ER5183 ワイヤ使用時に溶接設定を最適化する方法

アルミニウムの加工には、多くの溶接工が日常的に直面する特有の課題があります。選択するとき アルミ溶接ワイヤ ER5183 プロジェクトの場合、きれいで強力な溶接を実現するには、機械の設定を最適化する方法を理解することが重要になります。このフィラーメタルにはマグネシウムとマンガンが含まれているため、耐食性が重要となる海洋用途、自動車部品、構造製作に特に適しています。

機器のセットアップが成功を左右する理由

溶接設定によって、配置するすべてのビードの品質が決まります。引き金を引く前に、機械、銃、フィーダーがそれらの中を通っている柔らかいアルミニウムワイヤーとどのように連動するかを考えてください。

ドライブロールの選択

アルミニウムは硬度が低いため、U 溝やローレットロールがワイヤーに食い込んで変形し、送りの問題が発生します。非鉄フィラー専用の滑らかなV溝ロールに切り替えます。目に見える跡を残さず、平らにせずにワイヤーを確実に押すことができる程度に張力をきつく設定します。

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鋼用に設計された通常の銅製チップは、アルミニウムを使用するとすぐに摩耗し、チップ内でアークが発生する可能性があります。耐久性が高く、抵抗を軽減する真鍮またはクロムメッキのバージョンをお選びください。ワイヤの直径と比較して約 0.002 インチ大きい先端ボアを選択します。これにより、安定したアークのための確実な電流伝達を維持しながら、詰まりを避けるためのクリアランスが得られます。

ライナーのセットアップ

アルミニウム ワイヤの供給にスチール スパイラル ライナーを使用すると、機械的摩耗や潜在的なワイヤの歪みのリスクが生じ、詰まりなどの供給の信頼性の問題につながる可能性があります。代わりにテフロンまたはナイロンライナーを取り付けてください。滑らかな内部により、ワイヤーを先端まで自由にスライドさせることができます。摩擦を減らし、供給をよりスムーズで安定させるために、トーチ ケーブルはできるだけ短くしてください (できれば 12 ～ 15 フィート以下)。

ライナーの要件

マシン上のすべてのノブは他のノブに影響を与えます。電圧を変更すると、ワイヤ速度の調整が必要になる場合があります。送り速度を上げると、アーク長または入熱が変化します。スイート スポットを見つけるには、一度に 1 つのパラメータを調整し、水たまりを観察してアークを聞き、その後、残りのパラメータを微調整して、安定した適切な形状のビードを固定することを意味します。

これらの範囲は、絶対的な規則ではなく開始点を提供します。特定の用途、ジョイント構成、溶接位置については、個別に評価する必要があります。

ワイヤの送り速度は溶接にどのような影響を与えますか?

ワイヤ送給速度は、毎秒どの程度の溶加材が溶接池に堆積されるかを直接決定します。速度が遅すぎると、水たまりが過熱し、薄い部分が焼け落ちたり、弱くて強化が不十分なビードが残ったりする危険があります。クランクを高くしすぎると、適切に融合されない余分な蓄積が発生し、エッジでの結合が不十分なゴツゴツとした凸状のビードが作成されます。ワイヤーの直径と太さの推奨範囲の中央から始めて、弧を聴きます。安定した歯切れの良いパチパチ音が鳴れば、通常は目標に達していることを意味します。パチパチという音、パチパチ音、または激しい飛沫は、速度を調整する時期が来たことを示しています。垂直または頭上作業の場合は、水たまりを扱いやすくし、たるみを防ぐために、送り速度を平らな位置の設定から 10 ～ 15% 下げます。

高品質のビーズを作成する電圧設定

電圧はアークの長さと、熱がジョイント全体にどのように広がるかを設定します。設定を低くするとアークがきつくなり、薄い素材をより深く貫通できるようになり、電圧が高くなるとアークが広くなり、厚いプレートをカバーする平らで幅の広いビードが得られます。良好な電圧はビードの形状に現れています。わずかに凸状で、先端が均等で、スパッタがほとんどありません。低すぎると、ビードがこぶ状になり、端が狭く濡れが悪くなります。高すぎると、平らになったり凹んだりして、より多くのスパッタを飛ばし、アンダーカットの危険性があります。

