
スポット溶接
Spot Welding
スポット溶接とは
スポット溶接(点溶接)は、重ね合わせた金属板を上下の電極で挟んで加圧し、大電流を短時間流して接触部の抵抗熱で金属を溶かし、点状に接合する抵抗溶接の一種です。アーク光や溶接棒が不要で、短時間で作業できるため、自動車の車体など薄板の量産で広く使われています。
原理と特徴
接合部の電気抵抗によって発生するジュール熱を利用します。電極で加圧するため、溶けた部分(ナゲット)が圧力下で凝固し接合されます。主な特徴は次のとおりです。
- 溶加材(溶接棒やワイヤ)やシールドガスが不要
- サイクルタイムが短く、自動化に向く
- 熱影響範囲が比較的小さく、薄板のひずみを抑えやすい
- 重ね継手が基本で、板の両側から電極を当てる必要がある
一方、厚板の接合には向かず、接合は点ごとになるため、気密性や水密性が必要な連続した接合には不向きです。電極の摩耗や汚れ、板の表面状態(めっきや錆)、板の隙間によって品質が変わるため、条件管理が重要です。
建築・鉄骨・仮設分野との関わり
柴田工業が扱う鉄骨工事や仮設鍛冶工事の現場では、厚板の接合が中心のためアーク系の溶接が主流で、スポット溶接を現場で行うことはほとんどありません。工場製作の分野では、軽量形鋼を用いた壁・天井下地部材や、鋼製建具、金属パネルの内部補強などで利用されます。現場では、こうした部材が工場でスポット溶接されて納入されることがあります。
現場で鋼板の薄物を固定する場合は、スポット溶接ではなくタッピングねじ、ドリルねじ、あるいはスタッド溶接などが選ばれる傾向にあります。
品質確認の考え方
スポット溶接の品質は、ナゲット径や引張せん断強さ、はく離試験などで確認します。外観では、打点の位置・ピッチ、板のへこみ、散り(スパッタ)、割れなどを見ます。溶接部の内部欠陥は外観だけでは分かりにくいため、条件設定の管理と抜取り試験が基本です。品質管理の観点では、製作工場の管理体制の確認が大切です。
電流・加圧力・通電時間の三要素
スポット溶接の条件は、溶接電流、加圧力、通電時間の3つが基本です。電流が不足するとナゲットが十分に成長せず、強度不足(冷接)になります。逆に電流が大きすぎたり加圧が不足したりすると、溶けた金属が板の間から飛び散る「散り」が生じ、へこみや強度低下の原因になります。板厚や材質、めっきの有無によって適正条件は変わるため、実際の製作ではテストピースによる試験で条件を決めます。
また、電極先端は繰り返しの使用で摩耗・汚染し、通電面積が変化するため、定期的な研磨や交換が必要です。同じ位置に近接して打点すると、先に打った点へ電流が逃げる「分流」が起こるため、打点の間隔にも最小値の目安があります。こうした管理は、現場よりも製作工場の品質管理で重要になる項目です。
柴田工業の現場から
現場で私たちが行う溶接はアーク溶接が中心で、スポット溶接は工場製作の部材で出会うことが多いです。納入された軽量部材の打点に不自然な割れやはがれがないか、受け入れ時に見ておくと安心です。