教えてください

質問

スポット溶接での治具側での条件変化による溶接の不具合がでます。
具体的には、ワークに直径10ミリの穴が開いています。
その穴に、回転方向の規制のためピン（材質S50C)を入れてスポット溶接すると、溶接条件が良く、ピンを外すと溶接条件が悪くなります。また、ピンを樹脂系統にして絶縁しても、溶接条件が悪くなります。
ピンを、外して溶接したいのですが上手く条件が出ません。（溶接電流＆電圧は変えれません。）なぜ、この様な現象が出るのでしょうか。教えて下さい。

ワークは、お椀状でその内径に合わせて電極を製作しました。
電極にワークをセットして、もう一つのワーク（リング状）をお椀のワーク外径に上から圧入します。この時、リング状のワーク回転方向の位置決めにピンを仕様しました。そして、外側からスポットガンが加圧します。
ピンが有ると溶接条件が良く、ピンが無いと溶接条件が悪くなります。
なぜ、ピンが無いと溶接条件が悪くなるのか解りません。

ワーク2は、図面の上方向にバキュームで吸って保持（クランプ）します。
そのまま上から圧入してスポットします。
ピンと電極は、現状干渉していません。
ピンに電流が分流して溶接条件が悪くなるなら理解出来ますが、現状はピンが有ると溶接条件が良くなり、ピンが無いと溶接条件が悪くなります。
通常考えられる逆の現象が出るため困っています。

回答6さん、度々のアドバイス有難う御座います。
ピン挿入フランジは、ガンとの接触は有りません。
ワーク2は、サーボプレスで圧入した状態でスポットします。
ワーク2の圧入精度は、下面から0.03以内に入っています。（全ワーク測定済です）
また、ワーク1とワーク2は圧入公差です。
答えを、分流ですませばいいのですが、ピンが有ると溶接条件が良くなり、ピンが無いと溶接条件が悪くまります。通常ならば、ピンが有るとピン側に分流して溶接条件が悪くなると思うのですが？
この説明が出来ずに困っています。

回答7さん、度々のご回答ありがとう御座います。
加圧不足に関しては、圧力計にて管理しています。
回答7さんの言われる用にピン系(S50C)を小さくしてのトライは、溶接条件OKでした。ピンの絶縁では、NGでした。他にも色々なトライは試しましたが、ピン(S50C)が有る場わいのみ溶接条件OKです。
私も先程から言われるように、電流の分流が一番の原因では無いかと推測しますが、ピン(S50C)は分流しやすく溶接条件が悪くなる方向なのに、逆の結果が出てしまいます。
この説明ができなくて困っています。

度々のご回答ありがとう御座います。
すいませんでした。私の質問の中の（溶接条件）とは、実際に溶接したワークで破断試験した結果の溶接条件が悪いと言うことです。言葉が足りなくてすいませんでした。で　回答8さんの御回答
◆ ピンがS50Cで、剛性的に強い場合は、WORK2フランジの穴とピンが接触して
　 いるので、比較的大きな力でピンがわずかに変形するので、抗力は大きい
　 その力の割合だけ、スポット面若しくはWORK1と内側電極部が加圧力が不足
状態になって
　 溶接条件の原因になっているのではないでしょうか？
この場合は、溶接条件（破断結果）が悪くなると思います。
でも実際は、この場合の方が溶接条件（破断結果）が良いのです。
これで困ってます。

回答No.11

noname#230359

御免なさい、消去法を誤って逆に選択してしまいました。

S50Cのピンを絶縁するのではなく、ピン無しの状態にて、
WORK2フランジのフランジと丸棒の電極＆スポットガンの電極の間に絶遠シートを挟んで
テストをしてみてください。文書配置でマンガ絵を構成すると、

　　　　　　内ＷＷＯＲＫ２フランジ
　　　　　　側ＯＯ≪ この部分に絶縁シートを挟み込む ≫
　　　　　　のＲＲ(丸棒の電極)　　　(スポットガン)
　　　　　　おＫＫ　　　　　　　　←－－
　　　　　　椀１２
　　　　　　電円円
　　　　　　極筒筒

