Rebelt Welding und Rebelt Processing: Prospektdetails und Anwendungsleitfaden

リベット溶接とリベット溶接加工詳細・応募方法

リベット接合技術は、そのユニークな接合メリットから、機械製造、航空宇宙、自動車産業において欠かすことのできない加工方法です。

リベッティングは電気溶接の一種で、コールド・リベッティングとホット・リベッティングに分けられる。コールド・リベット接合はリベットによる接合を意味し、ホット・リベット接合は2つの金属の接合部分を高温で溶かすことを含む。この製法は特に異なる材料からなる部品の接合に適しており、一方の部品には他方の部品の穴の中に伸びるリベット・ポストがあり、プラスチックの冷間流動または溶融によってポストは変形してリベットの頭部を形成し、2つの部品を機械的にロックする。

01 リベット接合と溶接工程の基本原理と分類

リベット溶接プロセスは、その作業原理と加熱方法によっていくつかのタイプに分けられる。それぞれのタイプは、特定の適用場面と利点を持っている。

熱間リベット溶接は最も一般的な形式の一つである。ホット・リベット溶接では、圧縮溶接ヘッドが加熱するので、リベット・ポスト上にリベット・ヘッドを形成するのに必要な圧力が少なくなり、リベット・ヘッドに生じる残留応力が少なくなる。このプロセスは、典型的な溶接サイクルが1～5秒であるガラス充填材料を含む冷間リベット溶接よりも、はるかに広範囲の熱可塑性材料に適用できる。

熱間リベット溶接とは異なり、冷間リベット溶接は高い圧力を加えることによってリベット・ポストを変形させる。この方法は、コールド・フローがリベット・ポストの領域に大きな応力を引き起こすので、延性の良いプラスチックにのみ適している。

技術が進化するにつれて、より高度なリベット打ち方法が登場した：

熱風リベット溶接：リベット・ポストは過熱空気の流れによって加熱され、リベット・ポストを取り囲む空気管を通して熱を伝える。その後、別の冷間溶接ヘッドがリベット・ポストを圧縮するために下げられる。

超音波リベット溶接: 溶接ヘッドから供給される超音波エネルギーを利用してリベット・スタッドを溶かす。ウェルド・ヘッドからの一定の圧力下で、溶融したリベット材料はウェルド・ヘッド内の空洞に流れ込み、希望のリベット・ヘッド設計を形成する。この方法の典型的な溶接サイクルは2秒未満であり、手持ち溶接ヘッドで実施できる。

02 リベット打ちおよび溶接工程の主要技術パラメータ

リベット打ちの品質は、多くの技術的パラメーターに大きく影響される。インパクト・リベット技術では、内部の機械的接続構造の複雑さ及び釘打ち中の内部及び外部条件の高い要求のため、リベット接合部の不安定な品質及び高い維持費につながりやすい。

工程パラメータの最適化は、リベット継手の品質を改善する鍵である。スクリュー速度、送り速度のようなパラメーターを研究し、直交試験を通して設定値を監視することによって、リベット接合工程を最適化できることが示されている。例えば、1.2mmのRC5754+3.5mmの6082-T6アルミニウム合金板の場合、穴形成段階と対応するリベット・ガンの最大ダウンフォースのための工程パラメータの最適な組合せは、これらのパラメータを最適化することによって得ることができる。

リベットの一般的な技術要件も非常に厳しい。例えばアルミ合金圧力容器の場合、シリンダーの縦溶接部と横突き合わせ溶接部の位置ずれ量は、特定の規定に準拠する必要がある。剪断後のフライス開先と溶接収縮の要因を考慮し、リベットと溶接の前にシリンダーを適切な長さと幅方向の許容値（例えば6mm）で確保する必要がある。

溶接パラメーターの選択は、最終的な品質に決定的な影響を与えます。アルミニウム合金のシリンダー溶接を例にとりましょう：

直径1.6 mm、アーク電圧19～25 V、溶接電流270～300 A、溶接速度12～15 cm/分のER5356ワイヤーを使用して、シリンダー外側の長手方向継ぎ目をプラズマ溶接することができる。

直径1.6 mm、アーク電圧15～20 V、溶接電流320～380 A、溶接速度15～20 cm/分のER5356ワイヤーを使用して、シリンダーの長手方向の継ぎ目を手作業でTIG溶接することができる。

03 さまざまな産業におけるリベット溶接の応用例

リベッティング技術は、そのユニークな利点のために多くの産業分野で広く使用されている。自動車産業はリベット技術の最も重要な応用の一つであり、インパクト・リベット技術は自動車溶接工場で一般的な接合技術である。内部接続修正、リベット・ガン分類管理、メンテナンス戦略修正、テスト・リンク管理などの面でインパクト装置を最適化することにより、現場での釘折れなどの品質問題を効果的に減少させ、装置全体の効率（OEE）を向上させ、毎日のメンテナンス・コストを削減することができる。

リベットと溶接工程も圧力容器の製造において重要な役割を果たしている。5083アルミ合金圧力容器を例にとると、この合金は耐食性、優れた加工性能と溶接性能を持ち、軽量で比強度が高いため、高圧開閉器産業で広く使用されています。

