溶接の基礎

概要

溶接に関わる基本情報をまとめています。詳細内容は各リンクよりご確認いただけます。

金属接合法の分類

溶極式ガスシールドアーク溶接の原理

溶極式（消耗電極式）ガスシールドアーク溶接は、細径の溶接ワイヤ（消耗電極）と母材との間にアークを発生させ、その周囲をシールドガスでシールドして母材と溶接ワイヤを溶融する溶接法です。作業者が手でトーチを操作する半自動溶接の他、ロボット溶接や自動溶接などに幅広く使用されています。

MAG溶接/MIG溶接

溶接する素材や使用するガスの種類によってさまざまな溶接法があります。

■MAG（Metal Active Gas）溶接

活性ガス（炭酸ガス：CO₂、またはアルゴンガス：ArとCO₂の混合）を使用するアーク溶接の1種です。
シールドガスにArとCO₂を使用した混合ガスを用いた場合、スパッタが減り、ビード表面が滑らかになる傾向にあります。
一方でシールドガスにCO₂を用いる溶接法は「炭酸ガスアーク溶接」または「CO₂溶接」とも呼ばれています。
混合ガスに比べスパッタ量は増える傾向にあるものの、より深い溶け込みを得ることができることと、
シールドガスの費用が抑えられるため、多くの溶接現場で利用されています。

■MIG（Metal Inert Gas）溶接

ガスシールドアーク溶接の一種で、シールドガスに不活性ガス（主にHe:ヘリウムあるいはAr:アルゴンガス）を用いて実施される溶接方法です。
MAG溶接、CO₂ガス溶接ではできない非鉄金属の溶接が可能で、溶接面がきれいに仕上がるという特長があります。

溶極式ガスシールドアーク溶接の特長

長所

（1）溶融速度（ワイヤが溶けて溶接部についていく速さ、すなわち溶接の能率の基本となるもの）が速い。
（2）溶接ワイヤがコイル状に巻かれているので連続的な溶接が可能。

手溶接のようなスラグ取りが不要
アークを切らずに連続的に溶接でき、継目個所が少ないなどの理由で「アークタイム率」（作業時間の中で実際にアークを出して溶接している時間の割合）が良い。

（3）溶け込みが深い。（手溶接棒比 1.5 ～ 2 倍）
（4）溶着効率が高い。（CO₂溶接法と手溶接で比べると、溶着効率は前者で約92 ％、後者で約60 ％程度）
（5）1種類のワイヤで適用する板厚の範囲が広い。
（6）溶接部の品質が優れている。
（7）全姿勢溶接が可能。

F（Flat）…　下向き
V（Vertical）…立向き
H（Holizontal）…横向き
O（Overhead）…上向き

（8）1種類のワイヤで適用する母材の範囲が広い。
（9）溶接部の歪みが少ない。
（10）溶接技量の要領が比較的容易に習得できる。（一般的に手溶接法の約1/2～1/3の期間で習得できる）

短所

（1）屋外作業などでは横風に対する防風対策が必要。（たばこの煙がなびく、風速2 m/secで影響する）
（2）磁気吹き現象によりアークが乱れる場合がある。

代表機種

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CO₂/MAG溶接機フルデジタル

YD-350VR1

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CO₂/MAG溶接機フルデジタル

YD-400NE1

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CO₂/MAG溶接機フルデジタル

YD-350RX1

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CO₂/MAG溶接機フルデジタル

YD-350KR2

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TIG溶接の原理

TIG（Tungsten Inert Gas）溶接は、アルゴンガスやヘリウムなどの不活性ガスで覆われた中にタングステン電極と母材の間にアークを発生させ、そのアーク熱により母材を溶解させる溶接法です。タングステン電極は融点が3410℃と高いため、高熱のアーク熱によっても、溶接消耗が少なくアークの安定性が良好なのでよく用いられています。一般的に薄板では溶加材なし、中厚板では溶加材を挿入しながら溶接します。

溶接電源は軟鋼やステンレスの溶接では直流、アルミやマグネシウムの溶接には交流電源が使われます。