概要
抵抗溶接は、接触面に生じる電気抵抗によって発生した熱を利用し、材料を溶融または軟化させて接合する溶接法の総称です。基本的な考え方は単純で、金属部材を圧力で押し付けた状態で電流を流し、界面に局所的な加熱を起こします。そこに加わる力と熱が組み合わさることで溶接部が形成されます。これは電気抵抗溶接の一分野であり、短時間で繰り返し性の高い接合が求められる場面で広く用いられています。
プロセス、設備、条件
主な構成要素は、電源（多くは変圧器またはインバータ）、被接合材を挟み込む一対の水冷電極、そして電流・時間・加圧力を制御する装置です。溶接品質を左右する主要条件は、溶接電流、電極加圧力、溶接時間（またはデューティサイクル）です。電極の形状や冷却は、熱の集中のしかたや、いわゆる「溶接ナゲット」の形成に影響します。現代の装置には、安定した結果を得るためのプログラム制御や監視機能が組み込まれています。
主な種類
- スポット溶接: 2本の電極で一点を加圧し、板金に離散的な溶接点を作ります。
- シーム溶接: 回転する円盤状電極で、重なり合うスポット溶接を連続的に形成します。気密性が必要な継手に使われます。
- プロジェクション溶接: 片方の部材に設けた局部的な突起で電流と変形を集中させ、制御された溶接を行います。
- 突合せ溶接／フラッシュ溶接・アプセット溶接: 厚い部材や端面同士を接合する用途に用いられます。
用途と利点
抵抗溶接は、自動車産業で車体パネルや構造部材を組み立てる用途で最もよく知られていますが、家電、電気機器、電池製造、金属家具でも一般的です。利点としては、生産速度が高いこと、溶加材を必要としないこと、自動化による再現性が高いこと、多くの鋼材では前処理が最小限で済むことが挙げられます。
限界、品質、安全
限界としては、対応できる板厚の範囲が限られること、特にアルミニウムのように表面酸化膜の影響を受けやすいこと、電極摩耗があること、そして安定した強度を得るために電気的・機械的条件を厳密に管理する必要があることが挙げられます。品質評価は、ナゲットの破壊試験に加え、超音波検査や電気的監視などの非破壊的な確認で行われます。安全面では、高電流、挟み込み点、過熱した被膜から生じるヒュームへの対策が必要です。
歴史と特記事項
抵抗溶接は、19世紀末から20世紀初頭にかけて発達した産業用電力システムと歩調を合わせて発展し、大量生産の広がりとともに普及しました。電力電子技術と制御システムの進歩により、エネルギー効率と溶接の安定性が向上し、非鉄合金や、より要求の厳しい生産システムにも適用範囲が広がっています。