合理的なリベットと溶接の順序によって、変形を効果的に制御し、製品の品質を確保することができる。

その他の重要な応用分野には以下のようなものがある：

電気通信産業：通信機器の製造において重要な役割を果たしている。

エレクトロニクス産業：特にプリント回路基板の製造。

医療機器：精度と信頼性が重要な分野。

消費財：様々な日常消費財の生産に広く使用されている。

04 リベット溶接の品質管理の専門知識

高品質のリベット打ちと溶接工程を達成するには、多くの領域で厳密な管理が必要である。リベット打ちと溶接の順序の選択は製品品質に大きな影響を与える。例えば、アルミニウム合金シェル製造の場合、異なるリベッティング・ソリューションは異なる結果を導き得る。

3つのオプションを比較することにより、ステップ・バイ・ステップのリベットと溶接によるオプション2が、最も高い人員利用率と設備利用率、最も短い作業時間を達成し、1つの校正工程を減らすことができることがわかった。この方式では、溶接後の内径寸法の差Dmax-Dmin≦3mmで、設計要件と設置要件を満たすことができる。

非破壊検査は、リベット溶接の品質を保証する重要な手段である。圧力容器やその他の重要な機器のために：

クラスA溶接部（溶接A1、A2など）は、溶接後24時 間以内にX線検査を受けるべきである。

カテゴリーCおよびDの溶接部（溶接部C1、C2、C3、 D1など）は、溶接後24時間以内にカラー・テストを行 う。

試験結果は、関連する業界規格（JB/T4730溶接Ⅰ規格など）に沿ったものでなければならない。

圧力試験は、リベット溶接の品質を確認する最終段階である。設計要件に従って、溶接されたタンクは漏水試験のために特定の水圧（例えば1.2MPa）の下に一定時間（例えば5分間）保持される必要がある。適格な容器は、水漏れがなく、明らかな変形がなく、健全であるべきであり、実際の耐圧性は設計要件を満たす必要がある。

05 リベット接合と溶接加工のよくある問題と解決策

リベッティング加工中に様々な問題が発生する可能性があり、不安定なリベッティング品質はより一般的な問題の一つである。インパクト・リベッティング技術の不安定なリベッティング品質の問題は、装置の内部接続改造の最適化、リベット・ガンの階層的管理、メンテナンス戦略の修正及びテスト・セッションの管理によって解決することができる。

溶接の歪みもよくある課題である。歪みは、リベットと溶接の正しい順序を選ぶことによって減らすことができる。例えば、オプション2(最初に母シリンダーと母シリンダー・フランジを組み立て、C1とC2を溶接し、次にスタブ・シリンダーとスタブ・シリンダー・フランジを組み立て、C3を溶接し、最後に2つの溶接された一体部品を組み立て、D1を溶接する)は、他のオプションに比べて歪みをよりよく制御できる。

折れた爪の問題に対する解決策には、次のようなものがある：

機器の安定性を向上させるために、機器内部の接続を修正する。

適切なリベット・ガンの使用を確保するためにリベット・ガンの等級付けを実施する。

機器を定期的に点検・整備するためのメンテナンス戦略を見直す。

テストセッションの管理を強化し、問題をタイムリーに特定・解決する。

06 専門的なリベット加工サービスの選び方

専門的なリベット加工サービスを選ぶ際に考慮すべきいくつかの要素がある。技術的能力が第一の考慮事項である。専門的なリベット加工サービス・プロバイダーは、異なる材料と製品要件を扱うことができる多様なリベット設備と技術を持つべきである。彼らは異なるリベット加工工程の長所と短所を認識し、顧客のニーズに基づいて最も適切な解決策を提案できるべきである。

品質保証システムも考慮すべき重要なポイントである。信頼できるサービス・プロバイダーは、原材料の検査から完成品の検査までの全工程の品質管理を含む、確立された品質管理プロセスを持っているはずである。また、製品の品質を保証するために、標準的な非破壊検査方法（X線検査やカラー検査など）を用いるべきである。

経験や専門知識には以下のようなものがある：

特定の業界（自動車、圧力容器など）におけるサービスプロバイダーの経験。

リベッティング及び溶接工程のパラメーターを最適化するための深い理解と能力。

歪みの制御や釘折れの問題など、一般的なリベッティングの問題を解決する能力

包括的な試験報告書と証明書を提供する能力により、製品が関連する業界標準に準拠していることを保証します。

製造業が軽量化と高強度の方向に発展するにつれて、リベッティング技術も進歩している。現代のリベッティング加工は自動化され、インテリジェントなアップグレードは、直交試験とパラメーターの最適化を通して、リベッティングの品質を正確に制御することができ、同時に生産ライン上のロボットの選択に信頼できる基礎を提供する。

適切なリベッティング加工サービスを選択するとき、供給業者の品質管理システムと業界の経験に注目し、供給業者が規格に準拠したホット・リベッティング、コールド・リベッティング又は超音波リベッティング・ソリューションを提供できることを確認することが重要である。