アルミニウムmigワイヤーで溶接するときに気孔率と亀裂を避ける方法

なぜそうなのですか アルミニウム合金溶接 気孔率と亀裂が生じやすい？

アルミニウム合金溶接は、主にそのユニークな物理化学的特性のために、多孔性と亀裂の影響を受けやすいです。鋼とは異なり、アルミニウムは溶接プロセス中のさまざまな要因によってより簡単に影響を受け、欠陥につながります。

酸化物層の影響（融合と多孔性の欠如につながる）

アルミニウムは、空気中に密な酸化アルミニウム（$ AL_2O_3 $）フィルムを急速に形成します。この酸化物層には約2050°Cの融点があり、純粋なアルミニウムはわずか660°Cで溶けます。この酸化物層が溶接中に効果的に除去または壊れていない場合、溶接プールに閉じ込められて、次のようになります。

• 融合の欠如： 溶融点酸化物層は、ワイヤーとベースメタルの間の十分な融合を防ぎ、溶接強度を低下させます。
• 気孔率： 酸化物層は、溶接プールにガス（特に水素）を閉じ込め、これらの閉じ込められたガスは溶接が固化すると毛穴を形成します。

高い水素溶解度（多孔性につながる）

アルミニウム合金は、液体状態で非常に高い水素溶解度を持ち、固体状態では急激に低下します。溶解度のこの大きな変化は、気孔率の主な原因です。

• 水素源： 水素は、主に、ワイヤーとベースメタルの表面上の水分と油から生まれ、シールドガスの水分を微量しています。
• 多孔性形成： 溶接中、溶接プールは大量の水素を吸収します。プールが冷えて固化すると、水素は固体金属からすぐに逃げることができず、毛穴になる泡を形成します。

高い熱膨張と凝固収縮（亀裂につながる）

アルミニウム合金には、熱膨張係数が高く、固化速度が高くなっています。これは、溶接中にアルミニウムが大幅に変化し、かなりの内部応力が発生することを意味します。

• ホットクラック： 溶接凝固の最終段階では、低融点の共晶段階が存在し、材料の強度が低い場合、凝固縮小応力は、明らかに固化していない溶接を引き裂き、熱い亀裂を引き起こす可能性があります。
• コールドクラック： 溶接帯と熱の影響を受けたゾーンが室温まで冷却されるため、不均一な収縮によって発生する応力は、溶接またはその近くに亀裂を引き起こす可能性があります。

合金要素の影響（亀裂につながる）

異なるアルミニウム合金の亀裂抵抗はさまざまです。銅（Cu）やシリコン（SI）などの特定の合金要素は、特定の比率で低い販売点の共晶相を形成することができ、材料は溶接中の熱い亀裂の影響を受けやすくなります。

説明するために、ここに共通の比較があります アルミニウムMIGワイヤ 合金タイプ：

事前溶接準備 - 溶接を成功させるための最初のステップ

• 事前に溶けたクリーニングの重要性：

  油、湿気、そして最も重要なことには、塩基金属との両方から酸化物層を徹底的に除去することが重要である理由を説明してください アルミニウムMIGワイヤ .

  専用のステンレス鋼ブラシ、アセトン、またはイソプロピルアルコールの使用などの特定の洗浄方法を提供し、洗浄後すぐに溶接を開始する必要があることを強調します。

• アルミニウムMIGワイヤの選択と保管：

  正しいものを選択することの重要性を強調します アルミニウムMIGワイヤ モデル（例：4043対5356）および異なるワイヤーの特性が亀裂抵抗にどのように影響するかを説明します。

  多孔性の直接的な原因である水分と汚染を防ぐために、乾燥した清潔な環境にワイヤーを保管することをお勧めします。

溶接プロセス中の重要な操作

アルミニウムの溶接の場合、プロセス中に主要な操作を制御することは、適切な事前に溶けた準備と同じくらい重要です。正しいテクニックは、気孔率と亀裂を効果的に減らし、高品質の溶接を確保することができます アルミニウムMIGワイヤ .

