2025年現在の建築鉄骨におけるアメリカの溶接技術の最新動向

アメリカの建築鉄骨業界では、2025年現在、技術革新と基準の更新によって溶接技術が急速に進化しています。AIと自動化の進展、厳格化する規格、そして持続可能性への注目が、この分野に大きな変革をもたらしています。鉄骨構造物の品質と効率を高める最新の動向を詳細に分析します。

この記事の目次

1 規格と認証の最新動向
- 1.1 AWS D1.1/D1.1M:2025の発表
- 1.2 AISC認証要件の強化
2 溶接自動化とロボット技術の進化
- 2.1 協働ロボットによる溶接の革新
- 2.2 構造用鋼材向け特化型ロボットシステム
3 AI技術の溶接品質管理への応用
- 3.1 AIによる溶接品質監視システム
- 3.2 IBMとAWSのパートナーシップによる溶接変革
4 先進的な溶接技術とその応用
- 4.1 ハイブリッドレーザーアーク溶接（HLAW）
- 4.2 縦向きサブマージアーク溶接の開発
5 市場動向と持続可能性への取り組み
- 5.1 溶接機材市場の成長
- 5.2 持続可能性を重視した技術開発
6 結論
- 6.1 Citations:

規格と認証の最新動向

AWS D1.1/D1.1M:2025の発表

アメリカ溶接協会（AWS）は2025年に構造用鋼材溶接コードの最新版となる「D1.1/D1.1M:2025, Structural Welding Code – Steel」を発表しました3。1928年に「建築構造用鋼材のための融合溶接およびガス切断のためのコード」として初めて開発されたこの規格は、約1世紀にわたり進化を続け、現在では溶接業界における世界的な基準となっています3。

2025年版では以下の重要な更新が行われています：

材料分類と溶接手順に関する包括的な更新
溶接品質、検査、製作に関するガイドラインの強化
既存の規定の明確化と修正による使いやすさの向上
業界からのフィードバックと進化するベストプラクティスに基づく更新3

AISC認証要件の強化

米国鋼構造協会（AISC）は2025年に向けて建築鉄骨製作業者（Building Fabricator）認証の要件を強化しました11。特筆すべき変更点は以下の通りです：

溶接能力基準の強化: すべての製作業者は、現在の契約要件に関わらず、AWS D1.1/D1.1M構造用鋼溶接コードへの準拠を監査時に実証する必要があります11。
アクティブな製作要件: 認証監査中に構造用鋼材の製作が実際に行われていることが必須となりました11。
ボルト締結方法のデモンストレション義務化: 初期認証監査や適用範囲変更監査などにおいて、ボルト締結方法のデモンストレーションが必須となっています11。

これらの強化された要件は、建築鉄骨の製作品質を確保するための重要な取り組みとなっています。

溶接自動化とロボット技術の進化

協働ロボットによる溶接の革新

アメリカの建築鉄骨業界では、協働ロボット（コボット）による溶接自動化が急速に普及しています。従来の産業用ロボットとは異なり、人と同じ空間で安全に作業できる協働ロボットは、少量多品種生産に適しており、特に建築鉄骨のような多様な部材の製作に革命をもたらしています4。

ユニバーサルロボットのUR10eを活用したVectis Automation社のCobot Welding Toolは、多種多様な溶接を行い、迅速な段取り替えと生産の最適化を実現しています4。このシステムの特徴は：

安全柵が不要で、作業員と一緒に働ける
ティーチングが容易で導入が簡単
直感的な3Dインターフェースによるプログラミング
連続溶接やタック溶接などの標準設定が用意されている4

構造用鋼材向け特化型ロボットシステム

Path Roboticsは、インフラストラクチャーおよび構造用鋼製造のためのAI搭載ロボット溶接ソリューションを提供しています10。これらのシステムは以下のような機能を備えています：

適応充填技術（Adaptive Fill Technology）: 様々な溶接ギャップや形状に対応
光学的部品認識（Optical Part Recognition）: プログラミングを不要とし、部品の迅速な統合を可能に
JobBuilder™: Path社のロボット専用機能で、柱、プレート、その他の大型部品の溶接経路計画を自動化10

建築鉄骨、特に柱の溶接自動化に対する注目は非常に高く、北米の展示会（NASCC）でも大きな関心を集めています16 20。

AI技術の溶接品質管理への応用

AIによる溶接品質監視システム

2025年現在、AIによる溶接品質監視が溶接検査の方法を根本から変えています。従来のX線などの検査方法は時間がかかり、エラーが発生しやすいという欠点がありましたが、AIはデータをより迅速かつ正確に分析することでこのプロセスを効率化しています8。

