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MIG溶接と「通常の」溶接:エンジニアのための3つの主な溶接タイプガイド

赤いシャツを着た男性、クライヴ・チェンは、顎を手に乗せてカメラを見つめている。

著者

クライヴ・チェン

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著者について

共同創設者のプロフィール

ケンブリッジ大学およびロンドンメトロポリタン大学で学士号を取得。

中国の製造業における15年以上の国際販売の専門的リーダーシップ

グローバルサプライチェーンとアジアの精密製造能力を結び付ける実績のある専門知識。

私たちの基盤:

20,000平方メートルの垂直統合型先進生産施設

50台以上の国際ブランドのCNC加工センター(マザック、GF、ミ​​クロン)

業界をリードする±0.001mmの公差基準

 AS9100/IATF 16949認証品質システム

MIG溶接と「通常の」溶接の違いについてご質問であれば、金属加工の世界で最もよくある混乱点の一つにぶつかっていることになります。映画や農場で、光る棒の先から火花を散らしながら溶接をしている人を見たことのある方も多いでしょう。ほとんどの人がそのようなイメージを抱いており、そこから始めるのも良いでしょう。

簡単な回答:「通常の溶接」とは通常、消耗電極棒を使用する古典的なスティック溶接(SMAW)を指します。MIG溶接(GMAW)は、連続的に供給されるワイヤとシールドガスを使用する半自動溶接であるため、根本的に異なります。そのため、MIG溶接は作業時間が大幅に短縮され、初心者でも習得が容易です。

しかし、この単純な答えは表面をかすめたに過ぎません。違いを真に理解するには、 どれか 溶接プロセスは必ず達成しなければなりません。適切なものを選ぶことで、強固で効率的、そして美しいプロジェクトと、弱々しくイライラさせられるような混乱したプロジェクトの違いが生まれます。

エンジニアや製造業者として RM(ラピッドマニュファクチャリング)私たちは単に溶接するだけではなく、最適な接合プロセスを選択します。 材料、プロジェクトの目標、そして経済性。このガイドでは、私たちが現場で実際に使用しているのと同じロジックを解説します。

溶接の三位一体:すべての溶接に必須の3つの要素

2つのプロセスを比較する前に、まず基本的な点について合意する必要があります。どんなに高性能な機械であっても、アーク溶接を成功させるには、3つの重要な要素を巧みに制御する必要があります。これを「溶接の三位一体」と呼びます。

  1. 強力な熱源: 2つの金属を接合するには、それらを溶かす必要があります。アーク溶接では、電極と加工物の間に高温の電気アークを発生させることでこの熱を発生させます。このアークは過熱プラズマであり、太陽の表面よりも高温になることもあり、瞬時に溶融池を作り出します。 「溶接」と呼ばれる金属 水たまり。
  2. 充填材(通常): ほとんどの場合、追加の 関節に金属を 隙間を埋めて、強く補強されたビードを作るために、このフィラーが 材料は特性を持つように設計されている 接合されるベース金属と互換性があるか、あるいはそれよりも優れたもの。
  3. 大気からの遮蔽: これは最も重要でありながら、しばしば誤解される部分です。溶融金属は非常に反応性が高いため、空気中の酸素や窒素にさらされると、瞬時に酸化・汚染され、多孔質で脆く、全く役に立たない溶接部となってしまいます。あらゆる溶接工程において、溶融金属が凝固するまで大気から「遮断」する対策が不可欠です。

大口径パイプのオービタル溶接またはレーザークラッディング工程のクローズアップ。自動トーチヘッド下の溶融点から火花が飛び散っています。背景には保護用のヒートブランケットが見えます。

プロセスがどのように熱を提供し、充填剤を追加し、シールドを作成するかによって、プロセスが定義されます。

基本:通常の溶接とは?(スティック溶接/SMAW溶接)

「通常の」溶接や「アーク溶接」という場合、ほとんどの場合、 被覆アーク溶接(SMAW)、より一般的には スティック溶接これは、あらゆる溶接プロセスの、頑丈でどこにでも持ち運べる祖先です。

