アルミニウムの溶接方法：ヒント、ツール、テクニック

アルミニウムは、その軽量性、耐食性、強度特性により、長年にわたって使用されてきた一般的な金属であるため、自動車、航空宇宙、建設などの産業には欠かせない。とはいえ、アルミニウムの溶接を学ぶプロセスは、鉄や鋼を溶接するときほど単純ではありません。熱伝導率が高く、保護酸化皮膜が形成されやすいといったアルミニウムの興味深い特性は、特別なやり方と繊細なタッチを要求します。アルミニウム溶接は、正しい技術、設備、安全対策さえ知っていれば、初心者でも簡単に行うことができます。そのためには、清潔な作業面と適切な溶加材が必要であり、設備の調整も不可欠である。

アルミニウムは鉄と違って溶ける前に変色しないため、必要な熱量を見積もるのが難しい。しかも柔らかいので、適切に操作しないとすぐに曲がったり焼けたりしてしまう。よくある質問は、溶接に関連する簡単で普通のものの中でアルミニウムを溶接することが可能かどうかというものです。しかし、その結果は、あなたの準備、練習、方法の調整によって決まります。TIGやMIG溶接から、棒溶接や酸素燃料溶接のような珍しい方法まで、あらゆる作業や仕事に適した方法があります。

このガイドブックには、あなたがサッカーで確固たる足場を築くためのヒントやツール、よくある間違いなどが掲載されています。 アルミニウム溶接 安全かつ効率的に。時間をかけて経験を積めば、自宅のショップであろうと、アルミニウムの溶接を明瞭に、上手にできるようになる。

アルミニウムの溶接とは？

溶接プロセスとは、アルミニウム金属の2つ以上の金属片を、熱と潜在的な充填材によって接合することである。アルミニウムは軽量で傷がつきにくいため、一般的に自動車会社、航空宇宙産業、海洋産業、建設産業などに適応している。

とはいえ、アルミニウムの溶接は鋼鉄の溶接に比べて複雑である。というのも、アルミニウムは

実際の金属よりも高い温度で溶ける酸化皮膜を開発する。
熱を素早く保持するため、焼き付きや反りが生じる可能性がある。
溶ける前に色が変化しないため、溶接の段階を把握するのが難しい。

アルミニウム溶接は何が違うのか？

金属としてのアルミニウムはまったく異なるものであり、アルミニウムの溶接方法に踏み込む前に、アルミニウムの特徴を確立することが重要です。鉄とは異なり、アルミニウムはかなり低い温度（約660 Cまたは1220 F）で溶け、溶ける前に変色することはありません。このことは、うまく扱わないと過熱しやすく、燃えやすいことを意味しています。

さらに、アルミニウムは空気中に出ると、瞬時に薄い酸化皮膜を形成する。この酸化皮膜は2000以上の温度（3700に近い温度）で溶けるため、溶接部が浸透しにくい。そのため、アルミニウム溶接は通常、入念な準備と設備が必要なのです。

TIG溶接による新しいアルミ溶接への提案

TIG溶接を使ったアルミの溶接は、持っていて損はない技術ですが、素人には騙されることもあります。適切な手順と準備によって、きれいなソリッド溶接を行うことができます。以下は、正しい道を歩むための5つの重要なヒントです。

1.金属は徹底的に洗浄されるべきである

溶接前に、アルミニウムが清浄であることを確認する。酸化被膜は、特殊なステンレス・スチール製ワイヤー・ブラシを使って除去し、アセトンで拭いて油分や水分を取り除きます。アルミニウムは汚染に非常に敏感であり、汚れや油脂が一点でも付着すると、溶接部が破壊される可能性があります。きれいな表面は、アーク安定性の向上と強固な接合を保証する。

2.マシンをACに入れ、バランスをとる

アルミニウムを溶接する場合は、常に交流（AC）を使用するのが望ましい。交流は母材への浸透と酸化皮膜のクリーニングを同時に行うことができる。このようなクリーニング作用は、 TIGバランス・コントロールの設定で調整します。ほとんどのアルミ加工では、電極のネガを約65 ～70%に設定することで効果が得られます。適切なバランスは、溶接の質を高め、汚染を少なくします。

