金属の接合は古代付ける技術が必要となってきました｡金属を付ける､鉄器へと移っていくにしたがい､金属を溶かし､切り､人類が道具を使い始め､その道旦が石器から青銅器､などが入った炭素鋼とすべきでしょう)を暖めてハンマ

砂鉄から取り出した素材の鉄(正確には､鉄に炭素に利用されてきました｡たとえば'日本刀の製作では､作や包丁など刃物の製作で､わが国においても有効

行

すなわち接合する方法は､メソポタミア時代に作られーで叩き､不純物を取り除きます｡こうして薄い板

メソポタ三た金属銅板に動物を立体的に加工した装飾品で見つ状になった材料を折りたたみ､これを再び暖めハンマ

は う ち ょ う

かっています｡この作品では､はんだで銅線どうしをこうした作業を繰り返すことで､刀としての性質

ーで叩いて接合する手法でl体の材料に戻します｡

接合していたのです｡同じような接合は､エジプトの付けるはんだ付けと同じ手法で､動物の一部を体にピラミッドから発掘された王冠の装飾品にも見られまとしての形を整えます｡その後､切れ味の良い刀にを備えた成分で不純物のない棒状材料に仕上げ､刀できる最適温度まで加熟した後､冷水に投入して材す｡こうした接合法は､接合する製品や材料が多種多様に変わってきているものの､女性が身に着けてい刀のように叩きつけて切るといった使い方の材料に仕料を急冷し焼入れ処理を行い､研ぎの処理を施して上げる必要のないことから､刃物の性質を持つ硬いる現在の小物装飾品､メガネ､そして大型の装飾品､また､ピラミッドから発掘された鉄製の装飾品では､仕上げていたのです｡なお､一般の刃物類の製作では､暖めた金属をハンマーで繰り返し打つことで材料が接材料を一般素材の間に挟み込み､鍛接で接合するこ

一般工業製品へと脈々と受け継がれているのです｡

合される鍛接の手法で接合されているものがあることとで刃物としての機能を持たせているのです｡(溶接が中心)も明らかになっています｡この接合法は､日本刀の製王冠

工業製品の製造
装飾品
工芸品の製造(ろう付けが中心)

溶接のイロハ●鳶1牽

カニズムを金属材料の成り立ちから考えてみましょう｡

合わせて凝固させると材料が接合できるのか､そのメ方法です｡では､なぜ､2つの金属を溶かし混じりじり合った状態で冷やして固めて接合しようとするに熟を与え加熟して溶かし､溶けた2つの金属が混

溶接は､接合しようとする2つの金属の接合部分

しようとする2つの材料の接合部を加熟し液体状態

る液体の状態になります｡すなわち､溶接は､接合なると､原子同士の結合力がなくなり自由に動き回ようになるのです)｡さらに加熟し､ある温度以上に料が赤くなる温度まで加熱してやると容易に曲がる(こうしたことで'通常では曲がらない金属棒も､材間で結合状態が得られるようになります｡さらに､にします(このことで､それぞれの材料の原子が自由

この結合した原子が核になり､混じり合った互いの原

日頃､皆さんが目にしている金属材料は､板や棒ます｡そうすると､結晶粒と呼ばれる粒の集まりで子が引き合う新たな結晶がつくられ､接合が可能とせると､まず溶けた面の原子と動き回っていた原子のあることがわかります｡さらに､これらの粒の構成をなるのです｡こうした金属材料の持つ特性を利用しに動き回り､混じり合います)｡この状態から凝固さ調べると､‑個‑個の原子が独立し､それぞれが結て接合する方法を､冶金的接合法と呼びます｡このを顕微鏡などで100‑200倍に拡大して見てみ合力という力で規則正しい配列で結びついてできていあるいはブロック状のものです｡この金属材料の一部るのです(したがって､棒や板の金属に'結合力以上方法による金属の接合は､それぞれの材料の接合面の原子同士を､互いに引き合える距離にまで近づけ

金属棒をカロ熟

そこで､こうした成り立ちの金属材料に熟を与え､の力を加えると曲がるなどするのです)0

加熱状態
液体状態

てやることで可能となるのです｡

原子同士の結合力がなくなり､原子は自由に動き回る
液体状態になる

し､ある温度以上になると原子同士の結合力を失い自由に動きまわる(液体)

加熱していくと原子同士の結合力が徐々に弱まります

結晶粒は原子が集まったもの日頃､皆さんが目にしている金属材料は､板や棒カニズムを金属材料の成り立ちから考えてみましょう｡

合わせて凝固させると材料が接合できるのか､そのメ方法です｡では'なぜ'2つの金属を溶かし混じりに動き回り'混じり合います)｡この状態から凝固さにします(このことで､それぞれの材料の原子が自由しようとする2つの材料の接合部を加熟し液体状態

