鋼材の溶接加工の特徴と当社の加工事例
鋼材部品の製作において、溶接加工は欠かせない加工技術の一つです。フレームや架台、ブラケット、シャフト部品など、鋼材を組み合わせて一体化する場面は多く、溶接方法の選定が品質・コスト・納期を大きく左右します。
本記事では、鋼材の溶接加工における代表的な種類や特徴、溶接に適した鋼材、さらによくあるトラブルとそのポイントについて解説します。
溶接の種類
鋼材の溶接は、大きく融接・圧接・ろう接の三つに分類され、それぞれの溶接方法は、接合原理や適した鋼材加工条件が異なります。そのため、用途や製品要求に応じた適切な選定が重要になります。
融接
融接とは、接合する鋼材自体を溶融させて一体化する溶接方法です。溶かした金属が冷却・凝固することで、強固な接合部が形成されます。鋼材溶接の中でも最も一般的で、構造物から精密部品まで幅広く用いられています。
代表的な融接には、アーク溶接、電子ビーム溶接、レーザー溶接などがあります。アーク溶接は、電気エネルギーによって発生させたアーク熱を利用する方法で、現場溶接から工場内溶接まで幅広く対応可能です。
また、TIG溶接やMIG／MAG溶接は品質管理がしやすい手法として知られています。TIG溶接は溶接品質が安定し、ビード外観が美しいため、外観重視の鋼材加工に適しています。一方、MIG／MAG溶接はワイヤ供給が自動化されており、作業効率が高く量産加工に向いています。
電子ビーム溶接やレーザー溶接は、高エネルギー密度で局所的に加熱できるため、精密鋼材加工や歪みを極力抑えたい部品に適した溶接方法です。
圧接
圧接は、鋼材を溶かさず、強い圧力を加え、結合させる溶接方法です。代表的な方法として、ガス圧接、摩擦圧接、抵抗圧接が挙げられます。
ガス圧接は、鋼材を加熱しながら圧力を加えて接合する方法で、鉄筋などの鋼材加工で多く採用されています。安定した接合強度が得られる点が特徴です。
摩擦圧接は、鋼材同士を高速回転させて摩擦熱を発生させ、圧力で接合する方法です。溶融を伴わないため材料特性の影響が少なく、異種鋼材の接合にも対応しやすい点が強みです。
抵抗圧接は、電気抵抗による発熱を利用して接合する方法で、自動車部品などの薄板鋼材加工に適しています。
圧接は熱影響を抑えられる利点がある一方、接合形状に制約があるため、加工条件の検討不足は接合不良につながる恐れがあります。
ろう接
ろう接は、母材となる鋼材を溶かさず、低融点の金属（ろう材）を溶かして接合する方法です。使用するろう材は母材よりも融点が低いため、鋼材自体への熱影響を抑えられる点が特徴です。
ろう接は、異種金属の接合や精密部品の鋼材加工で活用されており、寸法精度が厳しく求められる部品に適しています。一方で、接合強度は融接や圧接と比べると低くなる傾向があるため、構造強度が要求される部品では注意が必要です。
溶接に適している鋼材
一般的に、溶接性が良い鋼材としては、炭素量の少ない鋼材が挙げられます。SS400や低炭素鋼は、溶接時の割れや硬化が起こりにくく、安定した溶接品質が得られます。一方で、炭素量の多い鋼材や合金鋼は、溶接割れや熱影響部の硬化が起こりやすいため、予熱や後熱処理などの対策が必要です。
溶接のよくあるトラブルとポイント
溶接加工では、溶接割れ、歪み、強度不足といったトラブルが発生しやすい傾向があります。これらのトラブルは、溶接方法の選定ミスや、加工条件の検討不足が原因です。
例えば、熱入力が大きすぎると歪みが発生しやすくなり、逆に不足すると溶け込み不良による強度低下を招きます。また、鋼材の材質に応じた前処理や後処理を行わないと、割れや品質不良の原因となります。
そのため、溶接加工を外注する際には、使用する鋼材や用途を明確に伝え、最適な溶接方法を提案できる加工先を選定することが重要です。
当社の溶接における特徴
当社は、各種溶接工法に対応しており、製品の形状や材質、使用目的に応じて最適な溶接方法を選定することで、安定した品質を実現しています。特に、溶接時の変形や歪みを最小限に抑える高精度な施工を得意としており、薄板から厚板まで、強度・耐久性を考慮した溶接加工が可能です。
また、板厚の異なる鋼板や異材質同士の溶接にも対応しており、条件が複雑な加工でも柔軟かつ確実な溶接を行います。
当社の溶接加工事例のご紹介
イケール
こちらは、イケールの加工事例です。
レーザー加工によりベース板を切り出した後、公差±0.2mmという厳しい精度要求に対応するため、機械加工にて高精度に仕上げました。続いて、フラットバーおよび丸パイプをベースに溶接し、ベース部分にはリーマ加工・タップ加工を実施しています。最終工程として、めっき処理まで一貫して対応しました。
当社では、レーザー加工や各種穴あけ加工から表面処理まで、複数の加工工程をワンストップで対応できる体制を整えています。
タンク用架台
こちらは、タンク用架台の製作実績です。
□100mm×3,500mmの角パイプに対し、レーザー加工による穴あけ加工を行いました。あわせて、ベース板についてもレーザー加工で切り出しを行い、その後、角パイプとベース板を溶接にて一体化しています。当社は、コンベア用架台や設備用架台の製作を得意としており、鋼材の切り出しからレーザー加工やマシニング加工による穴あけ加工まで一貫対応することが可能です。
ベンド
本事例は、コンベア用ベンドの加工実績（ロット数：60個）です。バンドソーによる切断加工、ボール盤を用いたタップ穴加工、さらに2か所の溶接工程を含む一連の作業を、3日間という短納期で対応しました。
当社では、切断や穴あけ、溶接といった幅広い鋼材加工に短納期で一貫対応が可能です。ぜひお気軽にご相談ください。
鋼材の溶接加工なら鋼材加工まるごと受託センター.comにお任せください！
今回は、鋼材の溶接加工の特徴と当社の特徴・加工事例についてご紹介しました。鋼材加工まるごと受託センター.comを運営する株式会社鍛冶儀商店では、多種多様な溶接法に対応しており、薄板から厚板まで、強度・耐久性を重視した高い品質の溶接に対応可能です。お困りの方はお気軽にご相談ください。