アルミニウム合金溶接ワイヤ: 合金シリーズを理解する

アルミニウム溶接ワイヤ: 概要

アルミニウム溶接ワイヤは、MIG および TIG 溶接でアルミニウム部品を接合するために使用される溶加材で、アルミニウムの高い熱伝導率、低い融点、および永続的な表面酸化層を考慮して特別に配合されています。適切なワイヤの選択は、単一の決定ではなく、合金の種類、ワイヤの形状、直径、溶接プロセスなどの要素の組み合わせによって決まり、これらの要素が組み合わさって、溶接が即時および耐用年数にわたってどの程度良好に機能するかを決定します。

以下のセクションでは、大まかな合金の分類から、最も一般的に在庫されている 2 つのワイヤ (ER4043 と ER5356) の間の特定の選択に至るまで、これらの各決定ポイントを詳しく説明します。

アルミニウム フィラー ワイヤは、主要な合金元素に基づいて合金シリーズに分類されており、各シリーズは完成した溶接部に一連の異なる機械的および化学的特性をもたらします。

アルミニウム溶接では、他の多くの金属よりも溶加材合金と母材の化学的性質を一致させることが重要です。これは、組み合わせが合わないと溶接部に亀裂が生じやすくなったり、母材や溶加材単独で想定されるよりも著しく弱い機械的特性が生じたりする可能性があるためです。

アルミ溶接ワイヤの種類

合金の化学的性質を超えて、アルミニウム溶接ワイヤはその物理的形状によっても分類され、それはどの溶接プロセスで使用されるかに直接関係します。

• スプールされた MIG ワイヤ — スプールに巻かれた連続ワイヤは、MIG 溶接ガンを通じて一定速度で機械供給されます。
• ストレートカットTIGロッド — TIG 溶接中に溶接池に手動で供給される、あらかじめカットされた長さのロッド。
• 層巻きスプールとランダム巻きスプール — 層巻きスプールは高速での供給がより安定しているため、自動化または大量の MIG 溶接作業に適しています。

アルミニウムフィラーワイヤーとフィラーメタルの選択

正しい溶加材の選択は、単一の検索ではなく構造化されたプロセスであり、通常は次の順序に従います。

MIG アルミニウム溶接ワイヤ

アルミニウムの MIG (GMAW) 溶接には、鋼の MIG 溶接には当てはまらない特定の装置の要件があります。これは主にアルミニウム ワイヤが柔らかく、鋼に適した同じ送り圧力下で変形しやすいためです。信頼性の高い MIG アルミニウム溶接は以下によって決まります。

• U溝ドライブローラー スチールに使用されるV溝ローラーの代わりに、アルミワイヤーを潰したり変形させたりすることなくグリップします。
• テフロンまたはナイロンでライニングされたガンライナー アルミニウムワイヤーは、スチールワイヤー用に設計された標準的なスチールライナーのセットアップ内でかじりやすいためです。
• スプレーまたはパルススプレー転送モード これは一般に、鋼に一般的に使用される短絡転送よりもアルミニウムでより良い結果をもたらします。

TIGアルミ溶接棒

TIG (GTAW) 溶接では、スプールワイヤではなく手動で供給されるストレートロッドが使用され、鋼の TIG 溶接に通常使用される DC ではなく AC (交流) 電力が必要です。 AC波形の洗浄サイクルは、溶接中にアルミニウムの酸化物層を積極的に分解します。酸化物層はその下のアルミニウムよりもはるかに高い温度で溶けてしまい、適切な融合が妨げられるため、これは不可欠です。 TIG 加工用のロッド直径の選択は、母材の厚さと機械のアンペア数の範囲を厳密に追跡する必要があります。大きすぎるロッドは溶接池を冷やしますが、小さすぎるロッドは過熱して、慎重に供給しないとタングステン電極に焼き付く可能性があります。

ER4043 対 ER5356: 最も一般的な 2 つのワイヤの選択

これら 2 つの合金は一般的なアルミニウム溶接作業の大部分をカバーしており、それらのトレードオフを理解することで、日常のフィラー選択に関する質問のほとんどが解決されます。

一般的な出発点として、汎用製造および鋳造アルミニウム加工には ER4043 を使用し、用途に構造的負荷、海洋/海水への曝露、または 5xxx 合金ファミリーの卑金属が含まれる場合は常に ER5356 にステップアップします。

アルミニウム溶接材料と業界別の用途

これらすべてのアプリケーションにわたって、選択される特定の合金と直径が業界の一般的な強度、腐食、仕上げ要件に基づいて変化する場合でも、基礎となる選択ロジックは一貫しています。つまり、フィラー合金をベースメタルに適合させ、プロセスに基づいてワイヤ形状を選択し、材料の厚さに合わせてワイヤのサイズを決定します。