アルミニウムの溶接は、DIY 愛好家やプロの溶接工にとって、非常にやりがいのあるスキルです。自動車、航空宇宙、建設などの業界でアルミニウムが広く普及していることを考えると、アルミニウムの溶接方法を知っておく必要があります。このステップバイステップのガイドでは、基本、さまざまなテクニック、および開始時のヒントについて説明します。また、このプロセス中に直面する可能性のある一般的な問題についても説明します。
アルミニウム溶接とは何ですか?
アルミニウム溶接とは、熱のみ、または圧力と組み合わせて 2 つのアルミニウムを接合するプロセスを指します。鋼鉄などの他の金属とは異なり、アルミニウムは独特の特性を持つため、溶接には特定の方法と考慮事項があります。アルミニウムは導電性が高く、融点が比較的低いため、製造プロセス中に正しく取り扱われないと、簡単に歪んだり割れたりする傾向があります。このスキルを習得すると、軽量で耐腐食性があるアルミニウムの特性が求められる多くのプロジェクトへの扉が開かれるため、最適な方法を学ぶ必要があります。
アルミニウムの溶接が難しいのはなぜですか?
アルミニウムの溶接にはいくつかの課題があります。
酸化: アルミニウムは空気にさらされると、急速に酸化層を形成します。この層は金属自体よりもはるかに高い温度で溶けるため、溶接による融合を試みる際に問題が生じます。十分な加熱や電流が流れないまま、長期間高圧下で互いに近づけられた場合、すでに表面を覆っている非溶融酸化物によって不完全な浸透が生じ、接合部が弱くなることがあります。
熱伝導率: アルミニウムは熱伝導率が高いため、溶接箇所から熱を素早く放散できます。ワークピース間のクリアランスが速いと、接合部周辺が急速に冷却され、必要な温度に達するのが難しくなる可能性があります。
低融点: アルミニウムは鋼鉄よりも低い温度で溶けますが、その酸化層を破壊するにははるかに高い温度が必要です。簡単に過熱して溶け落ちてしまう可能性があります。
収縮と歪みアルミニウムは冷却速度が速いため、収縮や歪みが生じ、正確な熱制御が求められる溶接作業が複雑になります。
アルミニウム溶接の種類
アルミニウムの溶接にはいくつかの技術が使われています。最も一般的なものは次のとおりです。
ガスタングステンアーク溶接 (GTAW/TIG): この方法は、特に薄い部分のアルミニウムの溶接に関しては、しばしば最良と考えられています。TIG は優れた熱制御を提供し、接合部に汚染物質を導入する可能性のあるフィラー ワイヤが不要なため、よりきれいな溶接を実現します。非消耗性のタングステン電極を使用し、シールド ガスとして通常はアルゴン ガスを使用します。
ガスメタルアーク溶接（GMAW/MIG）MIG溶接はTIG溶接よりも早く簡単に習得できるため、初心者に適しています。シールドガスが不足していたり、ワイヤ供給機構が不十分だったりして、プロセス中に気孔が発生しないように適切に制御する必要があります。消耗電極ワイヤは、アルゴンやヘリウムなどのシールド金属ガスと一緒に使用する必要があります。
アルミニウムの溶接手順
• 溶接を開始します。片方の端から始めて、最初から最後まで一定の速度と角度を保ちます。
• 充填材: 接合部を強固にするために、必要に応じて充填材を追加します。
• 熱制御: 熱が高すぎてワークピースが変形しないように注意してください。
溶接後
• 溶接を確認する: 溶接部に亀裂や穴がないか確認します。
• 溶接部分を清掃します。溶接で残ったスラグやその他の破片を取り除きます。
• 仕上げ: 必要に応じて適切なツールを使用して溶接部分を滑らかにします。
アルミニウムを溶接するときによくある問題は何ですか?
適切な技術を使用していても、アルミニウムを溶接するときに困難に遭遇する可能性があります。
気孔：気孔があると溶接が弱まる可能性があるため、清潔な材料とシールドガスを適切に使用してこの問題を最小限に抑えます。
クラッキング：急速な冷却や溶接の不適切なパラメータによって亀裂が生じることがあります。アルミニウムを予熱すると、この問題を軽減できます。
バーンスルー：材料が過熱すると、溶接部品に穴が開くことがあります。これは、入熱と移動速度を制御することで防止できます。
不完全融合：これは、酸化層が十分に洗浄されていないか、熱入力が不十分な場合に発生します。
まとめ
アルミニウムの溶接は、その独特の特性と要件により、他の金属の作業とは異なります。アルミニウムのこれらの特性を理解し、部品を互いに溶け合うまで加熱して適切な接合方法を選択し、必要な手順に正しく従うことで、強力で高品質な接合を実現できます。このプロセス中の一般的な落とし穴に注意することで、プロジェクトを成功させるために必要なスキルを身に付け、何度も練習することで、製造作業中に金属としてアルミニウムを扱う専門家になることができます。