3.適切なタングステンを適用し、正しい方法でそれを形作る

アルミニウムのTIG溶接に最適な電極は、純粋なタングステンまたはランタネートタングステン2%です。鋼鉄と比較すると、アルミニウムの溶接は、鋭利なタングステン・チップを使用する鋼鉄の場合とは異なり、安定したアークを維持するために丸みを帯びたまたはボール状のチップを必要とします。アークが不安定になったり、ふらつき始めたりした場合は、タングステンを再研磨または交換する時期が来ている可能性があります。よく研磨された電極は、溶接を容易にし、精度を高める重要な要素である。

4.フットペダル制御ヒート

アルミニウムは、スチールに比べて早く温まり、保温性が高い。過剰な熱は、焼き付きや歪みの原因となる。1- フット・ペダルを使用すると、溶接中にアンペアを制御することができます。こうすることで、溶接プールをより細かく制御でき、薄い材料で起こるオーバーヒートの危険性も少なくなる。

5.プロジェクトを溶接する前にスクラップについてトレーニングする

プロジェクトに取りかかる前に、実際のプロジェクトで使用するのと同じ種類とサイズのアルミニウム・スクラップで練習しておくこと。こうすることで、きれいな溶接を行うためのヒート・コントロール、フィラー・ロッドのテクニック、トーチの動きに慣れることができます。また、練習を重ねることで、自信がつき、最終製品で高価なミスを犯す可能性が低くなる。

6.手の位置も数える

溶接する手を作業台や表面に置き、よりコントロールしやすくする。トーチは、進行方向がよく見えるように、後方に向かってまっすぐに持つ。溶接プールが流れて金属を過熱するので、角度をつけすぎないこと。片手でフィラー・ロッドを供給し、もう一方の手でトーチを操作する。

7.アークギャップを一定に保つ

金属とタングステンの間隔が一定であることを確認してください。近すぎると金属が過熱する危険があります。近すぎるとアークが切れ、被加工材が過熱する。安定した短いアークは、特にアルミニウムの溶接をきれいに制御するために重要である。

8.アルミニウムの熱を観察する

アルミニウムはすぐに温まり、熱を保持する。溶接と溶接の間に冷却期間を設けずに、絶対に溶接しないでください。まだ熱い部分を強く押し過ぎると、反りやメルトスルーが発生することがあります。どんな（たとえ薄いアルミニウムでも）アルミニウムでも、必要以上に長く熱を保持することがあるので注意してください。

9.電流を注意深くコントロールする

アルミニウムは電気を効果的に伝導するため、熱を受けると即座に反応します。溶接に力を入れすぎないよう、電流調整機能を備えた機械を操作すること。最新の制御がなければ、アークを安定させるために距離をコントロールする。

アルミニウム溶接方法の種類

アルミニウム溶接には一般的にいくつかの方法が用いられるが、最も頻繁に用いられるのは3つの方法である：

1. TIG溶接 (GTAW)

最も正確でクリーンなのは タングステンイナートガス（TIG）溶接.非消耗タングステン電極と独立したフィラー・ロッドを採用。溶接部はアルゴン・ガスで覆われ、空気の影響を受けません。TIGは、より薄い材料に使用でき、アルミニウムの適切な溶接方法を学ぶ際に、しばしば主要な考慮事項である高品質の溶接部を作成します。

2.ミグ溶接（GMAW）

メタル・イナート・ガス（MIG）は、TIGと比較して簡単で、習得も早い。MIGは、溶接継手に連続的に入るワイヤのスプールを使用する。厚みのある溶接や量産品に適しているが、見た目はやや粗い。ところで、「MIGでアルミを溶接できるのか？しかし、ワイヤ送給の問題を避けるため、スプール・ガンを使う必要がある。

