いくつかの一般的な電極接合の問題の治療法

絆の問題が発生する理由と、それを防ぐためにできること

最近、抵抗スポット溶接電極に使用できるさまざまな材料について多くのことを話しました。これらの材料は、単独または組み合わせて、高電流と大きな加圧力に耐える必要があります。もちろん、それだけではありません。 100% 溶浸された銅タングステン電極を使用している場合でも、たとえば 30% の銅と 70% のタングステンの比率で、両方の材料のベストを提供します。つまり、高温でのタングステンの卓越した安定性と強度、および優れた銅の熱伝導率と電気伝導率。 . .それでも、問題が発生する可能性があります。

これは、スポット溶接電極の材料を選択するだけでなく、一貫した高品質の溶接を行うには、電極の設計と構造も優れている必要があるためです。言うまでもなく、電極への投資から最長の寿命を得るには、適切な材料とチップとシャンクのプロファイルだけでなく、電極自体の製造における適切な接合も必要です。

電極の接合が重要な理由

電極の設計と接合に欠陥があると、最終製品の溶接品質にばらつきが生じる可能性があり、これには溶接の脆弱性や失敗が含まれます。これは、電極自体の接合不良により熱伝導率が低下し、電極の電気抵抗が変動するためです。これらの欠陥は電極の寿命を縮め、より頻繁な修理や交換が必要になることもあります.

たとえば、タングステンまたはモリブデン合金と銅シャフトで作られた電極は、多くの抵抗スポット溶接用途に最適です。結局のところ、タングステンとモリブデンは融点が高く、高温で安定していますが、銅の電極シャフトは熱をすばやく放散します。ただし、メーカーがろう付けプロセスを使用してこれらの合金を銅シャフトに接合すると、問題が発生します。

ろう材が電極材と電極ホルダーの接合部に均一に分布していないと、キャビティが発生し、電気抵抗に影響を与え、熱伝導率が低下します。最終結果は、キャビティが電極の有効接合面積を減少させて、一貫性のない接合品質となる。さらに、ろう付けプロセス中の不十分な毛細管現象または部品の不適切な位置合わせによって生じるボイドも、電極の結合強度を低下させる可能性があります。

電極チップの加熱の問題は、電極接合の欠陥によって引き起こされる可能性があるもう 1 つの問題です。これは、溶接電流が電極を通過するときに発生する熱が広範囲に及ぶためです。熱は、電極本体の本体、電極の先端、先端と部品の境界面、溶接される部品、部品と部品の間で発生します。パーツインターフェース。その後の各溶接では、溶接率と溶接エネルギーに応じて、ある平均値で安定する前に、電極先端の残留熱が蓄積されます。

通常、手作業で溶接を行っている場合 (つまり速度が遅い場合) は、チップの残留熱は大した問題ではありませんが、自動溶接環境では、溶接速度が 1 秒あたり 1 回またはそれ以上の速さで溶接される可能性があるため、大きな問題になる可能性があります。ここで、電極先端の残留熱により、次のような溶接の問題が発生する可能性があります。

• パーツ変形の増加
• 部分割れ
• 急速な先端酸化
• チップの急速な部品材料/メッキの蓄積
• 溶接強度の低下
• チップとパーツの重度のくっつき
• 先端形状の深刻な摩耗
• 短いチップ寿命

溶接電流密度が過剰になると、電極の固着、先端領域の変形、先端の長さの曲がりが発生する可能性があります。これらはすべて、電極の結合能力を低下させます。さらに、油、グリース、錆/酸化物、スケール、または汚れなどの表面汚染物質は、電極製造における適切なろう付けを妨げる障壁を形成する可能性があり、その結果、電極材料がシャフトから実際に脱落する可能性があります。

電極の接合不良を避ける方法

幸いなことに、電極とシャフトをシームレスに接合することで、上記の問題の多くを解決できます。電極をホルダーに接着するより良い方法により、より一貫した電気抵抗と熱伝導率、より再現性の高い溶接性能、およびより長い電極の耐用年数を得ることができます。このような継ぎ目のない接合方法の 1 つは、タングステン、モリブデン、およびそれらの合金 (銅タングステン、銀タングステン、および銀タングステン カーバイドを含む) で作られた電極アセンブリの欠陥のない接合 (NDB) です。

シームレスに接合された電極は、シャフトと電極の先端の間にフィラーがなく、ほぼ 100% 接合されたものです。より効果的な接合領域が作成され、ワー​​クピース間により強力で一貫した溶接が生成されます。さらに、シームレスに接合された電極が熱サイクルを最適化し、熱負荷と電極の消費を削減します。

NDBの場合、電極材料成分の特性を保持しながら、金型内で材料を融合させてわずか数マイクロメートルの結合を形成する方法です。ろう付け電極とは異なり、NDB 電極は、電極とシャフトの間のシームレスな接合により、一定の熱伝導率と電気抵抗を提供します。

材料の選択で電極接合を向上させる

適切な溶接電極の設計と構造がなければ、最終製品は、プロセスの非効率性、電極の故障、または弱い溶接による生産の遅れに悩まされる可能性があります。 NDB などのプロセスを使用して電極を適切に接合することは、一貫した溶接品質、電極の付着を最小限に抑え、電極の寿命を最大限に延ばす上で、材料の選択と同じくらい重要です。

簡単に言えば、電極自体を構成する材料間の結合が良好であればあるほど、溶接結果はより良く再現性が高くなります。抵抗スポット溶接電極の製造における NDB 法とその利点について詳しく知りたい場合は、抵抗スポット溶接電極の欠陥のない接合に関する無料のホワイト ペーパーをダウンロードできます。