークを発生させることにより、被接合部６，７がＴＩＧ溶接されて接合させる構造になっている。なお、本溶接機１は、ＴＩＧ溶接時においてトーチ内部にシールドガスとしてのＡｒガスが供給され、これにより、タングステン電極と被接合部６，７との間に溶接雰囲気が現出して安定したアークが得られる構造になっている。
【００１７】
また、図１に示すように、本溶接機１は、抵抗溶接電流を出力して抵抗溶接用電極３，４に抵抗溶接電流が通電される抵抗溶接用電源１１と、ＴＩＧ溶接電流を出力してＴＩＧ溶接用トーチ電極５にＴＩＧ溶接電流が通電されるＴＩＧ溶接用電源１２を備え、各溶接電源１１，１２には直流式インバータ電源が用いられている。また、図２に示すように、本溶接機１は、各溶接電源１１，１２が上記制御装置１０により溶接のＯＮ／ＯＦＦが制御されている。そして、本溶接機１は、制御装置１０が当該制御装置１０に接続された第１のフットスイッチ１３の信号を検出することで、上記ソレノイドバルブ９が作動して加圧シリンダにレギュレータで調圧された圧縮空気が供給され、これにより正極側抵抗溶接用電極３が図１における紙面視左側へ移動して、被接合部６，７が一対の抵抗溶接用電極３，４により所定加圧力で加圧されて保持される構造になっている。
【００１８】
また、本溶接機１は、一対の抵抗溶接用電極３，４による被接合部６，７の保持が完了すると、抵抗溶接用電源１１から抵抗溶接電流が出力されて抵抗溶接用電極３，４に通電される構造になっている。さらに、本溶接機１は、抵抗溶接電流の通電が完了すると、ＴＩＧ溶接用電源１２からＴＩＧ溶接電流が出力されてＴＩＧ溶接用トーチ電極５に通電される構造になっている。そして、本溶接機１は、ＴＩＧ溶接電流の通電が完了すると、ソレノイドバルブ９が作動して正極側抵抗溶接用電極３が図１における紙面視右側へ移動される。これにより、本溶接機１は、抵抗溶接用電極３，４で保持されていた被接合部６，７が解放され、該被接合部６，７が抵抗溶接用電極３，４に対して移動可能になる構造になっている。
【００１９】
次に、本溶接機１を用いた接合方法を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、図１に示すように、金属製ワーク（被接合部品）の被接合部６，７を重ね合わせてワークテーブル８に対して位置決めさせる（ステップ１）。次に、フットスイッチ１３が踏まれると、フットスイッチ１３からの信号が制御装置１０（制御手段）で検出され、ソレノイドバルブ９が作動してレギュレータで調圧された圧縮空気が加圧シリンダに供給され、正極側抵抗溶接用電極４が図１における紙面視左側へ移動して被接合部６，７が一対の抵抗溶接用電極３，４により所定加圧力で加圧されて保持される（ステップ２）。そして、被接合部６，７の加圧が完了したことが制御装置１０により検出されると、抵抗溶接用電源１１から抵抗溶接電流が出力されて抵抗溶接用電極３，４に通電され、これにより被接合部６，７間にナゲットが形成され、被接合部６，７が抵抗溶接されて接合される（ステップ３）。
【００２０】
次に、抵抗溶接用電極３，４への通電が完了したことが制御装置１０により検出されると、被接合部６，７が一対の抵抗溶接用電極３，４で挟持（加圧）された状態で、ＴＩＧ溶接用電源１２からＴＩＧ溶接電流が出力されてＴＩＧ溶接用トーチ電極５に通電され、これにより被接合部６，７がＴＩＧ溶接されて接合される（ステップ４）。次に、ＴＩＧ溶接用トーチ電極５への通電が完了したことが制御装置１０により検出されると、ソレノイドバルブ９が作動して、正極側抵抗溶接用電極４が図１における紙面視右側へ移動して被接合部６，７が一対の抵抗溶接用電極３，４による保持から解放される（ステップ５）。そして、被接合部を一対の抵抗溶接用電極３，４間で移動させて上記ステップ１〜ステップ５を繰り返し（ステップ６のＮＯ）、被接合部６，７の全ての溶接が終了することでワーク（被接合部品）の被接合部の接合が完了する（ステップ６のＹＥＳ）。
【００２１】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
本溶接機１は、溶接部２に一対の抵抗溶接用電極３，４とＴＩＧ溶接用トーチ電極５（アーク溶接用トーチ電極）とが併置され、負極側抵抗溶接用電極４がＴＩＧ溶接用アース電極（４）（アーク溶接用アース電極）に併用される。
従って、本溶接機１は、単一の設備で、金属製ワーク（被接合部品）の被接合部６，７に抵抗溶接とＴＩＧ溶接とを同一且つ一連の工程で施すことができ、溶接工数が大幅に削減されて溶接工程を合理化することができる。
また、単一の設備で抵抗溶接とＴＩＧ溶接とを行うことができ、設備コストを削減することができる。
さらに、本溶接機１は、一対の抵抗溶接用電極３，４により保持された被接合部６，７をＴＩＧ溶接するので、ＴＩＧ溶接するＴＩＧ溶接用トーチ電極５に向けて被接合部６，７を保持する治具を新規に設ける必要がなく、溶接部が簡素化されると共に設備コストを削減することができる。
【００２２】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本溶接機１は、アーク溶接としてＴＩＧ溶接を採用したが、これをＭＩＧ溶接としてもよい。
本溶接機１は、抵抗溶接用電源１１とＴＩＧ溶接用電源１２との２台の溶接電源を設置したが、抵抗溶接機能とＴＩＧ溶接機能とを兼備した溶接電源を必要に応じて切り替えるように構成してもよい。
サイクルスタート用のスイッチはフットスイッチ１３でなくてもよく、必要に応じて各種スイッチを選定すればよい。
一対の抵抗溶接用電極３，４による加圧用のフットスイッチ１３とは別個に、溶接スタート用のフットスイッチを設けて構成してもよい。この場合、抵抗溶接スタート用のフットスイッチとＴＩＧ溶接用のフットスイッチとを別個に設けてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、溶接工程が合理化される溶接機を提供することができる。また、溶接工程が合理化される接合方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本溶接機の概略構成を示す図である。
【図２】本溶接機の制御系の概略を示すブロック図である。
【図３】本溶接機を用いた接合方法のフローチャート図である。
【符号の説明】
１          溶接機
２          溶接部
３          正極側抵抗溶接用電極
４          負極側抵抗溶接用電極
５          ＴＩＧ溶接用トーチ電極（アーク溶接用トーチ電極）
６，７      被接合部
１０        制御装置（制御手段）
１１        抵抗溶接用電源（溶接電源）
１２        ＴＩＧ溶接用電源（溶接電源）
【図１】
2004351432.tif 000003
【図２】
2004351432.tif 000004
【図３】
2004351432.tif 000005