プロジェクション溶接

質問

素人です。プロジェクション溶接について教えてください。
サプライヤーで溶接しているのですが、どうも思い込み作業的なので･･･。

　主な設定は鍛圧、通電圧(電圧印加開始荷重)、充電電圧(コンデンサーに充電される電圧)、加圧時間のようです。

・鍛圧って何ですか？油圧のことでしょうか？鍛圧：通電圧＝３：２が推奨らしいです。

・電流が流れてから、設定時間まで加圧するようなのですが、鍛圧(荷重)設定値まで加圧して保持するのでしょうか？それともそこまで荷重は出ないのでしょうか？

・V＝constの場合、接触抵抗が高いと電流は低下し、発熱量としては低くなるとの理解で合ってるでしょうか？(発熱量＋電流密度が重要？←こんな理解ですが)

・鍛圧が低いとスパッタが出たりするようです。高いと何か問題になるようなことはあるでしょうか？

・一般に材料硬さによって溶接条件って調整するのでしょうか？ボチ形状にもよるかもしれませんが、硬さはHRB45～65程度です。

・ボチ点数は6点なのですが、その高低差はどの程度が目安ですか？感覚的には5/100程度なのですが。

　以上、全てでなくても結構ですので、回答頂けると幸いです。

回答No.4

noname#230359

お答えします

抵抗溶接の条件は要求される品質特性（溶け込み率、破壊強度など）を達成できる条件を求めて、サンプルレベルで、溶接条件（電流値、加圧力、通電時間）の電流値を－１０％ダウンでも、要求される品質特性を満足することを確認して量産を開始したら、監査結果が品質特性を満足している限り、変更することはありません。但し、硬度の変化が金属組成に基づく場合には、予想される金属組成のばらつきの範囲で事前に確認試験を行っておくべきでしょう。その結果から条件の管理指標を決めるべきでしょう。

現在市販されている抵抗溶接機は、電流保障機能が付いており、電流は変化しません。

溶接３条件（電流、加圧力、通電時間）すべて設定可能です。一度、溶接機のメーカーとコンタクトを取ってはいかがでしょうか。小生は名古屋の中央製作所の技術指導で実務を行ってきました。その他にも、松下溶接システム、電元社などがあります。

お礼

時間があいてしまってすみません。

　回答有難う御座いました。もう少しお聞きしたいのですが。
某メーカーとコンタクトしてみましたが、とても不親切で･･･。弊社サプライヤー2社でそこの溶接機を使用してますが、対応が最悪とのことです。

　ある適当な大きさの円筒形状のワークと同サイズでプロジェクション突起を設けたワークを溶接するとします。

　突起が6点の場合と8点の場合で、充電電圧(コンデンサーに充電される電圧)を同じに設定した場合、１個当たりの突起部に流れる電流はどちらが高いでしょうか？それとも同じですか？電流印加時の各突起部の接触抵抗(１個当たりの)は同じであるとします。(うまく加圧力調整して)

　単純な並列回路のようで、電流値は同じになるような気がするのですが･･･。

　また、基本的なことを教えてください。

　コンデンサー式スポット溶接機、コンデンサーに充電されたものが電気がトランスを介して増圧されてワークに印加されるようなイメージで良いのでしょうか？

　以上、宜しくお願い致します。

回答No.3

noname#230359

回答が遅くなって申し訳ありません
職場のアドレスからのアクセスが出来なくなり、自宅で新たな登録をしました

コンデンサー式の抵抗溶接機は、コンデンサーに蓄えた、エネルギーを放出することから、制御システムの未熟な時代には、精度の高い溶接方式と云われていました。

現在は、動力電源（２００Ｖｏｒ４００Ｖ）をトランスで抵抗溶接に適した電圧に落として、トランスの２次側（電極側）の電流をセンサーで計測して、１次側の電流を制御する、サイリスタ（電流制御素子）のトリガタイミング（有効電流の制御位置）をコントロールして、２次側の電流を一定（設定値の１％以下の精度）に保つ方式の溶接機が主流になっています。

溶接部の抵抗の構成は
トランスの内部抵抗（一定）
電極の先端までの抵抗（一定）
電極と製品の接触抵抗（変化する、溶接品質への影響は少ない）
電極と製品の間から火花が出る事に影響する
製品１と製品２の接触抵抗（変化する、溶接品質に影響する）

