作業場では丈夫そうに見える接合部でも、塗装、保守、現場での修理の際に問題が生じる可能性があります。組み立てが容易な接合部でも、振動で緩んだり、製品内部に水が浸入したりする可能性があります。そのため、溶接とリベット接合のどちらを選ぶかは、組立図だけでなく、製品の耐用年数を考慮して決めるべきです。
板金溶接とリベット接合のどちらが良いかという質問に対する簡潔な答えは次のとおりです。
製品を恒久的かつ連続的な構造で支える場合は溶接を使用してください。制御された機械的組み立て、限られた熱、片側からのアクセス、異種材料の混用、または将来の交換によって価値が高まる場合はリベット留めを使用してください。
多くの製品は両方を必要とする。
関節が果たすべき役割を決定する
プロセスを選択する前に、ジョイントを機能的な観点から説明してください。
- どのような荷重がそこを通過するのか？
- 空気、水、埃、光などを遮断する必要がありますか？
- 関節は見えますか？
- 製品を分解する必要がありますか？
- 双方に働きかけることは可能だろうか？
- 材料の膨張率は異なるでしょうか？
- コーティングは接合前と接合後どちらで行われますか？
- 接合部はどのように検査・修理されるのですか？
プロセス名だけではこれらの疑問に答えることはできません。共同設計によって答える必要があります。
溶接がもたらすもの
ベースフレームの場合、溶接によって2つの部品を接合できるため、部品表に別の項目を追加する必要はありません。同様の考え方は、接合部を密閉したり、構造ブラケットを取り付けたりする場合にも適用できます。これは、アセンブリが製品寿命全体にわたって一体構造を維持することを想定している場合に有効です。
そのルートでは以下のことが可能です。
- 連続的または局所的な永久接合。
- 緩んだ留め具の在庫はありません。
- 適切な接合部設計による有効な荷重伝達。
- 化粧直しが適切に管理されている場合は、外観が清潔に見える。
- 溶接されたフレームおよびサブアセンブリとの統合。
トレードオフとしては、熱、歪み、治具、アクセス性、研削、表面変化、作業者の技量への依存などが挙げられます。クランプを緩めた後やコーティング後に部品が動く可能性があります。目視で合格と判断された溶接でも、ドア開口部、取付面、または穴パターンが組立要件の範囲外になる場合があります。
購入者は、個々の溶接指示だけでなく、溶接板金組立ガイドに記載されている最終的な機能関係も確認する必要があります。
Rivetingが提供するもの
リベットは、あらかじめ開けられた穴を通して機械的な接合部を形成します。リベットシステムによっては、片側から取り付けが可能な場合もあり、そのため、リベット接合は、密閉された部材、外板、ガード、およびサービスアセンブリへの適用に適しています。
潜在的な利点としては、以下のようなものが挙げられます。
- 熱による歪みは限定的である。
- 異なる材料の接合。
- 目に見える留め具の存在。
- 適切なブラインドリベットを使用した片面取り付け。
- 予測可能な組み立て手順。
- 修理の際に、穴あけ加工と部品交換が必要になる場合があります。
トレードオフとしては、穴あけ加工、締結具のコスト、工具のアクセス性、締め付け具合、外観、密閉性、ガルバニック相互作用、そして接合部の設計が不適切な場合の緩みや動きの可能性などが挙げられる。
リベットは部品のずれを修正するものではありません。マンドレルを引き抜いたりリベットを取り付けたりする前に、穴の位置、重なり具合、支持方法、および取り付け方法によって接合部の状態を制御する必要があります。
関節を6つの異なる視点から比較する
| 観点 | 溶接 | 魅力的 |
|---|---|---|
| 熱 | 薄いパネルや幅広のパネルを歪ませる可能性がある | プロセス熱はほとんど発生しない |
| アクセス | トーチまたは電極へのアクセスが必要 | 一部のシステムでは片側からのアクセスが可能です。 |
| 分解 | 通常は永続的 | ドリルで穴を開けることは可能ですが、頻繁な修理を想定したものではありません。 |
| 混合素材 | 冶金学的適合性により選択肢が制限される | 機械的接合は、隔離レビューを伴う混合材料をサポートする可能性がある |
| 外観 | 混ぜることもできますが、挽くと手間が増えます。 | ファスナーの頭部は、隠さない限り見える状態になります。 |
| 検査 | 溶接基準は機能と方法によって異なる | ファスナーの種類、存在、設定、穴、締め付け具合を確認できます。 |
最終的な決定には、シーリング、振動、腐食、疲労、洗浄、および現場での修理も含まれるべきです。
筋力は関節系の問題である
強度比較には荷重条件が必要です。結果は以下によって変化します。
- 材質と厚さ
- 関節の重なりと形状。
- 荷重方向;
- 溶接部またはリベットの数と間隔。
- 熱の影響を受けた行動；
- 穴の品質
- 振動と疲労。
- 腐食と温度。
- インストールの一貫性。
連続溶接は不要であり、間隔を空けた溶接で要件を満たす場合には歪みが生じやすい。リベットの列は、穴の位置が不適切な場合、シートが破断すると早期に破損する可能性がある。サプライヤーがプロセスを最適化する前に、エンジニアリング部門は荷重経路と破損条件を明確に定義しておくべきである。
歪みは接合部周辺の製品に変化をもたらす可能性がある
薄いパネル、長い継ぎ目、非対称な溶接、および表面的な研磨は、周囲の形状を変化させる可能性があります。その変化は、ドアの隙間、平面度、金具、シーリング、または取り付けに影響を与える可能性があります。