シールドガスの選択が重要

純粋なアルゴン シールド ガスは通常、中程度の厚さの材料に ER5183 フィラー ワイヤを使用して溶接する場合、安定したアーク、最小限のスパッタ、および十分な溶け込みをサポートします。水たまりをしっかりと保護し、酸化を防ぎます。 25 ～ 35 パーセントのヘリウムを追加すると、熱を急速に吸収する厚いセクションや材料の熱が増加し、制御を失うことなくより深い浸透が得られます。 1 時間あたり 20 ～ 35 立方フィートの流量を目指します。これは溶接部を保護するのに十分ですが、ガスを無駄にしたり水たまりを吹き飛ばしたりするほどではありません。

作業台の準備

アルミニウムの酸化層は、金属が空気に触れた瞬間に形成され、ベースよりもはるかに高い温度で溶けるため、最初にそれを除去しないと融合が妨げられます。後に錆や亀裂の原因となる鉄の汚染を避けるために、アルミニウム専用のステンレススチール製ブラシを用意します。一方向にブラシをかけて、酸化物を深く埋め込まずに持ち上げます。アセトンまたは専用のアルミクリーナーで油分を拭き取り、十分に乾燥させてからアークを打ち込んでください。

多孔性の原因とそれを回避する方法?

アルミニウム溶接部の気孔は、ビード内に閉じ込められた小さな気泡として現れ、接合部を弱め、検査で不合格になることがよくあります。主な原因は水素ガスであり、この水素ガスは溶融池に溶解しますが、金属が冷えて固まるにつれて逃げることができなくなります。原因としては、ベース素材やフィラー ワイヤー上の水分、オイルやグリースからの炭化水素、空気が侵入して高温のアルミニウムと反応する不十分なシールドなどが挙げられます。

ER5183 ワイヤで気孔率を抑えるには、スプールを乾燥したキャビネットまたは乾燥剤の入った密閉袋に保管します。湿った空気に短時間さらされただけでも、ワイヤはその薄い酸化層の下にある水分を吸収し、その水分がアーク内で蒸気に変わります。ワイヤーが光沢がなく鈍く、または灰色に見える場合は、ロードする直前にアセトンまたはアルコールに浸した清潔な布で拭くか、コーティングが厚い場合は新しいワイヤーに交換してください。

屋外や隙間風が吹く店内では、時速約 8 マイルを超える風が吹くとシールドガスが押しのけ、窒素や酸素が水たまりを汚染する可能性があります。ポータブルフロントガラスを設置し、可能であればブース内で溶接するか、ガスブランケットを損傷しないように穏やかな状況を待ってください。

移動速度で熱入力のバランスをとる

移動速度は、熱の蓄積方法とフィラーの溶融状態に直接影響します。ゆっくりと這い続けると、過剰な熱が 1 か所に集中し、薄いストックでは焼き切れたり、反ったり、裏面を弱める過度に深い貫通が発生したりする危険があります。あまりにも早く前進すると、フィラーの接合部が枯渇し、ラップが冷えたり、融合が不足したり、薄くてサイズが小さいビードが残ったりします。

各パスの最初から最後まで、手を安定させてペースを保ちましょう。溶接の途中で一時停止すると、余分な金属が堆積し、膨らみが生じます。急激にスピードを上げるとビードが薄くなり、強度が低下します。水たまりのサイズを目安として見てください。水たまりの幅は全体的にほぼ同じで、円弧の後ろに緩やかな涙滴の形が続いているはずです。

異なる材料の厚さの管理

薄いアルミニウムシートは軽いタッチと低い熱を必要とします。アンペア数が多すぎると、パネルが歪んだり、真っすぐに穴が開いてしまいます。より厚い金属の場合は、ワイヤ送給速度と電圧を設定値よりも大幅に下げ、短いアーク長を使用し、トーチを約 15 ～ 20 度前方に押して熱を前方に広げ、下の材料を保護します。

厚さ 1/8 ～ 1/4 インチの素材により、小さなミスがよりよく許容され、ビード形状を通じて明確なフィードバックが得られます。ここで設定を試して筋肉の記憶を構築することができます。電圧や速度の変化が濡れやプロファイルに即座にどのように影響するかを観察してください。

