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モノマド辞典:溶接加工

溶接加工とは

溶接加工とは、2種類以上の金属を接合する金属加工方法のことをいいます。定義上では材料に応じて接合部が連続性を持つように「熱」または「圧力」を加え、必要によって溶加材を加えて接合する方法となっています。

溶接加工とは

溶接法の分類

溶接の方法は、主に材料によっては接合する金属の一部を溶融、または半溶融状態になるまで加熱したり、加熱させた金属を加圧して接合する方法、さらに母材と異なる材料を溶融して接合する方法と3つに分類されます。

具体的にどのような方法なのか見ていきましょう。

溶接法の分類修正

溶融法

溶融法

溶接しようとする部分を加熱し、母材や溶加材を融合させて凝固させる接合方法となります。もっとも一般的な溶接方法で、母材を溶融させることでひとつのものにできるため、強度が優れているという特徴があります。

生産現場では溶接条件が管理された産業ロボットが用いられている場面もあるものの、複雑な形状であれば人の手で溶融池や溶け込み量を確認しながらおこなうことがほとんどです。そのため職人的な技術が必要なほど奥深い溶接法でもあります。

圧接法

圧接法

金属の接合部分を摩擦や爆発によって加熱し、そこに圧力を加えて接合することを圧接法と呼びます。元は「加圧溶接」の略で、別名「固相接合」ともいわれています。接合部を機械的圧力で接合するため数値制御が可能で、全自動生産ラインやなどの大規模な生産現場で多く用いられています。

圧接方法には、ガス圧接や摩擦圧接、抵抗溶接などがあります。また、自動車のボディの接合方法は「スポット溶接」と呼ばれる圧接方法が用いられているのも有名です。

ろう接法

ろう接法

溶接する母材を溶融するのではなく、母材より融点が低い溶加材と呼ばれる「ろう」を溶融させて接合する方法です。金属の接着剤で接合するイメージともいえるでしょう。

ろうは母材に落ちると毛細管現象で接合面の隅々に行き渡るため、母材自体を結合していなくても強固に固定することができます。また、硬ろうを使用する「ろう付け」と融点の低い軟ろうを使用する「はんだ付け」の2種類に分けることができます。

一般的な溶接方法の紹介

3つの溶接法を用いて様々な溶接方法の中から、一般的に使われることが多い溶接方法をご紹介していきます。

被覆アーク溶接

被覆アーク溶接

古くから用いられる溶接方法で、手作業でおこなうのが主流ですので、「手溶接」とも呼ばれています。母材と同じ材質の金属棒を電極として、母材と芯線の間に形成されるアークを利用して熱を発生させ溶接します。

芯線を覆っている被覆材から発生するガスや、溶接後に発生するガラス状のスラグで溶融池を覆うため、外部条件の影響を受けにくいという特徴があります。そのため建設現場などでも取り入れられている溶接方法です。比較的安価な設備で使えるというメリットもあるため、溶接といえば被覆アーク溶接のことをさすことも多いようです。

自動(半自動)アーク溶接

自動(半自動)アーク溶接

トーチと呼ばれる器具から自動で針金状の溶接ワイヤーの電極が供給され、ワイヤと母材の間に発生したアークの熱で溶接していきます。ワイヤは溶けてなくなり、送給装置によって自動で送給されますので、自動(半自動)と呼ばれています。

トーチからは溶融部分を大気から遮断させるために「シールドガス」と呼ばれる不活性ガスを供給しています。シールドガスに不活性ガスのみを供給するMIG(Metal Inert Gas)溶接や、不活性ガスに炭酸ガスを混合するMAG(Metal Active Gas)溶接があります。

TIG溶接

TIG溶接

不活性ガス溶接の一種で、「Tungsten Inert Gas」からTIG溶接と呼ばれています。火花を飛ばさないアーク溶接として様々な金属製品の製作に用いられています。

放電させる電極にタングステンを使用することで電極を消耗することがなく、シールドにはアルゴンガスやヘリウムガスが使用されます。不活性ガスの中で発生したアーク熱で母材を溶かして溶接しますが、溶接部分が不活性ガスで覆われているため、スパッタと呼ばれる火花はほとんど発生しません。

そのため接合面が非常に綺麗に仕上がるため、オートバイの部品など見える部分や工芸品の製作にも用いられます。

スポット溶接

スポット溶接

溶接材同士を重ね合わせたところにチップと呼ばれる電極で挟んで加圧し電極間を通電させ、その際に発生した電気抵抗で発生した熱を使って溶融接合させる方法です。

通電によって瞬時に熱を発生させるため、作業効率が非常に良く自動車の製造ラインの接合工程などで幅広く使用されています。また、溶接点を連続的に繋げるシーム溶接や、突起部を集中的に発熱させて一部分を接合させるプロジェクション溶接もスポット溶接の一種です。

レーザー溶接

レーザー溶接指向性や集中性が優れている波長の光をレンズで集めてエネルギーの密度を高め、非常に高温な熱源を作ることで加工物を溶接する方法です。レーザーの指向性や集中性を調整することができるため、深さに対して幅の狭い溶け込みを与えられたり、薄板であれば切断することも可能です。

また、レーザー溶接は炭酸ガスなどの気体を使用して光を取り出す「気体レーザー」や、アルミニウムや鉱石を使用した「固体レーザー」と呼ばれる方法があります。

ロウ付け

ロウ付け

接合する母材の間に「ロウ」と呼ばれる母材と比べて融点が低い溶加材を加えて浸透拡散、冷却して凝固させる溶接方法となります。母材自体を溶融させるのではなく、ロウを接着剤のように使用するため母材を傷めることがありません。

異なる金属同士も接合することができるため、パイプの接合やアクセサリーの製作にも用いられています。もっとも最古の接合技術ともいわれており、奈良の大仏やエジプトの文化遺産もこの方法で接合されているともいわれています。

過去の紹介実績(プレス・板金加工)

溶接加工に関わる発注案件で、過去にモノマドが紹介を行った案件をご紹介します。

ACTIVITY 紹介実績すべて見る

  • 2019.09.09 記念品の銘板製造を受注
    大手電機メーカーより記念品(銘板)製造を東京都内の金属加工業者が受注しました。
  • 2019.09.05 板金加工会社を紹介
    計測機器メーカーより板金加工ができるサプライヤー会社の探索依頼があり、神奈川の板金加工会社を紹介しました。
  • 2019.07.22 プロダクトデザイン会社・・・
    AI開発会社より新製品の筐体製造業者の探索依頼があり、デザイン重視の製品ということで、プロダクトデザイン会社と筐体製造に強い板金加工業者を紹介しました。

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現在募集中のプレス・板金加工の発注案件

溶接加工に関わる発注案件で、現在募集中の案件をご紹介します。

PROJECT 発注案件すべて見る

  • 2019.08.01 鋼材部品の製作
    ●探索の背景 繁忙期には既存の加工工場がキャパオーバー。 サプライヤーの複数化により、金物入手の安定化と生産LTの短縮をはかるため。 ●パートナー・・・
  • 2019.07.04 コーヒードリッパースタ・・・
    ロット数が少ないが、小回りの利く対応をしてくれる会社。
  • 2019.06.03 コネクタ部品の製造
    ・成型(試作) ・プレス(試作板金) ・組立 希望数量は、組立後で各100個になります。 部品点数が複数ある為、添付ファイルはプラグ、レセの組立後の・・・

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