溶接

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エレクトロスラグ溶接とテルミット溶接

エレクトロスラグ溶接は、導電性がある溶融スラグを利用する。このスラグに電流をながして高温を発生させ、その中に連続して溶接ワイヤーをおくりこみ、母材とともに溶融する。おもに板厚が25mm以上の鋼板の突合せ溶接に利用されており、縦向きで下から上へと自動的に溶接がおこなわれる。

テルミット溶接は、アルミニウムの粉と酸化鉄の混合物に点火した際の化学反応(テルミット反応)によって発生する熱をつかう。アルミニウムは酸素と化学反応して熱を発生させ、鉄を溶融する。テルミット溶接はおもに鉄の裂けめや継ぎめの溶接にもちいられる。

IV

ろう付け

もっとも低温でおこなわれるろう付けは、はんだをつかうものだが、機械的な強度がえられないので、部材の接合よりも、電気的な接触を確実にする方法としてつかうことが多い。

ろう付けにつかう材料は、融点が450°C以上のものを硬ろうといい、それ未満のものを軟ろうといっている。

硬ろうの代表的材料は銀ろうとよばれるもので、銀、銅、亜鉛などを主成分にした合金にいくつかの金属がくわえられる。種類によって600°C程度から900°C以上の融点をもつものまである。ほかには、黄銅やアルミニウム、ニッケルなどの合金が硬ろうとしてつかわれる。

軟ろうは、ビスマス、インジウム、鉛、スズなどの合金をつかう。

V

新しいプロセス

電子ビームやレーザーをもちいる溶接法は、20世紀の後半に発展した。これらの方法は高スピードで高品質の溶接製品をもたらしている。レーザー溶接と電子ビーム溶接は、自動車工業と宇宙産業で重要な技術である。電子ビーム溶接は、高い真空度の中で陰極から放出された熱電子を高電圧で加速して、電子レンズで焦点をしぼって接合する金属などに衝突させて熱を発生させておこなう。熱によって変化する部分が小さく、空気にふれないため、酸化しやすい金属には適している。

レーザー溶接は、炭酸ガスやYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)をつかった高エネルギーのレーザー光を金属などに照射してとかす。金属を深く溶融できるので、出力さえじゅうぶんであれば、連続してあつい金属板を溶接することもできる。不活性ガスの中でも、空気中や真空中でも作業ができるため応用範囲が広く、電子ビームと同じく熱によって影響をうける範囲が小さいので、高品質の溶接ができる。しかも、はなれている場所へも、光ファイバーでエネルギーをみちびくことができるので作業がしやすい。こうした利点があるので、コンピューターと連動した数値制御工作機や溶接ロボットとして利用することも容易である。

超音波溶接は、2個の圧接用のチップで接合する部材をはさみ、その一方向から20～60kHzの超音波振動をくわえることで発生する摩擦熱により接合をおこなう。おもにアルミニウムやプラスチックなどで利用されている。