鋼材の溶接加工とは？歪みを抑える高精度技術と当社の強み
フレームや架台、ブラケットなど、鋼材部品の製作において「溶接加工」は欠かせない工程です。しかし、鋼材の溶接は熱を加えるという性質上、加工業者の技術力や設備によって品質・コスト・納期に大きな差が生まれます。
本記事は、鋼材の溶接加工で発生しやすい課題と、それを解決する当社の高精度な溶接技術・一貫対応体制について解説します。
鋼材の溶接加工とは
鋼材の溶接加工とは、熱や圧力を加えて金属同士を接合し、一体化させる加工技術です。産業機械のフレームや架台、ブラケットなど、複数の鋼材部品を組み合わせて強固な構造物を作り上げるために欠かせない工程となります。
ボルトやリベットなどの締結部品を使わずに直接つなぎ合わせるため、「部品点数や加工工程の削減によるコストダウン」や、「接合部の高い気密性・水密性の確保」、「余分な部品を省くことによる製品の軽量化」を実現できるのが主な特徴です。
鋼材の溶接加工の種類
鋼材の溶接は、接合する原理によって大きく以下の3つに分類されます。
融接
融接とは、母材となる鋼材同士を加熱して溶融させ、一体化させる溶接方法です。代表的なものにアーク溶接やレーザー溶接があり、接合部が一度溶けて再凝固することで強固な接合が可能です。溶加材を使用する場合も多く、厚板や構造物の接合に広く用いられています。
圧接
圧接は、鋼材同士を加熱または常温のまま圧力を加えて接合する方法です。代表例としては抵抗溶接や摩擦圧接があり、接合面を塑性変形させることで金属同士を一体化させます。融接のように大きく溶融しないため、熱影響が比較的小さく、歪みや組織変化を抑えられる点が特徴です。
ろう接
ろう接は、母材を溶かさずに別の金属を溶かし、結合部に流して溶接する方法です。加工時に母材への熱影響が少ないため、比較的精密な溶接や異種金属の接合に適しており、歪みや変形を抑えやすいのが特徴です。
鋼材の溶接加工で発生しやすい3つの課題
鋼材の溶接を外注する際、よく直面するトラブルや課題には以下のようなものがあります。
熱影響による「歪み・変形」
溶接で最も多いトラブルが、熱による金属の収縮から生じる「歪み（反り・ねじれ）」です。熱の入力が大きすぎると製品が変形し、組み立て時にボルトが入らないといった不具合を引き起こします。結果として、歪み取り（矯正）に多大な工数とコストがかかってしまいます。
条件不備による「強度不足や溶接割れ」
鋼材の材質や板厚に対して適切な溶接条件（電流や電圧、溶接速度）を設定しないと、溶け込み不良による強度低下や、溶接割れが発生します。特に、厚みの異なる鋼板同士（異厚）や、材質の異なる鋼材（異材）の溶接は難易度が高く、高度なノウハウが求められます。
前処理不足や条件不適切による「内部欠陥と外観不良」
溶接部のサビや油分などの汚れを十分に除去（前処理）せずに加工を行うと、溶接金属の内部にガスが残って空洞ができる「ブローホール」などの内部欠陥が発生し、気密性や耐久性を著しく低下させます。
また、スパッタ（飛散した金属粒）の過度な付着やアンダーカット（母材が削れて溝になる現象）といった外観不良は、見た目を損なうだけでなく、そこから塗装が剥がれたり応力が集中したりして製品寿命を縮める原因となります。
当社の溶接加工の強み
当社では、こうしたお客様の課題を解決するため、多様な溶接設備と一貫対応できる生産体制を構築しています。
TIG溶接・アーク溶接など多様な溶接法に対応
当社では、TIG溶接・アーク溶接をはじめとする多様な溶接法に対応しており、製品形状・材質・用途に応じた最適な溶接工法を選定することで、安定した品質を提供しています。外観の美しさが求められる箇所や、強度が求められる厚板など、要件に合わせて柔軟に対応いたします。
変形や歪みを抑えた高精度な溶接技術
当社の最大の強みは、溶接時の変形や歪みを最小限に抑える高精度な施工技術です。また、ファイバーレーザー溶接機を活用することで、熱影響を極限まで抑え、溶接後の歪み取りや後処理作業を大幅に削減することで、リードタイムの短縮とコストダウンを実現しています。
鋼板同士の異厚・異材溶接にも対応可能
板厚の異なる鋼板同士の溶接や、異材質の鋼材同士の溶接にも対応可能です。複雑な条件下でも、長年の経験に基づく確かな技術で柔軟かつ確実な溶接を行います。
切断から溶接・表面処理までの「一貫対応」による短納期
自社で豊富な鋼材在庫を保有しているため、材料調達のタイムラグがありません。レーザー切断やマシニング加工による穴あけ、そして製缶・溶接、さらにはメッキや塗装といった表面処理までを一貫して対応可能です。お客様の横持ちの手間を削減し、最短翌営業日発送という短納期対応を実現しています。
当社の鋼材の溶接事例
当社で実際に手がけた、鋼材の溶接事例をご紹介します。
イケール
こちらはイケールの加工事例です。まずレーザー加工によりベース板の切り出しを行っております。ベース部分は公差が±0.2mmと非常に厳しい要求があったため、後工程として機械加工を施し、高精度に仕上げました。
その後、フラットバーおよび丸パイプとベース材の溶接を実施し、構造体としての強度と精度を確保しております。さらに、ベース部分にはリーマ加工およびタップ加工を行い、機能面での要求にも対応いたしました。最終工程では、耐久性や防錆性を高めるため、めっき処理まで一貫して対応しております。
タンク用架台
こちらは、タンク用の架台を製作した事例になります。100mm×3,500mmサイズの角パイプに対して、レーザー加工による高精度な穴あけ加工を実施しました。長尺材であっても、位置精度を確保しながら安定した加工を行っております。また、ベース板についてもレーザー加工により図面寸法通りに切り出しを行い、その後、角パイプとベース板を溶接によって確実に接合しました。溶接工程では、組立精度と強度の確保を重視し、製品としての品質を安定させています。
コンベア用ベンド
こちらは、コンベア用ベンドの加工事例です。まずバンドソーを使用して丸パイプの切断を行い、その後、ボール盤によるタップ穴加工を実施しました。さらに、指定箇所に対して2か所の溶接を行い、図面仕様に基づいた形状および機能を確保しております。
これらの工程を効率的に段取りし、加工から組立までの一連の作業を社内で完結させることで、3日間という短納期での製作を実現いたしました。複数工程を伴う案件においても、スムーズな工程管理により安定した品質と納期対応を両立しています。
鋼材の溶接加工は鋼材加工まるごと受託センター.comにお任せください
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では、TIG溶接やアーク溶接を駆使し、歪みを最小限に抑えた高品質な製品提供を得意としております。豊富な鋼材在庫を活かした材料選定から、切断、穴あけ、製缶加工、溶接、そして表面処理まで一貫対応することで、お客様の調達工数削減と品質向上に貢献いたします。「溶接の歪みに困っている」「複数業者への手配を一つにまとめたい」といった鋼材加工でお困りの方は、ぜひお気軽に当社にご相談ください。