燃料タンクやドラム缶がどうやって継ぎ目なく溶接されているのか、不思議に思ったことはないだろうか。ローラー電極を使った魅力的な技術、シーム溶接が鍵なのです。この記事では、この方法がどのように機能し、どのように応用され、さまざまな産業で強固で密閉された接合部を作る上でどのような利点があるのかをご紹介します。シーム溶接の魅力的な世界を探求する準備を整えてください!
シーム溶接は高度な連続抵抗溶接技術で、スポット 溶接で使用される静止した円筒形電極の代わりに、回転 する一対のホイール形電極を使用する。電極が被加工物に沿って転がりながら、一連の重なり合った溶接ナゲットを生成し、密閉された連続溶接シームができる。
このプロセスでは、加圧と通電の両方を行うことで、接合する材料の界面に局所的な加熱を発生させる。ワークピースの電気抵抗によって発生する熱は、ワークピース同士を溶かして融合させ、加圧は適切な接触を確保し、溶接部から不純物を排出するのに役立つ。
シーム溶接は、一般的に厚さ0.5~3 mmの薄板金属の接合に特に有効である。高速生産、優れた気密性、ワークピースの最小限の歪みなど、いくつかの利点があります。このプロセスは簡単に自動化でき、大量生産ラインに組み込むことができる。
この溶接法は、さまざまな産業分野の密閉容器や重要部品の製造に広く応用されている。一般的には、以下のような製造に使用される:
最近のシーム溶接技術の進歩には、溶接品質管 理のためのリアルタイム・モニタリング・システムの 統合、耐久性と導電性を向上させる特殊電極材料の開 発、溶接パラメーターをその場で最適化する適応制御アルゴリズ ムの導入などがある。
シーム溶接に使用される電極は、直径50~600mmの円形ローラーで、180~250mmが最も一般的な範囲である。ローラーの厚さは通常10~20mmである。
接触面の形状は主に円筒形と球形の2種類で、特殊な用途では円錐形も使用される。
円筒形ローラーには、両面または片面の面取りがあり、後者は特に折り返しエッジのシーム溶接に適しています。接触面の幅(ω)は3~10mmで、ワークピースの厚さに対応します。球面ローラーの場合、曲率半径 (R) は 25 ~ 200 mm です。
円筒ころは、汎用性が高いため、さまざまな鋼や高温合金の溶接に広く使用されています。一方、球面ローラーは、優れた放熱特性と均一な加圧分布により、圧痕を最小限に抑え、材料の変形リスクを低減するため、軽合金に好まれます。
運転中、ローラーは通常、外部で冷却されます。非鉄金属およびステンレ ス鋼の溶接の場合、冷却剤はきれいな水道水で十分で ある。炭素鋼を溶接する場合、酸化を防いで電極の寿命を延 ばすために、5% ホウ砂水溶液が一般的に使用される。特にアルミニウム合金溶接機では、より効 率的な熱管理のために、内部循環水冷却シス テムが導入される場合もあるが、この構成は、 電極設計とシステム全体の複雑さを著しく増大 させる。
シーム溶接は、ローラーの回転と送り方によって、連続シーム溶接、断続シーム溶接、ステップシーム溶接に分けられる。
連続シーム溶接では、ローラーが連続的に回転 し、電流が被加工物を連続的に通過する。この方法は、被溶接材表面の過熱と電極の激しい消耗を引き起こしやすいため、ほとんど使用されない。しかし、高速シーム溶接(4~15m/分)では、50Hzの交流電流の半周期ごとに溶接スポットが形成され、交流電流のゼロクロスが休止時間に相当するため、以下の断続シーム溶接と同様の効果が得られる。そのため、シリンダーやバレル製造業界で応用されている。
断続シーム溶接では、ローラーが連続的に回転し、電流が断続的にワークピースを通過し、重なり合った融合コアからなるシームが形成されます。断続的な電流により、ローラーとワークピースは休止時間中に冷却することができ、ローラーの寿命を向上させ、熱影響部の幅とワークピースの変形を減らし、より良い溶接を実現することができます。 溶接品質.
