電気アーク溶接マスター:種類、設備、メリット・デメリット完全ガイド
本記事では、電気アーク溶接の定義、用途、種類、設備、作動、メリット・デメリットを解説します。関連記事として溶接プロセスを公開済みです:
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電気アーク溶接とは
電気アークを用いて金属を溶融するために必要な熱を発生させ、冷却・接合させる溶接プロセスです。この融合溶接はAC/DC電源を熱源とします。電源が消耗・非消耗電極間にアークを生成し、AC/DC電流をベース材に供給します。
別の定義:溶接電源で金属棒(電極)とベースメタル間に電気アークを生成する溶接プロセス。接触点で金属を溶融。直流・交流選択、消耗・非消耗電極選択は考慮要因により決定されます。
アーク溶接は19世紀末に開発、第2次世界大戦で造船に使用。現在、製造業で最も高速・一般的な溶接プロセスの一つです。
電気アーク溶接図解
アーク溶接設備
主なアーク溶接設備:AC機、DC機、電極、電極ホルダー、ケーブル、ケーブルコネクター、アースクランプ、チッピングハンマー、ヘルメット、ワイヤーブラシ、手袋、安全ゴーグル、袖カバー、エプロン等。
用途
アーク溶接は多様な種類を持つため幅広い分野で使用されます:
- 造船
- 建設業
- 自動車産業
- 機械産業
その他の具体的用途:
- 航空宇宙産業でGTAWを多用、特に薄板接合
- 製造業でGTAWを薄肉工作物、特に非鉄金属に使用
- 宇宙機部品製造で広く採用
- 小径・薄肉管溶接で自転車産業に適用
- 各種サイズ配管のナット・ファーストパス溶接にGTAW使用
- 工具・金型修理、特にアルミニウム・マグネシウム部品
- GTAW溶接部は長期間耐食・耐割れ性に優れ、これら特性が必要な用途で採用
アーク溶接の種類
主要なアーク溶接種類:
- プラズマアーク溶接
- メタルアーク溶接
- カーボンアーク溶接
- ガスタングステンアーク溶接(TIG)
- ガスメタルアーク溶接(MIG)
- サブマージアーク溶接
- SMAW(被覆アーク溶接)
- FCAW(フラックスコアードアーク溶接)
- ESW(エレクトロスラグ溶接)
- アークスタッド溶接
その他希少タイプも存在しますが、上記が一般的です。
動画で学ぶ:電気アーク溶接の作動原理
電気アーク溶接のメリット・デメリット
メリット
多くの溶接プロセスに優位性があります:
- 設備がポータブルで屋外作業に容易輸送可能
- 多孔・汚れ金属でも溶接可能
- 設備コストが安価
- 他プロセス比で高速溶接
- 風雨天候下でも作業可能
- 強力な接合
- アーク溶接ビードで精密金属に意匠作成可能
- 電力ありならAC、なしなら発電機でDC対応可能
デメリット
- 工程歩留まり悪化でプロジェクトコスト増大(廃棄物不可避)
- 高度熟練作業者必須
- 全ての薄板に対応できるわけではない
まとめ
本記事では、電気アーク溶接の定義、図解、用途、設備、種類、作動、メリット・デメリットを網羅的に解説しました。汎用性・高速性・携帯性に優れる一方、歩留まり・熟練度・薄板対応に課題があります。用途に応じたプロセス選定と作業者育成が重要です。
製造プロセス
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