スポット溶接機の仕様とメリットを徹底解説

スポット溶接機とは？

スポット溶接機は、抵抗スポット溶接機とも呼ばれます。この溶接装置は、金属加工環境で複数の板金を融合するために使用されます。溶接作業とは、多種多様な金属やプラスチックを接合する金属製造プロセスを指します。多くの溶接方法は高温で作業し、金属を溶かして溶融金属領域を溶接し、永久的な接続である溶接継手を形成します。

スポット溶接機は、溶接点で加熱プロセスを実行し、金属が溶けた後に圧力を加えることで、2枚以上の板金を融合できます。スポット溶接は「電気抵抗溶接」の一種です。抵抗スポット溶接作業では、溶接エリアに安定して伝達される電流への抵抗によって熱が発生します。

スポット溶接機は、自動車および航空宇宙部品の産業生産と組立ライン、鉄道産業、電子、医療、その他の産業における溶接用途に適しています。溶接プロセスは最も古典的な金属成形プロセスの一つです。ロボットやその他の自動化技術の進化と統合により、スマートスポット溶接機は大量金属生産で急速に普及しています。

抵抗スポット溶接機の仕組み

スポット溶接では通常、銅合金電極を使用して作業エリアのワークピースに電流を供給します。その後、抵抗から発生する高熱により金属が溶け、圧力下で微小な溶接スポットに電力が集中します。銅は電極の一般的な材料で、優れた熱伝導率と低い電気抵抗を持つためです。その結果、熱は電極ではなく金属シートの表面で発生します。

短時間にスポットに大電流を流すことで、スポット溶接機内の原材料を効果的に溶かして溶接を完了します。電流が遮断され、電極圧力が継手に作用し続けると、溶融板金が融合し、後に凝固し、水冷却システムによって冷却されます。スポット溶接機のエネルギー効率は、電源、電流の大きさ、電極間の抵抗によって定義されます。また、金属の特性と厚さも生産性に重要です。

一般的に、板金の厚さは0.5〜3mmの範囲です。溶接エリアに伝達されるエネルギーが原材料を完全に溶かすのに十分でない場合、抵抗スポット溶接機は不良溶接を生成します。しかし、継手に過剰なエネルギーを供給すると、熱が最終的に表面に穴を開ける可能性があります。

スポット溶接機の仕様

ユーザーが最適な装置を選択する際に考慮すべきスポット溶接機の仕様には、定格容量、冷却システム（通常は空冷または水冷）、溶接電圧範囲、電源（通常220Vまたは440V）、ボディサイズ、スロート深さ（12インチ〜30インチ以上）、フレームと電極ホルダーの異なる設計が含まれます。フレームは通常、重厚なゲージで、堅牢なベースと溶接補強材を備えたフル鋼製で、軽荷重から重荷重までのスポット溶接用途に対応します。さらに、抵抗スポット溶接プロセスに不可欠な4つの変数があります：圧力、溶接時間、電流、チップ径です。

● 溶接圧力

スポット溶接機が溶接に適用すべき必要圧力については、継手の品質と製品全体に大きく影響するため極めて重要です。溶接プロセス中に圧力が不足すると、継手は非常に小さく弱くなります。逆に圧力が大きすぎると、最終的にスポット溶接機でクラックが発生する可能性があります。一般的に、溶接エリアに高圧をかけると、ある程度金属が薄くなり弱くなります。電極による材料表面の凹み深さは、金属部品の厚さの25%を超えてはなりません。

● 溶接時間と電流

スポット溶接機における溶接電流（i）と溶接時間（t）は反比例関係にあります。ここで言及される電流と時間は、金属を溶接温度（通常1400℃）まで上昇させるために使用されます。溶接電流については、一般的な金属加工工場で使用される一般的な溶接電流は3000〜5000Aの範囲です。溶接電流と溶接時間はオペレーターによって設定され、抵抗は溶接部品のタイプによって定義されます。溶接電流の調整は、溶接時間の変更よりもスポット溶接プロセス全体により顕著かつ劇的な影響を与えます。

溶接電流設定は溶接機にとって極めて重要であり、特に今日の自動車メーカーにとって、適切な装置を選択する際のバイヤーにとっても重要です。溶接電流が比較的低い場合、対応する溶接時間を増やす必要があります。電流が高い場合、溶接時間を減らすべきです。スポット溶接機で低電流を使用すると、溶接工具と溶接トランスが過熱する可能性があります。

しかし、より高い溶接電流を使用すると、エクスパルジョンのリスクが高まります。エクスパルジョンとは、複数の鋼層から溶融金属が飛散する問題を指します。自動車産業では、自動車部品の亜鉛メッキコーティングもスポット溶接時のエクスパルジョンリスクを高めます。したがって、溶接電流をより簡単な設定で適切に制御できるスポット溶接機を選択することが非常に重要です。

● 溶接チップ径

最後に、溶接チップ径も溶接プロセスで重要です。新品時は平面を持つチップは、使用により速やかにクラウン形状になり、1.5〜3インチのクラウン半径を達成するのに理想的です。