この方法は、様々な鋼、高温合金、および チタン 1.5mm以下の合金。しかし、断続シーム溶接では、ローラーが溶接部から離れると減圧下で融着芯が結晶化するため、表面の過熱、引け巣、割れ(高温合金の溶接など)が発生しやすい。
溶接部の重なり量が溶融コア長さの50%を超えると、後点の溶融金属は前点の引け巣を埋めることができるが、最終点の引け巣は避け難い。しかし、この問題は国内で開発されたマイコン制御ボックスによって解決されており、溶接シームの始点と終点で溶接電流を徐々に減少させることができる。
ステップシーム溶接では、ローラーが断続的に回転し、静止しているときに電流がワークを通過します。ローラーが静止しているときに金属の溶融と結晶化が起こるため、放熱と圧縮条件が改善され、溶接品質が効果的に向上し、ローラーの寿命が延びます。この方法は主にシーム アルミニウム溶接 とマグネシウム合金である。
また、高温合金の溶接品質を効果的に向上させることができるが、この種の交流溶接機は珍しいため、中国では適用されていない。
硬質アルミニウムや板厚4+4mm以上の各種金属を溶接する場合、スポット溶接のように各溶接点に鍛造圧を加えるステップシーム溶接を行うか、温パルスと冷パルスを同時に使用する必要がある。しかし、後者のケースはほとんど使われない。
関節の種類による、 隅肉溶接 重ね継手溶接、圧平継手溶接、シム継手溶接、銅線電極継手溶接などに分けられる。
スポット溶接のように、ラップ溶接 接合溶接 は、一対のローラー、またはローラーとコア電極で溶接できる。継手の最小ラップはスポット溶接と同じである。
重ね継手溶接には、一般的に用いられる両側シーム溶接のほか、片側シングルシーム溶接、片側ダブルシーム溶接、小径円周シーム溶接などがある。
小径の円周シーム溶接には
1) 圧力軸からずれたローラー電極;
2) 横シーム溶接機に取り付けられた位置決め装置;
3) 被加工物の表面が円錐形であり、被加工物上での電極の滑りをなくすために、その先端が小径円周溶接部の中心に落ちなければならないリング状電極。
加圧フラット継手溶接のラップは、一般的なシーム溶接よりもはるかに小さく、板厚の1~1.5倍程度である。溶接中、接合部は同時に平坦化され、溶接後の接合部の厚さは板厚の1.2~1.5倍となる。
通常、円筒形ローラー・フェースが使用され、継手の ラップ部分全体をカバーする。安定した溶接品質を得るには、重ね代を精密に 制御し、被加工物をしっかりとクランプするか、 位置決め溶接であらかじめ固定しておく必要が ある。この方法は、外観の良い溶接部を作ることができ、低炭素鋼やステンレス鋼で作られた食品容器や冷凍庫のライナーなどの製品の溶接によく使用される。
シムジョイント溶接は、厚板のシーム溶接を解決する方法である。というのも、板厚が3mmになると、従来の重ね継ぎ手溶接では、溶接速度が遅くなり、シーム溶接に時間がかかるからです。 溶接速度大電流、大電極加圧を必要とするため、表面の過熱や電極の付着を引き起こし、溶接を困難にする。シムジョイント溶接を使用すれば、これらの困難を克服することができる。
シムジョイント溶接を簡単に紹介すると、以下のようになる:
まず、パネル部品の端が接合され、接合部がローラーを通過するとき、ローラーとパネルの間に2枚の帯状の箔が常に敷かれる。箔の厚さは0.2~0.3mm、幅は4~6mmである。箔は溶接部の抵抗を増大させ、放熱を困難にするので、溶融芯の形成に有益である。
この方法の利点は
欠点は、接合に高い精度が要求されること、溶接時にホイルをローラーとワークの間に敷かなければならず、自動化の難易度が高くなることである。
銅線電極継手溶接は、塗装鋼板のシーム溶接におけるローラーへの塗装の付着を解決する効果的な方法です。溶接中、丸い銅線はローラーと鋼板の間に連続的に送られます。
銅線はらせん状になっており、連続的にローラーに送られ、別のスプールに巻き取られます。コーティングは銅線にのみ付着し、ローラーを汚すことはありません。
銅線は使用後にスクラップする必要があるが、塗装鋼板、特に錫メッキ鋼板では銅線に代わるシーム溶接法は他にない。銅線のスクラップ価値は銅線と同程度であるため、溶接コストは高くない。この方法は主に食品缶の製造に用いられる。
