アルミ中厚板（t8mm以上）の溶接は、薄板以上に難易度が高く、対応できる加工会社が非常に限られています。「アルミ中厚板溶接を頼める会社が見つからない」というご相談を多くいただく理由がここにあります。本記事では、t16mmまでのアルミ中厚板溶接に対応してきた岩本鉄工所が、中厚板溶接特有の難所と具体的な対策プロセスを解説します。
| ・アルミ中厚板溶接が特に難しい理由（薄板との違い） ・強度不足・歪み・割れを防ぐための前処理・施工・検査プロセス ・岩本鉄工所のt16mm対応実績事例 |
アルミ中厚板溶接が特に難しい理由
① 多層盛り溶接が必要になり、層間管理が複雑
t8mm以上になると1パス（1回の溶接）では溶け込みが不十分になるため、複数回に分けて盛り上げる「多層盛り溶接」が必要です。各層の溶接後に清掃・確認を行い、前層との融合不良がないことを確認してから次の層を溶接します。この層間管理の手間と難度が、中厚板溶接のコストと難易度を大幅に上げます。
② 残留応力・溶接割れのリスクが高まる
厚板になるほど溶接時の拘束力が大きく、冷却過程で残留応力が高くなります。この残留応力が降伏点を超えると、溶接割れ（ホットクラック・コールドクラック）が発生します。特にA6000系・A7000系アルミ合金は割れやすいため、材質に応じた溶接条件・予熱の設定が不可欠です。
③ 溶接変形（角変形・縦収縮）が大きく寸法管理が難しい
厚板は薄板に比べて溶接変形（特に角変形）が大きくなります。t16mmの厚板を全周溶接すると、適切な管理なしでは数mmの角変形が生じることもあります。構造物全体の寸法精度を保つためには、変形を予め計算した上で逆変形（溶接前に意図的に傾ける）を施す必要があります。
岩本鉄工所の厚板溶接対策プロセス
Step1. 開先設計と前処理
厚板の溶接では、開先（溶接部の形状）の設計が品質を大きく左右します。V開先・X開先・J開先など、板厚・溶接工法・強度要件に合わせた開先を設計します。溶接前に酸化被膜をしっかり除去し、母材を乾燥させます。
Step2. 予熱処理
t12mm以上の場合、溶接前の予熱（70〜120℃）を行います。予熱により熱衝撃を緩和し、水素の排出を促進してブローホールを防ぎます。予熱温度が低すぎると割れが発生し、高すぎると歪みが増えるため、温度管理が重要です。
Step3. 多層盛り溶接と層間清掃
各層の溶接後、スラグや酸化物をワイヤーブラシで完全に除去してから次の層を溶接します。この層間清掃を怠ると、前層との融合不良（オーバーラップ）が発生し、溶接部の強度が著しく低下します。
Step4. 後熱処理と検査
溶接完了後、後熱処理（100〜150℃、保持30〜60分）を行い残留応力を緩和します。その後、外観検査・寸法検査を実施し、必要に応じてPT（浸透探傷）による非破壊検査を行います。
| 実績事例（t16mm対応） 製品：特殊車両用アルミ製構造フレーム 板厚：t16mm（A5052） 寸法：900mm×400mm×200mm 課題：t16mmのアルミ厚板を全周溶接し±1.0mm以内の寸法精度が必要な案件。 対応：X開先設計、予熱100℃、4層盛り溶接、各層間清掃徹底、後熱130℃30分処理。 結果：最大歪み量0.8mm以内で納品。現在量産中。 |