アルミニウムガス溶接とは - 完全ガイド

酸素アセチレンおよび酸水素溶接プロセスは、アルミニウムおよびアルミニウム合金のガス溶接に最も一般的に使用されています。水素は、アセチレンと同じチップを使用して酸素と燃焼させることができます。ただし、温度が低く、チップ サイズを大きくする必要があります。

アセチレンと酸素が正しい比率で混合されて点火されると、炎は華氏 6300 度 (摂氏 3482 度) の温度に達します。これは、すべての市販の金属を完全に溶かすのに十分な強度であり、接合される金属が実際に一緒に流れて、機械的圧力またはハンマーによる完全な結合を形成します。

非常に薄い材料を除いて、通常、継ぎ目をわずかに強化するために、線材の形で余分な金属が溶融金属に追加されます。溶接が正しく行われると、結合が行われる部分は母材自体と同じくらい強くなります。

酸素アセチレン炎で溶接できる金属には、鉄、鋼、鋳鉄、銅、真鍮、アルミニウム、青銅、および多くの合金が含まれます。酸素アセチレン炎は、金属の切断、肌焼き、アニーリングにも使用されます。

溶接の準備と処理

溶接前の母材のクリーニング

アルミニウムを溶接するときは、常に適切なクリーニングを行うことが重要です。溶接に必要な清浄度と金属準備のレベルは、溶接部に求められる品質のレベルによって異なります。 AWS D1.2 などの製造コードの溶接品質要件を満たすために製造が必要な場合、溶接前の適切な準備が重要です。

高品質の溶接をアルミニウムで達成することは、鋼よりもはるかに困難です。アルミニウムは、鋼よりも、溶融不足、浸透不足、多孔性などの品質問題を引き起こす可能性がはるかに高い.

アルミニウム上の強靭な酸化皮膜は、融合の問題を引き起こす可能性があり、制御する必要があります。アルミニウムは熱伝導率が高いため、貫通の問題が発生する可能性があります。溶融アルミニウムへの水素の溶解度が高いため、多孔性の問題が発生する可能性があり、溶接前にすべての水分と炭化水素を除去する必要があります。

アルミニウム上の酸化皮膜の厚さを制御し、過剰な水分の存在による水和を防ぐ必要があります。

金属の保管と溶接継手の準備 – すべきこととすべきでないこと

ストレージ

• すべての溶接ワイヤと母材は、温度変化が最小限の乾燥した場所に保管してください。
• 溶接ワイヤは、乾燥した加熱された部屋またはキャビネットに保管することをお勧めします。
• 金属を垂直に保管して、結露と水分汚染の吸収を最小限に抑えます
• 層間。
• 溶接の 24 時間前にすべての溶加材とベース メタル材料を溶接エリアに持ち込み、それらを許可する
• 室温に戻す
• 溶接ワイヤは常にカバーしておいてください。

関節の準備

• 地面や汚れた表面を残す方法を使用しないでください。たとえば、サーキュラー ソード サーフェスは
• 帯鋸で切断された表面が不鮮明な表面を残している間、溶接可能であり、
• 溶接の前に、汚れた金属を除去するためにヤスリで削る必要があります。粗いディスク グラインダーを使用することをお勧めします
• ホイール グラインダー、ただし、可能であれば、どのような種類のグラインダーも使用しないでください。
• 接合準備の金属加工プロセスでは、可能な限り潤滑剤を使用しないでください。
• 有毒ガスが発生する可能性があるため、溶接エリアでは塩素系溶剤を使用しないでください
• 電気溶接アークの
• 酸素燃料ガス切断、炭素アーク切断またはガウジング プロセス、酸素燃料炎を予熱に使用しないでください。
• これらのプロセスは、熱の影響を受けた領域を損傷し、酸化膜の成長と水和を促進します
• 表面に存在する
• プラズマ アーク切断、ガウジング、レーザー切断を使用する
• 2xxx、6xxx、および 7xxx シリーズの合金から、プラズマ アークとレーザー カット エッジを機械的に除去します。
• これらの合金の溶融エッジには、有害な凝固亀裂と熱影響部が含まれます
• 条件。切り口から最低 1/8 インチの金属を取り除きます。機械的金属除去の使用
• 金属片を切断して除去する方法
• 組み立てる前にジョイントを準備し、きれいにします。溶剤で表面を脱脂します。
• チーズ クロスやペーパー タオルなどの清潔な布を使用して、溶接接合部を溶剤で洗浄し、乾燥させます。
• 溶接接合部のクリーニングにウエスを使用したり、圧縮空気を使用して接合部を吹き飛ばしたりしないでください。
• 圧縮空気には水分と油分が含まれています。
• 溶剤洗浄の後でのみ、ステンレス スチール ワイヤーで接合部をブラッシングします。埋め込み洗浄前のワイヤー ブラッシング
• 金属表面の炭化水素やその他の汚染物質
• エッチングされたすべての金属にステンレス ワイヤー ブラシをかけます。エッチングによる副産物の残留物は、
• 溶接前に取り外されます。
• すべてのワイヤー ブラシと切削工具を頻繁にクリーニングします。

