溶接の基礎と応用

溶接は古くからある基盤技術である。構造物はほとんどが溶接構造でできており、溶接はものつくりの基本となる技術であると考えられる。 　本講座において、第1章で溶接の意義、歴史および溶接の種類 (アーク溶接、ガス溶接、固相接合、レーザ溶接など) の概略について説明する。第2章では、溶接の基礎 (アーク現象・変形・残留応力などの溶接物理、鋼の変態・熱処理・溶接部の性質などの溶接冶金) について述べる。第3章では、各種溶接機の特徴とその使用法について説明する。第4章では被覆アーク溶接棒などの溶接材料の特性や種類につて説明する。また炭素鋼、ステンレス鋼などの溶接用材料の溶接法や留意点などについて述べる。第5章では、溶接継手の種類や継手の性能に影響を与える因子 (溶接欠陥、変形、残留応力など) について説明する。第6章では、ビード置き、予熱、溶接条件、溶接後処理 (応力除去など) 、補修溶接などの溶接施工について述べる。第7章では溶接部の試験・検査 (破壊試験、非破壊試験) について述べる。第8章で溶接施工管理の溶接要員、第9章で溶接の安全衛生に係わる法令についても述べる。 　本講座では溶接の基礎について、プラントメーカーや材料メーカーの若手技術者、また現場の技術者が理解できるようにわかり易く説明したい。本講座は、メーカーの現場の技術者や設計技師にも実務を行う上で大いに役立つと考える。

1. 概説
   1. 溶接の意義
      1. 溶接とは
      2. 溶接の歴史
         1. 古代
         2. 近代
            1. アーク溶接
            2. 抵抗溶接
         3. 現代
   2. 溶接法の種類
      1. 溶接法の分類
         1. アーク溶接法
            1. 被覆アーク溶接
            2. 半自動アーク溶接
            3. サブマージドアーク溶接
            4. イナートガスアーク溶接
            5. プラズマアーク溶接法
         2. ガス溶接
         3. テルミット溶接
         4. エレクトロスラグ溶接
         5. 抵抗溶接
            1. 抵抗スポット溶接
            2. アプセット突合せ溶接
            3. フラッシュ突合せ溶接
            4. プロジェクション溶接
            5. シーム溶接
         6. ホットジェット溶接
         7. 電子ビーム溶接
         8. レーザ溶接
         9. 摩擦攪拌接合 (FSW)
         10. 摩擦圧接
         11. 糖音波接合
         12. 鍛接
         13. ろう接
2. 溶接の基礎
   1. 溶接物理
      1. 溶接熱源
         1. ガス溶接
         2. テルミット溶接
         3. 抵抗溶接
      2. 溶接アーク
         1. アークの放電特性
         2. アークの電圧分布
         3. アークの極性
      3. 金属材料と溶接性
         1. 結晶構造
         2. 固溶体
            1. 置換型固溶体
            2. 侵入型固溶体
         3. 金属間化合物
         4. 溶融金属の凝固
         5. 平衡状態図
         6. 溶接性
      4. 残留応力と変形
         1. 残留応力 (residual stress)
         2. 変形
   2. 溶接冶金
      1. 鋼の性質と熱処理
         1. 鋼の平衡状態図
         2. 鋼の変態
            1. 恒温変態図
            2. 連続冷却変態図
            3. ジョミニー試験
         3. 熱処理
         4. 鋼材
      2. 溶接部の性質
         1. 母材熱影響部
            1. 冷却曲線
            2. 断面ミクロ組織
            3. 硬さ分布
         2. 溶接金属
            1. ガスの影響
               1. 酸素の液用
               2. 窒素の影響
               3. 水素の影響
         3. 溶接割れ
      3. 鋼材の脆性破壊
         1. 鋼材の各種のぜい化
         2. 延性と脆性
         3. 鋼の切欠きもろさ
3. 溶接機とその使用法
   1. アーク溶接機器
      1. アーク溶接機 (被覆アーク溶接用)
      2. 直流アーク溶接機
      3. 交流アーク溶接機
      4. 直流アーク溶接機と交流アーク溶接機の比較
      5. アーク溶接機の付属器具
   2. サブマージドアーク溶接機
      1. 溶接電流および心線送給装置
      2. 多電極式サブマージドアーク溶接機
   3. テイグ溶接機
      1. 溶接電源およびトーチ
      2. アーク起動およびアークの安定
      3. 電極の整流作用
      4. 最近のテイグ溶接
         1. サイリスタ制御
         2. インバータ制御
   4. ミグ溶接機および炭酸ガスアーク溶接機
      1. ミグ溶接機の構成
      2. 心線の送給方法
      3. マグ溶接機
      4. 最近のマグ溶接機
         1. サイリスタ制御マグ溶接機
         2. サイリスタ制御電源
         3. パルスマグ・ミグ溶接電源
         4. インバータ制御アーク溶接電源
         5. デジタル制御電源
   5. 抵抗溶接機
      1. 抵抗スポット溶接機
         1. 加圧方式
         2. 溶接電源
            1. 交流式
