凝固中にガスの閉じ込めによって形成される空洞型の不連続部である気孔は、MIG 溶接において一般的ですが厄介な欠陥であり、いくつかの原因が考えられます。これは半自動またはロボットアプリケーションで発生する可能性があり、どちらの場合も除去と再作業が必要となり、ダウンタイムとコストの増加につながります。
鋼の溶接における気孔の主な原因は、溶接池に含まれる窒素 (N2) です。液だまりが冷えると、N2の溶解度が著しく低下し、溶鋼中からN2が出てきて気泡(細孔)が形成されます。亜鉛めっき/合金化溶融亜鉛めっき溶接では、蒸発した亜鉛が溶接池内でかき混ぜられる可能性があり、溶接池が固化する前に逃げる時間が十分にない場合、気孔が形成されます。アルミニウム溶接の場合、鋼における N2 の作用と同様に、すべての気孔は水素 (H2) によって引き起こされます。
溶接気孔は外部または内部に現れることがあります (表面下気孔と呼ばれることが多い)。また、溶接部の 1 点または全長に沿って発生し、溶接部が弱くなる場合もあります。
多孔性の主な原因を特定する方法と、それらを迅速に解決する方法を知ることは、品質、生産性、収益の向上に役立ちます。
シールドガスの適用範囲が不十分
シールドガスの被覆率が低いと、雰囲気ガス (N2 および H2) が溶接池を汚染する可能性があるため、溶接ポロシティの最も一般的な原因となります。適切なカバレッジの欠如は、シールド ガスの流量不足、ガス チャネル内の漏れ、溶接セル内の空気流量が多すぎるなど、いくつかの理由で発生する可能性がありますが、これらに限定されません。速すぎる移動速度も原因となる可能性があります。
オペレータが流量不足が問題の原因であると疑う場合は、流量が適切であることを確認するためにガス流量計を調整してみてください。たとえば、スプレー移送モードを使用する場合、毎時 35 ~ 50 立方フィート (cfh) の流量で十分です。より高いアンペア数で溶接するには流量を増やす必要がありますが、流量を高く設定しすぎないことが重要です。これにより、一部の銃の設計では乱流が発生し、シールド ガスの適用範囲が混乱する可能性があります。
ガンの設計が異なるとガス流特性も異なることに注意することが重要です (以下の 2 つの例を参照)。上部設計のガス流量の「スイート スポット」は、下部設計のガス流量よりもはるかに大きくなります。これは、溶接技術者が溶接セルを設定するときに考慮する必要があることです。
デザイン 1 はノズル出口でのスムーズなガスの流れを示しています
デザイン 2 は、ノズル出口での乱流ガス流を示しています。
また、ガス ホース、継手、コネクタ、および MIG 溶接ガンの電源ピンの O リングに損傷がないかどうかも確認します。必要に応じて交換してください。
溶接セル内の作業者や部品を冷却するためにファンを使用する場合は、ガスの適用範囲を妨げる可能性があるため、ファンが溶接領域に直接向けられないように注意してください。外部の空気の流れから保護するために溶接セル内にスクリーンを置きます。
ロボットアプリケーションではプログラムを再タッチして、適切なチップとワークの距離があることを確認します。これは、希望する円弧の長さに応じて、通常 1/2 ~ 3/4 インチです。
最後に、多孔性が持続する場合は移動速度を遅くするか、より優れたガス カバレッジを備えたさまざまなフロントエンド コンポーネントについて MIG ガンのサプライヤーに問い合わせてください。
卑金属の汚染
オイルやグリースからミルスケールや錆に至るまで、ベースメタルの汚染も気孔が発生する原因のひとつです。特にアルミニウムの溶接では、湿気もこの不連続を促進する可能性があります。これらの種類の汚染物質は通常、オペレータに見える外部の多孔性を引き起こします。亜鉛メッキ鋼は、表面下に気孔が発生しやすいです。
