

高岡智則
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パルス溶接・とは?
パルス溶接とは、溶接のときに電流を一定時間ごとにONとOFFに切り替える技術です。通常の連続溶接と比べ、熱入力を細かく制御できるのが特徴です。この技術は薄板や複雑な形状の部品の接合に強みを発揮します。
仕組みと動作原理
パルス溶接は、溶接機の電源からパルスという短時間の高い電流を発生させ、その間に材料を加熱・溶融させて接合します。パルスの幅、待機時間、頻度を調整することで、熱侵入と変形をコントロールできます。
どんなときに有効か
薄い金属板の接合、複雑な形状、溶接部の歪みを避けたい場合、パルス溶接が有利です。特に自動車部品の薄板の継ぎ目や家電製品の内部構造などで活躍します。
メリットとデメリット
メリット:熱入力の制御がしやすく、歪みが少ない。薄板にも適用でき、表面の美観が保たれます。
デメリット:機材が高価で設定が難しく、経験と調整が必要です。
直流溶接との違い
従来の直流溶接(MIGやTIGなど)は連続的に電流を流しますが、パルス溶接は電流を断続的に切り替えます。これにより、熱の広がりを局所化でき、局所の溶接痕を細かく調整できます。
安全と作業のポイント
高温の金属と蒸気、火花が飛ぶ点には注意が必要です。適切な保護具の着用、換気、粉塵対策を徹底しましょう。作業前には機械の設定を確認し、パルス幅や周波数を適切に選択します。
実務の流れ
材料の準備、機械のセットアップ、パルスパラメータの設定、試し溶接、品質チェック、仕上げまでの流れを把握しておくとスムーズです。
表で見るパルス溶接のポイント
| 特徴 | パルス溶接 |
|---|---|
| 適用素材 | 鉄鋼・アルミニウムなど薄板 |
| 代表的な利点 | 熱入力の分散、歪みの抑制、表面美観 |
| 注意点 | 機材費が高く、初期設定が難しい |
歴史と応用例
パルス溶接は長年の研究の結果、薄板の接合での性能向上を目的として発展しました。自動車や家電の生産ラインで広く用いられ、現在ではロボット溶接の分野でも精度が求められる場面で活躍しています。
よくある質問
Q. パルス幅をどう決める? A. 材料の厚さ、導体温度、機械の能力に合わせて数十ミリ秒~数百ミリ秒の範囲で調整します。
パルス溶接の同意語
- パルス抵抗溶接
- 電流をパルス状に流して抵抗熱を局所的に発生させ、材料同士を溶着させる溶接法。薄板の接合や熱影響を抑えたい場合に用いられる。
- パルス電流抵抗溶接
- 抵抗溶接の一種で、電流をパルス状に制御して加熱・溶着する方法。熱入力を調整しやすいのが特徴。
- パルス式抵抗溶接
- パルス波形の電流を用いる抵抗溶接の言い換え。パルスによって局所の温度上昇を管理する。
- パルス性抵抗溶接
- パルス状の電流を活用する抵抗溶接の形式を指す表現。短時間の高峰電流で接合部を形成する。
- パルス点溶接
- 点状の接合(スポット溶接)を、パルス電流で実現する溶接法。薄板同士の小さな接合に適する。
- パルススポット溶接
- スポット溶接の一種で、パルス電流を使って点状に接合する手法。
- パルス溶接法
- パルス電流を用いる溶接の総称。実務では、パルス波形の設定やパラメータ調整を含む技術的表現として使われる。
パルス溶接の対義語・反対語
- 連続アーク溶接
- パルス溶接が脈動的に電流を変化させるのに対して、電流を連続的に流してアークを維持する溶接のこと。熱入力が均一になりやすい一方、局所過熱や歪みが発生しやすい場合があります。
- 定常電流溶接
- 電流を一定の大きさで保って行う溶接。パルスの変動がなく、熱入力が一定である点がパルス溶接の対義的イメージです。
- 連続波形溶接
- パルス波形を使わず、連続した波形で電流を供給して行う溶接。熱影響を滑らかにしやすいが、局所の熱集中を抑えにくい場合があります。
- 非パルス溶接
- パルスを用いない溶接の総称。脈動がなく、常時の電流・熱入力で溶接を行います。
- 直流連続溶接
- 直流を連続的に流して行う溶接のこと。パルスを使わない代表的な対比として使われることがあります。
パルス溶接の共起語
- パルス電流
- パルス溶接で用いられる、一定時間オンになる電流のこと。連続溶接より熱を局所的に入れやすく、過熱を抑えられます。
- パルス幅
- 1回のパルスが続く時間(オン時間)の長さ。短くすると熱が薄く広がり、長くすると局所へ熱が集まりやすくなります。
- パルス間隔
- 2つのパルスの間のオフ時間のこと。オフ時間を増やすと部材の冷却時間が長くなります。
- デューティ比
- オン時間の割合のこと。例: デューティ比50%ならオンとオフの時間が同じです。熱入力のバランスを調整します。
- パルス頻度
- 1秒あたりのパルス回数のこと。頻度が高いと熱の蓄積具合に影響します。
- パルス波形
- パルスの形状のこと。矩形波や台形波など、熱パターンに影響します。
- 矩形波
- オンとオフがほぼ直角で切り替わる波形。パルス溶接で最も一般的な形の一つです。
- 台形波
- オン時間の立ち上がりと下りが緩やかな波形。熱の変動を穏やかにすることがあります。
- 熱入力
- 材料へ投入される熱エネルギーの量。パルス条件により制御され、ビード形状や欠陥発生に影響します。
