スポット溶接プロセスの最適化

カイゼン、つまり継続的改善は、無駄のない製造の基本理念です。 つまり、最適とは言えないものは決して受け入れられない、ということになります。 このコンセプトは、抵抗スポット溶接を含むあらゆる主要な組み立てプロセスに適用できます。

スポット溶接では、設定された時間と圧力で部品に電流を流すことにより、接合する部品の界面で熱を発生させます。 エンジニアは、時間、力、電流の最適な組み合わせを慎重に決定することで、強力な溶接を実現します。

この技術は、自動車、航空宇宙、白物家電、電気自動車のバッテリー業界で広く使用されています。 高速かつコスト効率が高く、アルミニウムとアルミニウム、および鋼と鋼の両方の接合に使用できる十分な柔軟性を備えています。

「抵抗スポット溶接は板金を接合する最速の方法であり、この種の金属で最も強力な接合を生成するにもかかわらず、課題があります」と TJ Snow Co 取締役会長の Tom Snow 氏は説明します。溶接の場合、機械のオペレーターは部品を見ただけでは、溶接接合部が良好であるかどうかを確認することはできません。 問題ないように見えるかもしれませんが、適切な量の熱、力、持続時間を使用して接合部をテストすることによってのみ、エンドユーザーは溶接部に必要な強度があることを確認できます。」

TJ Snow は 1963 年以来、標準およびカスタムの抵抗スポット溶接機の製造と修理を行っています。同社のペデスタル タイプの SlimLine 機械にはホーン スタイルとプラテン スタイルがあり、1 つまたは複数の溶接ヘッドを使用します。 標準機能には、剛性の高い頑丈なフレーム、固定具タイプの変圧器、および簡単に調整できる電極ギャップが含まれます。

昨年、TJ Snow は、ジェット エンジンの排気コンポーネントをスポット溶接するためのカスタム SlimLine マシンをティア 1 航空宇宙メーカーに供給しました。 部品は耐熱合金で作られています。 ロボットが各部品を持ち上げて機械のスロート内に配置し、部品は 1 秒以内に溶接されます。 この後、ロボットはアセンブリをコンベア上に置きます。

実際、スポット溶接は一種のルネッサンス期を迎えています。 1885 年にエンジニアのエリフ・トムソンによって偶然発明されて以来、スポット溶接は 20 世紀後半までゆっくりと使用量が増加しました。 その後、レーザー溶接、摩擦撹拌溶接、高度なアーク溶接などの技術が将来の技術であると考えられました。 しかし現在では、高度な機械制御により、プロセスを完全に最適化することで、スポット溶接が主要な種類の溶接の地位を取り戻すのに役立っています。

スポット溶接は、組み立てに使用される最も一般的なタイプの抵抗溶接です。 その他のタイプには、突合せ溶接、プロジェクション溶接、シーム溶接、パーカッション溶接、アプセット溶接などがあります。 これらの方法は主に、圧力を加えて電流を流す電極の種類と形状によって異なります。

一般的な抵抗スポット溶接のセットアップは、電源 (溶接コントローラとも呼ばれる)、変圧器、1 つ以上の溶接ヘッド、正電極と負電極、およびオプションで外部モニタで構成されます。 Amada Weld Tech Inc. のセールス エンジニアリング マネージャー、Marty Mewborne 氏によると、この電源には閉ループまたは開ループのテクノロジーが使用されています。

閉ループ技術には、リニア DC および高周波 (HF) インバーターが含まれます。 どちらのタイプも、10 ～ 250 マイクロ秒ごとの抵抗値の変化によく反応するため、プログラムされたパラメータ (電流、電圧、または電力) が一定に保たれ、より安定した溶接が可能になります。

ミュウボーン氏によると、オープンループ技術は以前から存在しており、コンデンサ放電（CD）や直接エネルギー（AC）などが含まれているという。 これらはフィードバックをほとんどまたはまったく提供しないため、電極の磨耗や部品の位置決めの問題の影響を受けやすくなります。

「何年も前、AC タイプの変圧器は非常に人気がありました」と、RoMan Manufacturing Inc. の抵抗溶接製品担当バイスプレジデントである Don DeCorte 氏は述べています。「しかし現在、電力ははるかに高価であるため、メーカーはより効率的な MFDC に対するニーズを高めています (中周波直流）変圧器」

デコルテ氏によると、RoMan は抵抗溶接機用の標準およびカスタム変圧器の世界最大のメーカーです。 同氏は、米国のそのような溶接工の 85% が RoMan 変圧器を使用して作業していると推定しています。 変圧器の重さは、溶接機によって異なりますが、最小 12 キログラムから最大 5 トンまであります。