AIを活用した溶接品質監視システムの特徴：

リアルタイムでの溶接データ分析
人間の検査員が見落とす可能性のある欠陥の検出
溶接を損傷させることなく品質チェックが可能
サーマルカメラを使用して溶接中の熱パターンをトラッキング8

IBMとAWSのパートナーシップによる溶接変革

IBMとAWSは産業用溶接をAIと機械学習で変革するパートナーシップを組んでいます15。IBMのSmart Edge for Welding on AWSは、IBMリサーチの特許取得済みマルチモーダルAIを活用して、以下の組み合わせによる正確な洞察を提供しています：

視覚分析（Visual Analytics）
音響分析（Acoustic Analytics）
AWSエッジとクラウド15

このソリューションにより、欠陥の検出から修正までの時間が大幅に短縮され、製造ライン上の欠陥数も減少しています。結果として全体的なコスト削減が実現しています15。

先進的な溶接技術とその応用

ハイブリッドレーザーアーク溶接（HLAW）

ハイブリッドレーザーアーク溶接（HLAW）は、レーザー光と電気溶接アークを組み合わせた先進的な技術です。アークは通常、スプレー移行モードのガスメタルアーク溶接電源によって提供されます9。

HLAWの主な利点：

レーザーの深い浸透力と高速性
アークによる隙間の橋渡しや溶接の遅い冷却
フィラーワイヤの使用による冶金特性の調整
非常に狭い熱影響部による高速溶接と低い熱入力、歪みの低減9

これらの特徴により、自動車組立ラインの高生産性化や、造船・鉄道輸送産業での低歪み化が実現しています。MAG溶接やSAW溶接などの他の溶接タイプと比較して、歪み補正やリワークの排除が全体的な製造コストを劇的に削減しています9。

縦向きサブマージアーク溶接の開発

サブマージアーク溶接は溶着速度が高く、シールドガスが不要で、安定した作業が可能という利点がありますが、従来は平面および水平姿勢に限定されていました。しかし、IHIが開発した縦向きサブマージアーク溶接（垂直SAW）は、垂直継手にこの溶接方法を適用することを可能にしました6。

適切な溶接装置と消耗品の開発により、9%Ni鋼の垂直上向き溶接でも安定した作業と品質が得られることが確認されています。溶着速度は50〜80g/分の範囲であり、縦向きサブマージアーク溶接方法を使用した溶接効率向上の可能性を示しています6。

市場動向と持続可能性への取り組み

溶接機材市場の成長

建設およびインフラ分野の成長が、構造物の建設および維持に使用される溶接設備の需要を促進しています14。米国西部の平鋼市場規模は2030年に430億3,000万米ドルに達すると予想され、2025年から2030年までのCAGRは4.9%で成長する見込みです2。

この成長は、米国西部各州におけるインフラ開発の高まりが、建設関連用途における平鋼製品の需要を押し上げていることに起因しています2。また、自動車・輸送分野は、米国西部地域における自動車分野への投資増加と輸送施設プロジェクトにおける最近の動向により、急速な成長が見込まれています2。

持続可能性を重視した技術開発

2025年の鉄骨製作業界では、持続可能な未来に向けた鉄鋼企業の焦点のシフトが顕著です。これにより、効率改善と生産能力増強で生産プロセスを最適化する新技術の採用が進んでいます2。

例えば、米国鉄鋼公社は2022年に次世代の持続可能な技術を搭載した新鋭工場に30億米ドルを割り当てることを発表しました2。また、2025年のウェザリングスチール（耐候性鋼）の見通しとして、溶接技術の向上により継ぎ目のないジョイントとより高い構造的回復力が確保されることが期待されています17。

結論

2025年現在のアメリカの建築鉄骨における溶接技術は、AIと自動化の急速な進展、規格の更新と強化、持続可能性への注目により、大きな変革期を迎えています。特に協働ロボットやAI搭載の品質監視システムの導入は、人材不足への対応と品質向上の両面で重要な役割を果たしています。

AWS D1.1/D1.1M:2025やAISC認証要件の強化は、業界全体の品質基準を高め、より安全で信頼性の高い建築鉄骨構造を実現することに貢献しています。また、HLAWや垂直SAWなどの先進的な溶接技術の開発により、従来は難しかった溶接作業の効率化と高品質化が進んでいます。

これらの技術革新と規格の進化は、インフラ整備の需要増加や持続可能性への要求に応える形で進展しており、2025年以降もアメリカの建築鉄骨における溶接技術は更なる発展を続けることが予想されます。