溶接とリベット接合はどちらも金属片を接合する一般的な方法です。しかし、用途や特性は異なります。接合が必要な部品を作る場合、リベット接合と溶接の違いを理解することは非常に重要です。この記事では、溶接とリベット接合とは何か、そしてそれぞれの長所と短所について説明します。さらに、これらを活用して、より強度が高く、より長持ちする部品を作る方法も学びます。
目次
リベットとは何ですか?
リベット接合とは、機械的なファスナーまたはリベット（ドーム型の頭部を持つ金属部品）を用いて板金部品を接合する接合方法です。半永久的な非熱接合です。
2枚の板金をリベットで留めるには、それぞれの板金に穴を開け、リベットを取り付けます。リベットの取り付け方法は、使用するリベットの種類によって異なります。穴にリベットを入れたり、ドリルで穴を開けたり、穴にリベットを打ち込んだりする必要があります。
リベットを穴に入れたら、リベットの端を曲げます。叩くか軽く叩くことで曲げることができます。リベットの頭と尾は平らになっているため、リベットが抜け落ちるのを防ぎます。
リベットの種類
リベット打ち工程では、各金属板にドリルで穴を開け、そこにリベットを打ち込む必要があります。一般的なリベット打ちは、主に3つの種類に分類できます。
リベットの位置によって
リベットの位置に応じて、リベット接合は次の 2 つのタイプに分類されます。
- ラップジョイント重ね継ぎを作るには、2枚の金属板を裏返し、覆った部分にリベットを打ちます。重ね継ぎは、使用するリベットの数に応じて、シングルリベットまたはダブルリベットで接合されます。
- バットジョイント突合せ接合を行うには、まず2つの部品を突き合わせます（これがその名の由来です）。次に、2つの部品の片側または両側を、追加の材料（カバープレートやストラップなど）を使用して接合します。最後に、カバープレートをリベットで固定します。
カバープレートの数に応じて
ワークピースに穴を開ける際は、上部にカバープレートを取り付けて固定することができます。このタイプのリベット接合は、突合せ接合に適しています。
- シングルバンドバットジョイント主要部材は重ならないように近接して配置され、単バンドの突合せ接合部を形成します。次に、カバープレートをメインプレートの側面に押し付け、リベットで固定します。
- ダブルストラップバットジョイントダブルストラップバットジョイントはシングルストラップバットジョイントに似ていますが、両側にカバープレートがある点が異なります。2つの板金部品の両側にそれぞれカバープレートを置き、リベットで固定します。
リベットの配置に応じて
このカテゴリでは、金属片を接合するためにリベットがどのように取り付けられるかに焦点を当てます。リベットには2種類あります。
- チェーンリベットジョイントチェーンリベット接合を行うには、リベットを一列に並べる必要があります。そして、リベット同士が完全に向かい合うように、一直線になるように配置します。
- ジグザグリベットジョイントジグザグリベットジョイントのリベットの列は、チェーンストラップの突合せジョイントの場合のように互いに一致しません。
リベット接合のメリットとデメリット
リベット接合は、板金加工サービスにおいて一般的な接合方法です。しかし、いくつかの利点と欠点があります。
利点:
- リベット接合は非加熱の金属接合方法である
- 異種金属および非鉄金属部品に適しています
- 柔軟な設計
- より効率的で信頼性が高い
- 品質検査が簡単に行えます
- 分解してもリベット部分が損傷することはありません
デメリット:
- 総コストが高い
- 全体的な体重の増加
- リベット接合は騒音を増加させる
- リベット部で腐食が発生し、メンテナンスコストが増加する可能性があります。
- 穴があいているため、プレートは弱くなる
金属溶接とは何ですか?
