ペースの速い金属製造の世界では、 ポイント溶接機 (より正確に呼ばれます 抵抗スポット溶接(RSW)マシン )不可欠な職業として立つ。重複する金属シートを結合する際の速度、一貫性、効率で有名なこれらのマシンは、無数の産業、特に自動車製造のバックボーンです。それらは、必要な場所で激しい熱を正確に集中させることにより、強力で局所的な溶接を作成します。
コア原則:抵抗スポット溶接
ポイント溶接は、基本原則に基づいて動作します 電気抵抗加熱 そして 適用圧力 :
電極の連絡先: 2つの形状の銅合金電極は、重複する力と重なり合物を締めます。
現在のフロー: 非常に高い電流(数千のアンペア)が、正確に制御された時間(通常はミリ秒)の間、電極と金属シートを通過します。
抵抗加熱: 現在の流れに対する最大の抵抗は、 インタフェース 2つの金属シートの間。この抵抗は、強い局所熱を生成します(i²r効果:熱=電流²x抵抗x時間)。
ナゲット編成: 熱は界面で金属を急速に溶かし、小さく溶けたプールまたは「ナゲット」を形成します。
保持して固化: 電流は停止しますが、溶融したナゲットが急速に冷却され、強制的に強化され、強い冶金結合(「スポット溶接」)を鍛造するため、圧力が維持されます。
電極放出: 電極が撤回され、融合したスポット溶接がシートの間に残ります。
スポット溶接機の重要なコンポーネント:
フレーム: 構造的な剛性と家のコンポーネント(Cフレーム、プレスタイプ、またははさみの設計)を提供します。
溶接トランス: 必要な極端に高い電流(1ka -50ka)を提供しながら、低電圧(通常は2〜20V ACまたはDC)にライン電圧(480V ACなど)を下にダウンします。多くの場合、水冷式。
電力制御システム: 溶接電流の大きさと持続時間を正確に調節します。現代のマシンは洗練された使用を使用しています インバーター (DCまたはMFDC-周波数の直接電流)従来のACシステムと比較した優れた制御とエネルギー効率。
電極: 電流を導入し、力を適用する銅合金の先端。溶接の品質とアクセスには、形状(尖った、ドーム型、フラット、オフセット)が重要です。定期的なドレッシング/メンテナンスが必要です。
空気圧またはサーボ作動システム: 電極力を一貫して迅速に適用および制御します。サーボシステムは、プログラム可能な力プロファイルを提供します。
制御システム(溶接コントローラー): マシンの「脳」。溶接パラメーター(電流、時間、力)、シーケンス操作、演算子/ロボットとのインターフェースをセットおよびモニターし、高品質の監視(多くの場合、定電圧、一定の電圧、または適応コントロールを使用して)を実行します。
冷却システム: 水を循環させて、トランス、セカンダリケーブル、電極を冷却して、過熱を防ぎ、一貫した性能を確保します。
二次回路: トランスの出力を電極に接続する頑丈な銅ケーブルとバスバーは、高い溶接電流を運ぶ。
主要な機械構成:
台座/固定機(プレスタイプ):
説明: 堅牢な床に取り付けられたユニット。上部電極は、空気圧またはサーボシリンダーを介して垂直に移動します。下部電極が固定されています。
使用: 大量生産、大きな部品、重いゲージ。自動車用ボディショップで一般的です。
利点: 高い力、安定性、精度、簡単な自動化統合。
ポータブルガン:
説明: オペレーターが保有するコンパクト溶接ガン、またはより一般的にはロボットアームに取り付けられています。電極と作動メカニズムが含まれています。ホース/ケーブルを介してリモート電源と冷却ユニットに接続します。
使用: 組立ライン(特に自動車biw-ホワイトボディ)、溶接ガンが部品に移動しなければならない大きな構造。
利点: 柔軟性、リーチが困難なエリアへのアクセス、ロボット自動化に不可欠です。
ベンチトップマシン:
説明: ワークベンチマウント用に設計された小さなユニット。
使用: 光の製造、プロトタイピング、電子機器、修理店、低容量生産。
利点: 低コスト、スペース節約、より小さな部品のセットアップが簡単です。
ポイント溶接が支配する理由:利点とアプリケーション
スピード: 溶接はミリ秒単位で作られており、生産率が高くなります。
一貫性と自動化: 非常に繰り返し可能なプロセス、組み立てラインでのロボット統合に最適です。
効率: エネルギーは溶接点でのみ濃縮されます。フィラー金属、シールドガス、または大規模な溶接後の洗浄は必要ありません。