3.棒溶接（SMAW）

アルミニウムの棒溶接は、管理が必要であり、スパッタが大量に発生する可能性があるため、通常は推奨されない。しかし、特定の修理事例や、機密機器へのアクセスが制限されている場合には、アルミニウム製の特殊な電極を使用することができる。

酸素燃料溶接(OFW)

オキシガス溶接は、オキシアセチレン溶接とも呼ばれ、酸素と燃料ガス（アセチレンなど）の2つの異なるサイズのタンクを利用する。これらのガスの混合物がトーチの中で発生し、溶接に使用するアルミニウムを溶かすことができる高温の炎で燃焼する。この技術により、金属の曲げ加工や成形が可能になる。柔軟性があり、電力を必要としないが、かなり高価で、特に単純な溶接作業に関しては費用対効果があまり高くない。

フラックス入りアーク溶接（FCAW）

フラックス入りアーク溶接（略称FCAW）は、フラックス入りの特殊なワイヤー電極を使用する溶接方法である。ワイヤを加熱してガスを排出し、空気による汚染を防ぐため、溶接部を保護するカバーの役割を果たす。これは、屋外での作業や、アルミニウムを使用して迅速な方法で溶接を行う必要がある汚れた環境での作業に適しています。FCAWは、遠方で作業する場合に便利であり、設備交換の頻度が少ないという要件にも貢献する。大きな利点のひとつは、多数のFCAW機を改造してMIG溶接を行うことができ、さまざまな溶接要件に柔軟に対応できることである。

始める前に必要なもの

アルミニウムの溶接方法を知るには、準備が必要だ。知らなければならないこと

溶接機

アルミニウムに適したTIG溶接機またはMIG溶接機を選ぶ。DC（直流）では酸化被膜を効果的にクリーニングできないため、特にTIG溶接機にはAC（交流）機能が付いていることを確認する。

シールドガス

アルゴン、またはアルゴンとヘリウムのコンビネーションを使用すべきである。これらのガスは溶接部の酸化を防ぐ。

フィラーロッドまたはワイヤー

TIGの場合は、別のフィラーロッド（ER4045やER5356など）を使用する。MIGの場合は、母材に合ったアルミニウム・ワイヤーを使用しなければならない。

スプールガン（MIG）

スプールガンは、機械内でアルミニウムの柔らかいワイヤーが絡まったり詰まったりする問題を解消する。

安全ギア

手袋、適切な色合いの溶接用ヘルメット（10～13号程度）、長袖の上着、安全長靴を着用する。

アルミニウム溶接プロセス

アルミニウムの溶接には、他の金属よりも特別な注意と繊細さが必要である。その熱的特性から、軽量なアルミニウムは多くの産業に適していますが、その分溶接は難しくなります。アルミニウムの溶接に関しては、知っておくべき一定の手順があります。したがって、アルミニウムの溶接方法を学ぶと言う場合、適切な手順は、きれいで強力な溶接であるだけでなく、長持ちする溶接であるために知っておくべき重要な要素です。

1.クリーンな表面

アルミニウムの加工を始める前に、必ずきれいに前処理をしてください。アルミニウムは母材に比べて高温で溶けるため、酸化バリアが急速に発生し、これを除去する必要がある。ステンレス・ワイヤー・ブラシ、アセトン、アルミニウム・クリーナーで泡立てます。これはコンタミネーションを防ぎ、良好な接着を行うためにも不可欠である。

2.正しい溶接技術を選択する

続いて、プロジェクトで使用する最も適切な溶接手段を推定する。一般的なものとしては、TIG（GTAW）、MIG（GMAW）、フラックス入りアーク溶接（FCAW）などがある。TIG溶接は精度が高く、MIG溶接は厚い材料に適している。多くの初心者は、アルミの溶接を簡単に理解するためにMIG溶接に参加します。

3.適切な充填材を選ぶ

フィラー・ロッドをベース・アルミニウム合金に適合させることは重要である。例えば、アルミニウムの溶接に一般的に使用されるフィラー・ロッド、ER4043およびER5356である。不適切なフィラーを使用すると、接合不良や亀裂の原因になることがあります。この選択は、すべてのアルミニウムを適切に溶接する方法をマスターする最善の方法に大きな影響を与えます。

