アルミニウムを溶接する方法は？-決定的なガイド
自転車やオートバイのフレーム、トラックのトレーラー、鉄道車両のプロファイル、宇宙旅行の材料–アルミニウムは、軽量化と安定性の実現に役立つ材料です。さらに、美しく溶接されたアルミニウムの継ぎ目は、本物の目を引くものです。
その低密度と優れた強度のおかげで、アルミニウムは現代の生産の不可欠な部分になっています。すべての利点に加えて、この金属を処理するときにいくつかのトリッキーな側面もあります。
誤ってアルミシートに穴を開けたことがある人なら誰でも、私たちが何を話しているのか知っています。アルミニウムの溶接には、特別な知識とスキルが必要です。アルミニウム溶接に重要なことと、アルミニウムを適切に溶接する方法については、このブログをご覧ください。
アルミニウム溶接が難しいのはなぜですか？
アルミニウムは、製造に使用される一般的な種類の金属です。腐食性がなく、軽量で、見た目にも心地よいため、さまざまな溶接に最適な材料です。ただし、アルミニウムを望ましいものにするのと同じ特性により、作業が難しくなる可能性もあります。
では、なぜアルミニウムは溶接が非常に難しいのでしょうか。この材料は柔らかく、高感度で、丈夫な酸化層によって絶縁されています。アルミニウムは溶融状態にある間、不純物の影響を受けやすく、多孔質で弱い溶接につながる可能性があります。
アルミニウムとその合金は、酸素に対して非常に親和性があります。純アルミニウムは1,200°F（650°C）で溶け、金属を保護する酸化物は3,700°F（2,037°C）で溶けます。酸化物はアルミニウム自体よりも約2,500°F（1,370°C）高い温度で溶けるため、溶接を開始する前に酸化物を金属から除去する必要があります。
アルミニウムは熱伝導率が高く、融点が低いため、他の金属よりも加工性のウィンドウが小さく、溶け落ちやすくなります。これは、溶接の進行状況と品質を示すのが難しいことと相まって、アルミニウムを扱いにくい材料にする可能性があります。
アルミニウムの溶接方法 ？
アルミニウムの溶接は、適切な溶接プロセスを選択することになります。多くのツールと方法は鋼を溶接するために設計されていますが、アルミニウムには独自の技術と設備が必要です。
溶接プロセスを開始する前に、溶接工はアルミニウムを完全に洗浄する必要があります。前述のように、アルミニウムの課題の1つは、不純物が発生しやすいことです。したがって、材料を正しく準備することが重要です。従うべきいくつかのステップは次のとおりです。
- アセトンなどの溶剤または強力な石鹸などの弱アルカリ性溶液を使用して、アルミニウムの表面から油、グリース、水蒸気を取り除きます。
- 表面の酸化物を取り除くには、ステンレス鋼のワイヤーブラシ（アルミニウム専用）を使用します。これは、強アルカリまたは強酸でも行うことができます。溶接する前に、必ず部品をすすぎ、完全に乾かしてください。
- すぐに溶接しない場合は、ジョイントを組み立ててカバーします。これにより、汚れや砂がジョイントを汚染するのを防ぐことができます。
- アルミニウムは常に乾いた状態に保ち、室温で保管してください。数日以内に溶接する必要があります。そうでない場合は、ジョイントを再度清掃します。
安全性は、アルミニウムやその他の材料を溶接するためのもう1つの重要な要素です。ゴーグル、安全メガネ、目を保護するための適切なレンズシェード番号の溶接ヘルメット、金属の火花や飛び散りから身を守るための革、足を保護するための適切な靴などの適切な保護具を常に着用してください。溶接ヒュームを呼吸ゾーンから遠ざけるための適切なヒューム換気。
アルミニウム溶接のさまざまな手法の使用
アルミニウムを溶接する方法がわからない場合は、使用できる溶接プロセスがいくつかあることを知っておくことが重要です。
- GTAW/TIG溶接
- GMAW/MIG溶接
- SMAW溶接
- 抵抗溶接
- レーザービームおよび電子ビーム溶接
