抵抗溶接用W、Mo電極

抵抗溶接では、接合する部材と部材を互いに押圧させて電流を流し、部材間の各所に溶融材料の溜まりたができるまで加熱します。この過程では、大きな電流と強い圧力が求められます。

厚い金属シートを溶接するときは、電極と溶接対象部材間にかかる力が450MPaに達することがあります。これほどの負荷に耐えなければならないということは、溶接電極にとってはかなり厳しい要件です。

プランゼーの高融点金属やその合金でできた溶接電極は、比較的高い導電性を持ち、高温での安定性もずば抜けています。このため、銅、銅合金などの従来の材料より寿命がかなり長くなります。電極寿命を延ばす、このプランゼーの材料を、ぜひ一度お試しください。

タングステンや、モリブデンや、それらの合金でできたプランゼーの溶接電極は、とくに銅などの導電性の高い材料の溶接に適しています。プランゼーの溶接電極は、以下のような用途に使われています。

スポット溶接ローラー溶接プロジェクション溶接アプセット溶接

スポット溶接用の電極は、ソリッド電極からバックキャスト電極（インサート電極）にいたるまで、お望みの用途にぴったり合った製品を提供することができます。

プランゼーは以下の材料からソリッド電極を製造しています。

W, WL10, WL20
Mo, TZM
WCu70/30, WCu75/25, WCu80/20, WCu90/10
Tungsten-heavy metal alloy (DENSIMET®)

プランゼーは以下の材料からバックキャスト電極（インサート電極）を製造しています。

CuCrZr shaft with W, WL10, WL20, Mo or TZM insert
Cu shaft with W, WL10, WL20, Mo or TZM insert

優れた最適な電極は何ですか？

次のファクターが決定的であるとプランゼーは考えています。
1.ソリッド電極および電極インサートの材料特性
2. 銅とW電極のシームレスな結合
3. 仕様要件に応じた電極加工

1. 1. 材料特性

プランゼーが製造・使用する材料の特徴は、組織がきわめて均一なこと、そして細長い酸化ランタン粒子を多数含んでいることです。この微細で均一な結晶粒組織のおかげで、横断面全体にわたって特に高い密度と良好な硬さを実現することができます。

ここでは、プランゼー製材料の標準的組織を他メーカー製材料との比較で示します。他メーカー製材料の不均一で粗い組織は、成形度が不十分なために多孔質になる危険性が高いことを示唆しています。このような組織は、チッピングや加工品質の低下、そして溶接性能の低下のつながります。

プランゼー製材料の縦断面（左）と横断面（右）

参照材料の縦断面（左）と横断面（右）

2. バックキャスト電極の接合技術

タングステン（W、WL10、WL20）製またはモリブデン（Mo、TZM）製の電極インサートと銅（Cu）製または 銅クロムジルコニウム（CuCrZr）製のシャフトとの接合状態が良好であればあるほど、溶接結果は良好で再現性も高く、そして耐用寿命が長くなります。

なぜそうなのでしょうか？プランゼーの製造方法では、電極インサートとシャフトとの間にシームレスな接続を実現できます。その結果、インサートとシャフト間の電気的な接触抵抗が低くなり、導電性が向上するので熱伝導率が向上します。こうして、電極チップの高い冷却効率を得ることができます。

対照的に、はんだ付けで形成された電極は、製造方法に由来する空隙を含んでいます。空隙は一様ではないので、はんだ付けで製造された電極の接触抵抗にはバラツキがあり、冷却性能は安定しません。

さらに、プランゼーの接合技術は、資源消費の低減により環境負荷の少ない生産の実現に貢献しています。つまり、部材間の接合の状態が最適であることから、使用電流が大幅に低減し、お客様のエネルギー消費の節減につながっているのです。これはお客様の環境フットプリントにポジティブなインパクトを与えるものです！

下記の画像は比較として、はんだ付けされた電極インサートの断面拡大写真（左）と当社のバックキャスト電極の断面拡大写真（右）です。

左では、電極とシャフトの接合部に空隙がはっきり見えます。これを右のバックキャスト電極の欠陥がない接合部と比較してください。

各画像は約2,500µmです。

プランゼー製バックキャスト電極のもうひとつの利点は、良好な曲げ強さにあります。図に示すように、バックキャスト電極は、フローレス接合により、市場に出回っているタイプのはんだ付け電極と較べて曲げ強さの安定性が大きく向上するとともに、設計の特徴により剛性も向上しています。

