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アーク溶接とは?やり方やコツ、注意点を解説!

アーク溶接とは?やり方やコツ、注意点を解説!

アーク溶接とは?やり方やコツ、注意点を解説!

 

アーク溶接は2つ以上の金属の部材を溶かして接合させる溶接方法の1つです。アーク溶接は金属を溶かすため、強固に金属を接合できます。汎用性が高く、溶接の中でもさまざまな分野で広く使われています。この記事では、初心者の方でもわかりやすいように、アーク溶接のやり方やコツ、注意点を解説します。

 

溶接とは?基礎知識を解説

溶接とは、2つ以上の金属の部材を溶かしたり、圧力で接合したりする金属加工方法です。まずは溶接の種類を紹介します。

 

溶接とは

溶接には「融接」「圧接」「ろう接」の3種類があります。

 

「融接」とは、2つの金属製の母材(接合したい部材)を高い電圧の電気を使い加熱して、融解した後に冷やして接合させる方法です。融接のやり方によって、「アーク溶接」「レーザー溶接」「ガス溶接」といった複数の種類があります。

 

その中でもアーク溶接は、高強度の溶接が可能で、一般的によく使われます。自動車や家庭で使われる金属用品など、アーク溶接の技術は毎日の暮らしに欠かせない存在といえるでしょう。

 

「圧接」とは、接合したい部分を加熱するやり方で、さらに機械で圧力を加えて接合する溶接方法です。

圧接のうち代表的なのがスポット溶接です。スポット溶接は母材を電極で挟み込み、電極間に電流を流した際に発生する電気抵抗によって、母材を点(スポット)で溶かすやり方です。

 

「ろう接」とは、母材より融点の低い銀、亜鉛、銅を混ぜた銀ろうなどのろう材を溶かし、接合した部分に隙間なく充填して、接合するやり方の溶接方法です。

 

アーク溶接とは

融接の中でも基本的な溶接方法が「アーク溶接」です。アーク溶接は、手軽にどんな母材でも接合できる汎用性の高さが特徴です。アーク溶接は、強い光と熱が発生するアーク放電現象を利用して溶接します。アーク溶接のやり方は、溶接棒とつながった電極を接合したい面に擦り付けて、約20,000度にも及ぶアーク放電を発生させ、金属を融解して接合します。

アーク溶接の種類

 

アーク溶接は使用する電極(溶接棒)の違いにより大きく2種類に分けられ、ワイヤーや溶接棒が溶ける「消極電極式溶接」と、溶けない「非消耗電極式溶接」があります。

 

消耗電極式溶接

消耗電極式溶接は、母材と同成分に近いワイヤーや溶接棒を用意して行います。アーク放電によって発する光や熱でワイヤーもしくは溶接棒を溶かし、溶けた溶接棒が接合したい金属面に溶け込むことで、金属を接着させるのが特徴です。

消耗電極式溶接には、被覆アーク溶接・マグ溶接・ミグ溶接などの種類があります。

被覆アーク溶接は、被覆剤(フラックス)を溶接棒に塗布しておき、これを電極とすることで母材付近に放電されるアークの熱を利用して溶接します。人の手で行うため、手溶接ともいわれ、主に鉄の溶接で使用されます。

マグ溶接・ミグ溶接は、消耗する電極を自動的に供給する溶接トーチを使う半自動溶接工法で、より高精度な溶接ができます。溶接時には外気を遮断するシールドガスを使用します。

マグ溶接で使用するガスはアルゴンガスと炭酸ガスで、その混合割合は8: 2です。主に鉄やステンレスの溶接で使われます。

ミグ溶接で使用するガスはアルゴンガス単体です。仕上がりが美しく、主にアルミやステンレスの溶接で使われます。

非消耗電極式溶接

非消耗電極式溶接は、電極にタングステンを使用し、アーク放電のみ行います。電極から金属が溶けないため、安定したアークとなり、高精度な溶接ができます。

接合させるためには、溶接棒など別途溶加材を用意します。プラズマアークを利用したプラズマ溶接、アルゴンガスを利用したティグ溶接があります。

アーク溶接のやり方を解説

ここまで、アーク溶接の種類を解説してきました。ここからは、具体的なアーク溶接のやり方を解説します。事前準備や作業手順などをしっかり把握し、安全に効率よく作業しましょう。

 

準備するもの

初めにアーク溶接で準備するものを説明します。準備するものは以下の通りです。

・アーク溶接機
アーク溶接機は実際に放電を利用して高熱を発生させます。ミグ溶接やマグ溶接などアーク溶接によってさまざまな種類の溶接機があります。

・溶接棒
実際に作業する際に用いるのが溶接棒です。電極として利用され、溶接棒にはプラスの強い電圧が流れます。母材にマイナスの電圧を流すことで高温となる電流が発生します。

