ZAM材の溶接には、他のメッキ鋼板にはない特有の難しさと、現場ならではのニーズが存在します。高い耐食性を持つこの素材ですが、溶接によって性能が損なわれるリスクや、メッキ層へのダメージといった課題も避けられません。本記事では、ZAM材の基礎知識から溶接時の注意点、適した工法、補修・後処理の実例までを幅広く解説します。
1. はじめに
1-1. なぜZAM材の溶接が注目されているのか？
ZAM（ザム）材は、亜鉛（Zn）、アルミニウム（Al）、マグネシウム（Mg）の三元素を組み合わせた溶融メッキ鋼板で、日鉄日新製鋼が世界初の工業生産に成功した素材として知られています。
このZAM材が近年注目されている大きな理由は、圧倒的な耐食性にあります。
例えば、溶融亜鉛メッキ鋼板と比較して10〜20倍の耐食性を示し、腐食が問題となる屋外設備や高湿度環境下での使用に非常に適しているのです。
また、ZAM材はもともとメッキ処理が施されているため、後工程のメッキ処理が不要となり、コストダウンにも寄与します。
特にプルボックスや屋外用ケーブルカバーなど、屋外に長期間露出する設備部品では、ZAM材が鉄や従来のメッキ鋼板に比べて優位性を持つことが多くの現場で確認されています。
そしてその加工において、最も技術的難易度が高く、かつ品質差が現れやすいのが「溶接」です。
ZAM材は通常の鋼板とは異なる性質を持ち、溶接時に特有の注意点や工夫が必要となることから、その溶接技術の確立が業界内で注目されているのです。
1-2. 溶接加工時におけるZAMの特殊性と現場ニーズ
ZAM材の溶接は、素材の特性ゆえに他の鋼板とは違った扱いが求められる点で、多くの職人が注目しています。
ZAMはその構造上、表面にマグネシウムを含む特殊なメッキ層を持ちます。
このメッキ層があることで耐食性は高まりますが、同時に熱に弱いという性質も持っており、高温による損傷やスパッタの飛散、さらにはヒュームの発生量の増加など、作業者にとってのリスクや手間が増える原因となっています。
また、ZAM材の溶接後にはメッキ層が破壊された部分に対する適切な補修処理が必要です。
こうした一連の対応を怠ると、溶接箇所から腐食が進行してしまい、せっかくのZAMの高耐久性が台無しになってしまうのです。
そのため、CO₂溶接、TIG溶接、レーザー溶接など、溶接方式の選定においても、用途や板厚、設置環境に応じた慎重な判断が必要とされています。
また、実際の現場では、設計段階からZAM材を溶接対象とすることを想定した図面作成が求められています。
とくに公共工事や電設資材関連では、JIS基準に準拠しながらも、短納期・高品質・低コストの三拍子を求める声が年々高まっています。
このように、ZAM材の溶接加工は単なる「つなぎ」の工程ではなく、耐久性・美観・安全性を左右する極めて重要なプロセスとして認識されつつあります。ZAM製の扉付きプルボックスや止水プレートなどの加工事例が増えていることからも、現場ニーズがますます多様化・高度化していることが分かります。
その背景には、ZAMの持つポテンシャルを十分に発揮させたいという、現場の確かな意志と期待があるのです。
2. ZAM材の基礎知識
2-1. ZAMとは何か？その定義と登場の背景
ZAMとは、鉄の表面に亜鉛（Zn）、アルミニウム（Al）、マグネシウム（Mg）の3つを組み合わせた合金めっきを施した鋼板のことを指します。「ZAM」という名称は、この3つの元素の頭文字から取られています。
この素材は日鉄日新製鋼が世界で初めて工業化に成功し、今では建材・電設資材・設備部品など広い分野で活用されています。高い耐食性能を備えながらも、従来の溶融亜鉛メッキ鋼板よりも加工性やコスト面で優位性がある点から注目されています。ZAMは、特に長期耐久性が求められる環境や、複雑な形状に加工される部品で多く利用されています。
2-2. ZAMの素材構成（Zn・Al・Mg）の詳細と化学的役割
ZAMのメッキ層は、亜鉛を主成分としながら、アルミニウムとマグネシウムを少量ずつ添加することで、優れた保護性能を発揮します。具体的には、Zn：主に犠牲防食によって鉄を守る働きを持ちます。腐食が進んでも亜鉛が先に溶け出すことで、鉄の腐食を防ぐのです。
次にAl：表面に酸化アルミニウム皮膜を形成します。この皮膜は非常に緻密で、空気や水の侵入を防ぎます。
最後にMg：Znとの複合皮膜を形成し、自己修復的な防錆作用を促進します。この保護皮膜は時間が経つほどに強化される性質を持ち、ZAMの耐食性の高さを支える要因となっています。
2-3. 他のメッキ鋼板（トタン・ガルバリウムなど）との性能比較
ZAMはトタンやガルバリウム鋼板と比較して、より高度な耐食技術が施された素材です。まず、トタンは純粋な亜鉛でメッキされた鋼板で、比較的安価ですが耐食性は限定的です。主にイオン化傾向の高い亜鉛が鉄を保護する仕組みとなっています。
一方、ガルバリウム鋼板はAl：55%、Zn：43%、Si：2%の合金メッキが施され、耐久性に優れています。アルミニウムの酸化皮膜と亜鉛の防食作用の二重構造で鉄を保護します。
