プロジェクション溶接とは、金属部品に設けた突起部、または部品形状の一部に電流と圧力を集中させて接合する抵抗溶接の一種です。

「プロジェクション」とは突起を意味し、あらかじめ部品側に小さな突起を作っておくことで、その部分に電気抵抗による発熱を集中させます。加圧しながら通電することで突起部が溶融・圧潰し、相手材と一体化します。

スポット溶接と似ていますが、スポット溶接が電極先端で接合位置を決めるのに対し、プロジェクション溶接は部品側の突起で接合位置を決める点が特徴です。

■プロジェクション溶接の基本情報

■プロジェクション溶接の仕組み

プロジェクション溶接では、接合する部品の一方に突起を設けます。その突起を相手材に接触させ、上下の電極で加圧しながら電流を流します。

電流は接触面積の小さい突起部に集中するため、その部分で大きな抵抗発熱が発生します。突起が加熱されて軟化・溶融し、加圧によってつぶれることで、相手材と強く接合されます。

ナットやボルトにあらかじめ突起が付いている場合も多く、板金部品へナットやスタッドを効率よく固定する方法として広く使われています。

■プロジェクション溶接の特徴

プロジェクション溶接の特徴は、接合位置を突起形状で安定させやすいことです。

スポット溶接では電極の位置決め精度が重要になりますが、プロジェクション溶接では突起部が発熱点になるため、接合位置を部品形状で管理しやすくなります。

また、複数の突起を設ければ、1回の通電で複数箇所を同時に接合できる場合があります。そのため、量産部品の接合効率を高めやすい加工方法です。

■プロジェクション溶接のメリット

■プロジェクション溶接のデメリット

プロジェクション溶接のデメリットは、突起形状の精度が溶接品質に大きく影響することです。

突起の高さ・形状のばらつき　　　→　電流の集中状態が変わり、溶接強度不足や過溶接が発生する

加圧力や通電条件が適切でない　　→　突起が十分につぶれず、接合不良につながる。

さらに、

◆部品同士の位置ズレや密着不足があると、ナットの傾き、ねじ穴位置ズレ、溶接不良が発生する可能性があります。

■プロジェクション溶接が使われる主な用途

■プロジェクション溶接とスポット溶接の違い

■プロジェクション溶接とアーク溶接の違い

プロジェクション溶接　　　→　電気抵抗による発熱を利用する抵抗溶接です。

　　　　　　　　　　　　　　　溶加材を使わず、短時間で接合できるため、量産ラインに向いています。

アーク溶接　　　　　　　　→　アーク熱で母材や溶加材を溶かして接合します。

　　　　　　　　　　　　　　　厚板や構造物には対応しやすいが、スパッタ、熱歪み、

　　　　　　　　　　　　　　　ビード仕上げが発生する場合があります。

◆ナットやボルトを板金に効率よく取り付けたい場合は、プロジェクション溶接が有効です。

■プロジェクション溶接で発生しやすい不良

プロジェクション溶接で発生しやすい不良には、溶接強度不足、ナットの傾き、位置ズレ、スパッタ、焼け、溶け込み不足、過溶接、ねじ山損傷があります。

特にナット溶接では、ねじ穴にスパッタが入ると、ボルトが入らない、ねじ込み不良になるなどの問題が発生します。

また、突起が十分につぶれていない場合は、外観上は付いているように見えても、引張強度やせん断強度が不足していることがあります。

■プロジェクション溶接の注意点

プロジェクション溶接では、突起形状、加圧力、溶接電流、通電時間、電極形状、ワークの密着状態を適切に管理する必要があります。

突起が小さすぎると発熱が不足し、大きすぎると過大な電流や加圧が必要になります。また、電極が摩耗すると加圧状態や通電状態が変わり、品質がばらつきやすくなります。

量産では、溶接条件の管理だけでなく、ナット供給、位置決め、電極メンテナンス、抜け強度確認も重要です。

■図面指示で注意すべきこと

図面では、溶接位置、ナット・ボルトの種類、材質、ねじサイズ、溶接方向、溶接強度、外観要求を明確に指定します。

ナット溶接では、ねじ穴位置、傾き許容、スパッタ混入不可、ねじゲージ確認の有無も重要です。

強度が必要な部位では、引張試験、トルク試験、剥離試験などの検査条件を指定しておくと、品質の認識違いを防ぎやすくなります。

■まとめ

プロジェクション溶接とは、部品に設けた突起部へ電流と圧力を集中させて接合する抵抗溶接です。ナット溶接、ボルト溶接、ブラケット接合、板金部品の量産接合に多く使われます。

突起部に発熱を集中できるため、位置精度や量産性に優れ、複数点を同時に接合できる場合もあります。

一方で、突起形状、加圧力、通電条件、電極状態によって品質が大きく変わります。高品質なプロジェクション溶接を行うには、溶接条件の管理、部品精度、位置決め、ねじ部のスパッタ対策、強度確認を適切に行うことが重要です。