突合せ溶接継手の形成は、基本的にスポット 溶接と同じであり、したがって溶接品質に影響す る要因も同様である。主な要因としては、溶接電流、電極加圧力、溶接時間、休止時間、溶接速度、ローラー直径などがある。
突合せ溶接継手に溶融池を形成するのに必要な熱は、スポット溶接と同じように、電流の流れに対する溶接部の抵抗によって発生する。所定の条件下では、溶接電流が溶融池の溶け込みと重なりを決定する。低炭素鋼の溶接では、溶融プー ルの平均溶け込みは板厚の30~70%であり、 45~50%が最適である。ガス気密の突合せ溶接を得るには、 溶融池の重なりは15-20%以上でなければ ならない。
溶接電流がある値を超えると、電流を増やしても継手強度を向上させることなく溶融池の溶け込みや重なりを大きくするだけであり、不経済である。また、電流が高すぎると、過度な圧痕やバーンスルーなどの欠陥の原因にもなる。
突合せ溶接では、溶融池の重なりによる分流が大き いため、溶接電流は通常、スポット溶接に比べて 15-40%増加する。
の溶融池の大きさに及ぼす電極圧力の影響。 突合せ溶接 はスポット溶接と同じである。電極の加圧力が過剰になると、過度のくぼみが生じ、ローラーの変形と摩耗が加速される。加圧力が不足すると気孔ができやすく、接触抵抗が過大になるためローラーが焼損し、寿命が短くなる。
突合せ溶接では、溶融池の大きさは主に溶接時間 によって制御され、オーバーラップは冷却時間 によって制御される。溶接速度が低い場合、溶接時間と休止時間の比 は1.25:1~2:1で十分な結果が得られる。溶接速度が速くなると、溶接部間の距離が長くな るため、同じ重ね代を得るには比率を大きくしなければ ならない。従って、溶接速度が高い場合、溶接と休止時間の比は 3:1以上になる。
溶接速度は、溶接される金属、板厚、溶接の強 度および品質要件に関連する。ステンレス鋼、高温合金、および非鉄金属を 溶接する場合、スパッターを避け、高密度の溶接部 を得るために、一般的に低い溶接速度が使用され る。ローラーを静止させたまま、溶融池形成プロセス 全体を行うステップワイズ・バット溶接が使用され ることもある。このタイプの突合せ溶接の 溶接速度は、断続的な突合せ溶接の溶接速度 よりはるかに低い。
溶接速度は、ローラーと板との接触面積、およびローラーと加熱部との接触時間を決定し、それによって接合部の加熱と冷却に影響を与える。溶接速度が速くなると、十分な熱を得るために 溶接電流を大きくしなければならない。過度の溶接速度は、板表面の焼き付きや電極の付着を 引き起こし、外部水冷でも溶接速度が制限される。
シーム溶接プロセス・パラメーターの最適化は、高品質 溶接を実現するために非常に重要であり、主に材料特性、 板厚、品質要件、および使用可能な設備に影響され る。パラメータの初期選択は推奨データに基づいて行うことができるが、最適な結果を得るためには、実験的試行による微調整が不可欠である。
ローラー・サイズの選択は、スポット溶接の電極選 択と同様の原則に従う。最近の傾向では、接触面の幅が3~5 mmの細いローラーが好まれ、いくつかの利点があります:
ローラーの形状とワークピースの特性の相互作用は、溶接品質に大きく影響します:
1.ローラーの直径とプレートの曲率:
2.非対称コンフィギュレーション:
異種板厚や異種材料を溶接する場合、ナゲット変位修正法はスポット溶接技術に類似している。その方法には次のようなものがある:
板厚差の大きい板のシーム溶接用:
シーム溶接工程を最適化する:
これらのパラメータを注意深く選択し、微調整す ることで、製造業者は幅広い用途と材料の組み合わせに おいて、最適な強度、外観、効率を備えた高品質のシーム 溶接を実現することができる。
開先溶接バット・ジョイントの設計原理は、重ね継手やスポット溶接の設計原理と類似しているが、平坦化開先溶接やシム付き開先溶接技術には顕著な例外がある。しかし、重要な違いは工具にある。スポット溶接の電極とは異なり、シーム溶接の転輪は特殊な形状にカスタマイズできない。この制限により、開先溶接用の構造物を設計する際には、転がりホイールのアクセス性を慎重に考慮する必要がある。
曲率半径の小さいワークピースを溶接する場合、 重大な課題が生じる。内側転造ホイールの達成可能な最小半径には制約 があるため、溶融プールが外側にずれる可能性があ る。極端な場合、この変位は外板 の不十分な融着を招き、接合部の完全性を損なうこ とがある。
