大三つのプロセス

MIG、TIG、およびStick

しかし、数十の溶接プロセスがあるにもかかわらず、3つが商業活動を支配しています。それぞれが強みとトレードオフがあります。

MIG (GMAW、ガス金属アーク溶接)：ワイヤーフードプロセス。マシンはガンにフィラーワイヤーを保護ガス（主にアルゴン・CO2の混合ガス）で汚染から保護しながらフィードします。MIGは、軟鋼およびアルミニウムの生産作業および自動車修理店で速く、簡単に学べるため、最も一般的なプロセスです。

TIG (GTAW、ガスタングステンアーク溶接)：精度プロセス。タングステン電極がアルカを作り、他の手でフィラーロッドを手動でフィードします。純アルゴン保護ガス。TIGは、最もきれいで正確な溶接を生成し、宇宙航空、食品用ステンレス、および薄い管材のために必要です。ただし、これは三つのプロセスの中で最も遅く、最も難しいものです。

Stick (SMAW, Shielded Metal Arc Welding): The workhorse. A flux-coated electrode melts & deposits filler metal while the flux creates its own shielding gas & slag layer. No external gas bottle needed. Stick works outdoors in wind & rain, on rusty or dirty metal, & in tight spaces. Pipeline welders, structural ironworkers, & field repair crews rely on it.

The right process depends on the metal, the joint, the environment, & the quality standard.

Choosing the Right Process

A fabrication shop gets three jobs in one week. Job one is welding stainless steel tubing for a food processing plant: the welds must be perfectly clean with no contamination. Job two is repairing a cracked steel beam on an outdoor bridge in January wind. Job three is welding 200 identical mild steel brackets on a production line.

電気アークの物理学

アークを引く瞬間のこと

溶接アークは、電極とワークピースの間のギャップに持続的な電気放電が発生します。回路が閉じると、ギャップ内の気体をイオン化し、プラズマ：第四の物質になります。

そのプラズマは、鉄の溶解点（約2,500°F）をはるかに超える、6,000°Fから10,000°Fの高温になります。強い熱はワークピース上に小さな溶解金属のプールを作ります。

熱影響部（HAZ）: プールの周囲の部位は溶解しないが、金属の微細構造が熱によって変化する。溶接技師が過度の熱を適用したり、スローに動く場合、HAZは脆くなったり、弱まります。熱入力の制御は溶接の最も重要なスキルの一つです。

防護ガス: 熔融金属は空気中の酸素と窒素と反応する。酸化は溶接孔内に小さな気泡（溶接プールに含まれる微小な気体泡）を作り、継目付の弱さを引き起こします。防護ガスであるアルゴン、CO2、または混合ガスは、溶接プール周囲の気体を置き換え、清潔に保ちます。

防護がなければ、溶接プールは大気ガスを吸収し、結果として孔のある、脆い、そして構造的に価値のない溶接が形成されます。すべての溶接プロセスには、MIGやTIGの外部ガス、Stickのフラックスコーティングなどの形態の防護が存在します。

防護の重要性

MIGで軟鋼板を溶接している溶接技師。強い風が作業区域を横切って吹き付けます。アークは通常のようですが、溶接技師がスパッタを削除し、ビーズを検査すると、多数の小さな穴が入り、粗み気味で孔のあるものになります。

熱の制御

二人の溶接技師が同一の鋼板に同じ継目をつけます。溶接技師Aは速く動き、モデレートなアンペアージを使用します。溶接技師Bは遅く動き、高いアンペアージを使用し、金属に多くの熱を与えます。

どちらの溶接も表面上見て良いですが、溶接技師Bの板は歪み、曲がっており、溶接の隣の金属は色が変わっており、脆くなっています。

5つの基本的な溶接方法

メタルパーツのつながり方

すべての溶接接続は、パーツ同士の位置関係で始まります。パーツ同士の配置方法には5つの基本的な構成があります。

接合部: 2つのパーツを同じ平面上で縦に並べる。板材や管材に使用される。構造物や圧力工作では最も一般的な溶接方法。厚みのある材料では、完全な貫通を許可するために、切取り（エッジに角度をつける）が必要になることが多いです。

重ね合せ接合: 2つのパーツが重なるように配置される。シンプルで、剪力で強力な、シートメタルやオートバイの工作でよく使われる。

T型接合: 1つのパーツがもう1つのパーツに垂直に置かれ、Tの形状を形成する。通常、交差点でフィレット溶接が使用される。

角型接合: 2つのパーツが辺が直交して、Lの形状を形成する。枠、箱、エンクロージャーに使用される。

縦接合: 2つのパーツが平行に並び、エッジが揃う。薄いシートメタルや低応力のアプリケーションに使用される。

フィレット溶接: T型接合、重ね合せ接合、または角型接合の内側の角に三角形の溶接を入れる。groove溶接: 2つのパーツ間の切取り（bevel）に入り、接合部を埋める溶接。

