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アルミニウム合金の溶接は難しい – 次の戦略が解決に役立ちます

アルミニウム合金の溶接は、一般的な炭素鋼やステンレス鋼などの溶接とは大きく異なります。他の材料にはない​​多くの欠陥が発生しやすいため、それらを回避するには的を絞った対策を講じる必要があります。アルミニウム合金の溶接で起こりやすい問題点と溶接技術に求められる条件を見てみましょう。

アルミニウム合金材の溶接の難しさ アルミニウム合金材は鋼に比べて熱伝導率が1~3倍高く、熱くなりやすい素材です。しかし、この材料は高温に弱く、加熱時の膨張率が大きいため溶接変形が起こりやすいです。また、この材質は溶接の際に割れや溶接の溶け込みが起こりやすく、特に薄いアルミ板の溶接は困難になります。

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アルミニウム合金の溶接では、溶融池中に一定量の水素が発生します。溶接部が形成される前にこれらのガスを排出しないと、溶接部に気孔が発生し、溶接部の品質に影響を与えます。

アルミニウムは酸化しやすい金属であり、空気中には酸化されていないアルミニウムはほとんど存在しません。アルミニウム合金の表面が直接空気にさらされると、その表面に緻密で不溶性の酸化アルミニウムの皮膜が形成されます。酸化皮膜は耐摩耗性、耐高温性に優れており、融点は2000℃以上です。一度形成されると、その後の加工の難易度が大幅に上昇します。

また、アルミニウム合金の溶接は接合部が軟化しやすく、溶融状態での表面張力が小さく欠陥が生じやすいなどの問題があります。

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アルミニウム合金溶接プロセスの要件
まず溶接設備の観点から見ると、MIG/MAG溶接機を使用する場合にはシングルパルスやダブルパルスなどのパルス機能が必要になります。ダブルパルス機能が最も効果的です。ダブルパルスは高周波パルスと低周波パルスを重ね合わせたもので、低周波パルスは高周波パルスを変調するために使用されます。このようにして、ダブルパルス電流が低周波パルスの周波数に固定され、ピーク電流とベース電流が周期的に切り替わり、溶接部に規則的な魚鱗が形成されます。

溶接の形成効果を変更したい場合は、低周波パルスの周波数とピーク値を調整できます。低周波パルス周波数を調整すると、ダブルパルス電流のピーク値とベース値の間のスイッチング速度に影響し、溶接部の鱗模様の間隔が変わります。スイッチング速度が速いほど、鱗模様の間隔は狭くなります。低周波パルスのピーク値を調整することで溶融池の撹拌効果が変化し、溶接深さが変化します。適切なピーク値を選択すると、気孔の発生の低減、入熱の低減、膨張と変形の防止、溶接強度の向上に明らかな効果が得られます。
また、溶接工程の観点から次の点に注意してください。
まず、溶接前にアルミニウム合金の表面を洗浄し、ゴミや油をすべて除去する必要があります。アセトンは、アルミニウム合金の溶接点の表面を洗浄するために使用できます。厚板アルミニウム合金の場合は、まずワイヤーブラシで洗浄し、次にアセトンで洗浄します。
第二に、使用する溶接ワイヤの材料は母材に可能な限り近いものでなければなりません。アルミニウムシリコン溶接ワイヤとアルミニウムマグネシウム溶接ワイヤのどちらを選択するかは、溶接の要件に従って決定する必要があります。さらに、アルミニウムマグネシウム溶接ワイヤはアルミニウムマグネシウム材料の溶接にのみ使用できますが、アルミニウムシリコン溶接ワイヤは比較的広く使用されています。アルミシリコン材、アルミマグネシウム材の溶接が可能です。
第三に、プレートの厚さが厚い場合、プレートを事前に予熱する必要があります。そうしないと溶接が容易になります。アークを閉じるときは、小さな電流を使用してアークを閉じ、ピットを埋める必要があります。
第四に、タングステン不活性ガスアーク溶接を行う場合は、直流アルゴンアーク溶接機を使用し、正逆交流と直流を交互に使用する必要があります。正DCはアルミ材の表面酸化金型の洗浄に使用し、逆DCは溶接に使用します。
また、溶接仕様は板厚と溶接要件に応じて設定する必要があることに注意してください。 MIG 溶接では、特殊なアルミニウム ワイヤ送給ホイールとテフロン ワイヤ ガイド チューブを使用する必要があります。そうしないと、アルミニウム チップが生成されます。アルミニウムの溶接ワイヤは柔らかく、溶接ガンのケーブルが長すぎるとワイヤ供給の安定性に影響を与えるため、溶接ガンのケーブルは長すぎないでください。


投稿日時: 2024 年 8 月 27 日