フラックスコアードワイヤ溶接
フラックスコアードワイヤ溶接とは、中空状のワイヤ内部にフラックス（溶剤）を封入した溶接材料を用い、シールドガスの有無を問わず効率的に溶接を行う方法である。アーク溶接の一種であり、ワイヤが連続送給されるため生産性が高く、鉄鋼構造物や造船、建設機械などの製造・修理に広く利用されている。ガスシールドタイプとセルフシールドタイプの両方が存在し、ワイヤに含まれる成分によってスラグ形成や脱酸作用が行われることが特徴である。
原理と構造
フラックスコアードワイヤ溶接の基本原理は、電源から供給されるアークエネルギーによってワイヤ先端と母材を溶融し、接合部を形成する点にある。内部に封入されたフラックスが溶融中にスラグを生成し、溶融金属を保護すると同時にガスを放出して酸化を抑制する。ワイヤ内部の中空構造によって、必要な合金元素やシールド成分を自由に調整できることが特徴であるため、複雑な溶接条件にも柔軟に対応できる。
ワイヤの特徴
フラックスコアードワイヤ溶接に用いられるワイヤは、鋼板を筒状に巻き、内部に合金粉末やフラックス成分を充填している。フラックスの配合によって、溶接金属の組成や機械的性質を制御できるため、強靭性や耐候性など必要な特性を付与しやすい。さらに、ワイヤ表面の板厚や中空率、径などによって適用電流範囲やスパッタ量、アーク安定性が変化するため、目的に合わせて選定が行われる。
シールドガスの種類
フラックスコアードワイヤ溶接は、ガスシールドタイプとセルフシールドタイプに大別される。ガスシールドタイプでは主にCO2やAr-CO2混合ガスが使用され、スパッタの低減やアークの安定性が得られる利点がある。一方、セルフシールドタイプはワイヤ内のフラックス成分だけでシールド効果を発揮するため、屋外など風の影響を受ける環境でも比較的安定した溶接が可能となる。ただし、ガスシールドタイプに比べてスパッタが増えることや溶着効率の面で劣る場合もある。
溶接のプロセス
フラックスコアードワイヤ溶接のプロセスは、連続送給されるワイヤの先端と母材の間にアークを発生させ、同時にフラックスから生成されたガスやスラグで溶融池を保護する流れである。溶接機の送給ユニットから一定速度でワイヤが繰り出され、溶接トーチを通してアークに到達する。シールドガスを併用する場合は、ガス流量やガス組成を適切に調整し、溶接条件を最適化する必要がある。溶接姿勢によっては、パラメータを微調整することでビード外観や溶け込み深さを制御する。
特性と利点
フラックスコアードワイヤ溶接は、高い溶着速度と安定したアーク特性、さらには板厚や材質の多様性に対応しやすい点が大きな利点である。また、スラグによって溶融池が保護されるため、溶込み不足を回避しやすく、母材の表面状態や溶接姿勢においても比較的安定した品質を得られる。その一方、スラグの除去作業が必要になるケースもあるため、作業効率や仕上げ品質のバランスを考慮することが重要である。
注意点と欠点
フラックスコアードワイヤ溶接には、スラグが発生することで連続溶接後のクリーニング作業が増える可能性があることや、セルフシールドタイプの場合はスパッタ量が多く、ビード外観が粗くなりやすい点が挙げられる。また、フラックス分のガスがアーク特性に影響を及ぼすため、極性や電流値の選定を誤ると欠陥（ピンホールやブローホール）が発生するリスクが高まる。風の強い屋外溶接など環境要因にも左右されるため、作業前の十分な試験やパラメータ調整が欠かせない。
代表的な用途
フラックスコアードワイヤ溶接は、造船や橋梁、建設機械、パイプラインなど大型構造物の製作に多用されている。屋外の現場でも比較的安定した溶接品質が得られるセルフシールドタイプは特に建築現場や補修工事で重宝され、ガスシールドタイプは安定性とビード外観を重視する一般産業機器の生産ラインなどで活用される。このように、さまざまな環境と強度要求に対応できる柔軟性が、幅広い分野での普及につながっている。
関連機器とメンテナンス
フラックスコアードワイヤ溶接を行う際には、溶接機、ワイヤ送給装置、トーチ、シールドガス供給装置（必要に応じて）、および適切な個人用保護具などを準備する。ワイヤ送給ローラーが摩耗すると送給不良が起きやすいため、定期的な点検や交換が求められる。ノズルやコンタクトチップにもスラグやスパッタが付着しやすく、溶接品質やアーク安定性を損なう原因となるため、日常的な清掃とメンテナンスを怠らないことが重要である。