【やさしく学ぶ】機械加工の基礎知識 接合加工編

接合加工・溶接ロボット

一度くっついたら、もう二度と離れない・・・

製造業の多くは、材料を加工して形を変えることをその主な仕事としています。つまり、工作機械を使って行われる様々な機械加工は、製造業の中心的な役割と言えるわけです。
機械加工は、加工方法によっていくつかに分類することができます。前々回は切削加工を、前回は成形加工をご紹介しましたが、機械加工にはそれ以外にも、「材料同士を接合させる」接合加工というものがあります。

今回はその接合加工について、主にどんなものがあるかを簡単に見ていきましょう。

接合加工の種類

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1. 溶接
2. ろう付け
3. 接着

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1.溶接

溶接

金属材料同士の接合に使われます。接合箇所を溶かして互いに金属結合させるため、接合部の信頼性が最も高い加工方法です。接合する“母材(金属材料)自体”を物理的に溶かして接合する点が特徴で、この点で他の接合加工方法と大きく異なります。
母材を溶かすためには高温にしなければなりませんが、その手段として電気抵抗、レーザー、放電などがよく使われます。
鉄仮面をかぶってバチバチっと人がやっているのは、放電による溶接(アーク溶接)。ロボットアームが自動化工場でこなしているのは電気抵抗による溶接(スポット溶接)であることが多いです。

2.ろう付け

ろう付け

加工対象の材料よりも溶ける温度(融点)の低い金属を溶かして、材料同士のすきまに流し込んで接合する加工方法です。上述の溶接とは異なり、母材自体は溶けません。
母材とろうがきちんとなじむように、接合面をしっかりと洗浄し、フラックスなどの化学薬品で処理して酸化被膜を除去してやる必要があります。
電子部品の固定で一般的なはんだ付けもろう付けの一種に含まれますが、こちらは固定強度より電気伝導度の高さを目的として利用されます。
ろう付けに使う溶融金属はバーナーで溶かしますが、はんだ付けにははんだごてを使います。

3.接着

接着

加工対象の材料のすきまに接着剤を流し込んで接合する加工方法です。金属だけでなく、プラスチックやガラス、セラミック、はては生体組織まで、接着剤を適切に選べば様々な素材を接合することができます。
おそらく、一般の人に最もなじみのある接合加工方法と言えるでしょう。学校などで「のり」を使ってプリントをノートに貼り付けたりした記憶があると思いますが、これもりっぱな接着加工なのです。
近年の接着接合の技術発展は目覚ましいものがあり、今では自動車のボディパーツの接合にも使われるなど、接着強度、耐久性も前出の金属同士の接合に見落としりないものになってきています。
接着による接合の仕組みには諸説あるようで、現在でも決着を見ていないようですが、それぞれの説が複合的に影響している可能性があります。

~参考文献~
機械加工の知識がやさしくわかる本(Amazon)
スリーボンド 「接着の基礎について」

接合加工の中でも接着はかなり皆さんもなじみ深いと思います。ろう付けも「はんだ付け」ならやったことがある、という方も多いかもしれません。
接合加工は、単純な形状の素材を組み合わせて複雑な形状を作り上げる際に有効な加工方法で、切削に比べて材料の無駄が少ないのが利点です。一方で、成形加工に比べると複雑な形状には向かないものの、非常に大きな材料、例えば建築物の骨組みなどにも利用できるという利点があります。

鉄仮面をかぶって火花を散らしながら溶接する、そんなワイルドな姿は「ザ・加工」というおもむきがあり、ちょっと憧れてしまいますね。そのような溶接と「のり付け」が同じ加工方法に分類されるなんて、少し不思議な気もします。この記事が接合加工への認識を新たにする、そのきっかけとなれば幸いです!

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【やさしく学ぶ】機械加工の基礎知識 成形加工編
https://factorylink.jp/column/machining_molding/

【やさしく学ぶ】機械加工の基礎知識 切削加工編
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