【2021年版】アーク溶接機メーカー4社一覧

アーク溶接機のメーカー4社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。

アーク溶接機とは？
アーク溶接機のメーカー4社一覧

アーク溶接機とは

アーク溶接機とは、アーク放電と呼ばれる放電現象を熱源として利用した溶接機です。アーク放電は、接続していない導体間に高電流を流すことで、導電性のない空気中を電流が流れる現象です。電流が流れることで励起状態となり、5,000～20,000℃の高温となります。鉄は1,500℃程度で溶融するため、鉄同士を接合する十分な温度を作り出せます。アーク溶接機にもいくつか種類がありますが、基本的には放電用電極もしくは溶接棒を溶融させて、母材を接合します。この際に、不活性ガスで酸化や窒化を阻止する必要があります。

アーク溶接機の使用用途

アーク溶接は、自動車部品や鉄道車両、建設機械など金属製の部品を接合する際に使われます。多くは鉄鋼の溶接に使用されますが、溶接方式によってはチタンやアルミニウムなどの非鉄金属の接合にも利用できます。溶接は窒素や酸素が多く存在する大気中で行うため、窒化や酸化が起こると溶接不良の原因になります。こうした現象を避けるため、アーク溶接中は窒素や酸素を遮断する不活性ガスを使用します。こうした不活性ガスはシールドガスと呼ばれ、アルゴンや炭酸ガスなどが使用されています。

アーク溶接機の原理

ここではアーク溶接方式を4つの種類に分類し、それぞれの特徴を説明します。大きくは放電用電極の溶融の有無によって、消耗電極式アーク溶接と非消耗電極式アーク溶接に分けられます。前者は被覆アーク溶接とミグ・マグ溶接が該当します。

被覆アーク溶接方式

金属製の心線を炭酸カルシウムとセルロースを主成分とした被覆材で覆った溶接棒を使用してアーク放電を発生させる溶接方式です。交流タイプと直流タイプの電源があり、被覆材が熱によって分解しシールドガスが発生します。このガスが大気中の酸素や窒素から保護し、溶接不良を防止します。

ミグ・マグ溶接方式

酸化や窒化を防ぐシールドガスに不活性な炭酸ガスやアルゴンガスを使用する溶接方式です。溶接ワイヤーは自動的に供給されるため効率性に優れます。ただ、非鉄金属のアルミニウムなどの溶接は困難で、鉄の溶接以外には使用できないデメリットを持ちます。

ティグ溶接方式

非消耗電極式アーク溶接の1つで、放電用電極にタングステンを用いています。シールドガスには、アルゴンガスやヘリウムガスを使用し、電極のタングステンは消耗しません。そのため、溶接棒を別途用意する必要があります。

プラズマ溶接方式

放電用電極にタングステンを使用し、プラズマアークを熱源に溶接する方式です。非消耗電極式アーク溶接という点ではティグ溶接と変わりませんが、プラズマはエネルギー密度が非常に高く、母材の変形も少ないメリットがあります。このようなメリットがある一方で、溶接機やランニングコストが高価になります。

アーク溶接機の仕組みと構造

アーク溶接機は、電極から熱電子を放出することでアーク放電を発生させます。ここで発生する熱エネルギーを利用して母材を溶融させることで接合を行います。

一般的なアーク溶接機は、溶接電源に交流と直流のタイプがあります。

交流のアーク溶接機は様々な種類の漏洩変圧器が用いられています。そのなかでも可動鉄心形が優れた特性をもっています。一次コイルと二次コイルを向かい合わせることで可動鉄片を動かし、漏洩に対するリアクタンスを変化させ、二次電流を調整することができるようになっています。

直流のアーク溶接機は、内部でインバータ制御が行える機構を持っています。よって、内部構造は複雑で価格が高く保守性が悪いです。しかし、電圧の調整範囲が広く安定した出力での溶接が可能になっています。

これら溶接機に溶接トーチや溶接棒を自動供給する装置、シールドガスを充填・噴出する装置が取り付いています。

アーク溶接機の利用手順

ここでは一般的に多く利用されている被覆アーク溶接の利用手順について説明を行います。

まず溶接を行う前準備として服装の確認を行います。

一般的な服装は、講習などでも必要な作業帽や頭巾、保護メガネ、腕カバー、革手袋、溶接用遮光式保護面、前掛け、足カバー、防塵マスクなどです。

次に溶接に使用する部品の準備を行います。

溶接を行うには溶接機本体やキャブタイヤケーブル、アースクリップ、溶接棒クリップ、溶接棒、ケーブル延長用ジョイント、溶接機接続用ジョイント、電源用工具、溶接棒乾燥機などが必要です。そして、電源用工具などは溶接機本体の接続方式や接続先の電源に合わせて準備を行う必要があります。しかし、溶接機の接続に充電路での作業が含まれる場合には労働安全衛生法にて低圧電気取扱者特別教育の受講が義務付けられています。

最後に溶接に使用する工具の準備を行います。

一般的に使用される工具にはケレンハンマーやチッピングハンマー、ワイヤーブラシ、ソリッドマーカー、溶接ゲージ、ディスクグラインダー、消化器などがあります。

アーク溶接を行う際に適用されている労働安全衛生法が厚生労働省によって令和2年に改正されました。令和3年4月から改正された内容が適用されます。これにより作業主任者の選任や特殊健康診断、作業環境測定の実施が義務付けられることになりました。

参考文献
https://mitsu-ri.net/articles/welding-basic-5#content-1
https://www.kousakukikai.tech/arc-welding/
https://kageyama-co.jp/
https://www.mhlw.go.jp/stf/newpage_12725.html
http://search.hitachi.co.jp/search/HYOURON.html 佐藤博、石橋英治『日立評論1963年8月号』「交流アーク溶接機の外部特性とアーク安定性に関する-考察」
https://www.ushio.co.jp/jp/technology/glossary/glossary_a/arc_discharge.html
https://em.ten-navi.com/dictionary/2910/
http://www.jwes.or.jp/mt/shi_ki/wo/archives/31/
https://nichiei-kouzai.co.jp/
https://40chousennsya.com/weld53

アーク溶接機のメーカー情報

アーク溶接機のメーカー4社一覧

- パナソニックシステムソリューションズジャパン株式会社会社公式サイト
- - アーク溶接機一覧
  - 創業: 2008年従業員数: 4,850人本社: 東京都会社詳細
- スター電器製造株式会社会社公式サイト
- - アーク溶接機一覧
  - 創業: 1960年従業員数: 50人本社: 東京都会社詳細
- MACHINEPRO株式会社会社公式サイト
- - アーク溶接機
  - 創業: 2002年従業員数: 44人本社: 愛知県会社詳細
- KUKA Japan株式会社会社公式サイト
- - マグネットアーク溶接機
  - 創業: 2007年従業員数: 19人本社: 神奈川県会社詳細