鋼構造メンバーの一般的な溶接方法

溶接は、2つの分離されたオブジェクトの原子（分子）を組み合わせて、エネルギーの助けを借りて全体を形成するプロセスです。溶接法は、鋼、アルミニウム、銅、チタンなどの金属材料だけではありません。また、プラスチックやセラミックなどの非金属を接続することもできます。金属と非金属の間の接続を解決することさえできます。これは、総称してエンジニアリング溶接と呼ばれます。溶接法によって作られた構造は、エンジニアリング溶接構造とも呼ばれる溶接構造とも呼ばれます。
オブジェクトと目的によれば、構築溶接構造、タンクと容器溶接構造、パイプライン溶接構造、導電性溶接構造の4つのタイプにほぼ分割できます。いわゆる建物鋼構造には、これらの4種類の溶接構造が含まれています。選択された構造材料は鋼であり、それらのほとんどは通常の炭素鋼と低合金構造鋼です。主な溶接方法には、手動アーク溶接、ガスシールド溶接、セルフシールドアーク溶接、水没アーク溶接、スタッド溶接、スポット溶接などが含まれます。
（1）手動アーク溶接
アークの熱に依存する溶接の方法は、電動アーク溶接と呼ばれます。手動電動アーク溶接は、手動動作電極を備えた一種の電気アーク溶接であり、鋼構造の溶接で最も一般的に使用される方法です。
手動アーク溶接の原理を図7-1に示します。溶接ロッドと溶接は、アークを生成する2つの電極です。アークは、溶接ロッドと溶接を溶かすために多くの熱を生成します。電極の端を溶かして液滴を形成し、溶融溶接のベースメタルに伝達され、融合して溶融プールを形成し、一連の複雑な物理的金属反応を受けます。アークが動くと、液体溶融プールが徐々に冷却され、結晶化して溶接を形成します。
高温の作用の下で、溶接ロッドの鋼鉄のコアのコーティングは、溶融プール金属の表面に覆われている溶融スラグに溶けます。空気中の有害な酸素と窒素との化学反応から高温溶融プール金属を保護するだけでなく、溶融プールの化学反応にも関与し、合金に浸透し、冷却された上に保護スラグシェルを形成します固化した金属表面。
（2）ガスシールドアーク溶接
また、ガスアーク溶接とも呼ばれます。溶接ワイヤと溶接は2つの極として使用されます。アーク熱は2つの極の間に生成され、溶接ワイヤと溶接のベースメタルを溶かします。同時に、シールドガスが溶接エリアに送られ、アーク、溶融溶接線、溶融プール、近くのベースメタルを周囲の空気から分離します。溶接ワイヤは自動的に送信されます。アークの作用下で連続的に溶け、溶融塩基金属と融合して溶接金属を形成します。その原則を図7-2に示します。略してGMAW（ガス金属アーク溶接）と呼ばれるこの溶接法は、異なるシールドガスのためにCO2ガスシールドアーク溶接に分けることもできます。現在、最も広く使用されている溶接方法であり、大きな電流と細かい溶接ワイヤの使用を特徴としています。溶接速度は高速で、浸透は大きく、動作効率は高くなっています。
（3）セルフシールドアーク溶接
セルフシールドアーク溶接は、かつてガスフリーアーク溶接と呼ばれていました。ガスシールドアーク溶接と比較して、風力抵抗が良好です。風速が10 m/sに達すると、毛穴がなく、優れた機械的特性がない溶接が得られます。自動溶接により、溶接効率は非常に高いです。溶接ガンは軽く、ガスシリンダーを使用していないため、動作は非常に便利ですが、溶接ワイヤの価格はCO2シールド溶接の価格よりも高くなっています。
（4）水没したアーク溶接
水没したアーク溶接は、ファイブル粒状フラックスのカバーの下でアークが燃えるアーク溶接の一種です。溶融プールに連続的に供給される裸の溶接ワイヤは、金属電極とフィラー材料の両方です。アークはフラックス層の下で燃え、溶接ワイヤとベースメタルを溶かして溶融プールを形成します。溶融フラックスは、溶融金属プールの表面を覆い、高温溶融プール金属を空気から分離する溶融スラグになります。フラックスによって形成された溶融スラグを保護することに加えて、溶融金属との冶金反応にも関与し、溶接金属の化学組成に影響します。
（5）狭いギャップ溶接
この方法では、ガスシールド溶接の既存の特別な技術を使用します。溶接接合部の溝切片面積は、手動アーク溶接またはガスシールド溶接の溝よりも小さく、これはこの方法の特性です。
狭いギャップ溶接は、平らな溶接、水平溶接、垂直溶接の位置で実行できます。水平溶接は、プロジェクトサイトのカラムジョイントに適しています。平らな溶接と垂直溶接は、それぞれボックスカラムのコーナージョイントと、工場のカラムとビームの溶接に適しています。
（6）スタッド溶接
スタッド溶接は、スタッドとベースメタル間の溶接電流を適用して、局所的な接触加熱とジョイントを作成する方法です。主にせん断コネクタとコンクリートアンカーボルトの溶接に使用されます。さらに、熱断熱材と健全な断熱材を備えたコネクタの設置にも広く使用されています。
（7）スポット溶接
まず、ここでのスポット溶接は、建物の鋼構造コンポーネントのアセンブリのスポット溶接とは異なります。これは、溶接領域を直接エネルギーし、抵抗加熱を使用して溶接部の温度を局所的に上げ、圧力下で結合する抵抗溶接の方法です。スポット溶接は、自動車産業や家庭用品で一般的に使用されており、鋼構造の複雑なジョイントにも使用されます。