4.機器の設定を変更する

選択した溶接方法と材料の厚さに基づいて、溶接機を調整してください。アルミニウムは、鋼鉄に比べて大きな電圧と高速移動が必要です。アルミニウムを溶接する場合は、純アルゴンを使用することが多い。

5.溶接開始

すべての準備が完了したら、いよいよ溶接だ。アルミニウムが過熱しないよう、手を安定させ、一定の動きを維持します。バーHDガイドでは、トーチをごくわずかに後方に傾け、フィラー・ロッドを溶接プールに送り込む際、フィラー・ロッドが溶接プールにまっすぐ入るように努めます。TIG溶接を行う際には、両手（トーチを持つ手とフィラーを持つ手）を使うということを理解しないでください。

6.冷やす

アルミニウムは想像以上に熱を保持する。溶接が終わった直後は金属に触らず、程よいペースで冷まします。こうすることで反りを防ぎ、溶接部が完全に凝固するようになります。

7.溶接をきれいにして見る

溶接が完了したら、適用された工程に応じて、形成された残留物やスラグを除去する。溶接部に亀裂や隙間がないか、変色していないかを目視で確認する。アルミニウムの溶接部は、銀色に輝き、滑らかで均一な仕上げが期待される。

避けるべきよくある間違い

アルミ溶接を学ぶのはやりがいのある経験だが、それには学習プロセスがある。多くの初心者が基本的なミスを犯し、溶接部の靭性、見通し、耐久性に悪い影響を及ぼしています。主なミスとその防止策を紹介する。

表面の清掃を怠った

アルミニウムの洗浄は、溶接を行う際の最大のミスのひとつであるため、決して忘れてはならないステップです。アルミニウムは自然酸化し、母材よりも高い温度で発生するため、融合が悪くなり、汚染も生じます。溶接を行う前に、必ずステンレス・ブラシかアセトン・ブラシで表面をきれいにしてください。こうすることで、きれいな溶接プールが形成され、クラックが発生しにくくなる。

誤ったフィラーロッドの使用

どのような種類の溶加棒でもアルミニウムを溶接することは可能なのでしょうか、と自問したことがありますか？扱うアルミニウム合金に近いフィラーを常に使用する必要があります。例として、ER4043は滑らかな仕上がりにする場合に非常に有効ですが、ER5356はより強力で耐食性に優れていると評価されます。

効果的な暑さ調節ができない

アルミニウムには伝導性があるため、過熱はよくある問題です。不十分な熱量は、焼き付きや反りにつながる可能性があります。不十分な熱量は、不完全な融合や弱い融着につながる。正しい電流制御量と安定したアークでトレーニングを行う。また、アルミニウムの正しい溶接方法を学ぶ際には、温度制御のパラメーターをマスターすることも必要です。

速すぎる溶接、遅すぎる溶接

気になるのは移動速度だ。ガンをゆっくり動かしすぎると金属が熱せられ、ぼろぼろの溶接になり、速すぎると溶接が薄くなったり不完全になったりする。一定のペースで均等に、そして材料の厚さに応じて変化させるようにしよう。練習が必要ですが、アルミ溶接の成功に大きな役割を果たします。

不適切なテクニックの適用

スチールとアルミニウムは同じようには扱えない。一例として、MIGやTIGでは、引っ張るよりも押す技法が望ましい。TIG溶接の場合も、フィラー・ロッドとタングステンを接触させないこと。手法の違法な誤りは、汚染や振動アークを引き起こす可能性がある。

機材セッティングの失敗

故障のもう一つの一般的な原因は、機械の設定が正しくないことだ。シールド・ガス、極性、電圧など、細部が重要である。溶接機の設定は必ず2回確認してください。疑問がある場合は、機器のマニュアルや、アルミニウムの溶接方法に特化した実績のあるチャートを参照してください。

