シールドメタルアーク溶接（SMAW）とは？

溶接に興味があり「SMAWって何？」と思った方。説明するためにここにいます。 SMAW は「Shielded Metal Arc Welding」の略です。 SMAW は、メンテナンスと修理、建設、工業生産など、さまざまな用途で使用される溶接の一種です。

SMAW は、Charles L. Coffin がプロセスの特許を取得した 1890 年にさかのぼる、最も古いタイプの溶接の 1 つです。 SMAW は手動アーク溶接プロセスであり、現在でも最も一般的に使用されている溶接プロセスの 1 つです。修理溶接と生産の両方に使用でき、すべての鉄系金属のすべての溶接位置で使用できます。

シールド メタル アーク溶接とは?

手動金属アーク溶接 (MMA または MMAW)、フラックス シールド アーク溶接、非公式にはスティック溶接とも呼ばれるシールド メタル アーク溶接 (SMAW) は、フラックスで覆われた消耗電極を使用して溶接を行う手動アーク溶接プロセスです。

シールド メタル アーク溶接 (SMAW) は、コアに金属棒を備えたフラックス コーティングされた消耗電極を使用する手動プロセスです。交流または直流は、電極と母材金属の間にアークを形成し、必要な熱を発生させます。米国では、これが最も一般的に使用される方法です。

フラックス コーティングは崩壊し、シールド ガスとして機能する蒸気を放出し、スラグの保護層を提供します。どちらも大気汚染から溶接領域を保護します。電極内部の金属棒が溶けると、溶接部となる溶融プールが形成されます。

溶接ビードの幅と高さ、溶接の溶け込み、およびスパッタの量に影響を与える、溶接機が制御できるいくつかの変数があります。スティック溶接は、TIGなど他の方法に比べ安価です。持ち運び可能で、どんな厚さでも、どんな位置でも機能します。

主な欠点は、溶接プロセス中にスラグが生成され、速度が遅くなることです (高度なスキルがない限り)。

SMAW は、重鋼構造物の建設や工業生産で広く使用され続けています。このプロセスは主に鉄と鋼 (ステンレス鋼を含む) の溶接に使用されますが、アルミニウム、ニッケル、および銅合金もこの方法で溶接できます。

SMAW とは何かの基本がわかったので、続きを読んで、その仕組みの詳細を確認してください。

SMAW の仕組み

SMAW はアークの熱を利用して、消耗品で覆われた電極と母材の上部を溶かします。電極と溶接されるアイテムの両方が電気回路の一部です。この回路には、電源、溶接ケーブル、電極ホルダー、接地クランプも含まれています。

電源からのケーブルは、ワークと電極ホルダーに取り付けられています。溶接は、母材と電極の先端との間にアークが発生することから始まります。ワークと電極先端の表面が溶けています。

次に、電極の端に金属が形成され、アークからプールに移動します。電極が消耗するとフィラーが析出します。 SMAW のアークは非常に熱くなります — 温度は華氏 9,000 度を超えることがあります!

SMAW電圧

電圧は、アーク溶接における主要な変数の 1 つです。一部の溶接プロセスでは、プリセット定電圧システムを使用してこれを維持できますが、SMAW 溶接では、電圧は手動で調整されます。これは、スティックを作品に近づけたり遠ざけたりすることで行います。

SMAW 溶接電流

定電流電源は、ほとんどの SMAW およびその他の手動溶接プロセスで使用されます。これにより、一貫したプリセット電流が提供され、アンペア数設定が維持されます。

SMAW 極性

SMAW 溶接プロセスでは、ほとんどの場合、逆極性が使用されます。これにより、最適なビード プロファイルと溶け込みが得られ、溶接アークまたはその近くで生成される溶融材料の液滴である過剰なスパッタも減少します

SMAW コンポーネント

スティック溶接で使用される基本的なツールには次のものがあります。

• アーク溶接電源（溶接機）
• 電極リード ケーブル
• 電極ホルダー
• リード
• ケーブル
• ケーブル コネクタ
• グラウンドクランプ
• チッピングハンマー

他の溶接プロセスと同様に、溶接機は安全装置を使用します。これには、ヘルメット、手袋、防護服が含まれます。

SMAW の用途は?

SMAWは、さまざまな金属の種類とさまざまな厚さに使用できます。多くの場合、炭素鋼や鋳鉄などの工業用鉄鋼を含む重作業、および低合金鋼と高合金鋼、ニッケル合金を含む作業に使用されます。

SMAW は、次のようなさまざまな業界で使用されています。

• 建設
• パイプライン
• 造船
• 水中溶接
• 農業機械製造

SMAW 機器は持ち運びが簡単で、屋内から屋外、海上の船上まで、さまざまな環境で使用できます。 SMAW は最も古い形式の溶接の 1 つですが、新しい技術は常にプロセスを進歩させ、ますます効率化しています。

SMAW 溶接機が正しい電極、溶接速度、アーク長の選択方法を熟知している (そしてクリーンな材料を使用している) 場合、SMAW 溶接作業はさまざまな業界で信頼性の高い溶接を実現します。

SMAW の利点

SMAW には多くの大きな利点があり、ほとんどの産業環境で継続的に定番となっています。これらの利点は次のとおりです。

• 比較的シンプルな装備
• すべての溶接プロセスの中で最も移植性が高い
• 個別のガス シールドは不要
• 屋外、製造工場、パイプラインや製油所、船舶や橋など、さまざまな環境で使用できます。
• 風やドラフトに敏感ではない
• 一般的に使用されるさまざまな金属や合金に最適
• 電気接続のない遠隔地では、ガソリンまたはディーゼルで駆動できます
• 機器と技術の知識は、ほとんどの産業環境ですでに広く導入されています

SMAW の欠点

SMAW にはいくつかの大きな利点がありますが、もちろん欠点もあり、特定のプロジェクトでは最適な選択ではない場合があります。欠点には次のようなものがあります:

• 自動化されていないため、通常、自動化されたプロセスよりも生産性が低くなります
• 溶着率は通常、他の溶接プロセスよりも低くなります
• 他の多くのプロセスよりもオペレーターのスキルが必要
• チタン、コロンビウム、ジルコニウムなどの反応性の金属には適していません
• 飛散する可能性があり、追加のクリーンアップが必要です。

SMAW ビデオ