ステンレス鋼のスポット溶接方法: パラメータ、欠陥、ベストプラクティス

ステンレス鋼効果的に参加できるのは、抵抗スポット溶接溶接電流、溶接時間、電極力、電極状態が材料グレードとシートの積層に適合している場合。-このプロセスは、ステンレス鋼のキャビネット、家電製品の部品、自動車のブラケット、排気部品、厨房機器、その他の板金アセンブリに広く使用されています。-

低炭素鋼と比較して、ステンレス鋼は電気抵抗が高く、熱伝導率が低くなります。-したがって、熱は接合部で容易に発生しますが、すぐには消散しません。これにより効率的な溶接形成がサポートされますが、プロセスが過剰な入熱、電極接触不良、部品の取り付けの不一致の影響を受けやすくなります。-

信頼性の高いステンレス鋼のスポット溶接は、1 つの汎用パラメータ テーブルからは作成できません。溶接スケジュールは、実際のグレード、厚さの組み合わせ、表面状態、電極の形状、必要な接合強度を確認する必要があります。

はい。オーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼は、一般に抵抗スポット溶接によって接合されます。代表的なグレードには次のようなものがあります。

• 304 および 304L ステンレス鋼。
• 316 および 316L ステンレス鋼。
• 409 および 430 フェライト系ステンレス鋼。
• 選択された二相硬化グレードと析出硬化グレード。{0}プロセス テストの対象。

プロセスの適合性はグレード名以上のものに依存します。シートの厚さ、硬度、表面仕上げ、コーティング、層の数、および上下のシートの厚さの差はすべて溶接の形成に影響します。

抵抗スポット溶接は、一般に次のような場合に最適です。

• パーツは重なり合って配置できます。
• 電極は関節の両側に到達できます。
• シートは大きな空隙を作ることなくぴったりとフィットします。
• 個々の溶接位置を明確に定義できます。
• 必要な強度は 1 つ以上の溶接ナゲットで達成できます。
• 表面のへこみは製品仕様の範囲内で許容されます。

片側からのみアクセスできる場合、または接合部が連続していて漏れを防止する必要がある場合は、別の溶接プロセスまたは特別に設計された間接溶接配置が必要になる場合があります。{0}}

より高い電気抵抗

ステンレス鋼は、低炭素鋼よりも電流の流れに強く抵抗します。-したがって、同じ電流レベルでもかなりの熱が発生する可能性があります。

これは、すべてのステンレス鋼用途でより高い電流を使用する必要があるという意味ではありません。多くのシートの組み合わせでは、より低い電流またはより慎重に制御された電流が適切な場合があります。必要な設定は、シートの厚さ、電極の直径、力、溶接時間によって異なります。

熱伝導率の低下

ステンレス鋼は、炭素鋼よりもゆっくりと溶接から熱を逃がします。熱が溶接界面の周囲に集中したままになる可能性があり、ナゲットの形成を促進しますが、次のようなリスクが高まります。

• 金属の排出。
• 過度の表面マーキング。
• 電極の固着。
• 不必要に広い熱影響ゾーン-。
• 薄い部品の歪み。

より短く正確に制御された溶接スケジュールは多くの場合役立ちますが、最終的なスケジュールはテストを通じて確認する必要があります。

表面状態が接触抵抗に影響する

油、酸化物、指紋、研磨残留物、および表面仕上げのばらつきにより、初期の接触抵抗が変化する可能性があります。溶接プログラムが変更されていない場合でも、表面に一貫性がない場合、ナゲット サイズ、スパッタ、および電極寿命が変化する可能性があります。

部品は清潔で乾燥している必要がありますが、プロセスで必要な場合を除き、激しい研磨は避けてください。研削によりシートの厚さと表面粗さが変化する可能性があり、別の変動要因が生じます。

ステンレス鋼は高温でも強度を維持

ステンレス鋼は、密着を維持し、溶融ナゲットを封じ込めるために十分な電極力を必要とする場合があります。ただし、過剰な力を加えると、接触抵抗が低下したり、へこみが大きくなったり、薄いコンポーネントが変形したりする可能性があります。