こうした問題を軽減するため、曲率半径が過度に小 さい設計は可能な限り避けることが望ましい。しかし、二輪車の燃料タンク製造のように、平坦部 と曲率半径が非常に小さい部分の両方が避け られない用途では、適応溶接パラメーターを採用 することができる。具体的には、小半径部の加工時に溶接電流を増加さ せることで、完全な溶融と溶け込みを確保できる。
この適応的アプローチは、溶接パラメーターの正確 なリアルタイム調整が可能な、最新のマイクロコンピューター 制御溶接システムで特に実現可能である。これらのシステムは、溶接される形状に基 づいて電流、電圧、移動速度を自動的に調整するよう プログラムすることができ、さまざまな輪郭にわたって 一貫した溶接品質を確保することができる。
さらに、複雑な形状の開先溶接に最適な結果をもたらします:
このような設計上の配慮と高度な溶接技術を統合することで、メーカーは幅広い形状にわたって高品質の溝溶接バット・ジョイントを実現し、最終製品の構造的完全性と美観の両方を確保することができます。
低炭素鋼はシーム溶接に最適な材料である。 溶接性.低炭素鋼の重ねシーム溶接では、目的や用途に応じて、高速、中速、低速の方式を採用することができる。
低炭素鋼の重ねシーム溶接の溶接条件を下表に 示す。手作業でワークを移動させる場合、あらかじめ決 めた溶接位置に合わせやすくするため、中速が多 用される。
自動溶接の場合、溶接機の能力が十分であれば、高速またはそれ以上の速度を使用することができる。溶接機の能力が十分でなく、速度を低下させなけれ ば高い融着幅と融着深さが保証できない場合は、低速を使用 しなければならない。
低炭素鋼シーム溶接の溶接条件
板厚(mm) | ローラーサイズ(mm) | 電極力(KN) | 最小オーバーラップ(mm) | 高速溶接 | 中速溶接 | 低速溶接 | |||||||||||||
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最低限 b | スタンダード b | 最大 B | 最小 | 標準 | 最低限 b | スタンダード b | 溶接時間(週) | 休養期間(週) | 溶接電流 (KA) | 溶接速度(cm/min) | 溶接時間(週) | 休養期間(週) | 溶接電流 (KA) | 溶接速度(cm/min) | 溶接時間(週) | 休養期間(週) | 溶接電流 (KA) | 溶接速度(cm/min) | |
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.3 3.2 | 3.7 4.2 4.7 5.1 5.4 6.0 6.6 7.0 8.0 | 5.3 5.9 6.5 7.1 7.7 8.8 10.0 11.0 13.6 | 11 12 13 14 14 16 17 17 20 | 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 3.6 4.1 4.5 5.7 | 2.2 2.8 3.3 4.0 4.7 6.0 7.2 8.0 10 | 7 8 9 10 11 12 13 14 16 | 10 11 12 13 14 16 17 19 20 | 2 2 2 2 2 3 3 4 4 | 1 1 1 2 2 1 1 2 2 | 12.0 13.5 15.5 18.0 19.0 21.0 22.0 23.0 27.5 | 280 270 260 250 240 230 220 210 170 | 2 2 3 3 4 5 5 7 11 | 2 2 2 3 3 4 5 6 7 | 9.5 11.5 13.0 14.5 16.0 18.0 19.0 20.0 22.0 | 200 190 180 180 170 150 140 130 110 | 3 3 2 2 3 4 6 6 6 | 3 3 4 4 4 4 6 6 6 | 8.5 10.0 11.5 13.0 14.0 15.5 16.5 17.0 20.0 | 120 110 110 100 90 80 70 70 60 |
次の2つの表は、低炭素鋼の連続電気重ね溶接および裏打帯溶接の溶接条件を示している。
