コラム⑥　スポット溶接：条件設定が溶接強度を決定するということ

もしあなたの工場に10,000Ａの出力が出るスポット溶接機が有ったとして､常に最大のパワーを以って溶接したから溶接の品質を保証できると言えるかといえばそれは"ＮＯ"です。何故か･･･

電流値・通電時間・加圧力を「スポット溶接の3条件」と言います。この他にもいろいろな要素が絡みますが､この3要素のバランスが取れてこそ良好な溶接が完了します。電流過多で見られる大きなスパッタ(火花)は､加圧が伴っていないことによるナゲットの中散り､表散り等で､母材痩せ・母材割れ・ブローホール等の溶接欠陥が発生しています。ナゲット周りが弱くなっていますので､鉄板をねじっての栓抜けで溶着していると錯覚します。

さて､実際何を以って安全な溶接が出来ているかをどう判断するか。もちろんそれは実作業に則して無くては意味が無いことは言うまでもありません。 溶接状況を確認するための一番確実な方法､それは破壊検査です。スポット溶接後の１点１点をナゲット出しすることにより､溶接状況を確実に確認出来ます。しかし､この方法は先ほど触れた実作業に即したやり方と言うには､あまりにもかけ離れたやり方であることは言うまでも有りません。 予め､上記スポット溶接の３条件を機械側で設定することにより､その溶接結果の予測データを以って溶接強度を確保する。この方法は､一般的に広く取り入れられているスポット溶接の品質保証のやり方であり､実作業に一番則した方法でもあるのです。

ここからは、これを裏付けるために溶接の実証実験を行います。

実証実験：

使用する被溶接体

引張強度：980MPa　板厚：t1.0　枚数：2枚重ね　

目標とするナゲット径：5√t(直径約5mm)　

①　条件設定及び溶接

②　外観確認及び所見

③　引張り試験

④　所見

⑤　結論

理想の溶接条件では、期待(必要と)する溶接強度を最低限の電流値・加圧力・通電時間で得ることが出来ます。

電流を無用に上げることは、電極の形状さえ考慮すれば溶接強度を大幅に損なうことはありませんが、大きな中ちりはスパッタとして作業者や作業中の車両等に損害を与え、無用な電力の消費や溶接機の使用率や耐久性に影響を及ぼす可能性があります。

これに対し、加圧力を過大にしてしまうことでの溶接力の低下は顕著です。「高張力鋼板の溶接は加圧力が重要」という定説は事実であり、母材同士を密着させるために軟鋼に比べてより大きな加圧力が必要ですが、それに見合う電流値も必要であり、これが溶接条件設定の重要性を裏付ける根拠なのです。