溶接トリニティを巧みに処理する方法は次のとおりです。

  • スティック: この工程の核となるのは「棒」そのものです。これは電極と呼ばれる消耗金属棒で、この棒が溶加金属です。
  • フラックスコーティング: 魔法の力は、スティックの外側に塗られたフラックスと呼ばれる砕けやすい化学コーティングにあります。電気アークが照射されると、このフラックスコーティングが蒸発します。
    • 熱: 金属棒の先端とワークピースの間にアークが形成され、熱が発生します。
    • フィラー: アークが燃焼すると、金属棒が溶けて溶接溜まりに堆積し、充填材になります。
    • シールド: 蒸発するフラックスには2つの重要な働きがあります。まず、不活性ガスの雲を放出し、溶接パドルから大気を押しのけます。次に、フラックスは溶融して液状スラグとなり、表面に浮かびます。 溶融金属の上部溶接部分が冷えると、硬い保護層が形成されます。

このスラグ層は、溶接工がハンマーで溶接完了部分を削り取っているときに見られる現象です。つまり、保護スラグを除去して、その下のきれいな金属ビードを露出させているのです。

スティック溶接が長く続く理由

  • シンプルさと携帯性: 機械は比較的シンプルで安価です。外付けのガスボンベを必要としないため、持ち運びも非常に簡単です。
  • 多様性: フラックスが強力なシールドを提供するため、風の強い屋外での溶接には文句なしの王者です。
  • 許し: フラックスには錆、ミルスケール、塗料を焼き尽くす洗浄剤が含まれているため、完全にきれいではない金属の溶接に優れています。

でも、もしスラグを取り除けたらどうでしょう?12インチごとに溶接棒を交換することなく、連続的に溶接できたらどうでしょう?もし溶接工程をもっと速く、もっと簡単に習得できたらどうでしょう?

これらの疑問に答えるために、エンジニアたちは、後に生産製造を支配することになるプロセスを開発しました。 ミグ溶接次のパートでは、 MIGの仕組みを詳しく見る そしてスティック溶接と直接対決します。

生産の原動力:MIG 溶接 (GMAW) とは何ですか?

金属不活性ガス (MIG) 溶接、正式には ガスメタルアーク溶接(GMAW)は、「溶接をより速く、よりきれいに、より簡単にするにはどうすればよいか」という質問に対する答えです。ほとんどの製作工場や製造環境で溶接が主流のプロセスとなっているのには理由があります。

スティック溶接が頑丈なマニュアルトランスミッションのピックアップトラックだとすれば、MIG溶接はスムーズでセミオートマチックな高性能セダンです。MIG溶接は、より洗練された統合システムで溶接の三位一体に挑みます。

GMAW (ガスメタルアーク溶接) または MIG 溶接セットアップのブロック図。システムの主要部分である電源、シールドガス、および溶接部に連続電極を供給する自動ワイヤ供給システムを示しています。

MIG プロセスの仕組みは次のとおりです。

  1. ミグガン: 棒を握る単純なスティンガーの代わりに、オペレーターは「MIGガン」を手に持ちます。オペレーターが引き金を引くと、3つのことが同時に起こります。
  2. 連続ワイヤーフィラー: 溶接機内部の大きなスプールから繰り出された細い金属ワイヤーが、自動的にガン内へと押し出されます。このワイヤーが溶加材です。何マイルにも及ぶワイヤーを収納できる連続スプールなので、長時間にわたって溶接を中断することなく作業を続けることができます。これが「半自動」と呼ばれる部分です。
  3. 電気アーク加熱: ワイヤーがワークピースに接触した瞬間、ワイヤーの先端と金属の間にアークが発生します。このアークによってワイヤーと母材の両方が溶け、溶接溜まりが形成されます。
  4. シールドガス: 同時に、不活性または半不活性ガス(通常はアルゴンと二酸化炭素の混合ガス)の雲が高圧シリンダーから流れ出し、溶接機を通り、MIGガン内のワイヤを囲むノズルから排出されます。この連続的なガス流は、大気を完全に排除し、完全に 遮蔽 溶融した水たまりを汚染から守ります。

シールドはクリーンなガスで行われるため、固体フラックスは存在せず、したがって 削り取るスラグがない溶接後はきれいになり、すぐに使用できるため、清掃時間が大幅に短縮されます。

MIG vs. Stick:直接対決

これが私たちの工場の現場での本当の意思決定が行われる場所です RMMIGとスティックのどちらを選ぶかは、どちらかが「優れている」という単純な問題ではありません。特定の作業に適したツールかどうかが重要なのです。最も重要な要素を一つずつ見ていきましょう。