低炭素鋼シーム溶接の溶接条件
板厚(mm) | オーバーラップ(mm) | 電極力(KN) | 溶接電流(KA) | 溶接速度(cm/min) |
0.8 1.2 2.0 | 1.2 1.8 2.5 | 4 7 11 | 13 16 19 | 320 200 140 |
低炭素鋼裏打ストリップ溶接の溶接条件
板厚(mm) | 電極力(KN) | 溶接電流(KA) | 溶接速度(cm/min) |
0.8 1.0 1.2 1.6 2.3 3.2 4.5 | 2.5 2.5 3.0 3.2 3.5 3.9 4.5 | 11.0 11.0 12.0 12.5 12.0 12.5 14.0 | 120 120 120 120 100 70 50 |
急冷凝固材を溶接する場合 合金鋼また、溶接後の熱処理は、焼入れ組織を除去するために必要であり、デュアル・パルス加熱法を用いて行う必要がある。
溶接および焼戻し中、ワークは動いてはならず、ステップ・シーム溶接機で行う必要がある。このような設備がなく、断続シーム溶接機しかない場合は、溶接時間を長くし、条件を弱くすることを推奨する。以下の表は、これらの条件で焼入れ合金鋼を溶接する場合の推奨値である。
低合金鋼シーム溶接の溶接条件
板厚(mm) | ロールディスク幅(mm) | 電極力(KN) | 期間(週) | 溶接電流(KA) | 溶接速度(cm/min) | |
---|---|---|---|---|---|---|
溶接 | やめる | |||||
0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 | 5-6 7-8 7-8 7-9 8-9 9-11 | 2.5-3.0 3.0-3.5 3.5-4.0 4.0-5.0 5.5-6.0 6.5-8.0 | 6-7 7-8 8-9 9-10 10-12 12-15 | 3-5 5-7 7-9 8-10 10-13 13-15 | 6-8 10-12 12-15 15-17 17-20 20-24 | 60-80 50-70 50-70 50-60 50-60 50-60 |
注:圧延直径は150~200mm。
縫い目 亜鉛メッキ鋼溶接 板を溶接する際には、割れや溶接部の気密性を損なわないように注意する必要がある。ひび割れの原因は、溶接部に残った亜鉛が、溶接部の気密性を損なうことである。 フュージョンゾーン が発生し、熱影響部に拡散することで接合部は脆くなり、応力を受ける。割れを防ぐ方法は、正しいプロセス・パラメーターを選択することである。
テストによると、このサイズが小さければ小さいほど 溶接浸透 率(10-26%)が高いほど、亀裂欠陥は 小さくなる。シーム溶接速度が速いと、熱放散が悪くなり、 表面が過熱し、溶融深さが深くなり、割れが発生 しやすくなる。一般に、溶融直径と継手強度を確保する条件では、できるだけ小電流、低溶接速度、強力な外部水冷を選択すべきである。
ローラーは花鋼の車輪の伝達を使用して容易にサイズを調節し、ローラーの表面をいつでもきれいにすることができます。下の表は、亜鉛メッキの溶接条件を示しています。 鋼板 シーム溶接。
各種亜鉛めっき鋼板シーム溶接の溶接条件
コーティングの種類と厚さ | 板厚(mm) | ロールディスク幅(mm) | 電極力(KN) | 期間(週) | 溶接電流(KA) | 溶接速度(cm/min) | |
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溶接 | やめる | ||||||
溶融亜鉛メッキ(15-20um) | 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 | 4.5 5.0 5.0 5.5 6.5 | 3.7 4.0 4.3 4.5 5.0 | 3 3 3 4 4 | 2 2 2 2 1 | 16 17 18 19 21 | 250 250 250 230 200 |
シルバートップ(2-3um) | 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 | 4.5 5.0 5.0 5.5 6.5 | 3.5 3.7 4.0 4.3 4.5 | 3 3 3 4 4 | 2 2 2 2 1 | 15 16 17 18 19 | 250 250 250 230 200 |