外部の気孔を防ぐには、溶接前に母材を徹底的に洗浄し、金属入り溶接ワイヤの使用を検討してください。このタイプのワイヤにはソリッド ワイヤよりも高いレベルの脱酸素剤が含まれているため、母材上に残留する汚染物質に対してより耐性があります。これらのワイヤおよびその他のワイヤは、常に工場と同等かわずかに高い温度の乾燥した清潔な場所に保管してください。これを行うと、溶接池に湿気が入り込み、気孔が発生する可能性がある凝縮を最小限に抑えることができます。電線を冷蔵倉庫や屋外に保管しないでください。
凝固中にガスの閉じ込めによって形成される空洞型の不連続部である気孔は、MIG 溶接において一般的ですが厄介な欠陥であり、いくつかの原因が考えられます。
亜鉛メッキ鋼を溶接する場合、亜鉛は鋼が溶けるよりも低い温度で蒸発し、移動速度が速いと溶接池が急速に凍結する傾向があります。これにより、鋼内に亜鉛蒸気が閉じ込められ、多孔性が生じる可能性があります。移動速度を監視してこの状況に対処してください。繰り返しになりますが、溶接池からの亜鉛蒸気の逃がしを促進する特別に設計された(フラックス配合)金属入りワイヤを検討してください。
ノズルの詰まりおよび/またはサイズが小さい
ノズルの詰まりやサイズが小さいことも、気孔の原因となる可能性があります。溶接スパッタは、ノズル内、コンタクト チップおよびディフューザの表面に蓄積し、シールド ガスの流れが制限されたり、乱流が発生したりすることがあります。どちらの状況でも、溶接池の保護が不十分になります。
この状況をさらに悪化させるのは、ノズルが用途に対して小さすぎるため、スパッタがより大量かつ迅速に蓄積する傾向があることです。ノズルを小さくすると、ジョイントへのアクセスが向上しますが、ガスの流れに許容される断面積が小さくなるため、ガスの流れが妨げられます。ノズルの突き出し (または凹み) に対するコンタクト チップの変数を常に念頭に置いてください。これは、ノズルの選択によるシールド ガスの流れと気孔率に影響を与えるもう 1 つの要因となる可能性があります。
それを念頭に置いて、ノズルが用途に十分な大きさであることを確認してください。一般に、より大きなワイヤサイズを使用する高溶接電流の用途には、より大きな口径のノズルが必要です。
半自動溶接用途では、ノズル内の溶接スパッタを定期的に確認し、溶接ペンチ (ウェルパー) を使用して除去するか、必要に応じてノズルを交換してください。この検査では、コンタクト チップの形状が良好であること、およびガス ディフューザに透明なガス ポートがあることを確認します。オペレーターはスパッタ防止化合物を使用することもできますが、過剰な量の化合物がシールドガスを汚染し、ノズルの絶縁を損傷する可能性があるため、ノズルを化合物に浸しすぎないように注意する必要があります。
ロボット溶接作業では、スパッタの蓄積を防ぐためにノズル クリーニング ステーションまたはリーマーに投資します。この周辺機器は、サイクル タイムに影響を与えないように、生産中の日常的な一時停止中にノズルとディフューザーを洗浄します。ノズル クリーニング ステーションは、フロント コンポーネントにコンパウンドを薄く塗布するスパッタ防止スプレーと連動して機能するように設計されています。スパッタ防止液が多すぎたり少なすぎたりすると、さらに多孔性が生じる可能性があります。ノズルの洗浄プロセスにエアブラストを追加すると、消耗品からのばらばらのスパッタを除去するのにも役立ちます。
品質と生産性の維持
溶接プロセスを注意深く監視し、気孔の原因を知ることで、解決策を実行するのは比較的簡単です。そうすることで、アークオン時間が長くなり、高品質の結果が得られ、生産中により多くの良好な部品が移動するようになります。
投稿時間: 2020 年 2 月 2 日