ZAMはさらにその上を行き、Zn＋Al＋Mgという三層構造によって防食性を強化しています。実験データでは、ZAMの耐食性は溶融亜鉛5%Al合金メッキ鋼板の5～8倍、通常の溶融亜鉛メッキ鋼板に対しては10～20倍という驚異的な数値が確認されています。
2-4. ZAMの耐食性・コスト・加工性の数値的根拠
耐食性に関して、ZAMはその性能が具体的な実験結果で証明されています。あるテストでは、ZAMが通常の溶融亜鉛メッキ鋼板より最大で20倍長持ちするという結果が得られています。この数値は、沿岸部や工場地帯など、過酷な腐食環境において特に重要な意味を持ちます。
加工性においてもZAMは優秀です。メッキ層が硬くて平滑であるため、プレス加工や曲げ加工に対するひび割れのリスクが小さく、高精度な製品製作が可能です。特に曲げ加工ではZ曲げやヘミングなども適応可能で、生産効率を向上させます。
コスト面では、ZAMは事前にメッキ処理が施されているため、製造後に改めてメッキ処理を施す必要がありません。これにより、あるメーカーでは5～8%の製造コスト削減を実現しています。また、加工後の後処理工程も少ないため、トータルの工数削減にもつながっています。
3. ZAM材における溶接の基礎理解
3-1. ZAMに溶接が必要な場面とは？（設計・施工上の理由）
ZAM材を使った施工では、一定の場面で溶接が不可欠になります。その主な理由は、ZAM材が高い耐食性と加工性を兼ね備えつつも、一体化した強固な構造体が必要な場合があるからです。
たとえば、屋外設備の支持金具やプルボックス、架台といった構造物では、ボルト締結だけでは強度や防水性に不安が残ります。このようなケースで、溶接を施すことで接合部の剛性を高めつつ、隙間からの水や異物の侵入も防ぐことができます。
また、ZAM材はすでに溶融メッキ処理が施された鋼板であるため、成形後の追加処理が少なく済むのが特長です。それにより、設計段階での自由度が高まり、構造部品の一体加工や部分接合といった溶接による柔軟な設計対応が求められる場面が増えているのです。
さらに、特注部材のように既製品では対応できない寸法・形状に加工する際にも、曲げ＋溶接による複合加工が不可欠です。つまりZAM材の溶接は、高耐久な特注部品の実現というニーズに直結しているのです。
3-2. 溶接によってZAMの耐食性はどう変化するのか？
ZAMの最大の特長である耐食性は、溶接加工を加えることで部分的に変化します。というのも、ZAM材の耐食性は表面のメッキ層（Zn・Al・Mg）による保護皮膜によって支えられています。このメッキ層は時間とともに亜鉛系の酸化皮膜を形成し、鋼板の腐食を防いでいます。
しかし、アーク溶接やスポット溶接のような高温加工を行うと、その局所的な高熱によりメッキ層が焼失してしまう恐れがあります。この状態では、溶接部がメッキ層のない「生の鋼材」となり、周囲よりも腐食リスクが高まることになります。特に屋外や湿気の多い環境では、ピンホール状の腐食や赤サビの発生につながる恐れがあるのです。
そのため、ZAMの溶接後には、局所補修メッキや亜鉛系スプレーによる耐食処理などを施すのが一般的です。また、施工前に設計段階で溶接位置を最小限に留める工夫も求められます。このように、ZAM材は非常に高い耐食性能を持っていますが、溶接によってその効果が部分的に損なわれるため、後処理による補完が重要になります。
3-3. 表面メッキとアーク放電の関係（科学的視点）
ZAM材の表面には、亜鉛・アルミニウム・マグネシウムからなる複合メッキが施されています。このメッキ層は、科学的に見ると非常に繊細なバランスで構成されています。アーク溶接の際には、放電による局所的な超高温（約3,000〜6,000℃）が生じます。この高熱によって、メッキ層の金属元素は気化または酸化し、その保護機能を失ってしまうのです。
特にマグネシウムは酸化反応が非常に活発であるため、溶接によって真っ先に揮発・消失します。その結果、ZAM特有の自己修復型保護皮膜の形成能力が損なわれます。また、メッキが存在しない鋼材が露出することで、腐食の電位差が生まれ、周辺部まで腐食が進行する可能性もあるのです。
このような理由から、ZAM材の溶接では、アーク放電によるメッキ層への熱ダメージを最小限に抑える技術と、後処理による補修が不可欠となっています。最新では、低入熱型のレーザー溶接や抵抗スポット溶接なども有効な手段として注目されています。
3-4. 溶接がZAM材の構造的強度に与える影響
ZAM材において、溶接が構造的な強度に与える影響も無視できません。溶接は一体化構造を実現するうえで非常に強力な手段であり、強度の観点からはボルトやリベットよりも高い剛性を得ることができます。特に、ZAMを用いた屋外架台やプルボックスのような機能部品では、耐荷重や耐風圧性の確保が重要になります。
しかし、ZAM材はもともと薄板化を前提とした材料であり、溶接による熱ひずみや強度分布の偏りが生じやすいという側面もあります。また、前述のようにメッキ層が損なわれることで、溶接部は腐食による早期劣化を起こす可能性もあり、長期的な強度低下の要因にもなり得ます。
