抵抗スポット溶接：大量生産に実証済みのソリューション

抵抗スポット溶接 vs レーザー溶接・他工法

抵抗スポット溶接は古い工法ですが、特に大量生産段階では、多くの工業部品溶接に最適な工法の一つです。自動車・電子部品製造で広く用いられ、基本は、溶接対象の2金属を2本の電極で「外側からサンドイッチ」し、このサンドイッチに電流を通電サイクルさせて2金属を溶接するものです。

レーザー溶接と超音波溶接の採用は確かに拡大していますが、装置が高価で、接合可能な材料厚に大きな制約があります。さらに、抵抗スポット溶接には重要な利点があります。それは、「クランピングがタダでついてくる」ことです。

スポット溶接にはクランピングが内包される

クランピングとは、溶接対象金属を保持し、できれば密着させて接触を最大化し、溶接前後でズレや動きのない正確な位置に固定する要件です。抵抗スポット溶接は、究極的に溶接される2ワークピースを2電極で押さえつける設計そのものです。最良の溶接のために必要な金属間表面接触と圧力を得るためのこのクランピングプロセスは、スポット溶接に固有のものです。レーザーや超音波溶接では、クランピングは補助的・二次的機能であり、溶接工法自体と同時に別途行わなければならず、プロセス全体を複雑化します。

少量生産なら、レーザー・超音波溶接の追加クランピング要件にも対応可能です。しかし、目標が最低コストでの大量生産なら、従来の抵抗スポット溶接は依然として重要かつ有益な生産工法です。クランピング込みで！

抵抗スポット溶接が有益な大量生産用途とは？ 代表例として、モーター端子、コイル端子、リレー端子、電子銃、特定タイプのハロゲンランプアセンブリなどがあります。

スポット溶接は複雑性に適応する

当社の専門分野の一つ、抵抗スポット溶接に最適な具体例がワイヤーハーネス端子です。自動車内のワイヤーハーネスを思い浮かべてください。車は、それ自体が驚くべき通信デバイスになりつつあります。昔は、ノブを回して車両末端に信号を送り、ヘッドライトON/OFFやウインカーを制御するだけでした。今日、車両は内部でますます複雑に通信し、外部とも通信し始めています。

現在、車内には文字通り数千の接続が必要で、現代のハイブリッド車では数万に上ります。複雑化に伴い接続数は増え、ワイヤー径は縮小しています。これにより、いわゆる「旧来の溶接」が適応を迫られ、今日の自動車配線の複雑さに必要な微細接続を作る「マイクロスポット溶接技術」が専門化されました。

電極接合技術の進歩による追加メリット

もちろん、抵抗スポット溶接にも課題があります。例えば、電極接合部の気孔により接合品質にばらつきが出て、接合面積が60〜80%に低下することがあります。また、1200℃と500℃のオン・オフ熱サイクルが熱負荷を生み、電極を消耗させます。

しかし、これら多くの課題は、タングステン、モリブデン、それらの合金で作られる電極アセンブリ製造に用いられる「無欠陥接合（NDB）工法」などの進歩で対処されています。NDB電極はシャフトとチップ間にフィラーがなく、接合面積がほぼ100%で、ワークピース間により強く一貫した溶接を生み出します。さらに、NDB電極は熱サイクルを最適化し、熱負荷と電極消耗を低減します。

更なる課題と解決策は本稿の範囲外ですが、また別の機会に譲ります。NDB工法とその溶接電極製造における利点について詳しく知りたい方は、抵抗スポット溶接電極の無欠陥接合に関する無料技術資料をダウンロードしてご覧ください。