スピードと効率

これは競争ですらない。 MIG溶接はスティック溶接よりも大幅に高速です。 溶接工の効率は、多くの場合「アークオン時間」、つまり実際に溶接を行っている時間の割合で測られます。スティック溶接では、約1分ごとに新しい溶接棒を取り出すために作業を中断し、その後もスラグを削り取って溶接部を清掃するために作業を中断しなければなりません。一方、MIG溶接では、トリガーを引くだけで何メートルもの溶接ビードを形成できます。「時は金なり」という生産現場において、MIG溶接は紛れもなく最高の溶接方法です。

学習のしやすさ

初心者にとって、 MIG 溶接は、スティック溶接よりもはるかに簡単に習得できます。 MIG溶接は「ポイント・アンド・シュート」プロセスと呼んでいます。機械がワイヤーを自動的に供給するため、オペレーターは移動速度、ガンの角度、そして先端から金属までの距離の3点だけに集中すれば済みます。

スティック溶接はまさに職人技です。溶接工は、スティックが燃え尽きて短くなっていく中で、移動速度、角度、アーク長を同時に管理しなければなりません。まるで鉛筆が急速に縮む中で、自分の名前を書こうとしているようなものです。スティック溶接機で均一で高品質な溶接を実現するには、より多くの練習が必要です。

溶接の外観と品質

正しく設定すると、 MIG溶接は、よりきれいで均一で美しい溶接を実現します。 はるかに少ない労力で。スラグが発生せず、工程がスムーズで連続的であるため、加工業者が好む古典的な「10セント硬貨の積み重ね」のような外観が実現します。

スティック溶接は強度と見た目の美しさは同等ですが、はるかに高度な技術が必要です。また、スパッタ(ワークピースに付着する小さな溶融金属の塊)が発生しやすく、前述のスラグ除去も必要です。

設備コストと複雑さ

ここで、スティック溶接が有利です。 スティック溶接機はよりシンプルで、より堅牢であり、初期購入価格がはるかに低くなります。 この機械は本質的には箱の中に入った変圧器またはインバーターです。

MIG 溶接機はより複雑で高価です。 電源、ワイヤ送り機構、ホースに加え、別途購入またはリースが必要となる重いシールドガスボンベも必要です。そのため、装置全体の可搬性も低下します。

携帯性と屋外での使用

スティック溶接は、現場修理や屋外作業の王様です。 このシンプルな機械は発電機で稼働し、ガスボンベを持ち運ぶ必要もありません。重要なのは、磁束シールドが風にも耐えられるほど頑丈であることです。

MIG溶接は工場で行われるプロセスです。シールドガスは非常に軽いため、微風でも吹き飛ばされ、溶接箇所が大気にさらされて溶接が損なわれます。そのため、風通しのよい、管理された環境で行う必要があります。

比較表: MIG (GMAW) vs. Stick (SMAW)

機能 ミグ溶接(GMAW) スティック溶接(SMAW)
速度 とても早い 遅く
学習のしやすさ 初級 上級
溶接部の外観 素晴らしい、とても清潔 良いが、クリーンアップが必要
掃除 最小限(多少の飛散あり) 広範囲(スラグ除去)
携帯性 悪い(ガスボンベが必要) 素晴らしい
屋外使用 推奨しない 素晴らしい
費用(初期) ハイ ロー
金属の清浄度 とても清潔でなければならない 錆や塗装の許容度
主なユースケース 制作、製作、趣味 現場修理、重鋼

ケーススタディ:RMにおける適切なプロセスの選択

プロジェクト: あるクライアントから、工業用棚システム用の同一形状の鉄骨フレーム200個の製作を依頼されました。設計には、厚さ1/8インチの角パイプを数十本溶接する必要がありました。納期は厳しく、最終的な外観はすっきりとプロフェッショナルなものにする必要がありました。

分析:

  • スティック溶接: スティック溶接も使えました。溶接強度は十分です。しかし、何千もの小さな溶接箇所ごとにロッドを交換するのは膨大な時間がかかります。さらに、溶接後に各接合部からスラグを除去する作業は、プロジェクトのスケジュールに丸一日以上追加され、期限を大幅に超過してしまいます。
  • ミグ溶接: MIG溶接は当然の選択でした。大きなワイヤースプールと大型ガスボンベを備えた専用の溶接ステーションを設置しました。加工担当者は、ガンを向けてトリガーを引くだけで、接合部から接合部へと移動し、高速で均一かつ美しい溶接を実現できました。後片付けは最小限で、軽く拭くだけで済みました。

