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アーク溶接の姿勢の種類は？難易度が高い上向き溶接のコツとは
溶接には色々な種類がありますが、中でもポピュラーなのはアーク溶接でしょう。
アーク溶接とは何か、さらに溶接作業に当たる作業者がとる姿勢についても解説します。
アーク溶接とは
金属同士を繋ぎ合わせる技術の一つが溶接です。
「溶かし」「接ぐ」という文字通り、金属を溶かし接ぐ技術です。
金属が溶ける温度のことを「融点」といいますが、この融点以上の熱を与えることで金属は溶けます。
繋ぎ合わせたい金属の双方を溶かし、溶けた金属を混ぜ冷やし固めることで接げるのです。
金属に熱を与えるとき、アークと呼ばれる放電現象を利用し溶接する技術が「アーク溶接」です。
アーク放電現象で得られる熱は5,000～20,000度で、一般的な鉄の融点である1,500～2,800度を超える温度です。
ほとんどの金属の融点を超える熱が得られるため、溶接の熱源としてアーク放電現象を使うことが多いのです。
溶接姿勢
溶接作業する際の姿勢のことを「溶接姿勢」といいます。
・下向き姿勢
・立向き姿勢
・横向き姿勢
・上向き姿勢
溶接姿勢はこの四種類あります。
下向き姿勢
材料が作業者より下にあり、継手に対しては上から下に向かい作業する姿勢が「下向き姿勢（したむきしせい）」です。
姿勢が自然で、作業しやすい姿勢といえるでしょう。
このため下向き姿勢は溶接の基本姿勢であり、初心者が最初に覚えるべき姿勢とされます。
溶接記号の末尾に「F」の文字が付いている場合は、下向き姿勢で溶接するよう指示されているものです。
立向き姿勢
材料が作業者の前にあり、継手に対して縦方向に垂直移動や斜め移動するよう作業する姿勢が「立向き姿勢（たてむきしせい）」です。
下から上に向かい溶接していくことを「上進」といい、通称「カチ上げ」と呼びます。
上から下に向かい溶接していくことを「下進」といい、通称「流し」や「ダウン」と呼びます。
上進の方が一般的で、階段の手すりを溶接するときなどは下進で作業します。
下向き姿勢に比べると溶接棒やトーチが不安定になりやすいため、難易度はやや高めです。
溶接記号の末尾に「V」の文字が付いている場合は、下向き姿勢で溶接するよう指示されているものです。
横向き姿勢
材料が作業者の前にあるのは立向き姿勢と同じですが、接ぎ手に対して横方向に平行移動させるのが「横向き姿勢（よこむきしせい）」です。
難易度は立向き姿勢より高くなります。
横向き姿勢では、溶接による盛り上がり（ビード）を重ねる多層盛りとなります。
ですが上部が凹む状態（アンダーカット）や、逆に下部が盛り上がりすぎる（オーバーラップ）になりやすい点に注意すべきでしょう。
溶接記号の末尾に「H」の文字が付いている場合は、下向き姿勢で溶接するよう指示されているものです。
上向き姿勢
材料が作業者より上にある状態で作業する姿勢が「上向き姿勢（うわむきしせい）」です。
作業中上を見続けなければならない不自然な姿勢となるため、難易度も高い姿勢です。
また、どうしても重力の関係で継手の溶け込みが浅くなりやすく、浦波ビードが凹みやすい特徴もあります。
アーク溶接の中でも、半自動溶接や被覆アーク溶接で上向き姿勢で作業に当たるのは非常に高い難易度の作業です。
同じ上向き姿勢でも難易度が低くなるのは、ティグ溶接でしょう。
溶接記号の末尾に「O」の文字が付いている場合は、下向き姿勢で溶接するよう指示されているものです。
溶接姿勢ごとのきれいに継ぐコツ
溶接姿勢により作業の難易度が変わりますが、高い難易度の姿勢でも上手く継ぐためのコツがいくつかあります。
ここからは、溶接姿勢ごとにきれいに継ぐコツについて解説します。
ウィービング
ウィービングは、アーク溶接で使用するトーチを溶接線に対して左右に動かしながら進む溶接技法を指しています。
初心者は、ストリンガーといってトーチを溶接線に対して平行に動かし、ビードは直線を描きます。
ですが、ウィービングの場合はトーチの動かし方の違いで、様々なビードが描かれます。
ただ、一般的にはジグザグにトーチを動かす方法を覚えれば、十分であるとされています。
半円を描きながらトーチを動かすとビードが細かくきれいにみえるため、仕上がりをきれいにしたい場合には半円を描く方法も良いでしょう。
ウィービングの間隔
溶接姿勢により、ビードをきれいに見せるウィービングの間隔が変わります。
より細かくウィービングすると、継手部分に与えられる熱は高温となり、ビードが垂れ落ちやすくなります。
下向き姿勢の場合は垂れることはありませんが、立向きや横向き、上向きといった姿勢ではビードの垂れ落ちが起こる可能性が高まります。
そのため、下向き姿勢でのウィービングを基準とすれば、上向き姿勢ではウィービングの幅を大きく取るようにします。
また、立向き姿勢の場合は間隔を若干大きめ、逆に横向き姿勢の場合は間隔を狭くするとビードの垂れ落ちが防げるため、きれいにみえます。
まとめ
材料と作業者の位置関係により、溶接姿勢は四種類に分かれます。
上向き姿勢は四つの姿勢の中では難易度が高く、ウィービングの間隔を大きくとるといった工夫が必要です。
株式会社ヒビヤトでは、アーク溶接に欠かせない配管工を募集しています。
興味のある方は、ぜひご連絡ください。
