夏休みの商店街

工事現場 / ものづくりの展示室

アーク溶接はなぜ金属をつなげられるのか

電気の火花、溶融池、スラグで見る、溶接の職人技

鉄と鉄は、ただ押し当てるだけではひとつになりません。

アーク溶接では、電気の強い熱で金属を一度とかし、境目を小さな池のようにします。

そこへ溶接棒の金属も溶け込み、冷えると一体化した線になります。

きれいな溶接は、火花の派手さではなく、見えにくい溶融池をどれだけ読めるかで決まります。

アーク、溶接棒、母材、溶融池の関係
溶接棒アーク母材

電気で熱を作る

棒と母材の間にアークを出し、金属が溶けるほどの高温を作ります。

池を運ぶ

溶けた金属の小さな池を、一定の速さで進めていきます。

守りながら冷やす

被覆材がガスとスラグを作り、熱い金属を空気から守ります。

展示 1

アークは電気でできる小さな太陽

溶接棒と金属の間にすき間を作ると、電気が空気を飛び越えて流れます。この光と熱がアークです。温度は金属を溶かすほど高くなります。

電気の火花
  1. 1溶接棒と母材の間に電圧がかかる
  2. 2小さなすき間でアークが発生する
  3. 3熱で母材と溶接棒が溶ける

展示 2

溶融池を見ながら進む

溶けた金属は、液体の池のようになります。速すぎると細く弱くなり、遅すぎると盛り上がりすぎます。上手い人は光の奥にある池の形を見ています。

溶融池
  1. 1池の幅を見る
  2. 2進む速さを一定にする
  3. 3端まで溶け込んでいるか読む

展示 3

被覆棒は金属を守る服を着ている

被覆アーク溶接の棒には、芯線のまわりに被覆材があります。熱で被覆材が分解し、ガスやスラグを作って、溶けた金属を酸素から守ります。

被覆棒
被覆材スラグ
  1. 1芯線が溶けて溶接金属になる
  2. 2被覆材が保護ガスを出す
  3. 3スラグが表面をおおって冷える

展示 4

アーク長が長すぎると荒れる

棒を離しすぎるとアークが不安定になり、音も光も荒れます。近すぎると棒がくっつきます。ちょうどよい距離を保つことが、見た目以上に難しい操作です。

アーク長
短めで安定長いと荒れる
  1. 1長すぎると飛び散りやすい
  2. 2短すぎるとくっつきやすい
  3. 3一定の距離を保つ

展示 5

運棒は線を描くような操作

溶接は止まった火花ではありません。棒の角度、進む速さ、左右の振り方で、溶接線の形が変わります。手元の数mmが強度に関わります。

運棒
一定の速さで進む
  1. 1角度で熱の向きが変わる
  2. 2速さでビード幅が変わる
  3. 3左右の振りで端をなじませる

展示 6

安全装備も技術の一部

アークの光は強く、裸眼で見ると危険です。遮光面、手袋、長袖、換気。溶接の上手さは、火花を出すことだけでなく、安全に続けられる段取りにもあります。

安全装備
遮光面で目を守る
  1. 1遮光面で目を守る
  2. 2革手袋と服で火花を防ぐ
  3. 3煙と熱への対策をする

豆知識

知ってから見ると、動きが変わって見える

音も手がかり

安定したアークは音も安定します。見た目だけでなく、耳でも状態を読んでいます。

きれいな線は強さの入口

見た目だけで強度は決まりませんが、乱れた線には原因があります。観察は品質管理の第一歩です。

失敗跡が先生

穴、盛りすぎ、溶け込み不足。失敗したビードには、次に直すべき操作が残ります。

体験展示

最後に、アークを合わせる感覚をゲームで体験する

ARC MATCHは実際の溶接を再現するものではありません。けれど、暗い遮光面の中で位置を読み、ちょうどよいタイミングで線を作る緊張感を小さなゲームにしています。