スポット溶接プロセスの完全なソリューション

01.スポット溶接工程

スポット溶接は、その名のとおり、2 枚の金属板を局所的に加熱して溶かし、圧力を加えて溶けた部分を再結晶させ、最終的に金属板を強固に接合するプロセスです。工業生産では、スポット溶接は主に金属シートの接合、補強、接続に使用されます。

スポット溶接は主に次の分野に適用されます。

1. 自動車製造: ボディ部品、シャーシ、エンジンフード、ドアパネル、フレーム構造の溶接に使用できます。特にボディ板金プレス部品の重ね合わせ固定にはスポット溶接技術が重要な役割を果たします。

2. リチウム電池の製造: 電池の安全性能と耐用年数を確保するために、電池の正極と負極を溶接するために使用されます。

3. 航空宇宙: 航空機の胴体、翼、エンジンなどの主要コンポーネントの溶接に広く使用されています。

4.家電製造： 主に薄板構造の溶接や固定に使用されます。エアコン、冷蔵庫、洗濯機などの製品

5.電子・電気部品産業： 各種スイッチや電子部品の銀接点の溶接にスポット溶接技術が使用されています。

6. その他の工業製造分野： 上記分野以外にも、パイプライン、建設、造船、鉄道、石油化学などの産業における金属構造物の溶接においてもスポット溶接技術は広く利用されています。

02.特徴

スポット溶接中、溶接部品は重ね接合を形成し、2 つの電極間で圧縮されます。その主な特徴は次のとおりです。

1.溶接速度が速い： スポット溶接は局所的な接続領域のみを加熱し、加熱時間が短いため、溶接速度が速く、生産効率が高くなります。

2.安定した信頼できる品質： スポット溶接中、接続領域の加熱時間が非常に短く、溶接速度が速いため、熱影響部が小さく、溶接部分の変形が小さく、割れにくいです。一方、スポット溶接は電気エネルギーのみを消費し、充填材やフラックス、ガス等を必要としないため、溶接品質が安定し信頼性が高くなります。

3.高度な機械化と自動化： スポット溶接機は自動制御システムを採用しており、連続自動生産を実現し、生産効率を向上させることができます。同時に、スポット溶接機は溶接に電極圧力を使用するため、手動操作によるエラーを回避し、溶接品質の安定性と一貫性を確保できます。

4. 低い労働集約度: スポット溶接機は操作が簡単で、高度な機械化と自動化が施されているため、作業者の労働集約度が低くなります。

5. 設備コストが高い： スポット溶接機での溶接には高電流と高圧力が必要なため、設備の出力が比較的高く、コストが高くなります。一方、スポット溶接機では溶接に電極を使用するため、電極の消耗品のコストも比較的高くなります。

6. 溶接箇所の非破壊検査が難しい スポット溶接は加熱時間が短く、溶接速度が速いため、溶接箇所の非破壊検査が困難です。

03.運用の流れ

溶接前に、ワークピースの表面を徹底的に洗浄する必要があります。一般的な洗浄方法は、濃度10%の加熱した硫酸に漬けた後、熱湯ですすぐ「酸洗浄」です。具体的な溶接プロセスは次のとおりです。

(1) スポット溶接機の上部電極と下部電極の間にワーク接合部を挿入し、しっかりとクランプします。

(2) 電気を印加して 2 つのワーク間の接触面を加熱し、局所的な溶融を引き起こして溶融コアを形成します。

(3) 停電後も圧力を維持し、溶融したコアを圧力下で冷却して固化し、はんだ接合部を形成します。

(4) 圧力を解除し、ワークを取り出します。

04.影響因子

溶接品質に影響を与える主な要因には、溶接電流と通電時間、電極圧力、電流の分流などが含まれます。

1. 溶接電流と通電時間

スポット溶接は、溶接電流の大きさと通電時間の長さにより、ハード仕様とソフト仕様の2種類に分けられます。短時間に大電流を流す仕様はハード仕様と呼ばれ、生産性が高く、電極寿命が長く、溶接部の変形が少ないなどのメリットがあり、熱伝導率の良い金属の溶接に適しています。より小さな電流を長時間使用する仕様はソフト仕様と呼ばれ、生産性が低く、焼き入れ硬化しやすい金属の溶接に適しています。

2. 電極圧力

スポット溶接の際、電極を介してワークに加わる圧力を電極圧力といいます。適切な電極圧力により、溶接領域の金属間の良好な接触が確保され、熱伝達と金属の融合が促進されます。圧力が高いと、溶接コアの凝固中に発生する可能性のある収縮と気孔を除去できます。しかし、溶接プロセス中の抵抗と電流密度の低下により、ワークピースの加熱が不十分になり、溶接コアの直径が減少し、溶接継手の強度が低下します。電極圧力の大きさは、次の要因に基づいて選択できます。

(1) 溶接部品の材質。材料の高温強度が高いほど、必要な電極圧力も大きくなります。したがって、ステンレス鋼や耐熱鋼を溶接する場合には、低炭素鋼を溶接する場合よりも高い電極圧力を使用する必要があります。

(2) 溶接パラメータ。溶接仕様が厳しいほど、電極圧力は大きくなります。

3. 転用

スポット溶接の際、主溶接回路の外側に流れる電流をシャントといいます。分流により溶接部に流れる電流が減少し、加熱不足となり溶接点の強度が著しく低下し、溶接品質に影響を及ぼします。転用の程度に影響を与える要因には、主に次の側面が含まれます。

(1) 溶接厚さと溶接点の間隔。はんだ接合部間の距離が増加すると、シャント抵抗が増加し、シャントの程度が減少します。従来の点間隔 30 ～ 50 mm を使用する場合、シャント電流は全電流の 25% ～ 40% を占め、溶接部の厚さが減少するにつれてシャントの程度は減少します。

(2) 溶接部品の表面状態。溶接部の表面に酸化物や汚れがあると、両溶接部間の接触抵抗が増加し、溶接部に流れる電流が減少、つまり分流度が増加します。ワークピースは酸洗い、サンドブラスト、研磨が可能です。

05.安全上のご注意

(1) 溶接機のフットスイッチには、誤操作を防止するために頑丈な保護カバーが付いている必要があります。

(2) 宿題現場には、火花の飛散を防止するためのバッフルを設けること。

(3) 溶接作業者は、フラットライト保護メガネ、手袋、作業服等を着用して溶接してください。

(4) 溶接機を設置する場所は乾燥した状態に保ち、地面には滑り止め板を敷いてください。

(5) 溶接作業終了後は電源を切り、冷却水スイッチを 10 秒間延ばしてからオフにしてください。気温が低い場合には、凍結を防ぐために水路に溜まった水も排水してください。