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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

アーク溶接とは何ですか?

アーク溶接は、電気を使用して金属を溶かすのに十分な熱を発生させ、冷却すると溶けた金属を溶かして金属を接合するために使用される溶接プロセスです。これは、溶接電源を使用して金属棒(「電極」)と母材の間にアークを生成し、接触点で金属を溶かすタイプの溶接です。アーク溶接機は、直流(DC)または交流(AC)のいずれかと、消耗電極または非消耗電極を使用できます。

溶接領域は通常、ある種のシールドガス、蒸気、またはスラグによって保護されています。アーク溶接プロセスは、手動、半自動、また​​は完全自動にすることができます。アーク溶接は19世紀後半に開発され、第二次世界大戦中の造船で商業的に重要になりました。今日でも、鉄骨構造物や車両の製造にとって重要なプロセスです。

関連: 溶接とは何ですか?

アーク溶接はどのように機能しますか?

アーク溶接は、電気アークを使用して被削材を溶かします。まず、アース線を材料に取り付けます。次に、溶接機は被削材に対して電極リードを配置します。

溶接機が電極を材料から引き離すと、ガスの電気的破壊により、アークが発生します。これは、連続プラズマ放電とも呼ばれます。アーク溶接機は、交流または直流のいずれかを使用し、非常に集中した狭いスポット溶接を作成するために使用されます。

アーク溶接は、金属を接合するために使用される融接プロセスです。 ACまたはDC電源からの電気アークは、約6500°Fの強烈な熱を発生させ、2つのワークピース間の接合部で金属を溶かします。

アークは手動または接合線に沿って機械で誘導できますが、電極は電流のみを流すか、電流を伝導すると同時に、フィラー材料を接合部に供給するために溶融プールに溶け込みます。

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金属は、アークによって高温になりすぎると、空気中の酸素や窒素と化学的に反応するため、保護ガスまたはスラグを使用して、溶融金属と空気との接触を最小限に抑えます。冷却後、溶融金属は固化して冶金学的結合を形成します。

DC電流とAC電流

アーク溶接用の電源は、直流(DC)または交流(AC)のいずれかから供給できます。

直流(DC)アーク溶接は、スティック溶接や低電圧の場合によく使用され、一般的にACよりも好まれます。これは、DC電流が一方向に安定して流れる電子を使用し、より滑らかで安定したアークを生成するためです。

交流(AC)アーク溶接は、電子が絶えず方向を変えるため、電子の揮発性が高くなります。

AC電流は通常、溶接の2番目の選択肢ですが、アークの吹き飛ばしを防ぐため、または長距離の電気を伝送するために、より強い電流が必要な場合など、場合によっては役立ちます。

アーク溶接の種類

アーク溶接の種類は大きく分けて、非消耗電極と消耗電極の種類、およびアーク発生と溶接の原理に分けられます。

消耗品と非消耗品のアーク溶接

アーク溶接で使用される電極(または「スティック」または「ロッド」)は、消耗品または非消耗品のいずれかです。

消耗電極は電流を流すだけでなく、接合部に溶加材を供給します。これは、電極が溶接される金属と一緒に溶けるタイプの金属でできていることを意味します。このタイプの溶接は、鉄鋼製品の製造によく使用されます。

一方、非消耗電極は、非常に高い融点を持つタングステンなど、溶接時に溶けない材料でできています。

関連: 溶接電極とは何ですか?

アーク溶接は2つの異なるタイプに分類できます;

電極消費量 溶接方法
非消耗(非可融)電極タイプ 1。 TIG溶接
2。プラズマ溶接
消耗(可融性)電極タイプ 1。被覆アーク溶接
2。 MAG溶接
3。 MIG溶接
4。エレクトロガスアーク溶接(EGW)
さまざまなタイプのアーク溶接プロセス

アーク溶接にはさまざまな種類があります。どのアーク溶接方法を使用するかは、主に金属によって異なります。以下は、さまざまな種類のアーク溶接技術の概要です。

1。フラックス入りアーク溶接(FCAW)

このタイプのアーク溶接は、フラックスで満たされた管状電極を使用します。放出フラックスはアークを空気からシールドしますが、放出フラックスはシールドガスを必要としない場合があります。

FCAWは溶接金属の溶着速度が速いため、1インチ以上の高密度セクションの溶接に最適です。

関連: フラックス入りアーク溶接とは何ですか?

2。ガスメタルアーク溶接(GMAW)

GMAWまたはMIG溶接は、アルゴンやヘリウムなどのガスまたはガス混合物でアークをシールドします。電極には酸化を防ぐ脱酸剤が付いているので、複数の層を溶接することができます。

この方法にはいくつかの利点があります。シンプルで、用途が広く、経済的で、低温で、簡単に自動化できます。これは、薄いシートやセクションによく使用される溶接技術です。

関連: ガスメタルアーク溶接とは何ですか?

