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溶接（Welding）とは、2個以上の母材に熱や圧力、またはその両方を加えて一体化させる接合技術です。

建築物の鉄骨や自動車の車体、造船、化学プラントの配管まで、あらゆる金属製品の製造に欠かせない技術として使われています。

 

ボルトやリベットによる接合と比べて強度や気密性に優れる一方で、ひずみや割れといった溶接不良が発生しやすく、母材の材質に応じた方法の選択が求められます。

 

この記事では、溶接の仕組みと3つの分類、代表的な溶接方法の種類、メリット・デメリットから溶接方法を選ぶ際のポイントまで網羅できる内容でまとめました。

 

なお、溶接加工の依頼先をお探しの場合は、以下の記事で弊社の製品例とご依頼方法を紹介しています。

≫溶接なら大阪の株式会社新進へ｜製品例と依頼の流れを紹介

 

 

溶接とは？

 

溶接とは、日本産業規格（JIS Z 3001-1）において以下のように定義されています。

 

溶接とは

2個以上の母材を、接合される母材間に連続性があるように、熱、圧力、又はその両方によって一体にする操作

 

接着剤のように表面を張り合わせるのではなく、母材そのものを溶かして金属としての連続性を保つため、接合部は母材に近い強度があります。

 

このように金属の特性を利用して接合する方法は「冶金的（やきんてき）接合法」と呼ばれます。

 

▲溶接加工の様子

 

 

溶接が使用される主な産業

 

溶接は、金属を扱うほぼすべての産業で使用されています。主な分野は次の通りです。

 

 

特に自動車の車体組み立てや造船は溶接なしには成立せず、溶接は製造業の基盤を支える技術といえます。

 

 

溶接と機械的接合との違い

 

金属同士をつなぐ方法には、溶接のほかにボルトやリベットで組み立てる機械的接合法があります。両者の違いは次の通りです。

 

 

分解・組み立てを繰り返す箇所には機械的接合が向いていますが、強度・気密性・軽量化が求められる箇所では溶接が選ばれます。

 

 

溶接の3つの分類

 

 

溶接は、接合の仕組みによって次の3つに大きく分類されます。

 

 

 

融接（ゆうせつ）

 

融接とは、母材の接合部分を熱で溶かし、溶加材（溶接棒やワイヤ）とともに凝固させて一体化する方法です。

3つの分類の中で最も広く使われており、アーク溶接・ガス溶接・レーザー溶接などが該当します。

 

 

 

圧接（あっせつ）

 

圧接とは、母材に機械で圧力を加えて接合する方法です。

電気の抵抗熱や摩擦熱を併用するものもあり、抵抗溶接（スポット溶接）・ガス圧接・摩擦圧接などが該当します。

 

 

 

ろう接

 

ろう接とは、母材を溶かさず、母材より融点の低い「ろう材」を溶かして接合部分のすき間に流し込む方法で、ろう付けやはんだ付けが該当します。

 

 

3つの分類の違いをまとめると次の通りです。

 

 

 

代表的な溶接方法の種類

 

 

数ある溶接方法の中から、製造の現場でよく使われる代表的な種類を紹介します。

具体的には次の通りです。

 

 

 

アーク溶接

 

アーク溶接とは、気体中で起こる放電現象（アーク放電）の熱で母材を溶かす融接です。

溶接方法の中で最も一般的で、次のような種類があります。

 

 

 

レーザー溶接

 

レーザー溶接とは、レーザー光を一点に集中させて母材を溶かす融接です。

狭い範囲だけを瞬間的に加熱するため、ひずみが小さく、精密部品や薄板の溶接に向いています。

 

詳しくは以下の記事で解説しています。

≫レーザー溶接とは？｜特徴や仕組み、用途や種類まで徹底解説

 

 

抵抗溶接（スポット溶接）

 

抵抗溶接とは、重ねた母材に電流を流し、電気抵抗で発生する熱と加圧によって接合する圧接です。

抵抗溶接にはシーム溶接やプロジェクション溶接など様々ありますが、代表例のスポット溶接は、自動車のボディのような薄板の量産に広く使われています。

 