溶接とは、同一または異なる2つの金属部品を熱で接合するプロセスです。金属溶接は永続的なプロセスです。金属同士を位置合わせし、金属部品を溶かし、その後冷却して強固な接合部を形成します。溶接にはいくつかの種類があります。 板金溶接 プロセス。一般的な方法は次のとおりです。
スティックアーク溶接（SMAW）
スティックアーク溶接（SMAW）は、フラックスを塗布した工具を電源に挿入して金属片を接合する方法です。
溶融電極が、接合する2枚の金属板の間に入り込みます。電極とフラックスを溶融させるために、ガスとスラグが生成されます。これらの物質は溶融電極とアークを保護します。
スティック溶接は、金属材料を接合するためのシンプルで持ち運びやすく、安価な方法です。低合金鋼、高合金鋼、炭素鋼、鋳鉄、ニッケル合金の接合に使用できます。
ガスタングステンアーク溶接(GTAW)
GTAW（タングステン不活性ガス溶接）は、チタン、アルミニウム、ステンレス鋼などの鉄系金属および非鉄金属に使用できます。タングステン電極を用いてワークピースを溶融し、溶融池を形成します。ワークピースが硬化した後、この溶融池で接合されます。
TIG溶接はフラックスを必要とせず、非常に高い精度が求められます。さらに、TIG溶接は強度が高く高品質なワークピースを生み出します。
ガスシールドメタルアーク溶接（GMAW）
これは、複数の異なる材料を溶接する最も一般的な方法です。MIG溶接（Metal Inert Gas）は、GMAWの別名です。MIG溶接は完全自動化または部分自動化が可能で、ワークピースと同じ長さの単線電極を用いてワークピースを接合します。シールドガスによってワークピースを外部の影響から保護します。 MIG溶接はTIG溶接とは異なる 衝撃を生じず、継続的である点です。
フラックス入りアーク溶接（FCAW）
フラックス入りアーク溶接（FCAW）は屋外溶接の一種です。鋳鉄、ステンレス鋼、炭素鋼、高ニッケル合金、低合金鋼など、厚く汚染された材料に使用できます。
この金属溶接プロセスでは、フラックス化合物を含む連続中空ワイヤ電極を使用します。また、溶接スラグが発生します。そのため、溶接部の外観を良好に保つには、溶接スラグを溶接部から除去する必要があります。
溶接継手の種類
溶接とは、溶融金属を加熱して2枚の金属板を接合することです。一般的な溶接接合部にはいくつかの種類があります。
- 突合せ溶接突合せ溶接は最も一般的で簡単な溶接プロセスです。溶接前に、溶接する金属を同一平面上に配置します。
- 重ね溶接継手2枚の金属片を重ね合わせ、片面または両面を溶接することで、重ね溶接継手が形成されます。これは突合せ溶接の改良版です。このタイプの溶接は、異なる厚さの金属板を接合するのに適しています。
- Tジョイント溶接2枚の金属板を90°の角度で接合し、T字型に接合します。片方の金属板をもう片方の金属板の中央に置き、T字型に成形するため、T字型溶接と呼ばれます。
- コーナー溶接コーナージョイントを溶接する場合、T字型ジョイントのように中央ではなく、コーナーに金属を配置します。そのため、L字型になります。
溶接の利点と欠点
リベットと溶接を比較すると、金属溶接の方が一般的に選ばれます。繰り返しますが、溶接には長所と短所の両方があります。
利点:
- 溶接部品はより強くなる
- 同種材料にも異種材料にも適しています
- 物事をよりスムーズに見せるので、見た目も良くなります
- さまざまな形状や方法で機械加工できます
デメリット:
- 関節が脆く、疲労強度が低い
- 変形による追加の応力
- 熟練労働者が必要となり、人件費が増加する可能性がある
- 電気が必要なため、運用コストが増加する可能性がある
溶接とリベット打ちの違い
リベット接合と溶接はそれぞれ長所と短所があり、幅広い製品に使用できます。しかし、この2つの工程には重要な違いがあり、特定の製品にのみ適用できる場合もあります。以下では、2つの工程の違いと、適切な方法を選択する方法について説明します。
材料
これら2つの金属接合方法は、類似部品にも異なる部品にも使用できます。リベット接合は、異なる材料で作られた部品を接合するのに最適な方法です。これは、リベット接合では溶接のように板金部品の融点を考慮する必要がないためです。これは溶接では重要な考慮事項です。
スピード
これが溶接とリベット接合の大きな違いです。溶接は異なる金属部品を接合する優れた方法です。これは、生産速度と自動化を向上させることができるためです。一方、リベット接合には、穴あけ、接合、リベットの平坦化など、多くの工程が含まれます。
料金
リベット自体は安価ですが、リベット接合の全体的な工程は通常、溶接よりも高価です。これは、リベット接合には材料、取り扱い、そして人件費といった面でコストのかかる様々な工程が必要となるためです。
強さ
溶接は固定され剛性が高いため、リベット接合よりも強度が高くなります。そのため、溶接は剛性の高いフレームを持つ金属アセンブリの製造に適しています。したがって、溶接はこれらの特性が求められる製品の製造に最適な方法です。
安全性
ある意味では、どちらの方法も安全です。しかし、作業の大部分が機械によって行われるため、溶接の方が安全です。
アプリケーション
リベット接合は、消費財、航空機、橋梁、船舶の製造に使用できます。一方、溶接は軍事、航空宇宙、電気産業向けの部品の製造に使用できます。
溶接とリベット打ちのどちらが良いでしょうか?
