栄達鋼業のここがミソ～形をつくる～

皆さんこんにちは！

栄達鋼業、更新担当の中西です。

 

～形をつくる～

 

鉄骨製造では、図面を作成した後、その内容に基づいて鋼材を加工します。

鉄骨に使用される鋼材には、H形鋼、角形鋼管、鋼板、山形鋼、溝形鋼など、さまざまな種類があります。これらの材料を必要な長さや形状に加工し、柱や梁、ブレースなどの部材へ仕上げていくのが鉄骨加工です。

鋼材は硬く、重量もあるため、木材のように簡単に切ったり穴を開けたりすることはできません。専用の大型機械と、それを正確に扱う技術が必要です。

今回は、鉄骨製造の中心となる切断、孔あけ、開先加工、組立などの加工技術についてご紹介します🏭

材料を正しく確認することが第一歩

加工を始める前には、使用する鋼材が図面や注文内容と一致しているかを確認します。

同じように見える鋼材でも、材質、厚さ、大きさ、強度などが異なります。誤った鋼材を使用すると、必要な強度を確保できなくなる可能性があります。

そのため、鋼材に表示された材質や寸法を確認し、材料証明書などの情報と照合します。

また、鋼材の表面に大きな傷、変形、著しいさびなどがないかも確認します👀

鉄骨製造では、加工技術だけでなく、正しい材料を選定し、履歴を管理することも品質管理の一部です。

どの製品に、どの鋼材を使用したのかを追跡できる状態にすることで、完成後の信頼性を確保しています。

鋼材を正確に切る切断技術

鉄骨加工では、まず長い鋼材を図面どおりの長さに切断します。

代表的な切断方法には、帯のこ盤による切断、ガス切断、プラズマ切断などがあります。

帯のこ盤は、帯状の刃を回転させながら鋼材を切断する機械です。H形鋼や角形鋼管などを、決められた長さに切断する際に使用されます。

ガス切断は、酸素と燃料ガスを利用し、鋼材を高温に加熱して切断する方法です🔥

厚い鋼板や複雑な形状の切断にも対応できますが、切断速度や火力、ガスの圧力などを適切に調整しなければ、切断面が粗くなったり、鋼材が変形したりします。

プラズマ切断は、高温のプラズマアークを利用して金属を切断する方法です。比較的速い速度で切断でき、複雑な形状にも対応しやすいことが特徴です。

近年では、NC制御された切断機も広く使われています。CADデータを機械へ入力することで、鋼板を自動的に切断できます。

ただし、自動機械だからといって、すべてを任せられるわけではありません。材料の設置位置、切断条件、消耗品の状態などによって、仕上がりが変化するためです。

加工担当者は、機械の動作音や火花、切断面の状態を確認しながら、異常がないかを判断します✨

無駄を減らす材料取りの技術

鋼板から複数の部品を切り出す際には、「どのように配置すれば材料の無駄を減らせるか」を考える必要があります。

これを材料取り、またはネスティングと呼びます。

形の異なるプレートを無計画に配置すると、使用できない端材が多く発生します。鋼材価格は製造コストに大きく影響するため、材料の歩留まりを高めることは重要です。

現在では、コンピューターが効率的な配置を計算するシステムもあります。しかし、切断時の熱による変形や、製品を取り出す順序なども考えなければなりません。

単純に隙間なく並べればよいわけではなく、加工性や安全性まで含めて配置を決める必要があります🧩

優れた材料取りは、コスト削減だけでなく、廃材の削減や環境負荷の軽減にもつながります。

ボルト接合に欠かせない孔あけ技術

鉄骨部材を高力ボルトで接合するためには、鋼材に正確な穴を開けなければなりません。

孔あけには、ドリルで穴を開ける方法や、専用の機械で打ち抜く方法などがあります。

穴の直径だけでなく、位置の精度が非常に重要です。複数の部材を重ねたときに穴がずれていると、ボルトを通すことができません。

特に、一つの接合部に多くのボルトを使用する場合、わずかな位置のずれが積み重なり、大きな問題につながります。

現在は、NC孔あけ機によって、データに基づき自動で穴を開ける方法が増えています。機械を使用することで、数多くの穴を効率的かつ正確に加工できます⚙️

それでも、加工後には穴の直径、位置、間隔、周囲のバリなどを確認します。

バリとは、加工した部分に残る鋭い突起です。そのままにすると、部材が密着しなかったり、作業者がけがをしたりする可能性があります。そのため、グラインダーなどを使用して丁寧に除去します。

