アルミニウム溶接ワイヤの究極ガイド: 選択、テクニック、ベスト プラクティス

正しい選択 アルミ溶接ワイヤー 溶接プロジェクトの強度、外観、完全性に影響を与える重要な決定です。他の金属とは異なり、アルミニウムは、高い熱伝導率や粘り強い酸化物層の存在などの独特の特性により、特別な技術と消耗品を必要とします。この包括的なガイドは、アルミニウム溶接ワイヤの世界を深く掘り下げ、用途に最適なワイヤを選択し、よくある落とし穴を回避し、毎回プロレベルの結果を達成するのに役立つ専門家の洞察を提供します。

さまざまな種類のアルミニウム溶接ワイヤを理解する

すべてのアルミニウムワイヤーが同じように作られているわけではありません。その組成は、ベース合金に適合し、高温割れや気孔などの特定の溶接の問題を克服するように調整されています。正しい分類を選択することが、溶接を成功させるための第一歩です。

• ER4043: 流動性に優れ、割れにくい汎用性の高い5%シリコン合金ワイヤーです。 6xxx シリーズ アルミニウム合金の溶接に最適な選択肢であり、自動車および構造用途に最適です。
• ER5356: ER4043 よりも高いせん断強度と、明るく美しい溶接ビードを実現する 5% マグネシウム合金ワイヤ。主に 5xxx シリーズ合金の溶接に使用され、海洋および建築用途でよく使用されます。
• ER5183: ER5356 に似ていますが、マグネシウムとマンガンが追加されており、さらに高い強度が得られます。多くの場合、造船や圧力容器で一般的に使用される 5083 などの高強度合金の溶接に指定されます。
• ER4047: シリコンを12%配合しているため融点が低く、パドル流動性に優れています。そのため、亀裂が発生しやすい鋳造合金のろう付けや溶接に最適です。

プロジェクトに適したアルミニウム溶接ワイヤを選択する方法

最適なワイヤの選択には、単に合金番号を一致させるだけでは不十分です。母材の金属、望ましい機械的特性、溶接部品が耐える特定の使用環境を注意深く考慮する必要があります。ワイヤが一致していない場合は、早期に故障が発生する可能性があります。

• ベース合金と一致する: 必ずアルミニウムフィラーメタル選択表を参照してください。一般的なルールは、ベースメタルと同じシリーズからワイヤを選択することです (たとえば、6xxx ベースメタルには 4xxx ワイヤを使用します)。
• アプリケーションの要件を考慮してください。 陽極酸化後の強度、延性、耐食性、色の一致の必要性を評価します。たとえば、ER5356 は色がよく一致するため、陽極酸化部品に適しています。
• 亀裂の感受性を評価する: 鋳造アルミニウムまたは亀裂が発生しやすい合金を溶接する場合、凝固亀裂を効果的に制御するには、ER4043 または ER4047 などの高シリコン ワイヤが必要です。
• 線径と送り能力： 細いワイヤ (0.030 ～ 0.035 インチ) は薄い材料や精密な作業に適しており、太いワイヤ (1/8 インチ) は厚い部分の高溶着 MIG 溶接に適しています。

アルミフィラーワイヤー選択ガイド

次の表は、一般的なベース合金と最適なフィラー ワイヤを適合させるためのクイック リファレンスを示し、主要な特性と一般的な用途を示しています。

アルミニウム溶接ワイヤの保管と取り扱いのベストプラクティス

アルミニウムワイヤーは汚染や吸湿に非常に弱く、気孔や溶接欠陥に直接つながります。きれいで高品質な溶接を実現するには、適切な保管と取り扱いが不可欠です。これは重要な側面です アルミ溶接ワイヤーの保管方法 多孔性を防ぐため。

• 環境を制御する: ワイヤーは、一定の温度で清潔で乾燥した環境に保管してください。理想的な相対湿度は 40% 未満です。
• 元のパッケージを使用してください: 使用直前までワイヤーを密閉したプラスチックのパッケージに入れて保管してください。パッケージには湿気を吸収するための乾燥剤が含まれています。
• 保存用オーブンに投資する: 重要な用途の場合は、吸収された湿気を取り除くため、スプールを 225°F ～ 300°F (107°C ～ 149°C) に設定した保持オーブンに保管してください。
• 適切な取り扱いを実践してください: ワイヤーを扱うときは、油や汗による表面の汚染を防ぐために、常に清潔で乾いた手袋を着用してください。

一般的な問題の解決: アルミニウム溶接における気孔

アルミ溶接のポロシティを防ぐ方法 溶接工の間で最もよく聞かれる質問の 1 つです。溶接ビード内の小さな穴またはピットとして現れる気孔率は、ほとんどの場合、凝固中に閉じ込められる水素ガスによって引き起こされます。水素は、汚染と湿気という 2 つの主な発生源から発生します。

