アルミニウム溶接ワイヤ: 種類、サイズ、合金の選択ガイド

とは何ですか アルミ溶接ワイヤー ?

アルミニウム溶接ワイヤは、溶接に使用される溶加材です。 ミグ (GMAW) そして ティグ（GTAW） アルミニウム母材を接合する溶接工程。鋼製フィラー ワイヤとは異なり、アルミニウム ワイヤは、アルミニウムの高い熱伝導率、低い融点、空気と接触すると強固な酸化物層を形成する傾向を考慮する必要があります。これらすべてがワイヤの合金化、供給、溶接時の溶解方法に影響します。

通常、MIG 溶接用のスプールワイヤまたは TIG 溶接用のストレートカットロッドとして供給され、用途に応じて直径は約 0.030 インチ (0.8 mm) から 3/32 インチ (2.4 mm) 以上の範囲になります。

とは何ですか Aluminum Welding Wire Used For?

アルミニウムフィラーワイヤは、アルミニウム部品を機械的固定や接着ではなく融着によって接合する必要がある場所に使用されます。一般的なアプリケーションには次のものがあります。

アルミニウム合金の組成は大きく異なるため、適切なフィラー ワイヤは、どのベース合金が接合されるか、および完成した溶接部がどのような耐久性を必要とするかに大きく依存します。詳細については、以下の合金選択セクションで説明します。

アルミニウム溶接ワイヤの種類と用途

アルミニウム フィラー ワイヤは合金シリーズごとにグループ化されており、それぞれが異なるベースメタルと性能ニーズに適しています。

アルミニウム溶接ワイヤ合金選択ガイド

適切な合金の選択は、ベース金属を特定することから始まります。フィラーとベース合金が一致しないと、亀裂、耐食性の低下、または溶接の弱さにつながる可能性があるためです。いくつかの一般的な経験則:

• 4xxx シリーズ ワイヤ (ER4043 など) は、6xxx シリーズの母材の一般的な製造および溶接に最適であり、優れた耐クラック性とスムーズなアーク特性を提供します。ただし、陽極酸化後に灰色がかった色合いが残る可能性があるため、陽極酸化仕上げの一貫性が重要な場合には理想的ではありません。
• 5xxx シリーズ ワイヤ (ER5356 など) より高い引張強度と塩水腐食に対する優れた耐性を実現するため、特に 5xxx シリーズのベース合金を溶接する場合、構造物や海洋の作業に適しています。
• 4xxx フィラーを使用して、約 3% を超えるマグネシウムを含む 5xxx 合金を溶接することは避けてください。 、この組み合わせにより、溶接界面に脆い金属間相が形成される可能性があるためです。
• 陽極酸化または化粧仕上げ用 , 5xxx フィラーは、一般的に 4xxx フィラーよりも陽極酸化後の色と一致します。

ベース合金にマークが付いていないか不明な場合は、工場の認証を確認するか、溶加材メーカーの互換性チャートを参照する方が、推測するよりも安全です。多くの場合、溶接部が応力テストされるか腐食環境にさらされるまで、間違った組み合わせは視覚的にはわかりません。

アルミニウム溶接ワイヤの組成と特性

ワイヤ内の合金元素は、溶接中および溶接後のワイヤの性能を直接決定します。

• シリコン (4xxx ワイヤの場合と同様) 融点が下がり、流動性が向上するため、溶接池の制御が容易になり、凝固亀裂のリスクが軽減されます。
• マグネシウム (5xxx ワイヤと同様) 引張強度と耐食性が向上し、特に海水や工業用雰囲気に対する耐性が高まります。
• マンガンとクロム (グレードによっては少量で存在します) 粒子構造を制御し、応力腐食割れに対する耐性を向上させるのに役立ちます。
• 鉄分 過剰な鉄は延性を低下させ、溶接部の脆性を促進する可能性があるため、溶接グレードのワイヤでは鉄の量が低く抑えられます。

化学的性質を超えて、アルミニウムの高い熱伝導率 (鋼の約 3 倍) は、溶接領域からの熱の急速な放散を意味します。これが、一般にアルミニウムの溶接が同等の鋼の溶接よりも高いアンペア数とより速い移動速度を必要とする理由の 1 つです。

アルミニウム溶接ワイヤのサイズガイド (どのサイズを使用すればよいですか?)

ワイヤ径の選択は、主に母材の厚さと使用する溶接プロセスによって決まります。

一般に、細いワイヤは薄い材料でのよりスムーズなアーク制御と低いアンペア数設定を提供しますが、太いワイヤは厚い部分に必要なより高い堆積速度をサポートします。厚い材料に小さすぎるワイヤを使用すると、多くの場合過剰なパスと生産性の低下を意味しますが、薄い材料で大きすぎるワイヤはバーンスルーの危険があります。

アルミ溶接ワイヤーの選び方

上記の要素を総合すると、選択は通常、次の決定順序に従います。

1. ベース合金の特定 工場証明書、仕様書、またはサプライヤーの文書から、溶接されているかどうかを確認します。
2. フィラー合金ファミリーをベースメタルに適合させる 互換性チャートの使用 - 一般的な製造には 4xxx、構造/海洋/高強度のニーズには 5xxx。
3. 仕上げ要件を確認する — 部品を陽極酸化する場合は、フィラーとベース合金の間の色合わせ性能を考慮します。
4. 線径を選ぶ 材料の厚さと溶接プロセスに基づいています (MIG スプールと TIG ロッド)。
5. 溶接が行われる環境を確認する — 海水、化学物質への曝露、または高応力構造負荷はすべて、高マグネシウム 5xxx グレードを指します。

アルミ溶接ワイヤーの保管方法

アルミニウム ワイヤは、自然酸化層がすぐに再成長し、ワイヤ表面の湿気や汚染が溶接部の気孔を直接引き起こすため、スチール フィラー ワイヤよりも保管条件に敏感です。推奨される保管方法:

• 密封しておいてください 湿気や空気中の汚染物質への曝露を制限するため、使用するまでは元のパッケージまたは密閉容器に入れたまま保管してください。
• 乾燥した温度の安定した場所に保管してください — 荷積みドックや空調されていない保管ベイの近くなど、結露しやすい場所を避けてください。
• 素手や汚れた手での取り扱いは避けてください ワイヤ表面に付着した油や汚れは溶接欠陥の原因となる可能性があるためです。
• ワイヤーは開封後は適切な期間内に使用してください — スプールまたはロッド チューブが一度開かれると、長時間さらされると酸化物の蓄積が増加し、アークの安定性や溶接の品質に影響を与える可能性があります。