3/8 インチを超える重いプレートには通常、マルチパス溶接が必要です。ルートパスは吹き抜けずに完全に浸透する必要があります。続いてフィルパスとキャップパスを実行し、補強をスムーズに追加します。熱処理可能な合金の歪みや亀裂につながる熱の蓄積を避けるために、パスの間に金属を冷却してください。

ジョイント構成はパラメータの選択に影響します

バットジョイントは上から根まで完全に貫通する必要があります。キーホールと両側を融合するためにアークにスペースを与えるために、底部に小さなランドと 1/16 インチのギャップを残します。設定では、アンダーカットなしできれいに結合する、わずかにクラウンのあるビードが生成される必要があります。

構造作業における隅肉溶接には、強度のバランスを保つために等しい脚が必要です。トーチを角の右 45 度に持ち、必要に応じてわずかに織りながら、金属の両面を均等に洗い上げます。両脚のサイズが一致し、完全に融合するまで移動速度を調整します。

ラップジョイントは上部シートをより速く加熱し、下部はヒートシンクとして機能します。オーバーラップ部分の溶解穴を避けるには、より厚い作業角度を使用して、薄い上層から熱を遠ざけるようにアークをより厚い部分またはより低い部分に向けます。全体的な入熱量を減らし、焼き付きの兆候を注意深く監視します。

ワイヤ送給の問題のトラブルシューティング

鳥の巣作りは、柔らかいアルミニウム ワイヤーがドライブ ロールとライナーの間でループして絡まるときに発生します。これは通常、張力がオフになっていることが原因です。圧力がかかりすぎるとワイヤーが平らになったり傷が入ったりして、後で詰まりの原因になります。少なすぎるとスリップして送り力が失われます。まずロールを完全に緩めることから始め、次に徐々に締めて、トリガーを握るとワイヤーが着実に進み、ロールの直前でワイヤーをつまむとすぐに止まります。表面に目に見える跡は現れません。

一貫性のない、またはぎくしゃくした送りは、不安定なアーク、さまよえるビーズ、およびスパッタの原因となります。まずライナーを確認してください。ねじれ、鋭い曲がり、または長すぎるケーブルにより、引きずり箇所が生じます。ライナー内に蓄積されたアルミニウムの削りくずがサンドペーパーのように機能し、ワイヤーをランダムに掴みます。頻繁に使用する場合は数か月ごとにライナーを交換するか、授乳が荒くなり始めたらそれより早くライナーを交換してください。ライナーを正しい長さに切り取り、定期的に圧縮空気を吹きかけて内部をきれいな状態に保ちます。

プッシュとプルのテクニック

フォアハンド (プッシュ) トーチ角度を使用すると、アークが溶接池の前に配置され、溶け込みが減少し、より幅が広く平らなビードが生成される傾向があります。この技術は、溶融領域を効果的にシールドガスでカバーしつつ、熱を前方に誘導して焼き付きを防止するため、薄いアルミニウムの溶接に効果的です。

トーチを引くと (バックハンド、引きずりながら)、アークが水たまりに真っ直ぐ集中し、より深く貫通し、より高くて狭いビードが形成されます。集中した熱によりフィラーが接合部の側面に浸透し、重力に対抗するのに役立つため、厚い部分や強力なルート融合が必要な垂直溶接に適しています。

難しいジョブのためのパラメータの微調整

パルス MIG は、貫通および液滴移行のための高いピーク電流と、多くの熱を加えずにアークを維持する低いバックグラウンド電流の間を急速に繰り返します。その結果、部品全体の熱が大幅に軽減され、強固な融合が実現します。これは、薄いパネルの歪みを最小限に抑えたり、過熱すると強度が低下する熱処理可能な合金を溶接したりするのに最適です。

水たまりの凍結を避けるために十分に低いバックグラウンドを、安定したアークのために十分に高く設定してから、希望の液滴速度に合わせてピーク電流とパルス周波数を調整します。周波数が高くなると、より滑らかで細かいリップルが得られます。低いものは、より深く結びついた積み重ねられた10セント硬貨の外観を作り出します。

溶接位置への適応

平らな位置では、重力が溶融池を安定させるのに役立ちます。この条件により、より高い熱入力と移動速度での動作が可能になり、より高い蒸着速度が可能になり、効率的なワークフローがサポートされます。パーツをこの方法で配置できる場合は、最大限に活用してください。

