スポット溶接とは - 定義、仕組み

スポット溶接とは?

スポット溶接 (抵抗スポット溶接とも呼ばれます) は、抵抗溶接プロセスです。この溶接プロセスは、主に、電流による圧力と熱を溶接領域に加えることによって、2 つ以上の金属シートを一緒に溶接するために使用されます。

銅合金の電極をシートの表面に接触させることで機能します。これにより、圧力と電流が適用され、低炭素鋼などの抵抗材料に電流が流れることで熱が発生します。

スポット溶接の仕組み

抵抗溶接の一種であるスポット溶接は、溶加材を使用せずに 2 枚以上の金属シートを溶接する最も古い溶接プロセスの 1 つです。

このプロセスでは、成形された合金銅電極を使用して溶接部に圧力と熱を加え、溶接部に電流を伝えます。材料が溶けて部品が融合し、その時点で電流がオフになり、電極からの圧力が維持され、溶けた「ナゲット」が固化して接合部が形成されます。

溶接熱は電流によって発生し、銅合金電極を介してワークピースに伝達されます。銅は、他のほとんどの金属に比べて熱伝導率が高く、電気抵抗が低いため、電極に使用され、電極ではなくワークピースで優先的に熱が生成されるようにします。

熱量は、金属の熱伝導率と電気抵抗、および電流が印加される時間に依存します。この熱は次の式で表すことができます:

Q =I2Rt

この式で、「Q」は熱エネルギー、「I」は電流、「R」は電気抵抗、「t」は電流が印加される時間です。

スポット溶接に適した材料

鋼は熱伝導率が低く、電気抵抗が高いため、比較的スポット溶接しやすく、低炭素鋼はスポット溶接に最適です。ただし、高炭素含有鋼 (炭素当量> 0.4wt%) は、硬くて脆い微細構造を形成する傾向があるため、破壊靭性が低下したり、溶接部に亀裂が生じたりする傾向があります。

亜鉛メッキ鋼 (亜鉛コーティング) を溶接するには、コーティングされていない鋼よりもわずかに高い溶接電流が必要です。また、亜鉛合金では、銅電極が表面を急速に劣化させ、溶接品質の低下につながります。亜鉛メッキ鋼をスポット溶接する場合、電極を頻繁に交換するか、電極先端面を「ドレッシング」する必要があります。この場合、カッターで汚染された材料を除去してきれいな銅面を露出させ、電極の形状を変更します。

一般的にスポット溶接されるその他の材料には、ステンレス鋼 (特にオーステナイトおよびフェライト グレード)、ニッケル合金、およびチタンが含まれます。

アルミニウムは銅に近い熱伝導率と電気抵抗を持ちますが、アルミニウムは融点が低く、溶接が可能です。ただし、抵抗が低いため、アルミニウムを溶接する場合は非常に高いレベルの電流を使用する必要があります (同等の厚さの鋼の場合よりも 2 倍から 3 倍高い)。

また、アルミニウムは極少数の溶接で銅電極の表面を劣化させ、安定した高品質の溶接を実現することは非常に困難です。このため、現在、業界ではアルミニウム スポット溶接の専門的な用途のみが見られます。アルミニウムで安定した高品質のスポット溶接を可能にするために、さまざまな新しい技術開発が行われています。

銅とその合金は抵抗スポット溶接でも接合できますが、電極とワークピースの発熱が非常に似ているため、銅のスポット溶接は従来の銅合金のスポット溶接電極では容易に実現できません。

銅を溶接するための解決策は、高い電気抵抗と、銅の融点 (1080°C をはるかに超える) をはるかに超える溶融温度を持つ合金で作られた電極を使用することです。銅のスポット溶接に通常使用される電極材料には、モリブデンとタングステンが含まれます。

スポット溶接はどこで使用されますか?

