亜鉛メッキ鋼板の抵抗溶接時の黒い溶接跡を防ぐ方法

亜鉛メッキ鋼板は、自動車部品、家電製品の筐体、電気キャビネット、板金アセンブリ、HVAC 機器、および金属加工製品に広く使用されています。亜鉛コーティングは腐食から保護しますが、抵抗溶接中に特有の課題も生み出します。

メーカーは溶接中に、黒い溶接跡、溶接周囲の変色、過度の圧痕、スパッタ、または亜鉛コーティングへの局所的な損傷に気づく場合があります。これらの問題は製品の外観に影響を与え、洗浄、再加工、検査のコストを増加させる可能性があります。

高い外観要件が求められる製品の場合、メーカーは、必要な接合強度と生産効率を維持しながら、変色を最小限に抑えた、きれいで一貫した溶接箇所を求めます。

しかし、 亜鉛メッキ鋼板を抵抗溶接する際の黒い溶接跡を防ぐには、単に溶接電流を減らすだけでは問題ありません。入熱、電極力、電極の状態、ワークの表面品質、シートの厚さ、装置の制御はすべて最終結果に影響します。

亜鉛メッキ鋼板を抵抗溶接するとブラックマークが発生するのはなぜですか?接合強度を損なうことなく溶接の外観を改善するためにメーカーは何ができるでしょうか?

1. 抵抗溶接中に亜鉛メッキ鋼板に黒い溶接跡が発生するのはなぜですか?

亜鉛メッキ鋼板は一般に、耐食性を向上させるために亜鉛または亜鉛ベースのコーティングでコーティングされた鋼板です。抵抗溶接では、ワークピース間の接触領域に電流が流れるときに熱が発生し、溶接接合部の形成に必要な条件が生成されます。

亜鉛コーティングは下地の鋼とは異なる挙動をするため、溶接中の接触条件、熱分布、表面の変化はコーティングされていない鋼とは異なる場合があります。

1.1 過剰な溶接入熱

溶接電流が高すぎる場合、溶接時間が長すぎる場合、または電流と電極力のマッチングが不十分な場合、溶接領域の周囲に過剰な熱が発生する可能性があります。

これにより、亜鉛コーティングに顕著な変化が生じ、黒い跡、変色、または局所的なコーティングの損傷が生じる可能性があります。

過度の入熱もスパッタ、電極のくぼみの深さ、ワークピースの変形につながる可能性があります。

改善方法:

溶接電流、溶接時間、加圧力は亜鉛メッキ鋼種、板厚、塗装状態、継手の設計に合わせてください。

実際のワークを用いたサンプル溶接テストを実施し、その結果に基づいてパラメータを最適化します。溶接品質への影響を検証せずに、経験に基づいてのみ電流を増減することは避けてください。

1.2 不適切な電極力

電極加圧力は、抵抗溶接時のワーク間の接触状態や電流分布、発熱に影響を与えます。

力が低すぎると、接触が不安定になり、局所的な過熱、スパッタ、不均一な溶接のリスクが増加する可能性があります。力が強すぎると、接触抵抗や熱分布が変化し、異常な溶着や過度の圧痕が発生する可能性があります。

改善方法:

電極力が安定しており、用途に適しているかどうかを確認してください。エア供給、シリンダー、電極機構を検査して、正常に動作していることを確認します。

サンプル溶接テストを通じて、板厚、接合構造、その他の溶接パラメータを考慮して、適切な力の範囲を決定します。

1.3 電極の磨耗または電極先端への亜鉛の蓄積

亜鉛メッキ鋼板を連続溶接すると、電極先端に亜鉛が徐々に蓄積する場合があります。長期間使用すると、電極が磨耗したり、形状が変化したりする場合もあります。

これらの変化は接触面積と電流密度に影響を及ぼし、溶接の外観の不均一、黒いマーク、不均一な押し込み、および溶接品質の変動を引き起こす可能性があります。

改善方法:

電極チップの蓄積、磨耗、変形、汚染、位置ずれがないか定期的に検査してください。

電極の材質、装置の要件、および実際の製造条件に従って、電極をドレスアップまたは交換します。固定された時間間隔だけに依存するのではなく、溶接量、電極の状態、溶接品質の変化に基づいてメンテナンス スケジュールを確立します。

1.4 油、汚れ、その他の表面の汚染

加工、輸送、または保管中に、亜鉛メッキ鋼板には油、粉塵、またはその他の汚染物質が蓄積する場合があります。

表面状態が一貫していない場合、電気接触や溶接の安定性に影響を及ぼし、溶接の色、くぼみ、接合部の形成にばらつきが生じる可能性があります。

改善方法:

亜鉛メッキ鋼板の清浄度をチェックし、コーティング条件と表面処理が材料バッチ間で一貫しているかどうかを確認します。

ワークピースに特殊なコーティングや表面残留物がある場合は、適切な洗浄または前処理方法を決定する前に、溶接プロセスへの影響を評価してください。

1.5 板厚、塗装、接合部デザインの変更

板厚、亜鉛メッキの状態、接合構造が異なると、溶接特性も異なります。同じ抵抗溶接機でも、すべての用途で同じ設定で同じ結果が得られるとは限りません。

たとえば、2 層シート アセンブリと多層シート アセンブリでは、熱分布と接触条件が異なります。ワークピースのギャップ、溶接位置、電極へのアクセスのしやすさも結果に影響を与える可能性があります。

改善方法:

溶接工程を確立する前に、板厚、塗装の種類、層数、重ね寸法、溶接位置を確認します。

材料または製品構造が変更された場合、以前のワークピースに使用された設定を自動的に適用するのではなく、溶接パラメータを再検証します。

2. 亜鉛メッキ鋼板の抵抗溶接時の黒い溶接痕を軽減する方法

溶接の外観を改善するには、溶接パラメータ、装置の状態、およびワークピースの品質に注意を払う必要があります。 1 つの設定だけを調整すると、安定した解決策が得られない可能性があります。

2.1 溶接電流と溶接時間を最適化する

抵抗溶接中の入熱は、溶接電流と溶接時間によって決まります。

過剰な電流または過度に長い溶接時間は、亜鉛コーティングの顕著な変化、変色、またはスパッタを引き起こす可能性があります。ただし、入熱を減らしすぎると、溶接ナゲットの形成が不十分になり、接合部が弱くなる可能性があります。

目的は、必要な接合強度を維持しながら外観を向上させることです。

実際的なアプローチは、制御されたステップでパラメータを調整し、結果を記録することです。パラメータの組み合わせごとに、溶接の色、圧痕、スパッタ、接合強度を評価します。

これは、実際のワークピースに適切なプロセスウィンドウを確立するのに役立ちます。

2.2 電極先端を清潔で一貫した状態に保つ

電極の状態は溶接の安定性に直接影響します。

亜鉛めっき鋼板の大量生産では、亜鉛の蓄積と電極の摩耗によって接触状態が徐々に変化し、時間の経過とともに溶接の外観が悪化することがあります。

電極チップを定期的に検査し、必要に応じて清掃またはドレスアップし、正しい位置にあることを確認してください。

メンテナンス間隔は、溶接の量、材料の表面状態、電極の摩耗、溶接の品質の変化など、実際の製造条件を反映する必要があります。

2.3 安定した電極力の維持

安定した電極力により、一貫した接触状態と再現性のある溶接プロセスを維持できます。

製造中に力が変動すると、溶接パラメータが変更されていない場合でも、溶接の色、くぼみ、および接合強度が変化する可能性があります。

圧力設定の確認に加えて、エア供給、シリンダの動作、ガイド機構、電極の位置などを点検します。

2.4 ワークの位置決めとフィッティングの改善

亜鉛メッキ鋼板間のギャップ、位置決め誤差、局所的な歪みにより、溶接中の接触状態が変化する可能性があります。これらの問題により、局所的な過熱、スパッタ、溶接部の外観の不一致のリスクが高まる可能性があります。

複数の溶接点がある板金コンポーネントの場合は、ワークピースを適切に位置合わせして安定した接触状態に保つために、治具と位置決めシステムを改善することを検討してください。

大量生産では、治具の摩耗と位置決め精度も監視する必要があります。

2.5 用途に合わせた抵抗溶接装置の選定

既存の機械の出力制御、電極力機構、電極構成、または治具の設計がアプリケーションに適していない場合、パラメータ調整を繰り返しても一貫した結果が得られない可能性があります。

抵抗溶接装置を選択する際は、板厚、溶接量、接合部の設計、外観要件、生産サイクル、自動化のニーズを考慮してください。

複数の溶接点または連続生産を必要とするワークの場合、メーカーは多点溶接機、専用治具、またはカスタマイズされた自動溶接システムを評価することもあります。

3. 溶接電流を低くすると常にブラック マークが防止されますか?

これは、亜鉛メッキ鋼の抵抗溶接においてよくある誤解です。

溶接電流を減らすと、過剰な入熱が減り、溶接部の周囲の外観が改善される場合があります。ただし、電流が低くなりすぎると、溶接ナゲットが不足し、継手強度が低下したり、隠れた弱い溶接が発生したりする可能性があります。

同様に、溶接時間を短縮すると、許容可能な接合部を形成するために必要な熱が減少するため、溶接の品質に影響を与える可能性があります。

電極の加圧力や表面状態、ワークのなじみが不安定な場合は、電流を変えるだけでは問題が解決しない場合があります。

したがって、溶接パラメータは、次の要素に注意して、調整システムとして最適化する必要があります。

• 溶接電流: 電流は過剰な入熱なしに接合強度の要件を満たすのに十分ですか?