制御には以下が含まれる場合があります。
- 短めの溶接または千鳥配置の溶接。
- バランスの取れた溶接手順。
- 照明器具および熱管理。
- 共同での再設計。
- 歪みに敏感な領域における機械的接合。
- 溶接後の機能基準点の測定。
広い面については、接合部の確認と大型板金パネルの平面度ガイドを組み合わせてください。
リベットには穴の直径以上のものが必要だ
信頼性の高いリベット接合には、適切な締結具の種類、把持範囲、穴の状態、端部の距離、間隔、アクセス性、および取り付け工具が必要です。
設計では以下の点も考慮する必要があります。
- テール側が部品に干渉する可能性があるかどうか。
- 頭部が顔の見える位置にあることが許容範囲内かどうか。
- 接合部をどのように密閉するか。
- 材料に電気的絶縁が必要かどうか。
- 設定品質はどのように検証されるのか。
- 破損したリベットを交換する方法。
取り付けられるハードウェアは、板金ハードウェア統合ガイドで説明されているように、製品設計の一部です。
コーティングと腐食は、好ましい順序を逆転させる可能性がある
溶接は塗装前に行われることが多く、接合された部品は継ぎ目のない滑らかな仕上がりとなる。この方法では、ねじ山や接地箇所のマスキング、大型部品の慎重な取り扱いが必要となる場合がある。
塗装後にリベット留めすると熱による損傷を軽減できますが、表面に傷がついたり、穴の縁が露出したり、異種材料が接触したりする可能性があります。塗装前にリベット留めすると留め具を覆えますが、隙間や影ができる可能性があります。
唯一の正しい手順というものはありません。環境、仕上げシステム、接合部へのアクセス、外観基準、および補修計画をまとめて定義してください。
サービスと交換 回答を変更する
サービス技術者は、製造現場の作業員とは異なる視点で接合部を見ている。
聞く：
- どのパネルを開けるか、取り外す必要がありますか？
- 周囲の機器を取り外さずに、アセンブリを修理することは可能ですか？
- 交換用ファスナーは世界中で入手可能ですか？
- リベットをドリルで取り外すと、電子機器の近くに欠けが生じるでしょうか？
- 溶接継手による交換は、より大きなアセンブリの交換を必要とするだろうか？
技術者がフィルターにアクセスするために毎週リベットをドリルで取り外す必要があってはなりません。頻繁に開閉するパネルの場合、ネジ、固定式ファスナー、またはヒンジ式の構造は、恒久的な解決策として承認される前に、通常検討に値します。
典型的な製品決定の3つ
構造ベースフレーム
溶接は、製品に必要な恒久的な荷重経路と一体構造を提供する。そのため、治具、溶接順序、真直度、最終取り付け基準点などを早期に管理する必要がある。
取り外し可能な保護スキン
リベットは、めったに取り外す必要がなく、片側から取り付ける必要がある外装材には適しているかもしれません。しかし、定期的な使用が想定される場合は、再利用可能な留め具を使用する方が一般的に良いでしょう。
異素材混合の機器カバー
機械的接合は、溶接を試みることなく、異なる2つの材料を接合することを可能にする。しかし、熱膨張率の差、金属間の湿潤接触、シール性、そして顧客が目にするファスナーの頭部形状などを検討する必要性をなくすものではない。
共同選択記録を使用する
重要な継ぎ目ごとに、板金加工に溶接とリベット留めのどちらを選択するかの理由を記録してください。
- 機能と負荷。
- 素材の組み合わせ。
- アクセスおよびアセンブリの手順。
- 恒久的または実用的な要件。
- シールと腐食への曝露。
- 目に見える表面に対する期待。
- 検査方法
- 修理または交換プラン。
これにより、理由が考慮されないまま「ここに溶接する」または「リベットを追加する」といった単純な判断に矮小化されることを防ぐことができる。
Jeweinは、歪み、ハードウェア、コーティング、検査、梱包、現場アクセスなど、アセンブリ全体における板金溶接とリベット接合のどちらが優れているかを検討できます。購入者は、接合方法が確定する前に、アセンブリの状況と予想される製品寿命をJeweinに伝えることができます。
よくある質問
溶接は板金をリベット留めするよりも強度が高いのか？
定義上はそうではありません。薄板の短い溶接は、一回の荷重に対して弱い選択肢となる可能性がありますが、間隔の広いリベットパターンであれば、荷重をしっかりと支えることができます。材料、重ね合わせ、加熱、穴の状態、荷重の方向によって結果が決まります。
溶接の代わりにリベットを使用すべきなのはどのような場合ですか？
幅広のパネルが溶接熱に耐えられない場合、片側しかアクセスできない場合、異なる材料が接合する必要がある場合、またはアセンブリ全体を交換せずに現場での修理が可能な場合は、リベットを点検してください。
リベット留めされた板金は防水性を確保できますか？
リベット接合部には、シーラント、ガスケットの設計、穴の品質管理、適切なリベットシステムが必要となる場合があります。接合部は、実際の暴露条件に照らして試験する必要があります。
どちらの接合部の方が点検しやすいですか？
機械的な接合では締結具の存在が目視できる一方、溶接検査は溶接の要件と方法に依存する。どちらの場合も明確な合否判定基準が必要である。
溶接とリベット接合は組み合わせることができますか？
はい。機械は、ベースフレームに溶接、めったに取り外されない外装にリベット、サービスドア周辺に再利用可能なネジを使用する場合があります。各接合部はそれぞれ独自の役割を果たすことができます。