スポット溶接は、自動車、航空宇宙、鉄道、白物家電、金属家具、電子機器、医療用建物、建設など、さまざまな業界で使用されています。

スポット溶接は、ロボットや操作システムと組み合わせると簡単に自動化できるため、大量生産ラインで最も一般的な接合プロセスであり、特に 100 年以上にわたり、スチール製自動車の製造における主要な接合プロセスとなっています。

よくある質問

スポット溶接とは?

スポット溶接は、電気抵抗溶接の一種で、抵抗を利用して 2 枚以上の金属板を溶接部に圧力と熱を使用して溶接します。スポット溶接プロセスでは、2 つの銅合金電極を使用して、溶接電流を小さな領域に集中させ、シートを一緒に保持します。

スポット溶接は何に使用されますか?

スポット溶接 (抵抗スポット溶接とも呼ばれます) は、抵抗溶接プロセスです。この溶接プロセスは、主に、電流による圧力と熱を溶接領域に加えることによって、2 つ以上の金属シートを一緒に溶接するために使用されます。

スポット溶接は簡単ですか?

スポット溶接は、最も初期の溶接手順の 1 つであり、非常によく知られており、溶接初心者でも簡単に行うことができます。この手順は完全に定義されており、ステンレス鋼、ニッケル合金、チタンなどの多くの薄い金属に簡単に適用できます。

スポット溶接の強度は?

この溶接のせん断強度は 1100 ポンドです。 （499.5kg）完全貫通溶接よりも少ない。所定の板厚での完全溶け込みスポット溶接の場合、界面の面積は、シールド ガスとアーク電圧に大きく依存します。

どのくらいの厚さでスポット溶接できますか?

スポット溶接は、主に厚さ 3 mm までの部品の接合に使用されます。溶接する部品の厚さは同じにするか、厚さの比率を 3:1 未満にする必要があります。ジョイントの強度は、溶接の数とサイズによって異なります。スポット溶接の直径は 3 mm から 12.5 mm の範囲です。

スポット溶接機は AC と DC のどちらを使用しますか?

AC はより堅牢で長寿命であり、多くの設備によりなじみがあります。プレス溶接機を使用する場合、電力は問題ではなく、通常の品質基準 AC での作業が適しています。

MIG でスポット溶接できますか?

イーストウッド MIG スポット溶接キットを使用すると、MIG 溶接機だけを使用して自宅で工場のようなスポット溶接を行うことができます。このキットを使用すると、時間とお金を節約でき、そのプロジェクトを完了して外出できます。

スポット溶接の欠点は何ですか?

スポット溶接の欠点:

• 正確かつ効率的に溶接できるのは薄い金属のみです
• 分割払いの費用が高くなります。
• このタイプの溶接は変形します。
• 電力供給の変化により、溶接が弱くなります。

TAC溶接機とは?

タック溶接は、仕立て屋が縫製前に 2 つの材料を一緒に保持するためにピンを使用するように、2 つの金属片を最終的な溶接の準備ができている場所に保持するために使用されます。これらの溶接により、ワークピースが正しくしっかりと位置合わせされ、固定具の使用が強化または排除されます。

スポット溶接できない金属は?

一般的な金属のほとんどは、容易にスポット溶接できます。主な例外は、銀、銅、鉛、および亜鉛です。

アーク溶接とスポット溶接の違いは何ですか?

アーク溶接は火花で母材と溶加棒を溶かし、スポット溶接は母材の電気抵抗を利用して加熱・融着します。アーク溶接機は深く浸透しますが、スポット溶接機は薄い金属板に使用するのが最適です。

スポット溶接機はどのくらい熱くなりますか?

溶接電流と溶接時間は、金属を溶接温度 (華氏 2550 度) にするために使用されます。

棒溶接機でどのようにスポット溶接しますか?

アルミをスチールにスポット溶接できますか?

アルミニウム合金は、接着、機械的締結、ろう付けなどの技術を使用して比較的簡単に鋼に接合できますが、優れた構造的完全性が必要な場合は溶接が好まれます。ただし、アルミニウム合金を鋼に溶接するのは困難です。

スポット溶接できる最も厚い金属は?

