軟鋼からアルミニウム、ステンレス鋼まで、様々な金属の溶接の科学を解き明かしましょう。導電性、融点、合金含有量といった特性が、より強固で欠陥のない溶接技術にどのような影響を与えるかを学びます。
溶接は熱だけの問題ではなく、金属の挙動が重要です
どの溶接工場に行っても、溶接工が様々な金属をまるで古くからの友人のように扱っているのを目にするでしょう。アルミニウムの場合はトーチの角度を調整し、ステンレス鋼の場合は溶接速度を落とし、軟鋼の場合は特定のワイヤーを選びます。彼らの秘密は何でしょうか？彼らは単に「金属を溶接する」のではなく、それぞれの金属が熱によってどのように反応するかを理解しているのです。
初心者にとって、溶接は試行錯誤の繰り返しのように感じられることがよくあります。あらゆる金属に同じ設定を使うと、アルミニウムは溶け落ち、ステンレスは割れ、軟鋼は見た目が乱雑になってしまいます。しかし、真実は材料科学にあります。金属にはそれぞれ独自の特性（導電性、融点、合金含有量）があり、それがアークへの反応を左右します。これらの特性を無視すれば、溶接はうまくいきません。これらの特性を理解すれば、滑らかで強固な仕上がりになります。
このガイドでは、最も一般的な3種類の溶接金属（軟鋼、アルミニウム、ステンレス鋼）の科学的側面を解説し、 Sefaspe溶接機がどのようにして自信を持って設定を調整できるかを説明します。スチール製ブラケットの製作、アルミボートの修復、ステンレス製グリルの製作など、この知識があれば、推測による作業が精度の高いものになります。
軟鋼：「初心者に優しい」金属（守るべきルール付き）
軟鋼が新人溶接工に選ばれる理由
軟鋼（低炭素鋼、炭素含有量0.3%未満）は、手頃な価格で用途が広く、扱いやすいという特徴があります。アルミニウムとは異なり、過熱しにくく、ステンレス鋼とは異なり割れにくいという特徴があります。そのため、多くの初心者は、 Sefaspe MIG205DSやMIG135Eなどの機械から溶接を始めます。どちらも平滑な鋼板の溶接用に設計されています。
軟鋼溶接の科学
炭素含有量は重要
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低炭素鋼（0.1～0.2%） ：溶接が容易（例：1018鋼）。MIG/TIG溶接、装飾、修理に最適です。
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中炭素鋼（0.2～0.3%） ：冷間割れのリスクが高くなります。溶接前に300～500°F（約175～235℃）に予熱してください。
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高炭素 (> 0.3%) : 初心者向けではありません。厳密な熱管理と溶接後の焼きなましが必要です。
熱入力のヒント
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MIG溶接：75%アルゴン/25%CO₂シールドガス（C-25）を使用します。16ゲージ鋼の場合は60～80A、1/4インチ鋼の場合は120～140Aを目安としてください。
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スティック溶接: 薄い軟鋼には E6013、厚い構造プロジェクトには E7018 低水素電極を使用します。
アルミニウム：忍耐が報われる扱いにくい金属
アルミニウムが初心者を怖がらせる理由（そして勝つ方法）
軽量で耐腐食性に優れたアルミニウムは、自転車のフレーム、ボート、家具などによく使用されています。しかし、高い熱伝導性と強固な酸化皮膜を持つため、加工が最も難しい金属の一つです。多くの溶接工は、酸化被膜の除去とアークの安定性に優れているため、リフトTIGとシナジー制御機能を備えたSefaspe MIG250Dをアルミニウム溶接に使用しています。
アルミニウム溶接の科学
酸化層の問題
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融合を阻害し、多孔性を引き起こします。
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機械的（ステンレスブラシ）または化学的（酸化物除去剤）に除去します。
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溶接中に酸化物を「除去」するには、スプール ガンを備えたAC TIGまたは MIG を使用します。
熱伝導率の課題
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薄いアルミニウム（150～200°F）と厚い部分（300～400°F）を予熱します。
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鋼鉄よりも2～3倍速く移動します。
- 焼け落ちを防ぐために、銅製のバッキングプレートをヒートシンクとして使用します。
ステンレス鋼：強度、耐久性、熱への敏感性
ステンレス鋼の溶接が失敗する理由
ステンレスの耐食性はクロムによるものです。しかし、過熱するとクロムが枯渇し、溶接部が錆びやすくなります。融点が高く、汚染物質に弱いため、溶接には精度が求められます。Sefaspe MIG205のような信頼性の高い溶接機は、相乗効果を発揮するMIG制御機能を備えており、その精度向上に貢献します。
ステンレス鋼溶接の科学
クロムの枯渇
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1,500°Fを超えると、クロムは炭化物を形成し、耐腐食性が低下します。
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解決策: 低炭素ステンレス (304L、316L) を使用し、溶接を高速化し、シールドガス内の CO₂ を最小限に抑えます。
汚染管理
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ステンレス専用の工具です。スチールとの併用はできません。
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適合するフィラーメタル: 304L の場合は ER308L、316L の場合は ER316L。
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溶接前にアセトンで洗浄し、指紋を残さないようにし、溶接後は不動態化スプレーを使用してください。
適切な充填材の選択
溶接の強度は充填材の強度によって決まります。不適切な充填材を使用すると、接合部が弱くなります。まるで鉄骨にプラスチック製のボルトを差し込むのと同じです。
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軟鋼: ER70S-6 (MIG)、E6013 または E7018 (スティック)。
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アルミニウム：ER4043（6061用、装飾部品）、ER5356（構造用）。
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ステンレス鋼：ER308L（304L）、ER316L（316L）。
プロのヒント: フィラーは常にベース金属に合わせてください。異なる金属を混ぜないでください。
一般的な溶接欠陥のトラブルシューティング
軟鋼
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多孔性 → アセトンで洗浄し、75/25 シールドガスを使用します。
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冷間割れ→予熱、徐冷、E7018を使用。
アルミニウム
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バーンスルー → アンペア数を下げ、移動速度を上げ、ヒートシンクを使用します。
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融合不足→酸化物を除去し、予熱し、AC TIG を使用します。
ステンレス鋼
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錆び箇所→専用ツール、溶接後不動態化処理。
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ひび割れ → 充填材を修正し、素早く溶接し、過熱を避けます。
Sefaspeによる溶接：科学とシンプルさの融合
溶接は単にアークを発生させるだけでなく、金属の挙動を理解することが不可欠です。軟鋼は予熱、アルミニウムは酸化物の除去、ステンレスは汚染管理が必要です。Sefaspe溶接機は、シナジーMIG、リフトTIGオプション、安定したアーク性能といったスマートな機能により、初心者からプロまで、これらの課題をクリアできます。
プロのように溶接するのに冶金学の学位は必要ありません。必要なのは適切な機械と知識だけです。まずは軟鋼から始めて自信をつけ、次にアルミニウムで熱制御の練習をし、最後にステンレス鋼で精度を高めていきましょう。時間をかけて、どんなプロジェクトでも正確に溶接できるようになるでしょう。特にSefaspeの溶接機があればなおさらです。
セファスペについて
Sefaspeは、DIY愛好家、ホームユーザー、そして趣味の愛好家向けに高品質の溶接機器を提供することに特化したブランドです。革新性と信頼性で知られるSefaspeは、溶接コミュニティで信頼されるブランドとなり、Amazonなどのプラットフォームでその性能と手頃な価格に数々の賞賛を受けています。
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Sefaspeマーケティングチーム
メールアドレス: info@sefaspe.com