バリエーション豊かなアーク溶接の種類とは？

2つの部材を接合させる方法には、ボルトなどで締め付けたりする「機械的接合」や、瞬間接着剤などを使う「化学的接合」があります。
  
この2つは、それぞれの部材の結晶構造はそのままにした状態で接合するので、厳密にいえば一体化しているわけではありません。
  
一般的に、溶接と呼ばれるものは「冶金的接合」と呼ばれており、一方または両方の部材を加熱して溶融させ、接合箇所を一体化させます。
  
このような溶接方法には、「融接」「圧接」「ろう接」の3種類があります。
  
  
溶接では、接合させる部材を「母材」、溶接に使う金属を「溶加材」と呼んでいます。
  
「融接」とは、母材と溶加材をともに溶融させて、一体化した結晶構造を形成させます。
  
「圧接」とは、母材を密着させておき、そこに圧力や熱を加えることで、それぞれの母材の金属原子を融合させる方法です。
  
「ろう接」とは、母材を溶融せずに「ろう」と呼ばれる母材より融点の低い金属によって接合する方法になります。
  
はんだ付けなどはろう接の代表例です。
  

電極自体は溶融せずに、別に溶加材を加えつつ母材同士を溶かして一体化させる方法が非消耗電極式の溶接方法です。
  
主に「ティグ溶接」と「マグ溶接」があります。
  
「ティグ溶接」のTIGとはTungsten Inert Gasの略で、不活性ガス溶接とも呼びます。
  
タングステンを電極にして、不活性ガスでシールドしながらアークを発生させて、母材を溶融して溶接するのです。
  
このとき、タングステンの電極は消耗されず、溶加棒が消耗されます。
  
  
「マグ溶接」のMAGとはMetal Active Gasの略で、炭酸ガスなどの活性ガスを使う溶接方法です。
  
炭酸ガスを用いる場合には「炭酸ガスアーク溶接」、炭酸ガスとアルゴンの混合ガスの場合は「混合ガス・マグ溶接」と呼ばれます。
  
電極には針金状の溶接ワイヤを使いますが、一定の速度で供給される必要があるため、半自動または自動溶接で用いられる方式です。
  

  

消耗電極式は溶極式とも呼ばれ、溶接棒や溶接ワイヤなどの溶加材を溶融させて接合するタイプです。
  
建設業の現場などで用いられるものは「被覆アーク溶接」と呼ばれる消耗電極式の溶接方法です。
  
母材と同材質の金属棒が電極となり、電流を流したときに両者の間に生じるアークを熱源としています。
  
溶接棒には被覆層で覆われており、ここが加熱されるとガスやスラグが発生します。
  
被覆アーク溶接は、このガスやスラグで溶接部分を保護しながら溶接できる方法です。
  
そのため、屋外などの風のある環境でも安定した接合が可能なので、建設現場等で多用されています。
  
消耗電極式には、その他に「マグ溶接」や「ミグ溶接」などもあります。
  

アーク溶接は「融接」に属しており、その基本原理は「アーク放電」です。
  
ここに、プラスとマイナスの2つの電極を空間的に離しておき、そこに電圧を少しずつかけていくとしましょう。
  
ある段階までは空気は絶縁体として作用するため両極の間に電気が流れることはありません。
  
しかし、一定の電圧を超えると空気は絶縁体ではなくなって電気が流れます。
  
このとき空気の絶縁が「破壊された」と表現するのです。
  
いったん絶縁が破壊されると、その瞬間に強い光と高熱が発生します。
  
  
このときに出現する弧（arc）状の光を「アーク」と呼び、その際に発生する熱で金属を溶融する方法が「アーク溶接」なのです。
  
この原理は同じでも、溶加材のタイプやシールドに用いるガスの種類などによりいくつかのタイプに分類されます。
  
特に自動化に適しているのはシールドガスを用いるタイプで、溶接作業中の溶加材の物理的変化に応じて既に述べた「消耗電極式」と「非消耗品電極式」に分けられているのです。
  

アーク溶接の原理を使った溶接方法には、人力による「手溶接」から機械的な補助を使う「半自動溶接」まで、さまざまなバリエーションがあります。
  
そのため、資格については9種類に分かれているのです。
  
ただし、資格といっても試験はなく講習・実習ベースで短期間で取得可能なところが人気の資格の1つです。
  
さまざまな産業分野で活躍できる国家資格「アーク溶接作業者」に、ぜひ挑戦してみましょう。