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アトラスコプコのセルフピアシングリベットで強力、確実に接合する方法

常に完璧なSPRジョイント品質を実現するためのエラー防止技術

セルフピアシングリベットが適切に挿入されているか確認することが必要です。リベットのヘッドを目視点検すれば、ジョイントが良好かを確認できます。ただし、これは全体のほんの一部にすぎません。

強力で確実なジョイントの要素

セルフピアシングリベットは、SPR専用の半管状/管状のリベットを圧入し、ワンアクションで両面から固定する方式です。使用するリベットとダイの設計、接合される板材により、ジョイントの強度と耐腐食性が決まります。

SPRを使用する際には、いくつか設計ルールを適用することにより、より確実な接合を得ることが可能になります。詳細は弊社の技術担当までお問い合わせください。
•    ハイテン材を含む板組の限界値、適用のポイント
• 延性・脆性材料の配置、適用のポイント
•    下板の板厚比、必要な伸び
• その他…

セルフピアシングリベットジョイントの評価

見分けやすい変動要因をいくつか測定することで、評価段階でデータを記録し、作業工程を通じて品質チェックの比較ができます。

外部からの非破壊検査は、ジョイントが定められた仕様の範囲内であることを知るためのよい方法です。ヘッドの形状や平坦度に変動があれば、プロセスの何らかの要素が変わったことが分かります。

評価段階でジョイントの断面を見ることは、接合特性を知る重要な材料となり、ジョイントの強度、耐腐食性、その後のプロセスの安定度を判断するのに役立ちます。

平坦度測定ゲージ

ヘッド高さの平坦度測定ゲージ
プロセスのチェックで主として行われる非破壊検査は、ヘッドの平坦度を測定して行います。手作業による検査で平坦度測定ゲージを使用し、所定の間隔でデータを記録します。

適切に設計されたジョイントでは、ヘッドの平坦度が変わることは締付プロセスに変動が生じたことを示すもので、これによりジョイントの強度や耐腐食性に問題が起きる可能性があります。

設計段階において、ジョイントの通常のヘッド平坦度は、リベットのヘッドが上の金属板よりも若干高くなります。この状態は、ヘッドから下のリベットと金属板との接触が良好であれば問題なく、この段階で適切なデータが得られるように検査基準を設定する必要があります。平坦度測定ゲージはあくまで比較用として、許容される設計からの変動を見つけるために使用します。

プロセスモニタリング

セルフピアシングリベットのプロセスモニタリング
プロセスモニタリングを行うことで、当初の設計からプロセスに変動がないことをリアルタイムで確認することができます。コンピュータによるプロセスモニタリングは、不具合の詳細や製造時の傾向を記録することも可能です。

プロセスモニタリングでは、挿入時のフィードバックをもとにプロセスの過程を記録します。システムに入力された評価段階の適切な接合仕様をもとに、検査段階で比較を行います。これには、曲線に適用された制限値が使われます。それぞれのジョイントはそれぞれ固有の曲線があり、これを基準と重ねて制限範囲外のものにフラグを付けて識別します。

引張試験

引張試験
ジョイント強度の判断には、そのジョイントの引張試験を行うのが最良の方法です。誤った結果を避けるために、可能な限り適用部材と同じ素材を使用することが推奨されます。

最も効果的な試験は、下側の金属板を他の金属板とを引っぱるような、せん断/剥離試験を1点のリベット接合を対象として行うことです。リベットジョイントの一貫性を比較する際に考慮するのに最も関連性があるのは、F-maxとせん断エネルギー吸収です。これは最も一般的な負荷の形態で、引きはがしの場合はリベットに最も負荷のかかる状態であり、ジョイントの弱点が明らかになります。

試験ではリベットによるジョイントが壊れるまで引っ張ります。破壊された断片を見ることで、ジョイントの不具合の様子が分かります。ジョイントの破壊検査により分かる最も一般的な破壊モードは次のとおりです。
  • リベット下端部が下の金属板からはがれる – 複数重ねたジョイントや下の金属板の厚みが上と同じかそれ以下である場合、または多くの接合をするプロセスの合理化によりリベットが理想的な長さよりも短い場合によく見られます。

  • リベットヘッドが上の金属板から抜ける – 極端な破壊モードであり、リベットヘッドの直径を拡大しない限り、これが接合強度の限界となります。上の金属板が著しく薄い2枚の板の接合によく見られます。

断面

断面の評価
ジョイント断面の肉眼による検査は、表面下の不具合や機械的に固定されたジョイント接触部の特徴を知る唯一の方法です。SPRジョイントを設計したら、製造時にリベットセッターと接合する素材が当初の仕様どおりに機能しているか確認することが重要です。このために、基準となるジョイントを測定して重要なパラメータを確認し、製造時にいくつかの数値をもとに比較を行います。これには次のパラメータがあります。
  • K – 上の金属板に対するヘッドの平坦度
  • i – 下の金属板とのインターロック
  • t-min – 下の金属板の残っている最小の厚さ
試験をして確実なジョイントに少しの変動が許容される場合は、これらの測定したパラメータに公差を追加することができます。例えば、0.4mmのインターロックの接合が設計された場合、接合強度の75%だけでジョイントが機能するように十分なマージンをとります。その場合試験で確認を行う際の下限値は0.3mmになります。ジョイントの中心を切断して、「i」と「t-min」の正確な値を測ることが重要で、これを確認するために、ヘッドの幅を測定し、ノミナル直径との比較を行います。

それぞれの用途に最適化されたジョイント

それぞれの用途に最適化されたジョイントを設計することが重要です。プロジェクトの開発段階で当社にご相談いただくことで、最初から確実な成果をお届けします。