home 製造技術 製造設備
工業製造
産業用モノのインターネット | 工業材料 | 機器のメンテナンスと修理 | 産業プログラミング |
home  MfgRobots >> 工業製造 >  >> Manufacturing Technology >> 製造プロセス

溶接とは - 定義 |溶接の種類

溶接とは?

溶接は、熱、圧力、またはその両方を使用して 2 つ以上の部品を融合し、部品が冷えるにつれて接合部を形成する製造プロセスです。溶接は一般に金属や熱可塑性樹脂で使用されますが、木材にも使用できます。完成した溶接継手は、溶接と呼ぶことができます。

一部の素材は、特別なプロセスと技術を使用する必要があります。一部は「溶接不可」と見なされます。この用語は通常、辞書には載っていませんが、エンジニアリングでは有用で説明的です。

接合する部分を母材と呼びます。ジョイントを形成するために追加される材料は、フィラーまたは消耗品と呼ばれます。これらの材料の形状に基づいて、それらは基板またはチューブ、フラックス入りワイヤ、消耗電極 (アーク溶接用) などと呼ばれます。

通常、消耗品は母材と組成が類似するように選択され、均質な溶接を形成しますが、脆性鋳鉄の溶接のように、非常に異なる組成の溶加材が使用される場合があり、特性が非常に異なります。これらの溶接は異種溶接と呼ばれます。

完成した溶接継手は、溶接物と呼ばれることもあります。

溶接の定義

溶接とは、熱、圧力、またはその両方によって 2 つ以上の部品を融合させ、部品が冷えるにつれて接合部を形成する製造プロセスです。溶接は通常、金属や熱可塑性樹脂に使用されますが、木材にも使用できます。完成した溶接継手は、溶接物と呼ばれることがあります。

溶接の仕組み

溶接は、接着剤を使わずに2つの材料を接合することによって行われます。低融点接着剤を使用するはんだ付けやろう付けとは異なり、溶接は 2 つのワークピースを直接接合し​​ます。

今日行われている溶接のほとんどは、アーク溶接とトーチ溶接の 2 つのカテゴリのいずれかに分類されます。

アーク溶接では、電気アークを使用して被削材とフィラー メタル (溶接棒と呼ばれることもあります) を溶融し、接合部を溶接します。アーク溶接では、アース線を溶接材料または他の金属表面に接続します。

電極リード線と呼ばれる別のワイヤが、溶接される材料に配置されます。そのリードが材料から離れると、電気アークが発生します。これは、車のバッテリーからジャンパー ケーブルを取り外したときに発生する火花に少し似ています。アークは、パーツを結合するのに役立つフィラー材料とともにワークピースを溶かします。

溶接継手にフィラーを充填するには、安定した手と細部への目が必要です。ロッドが溶けるにつれて、溶接機は、小さくて安定した前後の動きを使用して、継ぎ手にフィラーを連続的に供給しなければなりません。これらの動きは、溶接に独特の外観を与えるものです。アークの移動が速すぎたり遅すぎたり、材料に近すぎたり遠すぎたりすると、溶接が不十分になる可能性があります。

シールド金属アーク溶接 (SMAW またはスティック溶接)、ガス金属アーク溶接 (より一般的に金属不活性ガス溶接または MIG として知られている)、およびガス タングステン アーク溶接 (しばしば TIG またはタングステン不活性ガス溶接と呼ばれる) は、アーク溶接の例です。

これら 3 つの一般的な方法には、それぞれ独自の長所と短所があります。たとえば、スティック溶接は安価で習得が容易です。また、他の方法よりも遅く、柔軟性に欠けます。逆に、TIG 溶接は習得が難しく、複雑な溶接リグが必要です。ただし、TIG 溶接は高品質の溶接を生成し、他の方法では溶接できない材料を溶接できます。

トーチ溶接は、もう 1 つの一般的な溶接方法です。このプロセスでは通常、酸素アセチレントーチを使用してワークピースと溶接棒を溶かします。溶接機はトーチとロッドを同時に制御するため、溶接をより正確に制御できます。トーチ溶接は産業界ではあまり一般的ではなくなりましたが、メンテナンス作業や彫刻で今でもよく使用されています。