3。ガスタングステンアーク溶接(GTAW)

GTAWまたはTIG溶接は、最も難しいと見なされることがよくあります。タングステン電極がアークを生成します。シールドを保護するために、アルゴンやヘリウムなどの不活性ガス、またはその2つの混合ガスが使用されます。

フィラーワイヤーは、必要に応じて溶融材料を追加します。この方法は、スラグを生成しないため、はるかに「クリーン」であり、外観が重要な溶接作業や薄い材料に最適です。

関連: ガスタングステンアーク溶接とは何ですか?

4。プラズマアーク溶接(PAW)

このアーク溶接技術は、イオン化ガスと電極を使用して、溶接領域に向けられた高温プラズマジェットを生成します。

ジェットは非常に高温であるため、この方法は狭くて深い溶接に適しています。プラズマアーク溶接(PAW)は、溶接速度を上げるのにも適しています。

関連: プラズマアーク溶接とは何ですか?

5。被覆アーク溶接(SMAW)

SMAWは、最も単純で、最も古く、最も適応性の高いアーク溶接方法の1つであり、非常に人気があります。アークは、コーティングされた電極チップが溶接領域に接触したときに生成され、アークを維持するために引き抜かれます。

熱がチップ、コーティング、および金属を溶かし、合金が固化すると溶接が形成されます。この手法は通常、パイプライン作業、造船、建設で使用されます。

関連: 被覆アーク溶接とは何ですか?

6。サブマージアーク溶接(SAW)

SAWは、溶接中に厚い層を作成する粒状フラックスで動作します。これにより、溶融金属が完全に覆われ、火花やスパッタが防止されます。

この方法は、断熱材として機能するため、より深い熱浸透を可能にします。 SAWは、高速の鋼板または鋼板の溶接に使用されます。半自動または自動にすることができます。ただし、水平溶接に限定されています。

関連: サブマージアーク溶接とは何ですか?

7。エレクトロスラグ溶接(ESW)

垂直プロセスは、1回のパスで厚いプレート(25mm以上)を溶接するために使用されます。 ESWは、磁束の追加によってアークが消滅する前に、電気アークに依存して開始します。ワイヤーの消耗品が溶融プールに供給されるとフラックスが溶融し、プールの上部に溶融スラグが生成されます。

ワイヤーとプレートのエッジを溶かすための熱は、電流の通過に対する溶けたスラグの抵抗によって生成されます。 2つの水冷銅シューがプロセスの進行を追跡し、溶融スラグが流出するのを防ぎます。

関連: エレクトロスラグ溶接とは何ですか?

アーク溶接はどこで使用されますか?

アーク溶接は、材料の接合に一般的に使用されており、さまざまな業界で使用されています。

航空宇宙産業では、アーク溶接を使用して、航空機の製造と修理、シートの接合、および精密作業を行っています。自動車産業では、アーク溶接を使用して排気システムと油圧ラインを接着しています。アーク溶接は、薄い金属間でも非常に強力な結合を提供できます。

建設業界では、アーク溶接を使用して、建物、橋、その他のインフラストラクチャ内の強力で持続可能な接続を保証しています。アーク溶接を使用する他の産業は、石油およびガス産業と電力産業です。

ロッドタイプ

アークプロセスでは、さまざまな長所、短所、および用途があり、溶接品質に影響を与える可能性のあるさまざまなロッドを使用します。ロッドは溶接機に接続され、電流が流れてワークピースが結合されます。

SMAWの場合など、場合によっては、ロッドが溶けて溶接の一部になります。これらは消耗電極です。 TIGの場合など、他の例では、ロッドは溶けません。これらは非消耗電極です。

正確なコーティングの種類は異なりますが、ロッドは一般的にコーティングされています。コーティングされていないロッドも利用できますが、これらはあまり一般的ではなく、より多くのスパッタを生成し、アークの制御を困難にする可能性があります。

コーティングされたロッドは、汚染された酸化物や硫黄を削減または排除するのに適しています。コーティングの3つのタイプには、セルロース、ミネラルが含まれます。または2つの組み合わせ。

