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Aug 27, 2023

新しい溶接技術: 良いのか悪いのか?

Il cambiamento è inevitabile nel competitivo settore automobilistico.

競争の激しい自動車業界では変化は避けられません。 メーカーは、車両設計の安全性を向上させるだけでなく、燃費に関する新しい政府基準を満たすという課題に直面しています。 エンジニアは、車両の製造に使用する材料を開発する際、安全性、燃費、製造性、耐久性、品質、環境への配慮など、多くの要素を考慮します。

材料と自動車用途は、衝突性能などの重要な基準を満たしながら重量を最小限に抑えるように選択されています。 剛性; 車両の製造時（製造中）、車両が道路を走行している間（テールパイプ）、および車両が耐用年数を経てリサイクルされるときの二酸化炭素排出量と組み合わせた成形要件。 これにより、必要なすべての重要な特性を維持し、最小限のエネルギーで製造できる、より複雑な鋼の設計が可能になりました。

1 つの複雑な部品を製造する場合、複数の部品を接合して製造するよりも、使用するエネルギーが少なくなり、二酸化炭素排出量が減り、強度が向上し、車両重量が減り、コストが安くなる可能性があります。 ただし、このプロセスは衝突修理業界に多くの影響を及ぼします。 修理または交換する材料を特定し、適切な手順を知り、部品を適切に結合するために必要な適切な機器を知ることは、より複雑になります。

一部の部品が大型化、多形状化する傾向により、車両の修理はより複雑になるでしょう。 さまざまな種類の先進的高張力鋼、つまり AHSS (強度定格が 550 メガパスカルを超える鋼) と超高張力鋼、つまり UHSS (強度定格が 780 メガパスカルを超える鋼) が、次のような重要な性能要素に使用されます。クランプルゾーンや乗員コンパートメントなどの車両のさまざまな部分における強度延性と疲労特性として。 鋼は、化学的および/または物理的な製造プロセスやレシピを変更することによって設計されます。 これらの違いを理解すると、損傷がなぜ特定の方法で修復されるのか、また修復コストが修復を正しく完了するために必要な時間、スキル、および機器に相関する理由を説明したり教育したりするのに役立ちます。 TRIP を利用した焼入れ・分割鋼、中マンガン鋼とその修復プロセスについて説明する日が待ちきれません。

自動車メーカーは、自動車の製造を改善する方法を常に模索しています。 スチールに関して言及されたすべての要素は、アルミニウムがニーズに適しているかどうかを決定する要素でもあります。 アルミニウムは、軽量で耐食性があるという利点を備え、あらゆる要素において有力な素材です。

欠点は、原材料を使用した初期製造コストが高く、鋼鉄と比較した場合にビッグフットと同じサイズの二酸化炭素排出量が発生することです。 車両設計にスチールとアルミニウム、さらにプラスチックの両方を使用することで、すべての製造にハイブリッド アプローチが生まれました。

これは修理業界にどのような影響を与えるのでしょうか? 私たちは長年にわたってこうした変化が店舗にもたらされてきたのを見てきたので、その答えは驚くべきことではありません。 車両の新しい材料を修理する需要を満たすには、常に新しい手順と新しい装置が必要であることがわかりました。 今日の販売店は、機器を購入したり、現在の車両やごく近い将来の車両を修理するための技術者を訓練したりする際に、鋼材やアルミニウム素材の新たな進歩をすべて考慮する必要があります。

通常の運転時や衝突時に材料がどのように動作または機能するかを理解することは、近い将来店舗にとってより重要になるでしょう。 使用されているアルミニウムまたは AHSS 鋼の種類と、これらの金属を扱う際の制限を理解していないと、車両を修理する際に大きな欠陥が生じる可能性があります。欠陥により、腐食や強度や延性の変化によりコンポーネントが故障する可能性があります。弱点が生じ、車両製造要件に準拠できなくなります。

所有者が以前よりも長く車を保持しているため、熱影響ゾーン（HAZ）の疲労により、将来的には保証の問題や顧客の信頼の問題が発生する可能性があります。 考慮すべきもう 1 つの要素は、販売店の保証は所有者が車両を所有している限り有効であるため、車両が販売された後でも責任がさらに長く延長されることです。

自動車製造における金属のあらゆる変化に伴い、金属接合方法も変化しました。クリンチ、スクイズ式抵抗スポット溶接 (STRSW)、ガスメタル アーク溶接 (GMAW)、リベット、リベット接合だけでなく、HAZ やその影響も変化しています。特に新しい AHSS では、金属のプラグ溶接や突合せ接合またはオーバーラップを行います。 この焦点により、衝突産業における溶接と、修復される材料を正しく溶接するために必要な機器についての詳細な検討がもたらされました。

私がこれまでの学習と訓練を通して観察したことの 1 つは、衝突修理業界に提供される溶接工の進歩でした。 Pro Spot、Miller、Lincoln-Electric、およびその他の多数のメーカーは、溶接の作成や工場での溶接の再現を実現する新機能を溶接機に提供する機会を捉えました。 これらの溶接機により、技術者にとって HAZ の制御もはるかに容易になりました。 スポット溶接から鋼やアルミニウムの金属不活性ガス (MIG) 溶接に至るまで、より優れた温度制御やパルスを含むこれらの新機能は、衝突修復のあり方を一変させました。