溶接の種類

溶接には主に 4 つのタイプがあります。 MIG – ガスメタル アーク溶接 (GMAW)、TIG – ガス タングステン アーク溶接 (GTAW)、スティック – シールド メタル アーク溶接 (SMAW)、フラックス入り – フラックスコアード アーク溶接 (FCAW)。ここでは、各タイプの溶接について詳しく説明します。

1. MIG 溶接または GMAW

MIG 溶接は、初心者が学ぶべき最も一般的なタイプの溶接の 1 つです。 MIG 溶接は、自動車業界で車両の排気管を修理し、住宅や建物を建設するために使用されています。電極と呼ばれる連続したワイヤを使用するアーク溶接。また、溶接ガンを通過して汚染から保護するシールド ガスも使用します。

MIG 溶接は、実際には 2 つの異なるタイプの溶接です。前者は裸線を使用し、後者はフラックスコアを使用します。 MIG ベア ワイヤは、薄い金属ストリップの接合に使用できます。フラックス コア MIG 溶接は、流量計やガス源が不要なため、屋外で使用できます。通常、MIG 溶接は、高価な設備に費やすお金がない DIY やアマチュアの溶接工が選択する溶接です。

2. TIG溶接またはGTAW

MIG と同様に、TIG 溶接はアークを使用しますが、マスターするのが最も難しい溶接技術の 1 つでもあります。 TIG溶接にはタングステン電極が使われています。タングステンは、最も硬い金属材料の 1 つです。溶けない、燃えない。

TIG 溶接は、溶加材の有無にかかわらず、フュージョンと呼ばれるプロセスで行うことができます。 TIG は、アルゴンやヘリウムなどの外部ガス源も使用します。

TIG溶接は両手が必要です。片手で TIG トーチを持ち、もう一方の手でロッドをガイドします。このトーチは、アルミニウム、鋼、ニッケル合金、銅合金、コバルト、チタンなどの最も一般的な金属の溶接に使用される熱とアークを生成します。

TIG 溶接機は、鋼、ステンレス鋼、クロモリ、アルミニウム、ニッケル合金、マグネシウム、銅、真鍮、青銅、さらには金の溶接に使用できます。 TIG は、自転車のフレーム、芝刈り機、ドア ハンドル、フェンダーなどの便利な溶接プロセスです。

航空宇宙および自動車産業は、他の産業市場と同様に、TIG 溶接を使用しています。また、農家が荷馬車のフレーム、フェンダー、その他の重要な機器を溶接するのに非常に役立つため、アイオワ州にとっても優れた溶接タイプです。

3.スティック溶接またはSMAW

溶接を家に持ち帰りたいですか？棒溶接の主な利点は、その携帯性です。スティック溶接は、建設、メンテナンスと修理、水中パイプライン、および工業生産で使用されます。このタイプの溶接では、棒溶接としてよく知られているシールド メタル アーク溶接が使用されます。

アーク溶接とも呼ばれるスティック溶接は、古い方法で行われます。スティック溶接は、MIG 溶接より習得が少し難しいですが、自宅で試してみたい場合は、スティック溶接機器を数分の 1 の費用で購入できます。棒溶接には、棒電極溶接棒が使用されます。

消耗品で保護された電極またはスティックを使用してください。スティックは、コーティングされた金属電極と母材金属ワークピースの間の電気アークで加熱することにより、金属を軟化させて接合します。スティックが溶けると、保護コーティングも溶けて、空気中の酸素やその他のガスから溶接領域を保護します。

4.フラックスコアード アーク溶接 (FCAW)

このタイプの溶接は、MIG 溶接に似ています。実際、MIG 溶接機は FCAW 溶接機の 2 倍の費用がかかることがよくあります。 MIG 溶接と同様に、電極とフィラー メタルとして機能するワイヤがロッドに通されます。ここから物事が変わり始めます。 FCAW では、溶接部の周囲にガス シールドを形成するフラックス コアがワイヤに含まれています。これにより、外部ガス源が不要になります。

FCAWは高温溶接の一種ですので、厚くて重い金属に適しています。このため、重機の修理によく使用されます。無駄の少ない効率的な工程です。外部ガスが不要なため経済的です。ただし、良好な溶接を行うには、少しきれいにする必要があるスラグが残っています。

5.プラズマアーク溶接

プラズマ アーク溶接は、0.015 インチの厚さの金属を使用する航空宇宙用途で一般的に使用される精密技術です。これらのアプリケーションの例は、エンジン ブレードとエア シールです。プラズマ アーク溶接は、技術的には TIG 溶接と非常に似ていますが、電極が埋め込まれており、アーク内のイオン化ガスを使用して熱を発生させます。