では、アルミニウムではどのような種類の溶接を避ける必要がありますか？一般に、フラックスを使用するどのタイプの溶接も、多孔性をもたらす可能性があるため、アルミニウムには理想的ではありません。これらには、フラックス入りアーク溶接（FCAW）、サブマージアーク溶接、およびスティック溶接が含まれます。
1。 GTAW / TIG
ガスタングステンアーク溶接（GTAW）は、タングステン不活性ガス（TIG）溶接とも呼ばれ、アルミニウムに選択される最も一般的な溶接プロセスの1つです。この溶接技術は、自動車愛好家やプロのレーシングチームの溶接工によってよく使用されます。
GTAWには、シールドガスとして100％アルゴンを使用するAC（交流）機能を備えた定電流装置が必要です。送り能力の問題を引き起こす可能性のある機械的なワイヤー送りは必要ありません。
むしろ、溶接機はフィラー材料を水たまりに供給します。交流が溶接時にアルミニウムから酸化層をきれいにするので、このプロセスも非常にきれいです。また、プロセス全体でアルミニウムが汚染されるのを防ぎます。
TIG溶接のヒント：
- 適切なタングステン電極またはロッドを選択します。アルミニウムの最良の選択は、通常、純粋なタングステンロッドです
- 時間をかけてアルミニウムを洗浄し、予熱して準備します
- 不規則なアークを引き起こす可能性のある、トーチでのアルゴンの流れが多すぎないことを確認してください
- 反りを防ぐために、ヒートシンクを使用してください
- 溶接するときは、適切なアルミニウムフィラー電極またはロッドに汚染物質がないように保ち、母材と溶かして一定の溶接水たまりを作成します。
TIGアルミニウム溶接の利点
- TIGアルミニウム溶接の多くの利点の1つは、フラックスの必要性を排除することです。その結果、溶接には腐食の原因がありません。
- 溶接はどの位置でも行うことができます。 TIG溶接により、視認性が向上し、高速溶接が可能になります。
- 非常に低い歪みと高い強度で、圧力の強い接合部を得ることができます。
- GTAWは比較的簡単に実行でき、高速溶接技術です。 TIGが他の融接方法よりも好まれる理由の1つです。
- TIG溶接では、非消耗電極とAC電流を使用します。アルゴンまたはヘリウムが不活性シールドガスとして使用されます。フィラー材料が必要な場合は、自動または手動で供給することができます。
- 非常に薄いアルミニウム（0.6 mm 0r 0.025インチ）を溶接できますが、厚さが1mm以上の材料で良好な結果が得られます。
2。 GMAW / MIG
一般に金属不活性ガス（MIG）溶接と呼ばれるガスメタルアーク溶接（GMAW）は、アルミニウム溶接に使用されるもう1つの一般的な方法です。
このタイプの溶接は通常、TIG溶接よりも移動速度が速く、溶着速度が速く、溶接品質に影響を与えます。ただし、機械的なワイヤ送給システムを利用しているため、溶接工はワイヤ送給を可能にするためにスプールガンまたはプッシュプルガンを使用する必要がある場合があります
さらに、アルミニウムが多孔質になるリスクに対抗するために、ベース材料とフィラーロッドは清潔で湿気がなく、優れたシールドガス被覆率（通常は純粋なアルゴン含有量）を備えている必要があります。
MIG溶接のヒント：
- プッシュプルワイヤフィードを準備します
- アルミニウムをきれいにし、酸化物を取り除き、接合されるエッジをやすりで磨きます
- 溶接中は引っ張らないで、10度から15度の角度で押してください
- マルチパスストレートビードを使用して、溶接の全体的な外観を改善し、欠陥を回避します
- ヒートシンクを使用します。これにより、余分な熱を吸収し、溶接速度を遅くすることができます
3。レーザービームと電子ビーム溶接
アルミニウムにはビーム溶接技術が一般的に使用されています。電子ビーム溶接は、非常に正確な熱影響部を備えており、簡単に制御できるため、アルミニウムに最適です。レーザービーム溶接は、高速でクリーンな溶接に最適であり、アルミニウムなどの亀裂に敏感な材料に最適です。
4。抵抗溶接
このタイプの溶接は、圧力を加え、接合される金属領域に電流を流すことによって金属を接合します。アルミニウムに使用できます。ただし、溶接工はこの金属の高い熱伝導率と電気伝導率に注意する必要があります。
