コールドメタルトランスファー（CMT）溶接：薄板シートメタル加工の賢い選択

カスタムシートメタル部品とエンクロージャにおいて、溶接は様々な設計課題を解決できます。そのため、スポット溶接、シーム溶接、フィレット溶接、プラグ溶接、タック溶接など、様々な溶接プロセスをカスタム製造の一環として提供しています。しかし、適切な溶接方法を採用しないと、薄板シートメタルの溶接は問題を抱えやすく、不合格になりやすいです。このブログでは、従来のMIG溶接（メタルイナートガス）やTIG溶接（タングステンイナートガス）ではなく、なぜコールドメタルトランスファー（CMT）溶接を使用するのかを説明します。

他の溶接方法の問題点

溶接プロセスでは、溶接トーチの熱でワークピースとトーチ内の供給ワイヤーが加熱され、溶融・融合します。熱が高すぎると、フィラーがワークピースに到達する前に溶け、金属の飛散（スパッタ）が部品に付着します。また、溶接でワークピースが急速に加熱され、歪みが生じたり、最悪の場合、部品に穴が開いたりします。

最も一般的な溶接タイプはMIGとTIGです。これらはコールドメタルトランスファー（CMT）溶接と比べて、はるかに高い熱出力を持ちます。

当社の経験では、TIGとMIG溶接は薄板シートメタルの接合に適していません。過剰な熱により、特にステンレス鋼とアルミニウムで歪みと溶け戻りが発生します。CMT溶接の導入前は、薄板シートメタルの溶接は、エンジニアリングされた生産プロセスというより、職人技に近いものでした。

CMTの仕組み

CMT溶接は非常に安定したアークを持ちます。パルスアークは、低電力のベース電流相と、ショートサーキットなしの高電力パルス電流相で構成されます。これにより、スパッタがほぼ発生しません（スパッタとは、溶接アーク付近で生成される溶融材料の飛沫です）。

パルス電流相では、溶接滴が精密に制御された電流パルスによって標的的に分離されます。このプロセスにより、アークはアーク燃焼期のごく短い期間のみ熱を導入します。

アーク長が検出され、機械的に調整されます。ワークピースの表面状態や溶接速度に関わらずアークは安定します。つまり、CMTはあらゆる場所、あらゆる姿勢で使用可能です。

CMTプロセスは物理的にはMIG溶接に似ています。しかし、大きな違いはワイヤー送りにあります。MIGではワイヤーが連続的に溶融池に送られるのに対し、CMTでは電流が流れる瞬間にワイヤーが引き戻されます。溶接ワイヤーとシールドガスが溶接トーチを通って供給され、溶接ワイヤーと溶接面の間で電気がアークを形成し、ワイヤー先端が液化して溶接面に付着します。CMTは、加熱アークの自動的な活性化と非活性化を用いて、溶接ワイヤーを体系的に加熱・冷却しながら、ワイヤーを溶融池と接触・離脱を1秒間に何度も繰り返します。連続的な電力ストリームではなくパルスアクションを使用するため、CMT溶接はMIG溶接の10分の1の熱しか発生しません。この熱の低減がCMTの最大の利点であり、「コールド」メタルトランスファーと呼ばれる所以です。

小ネタ：CMT溶接の開発者は、「熱い、冷たい、熱い、冷たい、熱い、冷たい」と表現しています。

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