スポット溶接機の電源方式によるめっき鋼板への影響
- 我社で使用しているスポット溶接機はコンデンサ式を使用していて、ここ最近ジンコート材のスポット溶接をすることがあるんですが、溶け具合が安定しません。
- 部品はジンコート材1ｍｍ同士で10打点でナゲットが形成されないことがありました。
- 通電時間が容易に変更できないという理由からコンデンサ式スポット溶接機はめっき鋼板には不向きな電源方式なんでしょうか？
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めっき鋼板のスポット溶接について
我社で使用しているスポット溶接機はコンデンサ式を使用していて、ここ最近ジンコート材のスポット溶接をすることがあるんですが、溶け具合が安定しません。部品はジンコート材1ｍｍ同士で10打点でナゲットが形成されないことがありました。通電時間が容易に変更できないという理由からコンデンサ式スポット溶接機はめっき鋼板には不向きな電源方式なんでしょうか？
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４番目の回答になりますが 今までの回答とはまったく異なった話をします、予見を持たないでしっかり読んでください ジンコート材（その他のスポット溶接可能なめっき鋼板も同じ）のスポット溶接の難しさは次の２点です １、スポット溶接可能な鋼板のメッキは、通常鉄より溶解温度が低く、スポット溶接時に空気中の酸素と反応して酸化物を形成し、溶接チップに付着します。付着した酸化物の抵抗値はさまざまですが、多くの場合溶接チップ（銅系の合金）より大きいために、溶接時の総合抵抗値が大きくなり、電流値が低下します。この電流値の低下が溶接の難しさです。 ２、メッキ鋼板同士の溶接ですが、ナゲットはメッキ部分を焼失させて、鉄同士が溶け合って形成する必要があります。ここでの難しさはメッキ部分を安定的に焼失させることです。 次が以上の２点に関する対策です １、コンデンサー式は貯めた電気を放出するように電気を流すために、溶接時の総合抵抗値がばらついた分だけ電流値がばらつきます。この対策としては市場では”マイコンタイマー”等と呼ばれていますが、溶接電流をリアルタイム（商用波の半サイクルごと）に測定して電流値を目標値にあわせるタイプの溶接機（変圧器式）が必要です。コンデンサー式より市場規模が大きいことから比較的安価で入手できます。 ２、メッキ層を焼失させる方法はいくつかありますが、２回通電（１回目でメッキ層を焼失させ、２回目で本溶接をする）が一般的にとられています。さらに、ナゲット形成部の温度を高く保つために、加圧力は通常の鋼板よりも高く設定します 以上により対策可能です。この事はメッキ鋼板が古くから使われている、自動車関連では広く知られた内容です。
その他の回答 (3)
補足になると思いますが、スポット溶接の重要な条件の中に 加圧力があると思いますが、亜鉛メッキ鋼板は表面が鉄に比べて やわらかい為、同じ加圧力では付きにくく一般的には加圧力を落として スポットします。 紅生姜さんの言うとおりコンデンサ式と言うのが付きにくい原因では 無いように思います。 参考になれば幸いです。
お礼
回答ありがとうございます。電源方式で単相直流のほうがコンデンサ式よりも力率が向上するからとかで良いとネットでありまして単純にコンデンサは対めっき鋼板には不向きだと解釈しておりました。
いわゆる「クロムフリー鋼板」ですね。 ６価クロム対策で亜鉛めっきの上に有機もしくは無機の表面処理を施されたものです。 これら「クロムフリー鋼板」では、溶接が不安定になった、電極消耗が早くなった、との声が多数聞こえて来ています。コンデンサ式に限らず、あらゆる電源方式の溶接機においてです。 ＃２ayanoさんのご回答の中にもありますが、電極表面の「銅－亜鉛合金」の発生によって、溶接条件変化や電極寿命に至っている場合があります。（一般的にはスパッタ（汚れ）とも呼ばれています） 今回の場合、亜鉛めっきの上の有機もしくは無機の表面処理被膜が、溶接チップに悪影響を及ぼしているのではと推察しています。 対策としては「プロジェクション溶接化」以外に「電極材質の検討」もあるかと思います。手前味噌ですみませんが、ﾀﾝｸﾞｽﾃﾝ系電極で対策を講じられているところもありますので、添付url参考にされてください。
お礼
回答ありがとうございます。私の上司も電極消耗が早くなったと感じているようです。タングステン電極棒は一度検討してみたいと思います。。
確かに通電時間の範囲は狭いですが､ナゲット成形の「バラツキ」とはあまり関係ないのではないですか。メッキ鋼鈑などの場合銅チップに亜鉛合金が出来たりして通電抵抗が増したりします。経験では外付け（後ずけ）で定電流補正回路を利用しています。初期パルスで規定の数値にならない場合増幅するというコンセプトです。多くの場合通電時間は短いほうが製品外観のダメージが少なくお勧めです。昔オリジン電気さんの指導で、鋼鈑に小さな突起を３点作ってプロジェクション的に加圧通電するとナゲットの形状が同じになる（銅チップのナゲット系の増大による接合力低下などのバラツキ防止）という効果を確認したことがあります。コンデンサ式と定電流回路の組合せでは経験がありませんが。 http://w.jisw.com/01340/
お礼
回答ありがとうございます。突起をつけて溶接することもたまにありますが工数を考えると量産向きではないんですよね。定電流補正回路は付けられるなら品質の保証にもなって確かに良いと思います。参考にさせていただきます。
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お礼
回答ありがとうございます。非常に参考になりました。スポット溶接機に対してもっと理解を深めていこうと思います。