そのため、ZAM材の溶接においては、構造的な強度を保ちながら、熱影響部を最小限に抑える施工技術と、適切な応力分散設計が求められます。溶接部の周囲には、強度補完のために補強リブや折り返し加工を加えることで、強度と耐久性のバランスを図るといった工夫もよく見られます。
実際、加工実績のある現場でも、ZAM製品を短納期かつ高強度で製作するために、溶接＋後処理＋曲げの複合加工が採用されている事例が多数あります。このように、ZAM材の溶接は、耐食性だけでなく構造的信頼性を担保するための重要な工程となっているのです。
4. ZAM材に適した溶接方法とその使い分け
4-1. CO2溶接、MIG溶接、TIG溶接のメリット・デメリット
ZAM材は、マグネシウムやアルミニウムを含んだ高耐食メッキ鋼板として知られています。
このようなメッキ層を持つ材料に対して溶接を行う場合、メッキの剥離やスパッタの発生、さらにはヒュームの生成など、独自の注意点が存在します。
そこで、主に使われるのがCO2溶接、MIG溶接、TIG溶接の3種類です。
それぞれの特徴を理解し、適切な選択を行うことが求められます。
CO2溶接は、コスト面で非常に優れており、大量生産に向いています。
また、ZAMのような薄板にも対応できる柔軟性がありますが、スパッタの飛散が多く、メッキ層を傷めやすい点が課題です。
そのため、メッキ保護や後処理を前提とした工程設計が重要になります。
MIG溶接は、アルゴンとCO2などの混合ガスを使用することで、比較的スパッタを抑えることができます。
ZAM材のようなメッキ鋼板との相性も良く、ビード外観の仕上がりも美しいのが特長です。
ただし、設備コストがやや高くなる傾向があるため、小規模生産では慎重な導入判断が求められます。
TIG溶接は、最も高精度な溶接が可能であり、薄板ZAM材に対して優れた制御性を発揮します。
スパッタの発生が少なく、精密な仕上がりが求められる装置部品などに最適です。
一方で、作業スピードが遅く、熟練の技術者を必要とするため、コストと作業時間のバランスを見極めた運用が重要です。
4-2. スポット溶接・レーザー溶接の活用シーン
ZAM材の加工では、熱影響を最小限に抑えながら、しっかりとした接合が求められるケースが多く存在します。
そのような場面ではスポット溶接やレーザー溶接の活用が非常に効果的です。
スポット溶接は、短時間で複数の接点を確実に固定できるため、扉付きプルボックスや目隠しカバーなど、薄板同士の接合に最適です。
電極の摩耗や熱変形の管理がポイントとなりますが、生産効率は高く、量産に向いています。
また、ZAM材のメッキ層を局所的に溶かして接合するため、メッキ層の保護性を損ないにくいという利点もあります。
レーザー溶接は、精密でスピーディな加工が可能なため、ZAM材を用いた高品質部品の製造において重要な選択肢です。
特に曲げ加工との組み合わせで、美しいビードラインと高い強度を両立できます。
ただし、設備投資が大きくなることから、用途は限定的となりがちです。
4-3. 板厚・構造条件による溶接方法の最適選定指針
ZAM材の溶接方法を選ぶ際には、板厚や構造条件をしっかり把握することが不可欠です。
たとえば、1.0mm以下の薄板であれば、TIG溶接やスポット溶接が推奨されます。
メッキ層を過度に破壊せず、強度と外観のバランスを確保できます。
一方で、1.6mm以上の厚板の場合は、MIG溶接やCO2溶接の方が効率面で有利です。
ただし、熱による歪みやスパッタによるメッキ損傷のリスクを最小限に抑えるために、予熱・後熱や治具の工夫が求められます。
構造条件も溶接選定に大きく影響します。
たとえば、密閉性や水密性が必要な部位には、気密性の高いTIG溶接を。
逆に補強部品やブラケットの取り付けには、スピード重視のCO2溶接が有効です。
また、製品の用途や外装仕上げの有無によっても、求められる溶接品質は変わります。
4-4. 現場で選ばれるワイヤー・ガスの具体銘柄例
実際の現場では、ZAM材専用とまではいかないものの、メッキ鋼板に最適化されたワイヤーや保護ガスが選定されています。
たとえば、MIG溶接では神戸製鋼の「MG-50」や日鉄溶接工業の「YM-26」といった、アーク安定性に優れ、メッキ層との相性が良いワイヤーが採用されることが多いです。
ガスについては、Ar＋CO2(80:20)の混合ガスが標準的です。
この配合により、アークが安定し、メッキ層を損なうことなく溶接が行えます。
また、TIG溶接では純アルゴンを用いることで、酸化を最小限に抑え、仕上がりの美しさを確保できます。
作業環境によっては、スパッタ防止剤の使用や、バックシールドガスの併用といった細かい工夫も品質の安定に直結します。
ZAM材は、加工性と耐食性を両立する一方で、溶接時の処理にデリケートな一面も持つため、材料の特性に即した装備選定が必要です。
4-5 まとめ
ZAM材は、その高耐食性と加工性の高さから、建築や設備工事において幅広く採用されています。
しかしながら、溶接という工程においては、メッキ層の特性に十分配慮した手法の選定が求められます。
