CDスタッドボルトの溶接強度について

CDスタッドボルトの溶接強度についてよく質問をいただきます。

スタッド溶接では、スタッドの溶接部径、スタッド、母材に応じた機種を選択し、これらに適応する加圧、溶接電圧を設定する必要があります。

適正な条件が設定されていると仮定しての溶接強度表は図のとおりです。

尚、一般的な標準品において鉄スタッドは軟鋼（SWCH-8R、SGD3など）、ステンレスはSUS304・XM7、アルミはAL1050で製作されております。このステンレスの資料は、母材SUS304の場合です。母材の材質、表面処理などにより強度は変わりますので、より正確な強度を確認したい場合はご使用の母材を用いた溶接検体で強度試験を実施することをお勧めいたします。

加圧測定器

スタッド溶接の溶接条件出しの２大要素は・・・

溶接電圧
そして

加圧です！！

電圧と加圧のバランスが良い溶接を生みます！！

その加圧を管理するのがこの加圧測定器。最適な溶接に必須のアイテムです。

真鍮へのスタッド溶接

先日、客様のご依頼で真鍮の板へのスタッド溶接を行いました。

通常、真鍮には真鍮のスタッドを製作して用いるのですが、真鍮の板の材質によっては鉛の含有量が多かったりで溶接強度にバラツキが生じる可能性があります。

そこで、量産の場合には少し費用がかかりますが、サンプル製作をして試験溶接を行うことになります。今回はＭ８もしくはＭ６のスタッドで量が期待できないとのことだったので鉄にＣＵメッキのスタッドをFS-800GXを使ってトライしました。

条件出しをきっちりやれば、かなりの強度が出ることの結果がでました。

バリ取りホルソー

位置決め治具に並んで多いのが、「バリ取りに関する問い合わせ」です。

スタッド溶接をした時に。その強度の溶接の良好さの目安となるのが、スタッドの根元に出るスパッターです。このスパッターが大きすぎても溶接部位にブローホールが発生して強度が落ちるのですが、見た目の美観を重んじるあまり、スパターが少ない状況では十分に溶け込んでいない場合があり強度的に不安です。

そこで役に立つのが、バリトリホルソーです。溶接したスタッドの径に合わせて適合するホルソーを選んで使用します。ホルソーの細くなっている部分を電機ドリルに装着して溶接したスタッドにかぶせて根元のスパッターを除去します。

用途は、主にアルミの溶接でカーテンウオールなどではやや多めにスパッターが出るくらいに溶接電圧を設定してしっかりと母材に溶け込ませます。ししてバリ取りホルソーで除去します。

ただし、鉄の太径、ステンレスではスパッターも硬くなるのでホルソーの持ちが悪くなります。その場合は、溶接する部位にノンスパッター液や表面張力が働いて玉状にならないくらいに中性洗剤を混ぜた水をつけて（溶接熱を奪うのでなるべく薄くです）から溶接を試してください。発生するススやスパッターをかなり飛ばされ綺麗な仕上がりが期待できます。

スタッド溶接の位置決め方法

お客様から「スタッドは便利なのは分かるけど、どうして位置決めをするのですか？」という質問をたびたび受けます。

方法としては、オーソドックスにすぐ頭に浮かぶのが「ケガキ」と「ポンチング」。

「どちらがいいの？」と言うことになるとポンチは穴が大きすぎると溶接の強度に問題が起きる可能性があるので、ケガキがお勧めなのですが、面倒くさいし、位置決めがしにくい。

そこでポンチで位置決めをした場合、どういう現象が起こるのかと言うと、ポンチ穴が大きすぎると不発状態のものが出て、溶接強度にバラツキが出るのです。

そこで、どうしてもポンチでなければという方には、溶接のバラツキをし少しでも押さえるためタレパンかオートポンチをお勧めします。

ただし、出きるだけ小さめの穴でお願いしますね。

加えて、溶接電圧を１０％程度上げてくださいね！！

その他の方法としては、ガンをボール盤に抱かせ垂直上下動をさせて、頭をもう一ひねりして、母材を固定する治具をスタイドさせたり、回転させて位置を出す方法、ガンの先端のガンリングと脚をはずして、先端が20パイの筒状になった位置決め治具と20パイの穴を開けたテンプレートと組み合わせて位置を決める方法があります。