5183 アルミニウム MIG ワイヤーの多孔性はなぜ今発生するので募集?
アルミニウムの MIG 溶接部の気孔は、生産スケジュールが最も厳しいときに現れる方法があります。X 線写真で点在するピンホール、溶接部が検査に不合格になるまでは軽微に見える表面の孔食、または破壊試験中にのみ現れる表面下のボイドなどです。溶接している場合 5183 アルミニウム MIG ワイヤー 多孔性は繰り返し発生する問題ですが、原因が 1 つであることはほとんどありません。 5xxx シリーズのアルミニウム合金は特に水素汚染に敏感であり、ER5183 のマグネシウム含有量が高いため、その敏感性がより顕著になります。一貫した気孔のない溶接への道は、プロセス内でどの水素源が有効であるかを特定し、問題が自動的に解決することを期待してパラメータを調整するのではなく、体系的に水素源を除去することで実現します。
アルミニウムの溶接部に気孔が発生しやすい理由
アルミニウム溶接部の多孔性は、ほとんどの場合、水素の問題です。アルミニウムは溶融すると水素との親和性が高く、大気中や表面の汚染から水素を容易に吸収します。溶接池が固化すると、水素の溶解度が急激に低下し、過剰な水素が逃げようとします。溶接部が急速に冷えて水素が離れる前に捕捉されると、その結果、気孔が発生します。
このメカニズムは ER5183 に特有のものではありませんが、このフィラーのマグネシウム含有量が高いため、感度がわずかに増加します。マグネシウムは、水分や酸素と容易に反応する活性元素です。低合金フィラーで限界の気孔を生成する汚染経路は、ER5183 のような高 Mg ワイヤではより明らかな気孔を生成する傾向があります。
水素はどこから来るのですか?
水素源の特定は、他のすべてを可能にする診断ステップです。ソースはいくつかのカテゴリに分類され、複数のカテゴリが同時にアクティブになる可能性があります。
ワイヤー表面の水分
アルミニウム MIG ワイヤは、特に湿気の多い作業場やワイヤが一晩露出したままになっている場合、環境から湿気を吸収します。アルミニウム ワイヤ上に自然に形成される酸化層は、その下に水分を閉じ込める可能性があり、その水分は溶接中にアーク ゾーンに直接水素を放出します。
密封されたパッケージで正しく保管され、温度サイクルから遠ざけられ、開封後適切な期間内に使用された 5183 アルミニウム MIG ワイヤーは、沿岸または湿気の多い施設でスプールに露出した状態で何日間も放置されていたワイヤーよりも、ワイヤー自体からの水素寄与がはるかに低くなります。
母材金属の表面汚染
油、切削液、結露による水分、アルミニウム上の自然酸化層はすべて、溶接前に除去されないと溶接池に水素を生成します。酸化層自体は水素に直接寄与しませんが、その下に水分やその他の汚染物質が閉じ込められます。酸化層が除去されないと、それらの汚染物質は溶融する母材とともに溶接池に入ります。
シールドガスの品質と適用範囲
シールドガスの適用範囲の隙間を通る大気汚染により、酸素と水分がアークゾーンに直接侵入します。これは、ガス流量が不十分であるか、ドラフトによってガスのエンベロープが破壊されているため、またはガス自体に水分や不純物が含まれているために発生する可能性があります。
ER5183 アプリケーション、特に溶接の完全性が定義された要件である船舶、圧力容器、極低温作業では、シールド ガスの純度が重要です。低純度のアルゴンには水分と微量ガスが含まれており、他のすべての変数が制御されている場合でも、これらのガスが気孔率の原因となります。
それぞれの汚染源に対処する方法
ワイヤーの保管と取り扱い
アルミニウム MIG ワイヤの気孔率制御の基礎となるのは、正しい保管です。 ER5183 の場合、特に:
- 密封されたスプールは、温度が管理された乾燥した場所に保管してください。積載ベイ、ドアの近く、または温度変化が大きい場所の近くは避けてください。
- スプールを開けたら、シフトの合間に作業場の環境からスプールを保護してください。密封された袋または覆われたスプール ホルダーにより、湿気の侵入が大幅に軽減されます。
- スプールが長期間高湿度にさらされた場合は、使用前に評価する必要があります。目に見える表面の酸化または変色は、湿気がワイヤ表面に影響を与えている兆候です。
- ワイヤを保護せずに、湿気の多い環境でフィーダーガンに装填したまま一晩放置しないでください。
母材の準備
気孔率制御のためのアルミニウム母材の準備には、脱脂と酸化物の除去という 2 つの異なる段階があります。両方が必要であり、順序が重要です。