溶接品質を左右する開先加工

厚い鋼材を溶接する場合、鋼材の端部を斜めに削る「開先加工」を行うことがあります。

開先を設けることで、溶接材料を接合部の奥まで届かせ、鋼材を確実に一体化できます。

開先の角度、深さ、隙間などが適切でなければ、十分な溶込みを得られません。逆に、開先を大きくしすぎると、必要な溶接量が増え、作業時間や材料費が増加します。

そのため、図面や溶接施工要領に基づき、適切な形状へ加工します。

開先加工には専用の機械やガス切断を使用しますが、加工後の表面状態も重要です。凹凸や傷がある場合は、グラインダーで整えます。

溶接は、溶接作業だけで品質が決まるものではありません。事前の開先加工や清掃、部材の組み合わせなど、準備段階から品質づくりが始まっています🔥

部材を正しい位置に固定する組立技術

切断や孔あけが終わった部材は、図面に従って組み立てます。

柱や梁の本体に、接合用のプレート、補強材、リブ、ブラケットなどを取り付け、仮溶接で固定します。

この工程では、部品をただ取り付けるのではなく、位置、角度、直角度、水平度などを正確に合わせる必要があります。

たとえば、梁の接合プレートが傾いていれば、建設現場で正しく接合できません。柱の補強材がずれていれば、設計どおりに力を伝えられない可能性があります。

組立担当者は、スケール、差し金、水準器、定規、治具などを使用して寸法を確認します📏

また、鋼材は重量があるため、クレーンを使って位置を調整します。重量物を扱いながら細かな寸法を合わせるには、安全管理と繊細な操作技術の両方が必要です。

組立作業では、溶接による変形も予測しなければなりません。

溶接部分は加熱と冷却によって収縮するため、何も考えずに溶接すると、部材が曲がったりねじれたりします。そのため、あらかじめ逆方向へわずかに調整したり、拘束用の治具を使用したりします。

経験豊富な職人は、鋼材の厚さや溶接量から変形の傾向を予測し、完成時に正しい形状になるよう組み立てます。

機械と職人技を組み合わせる

鉄骨製造の加工現場では、自動切断機、孔あけ機、ロボットなどの導入が進んでいます🤖

これらの設備は、生産性を高め、加工精度を安定させるうえで大きな力を発揮します。

一方で、建物ごとに鉄骨の形状や寸法は異なります。すべての部材を同じ条件で加工できるわけではありません。

材料の個体差、気温、機械の状態、加工による熱などを考慮し、条件を調整するのは技術者です。

また、複雑な形状や少量の部品では、手作業による調整が必要になることもあります。

鉄骨製造における技術とは、機械に任せることではなく、機械の特性を理解し、職人の経験と組み合わせて品質を高めることです。

安全に加工するための技術

鉄骨加工では、大型機械、火気、重量物を扱います。そのため、安全管理はすべての作業の基本です。

クレーンで鋼材を移動するときには、適切な吊り具を選び、重心を確認します。切断作業では、火花や高温の切断くずに注意し、防護具を着用します。

機械を操作する前には、周囲に人がいないか、材料が正しく固定されているかを確認します。

整理整頓も重要です。床に工具や端材が放置されていると、転倒やつまずきの原因になります。

高い技術を持っていても、安全を軽視すれば、安定した製造はできません。「急がず、確認し、決められた手順を守る」という姿勢も、鉄骨加工に必要な技術の一つです👷

まとめ

鉄骨加工では、切断、孔あけ、開先加工、組立など、多くの工程を高い精度で行います。

大型機械による自動化が進んでいますが、材料の状態を確認し、機械の条件を調整し、加工後の品質を判断するのは人です。

特に、溶接による変形や現場での組み立てまで予測するためには、豊富な経験が欠かせません。

一つひとつの部材を正確に加工する技術が、建物全体の安全性と完成度につながっています。

鉄骨加工は、硬い鋼材へ命を吹き込み、建物の骨格へ変えていく仕事です🏗️

機械の力と職人の技術を融合させながら、高品質な鉄骨をつくり続けることが、鉄骨製造業の重要な役割なのです。