1。ガスと流量制御のシールド

シールドガスは、空気中の酸素、窒素、水分から溶接プールを保護するために不可欠です。

• ガスタイプ： アルミニウムMIG溶接の場合、純粋なアルゴン（AR）が通常使用されます。アルゴンは空気よりも密度が高く、溶接プールを効果的に覆い、大気汚染を防止しています。より厚いアルミニウムまたはより高い熱入力を必要とするアプリケーションの場合、ヘリウムがアークの熱と浸透を増加させるにつれて、アルゴンヘリウムミックスを使用できます。
• 流量設定： ガス流量は、溶接電流と周囲の風速に基づいて調整する必要があります。
  • 低すぎる： 保護が不十分であり、空気が溶接プールを汚染し、多孔度を引き起こすことができます。
  • 高すぎる： 周囲の空気を引き込むことができる乱流を生み出し、気孔も引き起こします。
  • 参照パラメーター： $ 15〜25 $ $リットル/分（$ 30-50 $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ high）の流量は一般的な出発点ですが、微調整が必​​要です。

2。溶接パラメーターの最適化

溶接パラメーターの正確な制御は、溶接品質を確保するための中心です。

• 電圧とアンペア：
  • 電圧： ワイヤの直径とベースメタルの厚さに基づいて調整する必要があります。電圧が高すぎると、長く不安定なアークが発生し、スパッタと多孔性が発生します。電圧が低すぎると、短いアークと潜在的な短絡につながります。
  • アンページ： 主に熱入力を制御します。アンペアが少なすぎると、融合が不十分になり、冷たい亀裂を引き起こす可能性があります。多すぎると、ベースメタルを燃やしたり、熱い亀裂を引き起こす可能性があります。
• ワイヤーフィード速度： MIG溶接のアンペアに直接関連しています。
  • 速すぎる： アンペアが高すぎるため、非常に大きな溶接プールと高温亀裂のリスクが高くなります。
  • 遅すぎる： アンペアは低すぎるため、融合が不十分です。

3。溶接技術と取り扱い

正しい手法は、溶接プールを制御し、欠陥を防ぐのに役立ちます。

• 銃の角度： プッシュテクニック 銃が溶接方向に沿って押されるところで推奨されます。この方法は、より良いガスシールドを提供し、溶接プールの最先端から酸化物と不純物を押し出し、多孔性を防ぎます。一般に、アルミニウムMIG溶接の引っ張り技術よりも優れています。
• 旅行速度： 安定した移動速度を維持することが重要です。
  • 速すぎる： weld pool is not adequately shielded, and insufficient heat input leads to poor fusion.
  • 遅すぎる： 過度の熱濃度は、熱蓄積のために燃焼スルーを引き起こしたり、熱い亀裂のリスクを増やしたりする可能性があります。
• アークの長さ： 安定した短いアークの長さは、集中した熱とより良いシールドを提供します。長い弧は安定性を低下させ、大気汚染の可能性を高めます。

パラメーター比較：プッシュテクニックとプルテクニック

一般的な溶接欠陥に対処する方法

溶接欠陥は完全に回避可能ではありませんが、その原因とソリューションを理解することで、スクラップ速度を大幅に低下させ、溶接品質を向上させることができます。溶接時の2つの最も一般的な欠陥は、多孔性と亀裂の解決策です アルミニウムMIGワイヤ .

1。多孔性のソリューション

気孔率は、固化前に溶接プールに閉じ込められたガス（主に水素）によって引き起こされます。これを修正するには、水素源を排除し、溶接パラメーターを最適化してガスを逃がす必要があります。

• 不十分な事前に溶けたクリーニング： これは多孔性の最も一般的な原因です。
  • 問題： ベースメタルおよびワイヤー表面上の油、水分、または酸化物残留物は分解して、高熱下で水素ガスを生成します。
  • 解決： base metal must be thoroughly cleaned with a dedicated stainless steel brush and a degreasing agent (e.g., acetone) before welding. Ensure the アルミニウムMIGワイヤ また、水分の吸収を防ぐために、乾燥した清潔な環境に保存されます。
• 不適切なシールドガス：
  • 問題： 低ガス純度または不正な流量、大気による溶接プールの汚染につながります。
  • 解決： 高純度のアルゴンを使用して、流量が適切であることを確認してください（通常は15〜25ドル/分）。ガスラインの漏れを確認し、溶接ガンノズルがクリアであることを確認してください。
• 不適切な溶接パラメーター：
  • 問題： welding speed is too fast, causing the weld pool to solidify too quickly for gases to escape.
  • 解決： 溶接速度をわずかに減らして溶接プールの存在を延長し、ガスが逃げる時間を増やします。また、電流と電圧が一致していることを確認して、安定したアークと適切な溶接プール温度を確保します。