結果: MIG溶接を選択したことで、200フレームの受注全体を予定よりXNUMX日も早く完了させることができました。溶接はバッチ全体にわたって非常に均一で、お客様の品質基準を容易に満たしました。このプロジェクトでは、MIG溶接のスピードと効率性が成功の決め手となりました。

MIG溶接の「簡単」な生産力と、スティック溶接の「普通の」頑丈さを比較してみました。しかし、もしあなたのプロジェクトがスピードではなく、絶対的で妥協のない精度と美しさを求めているならどうでしょうか?アルミニウムや薄い板のような繊細な材料を扱う場合はどうでしょうか? ステンレス鋼? そのためには、溶接の三位一体の 3 番目で最後のメンバーを紹介する必要があります。 TIG溶接.

アーティストのツール: TIG 溶接 (GTAW) とは何ですか?

スティック溶接が頑丈な手動ピックアップトラックで、MIGがスムーズな半自動セダンだとすると、 タングステンイナートガス(TIG)溶接 外科医のメスです。正式名称は ガスタングステンアーク溶接(GTAW)このプロセスは、溶接業界における最高レベルの品質、精度、美しさの代名詞です。

TIG溶接は、溶接の三位一体の要素を完全に分離することで、オペレーターが最大限の制御を可能にする完全手動プロセスです。MIG溶接やスティック溶接よりもはるかに複雑で時間がかかりますが、その成果は比類のないものです。

GTAW (ガス タングステン アーク溶接) または TIG 溶接システムの概略図。母材の接合に使用される非消耗タングステン電極、別個のフィラー ロッド、電源、および不活性ガス供給を示しています。

TIG プロセスの仕組みは次のとおりです。

  1. TIGトーチとタングステン電極: 作業員はTIGトーチを手に持ちます。このトーチには、タングステン製の小さく尖った非消耗電極が付いています。タングステンは融点が非常に高く(6,192°F / 3,422°C)、溶接液の塊に溶け込むことなくアークの熱に耐えることができます。
  2. 正確な熱制御: このタングステンチップとワークピースの間に電気アークが発生します。重要なのは、電流値(熱)は機械の設定だけで制御されるのではなく、オペレーターがリアルタイムで積極的に調整することです。 フットペダルまたは指先リモコン トーチの上で。押し下げると熱が上がり、離すと熱が下がります。これにより、溶接工は溶接プールを精密に制御できます。
  3. 手動フィラーロッド: MIGの自動ワイヤ供給とは異なり、フィラーは TIG溶接の材料 溶接工はもう一方の手で別の細い棒を持ちます。溶接工は片手で トーチと熱を管理するもう一方の手で、必要に応じてフィラーロッドを溶融池に手動で浸す(または軽くたたく)ことができます。これにより、フィラー材の配置と量を非常に正確に制御できます。
  4. 不活性ガスシールド: MIG溶接と同様に、TIG溶接ではタングステン電極を囲むセラミックカップから不活性ガス(TIG溶接の場合はほぼ常に純アルゴン)が噴出します。この不活性ガスは完璧な無酸素環境を作り出し、スラグのない極めてクリーンで純粋な溶接を実現します。

片方の手(または足)で熱を制御し、もう一方の手(または足)でフィラーを追加するという、この作業の完全な分離により、TIG 溶接を習得するのが非常に難しくなりますが、同時に、非常に優れた制御も可能になります。

最終決戦:MIG vs. スティック vs. TIG

では、3つの主要なプロセスをすべて検討した結果、どのように選択すればよいのでしょうか? RMこの決定は毎日行われます。重要なのはどれが「最良」かではなく、どれが「仕事に適したツール」かということです。

生のスピードと生産性を求めるなら、MIGを選択

もしあなたが〜なら 数百個の同一部品の製造鉄骨構造物を製造したり、大量の溶接を迅速かつ効率的に行う必要がある場合、 MIG が答えです。 狙いを定めてすぐに使える操作性、ワイヤの連続供給、そしてスラグの除去が不要なことから、この製品は現場における生産性において文句なしの王者です。スピード、品質、そして比較的簡単な操作性を兼ね備えています。

