No．１

溶接・溶接・ガス切断
ガス切断
目的

ガス溶接を理解し、習得する。アーク溶接を理解し、習得する。ガス切断を理解し、習得する。鋳造の工程を理解する。これらのことを目的とする。

実験概要(１)ガス溶接
可燃性ガスには、実習で使用したアセチレンガス、プロパン水素などがある。
今回の実習で使用したアセチレンガスを用いたガス溶接では、アセチレンと酸素の混合ガスを着火燃焼させ、発生する高温の燃焼熱によって接合する部材（母材）および溶接棒を融合させて接合する。燃焼ガスの温度は約3300 ℃の高温となる。
アセチレンガスを使用する利点として、温度が高いことや、酸素が無くても燃焼することがあげられる。
アセチレンガスを使用するにあたり、爆発性が大変高いので、ガス漏れや逆火のないよう十分点検するとともに、その取り扱いに注意しなければならない。

・ガス溶接の特徴○高温の炎が得られ、炎の調整が容易である。
○炎の状態により、板のひずみが少ない。
○溶接部の強さが大きい。
・設備・器具○ガスボンベ○圧力調整器○ゴムホース○溶接トーチ○溶接棒

No．２・ガス溶接作業
用具：溶接トーチ、ライタ、スパナ、保護メガネ、手袋、足カバー
材料：軟鋼

消耗品：酸素ガス、アセチレンガス、溶接棒
・基本操作○ガス溶接装置を準備する。
溶接トーチをゴムホースに取り付ける。
○酸素及びアセチレンの圧力を調整する。
○点火する。
アセチレンを少し出して点火する。
炭化炎になるので、酸素を出して調節し、標準炎にする。
（図２を参照）
図１， ガス溶接、切断のボンベとトーチ○消火する。
アセチレンコックを閉めてから（トーチは上が溶接用、下が切断用）酸素コックを閉める。

No．３

図２， 吹口からの炎・溶接作業○母材を作業台に置く。
○点火し、標準炎になるように調節する。
標準炎は、図２の下の図のように調節する。
○両端の２ヶ所を仮付けする。
○ビードを置く・火口を４５°位に傾け、中心炎の先端から約２ｍｍほど近づける。
・母材が溶け始めたら、溶接トーチを波状に動かしながら前進させる。
・溶接棒を母材が溶けてる部分に流し込むようにする。
母材をしっかり溶かして溶けた部分に溶接棒を流し込まないと、溶接した部分がすぐに取れてしまったりと、欠陥が生じてしまう。そのようなことが無いように注意しなければならない。

図３， トーチと溶接棒
No．４（２）ガス切断
ガス切断は、鉄を高温にし、その部分に高圧の酸素を吹き付けると、鉄と酸素が反応し、激しい反応熱を発生する。その反応熱によって切断部を溶かし、さらに溶けた金属を酸素で吹き飛ばすことによって切断する。

・設備、器具
ガス切断とほぼ変わらないが、トーチを溶接トーチじから切断トーチに変える。
（図１の下のトーチ）
・基本操作○ガス切断装置を準備する。
切断トーチをホースにつなげる。
○点火する。
アセチレンを少し出して点火する。炭化炎になるので、酸素を出して調節し、標準炎にする。
○切断する。
母材の端部を予熱し、着火温度になったら酸素を吹き付けトーチを移動して、連続的に切断する。
○消火する（３）アーク溶接
接合する部材に設置した電極と反対電極を設置した溶接棒との隙間に大きな電流を通すことによって高熱のアークが発生する。この溶接棒には、被覆アーク溶接棒を使う。これは、心線に非金属の被覆剤（フラックス）が塗られたものである。被覆剤の主な機能は、アークの発生・保持を容易にする，アークの周辺を覆い、スラグとなって溶融金属を保護することである。
アーク溶接は一般的に厚板の溶接に用いられている。
金属が溶けるのはアーク熱が非常に高温であるからである。よって、発熱量は電流の大小によって調節する。電流を圧板の場合は大きくし、薄版の場合は小さくする。

No．５
・設備・器具○溶接機（①）○ホルダー（②）○溶接棒（③）

○溶接台（④）○皮手袋（⑤）・基本操作○溶接作業の準備

図４， アーク溶接の設備・器具

溶接棒をホルダーにはさみ、スイッチをいれる。
○溶接の姿勢をとる
溶接棒を母材に対して、ほぼ直角にとる。
○溶接する
母材と溶接棒を接触させ、アークを発生させる。発生させたアークを切らないように母材から３～４ｍｍほどはなし、運棒する。このとき、溶接棒は短くなるが、それに合わせて母材との距離を保つようにする。
○電源を切る
アーク溶接では、図５のように被覆剤（フラックス）を上に乗せるように溶接することが大切である。