溶接記号: 製図に溶接記号は、溶接士にどのような溶接をどの位置でどのくらいの大きさ・長さで作るかを示します。基本的な記号は矢印が接合部を指し、矢印が指す側、または反対側の溶接タイプ記号が参照線上に表示されます。下の参照線に記号がある場合は、矢印の指す側に溶接することを意味し、上の参照線に記号がある場合は、反対側に溶接することを意味します。

仕事の理解

構造エンジニアから鋼材のテーブルフレームの図面が送られてきました。四角い管材の4つの脚は平板の上に溶接されます。脚が板に合わる接合部は、テーブルに乗せられた物体の全重量を支えることになります。

溶接のリスクと防護

非交渉可能な項目

溶接は恒久的障害や死亡を引き起こすリスクが存在します。安全性はプロフェッショナルな溶接技師として最初に習得する必要があります。

UV & インフラレッド放射: 熱線は強烈な紫外線を放出し、眼の炎症（フォトケラチティス）を引き起こします。これは目に砂が感じられ、短時間の視覚障害を引き起こします。また、長期的な曝露は重度のサンバーンに似た皮膚炎を引き起こします。適切な溶接ヘルメット（アーク溶接の場合、10-13の色レンズが必要です）が必須です。自動ダークニングヘルメットは、熱線が打つ瞬間で瞬時に明るさから溶接の色に切り替わります。

煙 & 突風:溶接は金属、フラックス、およびコーティングを蒸発させ、煙を生成します。この煙にはマンガン、クロム、ジンク、および他の有害物質が含まれています。ガリズニング鋼（ジンクコーティング鋼）はジンク酸化煙を生成し、発熱症候群を引き起こします。この症候群は、曝露後数時間後にflu-like症状を引き起こします。ステンレス鋼煙には、有機化合物である六価クロムが含まれており、がんのリスクがあります。十分な換気、煙抽出、またはレジスパイアが必要です。

電気リスク:溶接機は高電流を低電圧で供給するが、開回路電圧（通常60-80ボルト）は濡れた状態で致死的なショックを与えることがあります。水に立って溶接しないでください。ケーブルおよび接続を損傷しているかどうかを検査してください。適切にワークピースを地に接続してください。

火災 & たるれ:火花および溶融金属は35フィートまで移動します。可燃性物質から周囲を清潔にし、レザーグローブ、レザーブーツを着用し、炎に耐性のある服や袖、レザーブーツを着用してください。可燃性材料に近い場所で溶接している場合、火の見役が必要です。

PPE要約:適切な色レンズの溶接ヘルメット、下に安全な眼鏡、レザーグローブ、炎に耐性のあるジャケットまたは袖、レザーブーツ、密閉空間でのみ耳保護、換気が不足する場合にレジスパイアを使用してください。

安全性の決定

あなたは、鉄製の手すりの修理を目的として、小さな機械室内に到着します。室内は窓がない＆1つのドアがあります。机の角に、溶接場所から10フィート離れたところにカートン詰めの箱や油性シートのラグが保管されています。床には、最近のパイプの破損から水滴があります。

溶接で開かれる道

###溶接のキャリア＆認定

溶接は1つのキャリアではありません：それは、数十個の分野にドアを開くプラットフォームであり、多くは高給取りであり、常に需要があります。

パイプライン溶接技師: 油、ガス、水のパイプのセクションを現場でつなげます。カーボン・スチール・パイプでダウンヒル溶接が一般的です。パイプライン溶接技師は常に旅行し、プレミアム料金を獲得します。経験豊富なパイプライン溶接技師は、年間100,000ドルを超える収入を得られます。

潜水溶接技師（ハイパーバリック溶接技師）: 海上プラットフォーム、船底、水中インフラを溶接します。商業潜水士認定と溶接スキルを組み合わせます。最高額の報酬と最も危険な溶接分野の1つです。

航空宇宙溶接技師: タイガー（TIG）溶接でチタン、インコネル、アルミニウム・リチウムなどのエキゾチック合金を航空機および宇宙船で溶接します。極端な正確性と清潔さの基準があります。溶接は検査され、記録されます。

構造鉄筋工-溶接技師: 建物、橋、重機の構造鋼材を溶接します。高さに位置するビーム接続で働きます。

認定: アメリカ溶接協会（AWS）は、溶接技師の資格試験を行います。最も一般的な試験は、AWS D1.1構造溶接コード資格試験です。試験をパスすることは、試験コップンを曲げられたり、X線で検査され、合格したことを意味します。資格はプロセス、位置、材料に特定されており、MIGで板を溶接する資格がある場合、TIGでパイプを溶接する資格はありません。

スタート: コミュニティカレッジの溶接プログラム（6ヶ月から2年）、専門学校のプログラム、および通常3-5年間の有料の実地研修を含む労働組合のアペンタシップが主なエントリーポイントです。アペンタシップは、クラスルームの指導と実際の溶接下の修行を組み合わせています。

キャリアの計画

###溶接とあなたの未来のつながり

あなたは主な溶接プロセス、arcの物理学、ジョイントの設計、そしてこのトレードが求める安全性の意識を持っています。