5。被覆アーク溶接（SMAW）
このタイプの溶接は、アルミニウムの溶接に使用できますが、お勧めしません。場合によっては、電極正極性を使用したアルミニウム電極を備えた定電流装置を使用して鋳造アルミニウムを修理するために使用されます。
アルミニウム溶接中に影響を与える要因
要約すると、アルミニウムの溶接を困難にする最も一般的な要因のいくつかを次に示します。
- 酸化： アルミニウムの上に酸化アルミニウム層があり、これはアルミニウムよりもかなり高い温度で溶けます。この層を溶かすには高熱が必要ですが、溶接工は下のアルミニウムに穴を開けないように注意する必要があります。
- 多孔性： 溶融状態では、アルミニウムは加熱すればするほど水素をすばやく吸収します。この水素は、金属が固体の形に戻るときに分離します。これにより、材料に気泡が残り、金属が多孔質になり、弱くなる可能性があります。
- 不純物： アルミニウムは非常に敏感であるため、溶接プロセス中に汚れ、空気、水によって汚染される可能性があるいくつかの方法があります。アルミニウムは、シールドが不十分であるか、アークが長すぎるために、溶接部に到達する空気によって汚染される可能性があります。酸素は、アルミニウムの強度、延性を低下させ、アルミニウム溶接部に酸化物を形成させる可能性があります。これは、外観に影響を与え、マルチパス溶接を複雑にします。水素は、電極フラックスの水分、湿った空気、湿った溶接継手など、多くの発生源から発生する可能性があります。これらすべての理由から、溶接前にアルミニウムを完全に洗浄し、正しく保管することが重要です。
- 厚さ： アルミニウムの溶接には、さまざまな材料の厚さでの作業が含まれます。溶接工は、強力な溶接を作成するのに十分な厚さの材料を貫通しながら、より薄い材料を焼き尽くさないようにする方法を知っている必要があります。
アルミニウムの溶接には確かに課題がありますが、学ぶことは不可能ではありません。幸いなことに、アルミニウムのユニークな特性を扱うときに役立つように設計されたツールとテクニックがあります。
アルミニウムがどのように反応するか、そしてこれらのツールとテクニックを効果的に使用する方法についての知識を持っていることで、アルミニウム溶接の技術を習得するための道を順調に進むことができます。
アルミニウムを溶接するときに避けるべきこと
アルミニウムの溶接に使用できるさまざまな方法について説明したので、避けるべき一般的な間違いについて話しましょう。
- 「万能」アプローチを取る ：アルミニウムの溶接に関しては、溶接工は鋼のような材料を使用する場合とはまったく異なるアプローチをとる必要があります。アルミニウムは非常に独特であり、正しく取り扱わないと危険をもたらす可能性があるため、溶接工が他の金属や材料での経験に基づいて技術を使用しないことが重要です。
- 適切なPPEを着用していない ：危険と言えば、アルミニウムやあらゆる種類の材料の溶接は本質的に危険です。溶接工は常に正しい個人用保護具（PPE）を着用し、安全手順とベストプラクティスについて自分自身を教育することが重要です。これは、業界で長く成功するキャリアの鍵です。
- 準備に失敗しました ：準備が重要です—溶接機と溶接される材料の両方にとって。溶接を開始する前に、必ずアルミニウムを適切に清掃し、正しく保管してください。さらに、アルミニウム溶接の技術を研究し、技術について自分自身を教育することによって、あなた自身を準備することを忘れないでください。十分な準備ができるまで、何にも飛び込まないでください。
- 細部を無視する ：最も成功した溶接工は、細部がすべてであるとあなたに言うでしょう。この業界では、特にアルミニウム溶接では、最小のミスステップが複雑なエラーにつながる可能性があります。常に細部に注意を払い、作業を再確認してください。これにより、長期的には顧客とキャリアにメリットがあります。
- 辛抱強くない ：アルミニウムの溶接方法を学ぶには時間がかかります。練習を続け、それに固執するあなたのハードワークと粘り強さは最終的に報われるでしょう！
よくある質問。
アルミニウムの溶接方法
