スポット溶接

スポット溶接

スポット溶接、または「スポットようせつ」は、金属の接合を行う溶接技法の一つで、特に接合ポイントで金属を結合することから名付けられました。本稿では、主に抵抗スポット溶接やレーザースポット溶接、さらにはシーム溶接の手法について詳しく解説します。

抵抗スポット溶接

抵抗スポット溶接は、電極棒を通じて2枚の母材に電流を流し、同時に加圧することで接合を行います。この過程では、母材の接触面で電流が抵抗を受けて発生する熱によって金属が溶融し、さらには冷却されて固まることによって溶接が生じます。溶接された部位は「ナゲット」と呼ばれ、一般的には薄板の接合に使用されます。特に、自動車の生産ラインでは頻繁に用いられています。

ガンと溶接電源

スポット溶接では、実際に溶接を行う機器を「ガン」と呼び、電気を供給する装置は「溶接電源」と称されます。このガンは通常、大型であり、産業用ロボットに装着されていることが多いです。

メリットとデメリット

抵抗スポット溶接のメリットとして、比較的低温での溶接が可能であるため、熱の影響が局所的に抑えられることが挙げられます。その結果、変形や残留応力が少なく、溶着部の組織改善も期待できます。しかし、電流の大きさ故に溶接機の容量が増加し、設備投資が必要になる場合もあります。また、溶接中にスパッタと呼ばれる火花が飛ぶことがあり、このスパッタが溶接品質を低下させる原因となることがあります。

アルミニウム材料の課題

アルミニウム合金を接合する際、抵抗スポット溶接ではその特性から十分な温度に達しない場合があります。そのため、通常はアルゴンガスを利用したMIG溶接が用いられますが、これは生産速度が遅くなりがちです。ホンダは独自の技術を活用し、軽量のアルミモノコックボディをスポット溶接で組み立てる手法を採用し、コスト削減に成功しました。

レーザースポット溶接

レーザースポット溶接は、レーザーを用いて母材を加熱し、これにより接合を行う方法です。特徴として、片側からのみ加熱されるため、高速かつ高精度な溶接が可能です。特に、精密部品や小型部品の接合に利用されています。日本の鉄道会社ではオールステンレス構体の製造にこの技法を採用し、効果的な結果が得られています。

シーム溶接

シーム溶接は、抵抗スポット溶接の技術を応用し、連続的に接合を行う方法です。特に、水密や気密が求められる場所での利用が適しています。この技術では、電極がローラー状となり、加圧された状態で回転しながら電流を流して加熱します。

結論

スポット溶接は、金属加工の分野において重要な役割を果たす技術です。特に自動車産業においては、高速で効率的な生産が可能なため、多くの企業に採用されています。今後も、素材や技術の進化に伴い、さらなる発展が期待されます。

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