ちょっと、そこ！私は TIG 溶接機のサプライヤーとして、適切な溶加材を選択することがいかに重要であるかを直接見てきました。 TIG 溶接 (タングステン不活性ガス溶接) は、さまざまな材料に最適な、正確で汎用性の高い溶接プロセスです。しかし、間違った溶加材を選択すると、溶接が弱くなったり、ワークピースに損傷を与えたりするなど、あらゆる種類の問題が発生する可能性があります。それでは、TIG 溶接機に最適な溶加材を選択する方法について詳しく見ていきましょう。
フィラーメタルの基本を理解する
まず、フィラーメタルとは一体何でしょうか？これは、2 つの金属部分の間に強力な結合を作成するために、溶接プロセス中に接合部に追加される材料です。フィラーメタルにはロッドやワイヤーなどのさまざまな形状があり、それぞれ独自の特性を持つさまざまな材料から作られています。
TIG 溶接の最も一般的な種類の溶加材には、アルミニウム、ステンレス鋼、軟鋼、銅などがあります。各タイプは、特定の卑金属に最適に機能するように設計されています。たとえば、アルミニウムを溶接する場合は、アルミニウム溶加材を使用するとよいでしょう。間違ったタイプを使用すると、接着不良、気孔発生、その他の溶接欠陥が発生する可能性があります。
フィラーメタルを選択する際に考慮すべき要素
母材の適合性
まず最も重要な要素は、フィラーメタルとベースメタルの間の適合性です。フィラーメタルがベースメタルと同様の化学的および機械的特性を持っていることを確認する必要があります。これにより、溶接部が母材金属と同じ強度、延性、耐食性を持つことが保証されます。
たとえば、ステンレス鋼を溶接する場合は、ステンレス鋼の溶加材を使用する必要があります。フィラーメタルのグレードは、ベースメタルのグレードとできる限り一致する必要があります。どのグレードを使用すればよいかわからない場合は、メーカーの仕様書を参照するか、溶接の専門家に相談してください。
溶接位置
溶接する位置も溶加材の選択に影響します。溶加材が異なれば流動性と粘度も異なるため、さまざまな溶接位置でのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。たとえば、一部の溶加材は平坦または水平溶接に適していますが、他の溶加材は垂直または頭上での溶接に適しています。
垂直または頭上で溶接する場合は、スラグ制御が良好で、凝固速度が遅い溶加材が必要です。これにより、溶接池が所定の位置に留まり、フィラーメタルの垂れや垂れが防止されます。
ジョイントデザイン
溶接する接合部の設計も重要な考慮事項です。ジョイントの設計が異なれば、必要なフィラーメタルのサイズと形状も異なります。たとえば、突合せ継手では、重ね継手とは異なる溶加材が必要になる場合があります。
ベースメタルの厚さは、フィラーメタルの選択にも影響します。一般に、金属が厚い場合は、適切な浸透と融合を確保するために、より大きな直径のフィラー ロッドまたはワイヤが必要です。
溶接用途
溶接部品の用途も要因となります。部品が高い応力にさらされる場合は、高い強度と靭性を提供できる溶加材が必要になります。一方、部品が腐食環境にさらされる場合は、耐食性に優れたフィラーメタルが必要になります。
さまざまな母材に対する特定のフィラー金属の推奨事項
アルミニウム
アルミニウムは軽量で耐食性があるため、TIG溶接によく使われる材料です。アルミニウムを溶接する場合は、アルミニウム溶加材を使用する必要があります。アルミニウムフィラーメタルの最も一般的な合金は 4043 と 5356 です。
アロイ 4043 は、使いやすく、流動性に優れた汎用フィラーメタルです。 6061 や 6063 など、ほとんどのアルミニウム合金の溶接に適しています。一方、合金 5356 は 4043 よりも強度と耐食性が優れています。高強度アルミニウム合金の溶接や、耐食性が重要な用途によく使用されます。
アルミニウムの溶接に興味がある方はこちらをご覧ください。産業用 380V アルミニウム溶接用プロフェッショナル TIGまたはアルミニウム溶接用AC/DC TIG。これらの機械はアルミニウムの溶接用に特別に設計されており、高品質の溶接を実現できます。
ステンレス鋼
ステンレス鋼も一般的に溶接される材料です。ステンレス鋼を溶接する場合は、ステンレス鋼の溶加材を使用する必要があります。ステンレス鋼フィラーメタルの最も一般的なグレードは 308、309、および 316 です。
グレード 308 は、ほとんどの 300 シリーズ ステンレス鋼の溶接に適した汎用溶加材です。優れた耐食性と機械的特性を備えています。グレード 309 は、ステンレス鋼と軟鋼などの異種金属の溶接に使用されます。クロムとニッケルの含有量が多く、腐食や亀裂に対する耐性が高くなります。グレード 316 は、海洋用途などの腐食環境でのステンレス鋼の溶接に使用されます。
軟鋼
軟鋼は溶接が最も簡単な材料の 1 つです。軟鋼の場合は、ER70S-6 などの軟鋼フィラーメタルを使用できます。この溶加材は広く入手可能であり、優れた強度と延性を備えています。一般的な製造、自動車修理、構造溶接などのさまざまな用途に適しています。
銅
銅は導電性と耐食性に優れた材料です。銅を溶接する場合は、銅フィラーメタルを使用することをお勧めします。最も一般的な種類の銅フィラーは、純銅および青銅や真鍮などの銅合金です。
純銅フィラーは純銅の溶接に使用されます。優れた導電性と耐食性を備えています。一方、銅合金は、銅を他の金属に溶接したり、より高い強度が必要な用途に使用されます。
その他の考慮事項
ろう材の直径
フィラーメタルの直径も重要な要素です。選択する直径は、母材の厚さと溶接電流によって異なります。一般に、ベースメタルが厚いほど、より大きな直径のフィラーロッドまたはワイヤが必要になります。
母材に対して小さすぎる溶加材を使用すると、適切な溶け込みや溶融が得られない可能性があります。一方、溶加材が大きすぎると、溶融池の制御が難しくなり、過剰な入熱が発生する可能性があります。
溶接電流
溶接電流も溶加材の選択に影響します。溶加材が異なれば、適切な溶解と融合を実現するために必要な溶接電流も異なります。 TIG 溶接機が、使用している溶加材に適切な電流を供給できることを確認する必要があります。
ほとんどの TIG 溶接機では、溶接電流を調整できます。メーカーの推奨事項または溶接チャートを参照して、溶加材と母材の組み合わせに適した電流を決定できます。
結論
高品質の溶接を実現するには、TIG 溶接機に適切な溶加材を選択することが重要です。母材の適合性、溶接位置、継手の設計、溶接用途などの要素を考慮して、特定のニーズに最適な溶加材を選択できます。
どの溶加材を使用すればよいかわからない場合、または TIG 溶接に関してその他の質問がある場合は、遠慮なくお問い合わせください。私たちは、お客様が正しい選択をできるようお手伝いいたします。新しい TIG 溶接機を購入したい場合は、当社の製品をチェックしてください。プラスチックパネル設計の人気のTIG溶接機。初心者にも経験豊富な溶接工にも最適なオプションです。
TIG溶接機や溶加材の購入にご興味がございましたら、お気軽にお問い合わせください。詳細については、調達に関するご相談を承ります。皆様と一緒に働けることを楽しみにしています！
参考文献
- AWS Welding ハンドブック、第 2 巻: 溶接プロセス
- The Welding Institute (TWI) - 溶接手順の開発と資格認定
- Miller Electric Mfg. Co. - 溶接のヒントとテクニック