・遮光マスク
一般的によく知られているのがこの遮光マスクです。頭から顔全体を覆い、高温や強烈な光から身を守ります。

・革手袋
溶接は高温のため、とても素手では作業できません。革手袋は必須アイテムといえます。

・防護服
溶接時の作業着は、耐熱で燃え広がらない素材の防護服を着用します。

・溶接のカスをたたくハンマー
溶接時にはスラグといわれる金属片のカスが付着するため、これを除去するためにハンマーを使用します。

用具の準備をしたら、作業に取りかかる前に作業場の換気、溶接機の動作確認、母材の清掃(サビや汚れなどは落としておく)、電流の調整などを行います。溶接機の動作確認は、電源・ケーブル・ワイヤー送給装置・溶接トーチを中心に行います。

溶接のやり方

では、溶接のやり方の手順を説明します。

 

①溶接機の電源を入れ、溶接棒を持ち電流を発生させる。

 

②溶接棒を溶接したい金属部分にあてる。

 

③溶接棒で数回ほど金属をたたくと「ボー」という音が出て、電流が飛び始める。(アークスタート)

 

④電流の熱を使い、金属を溶かし溶接する。

 

溶接時は姿勢も大切です。なるべく体を固定し、安定した姿勢を保ちましょう。

 

溶接のコツ

アーク溶接の作業手順が把握できたところで、溶接の3つのコツを紹介します。

・電流を調整する

電流が小さすぎても、大きすぎてもいけません。電流が小さければ、金属がしっかりと溶けない場合があり、逆に電流が大きいと金属が溶けて穴が開く場合があります。状態を見ながら、電流を調整するようにしましょう。

 

・溶接棒と金属の距離を一定に保つ

溶接棒の太さはさまざまで、太さによっては電流が不安定になり、金属が十分に溶け込まない場合があります。接合面と溶接棒がくっついてしまい、作業がうまく行かないこともあります。溶接棒をくっつけすぎず、金属と一定の距離を保つのがポイントです。

 

・溶接跡を確認する

うまく溶接できていれば、接合面に貝殻のような模様ができます。作業が終わったら、必ず接合面の模様を確認するようにしましょう。

 

アーク溶接の注意点

アーク溶接は危険が伴う作業のため、作業する際は十分に安全を確保する必要があります。適切な機械や装備を使用し、手順を守った上で作業を進めるようにしましょう。

 

適切な装備を着用する

火傷などの怪我や事故を防止するため、作業服や革手袋、遮光マスクなどの身を守る安全な装備を着用しましょう。たとえ短時間であっても油断は禁物です。溶接の労働災害は身体面にも大きな影響を及ぼし、下手をすると死亡事故にもつながり兼ねません。

 

溶接方法に適した溶接機を使用する

アーク溶接にはさまざまな種類があり、母材や溶接したい目的に合わせて適切な溶接機、溶接方法を用いましょう。目的に合わせて選択すれば、効率よく安全に作業が進められます。目的に合わせたアーク溶接機の準備を怠ってはいけません。

 

アーク溶接の資格を解説

アーク溶接の仕事に就くには、労働安全衛生法に定められたアーク溶接作業者の資格が必要です。所定の講習を受ければ、ほとんどの人が取得できます。

 

アーク溶接作業者

アーク溶接作業者は、特別教育を修了すると資格を取得できます。講習時間は学科11時間、技能10時間の計21時間(3日間)です。難易度は高くないため、初心者でもほとんどの人が取得しています。

 

講習機関は、職業訓練校などの公的機関、一般社団法人、教習所などです。

受講費用は10,000円~23,000円程度で、教育訓練支援給付金制度を利用すれば講習費用を抑えられます。

 

資格取得のメリット

アーク溶接作業者の資格を取得すると得られるメリットは主に2つです。

 

1つめは、資格を持っていることで溶接の仕事に就けるようになり、仕事の幅が広がることです。アーク溶接作業者は、自動車工場や鉄工業、造船所、建設業など幅広い分野で活躍する場があります。

 

2つめは、給与に反映される可能性があることです。資格手当がつき、昇給にもつながります。

 

まとめ

溶接の中でもさまざまな分野で広く使われているアーク溶接のやり方やコツ、注意点を解説しました。アーク溶接をする際は、適切な準備・装備をし、安全に取り組みましょう。

 

また、資格の難易度も高くないため、初心者でも資格を取得でき、練習を積めば溶接の技術も十分身につけられます。

 

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