ちょっと、そこ！陽極酸化アルミニウムシートのサプライヤーとして、私は最近、陽極酸化処理がさまざまな溶接プロセスにおけるアルミニウムシートの溶接性にどのような影響を与えるかについて多くの質問を受けています。そこで、このトピックを深く掘り下げて、私の洞察を皆さんと共有したいと思いました。
まず、陽極酸化とは何かについて説明しましょう。陽極酸化処理は、アルミニウムの表面に保護酸化物層を作成する電気化学プロセスです。この層はシートの耐食性を高めるだけでなく、美しい仕上げも与えます。あなたは私たちをチェックアウトすることができます陽極酸化アルミニウムシート当社が提供する製品の詳細については、こちらをご覧ください。
さて、本題ですが、陽極酸化処理は溶接性にどのような影響を与えるのでしょうか?そうですね、陽極酸化皮膜は溶接に関しては恩恵にもなりますが、呪いにもなります。
TIG溶接
TIG (タングステン不活性ガス) 溶接は、アルミニウムの溶接に一般的な選択肢です。精度と高品質の溶接を行う能力で知られています。陽極酸化アルミニウムシートに関しては、陽極酸化層が少し問題を引き起こします。
陽極酸化層は電気絶縁体です。 TIG溶接では、電極とワークピース間の導電性が重要です。陽極酸化層が適切に除去されないと、電気アークが中断され、アーク状態が不安定になり、溶接品質が低下する可能性があります。通常、陽極酸化層は溶接する領域から除去する必要があります。これは、研磨や化学溶剤の使用などの機械的方法で行うことができます。層を除去すると、溶接プロセスをスムーズに進めることができます。ただし、陽極酸化層を除去するということは、シートの保護され仕上げられた領域が損なわれることも意味します。
良い面としては、溶接前の準備が正しく行われていれば、TIG 溶接は陽極酸化アルミニウム板で優れた結果を生み出すことができます。 TIG 溶接における入熱を制御できる機能は、溶接周囲の熱影響部 (HAZ) を最小限に抑えることができるため、有益です。 HAZ が小さいほど、周囲の陽極酸化層が損傷する可能性は低くなります。
ミグ溶接
MIG (金属不活性ガス) 溶接もアルミニウムを溶接する一般的な方法です。 TIG 溶接よりも高速で、大規模なプロジェクトに適しています。しかし、やはり、陽極酸化層が問題を引き起こす可能性があります。
MIG 溶接では、ワイヤ電極が連続的に溶接池に供給されます。陽極酸化層は、ワイヤーが滑りにくい粗い表面を作成する可能性があるため、ワイヤーの供給に問題を引き起こす可能性があります。これにより、ワイヤの供給が不均一になり、溶接が不均一になる可能性があります。
TIG溶接と同様に、MIG溶接の前に陽極酸化皮膜を除去する必要があります。ただし、MIG 溶接は一般に TIG 溶接に比べてより多くの入熱を必要とします。この高温により、溶接領域の周囲の陽極酸化層が変色したり、亀裂が発生したりする可能性があります。 MIG 溶接における熱影響ゾーンは通常より大きく、より多くの陽極酸化表面が影響を受ける可能性があることを意味します。
これらの課題にもかかわらず、適切な予防措置を講じれば、MIG 溶接は陽極酸化アルミニウム シートでも効果的に使用できます。たとえば、高品質のワイヤを使用し、クリーンな溶接環境を確保することは、溶接品質の向上に役立ちます。
抵抗スポット溶接
抵抗スポット溶接では、重なり合う 2 枚の金属シートに圧力と電流を加えて、特定の点に溶接を作成します。陽極酸化アルミニウムシートに関しては、抵抗スポット溶接には独自の問題があります。
陽極酸化層により、電極とワークピース間の電気抵抗が増加します。これにより、電極と陽極酸化層の間の接触点での発熱が高くなる可能性があります。その結果、電極の磨耗が早くなり、溶接箇所の周囲の陽極酸化層が深刻な損傷を受ける可能性があります。