リン酸カルシウム処理 アンチラスト 鋼板 | 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 | 4.5 5.0 5.0 5.5 6.5 | 3.7 4.0 4.5 5.0 5.5 | 3 3 3 4 4 | 2 2 2 2 1 | 14 15 16 17 18 | 250 250 250 230 200 |
亜鉛メッキ鋼板シーム溶接の第1種の溶接条件を下表に示す:
アルミニウムめっき鋼板のシーム溶接条件
板厚(mm) | ロールディスク幅(mm) | 電極力(KN) | 期間(週) | 溶接電流(KA) | 溶接速度(cm/min) | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
溶接 | やめる | ||||||
0.9 1.2 1.6 | 4.8 5.5 6.5 | 3.8 5.0 6.0 | 2 2 3 | 2 2 2 | 20 23 25 | 220 150 130 |
2種類目のアルミメッキ鋼板の場合、スポット溶接と同様、電流を15~20%増やす必要がある。亜鉛メッキ鋼板よりも付着現象が激しいため、ローラーは定期的にメンテナンスする必要があります。
アルミめっき鋼板はガソリンに対して耐食性があるため、自動車の燃料タンクによく使用される。アルミめっき鋼板のシーム溶接は、亜鉛めっき鋼板の溶接と似ているが、主な懸念は割れの問題である。プロセス・パラメーターは下表を参照:
溶接条件 亜鉛メッキ鋼板 シーム溶接
板厚(mm) | ロールディスク幅(mm) | 電極力(KN) | 期間(週) | 溶接電流(KA) | 溶接速度(cm/min) | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
溶接 | やめる | ||||||
0.8 | 7 | 3.6-4.5 | 3 5 | 2 2 | 17 18 | 150 250 | |
1.0 | 7 | 4.2-5.2 | 2 5 | 1 1 | 17.5 18.5 | 150 250 | |
1.2 | 7 | 4.5-5.5 | 2 4 | 1 1 | 18 19 | 150 250 |
縫い目 ステンレス鋼溶接 は難易度が低く、通常は交流溶接で行 われる。下表は、ステンレス鋼シーム溶接の溶接 条件である:
ステンレス鋼(1Cr18Ni9Ti)シーム溶接(HB/Z78-84)の溶接条件
板厚(mm) | ロールディスク幅(mm) | 電極力(KN) | 期間(週) | 溶接電流(KA) | 溶接速度(cm/min) | ||
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溶接 | やめる | ||||||
0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 | 3-3.5 4.5-5.5 5.0-6.0 5.5-6.5 6.5-7.5 7.0-8.0 7.5-8.5 | 2.5-3.0 3.4-3.8 4.0-5.0 5.0-6.0 5.5-6.2 6.0-7.2 7.0-8.0 | 1-2 1-3 2-5 4-5 4-6 5-7 7-8 | 1-2 2-3 3-4 3-4 3-5 5-7 6-9 | 4.5-5.5 6.0-7.0 7.0-8.0 8.0-9.0 8.5-10 9.0-12 10-13 | 100-150 80-120 60-80 60-70 50-60 40-60 40-50 |
高温合金のシーム溶接では、その高い電気抵抗 率と溶接部の繰り返し加熱により、結晶偏析や過 熱組織が発生しやすくなり、さらにはワーク表面か らバリが押し出される。
これを防ぐには、熱放散を容易にするために、非常に遅い溶接速度と長い冷却時間を採用すべきである。下表は、高温合金シーム溶接の溶接条件を示す:
高温合金のシーム溶接条件(GH33、GH35、GH39、GH44)
板厚(mm) | 電極力(KN) | 期間(週) | 溶接電流(KA) | 溶接速度(cm/min) | |
