スポット溶接の打点数とピッチの計算

ナゲット径は係数×板厚の平方根で、板厚1.0mm・係数5では5.0mmです。最小ピッチは板厚の15倍とナゲット径の2.5倍の大きいほうを採り15.0mm。端末距離をナゲット径の1.5倍＝7.5mmとすると、継手300mmで使える範囲は285mmとなり、打点数は285÷15＋1＝20点になります。必要な最小フランジ幅はナゲット径の2.5倍に2mmを足した14.5mmで、指定の16mmなら1.5mmの余裕があります。加圧力は2.40kN、電流は8.5kAが目安です。

板厚とスポット溶接条件の目安（冷延鋼板・2枚重ね）

材質による条件の違い

※参考計算です。規格・工具メーカーの推奨値・機械の仕様によって適正値は変わるため、実機の取扱説明書と最新のJISで確認してください。

スポット溶接の打点数とピッチの計算の詳しい解説

ナゲット径が板厚の平方根に比例するのは、接合部の強度が溶けた部分の断面積で決まり、必要な断面積が板厚に比例して増えるためです。面積は径の2乗なので、径は板厚の平方根に比例します。実務では板厚の平方根の4倍から5倍が目安とされ、5倍を確保できていれば母材が先に破断するプラグ破断の形になります。逆に4倍を下回ると、ナゲットの界面ではがれる界面破断が起きやすく、強度が安定しません。

判断が分かれるのは打点ピッチの詰め方です。ピッチが近いと、すでに打った点に電流が分かれて流れる分流が起き、狙った位置のナゲットが小さくなります。この影響は板厚が厚いほど大きく、板厚の10倍程度までは分流が無視できない領域とされます。強度を稼ぐために点数を増やしたつもりが、分流で1点ごとの品質が落ち、全体では強度が上がらないこともあります。分流を織り込んで電流を上げる方法もありますが、散りの発生と電極の摩耗が早まります。

見落とされやすいのはフランジ幅と端末距離です。電極が板の端に近すぎると、溶融金属が端から吹き出す散りが発生し、ナゲットが形成されません。ナゲット径の2.5倍程度のフランジ幅と、端からナゲット径の1.5倍程度の距離が目安になります。板金の展開図を描く段階でこの幅を確保していないと、後から打点位置を動かせず設計変更になります。電極先端径もフランジ幅の制約を受け、細い電極では加圧が集中して圧痕が深くなります。

材質によって条件は大きく変わります。ステンレスは電気抵抗が高く熱伝導が低いため、鋼板より小さい電流で溶けますが、加圧力は高めにする必要があります。アルミは逆に電気抵抗が低く熱伝導が高いので、鋼板の3倍前後の大電流を短時間で流します。高張力鋼板は加圧力を確保しないと隙間が残り、散りが出やすくなります。いずれの材質でも、電極の先端形状は打点ごとに摩耗するため、定期的な先端の整形と、破壊試験や超音波による品質確認を組み合わせた管理が前提になります。打点位置の設計では、荷重の伝わり方も考慮が要ります。力が集中する端部の打点は他より強度を要求されるため、そこだけピッチを詰めるか、ナゲット径を大きくする条件を別に設定する方法が採られます。均等配置が常に最適とは限りません。

業界・現場での使い方

よくある間違い・注意点

• 打点を増やせば強度が上がると考える — ピッチが近いと分流で1点ごとのナゲットが小さくなり、全体の強度は上がりません。
• フランジ幅を確保せずに設計する — 端に近い打点では散りが出てナゲットが形成されません。
• 材質が変わっても同じ条件で打つ — ステンレスは低い電流、アルミは3倍前後の大電流が要ります。
• 外観だけで品質を判断する — 圧痕があってもナゲットができていない場合があり、破壊試験や超音波での確認が要ります。
• 電極の摩耗を管理しない — 先端が広がると電流密度が下がり、同じ条件でもナゲット径が小さくなります。

関連する規格・公的資料

• 日本溶接協会 — 溶接技術・資格
• 溶接学会 — 溶接の研究
• 日本産業標準調査会 (JISC) — JIS規格
• 日本規格協会 — 規格の頒布・解説
• 高圧ガス保安協会 — 高圧ガス保安
• 日本産業・医療ガス協会 — 産業ガス
• 厚生労働省 — 労働安全衛生
• 中央労働災害防止協会 — 労働災害防止
• 日本鉄鋼連盟 — 鉄鋼材料
• 日本非破壊検査協会 — 非破壊検査

※本ツールは公的基準に基づく参考計算です。医療・法務・税務の判断は最新の告示・規格および専門家の判断に従ってください。

よくある質問（FAQ）

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