溶接加工は、金属同士を接合し丈夫な構造を作るために必要な基本技術であり、製造業の品質と信頼性を支える重要な工程です。その一方で、溶接加工の分類や特徴を体系的に理解している人は多くはありません。
この記事では、溶接加工の基礎知識から、よくある失敗例、そして良い溶接を見極めるためのチェックポイントまで、分かりやすく解説していきます。
溶接加工の基礎知識
溶接加工を理解するためには、まず基本的な仕組みと種類を知ることが重要です。金属を一体化させる溶接技術には複数の方法があり、それぞれに特徴や使用場面が異なります。
ここでは、溶接の基本から代表的な種類まで、分かりやすく解説していきます。
そもそも溶接加工とは何をする技術？
溶接加工とは、複数の金属を接合し、一体化させる技術です。機械部品や構造物を成形する基本工程であり、工場で使用される産業機械の外装パネルや内部部品などにも幅広く利用されています。
溶接加工の最大の特徴は、接合部分が非常に強固になることです。金属が溶けて再凝固することで、母材と連続した金属組織となり高い強度を得られます。
融接・圧接・ろう接の違いと特徴
溶接には大きく分けて3つの方法があります。それぞれの特徴を理解することで、どの方法が最適かを判断しやすくなるでしょう。
融接（ゆうせつ）は、金属を高温で溶かして一体化させる方法です。一般的に「溶接」と聞いてイメージするのがこの融接になります。
圧接（あっせつ）は、金属に強い圧力をかけて一体化させる方法で、熱による変形が少ないという特徴があります。
ろう接（ろうせつ）は、接合したい金属よりも融点の低い金属を接着剤のように使って一体化させる方法です。
TIG溶接・MIG/MAG溶接・レーザー溶接の比較
融接の中でも、代表的な3つの方法があります。それぞれに得意分野があるため、用途に応じて使い分けることが重要です。
| 加工方法 | 特徴 | 得意なこと | 使用例 |
| TIG溶接 | 精密で美しい仕上がり | 薄板溶接・外観重視 | 医療機器・航空機 |
| MIG/MAG溶接 | スピーディでパワフル | 厚板溶接、強度重視 | 自動車部品・鉄骨 |
| レーザー溶接 | 極小範囲を狙い撃ち | 熱変形が少ない | 電子部品・精密機器 |
TIG溶接は仕上がりの美しさが特徴で、外観が重要な製品に適しています。
MIG溶接とMAG溶接は、いずれもガスメタルアーク溶接の一種で、使用するシールドガスの種類によって区別されます。これらの方式は作業スピードが速く、生産効率に優れているのが特徴です。
レーザー溶接は精密な作業が可能で、熱による影響を最小限に抑えられます。
溶接加工でよくある3つの失敗例
溶接加工では、技術的な要因や作業環境によりさまざまな問題が発生する可能性があります。これらの失敗例を事前に理解しておくことで、業者選びの際の判断材料にできるでしょう。
ここでは、特によく見られる3つの失敗例とその原因について詳しく説明します。
歪み（ひずみ）が発生してしまう問題
溶接加工で最も多く発生するトラブルが歪みの問題です。歪みとは、溶接による熱で金属が変形してしまう現象のことを指します。
歪みが発生する主な原因は、金属の熱膨張と収縮です。溶接時に金属が高温になると膨張し、冷却時に収縮します。この変化が均等に起こらないと、製品全体が曲がったり、ねじれたりしてしまうのです。
専門的な業者は、専用の固定具を使用して金属を固定したり、溶接の順番を工夫したりして歪みを防いでいます。歪みが発生した製品は、後から修正することが困難になるため、予防技術を持った業者を選ぶことが重要です。
見た目がきれいでも強度が不足する問題
溶接部分の見た目がきれいに仕上がっていても、実際の強度が不足している場合があります。これを「溶込み不良（溶け込み不良とも表記される）」と呼びます。
