WES試験対策(1級) 問題と解説 No.201~205

【解説】

（１）誤り。太いワイヤは断面積が大きいので、少しワイヤが溶け込むだけで電流がドッと増えやすい性質があります。電圧を一定にしておけば、アーク長が変わっても電流が自動調整され、アークが安定します。

（２）誤り。サブマージアーク溶接では、フラックスを粉体のままシールドとして用います。

（３）正しい。サブマージ溶接はワイヤ送給速度で電流を制御する方式です。電圧は、アーク長の設定、電流は、ワイヤ送給速度で決まります。

（４）誤り。太径ワイヤを用いるサブマージアーク溶接では、大入熱になりやすく、粗粒化しやすいため、HAZ じん性には不利になります。

【解説】

（１）正しい。エレクトロガスアーク溶接（EGW）は、一般に「直流（DC）・定電圧特性（CV）電源」を用います。

（２）正しい。エレクトロガスアーク溶接溶接は、炭酸ガスシールドに用います。

（３）誤り。エレクトロガスアーク溶接（EGW）は アーク電圧をフィードバックしてワイヤ送給速度を制御する方式ではありません。 定電圧（CV）電源を使い、ワイヤ送給速度が電流を決める方式です。

（４）誤り。エレクトロガスアーク溶接溶接は、大入熱になるため、粗粒化しやすく、じん性に不利となります。

【解説】

（１）正しい。プラズマアーク溶接は、ノズル電極による熱的ピンチ効果を積極的に利用する溶接法です。ノズル電極（オリフィス）がアークを“細く・強く”絞ります。その絞り込みが熱的ピンチ効果です。

（２）誤り。プラズマアーク溶接は「不活性ガス」が基本です。原則としてアルゴンを中心に使います。

（３）誤り。プラズマアーク溶接では、電極と母材の間にアークを発生させる「移行式」と、電極とノズルの間にアークを発生させ、それを収束させて母材に導く「非移行式（パイロットアーク方式）」の2種類があります。

（４）正しい。プラズマアーク溶接において、トーチノズルの穴径を極端に小さくしすぎると、プラズマガスが狭い空間に閉じ込められ、アークの不安定化を招きます。その結果、アークが断続的に発生・消滅を繰り返すシリーズアーク（直列アーク）と呼ばれる現象が発生しやすくなります。

【解説】

（１）誤り。金属のレーザ溶接には、一般に近赤外領域のレーザ光が用いられます。

（２）誤り。レーザ溶接プロセスにおいて発生する金属蒸気は、溶接品質やプロセスに大きな影響を与えます。

（３）誤り。レーザ溶接における安定した溶け込みは、材料の種類や特性に大きく依存します。代表例として、光吸収率の違いがあります。 材料によってレーザ光の吸収率は異なり、特に金属の種類や表面状態（粗さ、酸化膜の有無）が影響します。吸収率が低い材料や反射率が高い材料（銅やアルミニウムなど）では、効率的な入熱や深い溶け込みを得ることが難しく、高い出力や特殊な波長のレーザが必要になる場合があります。

（４）正しい。レーザ溶接は、高エネルギー密度のビームを照射するため、非常に薄い鋼板でも、高速かつ低ひずみで溶接することが可能です。

【解説】

（１）誤り。摩擦攪拌接合（FSW）は、ツール回転による摩擦熱で母材を溶融させずに軟化させ、塑性流動させて混ぜ合わせる「固相接合」技術であり、母材が溶けることはありません。これにより、溶接特有の歪みやスパッタが少なく、高品質な接合が可能になります。

（２）正しい。摩擦攪拌接合（FSW）では、回転する工具の回転と押し付け力で摩擦熱を発生させ、母材（接合する材料）を粘土のような状態（塑性流動）にします。この塑性流動した部分が工具によって練り混ぜられ、再結晶して微細で均一な組織（攪拌部）が形成され、固相で強固に接合されます。これは溶融を伴わない固相接合技術の特徴です。

（３）誤り。摩擦攪拌接合は、高融点材料の接合が容易ではありません。

（４）正しい。摩擦攪拌接合は、アーク溶接に比べて溶接変形や残留応力を大幅に低減できるという大きな利点があります。