コーティングされているかどうかにかかわらず、適切なビード品質でクリーンで強力な溶接を作成するには、適切なロッドを選択する必要があります。

アーク溶接の適用

アーク溶接の用途は次のとおりです。

  • 板金の溶接に使用されます
  • 薄くて鉄質で非鉄質の金属を溶接する場合
  • 圧力容器と圧力容器の設計に使用
  • 産業における配管の開発
  • 自動車および家具の分野で使用されます
  • 造船業
  • 航空機および航空宇宙、車体修復、鉄道のメーカーで使用されています。
  • 建設、自動車、機械などの業界
  • ガスタングステンアーク溶接は、航空宇宙産業で板金などの多くの領域を接続するために使用されます。
  • これらの溶接は、金型、工具、および主にマグネシウムとアルミニウムで作られた金属の修理に使用されます。
  • ほとんどの製造業では、GTAWを使用して薄いワークピース、特に非鉄金属を溶接しています。
  • GTAW溶接は、長期間にわたる耐食性とひび割れが必要な場合に使用されます。
  • 宇宙船の製造に使用されます。
  • 小径部品、薄肉管の溶接に使用され、自転車産業に適用可能になります。

アーク溶接の利点

他の多くの形式と比較して、アーク溶接を使用することには多くの利点があります。

  • 高速溶接に適しています。
  • これは単純な溶接装置です。
  • ACまたはDCで動作します。
  • 優れた温度。
  • 煙や火花が少なくなります。
  • シンプルな機器の結果としての携帯性。
  • 他のプロセスと比較すると、溶接が速いプロセスです。
  • 強力な関節を提供します。
  • 歪みはほとんど発生しません。
  • 高い耐食性。
  • 多孔質で汚れた金属に溶接する機能があります。
  • 安価な機器です。
  • その操作は、風や雨のときに実行できます。
  • その電源は電気がある場所で使用でき、電気がない場合は発電機を使用することもできます。
  • スムーズな溶接が実現します。
  • 優れた衝撃強度です。
  • アーク溶接ビーズを使用して、微細な金属上に設計を作成できます。
  • どのような雰囲気でも実行できます。

アーク溶接の欠点

一部の人々が特定の種類のプロジェクトのためにアーク溶接以外の他のオプションに目を向ける理由はいくつかあります。これらの欠点には、次のものが含まれます。

  • 熟練した溶接工が必要です。
  • AIやTiなどの反応性金属には使用できません。
  • 薄い金属の溶接には適していません。
  • すべての薄い金属がアーク溶接で溶接できるわけではありません。
  • このタスクには、十分な訓練を受けた熟練したオペレーターが必要です。
  • プロセス中に無駄が避けられないため、プロジェクトコストが増加します。
よくある質問

アーク溶接とは

アーク溶接は、電気を使用して金属を溶かすのに十分な熱を発生させ、冷却すると溶けた金属が金属の結合をもたらすことによって金属を金属に接合するために使用される溶接プロセスです。これは、溶接電源を使用して金属棒(「電極」)と母材の間にアークを生成し、接触点で金属を溶かすタイプの溶接です。アーク溶接機は、直流(DC)または交流(AC)のいずれかと、消耗電極または非消耗電極を使用できます。

アーク溶接はどのように機能しますか?

アーク溶接は、電気アークを使用して被削材を溶かします。次に、溶接機は被削材に対して電極リードを配置します。溶接機が電極を材料から引き離すと、電気アークが発生します。これは、ガスの電気的破壊による進行中のプラズマ放電としても知られています。

アーク溶接の種類は何ですか?

さまざまな種類のアーク溶接:

  • フラックス入りアーク溶接(FCAW)
  • ガスメタルアーク溶接(GMAW)
  • ガスタングステンアーク溶接(GTAW)
  • プラズマアーク溶接(PAW)
  • 被覆アーク溶接(SMAW)
  • サブマージアーク溶接(SAW)
  • エレクトロガスアーク溶接(EGW)

アーク溶接の用途は何ですか?

アーク溶接の用途は次のとおりです。

  • 板金の溶接に使用されます。
  • 薄く、鉄および非鉄の金属を溶接する場合。
  • 圧力容器と圧力容器の設計に使用されます。
  • 産業における配管の開発。
  • 自動車および家具の分野で使用されます。
  • 造船業。

アーク溶接の利点は何ですか?

アーク溶接の利点は次のとおりです。

  • 高い溶接速度。
  • 歪みが非常に少なくなります。
  • 煙や火花が少ない
  • スムーズな溶接が実現します。
  • どのような雰囲気でも実行できます。
  • 安い費用。
  • 優れた衝撃強度。
  • より高い耐食性。

アーク溶接の4種類は何ですか?

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–被覆アーク溶接(SMAW)、およびフラックス入り–フラックス入りアーク溶接(FCAW)。ここでは、各タイプの溶接について詳しく説明します。

アーク溶接とはどういう意味ですか?