- まずは脱脂。 きれいな溶剤ワイプを使用して、溶接領域とその周囲の領域からすべての油、グリース、および切削液を取り除きます。脱脂工程を省略して油面にワイヤーブラシや研磨剤を使用すると、汚れが落ちずに広がってしまいます。
- 次に酸化層を除去します。 アルミニウム専用のステンレス鋼ワイヤー ブラシを使用します。他の金属に使用したブラシは汚染を伴います。溶接線に沿って一方向にブラシをかけて、酸化物を表面に戻さずに持ち上げます。
- 準備後は速やかに溶接してください。 酸化層は数分以内に再形成されます。準備されたアルミニウムを溶接前に長期間放置すると、新しい酸化物層ができるため、アークが発生する前に再ブラシをかける必要があります。
シールドガスのセットアップ
ガス被覆の問題は、気孔率の原因が特定されればすぐに対処できるものの 1 つです。重要なチェック項目をいくつか示します。
- レギュレーターだけでなく、トーチのガス流量も確認してください。ホースのねじれ、O リングの摩耗、またはノズルの部分的な詰まりによる流量の制限により、アーク ゾーンでの実際のガスが設定値を下回って減少します。
- ER5183溶接には高純度アルゴンを使用してください。シールドガスの純度は、ガス流自体からの水素汚染と直接的な関係があります。
- ドラフトを排除します。溶接ゾーンを横切る穏やかな空気の動きでも、アルゴンのエンベロープが破壊され、大気中の湿気が侵入します。オープンショップ環境では、ポータブルスクリーンや遮蔽エリアでの位置変更作業によりこの問題に対処します。
- ノズルの状態を確認してください。ノズル内にスパッタが蓄積すると、ガスの流れが制限され、アークでのカバレッジを乱す乱流が発生します。ノズルを定期的に掃除または交換してください。
気孔率に影響を与えるプロセスパラメータ
汚染源が制御されると、プロセスパラメータは補助的な役割を果たします。これらは汚染を補うものではありませんが、溶接池が通過する水素をどの程度適切に処理するかには影響します。
円弧の長さ
アークが短いと、溶融池が大気にさらされる時間が短縮され、接合部での熱がより緊密に集中します。長くさまよったアークは大気の影響を受けやすく、水素を保持しやすい、より広くて冷却の遅い溶接池が生成されます。 ER5183 を使用した MIG 溶接では、アーク長を継手の形状にとって実用的な範囲で短く保つことで、気孔露出時間を短縮します。
移動速度と入熱量
移動速度が遅いと入熱量が増加し、凝固する前に溶接池からガスが放出される時間が長くなります。これにより、水素含有量が中程度である状況では、空隙率が減少します。つまり、水素の泡が逃げるのに十分な時間、プールが液体のままになります。ただし、高 Mg 合金への過剰な入熱は高温割れを促進する可能性があるため、移動速度の調整は劇的ではなく段階的に行う必要があります。
トーチの角度とテクニック
わずかな押し角度 (トーチを進行方向に向ける) では、ドラッグまたはプル技術と比較して、溶融池上のシールド ガスの被覆率が向上する傾向があります。 ER5183 溶接の場合、これは比較的単純な技術の調整であり、特に平らな接合部と水平な接合部で気孔率に測定可能な違いが生じることがよくあります。
ポロシティの原因と是正措置の概要
| 空隙率のソース | 溶接部の兆候 | 是正措置 |
|---|---|---|
| ワイヤー水分ピックアップ | 分散した微細な孔、実行全体にわたって一貫しています | ワイヤーストレージを見直してください。露出したスプールを交換する |
| 卑金属油または切削液 | 特に溶接開始時の集合気孔 | ブラッシングの前に脱脂してください。きれいな溶剤を使用する |
| 酸化層が除去されていない | 表面下の細孔、断面で見える | 脱脂後は専用ステンレスブラシでブラッシング |
| ガス適用範囲が不十分 | 表面のくぼみ、毛穴周囲の黒い酸化 | トーチでの流量を確認します。隙間風をなくす。きれいなノズル |
| 低純度シールドガス | クリーンなセットアップでも持続的な多孔性 | 高純度アルゴン供給に切り替える |
| 長い弧長 | 不規則な細孔分布、可変密度 | 円弧を短くします。銃のスタンドオフ距離を確認する |
| 店内の隙間風や空気の動き | 開いたベイやドアが開いていると気孔率が悪化します | 遮蔽スクリーンを使用してください。作業領域の位置を変更する |
ワイヤーの品質は保管とは関係なく気孔率に影響しますか?
