スポット溶接・精密溶接専門のこだま製作所の「事例紹介」です。

「銅の溶接」

【銅の溶接について】

銅は、殺菌性に優れ、曲げ加工や絞り加工後の材料劣化が生じにくい材質ですが、溶接は比較的困難とされています。その理由は熱伝導率が高いため熱が逃げやすく、膨張率も高いため、溶接の熱による変化が大きく電気抵抗が小さいためです。また、光を反射しやすい高反射材でレーザーの熱を吸収しにくため、レーザー溶接も高出力が求められます。

「こだま」では、仕様に合わせて様々な溶接方法の選択を行い、銅の溶接に対応しています。

※銅の溶接方法は、こちらから 、お困りの方はこちらから御相談ください。



【銅の溶接事例】

DPP_00355.JPG 銅板(C1020)t0.5と銅支柱(C1020)5×3のアークスポット溶接加工事例点溶接ですが、比較的広い面積で溶接が可能なので、ワーク精度もレーザー溶接ほど必要がなく、コスト的にも安価に加工することができ、異種金属との接合も可能です。

            バッテリー用の電極
             加工数:50個
wbcaa.jpg 銅(C1020)本体にの水路が掘られており、それを塞ぐ蓋を電子ビーム溶接しています。電子ビーム溶接で接合する事により、ロウ付けより強度が上がり、NC加工のため複雑な形状でも溶接可能です。

             水冷装置銅部品
             加工数: 3個
IMG_45488.JPG 銅φ0.2(C1020)と、純鉄t0.05のスポット溶接事例マイクロスポット溶接による、異種材の微細溶接です。溶接付加が小さい為、溶接歪みも目立ちません。

             電解実験用電極
             加工数:10個
IMG_46399.JPG 銅板(C1020)t0.3のスポット溶接事例
銅板を折り曲げて開きを防ぐための溶接加工となります。銅板同士のスポット溶接  可能な板厚はt0.5迄となりますが、左画像のように安定した溶接状態で綺麗に、仕上げること が可能です。

               電極板
             加工数:30枚
IMG_26614.JPG 銅(C1020)t1.2と、電気亜鉛メッキ鋼板(SECC)t1.5のスポット溶接加工事例
左画像は、溶接強度確認後のモノとなります。異種材として難易度の高いスポット溶接加工となりますが、材料特性を把握し、電極管理を正しく行うことで安定した  強度を得ることができます。受託加工累計30万個の実績があります。

            配電盤アース取付金具
             加工数:30万個
IMG_34412.JPG 銅(C102)φ1.2コイルと、銅(C1020)φ1.2の錫メッキ電極のアークスポット溶接事例
線材を並べて、先端を接合する最良の溶接方法です。

             電気部品の電極
            加工数: 300個
IMG_57709.JPG 銅板部品(C102)t1.0と、銅リッツ線(C1020)のヒュージング加工を行った先端部分を抵抗ロウ付けで接合しています。機械的に接合部分を加熱してロウ材を溶かしますので、異種金属との接合も可能です。

               ブスバー
            加工数:1000個
IMG_57714.JPG クローム銅と、真鍮、銅タングステンのガスバーナーによるロウ付けです。異種金属の接合が可能です。

                電極
              加工数:3個
IMG_34556.JPG 銅(C1020)2mm材と、銅(C1.02)t1.2の、アークスポット溶接事例       
溶接条件で、部分的に溶け込みを大きくする必要がある、部品の接合に有効です。

              自動車電装部品
              加工数:200個

その他、銅系の溶接事例は、こちらから

【銅の溶接方法】

1)スポット溶接

スポット溶接とは抵抗溶接の一種で溶接したい2片の金属を電極で上下から挟み込み
接触部を加圧しながら大電流を流すことで、材料の局部に電気抵抗による発熱をさせ
溶融して接合する溶接工法です。抵抗溶接ではポピュラーな工法です。
銅でも純銅は抵抗値が低く溶接が難しいですが、銅合金であれば純銅よりは電気抵抗値が
高くなるためスポット溶接性は良くなります。(リン青銅 C5210や洋白 C7541など)
ただし、クローム銅など溶接が難しくなる場合もあります。

銅のスポット溶接では電極と材料が近似の電気抵抗値となり溶接は難しいです。
ですが、「こだま」では板厚と材質にもよりますが溶接を可能にしています。

スポット溶接の原理3.png

e5c97776d2.jpg

2)ティグ溶接(アルゴン溶接)

ティグ溶接とはタングステン・イナート・ガス溶接の略でタングステンを電極に用い、
シールドガスに不活性ガスのアルゴン等を使用します。シールドガスを噴射し
溶接箇所周辺の酸素等が無い状態で溶接できるため銅の溶接も可能です。

ですが、銅は前項での記述の通り熱伝導率・熱膨張率が高いため
板厚6mm程度が溶接限度です。

TIG溶接はアルゴンガスを使用するため、アルゴン溶接とも呼ばれています。

ティグ溶接の構造図2.png
ティグ(アルゴン)溶接
IMG_66883.JPG

3)ロウ付け

ロウ付けとは、部品の接合方法の一種で、一般的には接合しようとする部品と部品を
ガスバーナー等で加熱し、加熱された部分間にロウ材(真鍮・銀合金)を近づけ溶かし
部材間に流し込み冷却を行い接合する工法です。
銅と銀ロウ等のロウ材は非常に相性がいいため、他の溶接方法で接合出来ない場合には
ロウ付けでの接合を行います。

ロウ付け2.jpg      電極部品_04599.JPG

4)抵抗ロウ付け

抵抗ロウ付けとは、接合させたい母材間に、銀ロウのプレート等の溶加材を挟んで、
抵抗溶接機の電極間にセットして、加圧した電極より金属母材へ大電流を流すことにより
電気抵抗によるジュール熱を発生させ局部的に発熱・溶融させ、ロウ材を溶かして、
母材どうしを接合させる接合工法です。

抵抗ロウ付け2.png IMG_03442-3_R.jpg

5)電子ビーム溶接

電子ビーム溶接とは、真空中で放出した電子を高い電圧で加速させ、
コイルとレンズで収束させビームを部材に衝突させ、超高温を発生させ溶接する溶接方法です。
真空での突合せ溶接(共付け)になります。
DSC_0876755.png

6)超音波接合

超音波接合とは、接合させる部品に、超音波振動と加圧を行い、金属原子間の引力を利用して
固相接合状態を作り出し接合工法です。

超音波接合の原理2.png IMG_21477.JPG

「こだま」がご提供できること

1.秘密保持契約
2.製品に合わせた、溶接方法の選択、各溶接の受託加工
3.治具電極製作及び金型製作
4.豊富な薄板金属の在庫
5.部品製作(金型レス製作で、1個からの対応)
製作内容に合わせた、適切な製作方法の選択
・形状カットにおけるコストパフォーマンス
・曲げ加工におけるコストパフォーマンス
6.金型レス・簡易金型製作、各種部品の1個~約2000個製作
7.熱処理及び、表面処理(対応不可な場合もあります)
8.全国対応

【銅の溶接 技術相談窓口】

小部品の溶接が専門ですが、「こだま」では溶接加工のみから、
部品製作まで、創業50余年、さまざまな銅製品の製作に携わってまいりました。

銅の溶接で課題が生じましたら、お気軽にお問い合わせ下さい!!

IMG_5835.JPG  担当:技術営業
 村川が、対応いたします!


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