アーク溶接は、鉄骨工事で最も採用されている溶接方法といわれています。
ではなぜ、アーク溶接が採用されているのでしょうか。
また、溶接にもさまざまな種類があるため、その違いについても知っておきたいところです。
本記事では、鉄骨工事で採用されやすい溶接方法についてご紹介します。
アーク溶接と溶接棒
アーク溶接とは、電極と母材の間にアークを発生させて、母材を溶かして溶接を行う方法です。
アークとは、気体の放電現象の一種で、空気中に発生する電流のことをアーク放電と呼びます。
アーク溶接は、溶接棒を用いた「被覆アーク溶接」とワイヤを用いた「ガスシールドアーク溶接」に分類することができます。
被覆アーク溶接
被覆アーク溶接は、芯線に被覆材を塗り固めた溶接棒を用いて溶接を行う方法です。
被覆材には、溶接金属の融点を下げるフラックスやアークを安定させる酸化物などの成分が含まれます。
被覆アーク溶接は、溶接機の種類や溶接棒の種類により、さまざまな溶接方法に応用できます。
また、溶接棒の種類により、溶接金属の種類や強度を調整することも可能です。
溶接棒には、フラックスという粉末状の材料が使われています。
このフラックスには、溶接金属の融点を下げたりアークを安定させたりなどの効果が期待できます。
ガスシールドアーク溶接
ガスシールドアーク溶接は、ワイヤと母材の間にアークを発生させ、母材を溶かし溶接を行う方法です。
ガスシールドは不活性ガスを用いることで、酸化や窒化を防止し、溶接金属の品質を向上できます。
ガスシールドアーク溶接は、被覆アーク溶接に比べて溶接速度が速く、溶接金属の強度が高いなどのメリットがあります。
また、半自動や自動溶接も可能であるため、作業効率を向上させることができます。
アークを発生させる場所
アークは、電極と母材の間に発生します。
溶接機から出力された電流が電極と母材に流れることにより、2つの電極の間に空気の絶縁が破壊され、アークが発生します。
アークは、非常に高温で強い光を発するため、アーク溶接を行う際には保護メガネや手袋などの防護具を着用する必要があります。
溶接の種類
ここでは、主な溶接の種類についてご紹介します。
セルフシールド半自動アーク溶接
セルフシールド半自動アーク溶接とは、溶接ワイヤにフラックスを事前につけ、空気を遮断し行う方法です。
ガスシールドアーク溶接の一種ですが、ガスシールドとしてフラックスを充填したワイヤを用いることで、シールドガスを使用しなくても溶接できます。
ガスシールドアーク溶接よりも簡易な機材で行うことができるため、溶接機の移動が容易とされています。
鉄骨・鋼管・配管などの溶接に用いられることが多いです。
ガスシールド半自動アーク溶接
ガスシールド半自動アーク溶接とは、二酸化炭素などのガスで覆って行う溶接方法です。
ガスシールドアーク溶接の一種ですが、ガスシールドとしてアルゴンやヘリウムなどの不活性ガスを用いることで、酸化や窒化を防止し、溶接金属の品質を向上させることができます。
溶接速度が速く、溶接金属の強度が高いのがメリットとされています。
鉄骨・鋼管・配管の溶接などでよく用いられます。
サブマージ自動アーク溶接
サブマージ自動アーク溶接(SAW)は、母材と溶接ワイヤの間にアークを発生させ、粒状のフラックスで溶接金属を保護しながら溶接を行う方法です。
フラックスは、アークを安定させ、溶接金属を酸化や窒化から保護する働きがあります。
被覆アーク溶接やガスシールド半自動アーク溶接に比べて、ヒュームやアーク光が少ないとされています。
そのため、作業環境改善が期待できます。
突合せ溶接
突合せ溶接とは、2つの部材を突き合わせ、同一平面で溶かし込んで行う溶接法です。
突合せ溶接には、以下の種類があります。
- 完全溶込み突合せ溶接:母材の両側から溶接し、母材全体を溶接金属で埋める溶接法
- 部分溶込み突合せ溶接:母材の片側から溶接し、母材の片側を溶接金属で埋める溶接法
- 裏面突合せ溶接:母材の裏側から溶接する溶接法
隅肉溶接
隅肉溶接とは、2つの母材の接合面をT字型に重ねて接合する溶接法です。
隅肉溶接には、以下の種類があります。
- 片側隅肉溶接:母材の片側から溶接する溶接法
- 両側隅肉溶接:母材の両側から溶接する溶接法
- カバーフロー隅肉溶接:母材の両側から溶接し、溶接金属で母材を完全に覆う溶接法
溶接記号
溶接記号とは、図面上で溶接の種類や方法、寸法などを表す記号で、JIS規格で定められています。
溶接記号を正しく理解することで、溶接の品質を向上させることができます。
溶接記号は、主に以下の要素で構成されています。
- 矢印:溶接を行う箇所を示す
- 基本記号:溶接の種類や方法を示す
- 補助記号:溶接の寸法やその他の条件を示す
- 寸法記号:溶接の寸法を示す
突合せ溶接の溶接記号
矢印の線(引き出し線)や水平線(基線)と溝を表すV、レなどで表されます。
溝の形によってVやレなどを使い分けます。
基線に対して角を当てるように描かれます。
隅肉溶接の溶接記号
矢印の線(引き出し線)や水平線(基線)、直角二等辺三角形などで表されます。
直角二等辺三角形は、縦の線が左になります。
三角形は溶接部が矢印側、手前側になる場合は下になるとされます。
矢印の反対側や材の向こう側にある場合は、上に描かれます。
溶接の寸法は、三角形の記号の横に書きます。
アーク溶接にはさまざまな種類がある
アーク溶接は、鉄骨工事において最も重要な溶接方法です。
アーク溶接のメリットは溶接金属の強度が高い、溶接速度が速いなどです。
また、半自動や自動溶接も可能なことから、作業効率の向上に役立ちます。
アーク溶接の特徴を理解し、溶接棒を適切に選ぶことで、より安全で高品質な溶接を行うことができるでしょう。