溶込み不良は、表面だけが溶接されていて、金属の内部まで十分に溶け込んでいない状態を指します。見た目には問題がないように見えるため、発見が困難な不良の一つです。
この問題が発生する原因には、溶接温度の設定ミスや溶接速度の問題、材料の準備不足などがあります。強度不足の溶接は使用中に突然破損する危険性があるため、厳格な検査体制を持つ業者を選ぶのがおすすめです。
仕上がりの見た目が期待と異なる問題
製品の機能には問題がなくても、見た目が期待と異なる場合があります。特に、最終製品の外観が重要な用途では、製品価値を大きく損なってしまうかもしれません。
よくある見た目の問題には、溶接線の太さや色の不均一、表面の凹凸、周辺部分への溶接飛び散り（スパッタ）の付着、焼け色の残存などがあります。
これらの問題は、作業者の技能や経験、使用機器の精度、作業環境の管理状況に大きく依存するでしょう。見た目の品質を重視する場合は、作業者の技能レベルや使用機器、品質管理体制などを事前に確認することが大切です。
「良い溶接」を見極める3つのチェックポイント
溶接の品質を正しく判断するためには、専門知識がなくても確認できるポイントを知ることが重要です。外観から読み取れる情報だけでも、溶接の良し悪しをある程度判断できます。
ここでは、初心者の方でも実践できる3つのチェックポイントを紹介します。
見た目に「均一感」があるかをチェックする方法
良い溶接の第一の条件は、溶接線に均一感があることです。まるで定規で引いた線のように、幅や高さが一定になっている状態が理想的でしょう。
具体的なチェックポイントは、溶接線の幅が全体を通して一定である、高さが均等になっている、色味が統一されているといった点です。
逆に問題のある溶接は「ミミズが這った跡」のような不規則な形状になります。太い部分と細い部分が混在していたり、うねうねと蛇行していたりする溶接は、技術的な問題がある可能性が高いといえるでしょう。
表面が「滑らか」であるかを確認するポイント
溶接部分の表面の状態は、品質を判断する重要な指標です。表面の滑らかさは、後工程での加工や塗装の品質にも大きく影響します。
良い溶接の表面は、なめらかで光沢があります。指で触れてみると、引っかかりや段差を感じることがほとんどありません。
問題のある溶接は、表面にブツブツとした穴や塊が生じている状態です。これらの問題がある溶接は、強度が低下している可能性があったり、腐食の原因になりやすかったりします。表面の状態に問題を発見した場合は、その原因を業者に確認することが大切です。
周辺が「クリーン」な状態かを判断する基準
溶接部分だけでなく、その周辺の状態も品質を判断する重要な要素です。丁寧な作業をする業者は、溶接部周辺の仕上がりにも気を配ります。
理想的な状態では、溶接した箇所以外は元の金属のきれいな状態が保たれています。具体的なチェック項目として、溶接部周辺に黒いススがついていない、金属の小さな粒（スパッタ）が飛び散っていない、過度な変色がないといった点が挙げられます。
周辺の状態が悪い溶接は、作業者の技術レベルや品質管理体制に疑問を持つべきかもしれません。細かな部分への配慮ができる業者は、全体的な品質管理も優れている傾向があるでしょう。
溶接加工を理解して失敗を防ぐために
溶接加工への理解を深めることは、確かな品質と信頼性を確保するうえで欠かせない要素です。基本的な知識を身につけることで、正しい業者選びや品質判断ができるようになります。
重要なのは、溶接加工が単独の技術ではないということです。多くの場合、板金加工や表面処理、組み立てなどの工程と組み合わせて製品が完成します。そのため、一連の工程を理解している業者を選ぶことが重要です。
また、信頼できる業者はしっかりとした検査体制を持ち、品質基準を明確にしています。コミュニケーションも成功の鍵となるため、分かりやすく説明してくれる業者を選ぶのがよいでしょう。