ナット溶接: プロセス、パラメータ、および一般的な欠陥

ナット溶接は通常、溶接ナットを板金に取り付けるために使用される抵抗プロジェクション溶接を指します。電極が力を加えている間、電流はナットの盛り上がった突起に集中します。突起が加熱されて潰れ、ナットとシートの間にいくつかの溶接部が形成されます。

確実なナット溶接は機械の設定だけではありません。ナットの設計、突起の一貫性、シートの材質、表面コーティング、位置合わせ、電流、溶接時間、電極力を合わせて評価する必要があります。

この記事では、ナット溶接プロセス、パラメータ開発、一般的な欠陥、品質テスト、および機器の選択について説明します。また、ナットプロジェクション溶接を通常の抵抗スポット溶接として扱ってはいけない理由も説明します。

ナットの溶接は通常、抵抗プロジェクション溶接により行われます。ウェルドナットには、シートと接触する表面にいくつかの隆起した突起があります。これらの突起により、規定の接触点が形成され、溶接電流が集中します。

溶接サイクルは次の基本的な手順に従います。

• ナットはシートの穴の上に配置されます。
• 電極はナットとシートを一緒にクランプします。
• 電流はナットの突起を通って流れます。
• 突起は加熱され、柔らかくなり、力が加わると潰れます。
• 力が短時間維持されると、電流が停止します。
• 関節が安定した後に電極が開きます。

ナットプロジェクション溶接は通常のスポット溶接とは異なります。スポット溶接では、通常、電極の形状によって溶接位置が決まります。ナット溶接では、締結具の突起が初期の電流経路と溶接位置を確立します。

適切な電流、電極力、工具、位置決め、およびプロセス制御を提供する場合、固定式スポット溶接機またはプロジェクション溶接機をナット溶接用に構成できます。

MFDC 溶接機はナット溶接にいつ使用されますか?

ナット溶接には、AC、MFDC、およびコンデンサの放電電源がすべて考慮できます。適切な選択は、ナットの設計、シートの材質、コーティング、厚さ、生産率、工場の電源によって異なります。

MFDC 機器は、調整可能な電流およびタイミング制御を提供し、自動供給、部品検出、生産監視と統合できます。ただし、電源だけで溶接の品質が決まるわけではありません。

不均一なナットの突起、位置合わせの不良、不安定な力、または電極のフォローアップの制限により、プログラムされた電流が安定している場合でも、弱い溶接が発生する可能性があります。{0}}

ネジのサイズのみに基づいた普遍的なナット溶接スケジュールはありません。 2 つの M8 溶接ナットの突起形状、材質、コーティング、または合わせシートが異なる場合、異なる設定が必要になる場合があります。

使用可能な溶接スケジュールでは、以下を特定する必要があります。

• ナットのサイズ、材質、突起形状
• シートの材質、コーティング、厚さ
• 電極と位置決め{0}ピンの設計
• 電源の種類-
• 溶接電流と時間
• 電極力
• スクイズアンドホールド時間
• 溶接試験方法と合格基準

溶接電流と溶接時間

入熱が不十分な場合、1 つまたは複数の突起の結合が弱くなってしまう可能性があります。過度の熱は、飛び出し、シートの損傷、またはねじ山の内部の溶融金属を引き起こす可能性があります。

電流を増やす前に、すべての突起がシートに均等に接触しているかどうかを確認してください。傾いたナットや一貫性のない突起があると、他の突起が弱いままであるにもかかわらず、1 つの点に過剰な電流が流れる可能性があります。

対照試験中に、一度に 1 つの主要パラメータを変更します。目的は、単に許容可能なサンプルを 1 つ作成することではなく、安定した動作範囲を確立することです。

電極力とフォローアップ-

電極の力によりナットの突起がシートに接触し、加熱された金属を閉じ込めるのに役立ちます。力が不十分であると、接触や排出が不安定になる可能性があります。過剰な力がかかると、突起が早期に潰れ、界面の抵抗が変化する可能性があります。

