皆さんは、溶接の種類について詳しくご存知でしょうか。
溶接を実施するためには、溶接の原理やその種類を理解しておくことが大切です。
そこで今回は、溶接の原理と、溶接の種類と特徴について詳しく解説します。
ぜひ参考にしてみてください。
□溶接の原理について詳しく解説します！
端的に言うと、溶接とは「金属を溶かして接合すること」です。
加熱や加圧によって金属は融点に達します。
そして、母材の接合部分を、一部分とかした状態にして冷却し固まらせることによって接合します。
それが溶接の仕組みです。
溶接は金属加工の中でも重要な役割を果たしています。
この工程は、飛行機や自動車、輸送機関などの様々な身近な製品に役立っています。
溶接のメリットとしては、「気密性に優れること」「作業時の騒音が少ないこと」「短時間で簡単に接合が可能であること」「材料や工数の削減ができて費用を低減できること」などが挙げられます。
対して、デメリットとしては、「母材を高温で熱するため変形収縮して歪みや残留応力が生じて寸法精度の維持が困難であること」、「材料によってはもろく割れやすくなること」が挙げられます。
特に自動化されていない際には作業者の技量が顕著に現れます。
溶接部の強度に影響が出るのです。
また、技量や施工管理を怠った場合は溶接欠陥が生じるリスクもあります。
それゆえ、確実に信頼ができる溶接会社を選定することが大切です。
□代表的な溶接の種類とその特徴について
前項では溶接がどのようなものか、またメリットやデメリットについて解説しました。
ご理解いただけたと思います。
続いては、溶接の種類とその特徴について3つ解説します。
ぜひチェックしてみてください。
＊融接について
まず1つ目は融接です。
融接は最も一般的な方法として認知されています。
母材との接合部を加熱して溶かします。
そして、冷却させて凝固させてつなげます。
中でも代表的なのが、アーク溶接です。
放電現象の一種でもあり、高温で強い光を発するのが特徴です。
この融接方法では、ロボットアームでの自動溶接にも多用されています。
自動車のような複雑な組み立てラインでは使用されることが多いです。
工程の特性を考慮した上で、ロボットと人での溶接が使い分けられているのです。
＊圧接について
続いて2つ目は圧接です。
接合部に対して熱を加えた後に、機械的な圧力を加えて接合する方法です。
一般的に、薄板の溶接に用いられることが多いです。
また、強度を要する厚板の溶接には不向きであるため、把握しておいてください。
圧接の中でも電気抵抗による発熱を利用する抵抗溶接が一般的です。
抵抗溶接は金属の溶接材料に電極を押し当てます。
そして、加圧しながら大電流を数ミリ〜数百ミリ流します。
その際に生じた金属の抵抗発熱を用いて溶融させて接合する原理です。
大きな電流を使いますが、電圧は低いです。
そのため、感電リスクはないため、安心してください。
他の方法としては、変形したままになる性質を利用した「摩擦圧接法」や、母材同士を密着させてガスの加熱で接合する「ガス圧接法」などがあります。
その点を把握しておいてください。
＊ろう接について
最後に、3つ目はろう接です。
母材を溶融せずに、母材よりも融点の低いいおう材を溶融させて接合部の隙間に充填させる方法です。
母材を溶かさないため異なる材料を溶接できるのが特徴です。
ただし、厚い材質の接合においては強度が確保できません。
なお、ろう材に関しては、「銀ろう」「アルミろう」「リン銅ろう」などがあります。
接合する素材次第で使い分けされます。
また、亜鉛やスズなどのろう材の融点が低い「軟ろう」は通称、「はんだ」と呼ばれています。
ろう材は手軽に金属を接合できます。
それゆえ、古い時代から歯科用関係や美術工芸品、日用品まで幅広く用いられており、ろう材の導電性は他の箇所でも活きてきます。
電子回路などの「はんだ付け」は、家電製品から原子力工業、化学機器など幅広い分野で用いられています。
□溶接の使い分けについて
前項では、溶接の種類とその特徴について詳しく解説しました。
ここからは、「融接」「圧接」「ろう接」の接合方法において、接合する条件が異なる溶接に分けて解説します。
加わるエネルギーは「電気的エネルギー」「化学的エネルギー」「力学的エネルギー」「光エネルギー」の4つの条件があります。
それぞれの部類で分けて示すので、ぜひ参考にしてみてください。
まず、電気エネルギーでは「アーク溶接」「電子ビーム溶接」「抵抗溶接」「誘導加熱ろう付」があります。
ここで、「抵抗溶接」は「シーム溶接」や「プロジェクション溶接」などにさらに分類できます。
続いて、化学的エネルギーでは「ガス溶接」「爆発溶接」「トーチろう付け」があります。
次に、力学的エネルギーでは、「常温圧接」「摩擦圧接」「拡散接合」があります。
最後に、光エネルギーでは、「レーザー溶接」「光ビームろう付け」があります。
以上が、加わるエネルギーごとの溶接方法の紹介でした。
用途に応じて使い分けることが大切です。
□まとめ
今回は、溶接の原理と、溶接の種類と特徴について詳しく解説しました。
溶接の原理は溶かして接合することで様々な製品を加工してくれます。
代表的な溶接の種類や特徴を把握して、溶接に必要な製品を検討してみてはいかがでしょうか。
この記事を参考にしていただけたら幸いです。