  • MIG を選択する理由: 生産工程、一般的な製造、自動車の修理、およびスピードが優先される厚い材料など。

屋外の修理や汚れた金属にはスティックをお選びください

現場で重機を修理したり、完全にきれいではない金属を扱ったりする場合は、 スティックは信頼できる働き者です。 持ち運び可能で、壊れやすいガスボンベを必要とせず、強力なフラックスコーティングにより、MIG溶接やTIG溶接で問題となる錆、塗料、スケールを焼き尽くします。過酷な条件下においても、最も汎用性が高く、堅牢なプロセスです。

  • スティックの選択: 現場での修理、重機建設、農機具、厚い鋼鉄や汚れた鋼鉄の溶接。

比類のない精度と美しさを求めるならTIGをお選びください

溶接の外観が重要なプロジェクトに取り組んでいる場合、または薄い、繊細な、または特殊な金属を接合する場合は、 TIGが唯一の選択肢です。 これは、航空宇宙部品、カスタム自動車ヘッダー、食品グレードに使用されるプロセスです。 ステンレス鋼失敗が許されず、完璧な溶接が求められるあらゆる用途に適しています。作業は時間がかかり、綿密で、高度な技術を必要としますが、結果は完璧です。

  • TIG を選択する場合: 薄いステンレス鋼、アルミニウム、チタン、クロモリ、および外観と精度が最も重要な要素となるあらゆるプロジェクト。

結論:「普通」から「仕事に最適なツール」へ

最初の疑問「MIG溶接と通常の溶接の違いは何か?」は、溶接の現状を理解したいという思いから生まれました。これまでの経験を通して、「通常の」溶接というものは存在しないことがわかりました。あるのは、 申請の適切なプロセス.

レーザービーム溶接の様子。手袋をはめた手でトーチを操作し、金属板に完璧な自溶シーム溶接を施します。エネルギーを集中させることで、熱影響部が狭くなり、高品質な仕上がりを実現します。

スティック溶接(SMAW)は、古典的な基礎的なプロセスです。MIG溶接(GMAW)は、その進化形であり、速度と効率性を追求して設計されています。TIG溶接(GTAW)は、その超特殊化版であり、絶対的な精度を追求して設計されています。

優れた溶接工はビード溶接ができます。優れた溶接工は、これら3つの主要プロセスの根本的な違いを理解しており、時間とコストを節約し、可能な限り最も強く、信頼性が高く、美しい仕上がりを実現するために、どのプロセスを選択すべきかを正確に把握しています。

よくある質問(FAQ)

初心者に最適な溶接の種類は何ですか?

ほとんどの趣味人や初心者にとって、 MIG溶接(GMAW)は最も簡単に習得できます。 半自動ワイヤ供給により、新しい溶接機は主にガンの角度と移動速度に集中することができ、スティック溶接や TIG 溶接よりもはるかに速く、見栄えの良い溶接を実現できます。

習得するのが最も難しい溶接は何ですか?

TIG 溶接 (GTAW) は、習得するのが最も難しい溶接プロセスです。 両手と片足が独立して動き、トーチ、フィラーロッド、そして熱をコントロールする、優れた手と目の協調性が求められます。ドラムの演奏を学ぶことによく例えられます。

どの溶接プロセスが最も強力ですか?

熟練したオペレーターによって正しく実行された場合、 スティック、MIG、TIG の 3 つのプロセスはすべて、母材自体と同等かそれ以上の強度を持つ溶接部を作成できます。 溶接強度は、適切な溶け込み、適切なフィラー材料の選択、そして欠陥の有無によって決まり、溶接プロセス自体によって決まるわけではありません。しかし、TIG溶接は、溶接の純度と品質を最も正確に制御でき、欠陥のリスクを最小限に抑えることができるため、航空宇宙産業などの最も重要な用途でよく使用されます。

ガスなしでMIG溶接できますか?

はい、これはよく知られているバリエーションで フラックス入りアーク溶接(FCAW)内部にフラックス化合物を充填した特殊な中空ワイヤを使用します。アークがワイヤを溶融すると、フラックスがスティック電極のように独自のシールドガス雲を生成します。「ガスレスMIG」と呼ばれるこのプロセスは、MIGの高速性とスティック電極の屋外設置性を兼ね備えていますが、スラグが発生し、除去する必要があります。

参考情報

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