• 溶接時間: 溶接時間は材料の厚さ、接合構造、電流に対して適切ですか?

• 電極の力: 力は一貫した接触を維持するのに十分安定していますか?

• 電極の状態: 先端の形状、清浄度、摩耗状態は許容範囲内ですか?

• ワークピースの状態: 材質、コーティング、表面の清浄度、取り付け状態は一貫していますか?

• 品質検証： 接合強度を損なうことなく外観が改善されることは確認されていますか？

生産では、目視検査と適切な溶接強度試験を組み合わせる必要があります。変色が少ない溶接部が必ずしも強い溶接部であるとは限りません。また、視覚的に許容できる溶接部が自動的に満足のいくものであるとみなされるべきではありません。

4. メーカーは亜鉛メッキ鋼用の抵抗溶接装置を選択する際に何を考慮する必要がありますか?

機器の選択は、定格電力や購入価格だけではなく、実際のワークから始める必要があります。

まず、材質と厚さを定義します。 鋼種、亜鉛めっきの種類、各板厚、層数、接合構造をご確認ください。

次に、溶接品質の要件を定義します。 許容可能な溶接強度、圧痕、変形、スパッタ、外観を指定します。製品に塗装などの表面処理を施す場合は、溶接工程によるその後の作業への影響を考慮してください。

第三に、生産サイクルと溶接点の数を確認します。 シングルポイント アプリケーション、マルチポイント アセンブリ、および自動ローディングを必要とする製品では、異なる機器構成が必要になる場合があります。

第四に、サンプル溶接テストを実施します。 実際のワークを使用して、溶接外観、接合強度、生産サイクル、プロセスの安定性を検証します。必要に応じて、機器構成を最終決定する前に、パラメータ、電極、および固定具を調整します。

厳しい外観要件、高い生産量、または多数の溶接点を備えた亜鉛メッキ鋼製コンポーネントの場合、機器を購入する前にプロセスを検証することで、選択のリスクを軽減し、後の試運転や再作業のコストを最小限に抑えることができます。

5. 溶接外観と継手強度のバランスをとる方法

亜鉛メッキ鋼を抵抗溶接する目的は、目に見える黒い跡を除去することに限定されるべきではありません。このプロセスでは、過度の変色、深い凹み、スパッタ、および不要なコーティングの損傷を最小限に抑えながら、必要な強度仕様を満たす接合部を製造する必要があります。

メーカーは主に 3 つの方法で結果を改善できます。

まず、材料と継手の構造に応じて溶接パラメータを最適化します。次に、安定した電極、圧力機構、および固定具の状態を維持します。第三に、実際のワークテストと適切な品質検査を通じてプロセスを検証します。

抵抗溶接では局所的な熱が発生することを認識することが重要です。溶接部およびその周囲の亜鉛コーティングは、プロセス中に変化する可能性があります。厳しい外観要件または厳格なコーティング完全性基準を持つ製品の場合、メーカーは実際の用途に基づいて許容可能な外観基準を定義する必要があります。

ワークピースによっては、その後の洗浄や表面仕上げが必要な場合があります。パラメータ調整だけでは、すべての亜鉛メッキ鋼の溶接部に完全に変色がないことを保証することはできません。

さらに、亜鉛メッキ鋼の溶接では、亜鉛を含むヒュームやその他の溶接排出物が発生する可能性があります。溶接プロセスおよび該当する労働安全衛生要件に従って、適切な局所排気と職場制御を実施する必要があります。

6. PDKJ 抵抗溶接装置の選択: ソリューションを最終決定する前にワークピースをテストしてください

Guangdong Pudian Automation Technology Co., Ltd. (PDKJ) は、抵抗溶接機、スポット溶接機、自動溶接装置のメーカーです。

PDKJ は、亜鉛メッキ鋼のグレード、板厚、溶接構造、生産要件に基づいて、機器の選択に関する推奨事項と溶接プロセスのガイダンスを提供します。

生産プロセスで黒い溶接マーク、スパッタ、過度の圧痕、または不均一な接合強度が発生した場合は、実際のワークピースをテストすることが実用的な最初のステップです。機器構成を最終決定する前に、溶接の外観と強度を確認してください。

無料の溶接プロセス評価および無料サンプル溶接テストについては、PDKJ にお問い合わせください。 溶接プロセスの評価、溶接の外観の改善、生産要件に適した装置ソリューションの特定に役立つワークピースを提供します。

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