これらの材料は、溶接鋼とは異なり、溶接に高い電流レベルと長い溶接時間を必要とします。もう 1 つの要因は、溶接材料の不適切な厚さです。スポット溶接では、3 mm に近い厚さの材料を使用する必要があります。

スポット溶接には何ボルトが必要ですか?

変圧器からの開回路電圧はこれよりも高く、通常は 5 ～ 22 ボルトの範囲です。溶接スポットが流れて液化するにつれて、溶接スポットの抵抗が変化します。最新の溶接機器は、リアルタイムで溶接を監視および調整して、一貫した溶接を確保できます。

スポット溶接ではどのタイプの電流が使用されますか?

スポット溶接は、金属板の効率的な接合のために自動車産業で広く使用されています (35)。抵抗溶接に分類されるスポット溶接は、約 1000 A ～ 100 000 A の大電流を使用して発熱することによって機能します。

スポット溶接で AC 電流を使用する理由

交流は、適切な変圧器によって電流と電圧の任意の組み合わせを提供できるため、抵抗溶接に最も適していることがわかっています。表面の歪みを避けるために、溶接または接合部に隣接する金属の部分を過熱させないようにする必要があります。

プラグ溶接とスポット溶接の違いは何ですか?

真のスポット溶接とは、2 枚のパネルをピンで留め、電流を流して接合することです。ロゼットまたはプラグ溶接は、最上層に穴を開け、2 つのパネルを一緒に挟み、穴を埋める場合です。 2 つのパネルを結合します。

スポット溶接をうまく行うにはどうすればよいですか?

スポット溶接の実用的な利点を 2 つ挙げてください。

スポット溶接は素早く簡単です。フラックスや溶加材を使用してスポット溶接による接合を行う必要はなく、危険な裸火もありません。特別なスキルがなくてもスポット溶接が可能です。自動化された機械は、工場でスポット溶接して生産をスピードアップできます。

スロット溶接とは?

スロット溶接は、細長い穴を通して材料片の表面を別の片に接合します。穴は一方の端が開いていて、溶接材料で部分的または完全に埋めることができます。

重ね溶接とは?

ラップ溶接ジョイントは、本質的に突合せジョイントの修正バージョンです。それらは、2つの金属片が互いの上に重なり合うパターンで配置されるときに形成されます。厚さの異なる 2 つのピースを接合するために最も一般的に使用されます。溶接は片側または両側で行うことができます.

アーク溶接機をスポット溶接機として使用できますか?

様々なサイズの母材をアーク溶接で接合できます。スポット溶接は、厚さが 3mm 未満またはほぼ 3mm の板金の溶接にのみ使用できます。アーク溶接を使用した金属の接合は、時間のかかるプロセスです。抵抗スポット溶接は数分で完了します。

図面にスポット溶接をどのように表示しますか?

スポット溶接記号は、基準線の上、下、または中心に配置できる単純な円です。記号が基準線の中央にある場合、これは横に意味がないことを示します。

スポット溶接には何種類ありますか?

タイプは1です。 「ペデスタル タイプ」マシン 2. 抵抗突合せまたはアプセット溶接 3. フラッシュ突合せ溶接

MIG とスポット溶接の違いは何ですか?

MIG 溶接では、溶接部に供給される別の溶加材を使用します。このフィラーは電気アークによって溶融し、母材と結合して溶接部を形成します。スポット溶接は材料自体を溶加材として使用します。 2 枚の金属片を加熱し、圧着して溶接します。

スポット溶接機で溶接できる金属の厚さは?

ほとんどすべてのスポーツ溶接機は、銅の自然な導電性のため、銅の許可電極を使用します。このプロセスは、ほとんどの種類の金属に使用できます。唯一の実際の制限は、溶接を行う必要がある領域の厚さです。0.02 インチから 0.118 インチの間のどこでもかまいません.