ガス溶接の原理、技法、装置、用途を徹底解説

ガス溶接とは

ガス溶接は、燃料ガスを燃焼させて熱を発生させる液相溶接プロセスの一種です。この熱で、接合のために保持された溶接板の界面を溶融させます。このプロセスでは主に酸素-アセチレンガスを燃料ガスとして使用します。このプロセスはフィラーメタルの有無にかかわらず実施可能です。フィラーメタルを使用する場合、溶接エリアに直接手動で供給します。

原理

ガス溶接は最も重要な溶接プロセスの一つです。酸素の助けを借りて燃料ガスを燃焼させ、高温の集中炎を形成します。この炎が直接溶接エリアに当たり、溶接面とフィラーメタルを溶融させます。溶接板の溶融部分が互いに拡散し、冷却後に溶接継手を形成します。この溶接法は日常生活で使用されるほとんどの一般的金属の接合に使用できます。

装置

溶接トーチ

溶接トーチはガス溶接で最も重要な部品です。燃料ガスと酸素が適切な圧力でホースを通じて溶接トーチに供給されます。各ガスの流量を制御するバルブがトーチ内にあります。両ガスがここで混合され、可燃性混合気を形成します。これらのガスがノズルで着火・燃焼します。炎がノズルを通って溶接板に当たります。ノズル厚は溶接板サイズと溶接材料に依存します。

酸素シリンダー

燃料の適切な燃焼には適量の酸素が必要です。この酸素は酸素シリンダーで供給されます。酸素シリンダーを示すために黒線が使用されます。

燃料ガスシリンダー

ガスシリンダーには酸素-アセチレンガス、水素ガス、天然ガス、その他可燃性ガスが充填されます。燃料ガスの選択は溶接材料に依存します。一般目的の溶接には主に酸素-アセチレンガスが使用されます。通常これらのシリンダーにはマルーン（栗色）の線で表示されます。燃料ガスはここを通過します。

圧力調整器（レギュレーター）

酸素と燃料ガスは両方とも高圧でシリンダーに充填されています。これらのガスをこの高圧で溶接作業に使用することはできないため、流路の間に圧力調整器を配置します。溶接トーチに酸素を約70〜130 kN/m²、ガスを約7〜103 kN/m²の圧力で供給します。

ゴーグルとグローブ

これらは溶接作業者の安全のために使用されます。放射線と火炎から目と手を保護します。

作動手順

ガス溶接プロセスはアーク溶接と比較してかなりシンプルです。このプロセスではすべての装置を慎重に接続します。ガスシリンダーと酸素シリンダーを圧力調整器を通じて溶接トーチに接続します。調整された圧力のガスと酸素がトーチに供給され、そこで適切に混合されます。ストライカーで炎を着火します。トーチ先端が下向きになるよう注意します。溶接トーチにあるバルブで炎を制御します。溶接条件に応じて自然炎、炭化炎、酸化炎に炎を調整します。溶接トーチを継手形成ラインに沿って移動させます。これにより界面部分が溶融し、永続的に接合されます。

用途

• 薄金属板の接合に使用
• 鉄系・非鉄系金属の両方を接合可能
• ガス溶接は主に板金製造に使用
• 自動車産業と航空機産業で広く使用

メリットとデメリット

メリット

• 操作が容易で高度な技能オペレーターを必要としない
• MIG、TIG等他の溶接プロセスと比較して装置コストが低い
• 現場で使用可能
• 他の溶接タイプより装置が携帯性に優れる
• ガス切断としても使用可能

デメリット

• 表面仕上げが悪い。溶接後仕上げ作業が必要
• ガス溶接は熱影響部が大きく、母材の機械的特性変化を引き起こす可能性がある
• 高温裸炎による安全上の問題が大きい
• 軟らかく薄い板のみに適する
• 金属接合速度が遅い
• シールド領域がないため溶接欠陥が多い

以上がガス溶接の原理、装置、作動、用途、メリット・デメリットについての解説です。ご質問がありましたらコメントでお知らせください。この記事がお役に立てば幸いです。ぜひソーシャルネットワークで共有し、当サイトを購読してさらなる興味深い記事をお楽しみください。

画像出典：https://www.technologystudent.com/equip_flsh/acet1.html