               1. 単相交流式
               2. 三相低周波式
               3. 交流インバータ式
            2. 直流式
               1. 単相整流式
               2. 三相整流式
               3. 直流インバータ式
               4. コンデンサ式
         3. シーケンス制御および電流制御
         4. 抵抗スポット溶接の電極
      2. シーム溶接
   6. ガス溶接機器
      1. 溶接用ガスおよび供給装置
         1. アセチレン
         2. 水封式安全器およびホース
         3. 酸素
      2. 溶接トーチおよび溶接棒・フラックス
         1. 溶接トーチ
         2. 溶接棒およびフラックス
      3. 炎の調整
         1. 酸素アセチレン炎
            1. 還元炎
            2. 中性炎
            3. 酸化炎
   7. 特殊溶接機
      1. エレクトロスラグ溶接機
      2. スタッド溶接機
4. 溶接材料
   1. 溶接棒
      1. 被覆アーク溶接棒の特性
         1. 被覆材の効果
         2. 溶接中の被覆剤の作用
            1. 被覆筒の生成
            2. アーク雰囲気の生成
            3. スラグの生成
            4. 溶融金属部の化学変化
            5. 被覆の厚さと溶着金属の性質
      2. 被覆アーク溶接棒の種類
         1. 軟鋼および低合金鋼用被覆アーク溶接棒
            1. 高セルロース系
            2. 高酸化チタン系
            3. ライム系
            4. イルメナイト系
            5. ライムチタニア系
            6. 鉄粉系
         2. オーステナイト系ステンレス鋼被覆アーク溶接棒
            1. 耐食性と耐熱性
            2. 異種合金鋼の溶接
            3. 溶接棒の乾燥
            4. 溶接電流
   2. 溶接用材料とその溶接
      1. 炭素鋼
         1. 軟鋼
            1. 軟鋼の種類
               1. リムド鋼
               2. キルド鋼
               3. セミキルド鋼
            2. 軟鋼の溶接性
            3. 軟鋼の溶接性
               1. 組織変化
               2. 切欠きねばさ
               3. 溶接割れ
               4. 溶接による欠陥
         2. 中炭素鋼、高炭素鋼
      2. ステンレス鋼
         1. ステンレス鋼の種類
            1. マルテンサイト系ステンレス鋼
            2. フェライト系ステンレス鋼
            3. オーステナイト系ステンレス鋼
         2. ステンレス鋼の溶接
            1. マルテンサイト系ステンレス鋼
            2. フェライト系ステンレス鋼
            3. オーステナイト系ステンレス鋼
         3. オーステナイト溶接棒による異種金属の溶接
5. 溶接設計
   1. 溶接継手の特徴
   2. 溶接継手の種類
   3. 継手の性能に影響を与える因子
      1. 溶接欠陥が継手強度に与える影響
      2. 溶接変形および残留応力が継手の性能に与える影響
6. 溶接施工
   1. 溶接作業
      1. ビード置きと溶接順序
         1. アークの発生と運棒法
         2. 溶接順序
      2. 予熱
      3. 溶接条件
      4. 裏はつりと裏溶接
   2. 溶接後処理
      1. 応力除去
         1. 炉内焼なまし
         2. 局部焼なまし
      2. 欠陥の補修
      3. 補修溶接
7. 溶接部の試験と検査
   1. 検査および試験方法の種類
      1. 溶接前の作業検査
      2. 溶接中の作業検査
      3. 溶接後の作業検査
      4. 受け入れ検査
      5. 検査法の分類
      6. 破壊試験
         1. 冶金学的試験
            1. マクロ組織試験
            2. 顕微鏡組織試験
            3. 金属顕微鏡
            4. 電子顕微鏡
         2. 機械的試験
            1. 硬さ試験
               1. ブリネル硬さ
               2. ビッカース硬さ
               3. ロックウェル硬さ
               4. ショアー硬さ
            2. 引張試験
               1. 応力ーひずみ曲線
               2. 真応力ーひずみ曲線
            3. 衝撃試験
            4. 曲げ試験
            5. クリープ試験
            6. 疲労試験
      7. 非破壊試験法
         1. 適用される非破壊試験方法
            1. 外観試験
            2. 放射線透過試験
            3. 超音波探傷試験
            4. 磁粉探傷試験
            5. 浸透探傷試験
            6. 漏洩検査
            7. 渦電流探傷試験
            8. ひずみ測定
8. 溶接施工管理
9. 溶接の安全衛生に係わる法令
• 質疑応答