GMAW は、溶接、特にアルミニウムの溶接について議論するときに必ず言及されます。シールド ガスと連続的に供給されるワイヤ電極を使用するため、専門家の間で人気があります。その理由は、高速で効率的、かつ適応性に優れているからです。
GMAW aluminum welds offer a unique combination of speed and precision. This makes it ideal for projects requiring durability and fine details. This method is unique in its ability to weld aluminum efficiently and overcome challenges such as high thermal conductivity or susceptibility to warping, is widely used in wheelchair manufacturing, automobile production and industrial fields.
GMAW アルミニウム溶接をマスターするための技術的な側面と実用的なヒントを詳しく説明しますので、お楽しみに。
GMAWアルミニウム溶接の基礎
GMAWのプロセスと原則を理解する
GMAW (ガス メタル アーク溶接) では、消耗電極ワイヤと金属片の間に形成される電気アークを使用します。金属は加熱され、溶解され、接合されます。シールド ガスとワイヤ電極が溶接ガンに供給され、空気中の汚染物質から溶接部を保護します。
GMAWアルミニウム溶接の概要
アルミニウムは GMAW で溶接できますが、精度と特性の徹底的な理解が必要です。アルミニウムは他の金属よりも軽く、熱伝導率も高くなっています。GMAW は、反りや溶け落ちを起こさずに材料の特性を処理できます。
他の溶接技術と比較する
GMAWとは異なり、 ティグGMAW は、習得が早く簡単です。GMAW は TIG よりも堆積速度が高いため、厚い材料に最適です。
GMAWアルミニウム溶接：機器と材料
適切な溶接機
GMAW に関しては、適切な溶接装置を選択することが重要です。アルミニウム溶接の要件を満たすことができ、より高いアンペア数とより滑らかな給電ワイヤが必要になることがよくあります。
電力要件
アルミニウムには、通常 200 ～ 300 ワットの高出力の溶接機が適しています。この溶接機は、アルミニウムの高い熱伝導率を過熱することなく処理できます。
調整機能
電圧とワイヤ送り速度を調整できる機械を選択してください。アルミニウムを溶接する際には、歪みや溶け落ちを防ぐために、この柔軟性が不可欠です。
アルミワイヤーとガスを選択
溶接の品質は、ガスとワイヤの選択によって大きく左右されます。各オプションには、アルミニウム GMAW における特定の目的と用途があります。
さまざまなタイプとサイズのワイヤー
4043 や 5356 などの合金は、アルミニウム製のワイヤーに使用される最も一般的な合金です。溶接の強度とひび割れに対する敏感さによって異なります。ワイヤーの直径は、溶接する材料の厚さに応じて、0.030 インチから 1/16 インチまで変化します。
ガスの選択とその影響
アルゴンは過剰な飛散を防ぎ、薄いアルミニウム板のビーディングの外観を改善します。厚い部分にアルゴンとヘリウムを混合すると、ヘリウムの熱伝導率が高いため、より深い浸透が可能になります。
GMAWに必須のアクセサリ
適切なアクセサリを使用すると、GMAW アルミニウム溶接時の安全性と効率が向上します。
安全装置
火花やスパッタによる火傷から身を守るために、UV および IR フィルター付きの溶接マスクと難燃性手袋を着用してください。
追加ツール
溶接前にアルミニウムを洗浄するためのワイヤーブラシ、アルミニウムワイヤをスムーズに送るためのスプールガン、作業エリアを清潔に保つための飛散防止スプレーなどを用意してください。
溶接前の準備
材料の準備
アルミニウムは汚染物質に対して非常に反応性が高いため、特にアルミニウムを使用する場合は、高品質の溶接を保証するために、GMAW 用に材料を適切に準備することが重要です。
洗浄と脱脂
溶接する前に、アルミニウムの表面を洗浄して、酸化物や油や汚れなどの汚染物質を除去してください。汚染を避けるために、アルミニウム専用に設計されたステンレススチール製のワイヤーブラシを使用してください。表面をブラッシングした後、アセトンなどの溶剤またはアルミニウムクリーナーを使用して、残っているグリースを除去します。
位置合わせとクランプ
洗浄後、部品を正確に位置合わせします。溶接プロセス中に材料を固定するためにクランプを使用できます。これにより、熱による材料の歪みや移動が防止されます。これにより、よりきれいで正確な接合が保証されます。
マシンのセットアップ
GMAW をアルミニウムで機能させるには、マシンを正しく設定する必要があります。
電圧とワイヤ速度の設定
アルミニウムの厚さとワイヤの種類は、正しい設定を決定する上で重要な要素です。アルミニウムには、スチールよりも高い電圧とワイヤ送り速度が必要です。メーカーの推奨設定から始めて、それに応じて調整してください。
テスト実行と調整
同じ厚さと材質のスクラップでプロジェクトをテストします。その後、電圧とワイヤ速度を微調整できます。十分な浸透と、過剰な飛散のないきれいなビードが得られるまで設定を調整します。
GMAWアルミニウム溶接技術
アルミニウムの基本的な溶接
強固で見た目に美しい溶接を実現するには、GMAW の基本技術を習得することが不可欠です。
プッシュテクニックとプルテクニック
アルミニウムを溶接する場合、引くよりも押す方が好ましい場合が多いです。トーチを溶接プールから押し出すことで、視認性が向上し、スラグの蓄積が減り、ガスのカバー範囲が広がります。この技術により、よりきれいで滑らかな、多孔性の少ない溶接が実現します。
溶接の角度と速度