これにより、業界に導入される新しい第 2 段階および第 3 段階の AHSS の準備が整います。 自動車メーカーは、より複雑な形状や金属の分類に対応するための新しい修理手順を確立する予定です。 現在、AHSS には約 30 ～ 50 の異なるグレードがあり (誰に話すかによって異なります)、日々増加しています。 溶接方法、溶接する場所、および溶接を行うことができる長さは、さまざまなグレードの鋼材またはさまざまなアルミニウム合金、および製造される部品の種類に対して自動車メーカーが確立した修理パラメータを満たす装置によって異なります。 加工硬化や構造を真っ直ぐにするために必要な力、さらには新しい鋼材の「スプリングバック」が現在の車両構造以上に技術者にとっての課題となるため、部品の構造を真っ直ぐにすることさえもより複雑になります。 切断が許可されるかどうか、許可される溶接の種類、機器のパラメーターなど、車両の修理に何が必要かを調査することが標準になる可能性があります。 形状が複雑になる中、ダメージはどのように除去されるのでしょうか？ それとも、取り外すことができ、さらに部品交換が必要になりますか? 技術者にとって将来は間違いなく興味深いものとなるでしょう。

これらの鋼材を業界に導入した I-CAR クラスは、単に車を修理したいだけの技術者にとって、時には混乱し、威圧的なものでした。 その情報を読んで学ぶと、不眠症の治療法になることがわかりました。 溶接機の適切な設定と溶接する場所だけを知る必要があるのに、なぜこのようなことを知る必要があるのか​​と彼らは尋ねました。 これは、衝突業界がどこに向かっているのかを考えるときに熟考すべき興味深い点です。

労働力の高齢化が進み、新たに現場に参入する技術者は減少しています。 業界に参入しようとしている人たちは、学費や工具のコスト、そして業界が彼らの卒業を待ちたくないという理由から、技術学校を通らずに、直接お店に出向いて見習いとして学んでいる。 労働者を見つけるのは困難であり、店は高専よりも早く、より優れた教育ができるという考えから、喜んで弟子を受け入れます。 「なぜ私たちが車の修理をするのか」は、見習いの過程で新入社員にどれだけ伝わっているでしょうか？ これは考慮すべき点です。理由が分からないまま、技術者は溶接やその他の種類の修理に関して正しい判断を下せるでしょうか?

さて、これまで述べてきたことを踏まえて、質問させてください。私たちは溶接や自動車の接合方法を教えているのでしょうか? 両者には違いがあると思います。 溶接工は、特定の溶接を行う理由と方法を知っています。 溶接の基本を知っている技術者は、HAZ と鋼の微細構造に対する HAZ の影響に精通しています。 しかし、そのようなトレーニングや知識を持たない従業員を何という言葉が指すのかわかりません。 この知識がないと、車両の修理中にあってはならない間違いや決定が行われてしまいます。

新しい溶接工が業界に導入されたことで、技術者の学習曲線が短縮されました。 正直に言うと、溶接のスキルとその理由を開発するのに費やす時間は減りました。 むしろ、溶接を行うための正しい設定を見つけることが重要でした。つまり、「溶接がなぜこのように見えるのか」ではなく、溶接を「このように見せる」ための設定を見つけることが重要でした。 残念ながら、それだけではありません。 また、ワイヤの速度、熱、正しいワイヤとワイヤのサイズ、溶接される金属に適したワイヤを理解することも重要です。これは、修理中に金属を接合する前に技術者が知っておくべき重要な要素です。

私の意見では、新しい溶接工は良いところも悪いところもあります。 溶接する理由と方法に焦点が当てられていないため悪いですが、溶接機が低いスキルやトレーニングの不足を補ってくれるので良いです。 誤解しないでください。世の中には溶接の仕方を知っている優れた技術者がいます。 しかし、正直に言いましょう。スペクトルの反対側も存在することを私たちは知っています。

どこで溶接を学べますか？ 多くのトレーニングがバーチャルで行われるため、衝突業界にとってはジレンマとなっています。 しかし、バーチャルで溶接を学ぶことはできるでしょうか? 衝突修理の多くは、溶接の学習など、実践的な経験を必要とします。 これが、技術学校が私たちの業界にとって非常に貴重である理由です。 将来の技術者に必要なのは練習と経験です。 高等専門学校は「なぜ」を説明しますが、新しい溶接工が登場したので、そのようなことが起こるのでしょうか？ 実習生の次のシナリオを想像してください。

繰り返しますが、私は業界で観察していることを述べているだけです。 新しい溶接工が業界にもたらした溶接の一貫性と品質に感謝しています。 また、技術者が高品質の溶接を迅速に開始できることにも感謝しています。 私は技術者に、正しい選択をし、修理を完了するために溶接ガイドラインに従うために、金属と製造の背景を知る必要がある理由を理解してもらいたいと思っています。 トレーニングと教育は同時に行う必要があります。

AHSS がより複雑になり、アルミニウムも車両構造製造において依然として有力な候補であるため、技術者は新旧の車両の修理要件をすべて満たすプロセスを必要としていると思います。 また、機器の次の進化も考えられます。

最近、新しいレーザー溶接システムである LightWELD を試す機会がありましたが、見たものには想像以上の感銘を受けました。 技術者は説明書を読むだけで、この溶接機を使用して鋼鉄、アルミニウムなどに驚くべき溶接を行うことができます。 そして溶接は素早く行われます。

レーザー溶接機は、車両製造で使用される新しい金属のニーズに適合する、非常に限定された HAZ を提供します。 また、摩擦撹拌溶接と同様に、レーザー溶接も異種金属の溶接に利点があります。 レーザーは、現在使用されている GMAW と比較して、オペレーターの入力をほとんど必要とせず、ドレッシングもほとんど必要とせずに溶接を行います。 現在の GMAW 溶接機と同様に、レーザー溶接機はどのレベルの技術者でも簡単に使用できます。 さらに、お手頃価格です。

ショップの皆様には、将来を見据え、衝突事故業界にさらなる変化が訪れることを確認することを強くお勧めします。 積極的で将来に目を向けることが、ショップの成功と長寿への最善の道となります。