CO2溶接やMIG溶接、TIG溶接といった手法にはそれぞれ強みと注意点があり、用途や板厚に応じて適切に使い分けることが重要です。
さらに、スポット溶接やレーザー溶接といった非接触型の技術も、ZAM材の性能を引き出す手段として有効です。
ワイヤーやガス選定においても、既存の現場実績から得られた知見を活かすことで、より高品質かつ効率的な溶接加工が実現できます。
ZAM材の持つポテンシャルを最大限に引き出すには、適切な溶接方法の選定と、現場経験に基づいた運用ノウハウが不可欠です。
5. ZAM材溶接時に発生する問題とその対策
5-1. メッキ焼け・剥離のメカニズムと防止策
ZAM材は、亜鉛（Zn）、アルミニウム（Al）、マグネシウム（Mg）を組み合わせた高耐食性メッキ鋼板です。
その高性能なメッキ層は、溶接時の高温により「メッキ焼け」や「剥離」を引き起こすことがあります。
これは、溶接アークの局所的な高熱により、メッキ層が急激に酸化・蒸発し、化学組成が破壊されてしまうためです。
特にCO2溶接やMIG溶接などの高エネルギー溶接法では、焼けの範囲が大きくなる傾向があります。
この現象を防ぐには、まず溶接条件の最適化が欠かせません。
例えば、溶接速度を上げることで、熱影響部を小さくし、焼けの範囲を限定できます。
また、TIG溶接やレーザー溶接など、熱影響の少ない手法を選ぶことも有効です。
さらに、専用の耐熱防護フィルムや耐熱ペーストを使用して、溶接部周辺のメッキ層を保護する方法もあります。
こうした対策を講じることで、ZAM材の耐食性を損なわずに美しい仕上がりを得ることができます。
5-2. スパッタ・ヒューム対策（作業環境と安全性）
ZAM材の溶接では、スパッタ（金属粒の飛散）やヒューム（微細金属粒子）の発生が問題になります。
ZAMのメッキ成分であるマグネシウムやアルミニウムは、溶接熱により反応しやすく、他の鋼材と比べて大量のヒュームを発生する傾向があります。
この粒子を長時間吸い込むと、呼吸器系への悪影響や作業者の健康被害を引き起こす可能性があります。
そのため、作業現場では局所排気装置（ダクト式換気設備）の設置が強く推奨されます。
また、防塵マスクや自動遮光面などの保護具を適切に着用することが重要です。
溶接機の種類を選定する際には、低スパッタタイプの機器やパルス溶接などスパッタ量の少ない方法を検討するとよいでしょう。
このように、作業環境と安全性に配慮することで、健康リスクを最小限に抑えながら作業効率を高めることができます。
5-3. 接合部の強度低下リスクと設計上の工夫
ZAM材は高耐食性に優れる一方で、溶接によってメッキ層が損なわれると、腐食が進行しやすくなるという特性もあります。
特に接合部周辺では、メッキ層の消失による局部腐食が発生しやすく、結果として接合部の強度が低下するリスクがあるのです。
このリスクを軽減するためには、設計段階からの工夫が求められます。
たとえば、接合部を溶接ではなく機械的結合（リベットやボルト）に変更する方法があります。
また、溶接が必要な場合には、溶接後の補修処理（亜鉛リッチ塗料など）を徹底し、耐食性を回復させることが大切です。
設計者の中には、ZAM材の特徴を理解せず、過剰な溶接や大面積の熱影響部を設けてしまい、結果的に製品寿命を縮めてしまうケースもあります。ZAM材を活かすには、最小限の溶接と適切な補修設計を組み合わせる必要があります。
5-4. 実務で起きた失敗事例とその原因分析
ZAM材を使用した製品製作においては、実際に溶接トラブルによる失敗事例も報告されています。
例えば、ある建築現場でZAM材の扉付きカバーを製作した際、スポット溶接の熱が強すぎたためメッキが焼け、腐食が急速に進行したというケースがありました。
原因は、溶接条件の不適切さと、補修処理の未実施によるものでした。
また別の例では、ZAM製の止水プレートに対してMIG溶接を施したところ、スパッタの飛散で周囲のメッキ層が損傷し、雨水による腐食が進行してしまいました。
こちらも、熱防護措置の不十分さが直接的な原因です。
これらの失敗を防ぐには、事前にメッキ材に関する溶接ノウハウを共有し、工程ごとにチェックリストを設けるなどの運用が効果的です。
また、職人の経験値によって仕上がり品質に差が出やすいため、標準化されたマニュアルや社内教育の整備も重要です。
6. ZAM材溶接後の後処理と補修技術
ZAM鋼板はその優れた耐食性から、屋外や厳しい環境でも使用されることが多い素材です。しかし、溶接時にはメッキ層が部分的に焼失し、「メッキ焼け」や「白サビ」の原因となるため、適切な後処理と補修が非常に重要です。以下では、ZAM材の溶接後に必要な補修方法や現場で実際に使われている補修材について、具体例を交えて詳しく紹介します。
6-1. メッキ焼け部分の補修方法（亜鉛リッチ塗料等の実例）
ZAM鋼板は工場での溶融メッキ処理によって、すでに強固な表面保護が施されていますが、溶接を行うとそのメッキが局所的に焼け落ちてしまいます。これがいわゆる「メッキ焼け」と呼ばれる状態で、そのまま放置すると腐食が進行する恐れがあります。