ピン無しの状態で、絶縁シートを挟み込み、スポットをして溶接条件が良くなれば、
(丸棒の電極)か、(スポットガン)の電極の一部分からか、→　ＷＯＲＫ２フランジ　→　
図面の上方向のバキュームで吸って保持するクランプ機構　→　の順に電流が流れて分流
しているか、いないかが確認できます。(ピンがあるから分流ではありません)

一度、確認してみてください。

回答No.10

noname#230359

おなじくわかりにくい議論。

＞溶接電流＆電圧は変えれません

溶接機メーカに持ち込むなりしてでも、何とかなりません？
一番効いてそうで本丸と思われる項目を外して城外でチャンバラやっても攻略しきれないのでは

参考URL：

http://www.chuo-seisakusho.co.jp/product_exp/welding.html

回答No.9

noname#230359

わかりにくい議論ですねえ。

「ピンを、外して（スポット）溶接したい」
をテーマとするなら、

ピンなしで、
（溶接電流＆電圧は変えれません。）
ので、
変更可能な条件は、
加圧、時間
と思いますが、
その辺がさっぱり伝わってきません。

ピン有りのバリエーションからのアプローチは疑問。
まずはピンなしで成立させることが第一。

探究心も良いが、成立と不成立の差分を解析するのが常道。
本件の場合、ピンなしは、前提条件ではないのか。

失礼、御免。

回答No.8

noname#230359

度々の再出で失礼します。

全く、小生の内容が伝わっていませんね。(物事を伝える難しさを、改めて痛感です)

> 加圧不足に関しては、圧力計にて管理しています
で、WORK2からWORK1へ伝わる加圧力は、全ての条件で圧力計での値と同じになりますか？
例えば、ピン挿入のWORK2フランジと円筒部の直角度が微妙に出ていない場合や、WORK2と
WORK1の円筒部の密着性は良いが、その中の電極とWORK1の密着性が少し悪い場合に、ピンと
WORK2フランジの穴のガタがなく、且つピンの剛性が強い場合には、スポットガンの加圧で、内側の電極やWORK1にWORK2の円筒部分が倣わない。
WORK2フランジの穴とピンがタイト気味になっていて、ピン位置決め機構の剛性でWORK2の
弾性変形量が少なくなって、結果的にスポット面若しくはWORK1と内側電極部が加圧不足
状態になっているのではないでしょうか？
そして、樹脂のピン(絶縁性でなく、剛性的に弱い意味での内容で)や少し小さい径にした
S50Cピンでは、スポットガンの加圧によるWORK2フランジの変形(想像ですが、穴径方向
の動きでの変形)に対する抗力が非常に小さいか零になっているからだと思います。
当然、
◆ ピン無しの場合でも、ピンが小さい場合でも、WORK2フランジの穴とピンが接触して
　 いないため抗力は零
◆ ピンが樹脂で、剛性的に弱い場合は、WORK2フランジの穴とピンが接触して
　 いても、小さい力でピンがわずかに変形するので、抗力は零に近い
◆ ピンがS50Cで、剛性的に強い場合は、WORK2フランジの穴とピンが接触して
　 いるので、比較的大きな力でピンがわずかに変形するので、抗力は大きい
　 その力の割合だけ、スポット面若しくはWORK1と内側電極部が加圧力が不足
状態になって
　 溶接条件の原因になっているのではないでしょうか？

品質上若しくは作業能率上で問題がなかったら、
樹脂製のピンか、S50Cでピン径を小さくしたピンで、設備構成した方が良いのではないで
しょうか。

回答No.7

noname#230359

再々出です。

このようなケースでは、頭で考えたり理屈を考察することも良いのですが、あらゆることを
想定し、考えていかねばなりません。
また、結果に関しても、Ｎ数を増やし、信頼性を増す確認も必要です。

