抵抗スポット溶接における電極特性:なぜ重要なのか

純銅の抵抗溶接電極は、その特性と設計によって熱が伝導するのに対し、純耐火電極は熱を保持するという理由だけで選択されます。タングステン（W）は、金属の中で最も融点が高く（3387℃）、常温・高温での硬度が非常に高いことが特徴です。一般的に酸化しにくく、電気抵抗が非常に高いです。

高融点金属の中でタングステンの「姉妹」であるモリブデン (MO) も、タングステンよりも相応に低いにもかかわらず、高い融点 (2610°C) と高温での高い機械的強度を備えています。 Moの電気抵抗も高い。 (タングステンやモリブデンを含むさまざまな元素の電気抵抗率のより詳細なレビューについては、選択された元素の電気抵抗率には、単一の値よりも有用な全温度範囲での電気抵抗率を示すチャートが含まれています。)

抵抗溶接用途に電極材料を選択する場合、電極ができるだけ冷却する機会を抵抗スポット溶接プロセス サイクルに組み込むことにより、避けられない酸化消費を制御することが重要になります。タングステンはモリブデンよりも熱衝撃で剥離しやすいため、選択の際の追加の考慮事項になります。ただし、モリブデンはタングステンよりも急速に酸化するというトレードオフがあります。

純銅の特性と挙動を改善するように設計された銅合金材料の開発と並行して、純粋な元素自体を改善するタングステンおよびモリブデン合金があります。 (タングステンとモリブデンは粉末冶金製品であるため、合金という言葉に注意してください。 非粉末金属と同じようには適用されません。高融点金属に完全に分散させるには、合金材料が存続するか、タングステンとモリブデンの通常の高温処理要求に適応する必要があります。)

銅タングステン（CuW）は、さまざまな組成比があり、銅とタングステンの長所をバランスよく兼ね備えているため、非常に広く使用されています。銀タングステン (AgW) もさまざまな組成比で製造され、銀 (Ag) は鉄 (Fe) やニッケル (Ni) と合金化しにくいという利点があるため、AgW はステンレス鋼などの溶接に適しています。ニッケルベースの合金。

これらの合金電極材料は、溶浸構造の焼結硬化の結果です。基本的には、正確に測定された純銅または純銀のピースが、正確に測定された量のタングステンまたはモリブデン粉末で満たされた金型に置かれ、不活性雰囲気のオーブンで焼成されます。その結果、高温強度と高い導電率の両方を備えた電極が得られます。

場合によっては、抵抗溶接アプリケーションで独自の特性編成が必要になることがあります。このような場合、さまざまな特殊電極から選択できます。銀タングステン カーバイド (AgWC) は、溶接熱サイクル全体で形状を維持しながら優れた耐酸化性を提供するため、選択された特殊な耐火性電極材料です。

最後に、ヘビー タングステン合金としても知られており、各メーカーのグレードに応じて W、Fe、Ni、および Cu で構成される重金属は、もう 1 つの珍しい高融点金属スポット溶接電極です。その利点には、純タングステンや炭化タングステン (WC) と比較した場合の優れた耐酸化性と機械加工の容易さが含まれます。

用途に合わせて抵抗スポット溶接電極を選択する過程にある場合、材料特性の知識が重要になる可能性があります。材料特性とそれらの多様な相互作用の詳細については、ホワイト ペーパー「抵抗溶接電極材料:アプリケーションに適した材料の選択」をダウンロードしてください。