プロが教える溶接DIY講座⑧ ～溶接前の材料加工でレベルアップを目指す～

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溶接における材料加工とは

材料加工とは、切断、曲げ、開先加工など、溶接作業に入る前の加工を言います。この加工がしっかりできているかどうかで、溶接の強度や仕上がりが変わってきます。

切断加工

材料加工の最初のステップは「切断」ですが、重要なのは「寸法」と「角度」です。寸法通りにまっすぐ切れているか、正確に角度は出ているかをしっかりチェックしましょう。ポイントは、寸法通りに正確にケガくこと、材料ごとに切断に適した工具を用いることです。
また市販の鉄材には、赤茶色の錆止め塗装や防錆油が塗布されています。接合部の塗装や油は通電の妨げになることがありますので、溶接前にグラインダーなどで削るか、ウェスで拭き取るなどして除去しておきましょう。また、錆や切断時のバリもグラインダーなどで削っておくと作業性や仕上がりがよくなります。

切断については、本講座の4回目で詳しく解説していますのでぜひご覧ください。
プロが教える溶接DIY講座④ ～溶接レベルアップのカギは材料の切断にあり！

曲げ加工

次に材料の曲げ加工です。家具の取手やテーブル・チェアの脚などに、曲線を活かしたデザインを取り入れる場合にはこの加工が必須となります。

棒材の曲げ加工

棒材を曲げる方法として、ガスバーナーで熱して曲げる方法がありますが、アセチレンガス等を使った作業は危険が伴いDIY向けではありませんので、ここでは簡単な工具でもできるテコを利用した曲げ加工を紹介します。

棒材を万力に固定して、パイプを差し込みテコの原理でゆっくり曲げていきます。

この時に、万力に固定された部分とパイプの間に隙間（約10～20mm）を空けるのがコツで、隙間を広くするほど曲げのカーブ（R）が大きくなります。取手などコの字型に曲げる場合には、左右のRが揃うように、隙間の幅を固定する「治具（じぐ）」を作っておくと便利です。

丸棒を曲げ加工したハンドル

棒曲げ治具

パイプ材の曲げ加工

パイプ材の曲げ加工には、パイプベンダーとよばれる工具を使用しますが、きれいに曲げるにはしっかりした（機械的で高価な）ベンダーを使う必要があります。手動で安価なタイプもありますが、かなり力が必要な上、器具自体をしっかり固定する必要があります。

手動パイプベンダー

パイプベンダーを使わなくても、細い（薄い）パイプなら手で曲げることができますが、やはりきれいに曲げるのは難しく、潰れてしまうリスクもあります。
そこで、パイプ材を使用する時は無理に曲げるのではなく、細かく角度をつけて切ったパイプを溶接でつなげて使う方法もあります。液体や気体の配管は厳しいですが、カットと溶接ができれば制作可能です。

板材の曲げ加工

最後に板材の曲げ加工です。板材でも幅の狭いフラットバーなら①のテコを使った方法で曲げることができます。ここでも材料の幅に合ったパイプ状の治具を作っておくと便利です。

フラットバーの曲げ治具

フラットバーを曲げ加工したハンドル

また正確な円に加工したい場合はロールベンダー、幅広の板材を曲げる場合には油圧ジャッキベンダーという工具を使います。

ロールベンダー

油圧ジャッキベンダー

開先加工

開先加工とは、母材の縁部を適当な形状に加工することを言います。開先加工の主な目的は、溶接時の溶け込みを深くすることによる強度アップです。また、溶接後の研磨作業が少なく済み、フラットに仕上げられるメリットもあります。
また100Vで溶接できるのは厚さ3mmくらいまでですが、開先加工することによって、厚さ4.5～6mmくらいの材料まで溶接可能になります。