はい、これは必ずしも十分な注意が払われているわけではありません。ワイヤ自体が一貫性のない化学的性質、伸線プロセスによる表面汚染、またはスプール前に完全に洗浄されていない残留潤滑剤を使用して製造された場合、正しく保管されたワイヤでも気孔が発生する可能性があります。
気孔率制御が正式な品質要件である用途（海洋構造溶接、圧力容器製造、極低温格納容器）では、ワイヤの製造品質と表面の清浄度が保管プロトコルだけでなく調達仕様の一部となります。一貫した品質管理を備えたサプライヤーからのワイヤーバッチにより、現場では簡単に監視できないプロセス内の変数が削減されます。
以前にプロセスを変更せずに一貫して通過したワークに気孔が発生した場合、新しいワイヤ バッチを潜在的な変数として調査する価値があります。特に、新しいスプールに目に見える表面の違いがある場合、または新しいワイヤの導入時にアークの動作が変化した場合です。
フィラー合金はいつ検討すべきですか?
ER5183 は、海洋フレーム、船舶の船体、海洋機器、および同様の構造物など、塩水または化学的に攻撃的な環境でより高い接合強度と耐食性を必要とする用途に選択されます。このような用途で気孔が発生している場合、フィラーを変更するという解決策はほとんどありません。答えは、水素が溶接池に入る条件を制御することです。
ER5183 が提供する腐食特性と強度特性を犠牲にしながら、気孔率の感度を下げるために低 Mg フィラーに切り替えることは、通常指定される用途にとって実際的なトレードオフではありません。上記のプロセス制御は、一貫して適用された場合、生産条件で許容可能な気孔率を達成するのに十分です。
溶加合金の問題は、母材が変更された場合、つまり用途がもともとある合金シリーズ用に設計され、別の合金シリーズに適用された場合、または溶接部の冷却速度や希釈率を変えるような形で継手の設計が変更された場合に関連します。このような場合、プロセス全体の見直しの一環として、フィラー仕様の見直しが保証される場合があります。
多孔性が持続する場合の系統的なトラブルシューティング
空隙率が明らかな修正に反応しない場合、構造化されたアプローチにより、まだ有効なものが絞り込まれます。次のチェックを順番に実行してください。
- ワイヤー変数を分離します。 密封されたパッケージから開封したばかりのスプールを試し、同一のテストピースの気孔率を比較してください。気孔率が低下した場合は、既存のワイヤが汚染されています。
- 卑金属変数を分離します。 新しい薬品洗浄とワイヤーブラシでテストピースを作成し、すぐに溶接します。気孔率が低下した場合は、生産セットアップでの準備手順が不十分です。
- ガス変数を分離します。 ガスシリンダーを確認してください。長期間使用していると、部分的に空になったシリンダーの下部に湿気が蓄積する可能性があります。新しいシリンダーを試して比較してください。
- 環境変数を分離します。 空気の動きがない遮蔽されたエリアで溶接し、生産場所と比較します。気孔率が低下すると、製造環境にはドラフトまたは空気の流れの問題が発生し、管理する必要があります。
- パラメータセットを見直してください。 すべての汚染源に対処しても気孔が残る場合は、溶接される継手の構成に関するワイヤ メーカーの推奨事項に照らして、アーク長、移動速度、およびトーチ角度を見直してください。
5183 アルミニウム MIG ワイヤによる気孔率の制御は、材料の問題というよりもプロセス規律の問題です。このワイヤは、厳しい条件下での性能が要件となる用途向けに仕様化されており、その性能を一貫して達成できるかどうかは、生産溶接環境にほぼ常に存在する水素源の制御にかかっています。汚染源に対処し、プロセス パラメータが接合部と位置に一致すると、ER5183 は、設計対象のアプリケーションできれいで信頼性の高い溶接を生成します。 杭州昆力溶接材料有限公司 , Ltd. は、海洋、構造、産業用途向けに ER5183 を含むアルミニウム MIG 溶接ワイヤを製造しており、ワイヤの選択、プロセス設定、気孔率のトラブルシューティングに関する技術指導を提供しています。 ER5183 の作業で持続的な気孔に対処している場合、または現在のワイヤ仕様と保管プロトコルを見直す必要がある場合は、技術チームに連絡することが、問題の原因と、どのようなプロセスまたは材料の変更によって解決されるかを特定するための実際的な出発点となります。
