アルミ溶接特集　

各種アルミ溶接製品

アルミTIG溶接の溶接継手で鉄やステンレス溶接との違う点をあげてみました。
溶接継手を四つあげて比較して説明します。
①　突合せ溶接
ステンレスや鉄は突合せ溶接では電流、電圧をしっかりと設定すればナメ付け（溶接を添加しない）で両面溶接を溶接したものは容易には割れることはないです。
しかし、アルミTIG溶接の突合せ溶接のナメ付けでは、ほぼ割れてしまいます。
原因は、膨張係数が鉄の2倍、凝固収縮率は1.5倍ぐらいあるので、アルミ合金によって凝固するとき割れやすいのです。また、溶接による歪が大きいです。

②　T型溶接（隅肉溶接）
アルミTIG溶接で隅肉溶接をすると、母材が溶けずに溶接棒のみが溶けて片側（下側）に溶接が片寄ることがあります。また、手で送る溶接棒が溶け込みの早さの追いつかず、溶接ビートの喉厚が不足してしまいがちです。
原因は、アルミは鉄の3倍も熱が逃げやすく、鉄に比べて局部加熱（溶接スタート時）が難しいです。いったん溶け始めると溶融温度が低いので、突合せ溶接では溶け落ちやすく、隅肉では溶接棒の供給が遅れが生じやすいです。
対策は、初期電圧、電流を高くしてスタート時に設定をして十分余熱をして溶接を開始し、溶接時は溶接棒の棒指しにあわせて電圧、電流を調整しなるべく早く溶接すことがコツです。

③　かど継手溶接
アルミTIG溶接をかど継手溶接を鉄やステンレスTIG溶接のように自分の方向にトーチを引いて溶接しても上手く溶接はできません。アルミTIG溶接は溶接棒を添加しないと溶接ができないこととシールドガスを鉄やステンレスより多くガス圧をあげているために、母材のアルミが溶解する前に継手部の角が溶け落ちてしまうからです。
対策は、アルミTIG溶接では、溶接棒を溶かしながら右利きの方でしたならば溶接棒を持っている左手方向に溶接をしないと上手く溶接ができません。鉄やステンレスTIG溶接のかど継手部で板厚の半分ぐらいの接点での板取りをするときのように溶接棒を添加する方法と同様の溶接方法です。

④　開先加工のある突合せ溶接（上級者向けです）
溶接作業内容は中級者・上級者の方でないと難しい溶接です。
初級者の方は開先部溶接は知識として知っていたほうがいいと思います。
母材開先加工ありのアルミTIG多層盛溶接の手順です。
母材開先部や母材表面の油分やほこりをしっかりと拭き取りをする。
アルミTIG溶接では母材表面の酸化皮膜の除去を推奨しますが、交流TIG溶接の特徴でるクリーニング作用ができますので溶接ができないことはありません。仕様が裏波溶接のときで母材ループをしない溶接では、溶接接合部側の切断面はステンレスブラシ等で酸化皮膜を除去しないと溶融不良が発生の原因になります。アルミ溶接をする母材は周辺空気中の水分がボロシティ（ブローホール、ピット）が発生する水素原のひとつなので、拭き取りや酸化皮膜除去した母材は時間を空けずに溶接することが大切です。また、あとで説明するアルミMIG溶接では、母材溶接接合の酸化皮膜除去は必須作業事項です。アルミ溶接は溶接作業場の整理整頓や母材にほこりがつたり、湿気で水分をつたりすることがない溶接場環境や母材管理をしっかりとしないといけません。

①　初層（1回目）の溶接
実際の構造物では熱が逃げ易く、溶け込みが浅くなり易いのでトーチのねらう位置及びトーチ角度が重要です。トーチ左右角度は板面に対して垂直が望ましいです。過度の溶接金属の先行も溶け込みが浅くなります。熱の伝わりが早いので、トーチの前進溶接も早くなりがちなので注意が必要です。

②　2層目の溶接
前層のビート形状が正常であっても、トーチねらい位置や角度が適正でなければ、融合不良が発生してしまいます。毎層ごとに適正な溶接でなければなりません。融合不良を防ぐのには、ウイービング法が有効です。ここで注意しないといけないことがあります、トーチの前進角度は傾き角度を大きくしすぎないことです。アーク力が低下して融合不良の原因となりやすいです。

③　3層目から仕上げ層溶接
2層目溶接と同様の溶接を行いますが、次層の溶接熱より、前層の粒界が局部的に溶融し、応力との関係でミクロ的な割れが発生することがあります。この微小割れは、層間温度が高いことや次層の溶接入熱が大きいほどおきやすいです。層間温度は約70℃以下することが望ましいです。

次回はアルミMIG溶接の説明をしたいと思っております。