図５， 適切なアーク溶接の断面No．６（４）鋳造○材料
鋳鉄

融点・・・約１４００℃
アルミにウム
融点・・・約６００℃など○炉
キュポラ
燃料⇒コークス
素材⇒銑鉄
電気炉
アーク炉
高周波、低周波炉⇒誘導起電力によるもの
るつぼ炉○型
・溶けた金属を湯と言う・湯を流し込む型＝鋳型
・シェルモールド考察

ガス溶接では、表面に溶接棒を溶かしてのせただけのような形になってしまった。
しっかり母材を溶かさなかったことが原因と考えられる。ガス溶接をするにあたり、大切なことは、母材を溶かしそこに溶接棒を流し込むように入れてやることである。
ガス溶接に対して、アーク溶接は大体上手にできた。溶接棒と母材を離し過ぎることの無いようにし、溶接棒１本を使い切る気持ちで溶接を行ったことが良かったのだと思う。

No．７
課題

１，現在使用されている溶接方法の種類及びその特徴をあげよ。
・エレクトロスラグ溶接
溶融したスラグ浴の中に溶接ワイヤ供給ロールを介して溶接ワイヤを連続給し、主に溶融スラグの抵抗熱を利用することにより、母材と溶接ワイヤを溶融させて行う溶接・スタッド溶接
主に平板にボルト（スタッド）やピンなどの部品を溶接するのに用いられる溶接方法である。平板とボルト（スタッド）などの間に電流を流してアークを発生させて両者を溶融しつつ加圧して溶接を行う。
・テルミット溶接
高熱と光を発するテルミット反応の熱を利用して行う溶接のこと。テルミット反応でできた溶融金属をそのまま溶加材として用いることにより溶接を行います。などたくさんの溶接方法がある。
２，ガス溶接の利点と欠点をあげよ。
・利点
高温の炎が得られ、炎の調節が容易。板のひずみが少ない。溶接部の強さが大きい。
・欠点
爆発の危険性がある。
３，アルミニウムを溶接するときに使用するTIG溶接方法とクリーニングについて説明せよ。
・TIG溶接アーク溶接の溶接方法に定義される用語の一つである。シールドガスとしてAr（アルゴン）やHe（ヘリウム）などのイナートガス（不活性ガス）を用い、電極にはタングステン或いはタングステン合金を用いることから、ティグ溶接：TIG溶接（Tungsten Inert Gas welding）と呼ばれている。
プラズマ溶接などと同じように、溶接材料に溶加棒を用い、電極（一般にタングステン電極）が溶接材料とはならない非溶極式（非消耗電極式）のガスシールドアーク溶接。
・クリーニングとは溶接技術の分野において術語として用いられる溶接用語で、アーク溶接の溶接現象に定義される用語の一つ。
No．８
クリーニング作用は、アークの清浄作用とも言われ、イナートガスアーク溶接において、アークが母材表面上の酸化皮膜を除去して、表面を清浄化する現象のこと。
アルミニウム合金の溶接などでは、クリーニング作用（アークの清浄作用）を利用することにより、母材表面の酸化物が除去される。

４，金属材料の切断方法を述べよ。
・パウダ切断材料その他を切断する切断方法のうち、熱切断に分類されるガス切断の一種である。
鉄粉末やフラックス或いはその混合物を切断部に供給することにより切断性を高めた
ガス切断方法。
・プラズマ切断材料その他を切断する切断方法のうち、熱切断（熱を用い、材料を局部的に溶融又は燃焼して切断する方法の総称）に分類される切断方法の一種。
ノズルによってアークを拘束して高温化し、切断部にエネルギーを集中させることによって母材を溶融させ、高速気流でそれを除去して切断する。
５，鋳造とはどのようなことか説明せよ。
鋳造とは、溶けた金属を型に流し込み、冷却凝固によって製品を作る作業である。
銑鉄や銅合金、アルミニウム合金などの素材を使用できることから、日用品をはじめ工作機械部品、自動車用部品、船舶用部品など多くの製品製作に使われている。
鋳型が製品の形を決めることとなり複雑な形状の鋳造品まで製作できる特徴がある。
６，実習で行ったアスチレンガス溶接、被覆アーク溶接作業の感想を述べよ。
今回の実習では、考察でも述べたようにガス溶接は上手にできなかったが、アーク溶接では上手にできた。どちらの溶接も経験が大事であって、何回も繰り返して行い、手に職をつけなければならないと思った。練習を重ねることにより、上手にできるようにしたい。
参考文献

・厚生労働省安全衛生部安全課編，ガス溶接・溶断作業の安全，中央労働災害防止協会（１９９８），ｐｐ２７～６７（ガス溶接等の装置及び取り扱い）
・厚生労働省安全衛生部安全課編，アーク溶接等作業の安全，中央労働災害防止協会，（２０００），ｐｐ３７
・JIS規格用語
http://www.jisw.com/溶融。

、

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は協会，，