アルミニウムの溶接： 適切なタングステン電極またはロッドを選択してください。アルミニウムの最良の選択は、通常、純粋なタングステンロッドです。時間をかけてアルミニウムを洗浄し、予熱して準備します。不規則なアークを引き起こす可能性のある、トーチでのアルゴンの流れが多すぎないことを確認してください。反りを防ぐために、ヒートシンクを使用してください。
アルミニウムにはどのような種類の溶接機が使用されていますか？
ガスタングステンアーク溶接（GTAW）は、タングステン不活性ガス（TIG）溶接とも呼ばれ、アルミニウムに選択される最も一般的な溶接プロセスの1つです。
アルミニウムの溶接は難しいですか？
簡単に言えば、アルミニウムは、より丈夫な酸化層によって絶縁された柔らかく、高感度の金属であるため、溶接が困難です。アルミニウムは溶融状態で不純物の影響を非常に受けやすく、弱くて多孔質の溶接になってしまうリスクが高くなります。
アルミニウムを溶接する最良の方法は何ですか？
アルミニウムの最も一般的な溶接プロセスの1つは、ガスタングステンアーク溶接（GTAW）、別名タングステン不活性ガス（TIG）溶接です。 GTAWは、送り能力の問題を引き起こす可能性のある機械的なワイヤー送りを必要としないため、アルミニウムに最適なプロセスです。
自宅でアルミニウムを溶接できますか？
アルミニウムの溶接はあなたが思っているほど難しくはありません。溶接機なしでアルミニウムを溶接できることがわかりました！この指導者は、溶接機を使用せずにアルミニウムを結合する簡単な方法として、プロパントーチといくつかのアルミニウムろう付けロッドの使用方法を説明します。
自宅でアルミニウムをどのように溶接しますか？
MIGでアルミニウムを溶接できますか？
材料の厚さ：最も評判の良いMIGマシンを使用して、アルミニウムを3mmの厚さまで溶接できます。 3mmより薄い材料をうまく溶接するには、パルス機能を備えた専門のMIGまたはTIG溶接機を使用する必要がある場合があります。 （注：アルミニウムをTIG溶接するには、202Tなどの「AC / DC」マシンが必要です。）
ガスなしでアルミニウムを溶接できますか？
ガスなしでアルミニウムを溶接できますか？はい、アルミニウムは真空チャンバー内でガスなしで溶接できます。ただし、アルミニウムをガスレスで溶接すると、金属が作業スペースの周りを循環する酸素空気にさらされ、溶接の安全性が低下します。
アルミニウムのろう付けは溶接と同じくらい強力ですか？
比較優位。まず、ろう付けされたジョイントは強力なジョイントです。適切に作られたろう付けされた接合部（溶接された接合部のような）は、多くの場合、接合されている金属と同じかそれ以上の強度があります。第二に、接合部は、約1150°Fから1600°F（620°Cから870°C）の範囲の比較的低温で作られています。
アルミニウムの溶接にはMIGとTIGのどちらが適していますか？
金属の種類：MIG溶接はほとんどの種類の金属で機能します。アルミ、ステンレス、軟鋼が使用できます。 TIG溶接もこれらの金属と互換性がありますが、より薄いゲージの材料でより効果的に機能します。速度：TIGは低速な方法ですが、より高いレベルの詳細を提供します。
TIG溶接機でアルミニウムを溶接できますか？
一般的に、アルミニウム溶接には、GTAW（TIG）とGMAW（MIG）の2つのプロセスが使用されます。ビジネスのほとんどの溶接工は、TIGがより軽いゲージの材料でより良い結果を可能にするので、アルミニウムを溶接するためのより良いオプションであると言うでしょう。正しく行われると、TIG溶接アルミニウムは高品質の溶接を行うことができます。
ワイヤーフィード溶接機でアルミニウムを溶接できますか？
アルミニウムを鋼線で溶接するとどうなりますか？
鋼、銅、マグネシウム、チタンなどの金属をアルミニウムに直接アーク溶接すると、非常に脆い金属間化合物が形成され始めます。これを回避するには、アーク溶接プロセス中に溶融アルミニウムから他の金属を分離する必要があります。
プロパントーチでアルミニウムをろう付けできますか？