電極は、突起が柔らかくなり潰れるときのナットの動きにも追従しなければなりません。フォローアップが制限されたり遅れたりすると、接触が中断されたり、不均一な溶接が発生したりする可能性があります。-

可能な場合は、実際の電極力を N または kN で記録します。レギュレータ圧力と電極力の関係が分からない限り、空気圧設定を機械間で直接転送することはできません。-

予熱と複数の-パルス スケジュール

一部のアプリケーションでは、予熱または複数の電流パルスを使用して、突起の崩壊と熱の発生を制御します。これらのスケジュールは、実際のナットとシートの組み合わせに対して検証する必要があります。

予熱パルスは、適切な表面クリーニングに代わるものではありません。パラメータを開発する前に、油、ゆるやかな汚染、および一貫性のないコーティングに対処する必要があります。

ウェルドナットを検査する

機械の設定を変更する前にナットを確認してください。突起の高さ、形状、一貫性は、溶接点間で電流がどのように共有されるかに影響します。

1 つの突起が他の突起よりも早くシートに接触すると、突起が先に潰れ、過大な電流が流れる可能性があります。残った突起により、弱い溶接または不完全な溶接が形成される可能性があります。

ナット バッチを検査して、次の点を確認します。

• 突起物の破損や凹凸
• ナットの歪み
• 糸の損傷
• ナットのサイズが間違っている
• コーティングバリエーション
• 油またはゆるやかな汚れ

溶接スケジュールでは、一貫性のない締結具を完全に補正することはできません。

シートと穴の位置を確認する

溶接位置の周囲のシートは平らである必要があります。バリ、変形、または穴の位置が間違っていると、ナットが均等に固定されなくなる可能性があります。

コーティングされた鋼材については、コーティングの種類と状態を記録します。コーティングの変更は、発熱、電極の状態、生産の安定性に影響を与える可能性があります。すべてのコーティングされたシートに固定電流補正を適用しないでください。

電極と位置決めピンの確認

電極面は整列し、硬い構造で支持されている必要があります。摩耗、汚れ、穴あき、不均一な接触がないか検査してください。

位置決めピンはナットをシート穴の上に配置し、ねじ山の保護に役立ちます。工具の設計によっては、ピンを通る不要な電流経路を防ぐために電気絶縁も必要になる場合があります。

ピンが次のことを確認していることを確認します。

• ナットとシートの穴が一致します
• 自由に動きます
• 目に見えるダメージはありません
• ナットを正しい位置に保持します
• 電極の閉鎖を妨げません

メンテナンスは、単一の普遍的な交換間隔ではなく、実際の摩耗と溶接の結果に基づいて行う必要があります。

冷却とクランプの確認

生産を開始する前に、冷却システム、電気接続、電極の動きを確認してください。溶接電流が始まる前に、機械は必要な力に達する必要があります。

意図した運用ペースでトライアルを実行します。冷却間隔が長いいくつかの溶接は、連続的な生産条件を表していない可能性があります。

目に見える欠陥にはいくつかの原因が考えられます。溶接プログラムを変更する前に、ナット、シート、ツール、および実際のプロセス条件を確認してください。

ウェルドナットが弱い、または外れている

溶接ナットが弱くなるのは入熱不足が原因である可能性がありますが、考えられる原因は電流が低いことだけではありません。不均一な突起、フィット感の悪さ、過剰な力、または電極の動きの制限によっても、完全な接合が妨げられる可能性があります。-

1 つの突起が強く、他の突起が弱い場合は、溶接全体の電流を増やす前に、ナットの位置合わせと突起の一貫性を検査します。

スパッタと排出

放出は、加熱された金属または溶融金属が溶接領域から逃げるときに発生します。考えられる原因としては、過度の入熱、不十分な力、取り付け不良、不均一な突起、または完全にクランプする前に電流が始まっていることが挙げられます。-

