ステンレス・スチールのスポット溶接では、多くの初心者が苦労する。金属がゆがんだり、焼き切れたり、うまく接合できなかったりすることがある。スポット溶接は単純に見えるかもしれないが、ステンレ ス鋼には正しいアプローチが必要である。これから溶接を 始める方は、基本をマスターすることで、コス トを節約し、品質を向上させ、この一般的で ありながら厄介な金属を自信を持って扱える ようになります。
ステップ・バイ・ステップのプロセスを学ぶ準備はできていますか？シンプルで実行可能なステップに分解してみましょう。
スポット溶接とは？
スポット溶接は抵抗溶接の一種。銅の電極を使って2枚の金属板を挟み、電流を流す。電流に対する金属の抵抗から熱が発生する。この熱は、接触点の金属を溶かす。電極からの圧力は、冷えるにつれて金属を融合させるのに役立つ。
プロセスは速い。ほとんどの溶接は1秒もかからない。そのため、特に薄い板金では、大量生産の一般的な方法となっている。
ステンレス鋼は、その耐性と強度から、スポット溶接に適している。ステンレス鋼は、堅固な溶接部を形成するのに十 分な熱蓄積を可能にする。クロムの含有量が高いため、表面層が強固 に形成される。このため、溶接後の錆に強い。
ステンレス鋼をスポット溶接するには？
溶接の前には、適切なセットアップと清潔な材料が必要です。これらの手順は、接合部の強度を確保し、作業中のミスを減らすのに役立ちます。
表面を準備する
ステンレス・スチールのクリーニングから始める。ワイヤーブラシやサンドペーパーを使用し て、汚れ、油分、酸化を取り除く。表面の汚れは、溶接部の強度を弱める可能 性がある。素材の両面を清掃する。必要であれば、アルコールで拭いて油脂を除去 する。
スポット溶接機のセットアップ
銅電極付きのスポット溶接機を使用する。溶接機のプラグが接続され、作動していることを確 認する。電極の先端をチェックする。きれいで、正しい形をしていること。先端が磨耗していたり汚れてい たりする場合は、交換するか手入れをする。
溶接パラメータの調整
適切な電流、溶接時間、加圧力を設定する。ステンレ ス鋼は通常、軟鋼よりも高い電流を必要とする。オーバーヒートを避けるため、短い溶接時間から始 める。溶接部が強くない場合は、加圧力を徐々に増 加させる。
ワークの位置決め
2枚のシートをきちんと合わせる。動かないようにクランプする。ジョイントを電極の間に置く。端が平らであることを再確認する。
ウェルドの実行
フット・ペダルまたはトリガーを押して溶接を開始します。設定した時間、その状態を維持する。移動する前に、電極をしばらく冷まします。電極をあまり早く持ち上げないでくだ さい-高温の金属を引き離す可能性があります。
スポット溶接装置の概要
清潔で強力な溶接を行うには、適切な機器を使用す ることが重要である。機械、電極、および電源の設定は、使用す る材料と生産上のニーズに合っていなければな らない。
スポット溶接機の種類
大きく分けて2つのタイプがある。 スポット溶接機ペダル式と自動式がある。
ペダル操作の機械は、小規模な作業や、あるいは プロトタイプ.フットペダルでタイミングをコントロールする。フットペダルでタイミングをコントロールする。
自動機は、大量生産に適している。これらの機械は、タイ マーと加圧システムを使用し、オペレーターの入力を 最小限に抑えて一貫した溶接を行う。工場や生産ラインでは一般的である。
正しい電極の選択
電極は通常、銅合金でできている。この金属は電気をよく通し、熱による損傷に強い。先端の形状も重要だ。
ステンレス鋼には、平らなチップかドーム型のチップを使用する。平らな先端は広く接触する。ドーム型チップは、より狭い範囲に熱を集中させる。
電極は定期的に交換してください。汚れたり摩耗したチップは、溶接部の強度を低下 させたり、過熱の原因になることがある。必要な場合は、チップ・ドレッサーを使 用して、形状を整えてください。
電源要件
