技術コラム 溶接の種類や特徴について溶接・製缶の専門メーカーが解説

溶接は、金属同士を強力に接合するための重要な技術であり、製造業から建設業まで幅広い分野で使用されています。ここでは、溶接の主な種類やそれぞれの溶接方法、そして溶接の種類について専門メーカーの視点から詳しく解説します。

溶接とは何か？

溶接とは、２つ以上の部材の接合に用いられる方法で、電気やガスで熱を加えて溶かして接合する方法、圧力をかけて接合する方法、そして溶加材と呼ばれる材料を使って接合する方法があります。溶加材（または溶剤）は、接着剤のような役割を果たします。溶接は工業的にも非常に重要な役割を果たしており、建設業から自動車製造、造船、航空宇宙産業に至るまで幅広い分野で利用されています。
溶接は金属加工でよく用いられる方法ですが、様々な加工方法の種類があり、各々使用する溶接機が異なっています。ここでは、溶接の基本的な種類を紹介します。

代表的な溶接の種類と特徴

幅広い分野で用いられている加工法である溶接ですが、前述したように、溶接は接合する方法によって「融接」「圧接」「ろう接」の3つの種類に分けられます。また、それぞれの種類の接合方法から、さらにいくつかの種類に分けられているので、ここからは代表的な3つの種類とそれぞれの加工方法を紹介します。

融接とは、母材（溶接素材）や溶加材を熱で溶かして接合する溶接の方法です。
材料同士を溶かして接合するため、接合部分は材料そのものの特性を持ちます。
融接の読み方は「ゆうせつ」と読みます。正式名称は「溶融溶接（ようゆうようせつ）」といいます。
融接は、溶接の中ではもっとも有名な溶接方法で、自動車の製造や船舶建造、建築構造物など強度が要求される場面で多く使用されており、アーク溶接やガス溶接、レーザー溶接が融接の分類になります。

圧接は、加熱または加熱しない状態で材料を圧力で押し合わせることにより接合する方法です。
圧接の読み方は「あっせつ」と読みます。正式名称は「加圧溶接」といいます。
材料を融解させずに接合するため、材料の劣化が少ないのが特長です。圧力は機械で設定されるため、技術にバラツキが起きることがなく、一定の品質に保つことができます。圧接には、ガス圧接、摩擦圧接、抵抗溶接、拡散接合、超音波圧接、爆発圧接などがあります。

ろう接は、母材を溶かさずに、融点が母材より低い金属である溶加材「ろう材」を溶かして二つの材料を結合する方法です。
正式名称は「鑞接（ろうせつ）」といいます。
母材同士が一体化した接合ではないため、ほかの溶接方法とは強度は劣ります。母材を溶かさないため、材料の変形や損傷のリスクが少なく、様々な金属や非金属を結合できる汎用性があるのも大きな特長です。
ろう接は電子部品のはんだ付けや宝飾品の修理など精密な結合が必要な場面で使用されることが多く、加熱の方法により「アークろう付」「抵抗ろう付」「トーチろう付」など、ろう接の中でも分類があります。

溶接は大きく以上の「融接」「圧接」「ろう接」の3種類に分けられますが、その中でも加熱方法や装置の仕組みなどで細かく分類されています。用途に応じて最適な溶接方法を選択する必要があります。

溶接の種類別の特長

ここで、弊社が得意としているアルミ・ステンレス溶接に用いられる溶接方法として、弊社が得意とする溶接方法をピックアップして紹介します。

1.TIG溶接（ティグ溶接）－融接

TIG溶接とは「Tungsten Inert Gas（タングステン不活性ガス）溶接」を略したもので、アーク溶接の一種です。そのアーク溶接法の中でも、タングステンを電極に用いた非溶極式に分類され、融点の高いタングステン電極を使用し、溶接部をアルゴンガスや、ヘリウムガスなどの不活性ガスでシールドしながら、必要に応じて溶加材を溶かし込んで溶接する方式です。TIG溶接は溶接する金属を選ばないのが特徴でもあり、ステンレスやアルミを接合することが可能です。また、火花の飛散が少なく、製品をきれいな状態に保つことができます。
TIG溶接は高品質で精密な溶接が可能で、ロケットエンジンなどの精密機器によく用いられている手法です。

