一般的な溶接法の原理・特徴・応用例

溶接は金属加工における最も中心的な接合プロセスの 1 つです。熱、圧力、またはその両方の組み合わせを適用することで、工作物材料の原子レベルの冶金学的接合を実現します。-電気接点の製造、機械構造、自動車、航空宇宙、新エネルギー機器などの業界では、溶接技術が製品の導電率、機械的強度、長期安定性を直接決定します。-ろう付け電気接点や接点溶接などの技術の継続的な開発により、現代の溶接は構造接合を超えて進化し、高導電性機能部品の重要な加工方法となっています。

アーク溶接は、電極とワークピースとの間で発生するアーク熱を利用して母材と溶接ワイヤ（または棒）を同時に溶かし、溶接部を形成します。この方法は最も広く使用されており、工業用溶接全体の 60% 以上を占めています。電極の種類に基づいて、手動金属アーク溶接、ガスシールドアーク溶接 (GMAW/MIG/MAG)、サブマージアーク溶接 (SAW) に分類できます。

手動金属アーク溶接 (SMAW):電極には塗布電極を使用する。電極コーティングが燃焼してシールドガスとスラグを形成し、酸化を防ぎます。シンプルな設備と低コストが必要ですが、溶接工のスキルは溶接工のスキルに大きく依存します。

ガスシールド金属アーク溶接 (GMAW):シールド ガス（Ar や Ar+CO₂ など）によりアークが安定し、溶接部が適切に形成され、スパッタが最小限に抑えられます。-自動車製造やステンレス鋼の溶接に広く使用されています。

サブマージアーク溶接 (SAW):フラックスを使用して行うため、厚板や大型構造物の効率的な溶接に適しています。

これらの方法は鋼構造の製造に適用できるだけでなく、高導電性コンポーネントの事前溶接にも一般的に使用され、電気接点アセンブリや銀接点ろう付けアセンブリなどのコンポーネントに構造的サポートを提供します。{0}

抵抗溶接（RSW）は、ワークピースの接触点での抵抗加熱により金属の溶融接続を実現します。{0}高効率を誇り、溶接ワイヤーが不要で、エネルギー消費も最小限です。電気産業における銅、銀、ニッケルなどの高導電性材料のスポット溶接やステッチ溶接に特に適しています。

スポット溶接（RSW）
溶接クランプ電極を使用して圧力を加え、大電流を流すと溶けて「ナゲット」が形成されます。このプロセスは、銅スポット溶接、抵抗プロジェクション溶接、抵抗バット溶接など、電気スイッチやリレー接点の製造に広く使用されています。

シーム溶接（RSEW）
連続溶接にローラー電極を使用すると、気密または液密のシールが必要な金属容器に適した気密溶接シームが作成されます。{0}}

交流抵抗溶接（交流抵抗溶接）
AC の周期的な性質を利用して入熱を制御することで、スパッタを効果的に低減し、電気銀コンタクト チップ アセンブリの精密溶接に適しています。

抵抗溶接銀接点技術は電気産業において特に重要であり、高導電性銀接点と銅基板間の確実な接合を実現し、低い接触抵抗と長寿命性能を保証します。-

ろう付けは、母材の金属を溶かすことなく、はんだを溶かすことによって金属結合を実現するプロセスです。銀接点を銅棒にろう付けしたり、銀接点を銅棒にろう付けしたりするなど、異種金属の接合に特に適しています。ろう付けは温度により軟はんだ付けと硬はんだ付けに分類されます。

1. はんだ付け

融点が 450 度未満のはんだ（錫-鉛合金や銀-錫合金など）を使用するため、エレクトロニクスおよび電気産業で広く使用されています。銀はんだまたは銀はんだは、強力な耐食性を備えた滑らかで気孔のない電気接続を保証します。{4}}小型の電気接点アセンブリの製造に適しています。

2.ろう付け

銀-ベースのろう材または融点が 450 度を超える銅-合金を使用するろう付けは、ろう付けされた電気および電気接点の製造における中心的なプロセスです。温度とギャップ (通常 0.05-0.15 mm) を制御することで、高強度の接合を実現でき、高電流密度と高熱伝導率のアプリケーションの要件を満たします。

ろう付けは、MCCB (配線用遮断器) 用のろう付け接点の製造において特に重要です。電気接触抵抗ろう付け (ECR) または接触接合ろう付け技術は、銀接点と銅導体間の安定した低抵抗、高強度の接続を実現します。{{1}

レーザー溶接では、高エネルギーのレーザー ビームを使用して金属を局所的に加熱して溶かし、非常に小さな溶融池を形成します。{0}高精度、最小限の歪み、高速性を実現します。レーザー溶接では、小型電気接点や銀と銅の溶接ボタン接点などの複雑なコンポーネントに対して、きれいで気孔のない溶接が行われます。-

電気接点業界では、信頼性の高い導電性コンポーネントを製造するために、レーザー溶接が電気接点のろう付けと組み合わされることがよくあります。熱の影響を受ける部分が最小限に抑えられているため、銀や銅などの熱伝導率の高い複合材料の溶接に最適です。-

さまざまな溶接方法を選択するには、材料、厚さ、構造形状、および導電率の要件を包括的に考慮する必要があります。

溶接方法を適切に選択することで、信頼性と生産の一貫性を大幅に向上させながら、電気接点アセンブリの導電性を向上させることができます。

電気接点のろう付けや接点溶接の自動化が進むにつれて、溶接技術はインテリジェントで統合されたプロセスに向けて進化しています。現代の製造業では、ロボット溶接と視覚モニタリングを通じて、銀接点ろう付けアセンブリプロセスの完全自動制御を実現しています。将来的には、銀接点の AC 抵抗溶接とレーザーろう付けハイブリッド プロセスがハイエンドの電気接点製造において重要なトレンドになるでしょう。{2}

溶接技術は、接続性能と導電性の両方の中核となる基盤です。伝統的なアーク溶接や抵抗溶接から、最新の電気接触抵抗ろう付けや銅棒への銀接点ろう付けそれぞれのプロセスの進化により、電気業界はより効率的で信頼性が高く、環境に優しい製造の未来に向かって推進されています。