スポット溶接機には、強力で安定した電源が必要である。多くはAC（交流）を使用するが、一部の高級機ではDC（直流）またはMFDC（中周波DC）を使用する。
MFDCシステムは、熱歪みが少なく、より速く、 よりきれいな溶接を実現する。効率は高いが、コストは高い。
定格出力を確認してください。あなたのマシンは、あなたの店の電力容量に合うはずです。延長コードの使用は避けてください。電圧降下は溶接を弱める可能性がある。
ステンレス鋼のスポット溶接パラメータの説明
スポット溶接の強度と品質は、いくつかの重要な設定を正しく行うかどうかにかかっている。電流、加圧力、時間、冷却などである。それぞれが特定の役割を果たす。
現在の設定と期間
電流は金属を溶かすための熱を発生させるものだ。ステンレス鋼は炭素鋼よりも電気に強いため、より高い電流を必要とする。
中程度の設定から始め、結果に基づいて調整する。溶接が弱ければ電流を少し上げる。金属が焼き切れるようなら、電流を下げる。
持続時間とは、電流が流れる時間のこと。短すぎると金属が十分に溶けない。長すぎると部品が過熱して変形する。薄いステンレス鋼の場合は、短いバースト（多くの場合、1秒未満）を使用する。
電極力とアライメント
電極の加圧力は、溶接中にシート同士を密着させる。加圧力が低すぎると、金属が火花を散らしたり燃えたりすることがある。加圧力が高すぎると、金属が薄くなったり、跡がついたりする。
常に電流が始まる前に力を加える。こうすることで、しっかりと接触し、表面での抵抗を減らすことができます。
電極の位置が合っていることを確認する。アライメントが悪いと、溶接が不 均一になったり、シート間に隙間が生じたりする ことがある。
溶接時間と冷却間隔
溶接時間には、ヒートタイムとホールドタイムの両方が含まれる。保持時間とは、電流が停止した後も加圧力を維持することを意味する。これは溶融金属が冷えて凝固するのを助ける。
バッチ溶接では、冷却間隔が重要である。電極が熱くなり過ぎると、溶接の質が低下する。溶接と溶接の間は、電極を冷やすために休止する。
電極の選択とメンテナンス
電極の役割は、電流を流すだけではない。また、溶接部の形状を整え、熱を制御する役割も果たす。適切な種類の電極を使用し、その形状を良好に保つことで、溶接の品質に大きな違いが生まれる。
素材の種類銅、タングステンなど
銅合金は、ステンレス鋼のスポット溶接で 最も一般的な電極材料である。電気をよく通し、摩耗に強い。強度と導電性に優れたクラス2の銅クロムのようなタイプを探してください。
重作業や高熱の仕事には、タングステンと銅の混合物を使う場合もある。タングステンは高温でも形状を保持しやすいが、熱伝導率は低い。これらはあまり一般的ではな いが、高圧溶接や精密溶接に有用である。
磨耗の早い柔らかい銅の使用は避けること。これは溶接不良や一貫性のない結果を引き起こします。
ステンレス鋼用電極チップ形状
先端形状は、ヒートフローと溶接サイズに影響する。ステンレ ス鋼の場合、一般的な形状は以下の通り：
- フラットチップ:熱を広げる。溶接面積が広い場合や、深い傷を避けたい場合に最適。
- ドームチップ:狭い範囲に熱を集中させる。厚いステンレスや硬いステンレスに適している。
- 尖った先端:ステンレス鋼では、過熱したり、薄い板を焼いたりすることがあるため、めったに使用されない。
パーツのデザインや素材の厚みに合った形状を選んでください。先端は常に滑らかで左右対称に保つ。
クリーニング、ドレッシング、交換のヒント
先端が汚れていたり摩耗していると、火花が発生し たり、溶接が弱くなったり、継ぎ目がばらついたりする。定期的にワイヤー・ブラシまたは柔らかい研磨材で先端を清掃する。硬い金属製の工具で削らないこと。
チップ・ドレッシングとは、ヤスリやチップ・ドレッサーでチップの形を整えることである。これにより、形状が均等に保たれ、接触面が滑らかになる。
チップが短くなりすぎたり、形状を保てなくなったりしたら交換する。問題を待たずに、定期的なメンテナンスを行うことで、溶接部を安定したきれいな状態に保つことができます。