強さ: シートメタルの結合に適した強力で局所的な溶接を作成します。
汎用性: 幅広いシートの厚さ(薄いゲージに最適)とさまざまな金属(鋼、ステンレス鋼、アルミニウム - アルミニウムには特殊な機器とコントロールが必要ですが)を溶接できます。
費用対効果: 大量の消耗品(主に電極とエネルギー)が低い。
重要なアプリケーション:
自動車製造: 議論の余地のないキングオブオートモーティブボディインホワイト(BIW)アセンブリ(車体、ドア、フード、トランク、フレーム)。車両あたり数千のスポット溶接。
アプライアンスの製造: 冷蔵庫、洗濯機、オーブンなどのための板金キャビネットを結合します。
エレクトロニクスと電気: バッテリーパックアセンブリ、バスバー、エンクロージャー、小さなコンポーネント。
メタル家具: フレーム、キャビネット、棚。
航空宇宙: 二次構造、ダクト、非批判的なパネル。
HVAC: ダクトコンポーネントの結合。
選択と操作に関する重要な考慮事項:
材料の互換性: 主に低炭素鋼が最も簡単です。亜鉛メッキ鋼、ステンレス鋼、およびアルミニウムには、特定のパラメーターと電極材料が必要です。異なる金属は挑戦的です。
材料の厚さ: 薄径ゲージシートメタル(通常、シートあたり0.5mm-3mm、重複)で最適です。厚いセクションには、大規模な電力が必要です。
溶接パラメーター: の重要なバランス 現在 、 時間(溶接&ホールド) 、 そして 力 。材料の種類、厚さ、コーティング、希望のナゲットサイズに最適化する必要があります。 「溶接スケジュール」は、これらのパラメーターの事前定義されたセットです。
電極のメンテナンス: 電極の先端は、マッシュルーム、酸化、合金と時間の経過とともにワークを使用して、抵抗を増加させ、溶接品質を低下させます。定期的なドレッシング(再形成)または交換が不可欠です。
アクセスと電極の形状: 電極は関節の両側に到達する必要があります。形状の選択は、フィット感と電流密度に不可欠です。
電力要件: 高い電気需要;堅牢なパワーインフラストラクチャが必要です。
冷却: コンポーネントの故障とパラメーターのドリフトを防ぐためには、適切な水流と圧力が不可欠です。
品質管理: 方法には、コントローラーに統合された、皮/チゼルテスト、超音波検査、およびますますリアルタイムプロセスモニタリング(抵抗、動的抵抗、電極変位)がますます含まれます。
現代のトレンドと革新:
高度なコントロール(MFDCおよびインバーターDC): 特にアルミニウムやコーティングされた鋼などの困難な材料で、優れたパラメーター制御、より速い応答時間、より高い電力効率、より良い溶接の一貫性を提供します。
適応制御と監視: リアルタイムフィードバックシステムは、溶接中にパラメーターを調整して、変動(電極摩耗、フィットアップ、コーティングの厚さ)を補正します。トレーサビリティと予測メンテナンスのためのデータロギング。
ロボット統合: ポータブルガンを装備する洗練されたロボットアームは、正確な機械制御インターフェイスによって有効になっている大量の製造を支配しています。
サーボガンテクノロジー: 正確でプログラム可能な電極力と運動プロファイルのために空気圧を置き換え、溶接の品質と電極の寿命を改善します。
軽量の素材の焦点: モダン車両で一般的なアルミニウムおよび高度な高強度鋼(AHSS)の溶接用の改善された技術とコントロール。
エネルギー効率: MFDC/インバーターテクノロジーは、従来のACマシンと比較してエネルギー消費を大幅に削減します。
結論:アセンブリの本質的な火花
ポイント溶接マシンは、単純な金属製のジョイナー以上のものです。それらは、無数の必須製品の大量生産を可能にする高度に設計されたシステムです。シートメタルの結合における比類のない速度、一貫性、および効率性により、特に自動車部門ではかけがえのないものになります。原則、構成、および重要なパラメーターを理解することは、適切なマシンを選択し、最適な溶接品質を実現し、生産性を最大化するために不可欠です。材料が進化し、製造需要が速度と精度のために増加するにつれて、制御技術、ロボット工学、およびプロセス監視の革新により、抵抗スポット溶接は現代の産業製造の礎石の存続を引き続き継続的に進めます。薄い金属の重なりが高速で強力で信頼性の高いジョイントが必要な場合、ポイント溶接マシンは配信します。