溶接ワイヤーの種類と特長

溶接ワイヤーとは

溶接ワイヤーとは、アーク溶接に用いられるコイル状の溶接材料です。アーク溶接の中でも自動溶接や半自動溶接に使われるもので、溶接機にセットして使用します。

そもそもアーク溶接とは、高温で激しい光を発する気体放電現象「アーク放電」を利用した溶接方法です。母材に電極を接触させて電流を流し、そのまま電極を引き離すと二つの間にアークが発生します。

使っている状態のプラグをコンセントから抜いた時、パチッと光が見えるのと同じ現象です。このアークがもたらす高熱によって母材と溶加材を溶かし込み、分子レベルで融合させることで接続する方法をアーク溶接と言います。

その電極・溶加材に使用されるものは、溶接棒やTIGトーチ、そして溶接ワイヤーなど様々です。たとえば手棒溶接であるTIG溶接では、溶けないタングステンを電極として使用し、溶け込ませる材料である溶接棒を別に用意します。 一方自動溶接・半自動溶接では、ワイヤーが電極でありながら溶加材でもあるため、効率よく溶接を行えるでしょう。スイッチを入れると自動的にワイヤーが出てきて溶接を行います。

この溶接ワイヤーですが、溶接したい材料によって使い分ける必要があります。基本的には現在「ソリッドワイヤー」と「フラックス入りワイヤー」の2種類が使われています。

ソリッドワイヤーの特長

同質の材料で作られた、断面同質のワイヤーです。銅メッキを施しているタイプもあります。日本では多くの現場で活用されており、最もメジャーなワイヤーと言えるでしょう。被覆アーク溶接棒に比べて能率が良く、自動化が容易で、半自動溶接のほかにロボット溶接などでも使用されます。

可能な溶接姿勢の範囲が広く、様々なシーンに用いられる点が特長です。またフラックス入りワイヤーよりも比較的ヒュームが少なく、価格も安い点もメリットと言えるでしょう。またスラグもフラックス入りワイヤーに比べて生成されにくいという特長があります。

ソリッドワイヤーは、主に「ミグ溶接（MIG：Metal Inert Gas welding）」に用いられます。ミグ溶接とは主にアルミやステンレスを溶接する方法のことです。シールドガス（アークを安定させて大気を混入させないように守るガス）にアルゴンガス＋酸素2％の混合ガスを使用します。

フラックス入りワイヤーの特長

フラックス入りワイヤーとは、その名の通りフラックスを内包したワイヤーのことです。フラックス入りと一口に言っても、MAGもしくはCO2溶接に使われる「ガスシールドアーク溶接用」、ガスシールドの不要な「セルフシールドアーク溶接用」、主に肉盛溶接に使われる「サブマージアーク溶接用」など種類がありますが、 一般的にフラックス入りワイヤーと言えば「ガスシールドアーク溶接用」を指します。

フラックスは、アーク安定剤や脱酸剤、スラグ形成剤、合金剤など様々な成分から成っています。ワイヤーによってフラックスに含まれる原料や配合比率が異なり、それぞれ特性や断面の形状も様々です。その特性を大別すると、以下の2種類が一般的となっています。

• スラグ系（ルチール系）
• 酸化チタンをベースにしたフラックスで、溶接後にスラグがビードの表面を覆います。そのため溶着速度に優れ、全姿勢溶接が可能です。
• メタル系
• 鉄粉を多く含有し、スラグ形成剤をほとんど含まないフラックスです。スラグが発生しにくく、かつ低スパッタで溶着速度も大きく、下向溶接に適しています。

フラックス入りワイヤーは、ソリッドワイヤーよりもスパッタの発生量が少なく、ビード形状や外観が美しく仕上がるという特長があります。また全姿勢溶接が可能で溶着速度が大きく、高能率と言えるでしょう。ただしワイヤーの価格はやや高めです。

主にフラックス入りワイヤーは「マグ溶接（MAG：Metal Active Gas welding）」に使用されます。マグ溶接とは主に鉄（鋼鉄）を溶接する方法のことです。シールドガスに炭酸ガス20％＋アルゴンガス80％の混合ガスを使用します。