2。亀裂の解決策

亀裂は熱くても冷たく、凝固中または凝固後に形成される場合があります。ひび割れの問題を解決するための鍵は、熱応力を制御し、適切なワイヤーを選択することです。

• ホットクラック： 溶接収縮ストレスが溶接の強度を超えると、主に固化の最終段階で発生します。
  • 問題： ベースメタルとワイヤーの不一致の合金組成は、低い溶融点共晶段階を形成する可能性があります。または、不適切な関節設計は、ストレス集中につながる可能性があります。
  • 解決：
    1. 適切なアルミニウムMIGワイヤーを選択してください。 たとえば、亀裂に敏感な6061アルミニウムを溶接する場合、シリコン含有を使用して 4043 ワイヤーは、使用するよりも亀裂抵抗が優れています 5356 ワイヤー。シリコンは溶接プールの凝固経路を変化させ、熱い亀裂の傾向を減らします。
    2. 予熱： 厚いプレートの場合、溶接前に材料を予熱すると、溶接とベースメタルの温度差が減り、冷却速度が遅くなり、収縮ストレスが最小限に抑えられます。
    3. 共同設計の最適化： 鋭い角や過度の抑制など、ストレスを集中させる共同設計を避けてください。
• コールドクラック： 内部応力の蓄積により、溶接として形成される亀裂は室温に冷却されます。
  • 問題： 多くの場合、高い溶接硬度と高い抑制に関連しています。
  • 解決：
    1. 冷却速度を制御します： 強制冷却を避け、部品を自然に冷やしてください。
    2. 右のアルミニウムMIGワイヤーを選択します。 ベースメタルに一致する強度と延性のあるワイヤーを選択し、溶接が硬くなりすぎないようにします。

一般的なワイヤー性能の比較

継続的な実践と細部への注意

アルミニウム合金溶接は、細部への細心の注意を要求する非常に技術的なプロセスです。継続的な実践と生産プロセスを厳格に制御しないと、一貫した溶接品質を維持することは困難です。 Hangzhou Kunli Welding Materials Co.、Ltd。のアルミニウム合金ワイヤフィールドでの専門的な経験に例示されているように、高品質の出力は、あらゆるステップで卓越した卓越性の追求から来ています。

1。経験とスキルの改善

溶接の習熟度は一晩では達成されません。継続的な練習を通じて、溶接機は以下を行うことができます。

• 手と目の調整を改善する： 銃の角度、移動速度、安定したアークの長さをよりよく制御できます。
• さまざまな材料特性を理解する： 溶接中にさまざまなアルミニウム合金グレードがどのように溶けて流れ、柔軟なパラメーター調整を可能にするかに精通してください。
• 迅速にトラブルシューティング： 気孔率や亀裂などの問題が発生すると、経験により迅速な診断と是正措置が可能になります。

2。機器のメンテナンスとパラメーターのキャリブレーション

高品質の溶接は、信頼できる安定した機器に依存します。日常的なメンテナンスとパラメーターのキャリブレーションを無視すると、溶接の品質が一貫しない可能性があります。

• 機器のメンテナンス： ワイヤーフィーダー、ガンノズル、接触チップ、ガスラインなどの摩耗部品を定期的に検査して、それらが正常に機能していることを確認します。たとえば、摩耗した連絡先のヒントは、電流の転送に影響を与え、不安定なアークにつながる可能性があります。
• パラメーターキャリブレーション： 溶接機の電圧と電流出力が正確であり、設定されたパラメーターと一致することを定期的に確認します。これは、溶接に不可欠です アルミニウムMIGワイヤ 、マイナーなパラメーター偏差でさえ浸透や溶接ビーズの形状に影響する可能性があるためです。

3.厳格な品質管理システム

堅牢な品質制御システムは、製品品質の基盤です。 Hangzhou Kunli Welding Materials Co.、Ltd。の20年以上の生産経験と多数の国際認定は、彼らの厳格な品質管理の証です。

• 原材料制御： 原材料は、アルミニウム合金ワイヤのすべてのバッチが高純度と特定の合金組成要件を満たすことを保証するために、調達のポイントから厳密にスクリーニングされます。
• 生産プロセス制御： ワイヤーの描画、クリーニング、スプーリングなどの生産のすべての段階が監視およびテストされ、ワイヤーの表面仕上げ、寸法、および給餌の安定性が確実に満たされるようにします。
• 最終製品検査： final product undergoes comprehensive performance testing, including chemical composition analysis, mechanical property tests, and weldability tests, to ensure stable and reliable performance.

ワイヤー品質と溶接の結果の比較