よくある問題のトラブルシューティング
うまくセットアップしても、スポット溶接で問題が発生することがある。その兆候と原因を知ることで、問題を素早く解決し、スクラップを避けることができます。
弱溶接または融着なし
溶接部が簡単に壊れたり、持ちこたえない場合は、金属が適切に融合していない可能性が高い。これは次のような場合に起こる：
- 電流が低すぎる
- 溶接時間が短すぎる
- 圧力が軽すぎる
- 表面が汚れている
まず電流と溶接時間を確認してください。その後、表面をきれいにし、もう一度試してください。シート間の接触をよくするために、力を少し強めることもできる。
過度のスパッタまたはバーンスルー
スパッタや溶けた穴は通常、セッティングが強すぎることを意味する。これは次のような原因が考えられます：
- 大電流
- 長い溶接時間
- アークの原因となるチップの汚れ
電流や時間を下げてみてください。ティップが汚れていないか、正しい形になっているかを確認してください。また、シートの厚さも確認してください。非常に薄いステンレス鋼は、損傷を避けるために細心の注意が必要です。
電極の固着または変形
電極が金属にくっつく場合は、熱すぎる可能性がある。また、先端の形状が不均一であったり、力が強すぎたりした場合にも起こりうる。
これを解決する：
- 溶接と溶接の間に、電極を冷却する。
- 滑らかな形を保つために先端を整える
- ホールドタイムをチェックする。
電極が変形している場合は、より硬い銅合金に変えるか、水冷チップを使用する。
薄い溶接 対厚ステンレス鋼板
薄いステンレス鋼と厚いステンレ ス鋼の溶接では、異なる設定と取り扱いが必 要になる。それぞれに、バーンスルーや融 着不良などのリスクがある。適切なバランスをとることが鍵である。
薄肉溶接のテクニック
薄いステンレス板は過熱しやすい。使用する：
- 電流を下げる
- 短い溶接時間
- 軽い電極圧
必ず最初にスクラップでテストしてください。熱を均等に広げるため、電極の先端を清潔に保ち、平らにする。シートが動かないよう、しっかりとクランプす る。溶接と溶接の間の冷却時間は、反りを防ぐのに 役立つ。
溶接の間隔も重要だ。次の溶接をする前にその部分が冷えるように、各溶接の間に十分な間隔を空ける。
厚い部分の調整
厚いシートはより多くの熱と圧力を必要とする。増やす：
- 現在のレベル
- 溶接時間
- 電極力
ドーム型のチップを使い、接合部に熱を集中させる。溶接後の保持時間が長いと、金属がよく凝固する。完全な溶け込みを確認する-部分的な溶け込みは、見た目には問題ないが、負荷がかかると失敗することがある。
異種の厚さを溶接する場合は、薄い方のシートに 合わせて設定を調整してください。こうすることで、両層を接着したまま、シートの焦げ付きを防ぐことができます。
歪みや歪みの回避
熱はステンレス鋼の膨張と収縮を引き起こす。不均一な熱は、曲がりや反りにつながります。これを防ぐには
- 溶接時間を短くする
- 溶接と溶接の間を冷却する
- 溶接中に部品をしっかりとクランプする
可能であれば、溶接を広げ、左右交互に行う。一ヶ所で何度も溶接を行なっ てから次に進むのは避けること。一箇所に熱を蓄積させることは、歪みの主な原因である。
結論
ステンレス鋼のスポット溶接は、基本を 理解すれば簡単である。きれいな表面、適切なセッティング、適切な圧力、定期的なメンテナンスが重要な役割を果たします。薄い板と厚い板では、異なる技 術が必要となり、わずかな調整で大きな違 いが生じます。
専門家レベルの溶接によるカスタムステンレス鋼部品が必要ですか？私たちのチームは、迅速な納期とプロフェッショナルな品質で、小規模なプロジェクトから大規模なプロジェクトまでサポートします。 お見積もりはこちらから。
ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