さて、溶接条件が悪くなるケースで、もっともポピュラー要因は、
ａ）電流の分流
ｂ）加圧不足
があります。
ａ）に関しては、再出でも記述していますが、ピンが穴に挿入されて、ピン挿入機構の剛性で
ピン挿入のフランジがスポットの加圧に引きずられずに、丸棒の電極かスポットガンの電極に
接触しないで、分流が回避できている推論が成り立ちます。
それを頭の中だけで考えずに、ピンがない場合や樹脂のピンを使用する場合で、分流しそうな
部分に絶縁シートを巻く等をして、実際にスポットをして確かめる。
ｂ）に関しては、ピン挿入機構の剛性で、円筒部のWORK2とWORK1の密着性が上がらなく、
スポットガンの加圧力が伝わらなくなっている推論が成り立ちます。
スケッチのような図面だけなので、各部の剛性の把握ができないため、多様な推論をして
申し訳ないのですが、可能性の追求なので、容赦ください。
これも、頭の中だけで考えずに、ピンがない場合や樹脂のピンを使用する場合と同様の現象が
予想できる、フランジ穴に対して1～2mm程度小さいS50Cのピンを製作して、溶接確認をする。
フランジ穴とS50Cのピンの間には、ガタが発生しているので、ピン挿入機構の剛性はなくなり
スポットガンの加圧力が、確実に円筒部のWORK2とWORK1に伝わり、WORK2とWORK1の密着性
が上がり、溶接条件がよくなる。

以上のような確認を、頭の中だけで考えずに、実際にやってみて傾向を確認していき、
真の原因を確認するために、最終的には何をしたら良いかを考察していくことも大切です。
小生は、サラリーマン時代に、目に見えない/見え難いことに関して、不具合の調査を
よくしておりました。
ＴＶの刑事ドラマでも、あらゆることを排除しないで、確認していく。
その確認も、机上でなく、現場で実際に動いて確認することが大切とよく云っています。
その通りだと思います。

一度、確認をしてみてください。(色々と、意見はあると思いますがね。)

回答No.6

noname#230359

再出です。

少しづつですが、内容が理解できてきています。

逆でしたね。逆の発想で考察しないといけませんね。

WORK2のピンを挿入する部分のフランジと、スポットする円筒部分の直角度が、でていない
かなにかで、WORK2とWORK1の密着性を上げるためにスポットガンで加圧すると、ピン挿入の
フランジが丸棒の電極かスポットガンの電極に接触し、分流しているのではないでしょうか？
◆ ピンがない場合
　 スポットガンの加圧力で、WORK2が変形してWORK1と密着。
　 それに引きずられ、ピン挿入のフランジが下側にわずかに倒れる。
　 そして、ピン挿入のフランジが、丸棒の電極かスポットガンの電極に接触し分流する。
★ ピンがある場合で、ピン材質がS50Cのように硬い場合
　 スポットガンの加圧力で、WORK2が変形してWORK1と密着。
　 それに引きずられ、ピン挿入のフランジが下側にわずかに倒れようとするが、ピンの位置
　 決め機構の剛性で、倒れないか/倒れ方が少ない。
　 そして、ピン挿入のフランジが、丸棒の電極かスポットガンの電極に接触しないでいる。
▼ ピンがある場合で、ピン材質が樹脂のように軟らかい場合
　 スポットガンの加圧力で、WORK2が変形してWORK1と密着。
　 それに引きずられ、ピン挿入のフランジが下側にわずかに倒れようとするが、ピンの位置
　 決め機構の剛性でピン部分が柔らかいので、ピン挿入のフランジが下側にわずかに倒れる。
にて、推測が成り立ちます。