この問題を解決するには、溶接が行われる箇所の陽極酸化層を除去する必要があります。さらに、適切な電極の設計と選択が重要です。接触面積が大きい電極を使用すると、熱がより均一に分散され、電極の摩耗が軽減されます。
レーザー溶接
レーザー溶接は、アルミニウムシートの比較的新しい高度な溶接プロセスです。高い精度と非常に小さな熱影響部を実現します。しかし、陽極酸化処理は依然としてこのプロセスに影響を与えます。
陽極酸化層はレーザーエネルギーを吸収して散乱する可能性があります。これは、陽極酸化層を貫通して適切な溶接を作成するには、より多くのレーザー出力が必要になる可能性があることを意味します。レーザー出力が低すぎると、溶接が十分に深くなかったり、溶融が不十分になったりする可能性があります。一方、出力が高すぎると、過度の溶解が発生し、周囲の陽極酸化層に損傷を与える可能性があります。
ただし、陽極酸化アルミニウムシートを扱う場合、レーザー溶接にはいくつかの利点もあります。熱の影響を受ける領域が小さいということは、溶接領域の外側の陽極酸化層が影響を受ける可能性が低いことを意味します。また、適切なプロセス制御により、レーザー溶接は陽極酸化アルミニウムに高品質の溶接を行うことができます。
溶接品質への影響
陽極酸化層の存在は、溶接の品質に大きな影響を与える可能性があります。これまで見てきたように、アークの安定性の低下、ワイヤの供給の一貫性のなさ、電極の摩耗、熱分布の不均一などの問題が発生する可能性があります。これらの問題は、気孔率、融解の欠如、亀裂などの溶接欠陥を引き起こす可能性があります。
気孔は、凝固中にガスが溶接池に閉じ込められると発生します。陽極酸化層は加熱されるとガスを放出し、多孔性の原因となることがあります。溶融の欠如は、母材金属とろう材が適切に結合していない場合に発生します。これは、陽極酸化層の電気絶縁特性が原因で発生し、溶接アークが中断される可能性があります。特に MIG 溶接のような高入熱のプロセスでは、不均一な熱分布によって引き起こされる熱応力によって亀裂が発生する可能性があります。
解決策と回避策
陽極酸化アルミニウムシートの溶接性を改善するには、いくつかの解決策があります。前述したように、溶接領域から陽極酸化層を除去するのが一般的な方法です。これは機械的または化学的に行うことができます。ただし、この方法には、保護および装飾的な陽極酸化層が失われるなどの欠点があります。
別の解決策は、特別な溶接技術または消耗品を使用することです。たとえば、一部の溶接ワイヤは、陽極酸化アルミニウムでより適切に機能するように設計されています。これらのワイヤは、溶接部の濡れや融着を改善するなど、陽極酸化層によって引き起こされる問題を克服するのに役立ちます。
場合によっては、溶接後の処理を使用して陽極酸化層を復元することができます。これには、溶接領域を再陽極酸化するか、保護コーティングを適用することが含まれます。
結論
結論として、陽極酸化処理は、さまざまな溶接プロセスにおけるアルミニウム シートの溶接性に重大な影響を与えます。陽極酸化アルミニウムを扱う場合、TIG、MIG、抵抗スポット溶接、レーザー溶接など、各溶接方法は特有の課題に直面します。ただし、溶接前の適切な準備、溶接技術と消耗品の適切な選択、および適切な溶接後の処理により、陽極酸化アルミニウム シートで高品質の溶接を実現することが可能です。
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参考文献
- デイビス、JR (編著)。 （2001年）。アルミニウムおよびアルミニウム合金。 ASMインターナショナル。
- 溶接ハンドブック委員会。 (2007)。溶接ハンドブック: 第 2 巻 - 溶接プロセス。アメリカ溶接協会。
- アーカンソー州トロイアーノ（1965年）。骨折。ワイリー。