こうした箇所には、現場では「亜鉛リッチ塗料」を使った補修が一般的です。例えば、日本ペイントの「ジンクリッチプライマー」や関西ペイントの「スーパージンク」などが広く使われています。これらの塗料は高濃度の亜鉛粉末を含んでおり、金属表面に電気化学的な防錆作用を与えることで、ZAM本来の耐食性に近づけることができます。
補修の際には、焼けた部分のスラグ除去と軽度の研磨処理を行った上で、刷毛またはスプレーで均一に塗布するのが基本です。塗布後の乾燥時間や塗膜の厚みに注意することで、ZAMの美観と防食性を維持できます。
6-2. 耐久性を確保する塗装・コーティング技術
ZAM材はすでに耐食性に優れた素材ですが、溶接・切断後に追加で塗装やコーティングを施すことで、より高い耐久性を持たせることが可能です。とくに海沿いや工場排気が多い地域など、腐食環境が過酷な場所では、補修だけでなく全面的なコーティング処理が有効です。
具体的には、以下のような技術がよく使用されています。
- エポキシ系防錆プライマー：下塗りとして高い密着性と防食性を発揮。ZAMとの相性も良い。
- ポリウレタン系上塗り塗料：紫外線や風雨に強く、長期の屋外耐久性を持つ。
- フッ素樹脂系トップコート：コストは高いが、15年超の耐久性を誇るケースも。
こうした塗装処理は、ZAMの補修範囲を超えて広範囲に施すことで長寿命化を図れるため、官公庁施設や橋梁・プラント設備などでも採用されています。施工にあたっては、必ず下地処理（脱脂・錆び落とし・表面粗化）を丁寧に行うことで、コーティングの持続性が大きく向上します。
6-3. 現場で使われているZAM補修材の比較と選び方
実際に現場で用いられているZAM補修材にはさまざまな種類があります。 それぞれに特性があるため、用途に応じて適切な選定を行うことが重要です。
以下は代表的なZAM補修材の比較一覧です。
| 商品名 | メーカー | 特徴 | 用途の例 |
|---|---|---|---|
| ジンクリッチプライマー | 日本ペイント | 高濃度亜鉛粉末配合、密着性良好 | 溶接焼け部の補修、部分防錆 |
| スーパージンク | 関西ペイント | 速乾性、スプレー対応、仕上がり良 | 現場施工、応急処置にも活用 |
| ジンクスプレー | エスケー化研 | スプレー式で簡便、軽補修に適す | 屋外配管・軽量鋼材の補修 |
選定時のポイントとしては、耐久年数・乾燥時間・作業のしやすさに加え、施工箇所の広さや作業環境（屋内/屋外）なども考慮しましょう。 特に公共施設や再塗装が難しい構造物では、耐久性重視の製品選定が必要です。
6-4. まとめ
ZAM材の溶接後には、メッキ焼け部分の補修が不可欠であり、その方法として亜鉛リッチ塗料の活用が一般的です。また、全体の耐久性を高めたい場合には、エポキシやフッ素樹脂系塗料などの高性能なコーティング処理が効果的です。現場では多様な補修材が使用されていますが、使用環境に応じた製品の選定が、ZAM本来の防錆性能を活かす鍵となります。
これらの技術や材料を正しく活用することで、ZAM材は長期間にわたってその性能を維持し、コストパフォーマンスの高い鋼材として非常に有用な存在となるでしょう。
7. 加工プロセス全体で見るZAM材の取扱いポイント
ZAM材は、その高い耐食性と加工性により、多くの現場で採用が進んでいます。しかし、その性能を最大限に引き出すためには、加工プロセス全体を見通した適切な取り扱いが必要です。ここでは、ZAM材を用いた製造における「切断～溶接～後処理」までの一貫した流れと、コスト削減や寸法管理のポイントについて詳しく解説します。
7-1. 切断～溶接～後処理までの一貫プロセスフロー
ZAM材の加工プロセスは、一般的に「切断 → 曲げ → 溶接 → 後処理」という流れで構成されています。まず最初の切断工程では、シャーリング・レーザー・タレパンなどの機械を用いて、必要な寸法に精密に加工します。この段階でミスが生じると、後工程に大きな影響を与えるため、慎重な作業が求められます。
続く曲げ加工では、プレスブレーキを使用した直線曲げやZ曲げなどが行われます。ZAM材は他の鋼板と比べて加工性に優れているとはいえ、板厚や曲げ半径によっては割れのリスクもあるため、素材特性に応じた曲げ条件の設定が必要です。
溶接工程では、CO₂/MIG/TIG溶接やスポット溶接、レーザー溶接などの方法が選ばれます。ZAMはメッキ鋼板のため、溶接中に発生するスパッタやヒュームの対策が重要です。さらに、熟練の職人による調整が仕上がりを大きく左右します。仕上がり精度を一定に保つため、事前に許容誤差や品質基準を定めておくことが不可欠です。
最後に後処理ですが、ZAM材はすでに溶融メッキ加工済みであるため、通常の鋼板と比べて後処理工程が簡素化されるのが特徴です。これにより、全体の生産工程が短縮され、結果として納期短縮やコストダウンにも貢献します。
7-2. 加工順序を最適化することで得られるコスト削減効果
