スプレーアーク溶接とは？

溶接士は、事実上同じ溶接手順について複数の方法と技術を利用することができます。金属不活性ガス (MIG)、ガス金属アーク溶接 (GMAW)、または金属芯線アーク溶接を選択することができます。

スプレーアーク溶接とは何ですか？

スプレーアーク溶接は、電極またはワイヤから溶接部に金属を移動させるために使用されるプロセスの 1 つです。微細な溶融金属滴がアークを経由して母材または作業中の接合部に移動します。

スプレー転送は、突き合わせまたはすみ肉接合用の厚い金属に使用するのに理想的です。飛散する金属滴と重力が溶接士や溶接作業にとって理想的な状況を作らないため、位置決め溶接作業には適していません。

スプレーアーク溶接は技術的には、制限付きの開口部で庭用ホースから出る水に似た、アーク上に転送される溶融金属のスプレーです。

Process

この方法は、高いアンペア数と電圧レベルを伴います。ワイヤーを母材に近づけると、金属に触れる前に電流が発生します。この電流はワイヤーを非常に速く加熱し、溶かします。

スプレーアーク溶接は、シールドガス、金属、ワイヤの直径、および接触からチップまでの距離の理想的な組み合わせで提供される場合、高い金属溶着率を生み出すことができる。また、その組み合わせにより、高い電流を発生させることができる。このプロセスはアキシャル・スプレーとも呼ばれます。

このプロセスで使用される電流レベルは、遷移電流よりも高くする必要があります。そうでなければ、金属は溶けるだけでなく、液滴の形で移動します。このプロセスでは、スパッタのない溶接を確実にするために、十分な電圧レベルで高い電流レベルを使用する必要があります。

利点

スプレーアーク溶接は非常に効率的なプロセスです。このプロセスによって提供される重要な利点のいくつかは次のとおりです。

高い金属蒸着率
優れた金属溶融および溶け込み
優れた溶接ビード外観
大径電極ワイヤーの使用能力
非常に少ないスパッタ発生

このように広範囲にわたるメリットがある一方で、スプレーアーク移行法にはかなりの制限があります。

Limitations

スプレーアーク転写の限界は、以下に限定されるものではありません：

厚い材料（約1/8 in. (3 mm) and thicker）
It is limited to flat and horizontal fillet weld positions
It does not have open root capabilities

The large weld pool created in this technique limits the number of positions and types of joints it can be used on.この技法で作られる大きな溶接池は、使用できるポジションの数とジョイントの種類を制限します。高い熱レベルを利用し、すぐに層を焼き切ることができるため、薄い金属板には適していません。このプロセスの制限のいくつかは、代わりにパルススプレー転写技術を使用することで対処できます。

パルススプレー転写とは、電流レベルが短いパルスまたは間隔で放出されるものです。連続的な電流供給を行う代わりに短いパルスを使用することで、溶接プールをより管理しやすくし、プロセスの効率をさらに向上させます。また、単純なスプレー転送と比較して、より多くの位置でスプレー転送技術を溶接に使用することができます。

このプロセスは低いバックグラウンド電流を使用しており、熱がどのくらい発生するかを低減します。

Advantages

Besides the Pulsing technique offers a few more than the spray transfer method already offers.

溶接プールをよりよく制御できる
入熱を低減できる
より扱いやすい溶接
スパッタをさらに低減できる
より滑らかな溶接と優れた溶接ビード

正しいシールドガスと正しい金属フィラーにより、パルス溶射法は位置づけられた溶接にも使用可能です。

How to Select the Right Shielding Gas

シールドガスの選択には、さまざまな要因が影響する可能性があります。

充填材蒸着率および効率
スパッタ制御
ビードプロファイル
ポスト溶接クリーニング
ビード溶け込み
ウェルドポジション溶接ヒューム発生率
溶接プロセス技術

シールドガスの組み合わせは、溶接に使用する金属ワイヤまたは電極によって決まります。しかし、経験則から言うと、スプレーアーク溶接のすべてのシールドガスの組み合わせは、高レベルのアルゴンを使用しています。少なくとも、混合ガスには80%以上のアルゴンガスが含まれていなければなりません。

シールドガスは金属の反応率に直接影響します。反応性の高いガスは、溶接水たまりの流動性を著しく高めることができる。溶接水溜まりが増加する速度は、制御できないほど高くなり、悲惨な状況になる可能性があります。

鋼鉄炭素の溶接では、アルゴンと CO2 の組み合わせが必要です。しかし、15%以上のCO2は、遷移電流と金属の析出率を低下させます。そのような低い析出レベルでは、プロセスはその後、球状転送法に変わり、その効率を失う。

シールドガスの重要性

シールドガスは、アークと大気との間の保護バリアとして機能する。大気中に存在するガス、主に酸素と窒素は溶融金属と反応し、有害なヒュームを発生させ、不良な溶接部を作ることがある。

Porosity

ポロシティとは、溶接金属内の汚染のことで、溶接を台無しにする以外にも、非効率なシールド・ガスは他の問題を引き起こす可能性がある。これは、金属内に閉じ込められたガスが、溶接部内に丸い穴または細長い穴を形成することによって生じます。このような状況は、シールド・ガスがないか、またはその効果がないために起こります。

古い金属片を溶接する場合は、溶接前に特別な注意を払う必要があります。古くて錆びた金属は、ポーラスな溶接部を作ることもあります。溶接を始める前に、まず表面を適切に整え、きれいにします。

ポーラス溶接は、ポロシティのレベルが低すぎ、業界の要件が厳しすぎない場合は、受け入れられることがあります。

Low Metal Deposition Rate

シールドガスの選択は、溶接手順におけるアークの安定性と生産効率に直接影響します。特にスプレーアーク溶接では、高アルゴンレベルとの組み合わせが最適です。アルゴンは、金属と大気との間の究極の保護バリアとして機能します。シールド・ガスの選択はワイヤ送給速度にも直接影響するため、間違ったガスを使用すると手順全体が中断される可能性があります。

シールド・ガスは、スムーズな溶接を保証する以外にも、次のような機能を果たします。

アークプラズマの形成
金属表面でのアークの安定化
ワイヤから金属プールへの金属滴の中断のない移動も保証します。

スプレーアーク溶接とは？