ガス圧接の基礎知識
金属の結合
鉄の原子は近く仲間がいると結合しようとする力が働き、勝手に金属結合します。ですが酸素を含む空気がその間にあると、鉄よりも先に酸素と結合して酸化膜を形成し、 鉄と鉄との結合を邪魔してしまいます。 酸素がなければ鉄同士で結ばれるはずなのに、そこに割り込む形で酸素が酸化膜として立ちはだかり金属結合をさせないよう働きかけるのです。 日頃から酸素のある場所での鉄しか知らない私達からすればこの現象は当然のように思えて、むしろ金属結合が発生することのほうが不思議な現象に感じますが、 空気の無い場所で鉄の原子を近づけるとそれだけで金属結合するというのはこれまでの実験により確認されていることなのです。 酸素の無い場所で鉄を観察したことのある人はあんまりいないでしょうし、それも無理からぬことなのですがそれを知っていないとガス圧接の仕組みが理解できないので 最初に説明させていただきました。 この酸素を除去することがガス圧接の第一段階なのです。
酸化膜の除去
ではどうやって酸化膜を取り除くのかですが、燃やします。 強還元炎で酸素を根こそぎ除去し、鉄の原子の活動を促します。酸化膜によって動けなかった原子ですが、それがなくなったら自由自在に移動することができるようになり、 摩擦圧接と同じように原子レベルでふたつの金属材料を結合させることも可能となるのです。 接合させるのが円形の面でなくてもオッケーなので、四角い面をした金属の結合で活躍をしてくれる圧接技術でしょう。 ただ高熱になることは変わりありませんので、周囲に燃えやすいものがある場所でこれをやるのは危険かもしれません。 ガスで熱する際、鉄の温度は１２００℃～１３００℃にまで上昇しますから、誰でも簡単に安全に行える圧接方法ではありません。 鉄が溶ける温度でこそありませんが、指先で触れたら火傷は間違いない高温なので、用心深い人でなければ作業は危険です。
活躍の場
あまり知られていませんがガス圧接は建築現場で広く使われている技術です。 鉄筋コンクリートには鉄が入っていますが、この鉄を接合するのにはガス圧接が具合がいいというのが建設業の間では定説となっています。 個人向けの住宅や木造の建築物だと鉄筋コンクリートはあまり使用されませんが、ビルなど大型の施設では鉄筋コンクリートが建材として高頻度で使われています。 その鉄筋コンクリートを接合する場合、ガス圧接で行う確率は８０％以上とのことなのでほとんどがこの技術によるものなのです。 最初に鉄筋コンクリートとガス圧接の組み合わせが誕生したのはどこの国か、という質問もありそうなのでお答えしますが、それは日本です。 昭和２０年代にはこの組み合わせが確立され、それ以来ずっと日本の建築業を支えてきたとても誇らしい技術なのです。 今では国外でも親しまれているようですね。