 

ガス溶接・ろう付け・はんだ付け

 

ガス溶接とは、アセチレンなどの可燃性ガスの炎で母材を溶かす融接です。温度の調整がしやすく、薄板の溶接や切断に用いられます。

 

また、ろう接に分類されるろう付け・はんだ付けは、融点の低い”ろう”を使用して母材を溶かさずに接合する方法です。

配管の接続や電子基板の実装など、精密で繊細な接合に適しています。

 

そのほかの種類や金属ごとの相性は、以下の記事で詳しく解説しています。

≫溶接の分類｜代表的な溶接の種類と各金属に不向きな方法を解説

 

 

溶接のメリット・デメリット

 

▲溶接の製品事例

 

溶接のメリット・デメリットを整理すると、それぞれ次の3つが挙げられます。

 

 

溶接のメリット

 

具体的には次の通りです。

 

 

母材同士が一体化するため、接合部は高い強度と気密性が保てます。

ボルトの頭のような突起も残らず、外観をすっきり仕上げられることも利点です。

 

さらに、ボルトやナットといった接合部品が不要になるため、製品の軽量化や部品コストの削減にもつながります。

 

 

溶接のデメリット

 

具体的には次の通りです。

 

 

溶接は母材を高温にするため、ひずみや変質といった不良のリスクが常にあります。

また、同じ設備を使っても作業者の腕によって品質に差が出やすく、一度接合すると簡単には分解もできません。

そのため、溶接には高い技術を持つ作業者と適切な条件管理が不可欠となります。

 

 

溶接で発生しやすい不良・欠陥

 

 

溶接で起きやすい代表的な不良は次の通りです。

 

 

これらの不良は、流す電流や溶接する速度、予熱などの条件の管理と、実際に作業をする技術者の能力によって防ぐことができます。

 

 

 

溶接方法を選ぶ際の3つのポイント

 

溶接方法を選ぶ際は、次の3つのポイントを確認します。

 

 

 

母材の材質・板厚に合った方法を選ぶ

 

金属には、溶接方法との相性があります。

例えばステンレスやアルミにはTIG溶接、薄板にはスポット溶接やレーザー溶接、厚板の構造物にはアーク溶接が向いています。

 

相性を確認しないと、割れや変質といった不良の原因になるため、まずは母材に合った方法を絞り込むことが大切です。

 

求める強度・気密性・仕上がりで選ぶ

 

タンクや配管のように気密性が求められる製品には、連続して溶接できる融接が適しています。

外観部品であれば、仕上がりの美しいTIG溶接やレーザー溶接が候補になります。

 

一方、大きな強度を必要としない精密部品なら、母材を傷付けないろう接という選択肢もあります。

 

生産数量とコストで選ぶ

 

大量生産にはスポット溶接やロボットによる自動溶接が向いていますが、設備投資が必要です。

試作品や小ロットの製作であれば、手作業のアーク溶接やTIG溶接の方がコストを抑えられます。

 

なお、溶接作業にはアーク溶接特別教育やガス溶接技能講習といった資格・講習が必要であり、品質は作業者の経験に大きく左右されます。

自社で設備や人材を確保するのが難しい場合は、専門業者へ依頼することを検討すべきです。

 

 

溶接への対応は金属素材によって変わる

 

同じ金属への溶接でも、用いるべき方法や条件は母材となる金属によって大きく異なります。

例えば、ハステロイは入熱温度を高くすると耐食性が下がるため、低温・中温での温度管理が必要です。

 

アルミの場合は、表面の酸化被膜への対応と高い熱伝導率の影響を考慮しなくてはいけません。

素材ごとの溶接のポイントは、以下の記事でそれぞれ詳しく解説していますのでご覧ください。

 

 

以上です。

溶接とは熱や圧力によって母材を一体化させる接合技術であり、金属ごとの特性を熟知した上で、素材と用途に合う方法を選び、条件を設定する必要があります。

 

株式会社新進では大阪の町職人300名と協力し、溶接加工をはじめとして様々な金属加工のコーディネートをしています。

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