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溶接には、いろいろ種類があり、中でもアーク溶接は一番難しいといわれています。 今回は、アーク溶接が初心者でも上手になる方法や、アーク溶接の基礎知識も含めて詳しくご紹介していきます。 アーク溶接は、基礎練習がすべてです。途中で投げ出さず、練習を続けていきましょう。

溶接の基礎知識

アーク溶接の練習方法の前に、基本的な溶接の知識をしっかりと理解しておきましょう。 溶接は、「融接」「圧接」「ろう接」の大きく分けると３種類あります。 このうち、最も知られているのが融接です。   融接とは、２つの金属製の母材をくっつけるための方法であり、具体的には、高い電圧の電気などを利用して２つの母材を融合させ、融合後に２つの母材が融合した部分を冷やし固まらせる方法です。 また、融接の中でもアーク溶接は、非常に頻繁に使われている溶接方法です。   アーク溶接は、使用するガスや機器の性能によって「TIG溶接」「炭酸ガスアーク」「被覆アーク溶接」などの種類があります。 溶接する母材の性質に応じて、最適な種類の溶接方法を選ぶことができるのも特徴です。   溶接の種類の中の「圧接」は、プレス機などを使用し２つの母材に圧力をかけ接合し、溶接部分の面積が広い場合に使われる方法です。 溶接＝金属を溶かすというイメージがありますが、金属を溶かさずに接合できる圧接も溶接の１つに数えられます。   「ろう接」は、過熱して接合するという点では融接に似ているものの、母材ではなく母材よりも融点が低い溶加材を加熱し、溶かした溶解金属を２つの母材の接合点に付着させて接合させるため、融接とは大きな違いがあります。  

アーク溶接のメリット

アーク溶接は、シールドガスに「炭酸ガス」や「アルゴン」などのガスを使用する方法と、ガスを使わない方法とがあります。 ガスを使用しない方法は、作業中のガス中毒や、ガスへの引火事故へのリスクを少なくできるメリットがあります。 また、アーク溶接は、ピンポイントで加熱することで、母材を接合することができます。 圧接とは異なり、小さな部品の溶接にも向いているのも、アーク溶接のメリットでしょう。 さらに、アーク溶接で使用する溶接機は、比較的安価なものが多いことから、「規模が小さい事業所でも複数台所持している」ということも少なくありません。 複数台あれば、アーク溶接を同時稼働できるため、作業の効率化も図れます。  

アーク溶接が上手くなる練習方法

アーク溶接は、いろいろな溶接の種類がある中でも一番難しいと言われています。 アーク溶接を苦手としている人も少なくないでしょう。 しかし、アーク溶接もスポーツや勉強と同じで、基礎がとても需要です。 どんなスポーツ選手でもアーティストでも最初はみな初心者です。 アーク溶接もプロのアスリートやピアノの奏者と同じで、動作に対して理屈をつけなければ上手になりません。   アーク溶接の初心者の人は、以下のような悩みを抱えているのではないでしょうか？

• まっすぐにビートを置けない
• アークスタートがうまくできない
• ビートの幅が安定しない

  基礎練習をひたすら行えば、これらの理由も説明できるようになるのです。 アーク溶接では、はじめはスタート箇所に溶け込み不良ができやすくなります。 棒先ぶれや目標はずれ、アーク発生のもたつきなどがスタート箇所の主な不良原因です。 これができなくなるようになるまで体で覚えていきます。   終了箇所では、くぼみやガスの抜け後のような穴ができないようになるまで行います。 全体を通してビードの幅や高さ、美観、直進性が均一で、ニキビのようなぶつぶつ（スパッタ）が出ないようになるまで練習していきましょう。  

練習道具の選び方

アーク溶接は、TIG溶接や半自動溶接などによって、さまざまな機材があり、それぞれに適した使用箇所があることから、溶接方法に合った溶接機を使うことが作業効率の向上と安全性を高めることとなります。  

穴が開きにくい厚めの板を使おう

アーク溶接の練習時には、穴が開きにくい厚めの板を用意しましょう。 溶接スキルを向上させるためには、まっすぐ安定したビードを引けるかどうかです。 この練習をするためには、厚めの板が適しています。  

練習①直線に沿って溶接を繰り返す

最初は、３０㎜くらいの長さの線を複数書き入れていきます。 その線に沿いまっすぐ溶接していきましょう。 これをひたすら繰り返します。 最初のころは、スパークさせるのがやっとかもしれませんが、回数を重ねることでビードの長さは徐々に伸びてきます。   自分から見て奥から手前、左から右へと回数を重ねていきます。 まっすぐ引くにはコツが必要です。 体に感覚が染み込むまで１ヶ月はかかるでしょう。  

練習②さらに長く引けるようにする

30㎜のビードが余裕で引けるようになったら、次のステップとして書き込む直線の長さを50～60㎜に伸ばしていきます。 決められた距離を始点から終点までまっすぐにビードを引く練習を行っていきます。 これもまた繰り返していくと、意識しなくてもまっすぐにビードを引けるようになります。  