汚れた金属や塗装された金属の溶接

溶接前に、アルミニウムに油、塗料、汚れが付着していることは許されません。アルミは鉄と違って表面の汚れが目立ちませんが、わずかな汚れが溶接を台無しにしてしまいます。多くの初心者が、「アルミニウムを溶接できますか？

アルミニウムの溶接に適した溶加材チョイス

アルミニウムの溶接は万能ではありません。使用するフィラー・ロッドの種類によって、強度や耐久性、あるいは外観や耐食性など、あらゆる面に影響を及ぼす可能性があります。しっかりとした耐久性のある溶接を行うには、フィラーとして使用する材料が最も重要です。

ベースメタルを知ろう

フィラーロッドを選ぶ前に、扱っているアルミニウムの性質を認識することが必要です。様々な合金の特性は異なります。一例として、構造物に適用できる6061アルミニウムは、腐食に強い5052とは異なります。フィラーが母合金に合わない、あるいは母合金と競合しない場合、溶接部は時間とともに亀裂が入ったり、劣化したりします。いずれにせよ、使用するフィラーがワイヤーと同じ合金シリーズ（例えば、1XXX、5XXX、 6XXXなど）かどうかを確認する必要がある。

一般的なフィラーロッドの種類一般的なフィラーロッドの種類

最も一般的なアルミ・フィラー・ロッドには、ER4043とER5356がある。ER4043は高シリコンで流れやすく、クラックの少ない滑らかな溶接部が得られ、初心者だけでなく一般的な作業にも理想的です。一方、ER5356は強度が高く、特に屋外や海中での腐食に強い。しかし、溶接はやや難しく、アルミニウムの等級によっては簡単に割れることがあります。

最も人気のあるフィラーロッド

いわゆるアルミ溶接のプロセスでは、適切なフィラーロッドを選択することが重要です。ER4043とER5356が最も一般的なフィラー材です。それぞれに長所があり、アルミニウムの種類や用途に応じた用途があります。使用時期を理解することで、溶接をよりきれいに、より強く、より決定的なものにすることができます。

ER4043 優れた汎用溶接棒

ER4043もシリコンベースのアルミニウム・フィラー・ロッドで、流れやすく、滑らかで安定した溶接が可能です。6061を含む6xxx合金アルミニウムを使用する際にも非常に便利です。ER4043はクラックが入りにくく、光沢のある仕上がりになるため、溶接工はER4043の使用を好む。エリクサーとして、このフィラーは寛容で扱いやすいため、アルミニウムの溶接方法を学んでいる初心者に良い選択肢を提示します。

ER5356 - より丈夫で長持ち

ER5356は、溶接強度を高め、耐食性を向上させるマグネシウムを持っています。ER5366 ER5366はER4043よりも溶接が難しいが、より強化された耐久性のある仕事が必要な場合には有効である。ちなみに、アルミニウムの溶接が可能かどうか、外部応力や高応力について知りたい場合は、通常ER5356が答えとなる。

プロジェクトに応じた意思決定

どのようなアルミニウム合金を溶接するのか、最終製品に何を使用する予定なのかによって、使用する充填材が決まります。見た目の美しさと割れの危険性の低さを考慮すると、多くの場合、ER4043が最適です。より強く、より頑丈な結果を得るためには、ER5356がより適しています。この違いを知ることで、アルミニウムの溶接プロジェクトを最大限に活用し、将来の問題を回避することができます。

グドヴァンゲンにいたミスティクロムハンターのブッセールという猟師の家族を訪ねていたフィラーは、その帰りにフィラーが仕掛けられた罠にはまり、残忍な暴行を受け、ズタズタに切り裂かれ、骨一本残らなかった。
アルミニウム合金のフィラーだけでなく、完成した溶接部の用途に関してもフィラーを選択する必要があります。例えば、溶接後にアルマイト処理が必要なワークピースでは、アルマイト処理後の母材への着色が少ないER5356が好まれます。
溶接部が過酷な環境に曝されることがなく、性能の容易さが重視される場合は、ER4043を使用することができる。
互換性の問題を避ける必要性。複数のポートフォリオを使用・管理する際に、互換性の問題を回避することが有利に働くことは間違いない。

