【技術資料】板金基礎講座　第14回 溶接加工

板金基礎講座 第 14 回 溶接加工

板金基礎講座 第14回 溶接加工 14. 溶接加工 溶接による接合は、ボルトなどによる接合と比べ、様々な形の製品に対応できます。 締結部品も不要といった利点がある反面、局部的な加熱冷却により、ひずみが発生す るといった短所もあります。 14-01.溶接法の分類 溶接は、金属の特性を利用する接合法（冶金的接合法）です。 ひと口に溶接といっても種々の溶接法があり、それぞれに特徴があります。 溶接は、加熱の方法をどうするか、溶けた金属を空気からどのようにシールドするかといっ た方式の違いで分類されます。 板金製品は薄板主体で、材質も鋼板が多いため、TIG溶接や 炭酸ガスアーク溶接、スポット溶接が多用されています。 1. 融接 母材を局部的に加熱溶融し、接合する溶接法です。 2. 圧接 接合部を短時間に加熱し、機械的圧力を加えて接合する方法です。 3. ろう接 母材よりも融点の低い「はんだ」または「ろう」を用いて、母材を溶融しないで接合する方 法です。

板金基礎講座 第14回 溶接加工 14-2. 各種溶接法 1. スポット溶接 抵抗溶接の中の代表的なものであり、薄板溶接の分野で広く利 用されています。 金属に電流を通すと電気抵抗によって発熱します。スポット溶接 は、この原理を利用したものです。2枚の金属板を電極で加圧し ながら、短時間に大電流を流し、接合部を溶融させて点で溶接 する方法です。 スポット溶接の仕組み (1) スポット溶接の長所 1.通電時間が短いので、加熱部が通電部付近に限られ 熱ひずみが発生しにくい。 2.作業者の熟練度をあまり必要としない。 3.溶接棒が不要で有害なヒューム（煙状の粉塵）が発生しない。 (2) スポット溶接の短所 1.溶接条件が適正でないと剥れが発生する。そのため、試し溶接による 強度確認が必要である。 2.気密構造の製品がつくれない。 (3) スポット溶接の3要素 スポット溶接の3要素とは、溶接電流・通電時間・加圧力です。 これらの条件は互いに関係しあい、電極形状を含め母材の材質や板厚に 合わせ、溶接条件を設定する必要があります。 ＜溶接条件＞ ３要素 ＋電極形状 加圧力 散り 材質 電極形状 溶接 通電 電流 時間 品質 スポット溶接機 スポット溶接の3要素

板金基礎講座 第14回 溶接加工 2.TIG溶接（Tungsten Inert Gas Arc溶接） アルゴンやヘリウムの不活性ガス雰囲気中で、溶けて消耗しない タングステン電極と母材間に発生させたアークの熱で材料を溶融し、 溶接を行う溶接法です。必要に応じ、溶加棒（溶接棒）をアーク下の 溶融池に差し込んで肉盛りします。 (1) TIG溶接の長所 1.不活性ガス雰囲気中で溶接を行うため、ほとんどの金属に対して 高品質な溶接ができる。 2.スパッターの発生が少なく、ビード外観が良好である。 3.小電流から安定したアークを発生させることができ、 薄板の溶接に適している。 (2) TIG溶接の短所 1.溶接速度を速くすることができない。 2.厚板の溶接には不向きである。 TIG溶接 TIG溶接の仕組み

板金基礎講座 第14回 溶接加工 3. 半自動溶接 コイル状に巻かれた母材に近い成分の溶接用ワイヤが、 送給モーターにより溶接トーチノズル部に自動的に送給されます。 溶接用ワイヤに通電して母材との間に発生させたアークの熱で、 母材およびワイヤを連続的に溶融させ、母材を接合します。 3-1. 炭酸ガスアーク溶接（CO2アーク溶接） シールドガスに炭酸ガスを使用する代表的な半自動アーク溶接法で、 主に中厚板の鋼材の溶接に用いられます。 (1) 炭酸ガスアーク溶接の長所 1.TIG溶接と比較して溶接速度が速い。 2.炭酸ガスは、アルゴンガスなどの不活性ガスより安価です。 (2) 炭酸ガスアーク溶接の短所 1.アルミニウムなどの非鉄金属は溶接不可。 2.スパッターの発生が多い。 炭酸ガスアーク溶接の仕組み

板金基礎講座 第14回 溶接加工 3-2. MIG溶接（Metal Inert Gas Arc溶接） 溶接機器は炭酸ガスアーク溶接のものと類似ですが、シールドガスにアルゴン、 ヘリウムなどの不活性ガスを使用する点が異なっています。 スパッターの発生が少なく、ビード外観が良好です。アルミニウムやステンレスなどの溶接 に用いられます。 3-3. MAG溶接（Metal Active Gas Arc溶接） 溶接機器はMIG溶接と同じですが、シールドガスに不活性ガス （アルゴンなど）と炭酸ガスとの混合ガスを使用する点が異なっています。 小電流から大電流までアークが安定しているため、薄板から厚板までの 鋼材の溶接に用いられます。 4. レーザ溶接 レーザ光を材料に照射し、母材同士を溶融接合させる方法です。 深い溶け込みが得られます。また、他の溶接方法と比べ母材への入熱が 少ないため、熱ひずみの発生や焼けの少ない溶接が可能です。 YAGレーザ、ファイバーレーザなどがあります。 レーザ溶接のイメージ レーザ溶接とTIG溶接の比較 照射状態 熱エネルギー分布 レーザ溶接 レーザ光エネルギー TIG溶接 放電エネルギー

板金基礎講座 第14回 溶接加工 ファイバーレーザ溶接システム 各種溶接法の比較 溶接法 TIG CO2 MIG MAG レーザ ～1 ○ × △ △ ○ 1～3 ○ ○ ○ ○ ○ 板厚 (mm) 3～6 ○ ○ ○ ○ ○ 発振器出力による 6～ △ ○ ○ ○ ○ 発振器出力による 材質 鉄、SUS、Al 鉄 鉄、SUS、Al 鉄 鉄、SUS、Al 設備 ○ ○ ○ ○ △ コスト 消耗品 △ ○ △ △ △ 美観 ○ △ ○ △ ○ 溶接速度 △ ○ ○ ○ ○ 作業の容易性 △ ○ ○ ○ ○

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