る液体の状態になります｡すなわち､溶接は､接合なると､原子同士の結合力がなくなり自由に動き回(こうしたことで'通常では曲がらない金属棒も､材あるいはブロック状のものです｡この金属材料の一部せると､まず溶けた面の原子と動き回っていた原子の溶接は､接合しようとする2つの金属の接合部分を顕微鏡などで100‑200倍に拡大して見てみ間で結合状態が得られるようになります｡さらに､料が赤くなる温度まで加熱してやると容易に曲がるます｡そうすると'結晶粒と呼ばれる粒の集まりでこの結合した原子が核になり､混じり合った互いの原ようになるのです)｡さらに加熟し､ある温度以上にあることがわかります｡さらに､これらの粒の構成を子が引き合う新たな結晶がつくられ､接合が可能とじり合った状態で冷やして固めて接合しようとする

調べると､‑個‑個の原子が独立し､それぞれが結̲牽き牽きI‑‑=‑5‑‑::車･警華に熟を与え加熟して溶かし､溶けた2つの金属が混合力という力で規則正しい配列で結びついてできていて接合する方法を'冶金的接合法と呼びます｡このの原子同士を'互いに引き合える距離にまで近づけ方法による金属の接合は､それぞれの材料の接合面なるのです｡こうした金属材料の持つ特性を利用しそこで､こうした成り立ちの金属材料に熟を与え､の力を加えると曲がるなどするのです)0

るのです(したがって､棒や板の金属に､結合力以上

加熱状態
液体状態

てやることで可能となるのです｡

原子同士の結合力がなくなり､原子は自由に動き回る
液体状態になる
金属棒を加熟し､ある温度以上になると原子同士の結合力を失い自由に動きまわる(液体)

加熱していくと原子同士の結合力が徐々に弱まります

結晶粒は原子が集まったもの

金属を接合する場合､はんだ付けでは､接合しようとする銅線は溶かさず､低い温度で溶けるはんだを溶かし液体状態にして銅線の間に流し込むことで原子に近づきやすいだけでなく拡散して材料の中に一方､接合する材料の面を重ねた状態で加熟し､入り込み､結合力を高める働きをするのです｡

で周囲空気の酸素と結合'原子同士の結合力の生金属は(この部分の原子は'加熱前あるいは加熱過程それぞれの材料が変形しやすい温度状態(例えば'鉄すなわち､はんだなどのろう材は､溶けて液体のまれない酸素との化合物になっています)'接合部周接合できます｡こうしたはんだ付け(総称してろう付状態になると､その金属原子は自由に動き回れるよ

鋼材料などでは赤くなる赤熱温度以上)まで加熟しうになり､銅線表面の原子と結合力が生まれる距離
囲に押し出されて内部の活性な原子が接合面に現れ､けと呼ぶ)は､溶接と同じように金属材料の特性をにまで容易に近づけるようになるのです｡こうして､この活性な原子同士が結合力の発揮できる距離までた時点で強い力を加えます｡そうすると､接合面の冶金的接合法の原則である｢それぞれの材料の接合
近づき接合できるようになるのです｡こうした接合

活かして接合する冶金的接合法の一手段です｡

面の原子同士を､互いに引き合える距離にまで近づ
法には､鉄筋などをガス炎で加熱するガス圧接(この法がもう一つの冶金的接合法の圧接法です｡この方方法では､火炎位置が接触面位置に合っていること

ける｣ことが可能となり接合できるようになります｡

ことだけでなく､ろう材の中の原子が接合する材料が必要です)､機械部品などを接触させて回転させなお'はんだなどのろう材は､単に溶ける温度が低いと親和性のあることも必要です｡すなわち'このろ
摩擦熱で接合する摩擦圧接などの方法があります｡

接面

う村中の親和性のある原子は､接合する材料表面の良好にガス圧接された鉄筋

わせの部品を溶接で一体化してしまうと､部品とし接合手法としての溶接
モノづくりにおける組み立て手段としての接合法にてのリサイクルは可能ですが素材リサイクルの面では

次に､複合接合の場合について考えてみましょう(檀不都合となります｡こうした場合､容易に解体でき合化技術は､‑つの材料や技術､加工方法で目的とは､ボルトやリベットなど締結部品を利用して行われ各種接着剤を利用する接着剤接合法があり､それぞする製品の機能が得られない場合､互いの長所を活る機械的接合法､溶接やろう付けなどの金属材料のれの接合法には接合する上での利点と欠点を合わせかし欠点を補い合う複数の材料や技術'加工方法をる機械的接合法が有効となるのです｡