典型的なガスの組み合わせは、プラズマ ガスとしてのアルゴンと、シールド ガスとしてのアルゴンおよび 2 ～ 5% の水素です。ヘリウムはプラズマガスとして使用できますが、ヘリウムの高温によりノズルのアンペア数が減少します。

プラズマ溶接についてもっと知りたいですか？この記事をチェックしてください。

6.レーザービーム溶接

このタイプの溶接は、金属または熱可塑性樹脂に使用できます。名前が示すように、溶接を作成するための熱源としてレーザーが使用されます。炭素鋼、ステンレス鋼、HSLA 鋼、チタン、アルミニウムに使用できます。ロボット工学で簡単に自動化できるため、自動車産業などの製造業で広く使用されています。

7.電子ビーム溶接

高速電子ビームが運動エネルギーを使用して熱を発生させ、2 つの材料を接合する溶接の一種。これは、主に真空中で機械的に行われる非常に硬い溶接方法です。

8.ガス溶接

ガス溶接はめったに使用されず、ほとんどが TIG 溶接に置き換えられています。ガス溶接機は酸素とアセチレンを必要とし、携帯性に優れています。自動車の排気部品を溶接するために使用されることもあります.

9.原子水素溶接

原子水素溶接は、以前は原子アーク溶接として知られていた超高温溶接の一種です。このタイプの溶接では、2 つのタングステン電極が水素ガスで保護されています。アセチレントーチよりも高い温度に達することができ、溶加材の有無にかかわらず行うことができます。これは、近年 MIG 溶接に取って代わられた古い形式の溶接です。

10.エレクトロスラグ

これは、2 枚の金属板の薄いエッジを垂直に接合するために使用される高度な溶接プロセスです。溶接は、接合部の外側ではなく、2 つのパネルの端の間で行われます。

銅電極ワイヤは、充填材として機能する消耗金属ガイド チューブを通過します。電流が印加されると、シームの下部で溶接を開始し、ゆっくりと上方に移動するアークが作成され、シームが進行するにつれてシームの代わりに溶接が作成されます。これは自動化されたプロセスであり、機械によって行われます。

溶接の種類

1.すみ肉溶接

フィレット溶接とは、2 つの金属片を垂直または斜めに接合するプロセスを指します。これらの溶接は、一般に、互いに垂直な 2 つの金属片であるティー ジョイント、またはラップ ジョイントと呼ばれる、2 つの金属片を重ね合わせてエッジを溶接したものと呼ばれます。

溶接は三角形で、溶接工のスキルに応じて、凹型、平面型、または凸型になります。溶接工は、フランジをパイプや下部構造の溶接セクションに接続するとき、およびボルトの強度が十分でなく摩耗しやすいときにすみ肉溶接を使用します。

フィレット溶接は、2 つのサーフェスを垂直に結合し、それらの間にほぼ直角を作成します。このスタイルの溶接は、次のサブグループに分類できます:

すみ肉溶接の汎用性と低コストにより、溶接業界で最も広く使用されている継手の 1 つになっています。典型的なアプリケーションは次のとおりです:

2.開先溶接

開先溶接は、金属を挿入するためのスペースを提供する 2 つのジョイント メンバー間の開口部として定義されます。すみ肉溶接に次いで、開先溶接が最も広く使用されている溶接です。 2 番目に一般的な溶接方法は開先溶接です。

溝溶接は、結合する 2 つの部品間の溝にナットを配置することです。使用される溶接の種類によって、継ぎ目、接合部、または表面がどのように準備されるかが決まります。

開先溶接では、パーツ間の溝に溶接ビードを配置することで、同じプレート上でパーツを接合できます。開先溶接の主なタイプは次のとおりです。

開先溶接プロセスは、一般に、他の形式の溶接に比べて時間がかかり、困難であり、通常、接合するために片側または両側に特別な面取りが必要です。

ただし、検査が容易で優れた歪み制御を提供する強力な溶接を生成します。開先溶接の一般的な用途は次のとおりです。

3.表面溶接

これらは、所望の特性または寸法を得るために、途切れのない表面に接合された 1 つまたは複数のストリングまたは織りビーズで構成される溶接です。

表面処理は、磨耗した部品の表面またはエッジに硬質で耐摩耗性の金属層を適用するために使用される溶接プロセスです。建設機械、工具、設備の寿命を延ばし、維持するための最も経済的な方法の 1 つです。