目に見えるスパッタが消えるまでのみ電流を下げないでください。修正された設定は、必要な機械的テストに合格する必要があります。

詳細については、ナット突起溶接スパッタに関するガイドを参照してください。

スレッドダメージ

ねじ山の損傷は、位置決めピンが間違っていたり、ナットの位置がずれていたり、排出中に金属がねじ山に侵入したりすることが原因で発生する可能性があります。

目に見える問題を修正した後、必要なゲージまたは組み立て方法でねじ山を確認してください。ボルトが正しく取り付けられない場合、ナットがシートに取り付けられたままでも使用できない場合があります。

連続生産中の一貫性のない結果

初期のサンプルは許容できるが、後の部品が不安定になる場合は、電極の温度、冷却、位置決めピンの摩耗、コーティングの蓄積、電気接続を確認してください。{0}

承認されたプロセスは、孤立したサンプル溶接のみを介してではなく、予想される生産サイクルの下でテストされる必要があります。

目視検査では位置ずれ、スパッタ、ネジ部の汚れ、突起部の潰れなどを確認できますが、外観だけでは接合強度を確認することはできません。

テスト方法と合格基準は、製品図面、顧客の要件、または該当する製造規格に基づいて決定される必要があります。

トルクまたは押し出し値は、同じ公称サイズのすべてのナットに対する普遍的な要件として公開されるべきではありません。{0}ナット、シート、試験治具、試験方法を結果とともに記録します。

ナット溶接機は、変圧器の容量だけで選ぶのではなく、接合と生産プロセスを考慮して選択する必要があります。

機器のサプライヤーには次の情報が必要です。

• ナットのサイズと突起の設計
• シートの材質、コーティング、厚さ
• 溶接位置
• 必要な電極力
• ワークサイズと投入方向
• 生産率
• 必要な試験方法
• 手動、半自動、また​​は自動操作

手動または少量生産の場合は、適切な電極と位置決めツールを備えた固定式溶接機で十分な場合があります。{0}大量生産では、自動ナット供給、ナット-存在検出、ワークピースの位置決め、溶接データのモニタリング-が必要になる場合があります。

ナットプロジェクション溶接用のMFDCスポット溶接機を比較するときは、その機械が以下を提供できるかどうかを確認してください。

• 安定した調整可能な溶接電流
• 適切な電極力とフォローアップ-
• 剛性が高く調整されたツール
• 生産サイクルのための適切な冷却
• 現物ワークへのアクセス
• 必要な制御および監視機能

定電流制御は電気出力の管理に役立ちますが、不均一なナット、摩耗した位置決めピン、または位置のずれた電極を修正することはできません。{0}}

自動ナット供給を追加する場合

自動供給は、ナットの方向、サイクル タイム、および手動操作が生産の一貫性に影響を与える場合に役立ちます。

完全なシステムには次のものが含まれます。

• ナットフィーダー
• ナットデリバリヘッド
• 位置決めピン
• ナッツ-の存在検出
• ワーク固定具
• 溶接ステーション
• 故障アラームと異常な部品の処理-

システムは、溶接を開始する前に、正しいナットが正しい位置に到達していることを確認する必要があります。送り速度だけでは自動ラインを評価することはできません。

結論

確実なナット溶接は、機械の設定だけではなく、接合部分から始まります。ナットの突起の設計、シートの状態、位置合わせ、電極力、電流、溶接時間、機械的フォローアップは連携して機能する必要があります。-

欠陥が発生した場合は、溶接プログラムを変更する前に、締結具、ツール、および接触状態を確認してください。最終スケジュールは、実際のコンポーネントに必要なテスト方法を使用して承認される必要があります。

機械の推奨については、ナット図面、シート材質、コーティング、厚さ、溶接位置、生産目標、必要な試験方法を HAIFEI に送信してください。サンプル溶接を使用して、プロセスとツールを評価できます。

ナット溶接サンプルテストをリクエストする