抵抗溶接のジュール熱解析事例

１．概要

抵抗溶接で２枚の薄板板金に電位を設定して電流を流し簿材間で生じるジュール熱を電界解析ソフトウェアF-VOLTで解析しました。
抵抗溶接とは、２枚の母材(被溶接材料)を圧着しながらその間に電流を流し、その抵抗熱で金属を溶かして接合する工法です。
比較的薄い板(薄板板金)の接合に用いられています。

今回は下図のようなモデルを作成し、各電極に電位を設定して両電極間に電流を流しその時に簿材間で生じる発熱量(ジュール熱)を 評価解析しました。

１－１．解析モデルの概要

今回解析しましたモデルの外観形状は図１の通りです。

電流分布／発熱分布の対称性を利用し、今回は図２のような二分の一モデルで解析しました。

１－２．解析仕様

物性条件

	電気伝導率
電　　　極	1.0 x 108
被溶接材料	5.0 x 105

解析条件

図３のように、各電極に[10v]および[0v]をを設定しました。
正電極に印加する電圧は、図４のグラフのように時間的に変化するものとします。

図３：電位設定図

図４：正電極電位の時間変化

２．解析結果

２．1　発熱密度コンター図(電圧印加後0.05秒)

図５：発熱密度コンター図(電圧印加0.05秒後)

２．２　発熱密度コンター図(電圧印加後0.3秒)

図６：発熱密度コンター図(電圧印加0.3秒後)

図７：発熱密度コンター図(アニメーション)

この評価解析は電界解析ソフトウェア F-VOLT で行いました。

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