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溶接歪みの取り方

このページでは溶接の際に起こる『溶接歪み』と『溶接歪みを防止するための対策法』を解説をします。

これから溶接の仕事をお願いしようとお考えの業者様はもちろん、弊社と同業で溶接をされている業者様にも 参考になればと思います。

溶接歪みとは?

金属の溶接は母材を熱で溶かし接合させる際、母材が熱で溶け膨張し、冷えて固まる(収縮する)ため、 何も溶接歪みの対策を何もせずに溶接した場合、溶接した部分から変形(歪み)が生じます。

溶接製品は溶接歪みの程度によっては寸法精度、外観上の面から品質検査の基準を満たすことができない 場合もあります。このため溶接作業は出来るだけ溶接歪みが少なくなるよう対策を施す必要があります。

ひずみの一例
上記の2枚の写真は平らなステンレス板同士を『溶接歪み対策を何もせずに』溶接した時の写真です。
もともとが平らだったとは思えないほど、変形してしまっているのがおわかり頂けるかと思います。


溶接歪みの原因と溶接歪み防止の対策

溶接歪みの原因はずばり 『単位時間当たりの溶接熱が多すぎること』 です。
この熱をどう扱うかによて溶接歪みが大きくなるかが左右されます。

このため溶接歪み防止の対策は『溶接熱量』をどうコントロールするか… になりますが、他にも様々な手法があります。 下記に主な溶接歪み防止の対策方法をあげます。

溶接方法を変える

溶接と一口に言ってもTIG溶接、MAG溶接、YAGレーザー溶接、アーク溶接…と様々な種類があります。 さらに手仕事でする旧来の溶接もあれば、大量のロットを自動で行うロボット溶接機による溶接もあります。 それぞれ一長一短があり、溶接する母材の材質、形状等の条件により最適な溶接があります。

詳しい紹介は省略させて頂きます。現在の溶接品の品質にご不満等ございましたら、ぜひ弊社にご相談ください。 弊社では様々な溶接の手法に対応できます。お気軽にご相談ください。

治具で固定する

溶接歪みは熱により母材が膨張、冷えて収縮する際に起こるとご案内しました。 この膨張、収縮で母材等が動かないようにガッチリと固定をしてしまう事で溶接歪みを最小限に 抑えることができます。

『3D溶接テーブル』、『3D溶接定盤』などが溶接の固定治具です。

尚、弊社では溶接の際には、この『3D溶接定盤』を使用して溶接を行っており、精度の高い溶接を提供しています。
さらに、ドイツの3D溶接定盤のメーカー『siegmund社』の日本の代理店として、3D溶接定盤の販売も 行っております。

精度の高い溶接を追及される溶接業の皆様、お気軽にご相談ください!
3D定盤の固定例
3D溶接テーブルでの固定例

ガッチリ固定して歪みを防止!3D溶接テーブルについて



溶接歪みの度合いを予め想定し、最初から変形させた状態で溶接する

溶接をすれば歪むのは仕方がない事。歪む分を最初から設計に盛り込んでしまうという発想です。 最初から変形させた状態で設計し、歪むと正式な設計の寸法に収まる…という具合です。

溶接の電極棒の研磨角度を調整する

溶接の母材に当てる電極棒の先端の接触角度により伝わる熱量、母材の溶け込みの深さは変わります。 この角度は一概に●●°が良い…というわけではなく、溶接に求められる条件により 異なります。

熱を逃がす

溶接の際に熱が一部分に集中しすぎないように母材の金属の下に熱伝導率の良い銅板や鋼板(厚いものがよい)を敷き熱を逃がす方法があります。 この『熱を逃がす』…という発想の溶接歪み対策法には、さらに発展させて溶接部位の下にアルゴンガスを通して熱を逃がしたり、 鋼板内部に水を通す・・・などをするとさらに効果的です。

溶接の順序を工夫する

全体的な溶接の進行方法に対して、何も考えずに直線的に溶接をした場合、ビードを置き、すぐ右にビードを置き、すぐ右に… という形でビードを置いていくと、直前で置いたビードの熱の影響が次に置くビードの熱に影響を及ぼします。 熱を集中させないようにビードを置く順序を工夫する対策方法です。 溶接の進行方法に対してビードを置く順序を置くパターンとしては対処法、バックステップ法、飛石法…と 様々のパターンがあります。

変形した分だけ叩いて直す

溶接歪みで変形してしまったら、その分だけ叩いて平らにする…というシンプルな対処法です。 製品に求められる品質、作業賃によってはこれで良い場合もあると思います。


溶接歪みの悩みを解決!?最新のファイバーレーザー溶接

ファイバーレーザー溶接
ファイバーレーザー溶接は従来の溶接技術の常識を覆す画期的な溶接です。 ファイバーレーザー溶接は本当に溶接したい小径なスポットに高出力、高密度のエネルギーを集中できます。

ファイバーレーザー溶接は従来の溶接と比べて
 ・ より早いスピードで、
 ・ より深く母材を溶かし溶接が可能です。
 ・ さらに融点の異なる金属の溶接も可能です。



従来の溶接では、同じ位の深さまで溶かし込むために時間がかかるため、 本当に溶接で溶かしたい箇所の周りまで溶かしてしまい、溶接歪みを大きくする要因になっていました。 また、熱で母材が焦げるため美観も損ないます。こうなると溶接後の歪み取り、焦げとり等の余計な時間、手間が かかり、コストに反映します。

溶接歪みの対策をするのに作業者の熟練度も必要でしたが、ファイバーレーザー溶接では、従来の溶接ほどに 職人的な熟練度は必要ありません。 弊社ではこの最新のファイバーレーザー溶接を導入し、より高精度、高品質な溶接加工品の提供と コストダウンを追及しております。



溶接歪みにお悩みの方はぜひご相談ください!

弊社では『溶接歪み』という問題に対して、『溶接作業をされる業者様向け』『溶接加工を希望される業者様向け』に ソリューションがございます。

溶接加工希望の業者様も、ご同業の溶接業者様もお気軽にご相談ください!!

『溶接作業をされる業者様向け』に溶接歪みを抑える3D溶接定盤の販売

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3D定盤
ガッチリ固定して歪みを防止!3D溶接テーブルについて


『溶接加工を希望される業者様向け』に溶接歪みを抑えた高精度な溶接加工

弊社の溶接加工には先述の『3D溶接定盤』を使いワークを設計寸法通りにガッチリと固定して行います。

溶接作業は作業者の技術が品質に大きく影響しますが、弊社では社内溶接規格検定を定期的に実施する ことで溶接作業者の技術向上を図っております。

また最新の『ファイバーレーザー溶接』を導入し、さらに溶接歪みを抑えた高品質、高精度の溶接加工物を 追及しております。