質問

表題の長さのパイプを直角に溶接してエル字型の部品をつくろうとしているのですが、どうしても直角が出ません。問題はパイプを切断するときに切断面がパイプの側面と直角に切れないという原因が考えられます。

1)もし直角に切れていれば、かなり精度の高い直角が作れることがわかるのですが、高速グラインダーカッターではどうのように取り付けて切断しても刃のぶれで直角が出ません。従いまして、1)切断時に簡便に直角を切る方法がありますかという質問と

2)仮にパイプの切断面がパイプの側面と直角でなくても溶接時に直角にする方法がありますか、という質問です。鉄材の場合溶接後に収縮するために溶接時に直角であっても大きく狂うことがあります。つまり直角バイスに挟んで直角を出した状態でも完成品は必ずしも直角になりません。

3)どの程度の精度を求めているかといいますと、直角部から2.5mのところで3mm以内を求めています。それでは溶接が終了した時点で修正方法がなにかありますでしょうか。というのが最後の質問になります。

どなたかご経験のあるかたがおられましたら、教えてください。

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回答 (3件)

2番の方が十分な回答をされていますので今更重ねて言うこともないのですが・・・

1)材料にかける負荷と切断機の精度も問題です。

2)鉄工の仕事で一番厄介なのが溶接による歪みの問題です。
  経験と知識の積み重ねによってカバーするしかありません。
  (今回の御質問は定量的に説明がつくものではありません)

3)仮に相手の長さが2.5mで振れ3mmとすれば、500mmの品物について換算すれば
  直角度0.6mm以内と言うことになりますね。
  一発で入ればたまたま偶然です。(まずあり得ません)

  焼いて直すのはプロの技が要ります。 
  機械加工は材料的に削れる所があるかということと、費用がかかります。

  方法論としては、機械を使って(プレス)することも出来ますが、
  これも経験がないと一気に曲がってしまい中間がなかなか出ません。

結論として、今回の精度はDIYの範疇ではなく、鉄工の仕事でこの精度を要求しないで
何らかの対応策を他で取るのが楽ではないでしょうか。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。基本的には2m、3mのパイプを直交させてその精度をある程度求めるということが素人にはかなりむずかしいということがわかりました。おそらく直交させるためには組立時に調整するような構造にしないといけないのではないかと思い始めたところです。つまり溶接により固定しないで直交は調節後締め付けるなどの方法があるような気がしました。インスピレーションを与えていただきありがとうございました。

DIYレベルでの切断機として、けっこう正確に切れるのはナンドソーかもしれません。
100V用の小型のバンドソーがあります。
また、高速切断機のメタルソー(チップソー)タイプもきれいに切れます。
ただし、いずれも、バイスなどにガタなど、問題が無いのが前提です。
高速切断機の砥石タイプでも、バイスなどに問題なく、ゆっくり丁寧に切れば、けっこうな直角は出るはずですが・・
お使いの道具のレベルの問題もあるかもしれませんね。
また、切断で正確な直角がでないこと(程度にもよりますが)と溶接後に狂うことは、それほど大きな原因では無いと思います。

ご指摘の通り、溶接すると鉄は変形します。
なので、いろんな要領というものがあります。
今の場合なら、直角バイスに固定して四つ角を仮付けして、仮付け状態で直角が出ているのが基本。
変形を見越してわざと狂った角度で付ける手もありますが・・・むずかしいことです。
L時型のL字平面方向を溶接、裏返してまた溶接。
冷えてから測定し、直角の狂いの方向に応じて外側か内側の溶接、って感じでしょうか。
直角より小さくなっていたら外側を先に溶接、という感じ。
溶接する順番や方向によっても変形が変わります。
50ミリの長さを溶接する場合でも、片側から一気にしないで、右から半分、左から半分とかでも
変形が変わります。
溶接後、完全に冷めてから測定します。
角パイプの50×50でも厚さが1.6 2.3 3.2 とありますので、厚さによっても変形の具合が違います。
角パイフ゜の組み合わせ方、とかの問題もあります。

通常は500ミリの状態で直角を測定して、あっていればOKとします。
長さが500ミリと書いておられるのに、2.5m先で3ミリの誤差とは・・不明ですが・・
その場合、原寸を引いて合わせるしか測定できません。
3・4・5の出し方で大きな直角を書きます。

修正の仕方ですが、溶接部をガスで加熱して水をかけて急冷却、グイグイ動きますよ。
測定、また修正・・になります。
私の経験的に、この程度ならそんなに修正するほど変形もしませんが、シビアにするならそうなります。
鉄骨建築などは、溶接後のひずみ直しは仕事の一部として当たり前にやられます。

また、角パイフ゜などの鋼材は定規のように真っ直ぐだと思われているのでしたら間違いです。
サイズによりますが、けっこう そって ますよ。
なので、2.5m同士を溶接せず、付け根で正確に直角に置いただけでも先端は誤差がでていると思います。
それが許せない場合、実はけっこう難しい問題です。
工作機械の部品とか、溶接してからシビアな精度が必要なもの削ったりして仕上げます。
それしか正確さをだす手がないからです。

文章で上手く説明するのも難しいし、説明不足もあるかもしれませんが、こんな感じだと思います。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。結構難しい作業になるということがわかりました。実際は2.5mのパイプ2本の直角出すための捨て定規を作るつもりです。つまり小さな直角の定規を作っておいて、後はその定規に長いパイプを取り付ければ、基本的に90度の角度で2ほんの長いパイプが直交するという政策のためも事前の部品を作りたかったのですが、いずれにせよ難しいことがわかりました。いただきました情報は次回の作業で取り入れてみたいと思います。

業者がやっているのを見ていましたが、
溶接のとき点付けして、ハンマーで修正、
その後本溶接してましたね。

この回答へのお礼

ご意見ありがとうございました。一度試してみますが、経験からしますと、50mmの各パイプの4隅を点付けするとほとんど修正ができないように思いますが、いかがでしょうか。また修正可能なように2点だけ付けて修正してももし隙間があると冷却後、収縮して精度が落ちます。

ただし今まで試していなかったので、今度試してみます。

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