スタッド溶接の不具合解決方法


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S溶接の問題点 磁気吹きとは

スタッド 溶接ようせつ の不具合解決方法

スタッド溶接のカラー部
スタッド溶接のカラー部画像

スタッド 溶接ようせつ を行った場合、 正しく溶接が行われていれば、左画像のような溶接結果となります。 接合部はスタッドの周囲に均一な量が分布します。 この部分を“カラー”と呼ぶ事があります。 溶接条件設定や溶接環境に問題があると、 接合部せつごうぶ が、このようにはならず、 スタッド溶接不具合となります。 スタッド溶接で発生する接合不具合は、 大きく分けて下記の3種類に分類できます。

(1) 溶接エネルギー超過












溶接エネルギーが大き過ぎると左画像のような不具合となります。 溶接エネルギー超過は、さらに3つのパターンに分かれます。

① 電流値が高過ぎる
放電ほんでん 時の電流が大き過ぎると、溶接エネルギーが時間に比例して大きくなり このような不具合となります。

② 溶接時間が長過ぎる
放電する時間が長過ぎると、溶接エネルギーが時間に比例して大きくなり このような不具合となります。

③ リフト時間が長過ぎる
溶接中にスタッドは一旦、板から持ち上げられて、そこから 溶融池ようゆうち没入ぼつにゅう します。 この時に、持ち上げている時間が長過ぎても、このような不具合となります。

対策は、下記のように溶接機の設定を調整します。

 対策1 溶接電流を下げる
 対策2 溶接時間を短くする
 対策3 リフト時間を短くする

但し、上記は複合している事もありますので注意が必要です。

ところで、 不思議な形になるものだと思われた方も多いと思います。 何故、このような形状になるのかと言うと、 パワーが大き過ぎると、リフト時間の前半で鉄が溶け落ちてしまい、 そこでブレイク・タイムが発生します。リフト時間が長くても同じ現象になります。 鉄が、ずっと溶けたままならば問題はありませんが、 実際は、母材の温度が低いので、 この ブレイク・タイム中に溶融鉄は固まってしまいます。  固まってしまった後で没入すると、溶接中の状態のままで固体化するので、 このような形になるのです。 接合部のくびれた部分は、溶融鉄が板に降り注いでいる状態のまま固体化。 アークに誘導され、溶融鉄が細かく霧のようになって噴霧された状態のままです。 そのため、鉄と空気が混ざった状態であるだけでなく、 一度、温度が1000°以上に上昇した上、表面積も大きいので酸化が進んでボロボロになっています。

エネルギー超過という言葉の意味は、電流と電圧を掛け算した値=W(ワット)が大き過ぎるという事です。 電流/電圧と溶接結果の関係は、電流を大きくすると、溶け込みが深くなり、電圧を大きくすれば接合面積が増える傾向があります。

(2) 溶接エネルギー不足

溶接エネルギー超過と全く逆の状態です。
対策は、下記のように溶接機の設定を調整します。

 対策1 溶接電流を上げる
 対策2 溶接時間を長くする
 対策3 リフト時間を長くする

左の図では、内部がどのような状態になっているのか解りにくいと思います。 この状態は、エネルギー超過の逆なので、 本来、全部溶け落ちるはずのチップが半分くらいしか溶けていない状態で、 スタッドが没入する事となります。 左図は、接合部(カラー)にあるはずの溶融鉄の量が半減してしまっている という事を示す図です。 勿論、内部も半分くらいしか接合されていません。 これが極端になると接合力が低下し、しまいにポロっと取れてしまいます。

(3) 溶接エネルギー不均一( 扁肉へんにく )

これまで述べて来た、 溶接エネルギー超過や不足の場合であれば、問題解決は比較的簡単です。 しかし、溶接エネルギー不均一の状態の場合、問題解決が困難になります。 溶接ガンが傾いていれば、確実に 扁肉へんにく が発生しますので、 まずは、溶接時に溶接ガンが傾いていない事を確認し、 もしそうであれば、板に垂直にガンを当てるようにします。

アンバランスになる方向が、いつも同じ方向の場合は、 一度、溶接ガンか製品を回転させて溶接してみる事をお勧めします。 これによって、 アンバランス方向(カラーが大きくなる方向)が、 板側に依存しているのか、ガンに依存しているのかが解ります。 ガン側が回転した状態で溶接を行って、 ガンと同じように 扁肉へんにく 方向も回転する場合は、 扁肉へんにく はガンの方向に依存する事になります。 この場合は、ガンの清掃や修理を行う事となります。

扁肉へんにく の大半は 磁気吹きじきぶき

ガンを回転させても、常に製品と同じ方向に 扁肉へんにく が発生するのであれば、 原因は 磁気吹きじきぶき です。 実は、ここまでで述べて来た、不具合要因が発生する事は少なく、 仮に、発生したとしても解決は簡単です。 しかし、 磁気吹きじきぶき による不具合は解決が困難で、 発生頻度も圧倒的に多い という点を覚えておいて頂きたく思います。

次ページからは、この 磁気吹きじきぶき について詳細に説明します。

S溶接の問題点 磁気吹きとは