スポット溶接はプレス溶接の一種であり、伝統的な溶接方法です。抵抗溶接。これは金属加工の重要な部分であり、多くの産業で使用されています。この記事では、スポット溶接とは何かを理解するために、スポット溶接の原理や作業方法について詳しく説明します。

 スポット溶接とは何ですか?

スポット溶接は、上下の電極で金属ワークに圧力を加え、電流で一定時間加熱し、接触点で金属を溶接する金属接合技術です。電極は通常、熱伝導率が高く抵抗が低い銅で作られています。電極と金属ワークに電流が流れると、接点に熱が集中し、接点が溶けて塑性状態になります。その後、電流は停止されますが、圧力は維持され、接点が互いに接着されます。スポット溶接は比較的小さく、各溶接スポットの直径は約 3 ～ 20 mm の範囲です。

スポット溶接はどのように行われるのですか?

スポット溶接の工程は、パラメータの設定、ワークの配置、加圧、通電の4つのステップに分かれています。

パラメータの設定

スポット溶接の重要なステップは、溶接パラメータを設定することです。スポット溶接中に発生する熱は、主に電流、抵抗、時間の 3 つのパラメータによって決まります。これらのパラメータ間の関係は、次の式で表されます。

Q = I²Rt

Q = 発生する熱

I = 溶接電流

R = 電極内の抵抗

T = 電流の継続時間

これらのパラメータは相互に影響し、溶接の品質を決定します。電流が最も大きな影響を及ぼします。方程式の二乗値は、発生する熱に大きな影響を与えます。したがって、電流を制御することが重要です。溶接電流が高すぎると、溶接部の変形や気泡が発生する可能性があります。電流が低すぎると、ワークピースが適切に溶解しません。

電極の抵抗は主に電極の形状とサイズに依存するため、溶接中に調整するのは困難です。電流が流れる時間も重要であり、望ましい結果を達成するには、他のパラメータと調整して設定する必要があります。さらに、溶接圧力も重要な要素です。適切な圧力がなければ、スポット溶接を成功させるのは困難です。

アラインメント・ザ・メタル

パラメータを調整した後、溶接工程が始まります。まず、2 つの電極の間にワークピースを配置し、電極が溶接箇所をターゲットにするように金属の位置を合わせます。溶接点がずれると溶接が外れ、製品不良の原因となる可能性があるため、この工程は非常に重要です。金属片が特殊な形状をしている場合、または高精度が必要な場合、溶接箇所を視覚的に位置合わせするのが困難な場合があります。このような場合には専用の治具を作成する必要があります。この方法では、金属片をジグに配置するだけで、溶接の適切な位置合わせが確保されます。

圧力をかける

溶接の 3 番目のステップでは、金属ワークに圧力を加えます。電極が金属ワークに向かって移動して圧力を加え、ワークと電極が確実に密着します。

電流を流す

電極が金属に完全に押し付けられたら、電流を流すことができます。この間、電極から金属ワークに電流が流れ、金属が溶けます。設定した通電時間が終了すると、自動的に通電が停止します。この時点で、電極は圧力を加え続け、加熱された金属が融合します。最後に、電極を外して溶接を完了します。

スポット溶接に適した一般的な材質

低炭素鋼自動車部品や板金筐体に広く使用されています。このタイプの材料の場合は、高電流と短い溶接時間を設定して、しっかりとした溶接スポットを形成することができます。

アルミニウム放熱性と伝導性に優れ、抵抗が非常に低いです。ただし、表面は酸化しやすいです。アルミニウム板を溶接する場合は、より高出力の溶接装置を選択し、低電流で溶接時間を長く設定してください。

ステンレス鋼溶接では、パルス溶接は通常、熱影響部の外観への影響を最小限に抑え、溶接が美的要件を確実に満たすために使用されます。

亜鉛メッキ板を溶接する場合、表面の亜鉛層の融点が低く、融点に達しやすいため、スパッタや電極の固着が著しく発生し、溶接電流が不安定になります。当社では、2 段階の溶接電流プロセスを使用しています。最初の段階では、より小さい電流を使用して亜鉛層を突破し、第 2 段階では電流を適切な溶接パラメータに調整して、スパッタと電極の固着を軽減し、溶接の安定性を向上させます。