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溶接 | やめる | ||||
0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 | 4-7 5-8.5 6-10 7-11 8-12 8-13 10-14 11-16 12-17 | 3-5 4-6 5-8 7-9 8-10 10-13 12-16 15-19 18-23 | 2-4 4-7 8-11 12-14 14-16 19-25 24-30 28-34 30-39 | 5-6 5.5-7 6-8.5 6.5-9.5 7-10 8-11.5 9.5-13.5 11-15 12-16 | 60-70 50-70 30-45 30-45 30-40 25-40 20-35 15-30 15-25 |
縫い目 アルミニウム合金溶接その高い電気伝導性と深刻な分流により、溶接電流はスポット溶接より15~50%増加させる必要があり、電極加圧力は10%増加させる必要がある。
さらに、高出力の単相交流シーム溶接機は、送電網の三相負荷のバランスに深刻な影響を与える。
したがって、国内のアルミニウム合金のシーム溶接は、一般的に三相直流パルス溶接機または二次整流式ステップバイステップ溶接機を使用します。下表に直流パルスシーム溶接機FJ-400を用いたアルミニウム合金の溶接条件を示します。
アルミニウム合金のシーム溶接条件
板厚(mm) | ローリングディスクの球面半径(mm) | ステップ距離(点距離) | LF21、LF3、LF6 | LY12CZ、LC4CS | ||||||
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電極力(KN) | 溶接時間(週) | 溶接電流 (KA) | ポイント/分 | 電極圧力(KN) | 溶接時間(KA) | 溶接電流 (KA) | ポイント/分 | |||
1.0 1.5 2.0 3.0 3.5 | 100 100 150 150 150 | 2.5 2.5 3.8 4.2 4.2 | 3.5 4.2 5.5 7.0 – | 3 5 6 8 – | 49.6 49.6 51.4 60.0 – | 120-150 120-150 100-120 60-80 – | 5.5 8.5 9.0 10 10 | 4 6 6 7 8 | 48 48 51.4 51.4 51.4 | 120-150 100-120 80-100 60-80 60-80 |
放熱性を高めるため、アルミニウム合金のシーム溶接は、球面端面ローラーを使用することが望ましく、外部水冷式でなければならない。
銅やほとんどの銅合金は、非常に優れた電気伝導性と熱伝導性を持っているため、シーム溶接プロセスには大きな課題があります。これらの特性は急速な熱放散を引き起こし、溶接界面で融 合に必要な温度を達成、維持することを難しくしている。しかし、リン青銅、シ リコン青銅、アルミニウム青銅のような電気伝導 性の低い特定の銅合金は、特定の条件下 でシーム溶接を成功させることができる。
これらの従順な銅合金をシーム溶接する場合、プロセス・パラメーターを注意深く調整し、銅合金特有の材料特性を補正する必要があります:
このような調整をしても、溶接のしやすさや接合部の特性は、より溶接しやすい材 料で達成されたものにはかなわないということに注意することが重要です。そのため、シーム溶接が現実的でない、あるいは満足のいく結果が得られないような高導電性銅や銅合金の用途では、ろう付け、はんだ付け、機械的な締め付けといった別の接合方法を検討する必要があります。
チタンとその合金のシーム溶接は、ステンレス鋼溶接と共通する部分もありますが、その独特な特性を注意深く考慮する必要があります。チタンの高い強度対重量比、優れた耐食性、低い熱伝導率は、特殊な溶接パラメーターと技術を必要とします。
一般的な溶接条件はステンレス鋼に使用される 条件と同等であるが、いくつかの重要な調整が 不可欠である:
チタンとその合金のシーム溶接は、これらの考慮事項を遵守し、適切な技術を採用することで、要求の厳しい航空宇宙、医療、および産業用途に適した、高品質で耐久性のある溶接部を作り出すことができます。