• 母材金属を徹底的に洗浄します。 専用のステンレススチールワイヤーブラシと専用のアルミニウムクリーナーまたは溶剤を使用して、すべての酸化物、油分、汚れを取り除きます。
• きれいなワイヤーを確保してください: 新しい、適切に保管されたワイヤを使用してください。湿気の多い環境に放置されたワイヤーや目に見える酸化が見られるワイヤーの使用は避けてください。
• シールドガスを確認してください: 高純度(99.996%以上)のアルゴンガスを使用してください。空気の吸引を防ぐために、ガスライン、継手、MIG ガンがしっかりと締まり、漏れがないことを確認してください。
• パラメータを最適化します。 十分なガス流量 (通常、MIG の場合は 25 ～ 30 CFH、TIG の場合は 15 ～ 20 CFH) を使用し、ガンの角度によってガス シールドに空気が引き込まれないようにしてください。

TIG と MIG: アルミニウムの適切な溶接プロセスの選択

TIG (GTAW) 溶接と MIG (GMAW) 溶接のどちらを選択するかは、使用するワイヤの種類と最終結果に大きく影響します。 TIG 対 MIG 溶接アルミニウム は古典的な議論であり、各プロセスには明確な利点があります。

• TIG溶接(GTAW): 消耗品のないタングステン電極とフィラーロッドを採用。比類のない制御を提供し、優れた美観を備えた最もクリーンで最高品質の溶接を実現します。薄い素材、複雑な形状、外観が最重要視される重要な用途に最適です。このプロセスは時間がかかり、高いスキル レベルが必要です。
• MIG 溶接 (GMAW): 電極とフィラーメタルの両方として機能する、連続的に供給されるワイヤのスプールを使用します。これは、より高い成膜速度ではるかに高速なプロセスであるため、長時間の実行、より厚い材料、および生産環境に適した選択肢となっています。軟質アルミ線を確実に供給するにはプッシュプルガンまたはスプールガンが必要です。

アルミ溶接工程の比較

この表は、アルミニウムの TIG 溶接プロセスと MIG 溶接プロセスの主な違いをまとめたもので、情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。

よくある質問

初心者に最適なアルミ溶接ワイヤーは何ですか?

初心者向けには、 ER4043 アルミニウム溶接ワイヤ 多くの場合、これが最も寛容な選択です。シリコン含有量が高いため、溶接溜まりの流動性が向上し、学習時によくある問題である高温割れに対する耐性が高まります。 6061 などのさまざまな一般的なベース合金とうまく連携し、実践や一般プロジェクトに多用途のオプションとなります。

アルミニウム MIG 溶接ワイヤが燃え戻るのはなぜですか?

ワイヤがコンタクトチップに融着するバーンバックは、典型的な給電の問題です。 アルミミグ溶接 。主な原因には、不適切なドライブ ロールの張力 (緩すぎると滑りが発生し、きつすぎるとワイヤが変形する可能性があります)、間違った種類のドライブ ロールの使用 (V 溝ではなくアルミニウム用の U 溝)、ライナーの摩耗、または電圧に対してワイヤの送り速度が低すぎることが含まれます。これらの供給の問題を解決するには、スプールガンまたはプッシュプルシステムの使用を強くお勧めします。

ガスを使わずにアルミニウムを溶接できますか?

いいえ、シールドガスがなければアルミニウムをうまく溶接できません。鋼では一般的なフラックス入り溶接のようなプロセスは、アルミニウムでは商業的に実行可能ではありません。アルミニウムは反応性が高いため、溶接温度で空気にさらされるとすぐに酸化し、その結果、介在物や気孔が多く発生して溶接が失敗します。ガスレス アルミ溶接ワイヤー 標準製品ではありません。シールドガス (ほとんどの場合アルゴン) は、溶融池を保護するために絶対に不可欠です。

ER4043 と ER5356 ワイヤーのどちらを選択すればよいですか?

どちらを選択するかは、プロジェクトのニーズによって異なります。選択してください ER4043 6xxx シリーズの合金を溶接している場合、優れた耐亀裂性が必要な場合、または溶接を機械加工する予定がある場合。シリコン組成により、陽極酸化処理後も目立ちにくくなります。選択してください ER5356 5xxx シリーズの合金を溶接している場合、より高い溶接後の強度と延性が必要な場合、より明るい仕上げが必要な場合、または陽極酸化のより良い色の一致が必要な場合。最終的な決定については、必ず溶加材選択表を参照してください。

アルミをTIG溶接する際の煤の原因は何ですか？

TIG 溶接中に観察される黒いすす (酸化アルミニウムや酸化マグネシウムが多い) は、通常、汚染が原因で発生します。最も一般的な発生源は、不純または汚染されたタングステン電極、汚れたフィラーロッド、不十分なシールドガス適用範囲 (低流量、ドラフト、または大きすぎるカップ)、または最も頻繁に洗浄が不十分なベースメタルです。すべてのコンポーネントの完璧な清浄度と適切なガスの流れを確保することで、この問題は解決されます。