2.MIG溶接（ミグ溶接）－融接

ミグ溶接とは「Metal Inert Gas溶接」を略したもので、アーク溶接の一種です。TIG溶接と同様にシールドガスに不活性ガスを用いりますが、MIG溶接の場合、放電電極が溶ける消耗電極式の溶接法です。ステンレスやアルミ合金の接合が一般的な用途ですが、溶接する素材によってシールドガスを使い分けます。また、溶接トーチは作業者が動かしますが、溶接棒は自動で供給されるため、「半自動溶接」ともいわれ、溶接速度が速く、溶接による歪みが出づらいのが特徴です。

3.被覆アーク溶接－融接

アーク溶接の基本である被覆アーク溶接は、母材と同材質の金属棒（被覆アーク溶接棒）を電極とし、この心線と母材との間に形成されるアークを熱源とする溶接法です。被覆アーク溶接はガスやスラグによるシールドに加えて、溶接棒先端の被覆筒の形成などにより、風の影響を受けにくいことから野外での作業に適しており、機器が比較的簡便で持ち運びしやすいため現場での修理などによく用いられています。また、ほかの溶接法と比べて技術を要する方法であり、職人の技術力の差で品質が左右してしまう場合があります。

開先加工と溶接記号について

開先加工（かいさきかこう）は、金属を溶接しやすくし、品質を高めるために、つなぎ目を斜めに削ったり、くぼみを作るなど、あらかじめ溶接する箇所に適切な加工を行う作業です。これにより、溶接する部分がしっかり接合でき、強い接続が作れます。開先加工時の断面の形状や開先の角度は、JISなどの産業規格によって規定されており、決められた公差に収まるように加工を行う必要があります。また、開先の形状は様々であり、溶接する金属の厚さや溶接方法、さらには求められる接合強度に応じて、最適な開先形状が選ばれます。選択する開先形状が適切であることが、最終的な接合部の品質を左右する重要な要素です。

そして、産業規格を図面上で示してくれるものが、溶接記号となります。JIS規格では、溶接における各種の開先形状（V開先、X開先、U開先など）が定義されており、これらは溶接記号として設計図や施工図面上で加工箇所に示され、開先の形状や角度などの詳細が示されます。

（引用）Mitsuri(株式会社Catallaxy) 様 - "溶接記号一覧　読み方、書き方をわかりやすく解説"

上図に、開先加工に関連する溶接記号を示します。

図面上でこれらの記号が使用されることで、溶接工や設計者は開先形状を視覚的に理解でき、適切な加工と溶接が行われるよう指示されます。溶接記号は、開先の形状を示すだけでなく、開先の角度、深さなどの詳細情報も併せて伝える重要な要素となります。

例えば、I型開先は平行な端面同士を溶接する簡単な形状で、主に薄い金属板の接合に使用されます。これに対し、V型開先は、金属板の端を斜めに削って溶接するもので、厚さがある場合に用いられ、溶接部の深さや強度を確保します。また、複雑な形状としてJ型やU型開先は、より深い溶接が必要な際に採用され、溶接材料の使用量を抑えつつ、高強度な接合を可能にします。

これらの開先形状や溶接記号を正しく理解し、適切に活用することで、溶接部の品質や耐久性が大きく向上します。溶接作業を効率的かつ安全に行うためには、開先加工と溶接記号の知識は必要不可欠です。

溶接加工を用いた当社の製作事例

弊社で製造した金属熱処理業向け1トン回転炉

実際に弊社の製品事例から、溶接加工を行った事例をご紹介したいと思います。

一般産業向け工具用容器 内部回転ドラム

プラント向けアルミ溶接品

薄物溶接品（ステンレス）

発電プラント　4階構造　メンテナンス用足場

まとめ

溶接技術は現代の製造業において不可欠な技術であり、自動車から航空宇宙、建築に至るまで多岐にわたります。溶接には様々な方法があり、それぞれが使用用途や求められる要求により最適化されています。適切な溶接方法の選択と、正確な技術の実施は、製品の安全性と耐久性を大きく左右します。用途に応じて的確に使い分けることが重要です。

当社では長年培ってきた高い技術力や時代のニーズに合った設備を備え、豊富な経験を活かし、高品質の製品を短納期・低コストでの製造を行い、お客様から高い信頼と評価を得ております。
溶接加工に関するお困りごとがございましたら、お気軽に弊社までご相談・お問い合わせください。