持っています｡そこで､接合を利用して効率的なモノ(参イず､L uD一一3;状の不連続を発.....臼̲●一̲.‑.:④製口口全体力bみると､機械的性質や形∫tJじ 生する③丸襟卜水密性が侍りれやすく､製口口の外観口｡質もよい 市と的.熟的な絶縁効果が/Eいれやすい
4FS丸､"､altヌ1等b①固定をするのに時間がかかる ②継手の耐熱性に限界がある I, t.ゞ/J､.か③継手の信頼性や耐用年数に関するT‑タカyFL､

巳; ‑‥●∵t∴.二̲持つ特性を利用して接合する冶金的接合法､そしてづくりを考えたり､後に述べる複合接合などを考え組み合わせて利用する方法です)｡例えば､機械的
める､あるいは気密性を得るためのシール材として接るうえにおいては､これらの利点､欠点を熟知しておまず､その一例として､機械的接合法の大きな利った考え方です｡こうした複合化の考え方は､日々着剤を使用し溶接や機械的接合法でも接合するといなボルト接合での緩み防止のため接着剤や溶接で止目し､社会的な問題となっているリサイクルに配慮しくことが非常に重要となります｡

んどの材料がびにそれーの里村の接Aができる①ほとabーb‥l=②素材の性質や形状を変化させない と恵○′日､り□E)点である｢簡単な方法で容易に解体できる｣ことに着

EZ) ②溶接による特有の欠陥を発生することがあるのモノづくり現場で､｢ちょっとした発想の転換や工夫｣

l′†.

.十同､丸茂LJJ背L‑寸 ④製品重量が低減でき､組み立ての工数も減らせる ①ひずみや残抑応力が発生し寸法精度の維持が難しい

たモノづくりについて考えてみましょう｡たとえば､/､..ゞ舌で活用でき､思わぬ効果が得られことがあります｡①継手の形状が簡単でしかも自由度力同い ②短時間で固定でき､極めて簡便に接合できる ⑨継手効鹿が古くと症し水車性が由易に得られる製品の組み立てにおいて､同質材の組み合わせ部品が重くなる

そのためにも､常に個々の材料なり技術'加工法のとなり､工数が多くなり製作日数やコストがかかる I,‑.TA立E=一一Ul=.冒.

などは溶接で一体化しても部品あるいは素材としての2がlなる｣､ロロロ口にJ口日量

長所欠点をよく認識しておくことが必要です｡

最萱 刧@簡便な工具で谷易に組み止て解体する｣と力できる ②信頼性の高い接合ができる ③破断が生じたとしても接合部で進展が防げる

リサイクル性は確保できます｡しかし､異材組み合蓼ｷﾂ罎簫ﾒ罎粤｢2粐鞴
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★

①信頼性の高い接合を得るには多数の部品や加工が必要
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溶接などのモノづくり作業では'使用する材料や工具などを特殊な専門用語で呼びます｡こうした専門用語は､それぞれの技術領域においてJ‑Sなど
で統一化されていますが､現場的に使われているものもあり､こうした専門用語について解説します｡

材料で被溶接材とも言います｡

溶接金属部と熱影響部を合わせた部分を溶接部

溶接金属部と熱影響部の境界部分をボンド部､と呼びます｡

溶加材⁚溶接金属を作るため､母材の溶融部に溶かして加えられる材料で､棒状(溶接棒)あるいはワイヤ状(溶接ワイヤ)で使われます｡

溶け込み⁚厳密には溶け込み深さと呼び､母材表面と溶接で溶けた母材の最頂点との距離｡

ピード⁚1回の溶接で形成される溶接金属で､通常は表面に細かい波目を形成します｡このピードの両端をピード止端､1本のピードで仕上げられる溶着金属を層と呼びます(幅の広い溶接の場合､

臥;≡≡含=!;‑:芸事妄妄卜

母材⁚これから溶接しようとする､溶接される前の溶接継手⁚母材の溶接される部分､あるいは酒接された部分を言います(現場で両者の違いを明確にしたい場合'酒接される前を単に継手､酒接された状態のもの溶接継手とすることがあります)｡溶接された継手は､母材の溶けた部分に溶加材が加‑層を数本のピードで溶接します)0

第2層溶接(1パス1層溶接)

えられ凝固した溶接金属部'溶接熟では溶融して突合せ溶接⁚母材面の端部同士で接合され､両母第3層溶接(1パス1層溶接)いないものの組織や性質の変化した溶接熱影響部(単材がほぼ同一面となるような溶接｡
か い せ ん

第1層溶接(1パス1層溶接)

つ
開先⁚必要な溶け込みを得るため､溶接前に継手に第4層溶接(2パス1層溶接)に熱影響部あるいはHAZとも呼びます)､溶接̲∴ :‑:∴

加工された溝状の空間部分｡

第5層溶接(3パス1層溶接)によって変化していない母材部と組織や機械的性質

が連続的に変化する不連続体となります｡なお､

溶け込み

特溶
殊接
用で
語嘩
ルート面†づトルート間隔