- 熱影響
- 溶接部周辺の材料特性の変化(硬さ・組織・変色など)の領域。熱を抑えるほど小さくなります。
- 溶接歪み
- 溶接によって部品が歪む現象。パルス溶接は歪みを抑える効果が期待されます。
- 溶着深さ
- 溶け込んで結合する深さのこと。熱入力の調整でコントロールします。
- 溶接ビード
- 溶接後に表面に盛り上がってできる跡。ビード形状は機能性・美観に影響します。
- ひずみ
- 材料の変形全般のこと。熱入力の制御で抑えることができます。
- 保護ガス
- 溶接時に金属を酸化させたり不純物を混ぜたりしないよう、ガスで周囲を覆う仕組み。
- アルゴン
- 保護ガスとしてよく使われる代表的なガス。特に薄板の溶接で多く用いられます。
- 混合ガス
- アルゴンと他のガスを混ぜた保護ガス。溶接性やビード特性を調整します。
- 薄板
- 薄い板材のこと。薄板は熱影響を受けやすいが、パルス溶接で歪みを抑えやすくなります。
- 薄板溶接
- 薄い板を溶接する技術。熱管理とパルス条件の最適化が重要です。
- アルミニウム
- 熱伝導が高く溶接が難しい素材の一つ。パルス溶接の制御で安定化しやすい場合があります。
- ステンレス鋼
- 耐食性の高い鋼材。パルス溶接では歪み抑制や品質管理が従来よりしやすい場面があります。
- インバータ電源
- パルス溶接を実現する高効率な電源装置。PWM制御でパルスを作り出します。
- パルス発生器
- パルス電流を生成する装置。波形・周波数・幅などを設定します。
- 非破壊検査
- 溶接部の品質を壊さずに検査する方法(X線・超音波・視覚検査など)。品質保証に使われます。
- 疲労寿命
- 繰り返し荷重に耐えることができる寿命の目安。パルス溶接は疲労性能を改善することがあると言われます。
- 生産性向上
- 同じ時間に多くの部品を品質良く溶接できるようになること。コスト削減・納期短縮につながります。
パルス溶接の関連用語
- パルス溶接
- 電流を一定の間隔でON/OFFさせるパルス電流を用いる溶接手法。熱入力を抑制して薄板や難材料での品質安定を図るのが特徴です。
- パルスアーク溶接
- アーク溶接で電流をパルス状に変化させる方法。ピーク電流とオフ時間を組み合わせ、熱分布を細かく制御します。
- パルスMIG溶接
- GMAW(MIG)溶接でパルス波形を使い、溶接中の熱入力を細く制御する手法。薄板・アルミなどでの歪み抑制に有効です。
- パルスTIG溶接
- GTAW(TIG)溶接でパルス電流を用いた方式。熱影響の抑制とアークの安定性向上をねらいます。
- パルススポット溶接
- スポット溶接にパルス電流を適用して局部加熱を抑え、薄板の変形や割れを低減します。
- 矩形波
- パルスの基本波形。上昇/下降が急で、制御しやすいのが特徴です。
- 波形(ガウス/三角等)
- 実際には矩形波以外の波形も使われ、熱入力の均一性やアーク安定性に影響します。
- ピーク電流
- パルスの最大電流値。溶接熱量と溶接深さを決める要素です。
- デューティ比
- パルスがONの時間の割合。全体の熱入力を大きく左右します。
- パルス幅
- 1パルスの継続時間。長いほど熱入力が多くなります。
- 周波数
- パルスの繰り返し頻度。高いほど短時間に多くのパルスが連続します。
- オフタイム
- パルス間のOFF時間。熱を休ませ、歪みを抑制します。
- 立ち上がり時間
- パルスが立ち上がるまでの時間。アーク安定性に影響します。
- 立下り時間
- パルスがOFFに入るまでの時間。
- 熱入力
- 材料に与える総熱量の指標。パルス条件で調整され、薄板の歪みを抑制します。
- 熱影響部(HAZ)
- 加熱によって材料組織が変化する領域。パルスはHAZを局所化・狭小化します。
- 残留応力
- 溶接後も材料内部に残る応力。パルス溶接は応力集中を抑制する場合があります。
- スパッタ抑制
- スパッタの発生を抑える効果。特にパルス溶接はスパッタを減らすことがあります。
- インバーター電源
- 高周波スイッチングで実現するコンパクトな溶接電源。パルス溶接に適しています。
- PWM(パルス幅変調)
- パルスの幅を細かく制御する信号処理技術。安定したパルス供給を実現します。
- ワイヤー送給(ワイヤー送り)
- ワイヤーを適切な速度で供給すること。パルス溶接の安定動作に欠かせません。
- ガスシールド(保護ガス)
- アークを大気中から守るガス。パルス溶接でも必要です。
- 適用材料
- 鉄鋼、アルミ、ステンレス、銅など、薄板から厚板まで幅広く適用できますが材料ごとに最適パラメータが異なります。
- 薄板溶接
- 薄い板材の溶接に適しており、熱入力制御でひずみと割れを抑えやすい。
- アーク安定性
- アークを安定させる能力。パルスにより安定化しやすい。
- 欠陥・トラブル例
- 溶け込み不足、ブリッジ、クラック、空隙など。パルス条件の最適化で回避します。
- 熱歪み・変形
- 溶接後の曲がりや歪み。パルス溶接は熱負荷を局所化して抑制します。
- 検査・品質評価
- 目視、超音波、X線などで溶接部の品質を検査します。パルス条件が品質に影響します。
- 適用産業の例
- 自動車部品、家電、金属家具、機械部品など、薄板部材の溶接で広く使われます。



















