溶融溶接

溶融溶接は、同様の組成および融点を持つ材料を溶融させて接合する溶接プロセスの総称である。^[1]これらのプロセスに固有の高温相転移により、材料に熱影響部が形成される^{[1] : 755} （ただし、ビーム溶接などの一部の技術では、ワークピースに比較的少ない熱を導入することでこの影響を最小限に抑えることが多い^[2]）。

溶融溶接とは対照的に、固体溶接では材料の溶融は行われません。

融接は、建設現場で重要な役割を果たしているため、現代文明の創造において重要な要素となっています。ボルトとリベット以外に、金属片を安全に接合する実用的な方法はありません。融接は、飛行機、自動車、構造物など、多くの日用品の製造に使用されています。建設以外にも、大規模なコミュニティでは、アーク溶接と炎接触溶接の両方を使用して芸術作品を制作しています。

アーク溶接は、多くの種類の溶融溶接の 1 つです。アーク溶接では、中間の溶加金属を使用して 2 つの金属片を接合します。この仕組みは、電気回路を完成させて電気アークを生成することです。この電気アークは、中心部で 6500 °F (3593 °C) です。^[3]この電気アークは、溶加金属の先端で生成されます。アークが金属を溶かすと、人または機械によって金属の隙間に沿って移動し、結合が作成されます。この方法は通常、手持ち式の機械で行うため、非常に一般的です。アーク溶接機は持ち運び可能で、作業現場や手の届きにくい場所に持ち込むことができます。また、水中溶接の最も一般的な方法でもあります。ガスで分離された点の間に電気アークが形成されます。水中溶接のプロセスでは、溶接される領域の周囲にガスの泡が吹き付けられ、電気アークが形成されます。水中溶接には多くの用途があります。船体の修理や石油掘削装置のメンテナンスは、水中アーク溶接によって行われます。

抵抗溶接は 2 つの電極を使用して行われます。各電極は溶接される部品の 1 つと接触します。次に、2 つの金属片を電極間で押し付け、電流を流します。^[4]金属片は接触した部分で熱くなり始めます。電流は金属に流され、2 つの部品が溶けて結合するのに十分な温度になります。金属が冷えると結合が固まります。このプロセスには大量の電力が必要です。ほとんどの場合、十分なアンペアを供給するために変圧器が必要です。抵抗溶接は、非常に普及している形式の溶融溶接です。自動車や建設機械の製造に使用されます。

伝導溶接はレーザービーム溶接または放射線溶接とも呼ばれ、高精度の融合溶接の一種です。「レーザー」は、誘導放出による光増幅の略語です。レーザーは、ポンプと呼ばれるバーストで光を放射します。 ^[5]これらのバーストは、接合したい金属の継ぎ目に向けられます。レーザーがバーストすると、継ぎ目に沿って誘導されます。これらの強力なバーストにより金属が溶けます。溶けた 2 つの金属は互いに混ざり合います。冷却されると、できた継ぎ目は強力な結合になります。レーザーは、一度に複数の溶接を行うように構成できるため効率的です。レーザービームを分割して複数の場所に送ることができるため、コストと必要なエネルギー量が大幅に削減されます。レーザービーム溶接は、自動車産業で応用されています。

誘導溶接は抵抗溶接の一種です。しかし、溶接される金属と電源または溶接機の間には接触点がありません。誘導溶接では、コイルが円筒の周りに巻かれます。このコイルは内部の金属表面に磁場を発生させます。この磁場は円筒内部の磁場と反対方向に流れます。これらの磁力の流れは互いに妨げ合います。^[6]これにより金属が加熱され、端が溶け合います。

炎接触溶接は非常に一般的な溶接形式です。最も一般的な炎接触溶接は酸素ガス溶接です。炎接触溶接では、溶接する金属の表面に炎を当てて溶かし、接合します。酸素溶接では、酸素を主な点火源として、アセチレンなどの別のガスと組み合わせて使用​​し、先端で 2500 °C、内側の円錐の先端で 2800～3500 °C の炎を発生させます。^[7]プロパンやメタノールなどの他のガスも酸素溶接に使用できます。アセチレンは酸素溶接で使用される最も一般的なガスです。

固体反応物溶接は、元素と化合物の反応を利用します。特定の化合物は混合すると発熱化学反応を起こし、熱を放出します。非常に一般的な反応では、金属酸化物（錆）とアルミニウムの化合物であるテルミットが使用されます。この反応は 4000 °F を超える熱を発生します。^[7]固体反応物化合物は、接合される 2 つの金属片に送られます。所定の位置に置かれたら、触媒を使用して反応を開始します。この触媒は化学物質または別の熱源です。発生した熱により、接合される金属が溶けます。冷却されると、結合が形成されます。鉄道の線路の溶接から銀行の金庫室への侵入まで、固体反応物溶接には多くのニッチな用途があります。

• 自溶溶接 – 追加の充填材を加えない溶接形式