はい、重量がかかったり、応力がかかったり、重要な部品がない非構造金属の場合は、プロパントーチとアルミニウムろう付けロッドを使用してアルミニウムを溶接できます。
アルミニウムろう付けにフラックスが必要ですか？
全アルミニウムろう付け作業では、アルミニウムろう付けフラックスが必要です。アルミニウムろう付け用フラックスは、フッ化物と塩化物のさまざまな組み合わせで構成され、乾燥粉末として供給されます。トーチおよび炉ろう付けの場合、フラックスを水と混合してペーストを作成します。
アルミニウムの溶接にはんだを使用できますか？
アルミニウムは、はんだを受け入れるために、通常300°C以上の熱を必要とします。また、熱源ではなく、アルミニウムの温度を測定する必要があります。アルミニウムは優れたヒートシンクであるため、アルミニウムを適切な温度にするには、熱源をさらに高くする必要があります。
ガスレスMIG溶接機でアルミニウムを溶接できますか？
「ガスレスアルミニウムMIGワイヤー」または他の同様のクエリの検索に対して、Googleは有望に見える広告を配信します。しかし、成功しません。製品は、ソリッドアルミニウム、またはフラックスコア鋼線です。アルミニウムでは機能しないか、シールドガスが必要です。
アルミニウム溶接棒の強度はどれくらいですか？
華氏720度から750度の低い動作温度で、これらのロッドは、歪み、変色、または強度の損失なしにアルミニウムジョイントを構築するためにも使用できます。引張強度は33,000psi です。 。
アルミニウムの溶接に使用するのに最適なガスは何ですか？
純粋なアルゴン は最も一般的なシールドガスであり、アルミニウムのガスメタルアーク溶接とガスタングステンアーク溶接の両方によく使用されます。アルゴンとヘリウムの混合物はおそらく次の一般的なものであり、純粋なヘリウムは通常、一部の特殊なGTAWアプリケーションにのみ使用されます。
アルミニウムを溶接するために高周波が必要ですか？
周波数を120〜200 Hzに設定すると、ほとんどのアルミニウム溶接に理想的な周波数が得られます。 400Hzのアークコーンはさらにタイトで焦点が合っています。アークの安定性を向上させます。深く正確な溶け込みが必要なすみ肉溶接やその他のはめあいに最適です。
アルミニウムを溶接するのに何アンペアかかりますか？
一般的な経験則では、他の変数が一定の場合、溶接する金属の0.001インチごとに1アンペアが必要になります。つまり、1/8インチのアルミニウムを溶接する場合、他の要因が一定の場合、約125アンペアが必要になります。
アルミニウムを溶接する極性は何ですか？
AC TIG溶接（アルミニウム）の場合、極性は通常* DCと反対です。TIGトーチは正（+）端子に接続され、アースは負（-）端子に接続されます。 *注：AC / DC TIG溶接では「トーチポジティブ」が最も一般的な極性ですが、一部のAC /DCTIGマシンでは「トーチネガティブ」が必要になる場合があります。
アルミニウムを鋼に溶接できますか？
アルミニウム合金は、接着剤による接着、機械的留め具、ろう付けなどの技術を使用して比較的簡単に鋼に接合できますが、優れた構造的完全性が必要な場合は、溶接が推奨されます。ただし、アルミニウム合金を鋼に溶接することは困難です。
アルミニウムにはどのような種類のフラックスが使用されていますか？
歴史的に、腐食性フラックスはアルミニウム材料を接合するための標準でした。腐食性フラックスは水溶性で、塩化物塩とフッ化物塩の両方を含みます。
アルミニウムを軟鋼線で溶接できますか？
このプロセスでは、他の形式の溶接よりも、さまざまな互換性のある金属と互換性のない金属を結合できます。これにより、異種金属を溶接するのに理想的な方法になります。したがって、アルミニウムと鋼を一緒に溶接することができます。
2枚のアルミニウムを溶接できますか？
アルミニウムは、TIG、MIG、プラズマなどのさまざまなプロセスを使用して溶接できます。交流によるTIG溶接プロセスは、主に薄いシートに使用されます。特に突合せ継手は、TIGトーチでうまく溶接できます。
産業技術