ZAM材を扱ううえで、加工順序を最適化することは製品コストに直結します。ZAMは事前に高耐食のメッキ処理がされているため、通常必要とされる「成形後の防錆処理」工程を省略できます。この省略によって、とあるメーカーでは5〜8％のコストダウンを実現しています。
例えば、通常の鋼板では曲げ加工後にメッキ処理を行う必要があり、工数とコストがかさみます。ZAMの場合は、曲げや溶接の段階でもメッキ層が剥がれにくいため、追加処理がほとんど不要です。さらに、溶接の工法選定（スポット溶接やレーザー溶接など）を工夫することで、熱による変形や酸化を最小限に抑えられます。
こうした工程ごとの見直しによって、ZAM材を使った製品開発では加工の自動化や短納期対応が可能になり、中小企業でも十分な競争力を持つことができるのです。
7-3. 溶接前後での寸法精度の確保と管理方法
ZAM材は溶接時の熱によって寸法の変動が生じやすいという特徴があります。そのため、溶接前後の寸法精度を維持するには、各工程での丁寧な管理が欠かせません。
まず、溶接前の仮付け段階で寸法ズレがないかを確認することが大切です。仮付け時にズレがあると、本溶接後に補正が難しくなるためです。また、ZAMはメッキ層が硬いため、無理な修正を行うと表面の割れや剥離を招くリスクがあります。
さらに、溶接後は熱による膨張・収縮が起こるため、冷却後の計測とトリミングの工程設計が重要です。必要に応じて冶具を用いて変形を抑制することや、レーザー測定器による精密寸法確認を行うことで、一定品質を保てます。
このように、溶接の熱影響を考慮した工程設計がZAM材には特に求められます。長期的な視点で見れば、これらの管理体制の整備が再加工の防止やクレーム削減にもつながるのです。
8. ZAM材使用の実例紹介とその技術ポイント
8-1. ZAM製プルボックス：扉のヒンジ部溶接と耐久性工夫
ZAM材を用いたプルボックスの製作事例では、特に扉のヒンジ部の溶接技術が注目されています。ZAMは高耐食性を誇る反面、メッキ層の特性により溶接時のスパッタやヒュームの発生量が多くなることがあります。そのため、製作現場ではCO₂溶接やスポット溶接の選定に加え、冷却過程や後処理を工夫することで、メッキ層の損傷を最小限に抑える技術が導入されています。
扉の構造では、日常的な点検や調整が必要となるため、耐久性と開閉のしやすさを両立させる設計が求められます。この製品では蝶番部の補強板溶接を行い、扉の頻繁な開閉による摩耗や歪みに対応。さらに、ゴムパッキンと蝶ビスによる締め付け方式により、長期使用でも扉が浮き上がることを防止しています。屋外設置も考慮されており、防水性能と強度を両立させた設計となっています。
8-2. ZAM止水プレート：大型開口部対応と接合設計
ZAM材で製作された止水プレートの事例では、既製品が対応できない大型開口部への適合がテーマとなっています。この製品は、ハト小屋などの設備開口が想定より大きくなったため、特注品として設計・製作されたものです。
プレート全体はZAM鋼板で構成されており、溶接やボルト接合の際にはメッキの損傷を避ける溶接熱のコントロールが重要になります。とくに三方に配置されたコーキングスペースは、取り付け作業時の誤差を吸収し、防水性を確保する設計上の工夫です。接合部にはスポット溶接とシール材を併用することで、ZAM材の耐食性を維持しつつ、現場での施工性を高めています。
8-3. ZAM目隠しカバー：コスト重視時の溶接代替案検討
屋上設備のケーブル保護を目的としたZAM製の目隠しカバーでは、コストと納期のバランスが最大の課題でした。本来であれば溶融亜鉛めっき（通称：ドブ漬け）で製作する提案がありましたが、製作期間とコストの問題からZAM材を選定することとなりました。
ZAM材の事前メッキ処理により後処理が少なく済むことが、この選択を後押しした大きな理由です。さらにこの事例では、溶接を極力減らし、曲げ加工とリベット固定で構造を構築するという手法が採用されました。このように、溶接の熱によるメッキ損傷を避けるために、構造設計段階から非溶接構成を前提としたコスト重視の工夫が評価されました。
8-4. その他、現場で評価されたZAM溶接製品実例
上記以外にも、現場で高評価を受けているZAM溶接製品は数多く存在します。たとえば、配線支持用ブラケットや通信機器の固定架台など、小型ながら溶接強度と耐食性が求められる構造物にZAM材は多用されています。
現場での評価の背景には、ZAMが持つ10〜20倍の耐食性（従来の亜鉛メッキ鋼板比）が大きく影響しています。また、あらかじめメッキが施されていることで、製作工程がシンプルになり、短納期化に貢献している点も見逃せません。こうした特性から、ZAM材は国交省仕様の公共施設にも採用された実績があり、溶接の精度管理や強度計算を含めた一貫対応が現場での信頼につながっています。
9. Q&A｜ZAM材の溶接に関するよくある質問
9-1. TIGとMIG、どちらがZAM材に向いていますか？
ZAM材の溶接にはMIG溶接（半自動溶接）がより適しているとされています。
理由としては、ZAMのメッキ層に含まれるアルミニウムやマグネシウムが加熱時に酸化しやすく、アーク特性に影響を与えやすいためです。
