メタルアーク溶接の理解:プロセス・メリット・用途
溶接とメタルアーク溶接の定義
溶接とは、金属または熱可塑性樹脂表面を溶かして材料を接合するプロセス全般を指します。通常、溶融エッジは充填材料(多くは融解性金属合金)と共に接合されます。金属溶接プロセスの中で、アーク溶接は比較的自動化されており、迅速な溶接作業が可能なため一般的です。メタルアーク溶接は、高エネルギー電源を使用する点で他の溶接形態と区別されます。
アーク溶接のメカニズム
この電源は、溶接装置の先端(技術的には「電極」と呼ばれる)と被溶接材料表面の間に電気アークを生成します。高エネルギーアークが金属表面と溶接中に使用される充填金属を効果的に溶かします。比較的シンプルな溶接プロセスですが、効果的に実行するには技術と器用さが必要です。
主要なサブカテゴリー
メタルアーク溶接にはいくつかのサブカテゴリーがあります。アーク溶接機は構造と理想的用途が異なります。文字通り数十種類のメタルアーク溶接機がありますが、最も人気のある2カテゴリーはガスメタルアーク溶接機(GMAW)とフラックスコアードアーク溶接機(FCAW)です。
ガスメタルアーク溶接(GMAW)
- 消耗電極が継続的・自動的に溶接部に供給されるため、ほぼ自動プロセス
- 訓練を受けた溶接工なら簡単・容易に実行可能
- 熱源は電源;ガス成分は燃焼用でなく「シールド(遮蔽)」用
- 電極近くから放出される純アルゴン/ヘリウムガスで、大気中の窒素/酸素を溶融金属表面からパージ
- 大気ガスは溶接欠陥や金属融合不良の原因になるため、不活性ガスで遮蔽するのが最良
- 非鉄金属向けのアルゴン/ヘリウム使用が主流。アルミニウム等に使用。他シールドガスモデルなら他金属化合物にも対応
フラックスコアードアーク溶接(FCAW)
- GMAW類似だが、合金金属(鋼等)向けに特化
- FCAW電極も連続供給で半自動溶接
- 外部シールドガス供給不要。電極内蔵の不活性成分が高温で気化しシールドガス化
- 実質的にフラックスベース溶接機が電極自体でシールドガスを供給
- 多くは気化フラックスのみでガス遮蔽。追加ガス遮蔽機能付き「デュアルシールド」溶接機もあり、よりクリーンで高品質な溶接が可能
- GMAWより高熱で高速溶接可能だが、FCAWは同等GMAWモデルより高コスト傾向
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