移動方向に対して 10 ～ 15 度の一定の角度を保ってください。この角度により、熱とガスの分散が改善されます。溶接速度は、アルミニウムの過熱を防ぐのに十分な速さで、十分なフィラー メタルと溶融を可能にするのに十分低い速度である必要があります。
高度なテクニック
プロジェクトが変化し、主により厚いアルミニウム片を扱うようになると、高度な GMAW スキルがさらに重要になります。
厚い素材の取り扱い
より厚いアルミニウムを作るには、アルゴン、ヘリウム、および電力設定の組み合わせの使用を検討してください。また、金属を予熱して、ひび割れのリスクを減らし、熱放散を管理することも効果的です。
反りや歪みを矯正する方法
バックステップ溶接と断続溶接の技術を使用して、歪みと反りを最小限に抑えます。これらの方法により、溶接間の材料の冷却が可能になり、熱入力を制御できます。構造の完全性と位置合わせが維持されます。
よくある問題のトラブルシューティング
GMAW アルミニウムの問題は、いくつかの簡単な調整で解決できます。
焼け落ち防止
溶け落ちを防ぐには、電圧を低くし、ワイヤの送りを速くし、移動速度を高くします。これらの調整により、溶解量を減らし、熱入力を管理します。
スパッタと気孔の管理
ガス流量を微調整してスパッタを減らします。また、ワイヤの送り速度が溶接電流と一致していることを確認します。気孔のない溶接を行うには、溶接前に材料が乾燥していて清潔であることを確認します。また、十分なカバー率を達成するためにシールド フローを調整する必要があります。
溶接後の作業
冷却と洗浄
溶接後は、アルミニウムを適切に冷却することが重要です。圧縮空気や水などの急速冷却方法は、応力や亀裂の原因となるため、避けてください。部品を外気中で冷却してください。ワイヤー ブラシでスラグを取り除き、溶接中に発生したスパッタ、酸化物、スラグをきれいにしてください。
検査と試験の方法
溶接の完全性と品質を確保することは、特に重要な用途で使用される場合に重要です。溶接後の手順には、定期的な検査とテストが含まれます。
目視検査
まず、溶接部の周囲を目視で検査します。亀裂、アンダーカット、不完全な融合などの不連続性を簡単に検出できます。均一で滑らかなビードは、良好な溶接であることを示します。
非破壊検査技術
より詳細な分析には非破壊検査 (NDT) を使用できます。一般的な手法には次のものがあります。
- 超音波検査: 高周波音波は表面溶接部の下にある欠陥を検出します。この方法は、内部の亀裂や多孔性を識別するために使用できます。
- 放射線検査（RT）： X 線とガンマ線を使用して溶接部の画像を作成します。この技術は、溶接部の内部構造を視覚化し、欠陥を検出するのに最適です。
- 渦電流検査: 表面および表面付近の欠陥に電磁誘導を使用します。この方法は薄い材料に適しています。
GMAWアルミニウム溶接品質の最適化
結果を最適化する最適なパラメータ
アルミニウムを扱う場合、GMAWで最高の溶接を実現するには、さまざまなパラメータを制御および調整する必要があります。より良い結果を得るために設定を微調整する方法
- 電圧設定と電流: アルミニウムを溶接するには、電圧と電流を正確に制御する必要があります。アルミニウムの種類と厚さに応じた推奨設定から始めて、テスト溶接に基づいて調整することができます。
- ワイヤ送り速度: アルミニウムの場合、安定したアークを維持するために、より高速のワイヤ供給を使用するのが最適です。これにより、熱放散も補正されます。ワイヤ供給を現在の設定に合わせて調整します。バランスの取れたアークは、安定して一貫した音になります。
- 移動速度: トーチを材料上で動かす速度は、ビードと溶け込みに影響します。移動速度が速すぎると、溶け込みが不十分になる可能性があります。一方、速度が遅いと、熱が過剰に蓄積され、溶接が歪んだり弱くなったりする可能性があります。
- トーチの角度とテクニック: 一般的に、わずかにプッシュ（リーディングトーチ）角度を付ける方が、ガスのカバー範囲が広くなり、溶け込みが良くなります。さまざまな角度を試して、溶接の全体的な品質にどのような影響があるかを確認してください。
- シールドガス組成: アルミニウムの場合、純粋なアルゴンが最も一般的です。ただし、ヘリウムは熱伝導率が優れているため、厚い部分への浸透を高めるために使用できます。
結論
GMAW アルミニウム溶接をマスターすると、プロジェクトの品質と効率が向上します。溶接前から溶接後の作業まで、正しい技術を理解して使用することで、耐久性のある強力な溶接を実現できます。
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よくあるご質問
薄いアルミニウム板を溶接する場合に最適なワイヤ径はどれくらいですか?
薄いシートでは 0.030 ～ 0.0.035 インチのワイヤ径を使用して、焼け落ちを防止します。
過剰な溶接スパッタリングを減らすにはどうすればよいでしょうか?
飛散防止スプレーを使用し、電圧とワイヤ送り速度を正確に調整してください。機器を清潔に保ってください。
GMAW はあらゆる種類のアルミニウム合金に適用できますか?
GMAW は多くの種類のアルミニウム合金に使用できますが、2000 シリーズや 7000 シリーズなどの割れやすい合金との適合性を確認することが重要です。
アルミニウムの場合、他の方法に比べて GMAW の利点は何ですか?
GMAW は、溶接速度を速めて労力を削減することで生産性を向上させ、コストを削減するため、アルミニウムを溶接するコスト効率の高い方法です。また、廃棄物を最小限に抑え、エネルギー効率も優れています。
その他のリソース
アルミニウム溶接ワイヤの選択 – 出典: ホバートブラザーズ
溶接スパッタの防止 – 出典: フロニウス
非破壊検査方法 - ソースフライアビリティ
ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
