私たちの生活に身近なスチール缶、傘立て、車など、主に金属同士をくっつけるモノづくりには「溶接」という技術が使われます。
モノづくりの現場である工場には必ずといっていいほど「溶接のお仕事」があります。また最近はDIYが流行っていることもあり、自宅で溶接をしているという方もいるでしょう。
しかし溶接を上手にやるためには「ちょっとしたコツ」が必要です。
そこで今回は、溶接のコツについてご紹介します。
溶接の基礎知識
溶接とは、「2つの金属製の母材を高い電圧の電気などを活用して加熱し、接合する部分を溶融した後に2つがくっついた状態で冷やして固まらせ、接合させる方法」のことをいいます。
この溶接には大きく分けて「溶接」「圧接」「ろう接」の3種類があり、このうち最もよく知られているのが「溶接」です。
溶接の中でも「アーク溶接」は、特に頻繁に行われている溶接方法のひとつです。またアーク溶接には、使用するガスや機器の性能が異なる「被覆アーク溶接」や「TIG溶接」「炭酸ガスアーク溶接」などの種類があり、溶接する母材の性質などに応じて最適なものを選べるようになっています。
続いて、溶接には母材を溶かさない「圧接」という方法があります。この方法ではプレス機などを使用して2つの母材に圧力をかけて接合し、溶接部の面積が広い場合などで行われます。溶接というと金属を溶かすというイメージを持ちがちですが、金属を溶かさずに接合する圧接もまた溶接のひとつに数えられるため、忘れずに覚えておきましょう。
「ろう接」は加熱するという点では溶接と似ていますが、母材ではなく母材よりも融点の低い溶加材を加熱して溶かした溶融金属を2つの母材の接合点に付着させ、接合させるという点で大きな違いがあります。
アーク溶接のメリット
アーク溶接には、シールドガスとして「炭酸ガス」や「アルゴン」などのガスを使用する方法もありますが、ガスを使わない方法もあるため、作業中のガス中毒やガスへの引火事故などの危険性を少なくできるというメリットがあります。
また、アーク溶接ではピンポイントで加熱し、母材をくっつけることができます。そのため、圧接とは違って小さな部品の溶接にも向いているという点も、アーク溶接のメリットといえるでしょう。
一方、アーク溶接で使用する溶接機は比較的安価なものが多く、規模の小さな事業所などでも複数台所持しているということが少なくありません。このことから、アーク溶接は複数台を同時稼働させ、作業の効率化を図れるという点でもメリットがあります。
アーク溶接の方法とコツ
アーク溶接に必要な準備
実際に溶接をやるためには、溶接に使う機械や道具をきちんとメンテナンスしておくことで、スムーズに作業が開始できます。上手な溶接をするために、まずは道具の整備をしましょう！
アーク溶接に使う道具としては
・アーク溶接機
・溶接棒
・遮光マスク
・革の手袋
・エプロン等の防護服
・溶接のカスをたたき落とすためのハンマー
などがあります。
この中でも溶接機のメンテナンスは、特に重要です。溶接機は、溶接時の金属を溶かす作業に必要な高温や高圧を発生させる機械です。また、多くの種類がありそれぞれ特性があります。しかし、どの種類の溶接機でも共通して手入れするべきポイントは、電源、ケーブル、ワイヤー送給装置、溶接トーチです。作業前に、それらの道具を点検しましょう。
異常な音や臭いが発生していないか、大きいキズがついていないかなどを、確認しておくことが大切です。整備をしっかりと行うことで作業中に機械が止まることも減り、溶接の不良を防ぐことができます。
アーク溶接の方法
アーク溶接のコツを説明する前に、アーク溶接について簡単にご説明します。
「アーク」とは、簡単に言うと電気のことです。つまり、アーク溶接では電気の力を使って金属同士を溶接します。
まず、「溶接棒」と呼ばれる棒を持ち電流を発生させます。次に、この棒をくっつけたい金属部分に当てます。溶接棒で金属を数回叩くと突然ボッーという音がして電流が飛び始めます。その電流の熱によって金属を溶かし、溶接をするわけです。
適切なアーク溶接ができていれば、かなりの強度で金属同士をくっつけることができます。溶接は、接着剤を使った接着とは比べものにならないほどの強度が出ます。
しかし、溶接時は強い光が発生するため、溶接したい部分が見えにくくなり、作業が難しくなる場合もあります。また、強い光が発生する作業時は、遮光マスクを使用することで目を守り、安全な作業をすることができます。
アーク溶接のコツ
では、うまく溶接するにはどういう点に、注意すればよいでしょうか。
アーク溶接には、電流の調整が重要です。電流が小さいがために、金属がしっかりと溶けないケースがよくあります。逆に電流が大きいと、金属が溶けて穴があいてしまいます。また、溶接棒には太さがいろいろあります。太さによっては電流が不安定になり、溶け込みが浅くなってしまう場合もあります。
そのようなことを防ぐためのコツは、溶接棒と金属の距離感を絶妙に保つことです。溶接棒をくっつけすぎず、金属に張り付つかないようにしましょう。電流を保つために金属から離しすぎず、絶妙なバランスをとります。溶接棒と金属との間にあるいい感じの距離感が分かったら、それをしっかりと覚えましょう。そして、その距離感をしっかりと意識し、溶接棒を動かします。その際、斜めに滑らせるように当てるのがコツです。
溶接がうまくいったかどうかは「溶接痕（ようせつこん）」をチェックしましょう。鉄の管などに、貝殻みたいな模様が連続してついているのを見たことはありませんか？ これが溶接痕です。溶接痕が、貝殻のような模様で出ていれば合格です！
アーク溶接をする際の注意点
アーク溶接では以下の点に注意し、作業を効率的に進めるだけでなく、事故を未然に防ぐことにも努めましょう。
溶接方法に合った溶接機を使う
アーク溶接には最もオーソドックスなものから、TIG溶接、半自動溶接に至るまでさまざまな方法があります。これらにはそれぞれに適した使用シーンがあることから、溶接方法に合った溶接機を使うことは作業の効率化と安全性を高める上で欠かすことができません。
必ず遮光マスクを付ける
アーク溶接時には火花が飛び散るだけでなく、瞬間的に強い光が発せられるため、それらから目を保護しなければなりません。遮光マスクはそのために必要な用具であり、作業を始める前に必ず装着していることを確認しましょう。
溶加材などの消耗品は多めに用意しておく
アーク溶接では溶加材を使用することもありますが、この溶加材は消耗品であるため作業途中でなくなってしまうこともあるかも知れません。しかし、アーク作業中は気軽に持ち場を離れることができないため、消耗品はあらかじめ多めに用意しておくようにしましょう。
アーク溶接の安全性・効率性を高めるには入念な準備が不可欠
溶接の一種であるアーク溶接は、作業方法によっては高度な技術が必要ですが、基本的にはしっかりと基本を身につけて経験を積めば、だれでもできる作業ということができます。しかし、仕事としてアーク溶接を行う場合は安全性だけでなく効率性もよく考えなければなりません。
このような安全性と効率性の両方を高める上では、道具の用意やメンテナンス、注意点の確認などの事前準備が大きな鍵となることから、作業方法だけでなく、アーク溶接全体に関する広い知識を持つことが、その作業を行う人には求められるといえるでしょう。
制作：工場タイムズ編集部
