アルミニウムTIG溶接プロセスとMIG溶接プロセス：技術(shù)比較、操作のポイントと産業(yè)用途
發(fā)布時(shí)間2025-05-17 分類広報(bào) 瀏覽量461
アルミニウム溶接の課題と重要性
アルミニウム 軽量、高強(qiáng)度、耐食性のため、自動車、航空宇宙、造船で広く使用されている。しかし、熱伝導(dǎo)率が高く、酸化しやすく、熱割れを起こしやすいため、溶接工程は深刻な課題に直面している。TIGおよびMIG溶接技術(shù)は、例えば新エネルギー自動車用バッテリー?トレイの溶接継ぎ目の高強(qiáng)度および気密性の必要性に対する効率的なソリューションを提供する。
アルミニウムの特徴
小密度アルミ合金は鋼や銅よりも密度が低く、約2.7g/cm3であるため、アルミ合金製品は同じ體積の鋼製品よりも軽い。
高強(qiáng)度アルミニウム合金は高い強(qiáng)度と硬度を持ち、熱処理によって大幅に向上させることができる。
良好な導(dǎo)電性アルミ合金は純銅や純鋼よりも優(yōu)れた導(dǎo)電性を持ち、電線やケーブルなどの導(dǎo)電材料に使用される。
良好な耐食性アルミニウム合金の表面は、耐食性に優(yōu)れた緻密な酸化皮膜を形成しやすい。
TIG溶接技術(shù)の詳細(xì)
プロセス原理と裝置構(gòu)成
TIG溶接（タングステンイナートガスシールド溶接）は、不活性ガス（アルゴンまたはヘリウム）の保護(hù)下で溶融池を形成するために非融點(diǎn)タングステン電極を使用します。AC TIG溶接機(jī)は、カソード破砕効果によってアルミニウム合金表面の酸化皮膜（Al?O?）を効果的に除去することができ、6系（6061など）や5系（5052など）のアルミニウム合金の溶接に適している。
動作點(diǎn)とパラメータ設(shè)定（6061アルミ合金を例にした場合）
- 溶接前処理::
- アセトン洗浄で油汚れを除去し、ステンレス?ワイヤーブラシで機(jī)械的に酸化層をサンディングする（カーボン汚染を防ぐため、サンドペーパーは使用禁止）。
- 溶接パラメータ::
- 電流：80～200A（ACパルスモード、ベース電流は30%用）。
- タングステン電極：セリウムタングステン電極（直徑2.4 mm、先端研磨角度30°）。
- 保護(hù)ガス：アルゴン（純度99.99%以上）、流量10～12L/min。
- フィラーワイヤーの選択：ER4043（シリコン含有量5%、耐クラック性良好）またはER5356（マグネシウム含有量5%、高強(qiáng)度）。
強(qiáng)みと限界
- 最先端薄板（1～3mm）や精密部品（電子機(jī)器用ヒートシンクなど）に適しています。
- 枠にはめる溶接速度が遅く（約0.3m/min）、人件費(fèi)が高い。
MIG溶接技術(shù)の詳細(xì)
プロセスの原理と裝置の選択
MIG溶接(溶融電極不活性ガスシールド溶接)は、連続ワイヤ送給機(jī)構(gòu)を採用しており、中厚板の溶接に適しています。プッシュ?プル?ワイヤ送給システムは、アルミニウム合金ワイヤ（ER5183など）の柔らかさによるワイヤ送給不良の問題を解決します?；旌膝?Ar+He)は、アークの安定性を向上させ、ポロシティを低減します。
動作點(diǎn)とパラメータ設(shè)定（5083アルミ合金を例として）
- 溶接前処理::
- 厚板（10mm以上）は80～120℃に予熱する必要がある（熱割れのリスクを減らすため）。
- 開先デザイン：V開先（角度60°～70°）、鈍いエッジ1～2mm。
- 溶接パラメータ::
- 電流：220-260A（ダブルパルスモード、低周波パルスでスプラッシュを低減）。
- 電圧：24-26V、ワイヤー送り速度8m/min。
- 保護(hù)ガス：Ar（80%）＋He（20%）、流量18～20L/min。
強(qiáng)みと限界
- 最先端高能率（最高速度1.2m/min）で、自動車シャシーなどの長尺溶接部の大量生産に適している。
- 枠にはめるスパッターコントロールが難しく（パルスパラメーターの最適化が必要）、裝置の初期投資が高い（ロボットシステムで約50萬ドル）。
TIGとMIG：プロセス選択ガイド
| 比較語 | TIG溶接 | ミグ溶接 |
|---|---|---|
| 適用厚さ | 1-6mm（シート） | 3～25mm（中?厚板） |
| 溶接品質(zhì) | 高精度、飛散なし | 高効率、スプラッシュコントロール |
| (製造原価 | 60%に占める人件費(fèi)の割合 | 設(shè)備?消耗品コストシェア 70% |
| 典型的なアプリケーション | 航空宇宙用スキン、電子機(jī)器ハウジング | 船舶甲板、自動車構(gòu)造部品 |
溶接欠陥防止?管理?検査基準(zhǔn)
5.1 一般的な欠陥に対する解決策
- 気泡溶接前に、シールド?ガスの純度（アルゴンの露點(diǎn)≦-50℃）を確認(rèn)し、母材を十分に洗浄してください。
- 熱亀裂ER5356ワイヤーはMg含有量の高いもの（Mg/Si>1.5）を選択し、層間溫度は<100℃に制御する。
- 手付かず電流10%～15%を増やし、溶接速度を0.8m/minにする（MIG溶接）。
5.2 検出方法
- 目視検査（VT）ISO 10042を參照した溶接部表面の亀裂とエッジの検出。
- X線検査（RT）AWS D1.2の要求に従い、空気孔の直徑は1.5mm以下でなければならない。
6.よくある質(zhì)問（FAQ）
Q1: TIG溶接は直流電源でアルミ合金を溶接できますか？
- いいえ！直流TIGでは酸化皮膜を破壊できないので、交流電源を使用しなければならない。
Q2：ミグ溶接でスパッタが多いのですが？
- ダブルパルスモードに変更し、ピーク電流を下げ（例：300Aから260A）、ヘリウム比を30%に上げる。
Q3: 溶接後に熱処理は必要ですか？
- 6系アルミ合金（6061など）は、溶接後、強(qiáng)度回復(fù)のために溶體化処理（530℃×2h水冷＋180℃×8h時(shí)効）が必要である。