TIG溶接でも作業は可能ですが、手動での作業になるため作業効率が低下しやすく、溶接部への熱入力が大きくなりやすいという課題があります。
一方MIG溶接では、シールドガスによって酸化を抑えながら均一な溶接が可能なため、ZAM材との相性が良いといえるでしょう。
また、作業者が複数の溶接を短時間で行う必要があるような現場では、MIG溶接の方が品質と効率のバランスが取りやすいという点もポイントです。
9-2. ZAMの溶接にはどんな溶接棒・ワイヤーが最適？
ZAM材の溶接では、母材のメッキ特性に配慮したソリッドワイヤー（例：YGW12）の使用が一般的です。
とくにCO2や混合ガス（Ar+CO2）を用いたMIG溶接時には、高強度かつスパッタの少ないタイプのワイヤーを選ぶことで、溶接品質を安定させやすくなります。
一方、TIG溶接を行う場合には、ステンレス系やモリブデン入りの耐食性に優れた溶接棒を選定することで、ZAMの耐食性をなるべく損なわない溶接部を実現できます。
ただし、ZAMの表面には亜鉛・アルミ・マグネシウムのメッキ層があり、これが加熱により蒸発や酸化を起こすため、溶接条件やワイヤー材質の選定は慎重に行う必要があります。
溶接前にはメッキ層を削る、または溶接範囲を十分に清掃することも、溶接欠陥を防ぐうえで重要な工程です。
9-3. 現場での防錆処理はどうしていますか？
ZAM材は非常に優れた耐食性を持つことで知られていますが、溶接によってメッキ層が破壊された部分は、どうしても腐食リスクが高まります。
そのため、現場での防錆処理としては、亜鉛リッチなタッチアップ塗料（ジンクリッチペイント）の塗布が一般的です。
特に、屋外や高湿環境で使用される構造物の場合は、溶接部周辺に対して広めに塗布することで長期的な防食効果を維持します。
また、耐食性を強化するために、エポキシ系やウレタン系の下地塗料を併用するケースもあります。
メーカーによってはZAM PLUSといった追加の防食層を持つ材料もあるため、用途に応じた適切な材料選定と防錆処理が重要です。
9-4. 溶接後のZAM材に再メッキは必要？方法は？
ZAM材はすでに高性能なメッキ層が施されているため、基本的には溶接後に全面再メッキする必要はありません。
しかし、溶接によって局所的にメッキ層が焼け落ちる箇所については、前述のようにジンクリッチ塗料や金属スプレーなどで補修を行うことが推奨されています。
工場での量産や高耐久性が求められる製品では、ガルバナイズ処理（再溶融亜鉛メッキ）や電気亜鉛メッキなどを一部採用するケースもあります。
ただし、ZAM材の最大のメリットは成形後のメッキ処理が不要であることです。
そのため、再メッキ処理を行うよりも溶接条件と防錆補修を最適化することで耐食性を維持する方法が主流になっています。
必要に応じて、塗装やシーリング材の併用も検討されるとよいでしょう。
10. 製造・施工を依頼する際の注意点
ZAM材は、亜鉛・アルミニウム・マグネシウムの合金でメッキされた高耐食性メッキ鋼板です。
その高い性能を活かすには、加工や施工の段階での配慮が非常に重要です。
特に外注での製造や溶接作業を依頼する際には、ZAM材特有の性質を理解している業者を選ぶことがポイントとなります。
以下では、加工外注時にチェックすべき内容や、業者選定の基準、図面への記載事項まで詳しく解説していきます。
10-1. 加工外注時に確認すべきZAM対応項目
ZAM材の加工を外部に依頼する際、まず確認すべきは「ZAM材専用の加工ノウハウ」があるかどうかです。
ZAMはメッキ層にマグネシウムが含まれており、一般的な亜鉛メッキ鋼板とは異なる挙動を示します。
特に溶接工程ではスパッタ（溶接時に飛び散る金属粒）やヒューム（微粒子の煙）が発生しやすく、表面品質に大きく影響します。
そのため、外注先がZAM材の溶接特性に対応した設備と作業環境を整えているかを必ず確認しましょう。
さらに、「曲げ加工」や「切断加工」においても、ZAMのメッキ層が剥がれないような刃物の管理や加工スピードが求められます。
例えば、シャーリングで切断する際、刃の劣化や切断速度が不適切だと、メッキ層に損傷が生じて耐食性が落ちてしまいます。
こうした点から、ZAM材の加工経験が豊富な業者を選ぶことで、トラブルを未然に防げます。
10-2. ZAM材の対応実績がある業者の選び方
ZAM材を扱える業者を選定するうえで、最も重要なのは「対応実績の具体的な事例があるかどうか」です。
たとえば、ZAM製の扉付きプルボックスや目隠しカバー、止水プレートといった事例がある業者は、ZAM特有の加工ノウハウを有している可能性が高いです。
こうした事例の中で、以下のような要素をチェックしましょう。
- ZAM材を用いた屋外設備に対応している（例：屋上設置物）
- 短納期やコスト制約のある案件でも実績がある
- 腐食リスクが高い場所に防錆処理を併用した施工を行っている
- 国交省仕様の設計・製作実績を持っている
また、可能であれば加工現場の見学や、実際のサンプル製品の確認も有効です。
