Gmaw アルミニウム溶接: 知っておくべきヒントと事実

アルミニウムは軽量で強度の高い金属素材です。融点が低く、熱伝導率が高く、酸化力が強いため、気孔などの欠陥が発生しやすく、 溶接アンダーカット、溶接プロセス中に亀裂が発生します。効率的なガスシールド溶接法である GMAW は、溶接速度が速く、溶接シーム品質が高く、操作が簡単であるなどの利点を備えており、特にアルミニウム溶接に適しています。これ ガイド アルミニウム溶接とその関連技術における GMAW の応用に焦点を当てます。

Gmaw アルミニウム溶接の概要

GMAW (Gas Metal Arc Welding の略) は、一般的に使用される金属不活性ガス溶接プロセスであり、別名「Gas Metal Arc Welding」とも呼ばれます。 ミグ溶接。 GMAW アルミニウム溶接は、GMAW 工法を利用してアルミニウム材料を溶接します。

GMAW 溶接は、大気による汚染から溶接部を保護するために不活性ガス (通常はアルゴン) を使用する半自動または全自動の溶接プロセスです。 GMAW アルミニウム溶接では、溶接ガンがアーク内にフィラー金属電極を供給し、溶融池を形成します。シールドガスはこのプロセスで重要な役割を果たし、空気から酸素と窒素を効果的に隔離し、溶融池の酸化と窒化を防ぎ、それによって溶接品質を確保します。一般的に使用されるシールド ガスにはアルゴン、ヘリウム、およびそれらの混合物が含まれます。これらは溶接中に安定した保護層を形成し、外部ソースからの溶融池の汚染を防ぎます。

Gmaw アルミニウム溶接パラメータ

表 1:gmaw アルミニウム溶接パラメータ

線径 (インチ)	現在（アンペア）	電圧 (ボルト)	ワイヤ送給速度(分)	ガス	溶接ガンの角度
0.030	180-220	16-20	150-300	純粋なアルゴン	15-30°
0.035	200-250	18-22	200-400	純粋なアルゴン	15-30°
0.045	220-280	20-24	250-500	純粋なアルゴン	15-30°
0.052	250-300	22-26	300-600	アルゴンとヘリウムの混合物	15-30°
0.062	280-350	24-28	350-700	アルゴンとヘリウムの混合物	15-30°

より厚いアルミニウム材料の場合、厚さが 1 インチを超える場合、アルゴン ガスをシールド ガスとして単独で使用すると、十分な熱と溶接品質が得られない可能性があります。この場合、保護ガスとしてアルゴンとヘリウムの混合ガスの使用を検討することをお勧めします。

溶接電源と溶接材料

直流電源: アルミニウム溶接の場合は、通常、直流 (DC) 電源、特に電極がマイナス、ワークピースがプラスとなる逆極性 (DCEN) の電源を使用することをお勧めします。これは、酸化アルミニウムの抵抗が高く、逆極性により溶滴移行がより安定し、よりスムーズな溶接プロセスが容易になるためです。

溶接ワイヤ： この 溶接ワイヤ ガスメタルアーク溶接 (GMAW) の溶加材として機能します。アルミニウムの溶接には、純アルミニウム線とアルミニウム合金線が一般的に使用されます。適切なワイヤ組成を選択すると、溶接継手の化学組成と機械的特性が母材と同様になります。アルミニウム溶接ワイヤに加えて、次のような材料で作られた溶接ワイヤも使用できます。 ステンレス鋼溶接ワイヤー GMAW 溶接には他の材料も使用できます。

シールドガス： GMAW 溶接で使用されるシールド ガスは、主に溶接プロセス中の酸化や汚染を防ぐことを目的としています。アルミニウム溶接の場合、一般的に使用されるシールド ガスには、純アルゴン (Ar) またはアルゴンとヘリウム (He) の混合ガスが含まれます。これらのガスは溶融池を効果的に保護し、溶接欠陥の発生を減らします。

GMAWアルミニウム溶接のメリットとデメリット

その利点と欠点は次のとおりです。

Advantages

• 高い生産効率：ガスメタルアーク溶接（GMAW）は、溶接速度が速く、操作が簡単で、高速、連続、安定した溶接プロセスを可能にし、生産効率を大幅に向上させます。
• 高い溶接シーム品質: GMAW アルミニウム溶接では、シールドにアルゴンなどの不活性ガスを使用し、酸化と窒素の吸収を効果的に防止し、高品質の溶接シームを実現します。
• 低い溶接コスト: 他の溶接方法と比較して、GMAW 溶接は設備と材料のコストが比較的低くなります。さらに、溶接プロセスに必要な補助材料は最小限であるため、生産コストが削減されます。

