抵抗スポット溶接（Resistance Spot Welding）

抵抗スポット溶接とは（概要と製造業における位置づけ）

抵抗スポット溶接とは、2枚以上の金属部材を重ね合わせ、その接触部を電極で加圧しながら大電流を流すことで、局所的に溶融・接合する溶接方法です。英語では「Resistance Spot Welding（RSW）」と呼ばれ、抵抗溶接法の中でも最も代表的な工法として知られています。

この溶接法は主に薄板金属の接合に用いられ、自動車・家電・産業機械などの大量生産ラインで不可欠な技術となっています。溶接時間が非常に短く、作業の自動化が容易である点が大きな特徴です。

抵抗スポット溶接は、19世紀末から20世紀初頭の工業化・大量生産の進展とともに発展しました。特に自動車産業の成長により、「短時間で均一品質の接合を大量に行う」技術が求められたことが、この溶接法普及の大きな要因です。

従来のリベット接合やボルト接合と比べ、部品点数を削減でき、作業時間とコストを大幅に低減できる点が評価されました。その結果、車体構造の軽量化・生産性向上に大きく貢献し、現在でも量産製造の中核技術として使われ続けています。

抵抗スポット溶接の原理は、電気抵抗によるジュール熱の発生に基づいています。2枚の金属板を電極で挟み込み、そこに高電流を流すと、金属同士の接触面に電気抵抗が生じます。

この抵抗によって発生した熱が局所的に金属を溶融させ、圧力を保持したまま冷却されることで、ナゲットと呼ばれる溶接点が形成されます。溶接は数ミリ秒から数百ミリ秒という極めて短時間で完了します。

抵抗スポット溶接では、以下の3要素のバランスが溶接品質を大きく左右します。

これらを適切に制御することで、安定した溶接強度と外観品質が確保されます。

溶接電源、加圧機構、制御装置を備えた装置で、据置型・ポータブル型・ロボット搭載型などがあります。近年ではインバータ制御方式が主流です。

電極には銅合金が使用されることが多く、通電性と耐摩耗性が求められます。電極先端形状は溶接品質に直結するため、定期的なメンテナンスが不可欠です。

電極および溶接機の温度上昇を抑えるため、水冷システムが組み込まれています。冷却不足は電極寿命低下や品質不良の原因となります。

一方で、抵抗スポット溶接には以下のような制約も存在します。

これらの課題を補うため、他の溶接法や接合技術と併用されるケースも多く見られます。

車体パネル、フレーム、ドア、フロア構造など、1台あたり数千点以上のスポット溶接が使用されます。自動車製造における代表的な接合技術です。

冷蔵庫、洗濯機、エアコンなどの外装・内部構造の薄板接合に活用されています。

一部の補助構造部材や内装部品で使用され、軽量化と生産性向上に寄与しています。

抵抗スポット溶接は比較的安全な溶接方法ですが、高電流・高温を扱うため注意が必要です。

安定した溶接品質を維持するためには、以下の管理項目が重要です。

近年では、インバータ制御溶接機やサーボ加圧方式の普及により、溶接条件の高精度制御が可能になっています。また、AIを活用した溶接品質監視や、電流波形解析による異常検知など、スマートファクトリー化も進んでいます。

抵抗スポット溶接は、薄板金属の高速・高効率な接合を可能にする、製造業における基幹溶接技術です。大量生産に適した特性と自動化との親和性の高さから、今後も自動車産業を中心に幅広い分野で活用され続けるでしょう。

一方で、材料特性や板厚に応じた適切な条件設定と、設備・電極の管理が品質確保の鍵となります。これらを理解し、適切に運用することで、抵抗スポット溶接は高い生産性と安定品質を両立できる有効な接合技術となります。