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ステンレス/SUSの溶接の3つの特徴!
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多種のステンレス/SUSを自由に溶接!
対応規格
  • SUS304
  • SUS304-CSP/バネ材
  • SUS304-HL
  • SUS304-縞鋼板
  • SUS304-鏡面
  • SUS316
  • SUS430
加工法
  • MAG溶接/マグ溶接
  • TIG溶接/ティグ溶接
  • アーク溶接
  • ガス溶接
  • スタッド溶接
  • スポット溶接
  • ナット溶接
  • レーザー溶接
  • 抵抗溶接
  • 溶接
  • 溶着
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ステンレス/SUSの溶接について詳しく解説!
ステンレスの溶接

ステンレスは、一般的に溶接の難易度が高い金属材質であるといわれています。特に難しいのがアーク溶接によりステンレスを溶接する場合です。アーク溶接は大きな熱影響をステンレスに与え、さらには溶接棒などの溶接材料を用いて溶接するためです。
熱影響を考慮する必要があることに加え、ステンレスの成分ごとに使用する溶接棒や溶接ワイヤなどの溶接材料を使い分ける必要があります。

レーザー溶接は基本的にステンレスの溶接を得意とします。板厚などの条件によって異なりますが、金属材質としてステンレスはレーザー溶接をする際に大きな問題を生じません。

スポット溶接は金属の電気抵抗を用いる溶接法であり、ステンレスであれば問題なく溶接することが可能です。

ステンレス材質に適したアーク溶接とは、主に溶接棒や溶接ワイヤなどの溶接材料の選択によって決まります。溶接棒とはアーク溶接の際に用いられるものであり、溶接棒自身が溶け出して母材の1部として冷えて固まり板金を接合するためのものです。そのため、溶接棒は基本的にできるだけ母材に近い素材のものを選ぶ必要があります。

以下のステンレスの種類について、種類ごとの適した溶接方法を解説していきます。

ステンレス/SUSの種類
  • マルテンサイト系
  • フェライト系
  • オーステナイト系
代表例
  • SUS410
  • SUS430
  • SUS304

・マルテンサイト系ステンレスの溶接
マルテンサイト系ステンレスは、適切に溶接しないと非常に硬化してしまいもろくなってしまいます。アークにより熱が加えられる溶接部分が焼きの入った組織になってしまうためです。もろくなってしまうことを防ぐためには、母材であるマルテンサイト系とほぼ同じ成分であるES410などの溶接棒を用いるか、オーステナイト系に分類されるES309、310などをもちいるひつようがあります。溶接棒を表す際のESとは、ステンレス鋼被覆アーク溶接棒を表す記号です。

または、ステンレスを溶接する際に熱の冷却速度を遅くさせるという手段を取ることもできます。溶接の冷却速度を遅くするためには、ステンレスを溶接する際に予熱や後熱作業をする必要があります。予熱とは、アーク溶接をする前にガスバーナーなどであらかじめステンレスに熱を加えておくという作業です。後熱とは、溶接作業が終わった後に再度熱を加えることによって冷却速度を遅くします。これらの前処理、後処理を行うことによって、溶接によるステンレスの割れの発生などを防止することができます。

・フェライト系ステンレス
SUS430を代表とするフェライト系ステンレスは、前述したマルテンサイト系ステンレスに比べてクロムの含有量が多いです。そのため、溶接熱で高温になった後に急激に冷やされても硬化してもろくなり割れが生じてしまうことは少ないです。

しかし、溶接部分の特に熱影響を受けている部分に関しては、硬化したり結晶が粗大化したりすることで延性が損なわれてしまうような溶接欠陥が生じることがあります。この溶接欠陥を防ぐ方法としては、溶接棒に低炭素でありチタンを複合したものを用いる方法があります。
低炭素の溶接棒を用いるとステンレスの硬化を抑制することができ、チタンには結晶を微細化するような働きがあります。

・オーステナイト系ステンレス
SUS304を代表とするオーステナイト系ステンレスは、延性が良く加工性が比較的高い金属材質です。強度も高く高温にも強いため、他2種類のステンレスよりはTIG溶接などの溶接作業がしやすい金属であると言えます。

オーステナイト系ステンレスにおける溶接欠陥としてよく生じるのが、粒界腐食と呼ばれるものです。ステンレスが550~850度ほどの高温に加熱された際に、クロム炭化物がステンレスの結晶の隙間に発生してしまうことで耐食性を下げてしまう欠陥です。
粒界腐食を防ぐためには、溶接の際に過剰な入熱をできるだけ避け、冶具を用いて溶接部分を冷却するなどの方法があります。冶具とは溶接工具の位置合せに加え、ステンレス板金の固定に用いる装置です。ステンレスの溶接の際に銅製の冶具や水冷冶具を用いることによって、溶接部分の冷却を図ることができます。

また、母材に適した溶接棒や溶接ワイヤを用いることはもちろん大事です。SUS304に適した溶接棒は、ES308などが挙げられます。SUS316にはES316が最適な溶接棒です。ステンレスの溶接にはこれら最適な溶接棒を用いることが重要であり、溶接割れなどを防止して高い溶接品質を維持することができます。

ステンレス溶接の対応板厚

ステンレスの溶接は、ステンレス材の板厚によって十分な溶け込み深さを得るのに適した溶接法で溶接します。
弊社が対応しているステンレス溶接の板厚は以下の通りです。

ステンレス/SUSの板厚
  • ~ 0.7mm
  • 0.8 ~ 1.0mm
  • 1.1 ~ 1.5mm
  • 1.6 ~ 3.2mm
  • 3.3 ~ 6.0mm
  • 6.1 ~ 9.0mm
  • 9.1mm ~
溶接
製作事例
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