正しい設定はプロセス ウィンドウです。{0}単にマシンが提供できる最大の力ではありません。

公開されたパラメータ テーブルは初期の参考にはなりますが、溶接試行に代わることはできません。具体的な設定手順は以下の通りです。

ステップ 1: ワーク情報を記録する

機械を調整する前に、次のことを記録してください。

• ステンレス鋼グレード。
• 各シートの厚さ。
• レイヤーの数。
• 表面仕上げまたはコーティング。
• ジョイントの重なり。
• 必要な溶接間隔。
• 許容可能なインデント。
• 必要な剥離強度、せん断強度、または引張強度。
• 生産サイクルと毎日の生産高。

スタックアップを「2 mm ステンレス鋼」としてのみ記録することは避けてください。{0} 2 枚の 1 mm シートで作られたジョイントは、0.5 mm と 1.5 mm のシートで作られたジョイントとは異なります。

ステップ 2: 部品の適合性と工具の確認-

溶接前に、シートは常に密着している必要があります。ギャップが大きい場合、安定した電流が流れる前に電極がコンポーネントを変形させる必要があります。

次のことを確認してください。

• ワークピースは治具に完全に固定されています。
• 上部電極と下部電極は位置合わせされています。
• 電極面は平行です。
• 治具は力が加わっても曲がりません。
• 接触を妨げるバリやスタンプ機能はありません。
• 溶接位置は部品間で一貫したままになります。

ステップ 3: 安定した電極力を確立する

許容できない溶接前変形を引き起こすことなく、接合部を閉じて溶接を封じ込めるのに十分な力を設定します。-

いくつかのサンプルを作成し、同じ位置に同じような深さの電極跡が現れることを確認します。電流を調整する前にマークが変化する場合は、最初にツールと溶接ヘッドを検査してください。

ステップ 4: 電流と溶接時間を確立する

開始点として、機器サプライヤーのテスト済みスケジュール、該当する溶接仕様、または認定された参照表を使用します。

制御された段階で入熱を増加させます。電流、時間、力を同時に変更しないでください。各調整後、次のことを記録します。

• 溶接電流;
• 溶接時間。
• 電極力;
• 時間を絞って保持します。
• 電極先端の状態。
• 表面の外観。
• ナゲットまたはボタンのサイズ。
• 破壊試験の結果です。

目的は、単に 1 つの許容可能なサンプルを生成する 1 つの設定ではなく、不完全な融合と放出の間の安定した範囲を見つけることです。{0}}

ステップ 5: プロセスウィンドウを確認する

許容できる中心設定を確立したら、その周りの制御されたバリエーションをテストします。

たとえば、次の場合に溶接が許容範囲内にあるかどうかを評価します。

• 現在は目標をわずかに上回るか下回ります。
• 電極力は機械の許容範囲内で変化します。
• 電極は、予想される生産寿命の一部を完了しました。
• 材料は別の承認されたバッチからのものです。
• 生産は意図したサイクル速度で稼働します。

使用可能な操作ウィンドウを持つプロセスは、1 つの狭い設定でのみ動作するプロセスよりも信頼性が高くなります。

ステンレス鋼のスポット溶接パラメータのリファレンス

次の表は、プロセスの調整方法を説明しています。これは普遍的な溶接スケジュールではありません。

最終設定は、図面、顧客の仕様、または該当する抵抗溶接規格に従って受け入れられる必要があります。{0}}

溶接が弱いか不完全

溶接が弱い場合は、次のような原因が考えられます。

• 電流または溶接時間が不十分です。
• 過剰な電極面面積。
• 機械的接触が不十分。
• 選択した入熱に対して過剰な電極力。
• 汚染された材料表面。
• 近くの溶接部を通る電流の分流。
• ケーブルまたは電気接続が摩耗している。

電流をすぐに増加させないでください。まず、機械がプログラムされた電流を供給しているかどうか、また部品が正しく接触しているかどうかを確認します。

過度のスパッタまたは排出

飛散は、溶融金属が溶接界面から逃げるときに発生します。

一般的な原因は次のとおりです。

• 過電流。
• 溶接時間が長すぎる。
• 電極力が不十分または不安定。
• 部品の取り付けが不十分です。-
• 電極の位置がずれている。
• 電極面が小さいか損傷している。
• シート間の汚れ。

