メイブンレーザー ポピュラーサイエンス｜一般的な溶接方法10選

1. 被覆アーク溶接（SMAW）

    

   被覆アーク溶接は、溶接工が習得しなければならない最も基本的な技術の一つです。この技術を十分に習得していないと、溶接部に様々な欠陥が生じます。

    
2. サブマージアーク溶接（SAW）

    

   サブマージアーク溶接は、電気アークを熱源とする溶接方法です。溶融金属がスラグによって空気から遮断され、作業が高度に機械化されているため、溶け込みが深く、生産性が高く、溶接品質に優れているのが特徴です。そのため、中厚板構造の長尺溶接に適しています。

    
3. ガスタングステンアーク溶接(GTAW/TIG)

    

   GTAWに関する重要な注意事項は以下のとおりです。

    

   （１）タングステン電極は常に鋭利な先端に研いでおくこと。鈍い電極は電流の散乱やアークの不安定を引き起こし、溶接を台無しにする。

    

   （２）タングステン電極が溶接部に近すぎるとワークピースに付着し、遠すぎるとアークが散乱して溶接部が黒ずんだり、電極の摩耗が早くなったり、溶接作業者の放射線被ばく量が増えたりする。できるだけ近づけておくのが良い。

    

   （３）トリガー制御は、特に薄板溶接では技術を要する。短時間ずつスポット溶接を行う。ワイヤの自動送りや移動機能を備えた自動溶接機とは異なり、連続溶接ではワークピースが焼き切れてしまう。

    

   （４）手動でワイヤを送るには、優れた感覚が必要です。高品質の溶接ワイヤは、あらかじめ巻かれたワイヤを購入する代わりに、304ステンレス鋼板からシャーリングマシンで切断することができます。もちろん、良質なあらかじめ巻かれたワイヤは卸売業者から入手できます。

    

   （５）常に換気の良い場所で作業し、革手袋、難燃性衣服、自動遮光溶接ヘルメットを着用してください。

    

   （６）溶接トーチのセラミックノズルを使用してアーク光を遮断します。具体的には、トーチの後部ができるだけ顔に向くようにします。

    

   （７）熟練溶接工は溶融池の温度、大きさ、トーチのトリガー操作について直感的な感覚と予感を持っている。

    

   （８）黄色または白色のタングステン電極は、より高度な溶接技術を必要とするため、優先的に使用する。

    
4. 酸素燃料ガス溶接（OFW）

    

   酸素燃料ガス溶接は、金属ワークピースの接合部で炎を用いて母材と溶接ワイヤを加熱し、溶融させて溶接を行う溶接方法です。一般的な燃料ガスとしては、アセチレン、液化石油ガス、水素などがあり、酸素が主要な酸化剤として用いられます。

    
5. レーザー溶接

    

   レーザー溶接は、高エネルギー密度のレーザービームを熱源として用いる、非常に効率的かつ精密な溶接方法であり、レーザー材料加工技術の重要な応用例です。1970年代には、主に薄肉材料の溶接や低速溶接に用いられていました。溶接プロセスは伝導制御方式であり、レーザー光がワークピース表面を加熱し、表面の熱が熱伝導によって内部へと拡散します。レーザーパルス幅、エネルギー、ピーク出力、繰り返し周波数などのパラメータを制御することで、ワークピースが溶融し、特定の溶融池が形成されます。

    
6. ガスメタルアーク溶接(GMAW/MIG/MAG)

    

   多くの溶接工は、参入障壁が低く習得しやすいことから、GMAW（ガスシールドアーク溶接）を最も簡単な溶接方法だと考えています。一般的に、溶接経験が全くない初心者でも、熟練者から2～3時間の指導を受ければ、基本的な姿勢での溶接ができるようになります。

    

   GMAW溶接を学ぶ上で重要なポイントは、安定した手の動きを維持すること、電流と電圧の調整をマスターすること、溶接速度を制御すること、そして適切な手の動きを習得することです（ビデオチュートリアルを見れば簡単に習得できます）。溶接手順をマスターすれば、ほとんどの溶接作業をこなせるようになります。

    
7. 摩擦溶接

    

   摩擦溶接とは、ワークピースの接触面で発生する摩擦熱を熱源として利用し、圧力下でワークピースを塑性変形させることで溶接を実現する方法である。

    

   一定または増加する圧力とトルクの下では、溶接接触端面間の相対運動により、摩擦面上およびその近傍で摩擦熱と塑性変形熱が発生し、その領域の温度が融点に近いが一般的には融点以下の範囲まで上昇します。これにより、材料の変形抵抗が低下し、塑性が向上し、界面の酸化皮膜が破壊されます。材料の塑性変形と流動を伴う据え込み圧力下では、界面での分子間拡散と再結晶化によって溶接が達成され、固相溶接法となります。

    

   摩擦溶接は通常、次の4つのステップから構成されます。(1) 機械エネルギーを熱エネルギーに変換する。(2) 材料の塑性変形。(3) 熱可塑性条件下での据え込み圧力。(4) 分子間拡散と再結晶。

    
8. 超音波溶接

    

   超音波溶接は、高周波振動波を溶接対象となる2つのワークピースの表面に伝達します。圧力下で2つの表面が擦れ合い、分子レベルで融合します。完全な超音波溶接システムは、主に超音波発生器、トランスデューサー、ホーン、溶接チップアセンブリ、金型、フレームで構成されます。

    
9. 軟ろう付け

    

   ろう付けと半田付けでは、母材よりも融点の低い溶加材を使用します。ワークピースと溶加材は、溶加材の融点より高く、母材の融点より低い温度に加熱されます。溶融した溶加材は母材を濡らし、接合部の隙間を埋め、母材と拡散してワークピースを接合します。ろう付けと半田付けは、変形が最小限で滑らかで美しい接合部が得られるため、精密な溶接、複雑な部品、異なる材料で作られたアセンブリ（ハニカムパネル、タービンブレード、超硬切削工具、プリント基板など）に適しています。溶接温度に基づいて、ろう付けと半田付けは 2 つのカテゴリに分けられます。溶接温度が 450 ℃ 未満のプロセスは軟ろう付け、450 ℃ を超えるプロセスは硬ろう付けと呼ばれます。

    
10. 硬質ろう付け