ZAM材のように特殊な素材を扱うには、経験値だけでなく、実際に目で見て確かめることが大切です。
10-3. 仕様書・図面に記載すべきZAM特有の指示内容
ZAM材の加工を発注する際、図面や仕様書に明確な指示を記載することが、品質確保とコスト抑制の両立につながります。
ZAM特有の内容として、以下の項目は必ず盛り込むようにしましょう。
- 材料指定：「ZAM材（板厚〇mm）」と明記（例：ZAM鋼板1.6mm）
- 加工方法：溶接方法（CO2溶接／スポット溶接等）を指定し、メッキ層への影響を最小限に抑えることを明記
- 仕上げ条件：バリ取りや防錆塗装の有無、特に溶接部の後処理について記載
- 許容公差・寸法精度：ZAMの特性を考慮して設定（例：±0.5mm）
- 施工現場の設置環境：屋外設置や塩害地域などの情報があれば、耐候性に配慮した設計が可能
また、業者とのやり取りでは、ZAM材は切断面や溶接部から錆が発生しやすいという点を前提に、「防錆処理の再処理が必要な部位」についても明確に記載しておきましょう。
たとえば、ZAMのレーザー切断面は通常のメッキ処理がないため、塗装や防錆剤の塗布を推奨されます。
10-4. まとめ
ZAM材は非常に優れた耐食性と加工性を持つ一方で、溶接や切断時には特有の注意点が存在します。
そのため、製造や施工を外部に依頼する場合は、ZAM材への対応経験が豊富な業者を慎重に選ぶ必要があります。
また、発注時の図面や仕様書には、ZAM特有の加工上の留意点や後処理方法を明記し、品質と耐久性の確保につなげることが大切です。
しっかりとした準備とパートナー選びによって、ZAM材の強みを最大限に引き出すことができるでしょう。
11. まとめ
11-1. ZAM材の溶接は「知識・対策・経験」が鍵
ZAM材の溶接を行ううえで、最も重要となるのは材料特性に対する深い理解と、それに基づいた適切な対策です。ZAMはその高い耐食性で知られており、これはメッキ層に含まれるマグネシウムやアルミニウムが亜鉛と共に強固な保護皮膜を形成することで実現されています。この特性は非常に優れた利点ですが、同時に溶接時にはスパッタやヒュームが発生しやすいという課題にもつながります。そのため、単純に従来の鋼材と同じ感覚で溶接を行ってしまうと、仕上がりや耐久性に大きな差が出てしまいます。
ZAM材の溶接には、CO2溶接・MIG・TIG・スポット・レーザーなど多様な方式が用いられますが、それぞれの溶接法でメッキ層への影響や熱変形の度合いが異なります。とくにメッキ層が熱で焼けることによる耐食性低下を防ぐには、経験に基づいた細やかな出力調整やスパッタ対策が必要不可欠です。「なぜZAMの溶接は難しいのか？」という疑問に対しては、こうした材料とプロセスに対する深い知見の差が答えになるでしょう。
11-2. 適切な加工フローと補修処理で耐久性は確保可能
ZAM鋼板の溶接後の仕上がり品質を確保するには、溶接技術だけでなく、全体の加工フロー設計が非常に重要です。切断→曲げ→溶接→後処理という一連の流れの中で、どの段階でどういった補修・保護処理を加えるかが、ZAMの性能を左右するポイントになります。
ZAMは出荷時点でメッキ処理が施されており、通常であれば後処理を省略できるという利点があります。しかし、溶接によって局所的にメッキが破壊される場合には、その部分の耐食性が著しく下がる可能性があります。このような場合、専用の耐食スプレーや亜鉛リッチなタッチアップ剤を使った部分補修が効果的です。また、事前に溶接位置や方法を考慮して設計段階で工夫を加えることで、後工程の負担を最小限に抑えることができます。
ZAM材の加工は、「コストメリット」と「高耐久」を両立させることが可能ですが、それを実現するには作業工程のすみずみまで気を配った管理と施工ノウハウが求められます。加工の一つひとつが、耐久性というゴールに向けての大切なピースであることを忘れてはなりません。
11-3. ZAM溶接を活かすために：信頼できる技術パートナーと連携を
ZAM材を活用した製品の導入を成功させるためには、加工実績が豊富で信頼性の高い技術パートナーとの連携が欠かせません。ZAMの特徴を生かすには、単に材料を仕入れるだけでなく、切断・曲げ・溶接・後処理といった各プロセスを熟知した一貫体制のある業者を選ぶことが重要です。
例えば、扉付きプルボックスや止水プレートといった現場に応じたカスタム設計のZAM製品は、製品としての耐久性はもちろん、設置時の施工性までが考慮されて設計されています。こうしたオーダーメイド対応は、豊富な加工事例と経験を持つ企業でなければ難しいのが実情です。
また、公的施設での使用にあたっては国交省仕様などの厳しい強度基準や耐久性試験をクリアする必要があり、設計段階から信頼できるパートナーとの協働が求められます。ZAM材は、高機能・高性能な素材であるがゆえに、その力を引き出すには人・工程・技術の三拍子がそろった体制が必要です。導入を検討する際は、ZAMの特性に精通した加工会社に相談しながら、無理のないスケジュールと設計で進めることが成功のカギとなります。