アーク溶接は、電気アークを使用して熱を発生させて金属を溶かして接合する溶接プロセスの一種です。電源は、直流(DC)または交流(AC)のいずれかを使用して、消耗電極または非消耗電極とベース材料の間に電気アークを生成します。

アーク溶接は何に最適ですか?

アーク溶接は、サイズ4mm以上の重金属に最適であり、重機の修理、鉄鋼の建設、パイプライン溶接、および製造業や建設業で使用されます。

アーク溶接はMIGよりも強力ですか?

スティック溶接は、より厚い材料に対してより良い溶け込みを提供するため、MIG溶接よりも強力であると主張する人もいます。ただし、MIG溶接は、厚い金属には効果的ではありませんが、良好な溶接を提供でき、薄い金属を良好な仕上がりで溶け落ちのリスクが少ない状態で接合するのに適しています。

どの溶接が最も強力ですか?

TIG溶接は、MIG溶接や他のアーク溶接方法よりもクリーンで正確な溶接を生成し、最強になります。とはいえ、溶接作業ごとに必要な方法は異なる場合がありますが、TIGは一般に強度が高く、品質も高くなりますが、作業で必要な場合はMIGまたは別の方法を使用する必要があります。

アーク溶接はMIGと同じですか?

MIG(ガスメタルアーク溶接(GMAW)とも呼ばれます)およびスティック(シールドメタルアーク溶接(SMAW))溶接は、TIGとともに最も一般的に使用されるアーク溶接プロセスの2つです。また、いくつかの類似点はありますが、特定のアプリケーションでは、一方が他方よりもはるかに優れた結果を生み出すことができます。

アーク溶接は簡単ですか?

母材とワイヤーの間の電流によって生成されるアークは、ワイヤーを溶かしてベースと結合し、見栄えが良く、清掃の必要がほとんどない高強度の溶接を生成します。 MIG溶接は習得が容易なプロセスであり、薄い金属または厚い金属に使用できます。

アーク溶接はスティック溶接と同じですか?

アーク溶接は、被覆アーク溶接(SMAW)、手動金属アーク溶接(MMAW)、またはスティック溶接とも呼ばれます。タングステン不活性ガス(TIG)は、ガスタングステンアーク溶接(GTAW)とも呼ばれます。

最も簡単に習得できる溶接は何ですか?

MIG溶接機は、溶接ガンを介して事前に選択された速度で供給されるスプール上のワイヤー溶接電極を使用して設計されているため、初心者に最適なタイプの1つです。半自動または自動プロセスとして、ガスメタルアーク溶接(GMAWまたはMIG)が最も簡単に習得できます。

アーク溶接は強力ですか?

アークは、母材とワイヤの間を流れる電流の助けを借りて生成されます。高度に帯電した電流がワイヤーと金属のベースを溶かし、それらの間にジョイントを形成します。このテクノロジーで作成された溶接部は非常に頑丈で、クリーニングの必要性はほとんどありません。

溶接できない金属は何ですか?

融着がうまくできない材料の組み合わせの例としては、アルミニウムと鋼(炭素鋼またはステンレス鋼)、アルミニウムと銅、チタンと鋼があります。それらの冶金学的特性を変えるために何もすることはできません。それらの葉はあなたのプロセスを変えます。

アーク溶接の欠点は何ですか?

短所:

  • 効率が低い –一般に、アーク溶接中に他の多くのタイプよりも多くの廃棄物が生成されるため、場合によってはプロジェクトのコストが増加する可能性があります。
  • 高いスキルレベル –アーク溶接プロジェクトのオペレーターは、高度なスキルとトレーニングを必要としますが、すべての専門家がこれを持っているわけではありません。

アークの種類はいくつありますか?

ガスシールドアーク溶接を含むアーク溶接は、溶接棒/ワイヤがプロセスで溶けるかどうかによって、消耗型(可融性)電極タイプと非消耗型(非可融性)電極タイプの2つのタイプに大きく分けられます。上記の分類は単なる例です。

アーク溶接機が動かなくなるのはなぜですか?

アークの熱が溶融ロッドと水たまりの間の融合を防ぐのに十分なほど高くないため、スティック溶接ロッドが固着します。アンペア数の設定が低いか、アーク長が短すぎることが主な理由です。

ACアーク溶接とDCアーク溶接の違いは何ですか?

AC溶接と比較して、DCはより滑らかな溶接出力、より少ないスパッタ、およびより安定したアークを持つ傾向があります。また、溶接金属への浸透が多く、ほとんどの場合、AC溶接よりも強力な結合を提供します。残念ながら、DC溶接は適切な熱を生成できないため、アルミニウムの溶接には適していません。


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