垂直溶接では、溶融金属のたるみを防ぐために、切断パラメータを平らな設定から 10 ～ 20% 下げる必要があります。上り坂では、厚いプレートの貫通力が向上し、水たまりを棚に上げるためにわずかにウィービングすることができます。下り坂はシートが薄いと速く作業できますが、過度の流出を避けるためにさらに厳密な制御が必要です。

オーバーヘッド位置で溶接する場合、電流とワイヤ送給速度を下げると、より小さく制御しやすい溶接池を維持し、たわみや垂れを防ぐことができます。スティックアウトは短く保ち、一時停止せずに着実に動き、必要に応じてわずかな左右の動きを使用してコントロールを維持します。実際のワークピースでオーバーヘッドに取り組む前に、スクラップで十分な練習を積んでください。

トーチ角度の最適化

トーチをワークピースに対して保持する角度は、熱の広がり方とビードの形成方法に直接影響します。ガン角度をワークピースに対して 90 度に保つと、アーク エネルギーがより直接的に接合部に送られ、溶接の溶け込みが深くなります。 前方 (押す) または後方 (ドラッグ) に傾けると、熱の流れが変化し、水たまりの動作が変化します。

アルミニウムの MIG 溶接では、ビードのプロファイルと操作制御のバランスに寄与するため、プッシュ方向または引きずり方向のいずれかにガンをわずかに傾けることがよく使用されます。角度が浅いほど熱が集中し、厚い部分をより深く掘り込んで根の融合を強化します。

溶接が良好であることの兆候

完成したビーズをざっと見るだけで、設定やテクニックについて多くのことがわかります。溶接部の長さに沿って均一に走る規則的な波紋は、安定した移動速度とバランスの取れた熱を示しています。つま先は、溝 (アンダーカット) や重なりがなく、ベースメタルにスムーズに溶け込む必要があります。

溶接の色も信頼できる手がかりになります。清潔でしっかりとシールドされたアルミニウムビーズは、光沢のある銀色を保ちます。くすんだ灰色またはチョーク状の白いフィルムは、ガスの被覆が不十分で、溶接中に酸素が入り込んでいることを示しています。ひどい黒ずみは、通常、表面に焼き付いた油、グリース、または店の汚れを意味します。作業を始める前に、必ずそれらを完全に取り除いてください。

より良い結果を得るために記録を残す

各ジョブに適した設定（ワイヤ送給速度、電圧、ガス流量、トーチ角度、移動速度、材料の厚さ、ジョイントの種類）を書き留めます。個人用ログを作成すると、後で同様の作業が必要になったときに、実績のある番号にすぐにダイヤルできるため、時間とスクラップを節約できます。

問題と修正にも注意してください。多孔性、過度のスパッタ、またはフィード詰まりが発生した場合は、ライナーを新しくする、張力を下げる、ガス流量を増やすなど、どのような変更で解決したかを記録します。数か月かけて、機械、銃、工場の状況に正確に適合する、カスタマイズされたガイドラインを作成します。

確かな技術の開発

溶接の一貫性は、特定の機械設定の追求だけではなく、溶接工のスキルと安定した制御に関係していることがよくあります。突然停止したり急ぐことなく、一定のペースでトーチを移動できるように訓練してください。パスのあらゆるインチごとに、チップからワークまで同じ突き出し距離 (通常は 3/8 ～ 1/2 インチ) を保ちます。たとえ小さな変動であっても、電圧とアークの安定性がシフトします。

明るいアークではなく、溶接池そのものに注目してください。溶けた金属が流れてエッジを濡らす様子は、冷たすぎると固く積み重なるという即座のフィードバックを与えます。熱すぎると逃げたり垂れ下がったりします。適切な水たまりは円弧の直前でスムーズに移動し、溢れることなくジョイントを均等に満たします。

合金と厚さが実際のワークピースと一致するスクラップに対してテストクーポンを常に実行してください。実際の部品を溶接する前に、溶け込み、ビード形状、欠陥の有無を確認してください。調整するときは、すべてが完全に一致するまで、一度に 1 つずつ小さな変更を加えます。電圧を 0.5 ボルト上げるか、移動をわずかに遅くします。