安定した生産後にスパッタが突然発生する場合は、溶接プログラムを書き換える前に電極、材料バッチ、治具を点検してください。

深い電極のくぼみ

インデントは次の影響を受ける可能性があります。

• 過度の熱入力。
• 過度の力;
• 電極先端が小さすぎる。
• 電極が柔らかくなった、または過熱した。
• 冷却が不十分。
• 厚い相手コンポーネントの下にある薄いシート。

抵抗スポット溶接では多少の圧痕は正常です。許容可能なレベルは、コンポーネントの外観と寸法要件によって定義される必要があります。

表面の変色

溶接周囲の熱による色合いは、過剰な熱の広がり、不十分な冷却、または表面の汚染を示している可能性があります。変色自体は内部接合部に欠陥があることを証明するものではありませんが、目に見えるコンポーネントや腐食に弱い製品では許容できない可能性があります。-

機械的試験と、必要に応じて金属組織検査を使用して、溶接の品質を判断します。

電極固着

電極の固着は、電極とシートの界面での過剰な熱、表面の汚染、不適切な電極材料、または不十分な水冷によって発生する可能性があります。{0}}

貼り付けを繰り返すと表面が傷つき、電極面が変化し、さらにばらつきが生じます。電極ドレッシングの頻度を増やし続けるのではなく、生産を停止して原因を修正してください。

一貫性のない溶接強度

同一のマシン設定が異なる結果を生成する場合は、制御されていない変数を検査します。

シートの厚さまたはグレードのばらつき。

• 表面仕上げの変化。
• 油または酸化物の汚染。
• 電極の磨耗。
• 冷却水の温度と流量。-
• 気圧の変動。-
• 治具の動き。
• ケーブルまたは二次回路の抵抗-。
• 溶接が既存の溶接に近すぎる。

目視検査だけでは溶接強度を確認することはできません。溶接部はきれいに見えますが、内部ナゲットが小さすぎる場合があります。

コンポーネントに応じて、検査には次のものが含まれます。

• 剥離試験;
• チゼルテスト。
• 引張-せん断試験;
• 交差引張試験。-
• 溶接ボタンの測定;
• 金属組織断面検査-;
• 押し込み測定;
• 大量の重要な生産のための超音波検査。-

ナゲットまたは溶接{0}}ボタンの受け入れは、該当する顧客の図面、溶接手順、または規格に従う必要があります。すべてのステンレス鋼のグレードと厚さの組み合わせに 1 つの処方を適用することは避けてください。

製造記録には、承認された溶接スケジュール、材料の積層、電極の仕様、試験方法、電極のメンテナンス間隔が含まれている必要があります。-

AC 機械と MFDC 機械の両方でステンレス鋼を溶接できます。選択は、部品の複雑さ、必要な一貫性、生産量、自動化の要件によって異なります。

交流スポット溶接機

AC スポット溶接機は次の用途に適しています。

• 単純な板金接合-。
• 比較的広いプロセスウィンドウ。
• 生産量は中程度。
• プロセス監視の要求がそれほど厳しくないアプリケーション。
• 設備コストが主な考慮事項となるプロジェクト。

MFDCスポット溶接機

MFDC スポット溶接機は、高速電流調整とほぼ DC 出力を提供します。{0}}多くの場合、次の目的で選択されます。

• 薄いステンレス鋼コンポーネント。
• 大量生産。-
• 多層または不均一な積層-。
• スパッタの低減が必要な用途。
• 自動溶接ステーション;
• 現在の監視とデータ記録を必要とするプログラム。
• 溶接ウィンドウが比較的狭い部品。

MFDC テクノロジーによっても、正しい力、工具、電極のメンテナンスが不要になるわけではありません。その主な利点は、エネルギー供給のより正確で再現性のある制御です。

HAIFEI のスポット溶接機シリーズと専用のステンレス鋼スポット溶接機について詳しくご覧ください。

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ワークの図面、ステンレス鋼のグレード、板厚、必要な溶接強度、生産目標をHAIFEIに送信してください。当社のエンジニアは、接合部を評価し、サンプル溶接を手配し、適切な機械と工具の構成を推奨します。

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