上図は、曲げ強さについてインサート電極をバックキャスト電極およびはんだ付け電極と比較したものです。曲げ試験では、インサート電極をホルダー内に水平にクランプし（クランプ長さは実際に使用するときと同じ）、電極チップにおいて垂直方向の力を加えて加圧しました。この比較試験が示すのは、バックキャスト電極は他のタイプの電極よりもはるかに大きな力に耐えられる、ということです。

はんだ付け対金属鋳造
スポット溶接の勝者は…

バックキャスト電極の長所をご覧ください：

電極とシャフト材料の確実な接合
一定した水準の電気抵抗
不変の熱伝導率
エネルギー消費が少ないこと
再現性をもたらす電極の品質
実用的なアプリケーションのプロセス安定性

お客様の利点：長寿命化と均一な溶接パラメーター

電極の加工

プランゼーは数十年の生産経験により、最高品質の製品をリーズナブルな価格で提供できます。必要な製造設備を持っており、お客様独自の要件を満たすことができます。図面をお送りいただければ、精密な仕様に合ったお望みの電極を製造いたします。

プランゼーはスピードにこだわります。スピードを強く意識して、標準ストック、つまりさまざまな寸法のモリブデン、タングステン、およびそれらの合金のロッドからソリッド電極を製造します。プランゼーは以下の規格に従ってバックキャストインサート電極を製造しています。

SHAFT-POS. 1	Ø D x L	INSERT-POS. 2	ø d ±0,02
CuCrZr	Ø12 x 96	WL10	ø 3,20
			ø 4,20
			ø 6,35
		WL20	ø 3,20
			ø 4,20
			ø 6,35
		W	ø 6,35
		TZM	ø 6,35

溶接材料に応じて電極材料を選択：接合する材料に応じて推奨できるプランゼー製電極材料は以下のとおりです。

溶接する材料	溶接する材料*
コーティングされていない鋼	CuCrZr / W
ステンレス鋼	CuCrZr / WCu
コーティング鋼	CuCrZr / Mo / W / WCu
純銅	Mo / W / WCu
真鍮 (CuZn / Tin Bronze CuSn)	CuCrZr / Mo / W / WCu
その他のCu合金	CuCrZr / Mo / W / WCu
銅+銅合金コーティング	Mo / W / WCu
他の非鉄金属（Al、Mg、Ni、Ti）	CuCrZr / Mo / W / WCu
貴金属 (Ag, Au, Pt)	CuCrZr / Mo / W / WCu
高融点金属 (Mo, Ta, Cr)	W

* Mo、主にTZM / W、主にWL10 / WCu、主にW80Cu20

プランゼー製電極の主な特長：

完全内製で短納期を実現
高品質水準、再現可能な品質
特注要件を満たすソリューションを提供
完全なトレーサビリティ、コンフリクトフリーな原材料・製品のみ
年間契約による安全在庫からの期日指定納入

スポット溶接では、電流を流したときの電気抵抗によって発生する熱を利用して2つの導電性金属部品を接合します。2つの電極で金属シートを圧着し、溶接電流を流して接触面で熱を発生させます。溶接点には、大電流を流します。スポット溶接の長所は、大量のエネルギーをごく短時間に1点に集中させることができるところです。金属シートのほかの部分は、それほど加熱されません。通常、金属シートの厚さは0.5～3mmです。

プロジェクション溶接の銅タングステン電極

当社は、米国溶接協会（AWS）のRWMA規格に準拠したプロジェクション溶接プロセスのために、75％のタングステンと25％の銅を含む100％浸透タングステン銅を供給しています。この複合材料は、タングステンの強度と銅の優れた熱伝導率と電気伝導度の両方を兼ね備えています。

当社の品質にお任せください。当社の銅タングステン電極の材料特性は一定しています。その均一な微細構造は、それらが容易に機械加工できることを意味しています。

当社は銅タングステンロッドをすぐにお届けできます。こちらをご覧ください。

プロジェクション溶接はスポット溶接の一種です。このプロセスでは、接合する母材の一方または双方に突起部を設けて溶接を行います。
熱はスポット溶接の場合と同様に発生させますが、この場合は主に突起部で熱が発生します。プロジェクション溶接では、接合部の間隔を縮めることができます。突起部を位置決めに利用することもできます。プロジェクション溶接は通常、金属板のスタッド、ナットなどのネジ類の溶接に使用します。