溶接ガイド: 材料、機械、溶加材、溶接パラメータの選択方法

2026-08-27 0 メッセージを残してください

溶接は、構造物の製造、機器のメンテナンス、工業生産に広く適用される精密かつ不可欠な製造プロセスです。標準化された溶接前評価、パラメータ設定、操作技術、および品質管理は、安定した溶接性能、信頼性の高い接合強度、および一貫した仕上がり品質を確保するために重要です。

I. 溶接前評価溶接前に 3 つの基本パラメータを決定する必要があります。

1. 基材

炭素鋼: 溶接性に優れ、ほとんどの一般的なプロセスに適しています。

ステンレス鋼: 制御された入熱が必要です。粒界腐食を防ぐために TIG またはステンレス鋼電極を推奨します。

アルミニウムおよび合金: 高い熱伝導率と耐火性酸化膜にはAC TIGまたは専用のアルミニウムワイヤが必要です

鋳鉄: 溶接性が悪く、予熱 (200 ～ 400°C)、徐冷、ニッケルベースの電極が必要

2. 材料の厚さ

≤1 mm: 焼き付きのリスク、TIG または低電流 MIG を推奨

1~6 mm: SMAW または MIG の両方に適用可能

≥6 mm: 予熱が必要、マルチパス技術

3. 溶接位置

フラット: 最も難易度が低い

水平、垂直、オーバーヘッド：難易度が上がり、電流は平らな位置から10％〜20％減少します

II.溶接機の選定

応用	推奨マシン	仕様
時々修理、軽い構造物	インバータDC SMAW（ZX7シリーズ）	220V、定格100～200A
薄板、ステンレス、アルミニウム	MIG/MAG または TIG	シールドガスが必要、より高品質な仕上げ
屋外、電源なし	エンジン駆動式直流溶接機	自己電源型、高コスト

選択メモ:

エネルギー効率と携帯性の点で、従来の変圧器タイプよりもインバータタイプの機械が好まれます。

定格電流を最大化する必要はありません。実際の動作範囲は通常中規模です

ホットスタート機能とアークフォース機能を備えたマシンにより、打撃の困難さと電極の固着が軽減されます

Ⅲ．充填材の選択

卑金属	SMAW電極	MIG ワイヤー	TIGロッド
炭素鋼	J422 (E4303)	ER50‑6（Φ0.8～1.2mm）	ER50‑6
ステンレス304	A102 (E308‑16)	ER308	ER308
ステンレス鋼316	A202 (E316‑16)	ER316	ER316
鋳鉄	Z308またはZ408	——	——
アルミニウム	—	ER4043 / ER5356	ER4043 / ER5356

重要なプロセス要件:

電極は使用前に乾燥させる必要があります: J422 150°C で 1 時間。ステンレス鋼電極を 250°C で 2 時間加熱して水分を除去し、水素の多孔性を防止します

MIG の CO₂ 純度は 99.5% 以上でなければなりません。混合ガス (80% Ar + 20% CO₂) によりビードの外観が向上します

IV.溶接電流の目安

SMAW の経験式:

I(A)=電極径(mm)×30～40

Φ2.5mm → 75～100A

Φ3.2mm → 96～128A

Φ4.0mm → 120～160A

MIG 参照値:

I(A)=板厚(mm)×30～50

1mm → 30～50A

3mm → 90～150A

6mm → 180～300A

診断基準:

過電流: バーンスルーとアンダーカット

電流不足：浸透不足、スラグ混入、電極固着

試験片の裏面溶け込み痕跡とフロントビードプロファイルを最終調整の基準として使用します。

V. 溶接品質基準

認定された溶接は、次の 3 つの基本要件を満たさなければなりません。

十分な溶け込み深さ: 母材断面の厚さの最小 1/3

多孔性やスラグの混入がない: 表面または内部にハニカム空洞や暗い色の混入がない

亀裂なし: 冷却時に縦方向または横方向の亀裂なし。タッピングテストは事前チェックとして使用できます

VI.プロセス別の運用テクニック

スマウ

ストライク: スクラッチスタートまたはタップスタート。電極の固着を引き起こす長時間の接触を避ける

電極角度：ワーク表面に対して70°～80°、進行方向に傾斜

織りパターン: 薄いシートの場合は直線。中程度の厚さの場合はジグザグ。溝付きの厚板用の三日月。振動幅 ≤ 3× 電極直径

アーク長: 電極の直径にほぼ等しい。長すぎるとスパッタが増加し、長さが不足すると固着の原因になります

ミグ/マグ

突き出し：線径の約10倍（Φ0.8mm→8～10mm）

トーチ角度: 垂直またはわずかなドラッグ角度 (5°~15°)、プッシュ技術

ガス流量: 15~20 L/min;溶接エリアは横ドラフトから保護されなければなりません

ティグ

タングステン電極チップ: ジョイントラインを中心に 30°~45° の円錐形に研削

アーク長さ：2~4mm

フィラーロッドの供給: 溶接池の前縁に浸し、アーク柱への直接の侵入を避けます

アルミニウム溶接: AC モードが必要、電流が 20%~30% 増加

VII.安全要件

溶接は直火作業です。次の管理が強制されるものとします。

目の保護: 角膜へのアーク火傷を防ぐため、シェード No. 11 を備えた自動暗色化ヘルメット

呼吸器の保護: ステンレス鋼および亜鉛メッキ材料は有毒なフュームを発生します。適切な呼吸用保護具を着用するか、排ガスを使用し、風上の位置を維持してください

火災予防: アーク温度は 3000°C を超えます。可燃物は半径 2 メートル以内に撤去しなければなりません。消火器はアクセス可能でなければなりません

Ⅷ.一般的な溶接欠陥と修正措置

欠陥	視覚的表示	是正措置
気孔率	ビーズ表面の密な空洞	電極を完全に乾燥させます。ベースメタルの油や錆をきれいにします。ガスシールドを確認してください
アンダーカット	母材エッジの溶接止端に沿った溝	電流を 10% 削減します。移動速度が遅い
浸透力の不足	裏面に融着痕なし	電流を 20% 増加します。移動速度を下げる
スラグ混入	溶接部の黒い斑点または縞模様	パス間でスラグを完全に除去
ひび割れ	冷却時の縦方向/横方向の線状破壊	厚い部分を予熱します (100~200°C)。溶接後のゆっくりとした冷却または絶縁
過度のスパッタ	ビード周囲の金属小球	電流を減らします。円弧の長さを短くする