練習③限界まで溶接できるようにする

決められた距離をまっすぐに引けるようになったら、限界まで溶接できる練習に入ります。   低電圧溶接棒1本で引ける長さはせいぜい100㎜程度までです。 長い直線を書き込み、1本を使い切る、または現状引ける限界まで溶接を行います。 引き終わったビード端のスラグを落とし、そこを始点として溶接を続けて、ビードを伸ばしていきましょう。 溶接棒はなるべく立て、溶接棒を断続的に入れる場合にも溶接棒を立てます。   アーク溶接のうまい下手は始端終端が違います。 溶接が上手に見えるかどうかは、「始端終端がきれいにできるかどうかにかかっている」といってもよいほどです。 限界まで溶接できるかどうかをクリアできたら始端終端を意識してみましょう。  

アーク溶接の練習から現場で使える応用へ

ビードをまっすぐに引く練習をしていけば、自分が引ける限界というものが見えてきます。 自分の限界が把握できていれば、長物の溶接も次第に行えるようになるでしょう。 アーク溶接の練習から現場で使うことができる応用について紹介します。  

応用①安定して溶接できる長さで点を打つ

溶接面の端から自分が引くことができる限界の長さの位置をマーキングしていきます。 そして、マーキングした位置をすべて点付けしていきましょう。 しっかりと点溶接をしたら、その点と点を繋げるように溶接していきます。 ただし、この段階ではビードを意識し、裏側まで確実に熱が伝わるように溶接していくことが大切です。   遮光溶接面を通して際に視界はかなり暗く、溶接個所が見えにくくなります。 溶接現場が暗い場所にあればなおのこと見づらくなります。 そのような時には、溶接面に沿いマーカーでラインを入れてきましょう。  

応用②突き合わせ溶接

突き合わせ溶接はパット溶接やIバット（アイバット）などと言われることもあります。 アーク溶接では、ぴったりとくっつき合わせた継ぎ手は施工しにくいため、薄いプレート（裏金）を裏側に付けて突き合わせの間隔を板の厚さ以上にするのが一般的です。   厚板を突き合わせ溶接する時には、合わせ面を60度のV字に切り込み溶接します。 このような加工を開先といい、裏面まで確実に溶け込ませることができるようになります。   突き合わせ面を密着させシャコ万などを利用し、ずれないように借り固定します。 点付け溶接をして仮留めをし、2つの母材に熱が均等になるように交互に橋渡しさせるよう軽くジグザグに振っていきながら溶接していきます。 低電圧溶接棒でも、裏面まで溶かし込むことができます。 スラグを確実に叩き落して完成になります。 1回で埋めきることができない厚板は数回に分け溶接を重ねていきましょう。  

応用③TIG溶接

TIG溶接は、タングステンという棒に電流を流し、溶接する材料との間に高温のアークを発生させ、火花を飛び散らせることなく、ステンレス、アルミ、鉄などほとんどの金属の溶接をすることができる方法です。 ガス溶接と似ており片手に溶接トーチを持ち、もう片方の手で溶接棒を持ち溶接していきます。   金属材の中でもステンレス、アルミの溶接に最適です。 また、見た目も各種溶接の中でもきれいな仕上がりになり、アーク溶接や半自動溶接では実現できないような細かい部分の溶接にも適します。   TIG溶接では、溶接中に材料に空気が入ると、溶接部分に欠陥が起きてしまい見た目も悪くなってしまいます。 そのため、不活性ガスであるアルゴンガスという無色、無味、無臭で他の物質と化学反応を非常に起こしにくい安全性の高いガスを使用し、溶接部分に空気が入らないように溶接していきます。  

応用④隅肉溶接

隅肉溶接とは板を重ね繋いだり、T字型に繋ぐなどの場合に用いられる溶接です。   鋼端の溶接合の1つで原理的には、ほぼ直交する2つの接合面（隅肉）に溶着金属を盛り溶接合します。 隅肉溶接には、片側溶接と両側溶接があります。隅肉溶接は、母材と母材を均等にまたぐように三角形の断面に仕上げる必要があり、中厚板の溶接の中で最も一般的な溶接です。   突き合わせ溶接とは異なり、開先を切らないため母材同士は一体化していません。 そのため、結合強度が低く引張力がかかる部分に用いらず、剪断力がかかる部分に使われる溶接法です。  

まとめ

溶接の1つであるアーク溶接は、はじめは非常に難しく練習を必要とするでしょう。 基本練習をしっかり身に着け経験を積むことで、誰にでもできる作業になります。   作業方法によっては高度な技術力も必要とされますが、技術力だけが必要なわけではありません。 仕事としてアーク溶接を行う際には、安全性、効率性も必要とされます。 安全性と効率性の両方を高めるならば、基本練習の継続、道具の用意やメンテナンス、注意点の確認など事前準備は大きなポイントになります。 アーク溶接を仕事として行っていくならば、作業方法だけではなく、アーク溶接全体に対する幅広い知識を持つことが、アーク溶接を行う人に求められるといえるでしょう。