溶接バッキング

一時的なバッキング ストリップは通常、銅、陽極酸化アルミニウム、ステンレス鋼、またはさまざまなセラミック材料でできています。それらは溶け込みを制御するために使用され、溶接後に除去されます。裏当て材が溶けて溶接パドルにならないように注意する必要があります。

恒久的なバッキング ストリップは、常に溶接される母材と同じ合金で作られています。バッキング ストリップの取り外し要件については、AWS D1.2 を参照してください。通常、一時的なバッキング材を使用する場合、ルート開口部は使用されません。ルート開口部は、通常、恒久的なバッキング材を使用する場合に使用されます。

予熱とインターパス温度

異なる厚さの母材を溶接する場合、予熱を使用して断面サイズの熱影響を減らすことができます。 3% 以上の Mg を含む熱処理可能な母材および 5xxx 母材は、15 分以上 250° F (121° C) を超える予熱およびパス間温度にさらしてはなりません。 AWS D1.2 を参照してください。

溶接後の熱処理と経年

熱処理可能なアルミニウム合金を溶接すると、熱影響部の機械的特性が大幅に失われます。溶接される母材が -T4 焼き戻しである場合、元の強度の多くは、溶接後エージングによって溶接後に回復できます。

母材が -T6 焼き戻しで溶接されている場合、溶体化熱処理を行い、溶接後に時効処理を行うと、-T6 焼き戻しに戻すことができます。溶接に使用する溶加材によっては、溶接後の熱処理やエージングで問題が生じる場合があります。

溶加材が母材と同じように熱処理や時効に反応しない場合、溶接継手は母材の機械的特性を下回る可能性があります。溶接自体に応力が集中するため、これは望ましい状態ではありません。

したがって、溶接後の熱処理とエージングを行う場合は、溶加材の選択が重要になります。 Hobart に連絡して、どの溶加材がお客様の用途に最適かについて冶金学的なアドバイスを受けてください。

アルミニウム ガス溶接プロセス

溶接する材料が適切に準備され、フラックスが塗布され、予熱された後、フラックスが溶けるまで、炎が開始点の上を小さな円を描くように通過します。フィラーは、3 ～ 4 秒間隔でつま先の表面全体をこすり落とし、フィラー ロッドが毎回炎から出てくるようにします。

こする動きは、アルミニウムを過熱せずにいつ溶接を開始するかを示します。フィラー ロッドを適用する前に、ベース メタルを溶かす必要があります。フォアハンド溶接は、炎が溶接される領域を予熱するため、一般的にアルミニウムの溶接に最適であると考えられています。薄いアルミニウムを溶接する場合、進む以外にトーチを動かす必要はほとんどありません。

3/16 インチ (4.8 mm) 以上の厚さの材料の場合、トーチは滑らかな横方向の動きを与える必要があります。これにより、溶接金属が溶接の幅全体に分散されます。穏やかに前後に動かすと、フラックスが酸化物を除去するのに役立ちます。

溶接棒は、定期的に溶接パドルに浸し、前進運動でパドルから引き抜く必要があります。このストリッピング プロセスは、水たまりを閉じ、気孔を防ぎ、フラックスが酸化膜を除去するのを助けます。

溶接規則

注:次の手順は、より技術的な性質と水素のさまざまな利用可能性のため、オキシ アセチレン用です。

ルールは簡単です。それらに従うか、失敗してください!

• 酸素ボンベを完全に開けて上部パッキンを固定したら、アセチレンを分解します。レギュレーターをそれぞれ 2 ～ 5 ポンドの均等な圧力に設定し、小さいチップには低い圧力が必要です。
• 鋼に使用するトーチ チップよりも 1 サイズ大きいトーチ チップを選択します。つまり、.040 鋼板に 00 (ダブル ワット) のチップを選択した場合は、.040 アルミニウム シートに 0 チップを使用します。
• 油が付着している場合は、溶剤、ラッカーシンナーで材料をきれいにしてください。またはアルコール。溶接の直前にステンレス製ブラシで両面をこすります。
• ロッド (またはワイヤ)、またはパーツのいずれか、または極端な場合は両方をフラックスします。フラックスは白い粉末で、1/3 を 2/3 の水またはアルコールと混合します。
• 目の保護、十分な換気、蒸気から頭を遠ざけるなどの安全対策が推奨されます。
• 溶接する合金に適切な溶加材を選択します。一般的な溶接可能な航空機用合金板金

フラックスが充填された中空のロッドは何年も前に入手可能になりましたが、疑わしい合金は別として、それ自体をきれいに分割し、結合せずにジョイントのエッジを構築するという悪い習慣が根強く残っていました.