板金部品の接合方法は、お客様のニーズによって最適な方法が決まります。そのため、どちらか一方に絞って接合するのではなく、両方の接合方法に影響を与える要因を理解することが重要です。溶接とリベット接合のどちらが適しているか、ぜひお読みください。
金属溶接を選択するタイミングはいつですか?
溶接を決定するときは、次の点を考慮する必要があります。
- 重量感度非常に軽量な製品を作る必要がある場合は、溶接の方が適しています。リベット接合のように完成品の重量が増えることはありません。これは、金属板を接合する際に他の材料を使用しないためです。
- 効率効率を重視する場合、金属溶接は最適な接合方法です。ほとんどの工程が自動で行われるため、2つの金属の接合がより迅速かつ容易になります。さらに、穴を開けたり、釘を打ち付けたりといった作業も必要ありません。
- 美学溶接面は滑らかになるため、見た目も美しくなります。これは、凹凸が醜いと思われがちなリベット接合とは異なります。
- 関節の強さ溶接接合はリベット接合に比べて耐久性が高く、強度も優れています。溶接部品を使用したフレームは強度が高く、長持ちし、たわみにくいため、強度と剛性に優れた製品を作るのに最適な方法です。
- さまざまな形異なる形状の部品を加工する場合、溶接は最適な方法です。リベット接合とは異なり、上記の金属溶接プロセスはいずれも円筒形の金属部品の接合に使用できます。
リベット打ちを選択するタイミングは?
板金製品を作る場合、通常は溶接が最適な方法ですが、場合によってはリベット接合の方が適していることもあります。このことを理解しておけば、リベット接合と溶接のどちらが良いか、より適切な選択ができるでしょう。板金加工の際にリベット接合を選択する際に考慮すべき点をいくつかご紹介します。
- 素材の種類融点の異なる材料を扱う場合、溶接は必ずしも最適な方法とは言えません。板金加工業者は融点を考慮しなければならないからです。しかし、リベット接合の場合はそうではありません。リベット接合は、材料に穴を開け、リベットやファスナーを取り付けるだけの単純な方法です。
- 熱需要リベット接合は、熱を必要としない接合方法に最適です。例えば、アルミニウムは高温では不安定です。そのため、複数のアルミニウム板金部品を接合する場合、高温は通常適していません。つまり、調理器具などのアルミニウム製品にはリベット接合の方が適しています。
- 分解リベット接合された製品は、部品を損傷することなく分解できます。そのため、この接合方法は、品質の再検査が必要な部品や、錆のために頻繁に交換する必要がある部品に適しています。一方、溶接接合は恒久的な接合です。これが、一部の製品においてリベット接合がスポット溶接よりも優れている主な理由の一つです。
- 柔軟な設計リベット接合は製品の構造を破壊しない最良の方法です。
結論
板金部品を接合する方法は様々です。最も一般的なのは金属溶接とリベット接合です。これら2つの方法は動作原理が異なり、長所と短所も異なります。そのため、どちらを選ぶか迷うこともあるでしょう。
最適な施工方法を選ぶには、専門家のアドバイスが必要になる場合があります。溶接とリベット接合のどちらを選ぶかお悩みの場合は、ぜひ当社までお問い合わせください。Yonglihao Machineryが専門的なアドバイスを提供いたします。
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