デメリット

• 溶接スパッタ: ガスメタルアーク溶接 (GMAW) アルミニウム溶接中に、過剰な溶接スパッタが発生する可能性があり、溶接シームの美観に影響を与えるだけでなく、オペレータの安全上の脅威にもなります。
• 限られた建設環境: GMAW アルミニウム溶接ではシールドに不活性ガスを使用する必要があるため、建設環境に一定の制限が課される場合があります。強風の環境や限られたスペースでは、シールドガスの有効性が損なわれ、溶接品質に影響を与える可能性があります。
• 高度なスキル要件: GMAW アルミニウム溶接では、溶接パラメータを制御し、溶接品質を確保するために、オペレータに一定の溶接スキルと経験が求められます。

GMAW アルミニウム溶接の応用

GMAW アルミニウム溶接技術は、自動車製造、航空機製造、建築、エレクトロニクス、造船などの多くの分野で広く使用されています。アルミニウム材料を迅速かつ効率的に溶接できるため、人気があります。たとえば、車のドア、飛行機の翼、さらには船舶の構造部品などのアルミニウム合金部品もこの技術を使用して溶接できます。これらの部品には高い強度、耐食性、精度が要求されますが、GMAW アルミニウム溶接はこれらすべてを実現できます。さらに、効率的で高品質の溶接を実現します。

GMAW アルミニウム溶接: ヒントとコツ

GMAW アルミニウム溶接を行う場合は、一連の専門的かつ技術的なヒントとテクニックに従う必要があります。

1.材料の選択とマッチング

• ワイヤーの選択：アルミニウム合金の種類（例：5xxxシリーズ、6xxxシリーズなど）に基づいて、適合する溶接ワイヤを選択してください。溶接強度と靱性を確保するには、ワイヤの化学組成と機械的特性は母材と同様である必要があります。
• ノズルとガス：アルミ溶接に適したノズルを使用し、ガス流量やノズル形状がアルミ溶接に適したものであることを確認してください。一般的なシールド ガスには、純粋なアルゴンまたはアルゴンとヘリウムの混合物が含まれます。

2.溶接前の準備

• 表面クリーニング: 特殊なアルミニウムクリーナーまたは機械的方法を使用して、アルミニウム表面から酸化物、油、不純物を除去します。厚いアルミニウム板の場合、化学的または機械的方法を使用して酸化層を除去することがあります。
• エッジの準備: きれいでバリのない溶接エッジを確保します。研磨や加工が必要な場合があります。

3.溶接パラメータの調整

• 電流と電圧: アルミニウム板の厚さと希望する溶接品質に基づいて溶接電流と電圧を調整します。通常、薄いアルミニウムには低い電流と電圧が使用されますが、厚いプレートにはより高い設定が必要です。
• 溶接速度: 速度の出し過ぎによる溶融不完全や、速度の遅さによる過熱を避けるため、一定の溶接速度を維持してください。

4.溶接技術

• 予熱と後加熱: 溶接応力を軽減するために、厚いアルミニウム板を予熱することを検討してください。溶接後の応力を緩和するために後加熱が適用される場合があります。
• ジョイントレイアウト: 応力集中領域での溶接を最小限に抑えるために溶接継手を賢明に配置し、溶接の歪みや亀裂のリスクを軽減します。
• プッシュプル溶接: 溶接プロセス中に溶接トーチが前後に移動するプッシュプル溶接技術を利用して、溶接欠陥を減らします。

5.Quality Control

• 溶接後、溶接部に亀裂や不完全な溶接がないことを確認するために目視検査を行います。
• X 線や超音波検査などの方法を使用して、溶接品質を内部で検査し、要件を満たしていることを確認します。
• 区別することが重要です 悪い溶接と良い溶接 溶接プロセスを完了した後、溶接接合部の品質と信頼性を確保します。

まとめ

GMAW アルミニウム溶接プロセスは、アルミニウムおよびその合金の高品質な溶接を実現します。実際のアプリケーションでは、さまざまな溶接ニーズを満たすために、特定の状況に基づいて適切なプロセスパラメータと操作方法を選択する必要があります。

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