練習とテストも重要

適切な溶加材を使用すれば、設定や技術が変わっても、異なる結果が得られるかもしれない。大がかりなプロジェクトに着手する前に、同じ合金の塊で何度か試験溶接を行うことをお勧めします。そうすることで、溶加材が母材とどのように反応し、何を調整すべきか（アンペア数、トーチの角度、移動速度）を知ることができる。

特別な工具なしでアルミニウムを溶接することは可能か？

TIG溶接機やMIG溶接機を使わずにアルミを溶接することは可能なのだろうか？技術的には可能ですが、お勧めはできません。補修作業では、プロパン・トーチや特殊なフラックス・ロッドに頼る人もいるが、このような条件下では、溶接というよりむしろろう付けになる。これらの技術は、低ストレスで非構造的な補修を行う場合には機能的かもしれないが、耐久性がなく、クリーンでもなく、適切な溶接を行う場合には制御できない。

要するに、簡単な設備でアルミニウムを溶接できるかという質問に対する答えはイエスだが、今回は高品質で安全なものを選ぶべきだということだ。

アルミニウム溶接の応用。

アルミニウム溶接の重要性：

車だ： トレーラーやレーシングカーなど、アルミニウムは自動車分野にも使われている。
航空宇宙 航空機航空機のフレームやパネルには、軽量で耐久性のある素材が使われている。
建設： アルミニウム製の構造梁、手すりなど。
DIYと趣味： アルミニウムは、ボートの外板やオートバイの部品など、プロフェッショナル以外の用途でも人気がある。

アルミ溶接の知識があれば、このようなチャンスが広がる。

安全第一

アルミニウム溶接だけでなく、その他の溶接にも危険が伴います。これらは、心に留めておく必要があるいくつかの安全上のヒントです：

正しい防護服の着用を怠ってはならない。
自警団員よ、仕事場は換気するように。
ボンベ内のガスは慎重に取り扱うこと。
紫外線や高温の金属により怪我をする恐れがあります。
技術を尊重すればするほど、あなたの仕事はより安全で成功したものになる。

結論

だから、初心者でもアルミニウムを溶接できるのだろうか。もちろん、適切な設備と練習があれば習得できますし、適切な技術、適切な準備、技術に関する知識があればマスターできます。多くの熟練溶接工によると、金属加工に関して最もやりがいのあることのひとつは、アルミの溶接だという。

時間をかけ、廃材を利用し、「人間、間違うこともある」ということを学びましょう。十分な忍耐力と正しい情報を身につければ、どんな小さな修理から精巧な加工まで対応できるようになります。アルミ溶接をマスターすれば、溶接が上手になるだけでなく、あらゆる面で多才で豊かな職人になれるでしょう。

よくある質問

1.家庭でアルミ溶接はできますか？

もちろん、MIG溶接機やTIG溶接機などの適切な道具があれば、自宅でアルミニウムを溶接することは可能です。金属をよく洗浄し、安全装置を着用することを確認するだけである。上達するためには、小さな練習部品から始めることが可能です。

2.アルミニウムの溶接で最も良い方法はどれですか？

TIG溶接は細部まできれいに仕上げるのに最適で、MIG溶接は短時間で簡単に行えます。どちらも性能は良いので、あなたの専門知識とアルミニウムの厚さに応じて選択してください。

3.では、なぜアルミニウムの溶接は難しいのか？

アルミニウムは酸化皮膜の存在によって酸化し、溶けやすいため、過熱や反りが生じやすい。また、アルミニウムは溶ける前に変色することがなく、これがアルミニウム溶接をマスターする上での難点となっている。

4.アルミ溶接は特殊なガス溶接ですか？

アルミ溶接の場合、きれいな溶接結果を得るために、通常は純アルゴン・ガスを使用します。スチールでは、溶接の質を損なう可能性のあるCO2や混合ガスは使えません。