後は、分流の跡を確認するだけです。

前出にも書きましたが、分流の跡等の確認は、推測以前に充分にやるべき内容です。

回答No.5

noname#230359

図面を見ただけでは、判りません。

が、ピンって云うのは、図面の上下方向に動作して、ピンを挿入しますか？

それなら、スポットガンは矢印方向に動作して、図面指示の丸棒の電極端面を押して、
スポットガン　→　丸棒の電極　→　WORK2　→　WORK1　→　内側電極　のように加圧力が
伝わる仕様となるのでしょうか？
なるのであれば、図面の上下方向に動作してピンを挿入しますと、
◆ ピンと丸棒の電極が図面上で干渉しているので、それによって丸棒の電極が傾いて、
　 溶接条件が悪くなっている
◆ ピンと丸棒の電極が図面上で干渉しているが、円周方向でかわっているので問題ない
　 ように思えるが、図面の上下方向に動作してピン挿入時にWORK2のフランジが倒れて、
　 丸棒の電極と接触し、微妙に丸棒の電極も倒れて斜めになり、溶接条件が悪くなっている
等々と、推測します。

また、その時に、電流が丸棒の電極　→　WORK2のフランジ　→　ピン挿入ユニット
の方向にも分流として流れると、溶接条件が悪くなります。
(これは、WORK2のフランジ等に、分電流が流れた黒い跡が付いていると確かなのですがね。)

その他にも、分電流が流れた跡を探すことも原因確認には大切な要因です。

分流跡確認、加圧不足要因確認(電極が傾きナゲット径がでない、何かに乗り上げて加圧力
が伝わらない)、等々は貴殿や貴殿の課員達も少しは解っているはずなので、その要因から
その要因が出そうな箇所を確認したり、痕跡を確認したりすれば原因が判るのではないで
しょうか？

何かありましたら、書き込みをよろしく!!

回答No.4

noname#230359

申し訳ありませんが、投稿者が出張していますので
代理で投稿させて頂きます

スポットをする製品と電極の位置(関係)の図面です
http://www.fastpic.jp/images/635/7533565494.jpg

回答No.3

noname#230359

大変失礼なことを記載します。
このサイトに投稿する際はもっとわかりやすく記載しましょう。
例えば「何」の投稿か。
「教えてください」では何のことかわかりません。
「スポット溶接不良対策について」とか
判りやすく記載することも勉強ではないでしょうか。
ところで貴君だけでないのですが御社の現場等でこのような問題点を話し合う職場の人は居ないのですか。貴君一人で不良対策を抱え込む必要はないとおもいます。
回答（１）さんが再度詳細を記載してほしいと記載してます。
記載したほうが良いのではないのでしょうか。
このサイトで問題が解決すれば、安いものです。
コンピューター等々の費用しか発生しませんよ。
宜しく。

回答No.2

noname#230359

少し、判ってきました。

ワークは、お椀状でその内径に合わせて電極を製作しました。
電極にお椀状のワークを被せる格好でセットするでしょうか？

もう一つのワーク（リング状）をお椀のワーク外径に上から圧入します。
何処がどのように圧入されるのでしょうか？

この時、リング状のワーク回転方向の位置決めにピンを使用しました。
何と何が位置決めピンと接触しているのでしょうか？

そして、外側からスポットガンが加圧します。
外側とは、具体的に何処ですか？
スポットガンが加圧した時に、その荷重を受けるのは、お椀状のワークとリング状のワーク
だけでしょうが、具体的な箇所とその詳細形状はどのような形状でしょうか？

最後に、ピン有りと無しの確認数は、何個でしょうか？
また、ピン有りで絶縁材料での確認数は、何個でしょうか？

以上を教えてください。

今までの情報では、ピンがセットされることで、お椀状のワークとリング状のワークの接触が
悪くなり、スポットガンが加圧した時の荷重がお椀状のワークとリング状のワークに伝わって
いないのだと推測します。
回転方向規制のピンの端面等が、例えば穴に底つきしているとか、ピンの径で穴加工している
穴深さが加工不足で、下穴との微小段差にピンが微妙に乗り上がっている状態とか、穴に切粉
のようなゴミが入っていて、ピンがそれに乗り上げているとか、等々で、若干の加圧不足が
お椀状のワークとリング状のワークの間に発生しているとの推測です。

推測が異なれば、詳細情報をまた補足ください。