電流が一定なら抵抗の大きな箇所が大きく発熱するが、抵抗値が大きくなって電流値が下がったときには発熱量は低下します。

自分流の溶接条件の決定プロセスは、仮の条件で溶接して、サンプルの溶込み状態を、カット試験で確認し、予定の性能が達成されて時点で、溶接電流の１０％ダウンの条件で造ったサンプルのカット試験が合格したときに、これを量産条件とします。

その後、１ヶ月、３ヶ月、６ヶ月１２ヶ月とカット試験を実施して、問題なければ、後は６ヶ月毎のカット試験を継続します。

お礼

お礼が遅くなって申し訳ありません。
急な出張が入ってしまいまして･･･。

　早速ですがもう少しお聞きしたいのですが。

【質問?】
　一般にこのような溶接加工条件は日々調整するものなのでしょうか？一定条件での加工は困難でしょうか？ちなみに質問分に記載した程度の素材硬さ変化は溶接に影響を及ぼすでしょうか？

【質問?】
　抵抗値が大きくなって電流値が下がったときには発熱量は低下する、との理解で良いんですよね？

【質問?】
　動力電源（２００Ｖｏｒ４００Ｖ）をトランスで抵抗溶接に適した電圧に落として、トランスの２次側（電極側）の電流をセンサーで計測して、１次側の電流を制御する、サイリスタ（電流制御素子）のトリガタイミング（有効電流の制御位置）をコントロールして、２次側の電流を一定（設定値の１％以下の精度）に保つ方式の溶接機、とありますが、このタイプの溶接機は、電流値が設定できるのでしょうか？溶接電流をいくつに○○kA.etc

　以上、お手数ですが宜しくお願い致します。

回答No.2

noname#230359

質問にお答えします
鍛圧　：　プロジェクション突起と溶接面をなじませるのが目的で、溶接電極で挟んで加圧します。但し、通電圧と同じ力で溶接することも可能です。製品の材質と形状で異なります。溶接時にプロジェクション突起がつぶれるため、溶接電極を追従させる必要があり、多くの事例ではエアーシリンダーで加圧しています。近年サーボモーターで加圧する方式が開発されています。

電流が流れた後の加圧を”保持加圧”といいます。電流により溶融温度を超えた被溶接物が冷却されるのを待つ時間です。

コンデンサー式の溶接機を見学されているようですが、非溶接物の表面性状などの影響で抵抗値が変化し、結果として電流値が変化するために、発熱量が変動します。交流電源を溶接トランスでダウンし、１次電流を制御するサイリスターのトリガタイミングを半サイクルごとに調整して電流を一定に保つ装置が一般化しており、溶接品質が向上しました。

通電圧が高くなると、接触部の抵抗値が下がり発熱量が低下します。適正な加圧力と電流値の組み合わせが適切な溶接を実現します。これを探すために、溶接部を切断して、部材の溶け込み状態を観察して溶接条件を決定します。

ボチ　：　プロジェクション突起といいます。偏差が０．０５ｍｍなら十分でしょう。

お礼

回答有難う御座います。もう少しお聞きしたいのですが。

?交流電源を溶接トランスでダウンし、１次電流を制御するサイリスターのトリガタイミングを半サイクルごとに調整して電流を一定に保つ、とのことですが、低レベルな私にも分かるようもう少し簡単に説明願えないでしょうか？コンデンサーに充電される電圧は設定で決まるため、抵抗によって電流値は決まると思うのですが。抵抗が若干変わっても電流値を一定に保つということですか？

?発熱量はI^2Rtですよね？簡易的に、上電極とワークの接触抵抗、材料抵抗、ワーク間接触抵抗、材料抵抗、下電極とワークの接触抵抗の直列回路で、充電電圧を印加する直列回路、とイメージするのですが。これらの合成抵抗をRとすると、I＝V/R。接触抵抗rとして計算すると、接触抵抗の増加に伴い発熱量が低下するというようなことになってしまうのですが。考え方の根本が間違っているのでしょうか？どうも納得のいく理解ができません。

?一般にこのような溶接加工条件は日々調整するものなのでしょうか？一定条件での加工は困難でしょうか？ちなみに質問分に記載した程度の素材硬さ変化は溶接に影響を及ぼすでしょうか？

　再度お手数ですがご教示頂けると幸いです。

回答No.1

noname#230359

こちらのＵＲＬの技術情報をご覧になって下さい
参考になれば

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参考URL：

http://www.dengensha.co.jp/products/prod3_02.htm

お礼

遅くなってすみません。

URL参考にさせて頂きます。有難う御座いました。