これらに加えて、銅線や銅板、高張力鋼、鉄などの金属もスポット溶接技術を使用して溶接できます。材料が異なれば、必要な溶接パラメータも異なる場合があります。

スポット溶接の応用例

スポット溶接は自動車、エレクトロニクス、家電、板金業界などさまざまな分野で広く使用されています。自動車産業では、複雑な構造を持つ車体の組み立てにスポット溶接が使用されており、多くの場合、ポータブルスポット溶接機や自動スポット溶接システムが利用されています。シートサイドパネル、ショックアブソーバー、ブレーキパッドなど、自動車の多くの金属部品にもスポット溶接が必要です。スポット溶接は一般に、金属部品の大量生産に適しています。毎月 20,000 枚の金属板を溶接する必要がある場合、スポット溶接は理想的な選択肢です。

スポット溶接のメリット

スポット溶接には長い発展の歴史があり、多くの産業分野で金属接合に不可欠です。他の溶接方法と比較して、スポット溶接にはいくつかの利点があります。

1.速い溶接速度:スポット溶接は他の溶接方法に比べて大幅に高速です。他の方法では溶接が完了するまでに数分かかる場合がありますが、スポット溶接はわずか数秒で完了します。溶接技術の進歩により、スポット溶接時間はさらに短縮されました。

2. 美しい溶接:スポット溶接により溶接された製品は、高精度で見た目も美しい。変形しにくく、溶接の飛び散りがなく、目に見える継ぎ目が最小限です。この品質は、高い美的基準が重要である自動車などの業界にとって非常に重要です。

3. 安全な操作:スポット溶接は作業工程の技術的難易度が低いため、一般の作業者でも訓練が容易で、安全に作業できます。

4. 自動化の実現可能性:スポット溶接は金属製品の大量生産に適しており、ロボット システムと簡単に統合して自動化でき、手作業を削減できます。

5. 充填材は不要:一定の溶加材を必要とする他の多くの溶接方法とは異なり、スポット溶接では追加の材料を必要とせずに 2 つのワークピースを直接接合し​​ます。

これらの利点により、スポット溶接は、効率的、美的、安全、自動化された材料効率の高い金属接合プロセスを必要とする産業において好ましい選択肢となっています。

抵抗スポット溶接の限界

スポット溶接は強力ですが、次のような特定の構造上の制約により、その用途は限られています。

1. 位置決め精度：1回の放電でスポット溶接が完了します。正確な位置決めシステムがなければ、位置ずれが製品の欠陥やスクラップにつながる可能性があります。

2. 厚さと形状の制約: スポット溶接は一般に、薄いシート (0 ～ 6 mm) の溶接に適しています。厚い材料や特殊な形状の材料をスポット溶接で溶接するのは難しいため、より厚い板やパイプには他の溶接技術の使用が求められます。

3. 接合強度: スポット溶接は、一度に 1 つのスポットを溶接することに重点を置いた局所的な溶接プロセスであるため、溶接接合部の強度が劣る場合があります。

4. 品質管理の課題: スポット溶接には多数のパラメータが関係し、それぞれが溶接の品質に影響します。圧力などのパラメータを不適切に調整すると、溶接結果が不完全になる可能性があります。

これらの制限により、さまざまな製造ニーズに合わせてスポット溶接や代替方法を選択する際には、材料の種類、厚さ、溶接要件を慎重に検討する必要があります。

スポット溶接機

スポット溶接タスクを完了するには、スポット溶接機。スポット溶接機には通常、いくつかの形式があります。定置式スポット溶接機、卓上スポット溶接機、ポータブルガンスポット溶接機、 そしてマルチスポット溶接機。スポット溶接機の選択は、金属材料の形状とサイズに大きく依存します。単純な 2 mm 厚のシートの場合は、垂直スポット溶接機で十分です。ただし、ワークの移動が難しい車体の溶接には、携帯用の溶接トングが使用されます。金属材料の複数のスポットを一度に溶接する必要がある場合は、マルチスポット溶接機が最適です。

まとめ

ここではスポット溶接について説明します。金属溶接は金属加工の重要な段階であり、スポット溶接技術はさまざまな業界で広く使用されています。スポット溶接についてさらに詳しく知りたい場合は、当社の Web サイトをご覧いただくか、当社の技術スタッフに直接ご相談ください。