●作業効率が悪く、時代の要請に追いつけなかった手溶接
それまでのアーク溶接は、溶接材として長さ30～40cmの溶接棒というものを使い、それを手で操作して溶接していました。ところが、短くなった溶接棒を常に交換する必要があり、その都度タイムロスが生じて、大量に溶接する場合は、非常に効率が悪かったのです。勤勉で熟練した技術者でも、アークタイム率は約35％程度と、非常に低いものでした。
●溶接材の改良とガスの使用により、高品質と効率化を両立させた半自動溶接機
時代が求めたものは、高品質な溶接と溶接作業の効率化です。その要請に応じて開発されたのが、半自動溶接機でした。溶接材として、溶接棒の代わりに長いワイヤーを使用し、アークのシールド材としてガスを使用しました。ワイヤーはモーターで自動送給することで、溶接棒交換のためのロスをなくしました。また、溶融金属を保護するためのガスを連続供給し、しかも、溶接開始前から噴射することで、溶融金属を誕生と同時に保護、高品質な溶接を可能にしたのです。
■＜資料＞手溶接（被覆アーク溶接）法と半自動溶接（ガスシールド溶接）法の比較
| 手溶接（被覆アーク溶接）法 | 半自動溶接（ガスシールド溶接）法 | |
| 作業効率 | ・溶接材として、長さ30～40cmの被覆アーク溶接棒を使用しているため、交換の都度にタイムロスが生じる。 | ・溶接材として、一巻き20ｋｇのワイヤーをリールに巻いて使用。モーターで自動的に送給されるため、交換のためのタイムロスがない。 |
| ・アークタイム率が低い（約35％程度）。 | ・アークタイム率が高い（約40～50％程度）。 | |
| ・溶接速度が遅い（6mm脚長では、30～40cm/毎分）。 | ・溶接速度が速い（6mm脚長では、60～80cm/毎分）。 | |
| ・自動化が困難 | ・溶接トーチをキャリッジに乗せるだけで、すぐ、自動化ができる。 | |
| 溶接品質 | ・溶接開始時にアーク熱で、溶接棒の被覆材が燃焼、ガスが生じて、そのガスで溶融金属が保護される。 | ・溶接開始前からガスを噴射、溶接場から酸素や窒素を事前に排除するため、溶融金属は、誕生と同時に保護される。 |
| ・そのため、溶接の始点と終端部には欠陥が生じやすい。 | ・そのため、溶接始点・終端部は、被覆アーク溶接法と比べて欠陥が生じにくい。 | |
| ・被覆材が吸湿していると、欠陥が生じる。 | ・吸湿するものを使っていないので、欠陥が生じない。 | |
| アーク現象 |  |
 |
●ガスを使うのは溶融金属を保護するため。手溶接でもガスは使われていますよ。
半自動溶接でシールドガスを使うのは、溶融金属を保護し、健全な溶接継ぎ手を得るためです。手溶接ではガスを使っていないように見えますが、実は溶接棒の被覆剤に秘密があるのです。アークによって、溶接棒の被覆剤が燃焼するとガスが発生し、溶融金属を保護しているのです。
●半自動溶接のガスは、溶接品質の向上にも役立っているのです。
半自動溶接のガスは、手溶接のガスと違い、アークを発生する前に噴射し、溶接場から酸素や窒素を事前に排除します。そのため、手溶接の欠点である、溶接始点・終端部の欠陥が比較的少なく、溶接品質が向上します。
■手溶接作業のガス発生法とガスの役割
|
■半自動溶接のガスとその役割
|
●溶接の材料は自動供給ですが、溶接は手作業で行うため、「半自動」と呼ばれています。
半自動溶接機は、ワイヤーやガスは自動的に供給されますが、溶接作業は手作業です。溶接トーチを、技術者が手に持って作業を行うため、一般的に半自動溶接と呼ばれているのです。 溶接トーチを小型台車に乗せれば、簡単に自動化を図ることも可能です。 溶接トーチを、産業用ロボットに持たせたものが、溶接ロボットです。