表面溶接は、1 つまたは複数のストリンガーまたはウィーブ ビードで構成されます。ハードフェイシングまたは摩耗とも呼ばれる表面処理は、摩耗したシャフト、ギア、または刃先を修復するためによく使用されます。

最も一般的な表面溶接のタイプは次のとおりです。

表面溶接は、耐摩耗性金属層をオブジェクトに追加して、その表面を強化したり、摩耗した部分を修復したりするために一般的に使用されます。この場合、溶接は母材より耐摩耗性の高い金属を使用して行われます。

この技術は、積極的で摩耗の激しいアプリケーションで使用される機器やツールを保護し、寿命を延ばすための最も費用対効果の高い方法の 1 つです。表面溶接は、突合せ継手と組み合わせて使用​​して、最終溶接の品質を向上させることもできます。

4.プラグ溶接

ロゼット溶接とも呼ばれるプラグ溶接は、小さな円形の穴に配置された溶接によって 2 つの金属が結合される場合です。このプロセスでは、通常、2 つの金属を重ね合わせ、上部の金属に溶接堆積用の穴を開けます。

プラグ溶接は、スポット溶接機へのアクセスが困難な自動車メーカーが使用するスポット溶接の代替手段です。元々スポット溶接されていたパネル フランジのスポット溶接を置き換えるために、DIY 自動車修復で一般的に使用されます。

プラグ溶接は、正しく行われると、元のスポット溶接よりも強力になります。ラリーカーのメーカーはこの技術をよく使用しており、古い車の修理に使用されるスポット溶接の代替として、英国の MOT テストで受け入れられています。

その他のアプリケーションには以下が含まれます:

5.スロット溶接

スロット溶接は、細長い穴を通して 1 つの材料の表面を別の材料に接合します。穴は一方の端が開いていて、溶接材料で部分的または完全に埋めることができます。

これは、ラップ ジョイントまたはティー ジョイントの 1 つの部材の長穴を、穴から露出した別の部材の表面に接合する溶接です。この穴は片側が開いていて、部分的または完全に溶接金属で埋められている場合があります。

スロット溶接は、スロット穴を通して 1 つのサーフェスを別のサーフェスに結合します。プラグ溶接とスロット溶接の違いは、プラグ溶接の形状が直径によって決定されるのに対し、スロット溶接の形状は直径と長さによって決定されることです。

部品の仕様によっては、穴の一端が開いている場合や、穴が部分的または完全に溶接材料で埋められている場合があります。

スロット溶接は、パーツ設計で 2 つのサーフェス間のオーバーラップが必要な場合に便利です。スロット溶接の特別な用途は次のとおりです。

6.フラッシュ溶接

フラッシュ溶接は溶加材を必要としない抵抗溶接法です。フラッシュ溶接プロセス中、電流が適用されて、接合される 2 つの表面間に抵抗が生じます。 2 つの面が小さな接点で接触すると、電流が流れ、材料が溶けます。

溶融した材料は、溶融粒子のスプレーとしてジョイントから排出され、独自のフラッシング アクションを作成します。酸化物やその他の汚染物質が界面から除去され、2 つの表面の端に熱的に軟化した領域が形成されます。

材料が十分に溶けたら、力を加えて表面を結合します。これにより、接合部に材料が溶融することなく突合せ溶接を容易に作成できます。

フラッシュ溶接プロセスは、高速で費用対効果が高く、融点の異なる異種金属を融合できます。フラッシュ溶接がよく使用されます:

7.シーム溶接

シーム溶接は、電流と圧力を使用して、2 つの類似または非類似の材料を接合するプロセスです。 2つの金属間に生じる接触抵抗により、シーム溶接が可能です。電流が金属間を通過すると、小さな隙間で熱が発生します。

このプロセスは、電気を通しやすく、比較的高い圧力に耐えることができるため、主に金属に使用されます。金属間に電流が流れると、小さな隙間で熱が発生します。電極は、電気の流れを維持および制御します。

このタイプの溶接は、次の 2 つの方法で作成できます。

シーム溶接のメリット:

8.スポット溶接

スポット溶接（抵抗スポット溶接とも呼ばれます）は、抵抗溶接プロセスです。この溶接プロセスは、主に、電流による圧力と熱を溶接領域に加えることによって、2 つ以上の金属板を溶接するために使用されます。

これは、圧力と電流が適用されるシートの表面に銅合金電極を配置することによって行われ、電流が低炭素鋼などの抵抗材料を流れると熱が発生します。

スポット溶接は比較的簡単で安価であるため、次のようないくつかの主要産業で一般的な溶接の選択肢となっています。

9.アップセット溶接

アプセット溶接（UW）/抵抗突合せ溶接は、突き合わせ面が接触する領域を流れる電流に対する抵抗から得られる熱によって、突き合わせ面の全域で同時に、または接合部に沿って徐々に合体を生成する溶接技術です。 /P>

加熱開始前に圧力を加え、加熱中は圧力を保持してください。フラックス溶接に使用される装置は、フラッシュ溶接装置と非常によく似ています。溶接するパーツの断面が等しい場合にのみ使用できます。

適切な加熱を提供するために、隣接する表面を慎重に準備する必要があります。フラッシュ溶接の違いは、部品を溶接機でクランプし、力を加えてしっかりと接続することです。

次に、高アンペア数の電流が接合部を通過し、接合面を加熱します。それらが適切な鍛造温度に加熱されると、妨害力が加えられ、電流が遮断されます。融合は、接合面での作業の高温と圧力によって発生します。冷却後、電源が解放され、溶接が完了します。

圧入溶接プロセスには、次のようないくつかの明確な利点があります。

溶接の利点

溶接のデメリット

溶接の応用

溶接は、圧力容器、橋、建物、航空機および宇宙船、鉄道車両および造船、自動車、電気、電子および防衛産業、パイプラインおよび鉄道、原子力発電所で一般的に使用されています。インストール。

よくある質問

溶接とは?

溶接とは、熱、圧力、またはその両方によって 2 つ以上のパーツを融合し、パーツが冷えて接合部を形成する製造プロセスです。 .溶接は通常、金属や熱可塑性樹脂に使用されますが、木材にも使用できます。完成した溶接継手は、溶接物と呼ばれることがあります。

溶接はどのように機能しますか?

溶接は、別のバインダー材料なしで 2 つの材料を一緒に接合することによって機能します。融点の低いバインダーを使用するろう付けやはんだ付けとは異なり、溶接では 2 つのワークピースを直接接合し​​ます。

4種類の溶接とは?

溶接には主に 4 つのタイプがあります。 MIG – ガスメタル アーク溶接 (GMAW)、TIG – ガス タングステン アーク溶接 (GTAW)、スティック – シールド メタル アーク溶接 (SMAW)、フラックス入り – フラックスコアード アーク溶接 (FCAW)。

溶接工の年収は?

溶接工の年収は？溶接では、年収の中央値が 58,000 ドルで、年間 29,000 ドルから 117,000 ドルの範囲で稼ぐことができます。経験と教育レベルは、溶接工の収入に影響します。優れたスキルと経験は、より高い報酬につながる可能性があります。

溶接の 7 つの基本的なタイプは何ですか?

溶接の基本的な種類:
1. MIG 溶接 – ガスメタル アーク溶接 (GMAW)
2. TIG 溶接 – ガス タングステン アーク溶接 (GTAW)
3.棒溶接 - シールド メタル アーク溶接 (SMAW)
4.フラックス溶接 – コアアーク溶接 (FCAW)
5.エネルギービーム溶接（EBW）
6.原子水素溶接（AHW）
7.
8.ガスタングステンアーク溶接。プラズマアーク溶接.


製造プロセス

  • 製造プロセス
  • 3Dプリント
  • 自動制御システム
  • 産業技術
    1. 溶接とは何ですか？-定義|溶接の種類
    2. アーク溶接とは何ですか？-タイプ、およびそれはどのように機能しますか
    3. 溶接の種類
    4. アーク溶接プロセスの種類
    5. 溶接プロセス：定義、タイプ、プロセス（図とPDF）
    6. アーク溶接の種類は何ですか？ 【メリットと用途】
    7. ガスタングステンアーク溶接またはTIG溶接とは何ですか?
    8. プラズマアーク溶接とは - 部品と作業
    9. スポット溶接とは - 定義、仕組み
    10. アーク溶接とは - タイプとその仕組み
    11. さまざまなタイプの電気アーク溶接プロセス