溶接プロセス

抵抗スポット溶接(RP)

なしの——数分で何千点、自動車産業の基準

抵抗スポット溶接(RP) AI generated

抵抗スポット溶接ではは出ず、押しつけた2枚の板に直接強い電流を流す。抵抗熱で小さなレンズ状ナゲットが溶ける。超高速で、溶加材も不要、どの車体にも使われる標準だ。

(RP、DIN EN ISO 4063 番号 21)は、他のどのアーク溶接とも全く違う原理だ。ここにはがない。2本の銅電極で板を押しつけ、ものすごい電流をほんの一瞬だけ直接材料に流す。板同士の接触面で電気抵抗が一番大きい——まさにそこに熱が発生し、小さなレンズ状のナゲット(スポット)が溶ける。

物理:電流、時間、加圧力

熱は単純な式に従う:熱 = 電流² × 抵抗 × 時間。電流を3倍にすると熱は9倍になる——だからこのプロセスは電流値にめちゃくちゃ敏感だ。調整するのは4つ:

• 溶接電流: スポットがどれだけ熱くなるかを決める——板が厚いほど電流を増やす。

• 通電時間: たいていは1秒の何分の一。プロセスは超高速だが、時間は正確に合わせないといけない:短すぎ = 冷たいスポット、長すぎ = スパッタと電極消耗。

• 電極加圧力: ナゲットが固まるまで電極で板を押しつける。圧が弱すぎ = スパッタ、強すぎ = 溶込み不足の平たいスポット。

• 冷却: 銅電極は内部を水冷している——じゃないと何千点も連続で打つうちに自分が柔らかくなって板にくっつく。

レンズ状ナゲット:なぜスポットが持つのか

溶けたナゲットはレンズ状で、周りの冷たい板に急速に冷やされる。最後に残るのは小さくて固い溶接レンズ——周囲は冷たいままなので、ひずみは最小でもごくわずかだ。

メリット:

• 超高速: 1点がミリ秒単位——車体1台に何千点も数分で打てる。

• 溶加材もも不要: 電流と加圧力だけ——安くてクリーン。

• 自動化に最適: 溶接ロボットが正確に、しかも繰り返し精度よくスポットを打つ。

• ひずみが少ない: 熱はスポットに局所的にとどまる。

限界: 重ねた板が必要で(突き合わせは不可)、板厚にも限界があり、1点だけでは気密にならない。2つのバリエーションがこの原理を広げる:

• シーム溶接: 固定電極の代わりに銅ローラーが板の上を転がり、連続した気密ビードを作る——タンクや容器向け。

• プロジェクション溶接: 片側に小さな突起をあらかじめ成形しておく。電流が全部このごく小さな点を流れる——複数点を一度に、あるいは非常に精密な単点打ちが可能になる。

主な分野は明らかに自動車産業だ:鉄の車体はどれも何千ものスポット溶接でできている。ほかにブリキ(ブリキ缶)、家電製品、そして板金加工全般。