なぜ溶接機はアルゴンを使用するのですか？

無色で、無臭で不活性ガスであるアルゴンは、世界中の溶接ショップの主食です。そのユニークな特性により、TIG（GTAW）からMIG（GMAW）など、多くの溶接プロセスに不可欠です。溶接機は、主に溶融金属を汚染から保護し、アークを安定させ、溶接の品質、強度、一貫性に直接影響を与える幅広い材料-要因に適応する能力に依存しています。この記事では、Argonが溶接でガスを保護するためのGo -である主な理由を調査します。
1。アルゴンは不活性です：溶接プールを汚染から保護する​
溶接におけるアルゴンの最も重要な役割は、溶融溶接プールと周囲の大気の間に障壁を作成するシールドガス-として作用することです。空気には酸素、窒素、水素が含まれており、それらはすべて溶接を弱める欠陥を形成するホットメタルと反応します。
•酸素は溶融金属と結合して酸化物（例えば、鋼の酸化鉄またはアルミニウムの酸化アルミニウム）を形成し、延性が低い脆性の多孔質溶接につながります。
•窒素は、溶接で窒素ピックを引き起こし、靭性を低下させる硬い亀裂-腹ne化合物を作成します。
•水素（空気中の水分から）は溶融金属に溶け、冷却すると泡を形成し、強度を損なう多孔性（小さな穴）をもたらします。
アルゴンの不活性は、高温であっても金属と反応しないことを意味します。アークと溶接プールの周りに流れ込むと、空気が変位し、これらの反応が防止されます。例：
•アルミニウムのティグ溶接では、アルゴンは溶融プールを酸素から守り、al₂o₃（適切な融合を妨げる硬い酸化物）の形成を避けます。
•ステンレス鋼のMIG溶接では、アルゴンはクロム（ステンレス鋼の重要な合金）を酸化し、金属の腐食抵抗を維持します。
この汚染保護は、航空宇宙のような産業における高-の品質溶接にとって特に重要です。そこでは、小さな毛穴や酸化物でさえ成分の故障につながる可能性があります。
2。アルゴンは、より滑らかな溶接のためのアークを安定させます
アルゴンの原子構造は、それを優れた電気導体にし、溶接アークを安定させるのに役立ちます。安定したアークは、一貫した熱入力、均一な溶接ビーズ形成、およびスパッタの減少に不可欠です。これがどのように機能しますか：
•電極（またはワイヤー）とベースメタルの間に電気アークが攻撃されると、アルゴン原子がイオン化（獲得または失われた電子）を作成し、アークを維持する導電性経路を作成します。
•一部のガス（たとえば、二酸化炭素）とは異なり、アルゴンはARC温度で​​反応性成分に分解しないため、低電流でもアークは安定したままです。
この安定性は特に価値があります：
•TIG溶接：TIGは、フィラーなしで金属を溶かす正確で狭いアークに依存しています（または手動のフィラーの追加）。 ArgonのARC -安定化効果により、溶接機は一貫したアークの長さを維持できます。これは、薄い材料（例えば0.06 -インチアルミニウムシート）を溶接するために重要です。
•低-アンペア溶接：溶接薄金属（例えば、24 -ゲージ鋼）には低電流が必要であり、他のガスでアークを不安定にすることができます。アルゴンは、アークが明るく焦点を合わせたままで、滑らかでスパッタのない溶接を生成します。
•溶接非-鉄金属：アルミニウム、銅、マグネシウムは非常に伝導性が高く、アークから熱を「盗む」ことができます。 ArgonのARC濃度は、溶接プールに熱を向けるのに役立ち、適切な融解を確保します。
3. Argonは幅広い材料とプロセスで動作します
Argonの汎用性-異なる金属および溶接方法に適応する能力-は、溶接機の間でお気に入りになります。使用されます（単独または混合物）：
3.1 TIG溶接（GTAW）
Tig溶接は、Argon（またはArgon -ヘリウム混合物）にほぼ独占的に依存しています。その不活性とアークの安定性により、以下に最適です。
•アルミニウムとマグネシウム：これらの金属は、きれいな酸化物-遊離溶接プールを必要とする丈夫な酸化物を形成します。 ArgonはRe -酸化を防ぎますが、そのアークフォーカスは既存の酸化物を介して溶けます。
•ステンレス鋼：アルゴンはクロムを酸化から保護し、腐食抵抗を維持します。
•薄いまたは精密部品：TIG溶接機は、Argonを使用して、複雑な作業用の制御された狭いアークを作成します（たとえば、溶接医療機器やジュエリー）。
3.2 MIG溶接（GMAW）
純粋なアルゴンは鋼のMIG溶接ではあまり一般的ではありませんが（スパッタを引き起こす可能性があります）、Argon -ベースの混合物は標準です。
•Argon +二酸化炭素（CO₂）：75％Argon/25％CO₂ミックスは、Mig溶接軟鋼の「主力」です。 Co₂は浸透を追加し、Argonはアークを安定させ、スパッタを減らします。
•Argon +酸素：98％Argon/2％酸素混合がステンレス鋼Mig溶接に使用されます。酸素は、ビーズの形を改善する安定したスラグを形成するのに役立ちますが、アルゴンはクロムの酸化を防ぎます。
•純粋なアルゴン：MIG溶接アルミニウムに使用されます。溶接プールをシールドし、アルミニウムのソフトワイヤーで動作し、ワイヤー給餌の問題のリスクを減らします。
3.3その他のプロセス
•プラズマアーク溶接：TIGと同様ですが、結びついたアークと同様に、プラズマ溶接はアルゴンを使用してプラズマジェットを保護し、溶接を保護します。
•ガスタングステンアークスポット溶接：薄いシートを結合するための特殊なTIGプロセス、清潔で強力なスポットを確保するためにアルゴンに依存します。
4。アルゴンはACとDCの両方の溶接と互換性があります
多くの溶接プロセスでは、交互の電流（AC）または直接電流（DC）のいずれかを使用し、Argonは両方で確実に機能します。
•DC TIG溶接：鋼およびステンレス鋼に使用されるDCには、安定したアークが必要です。アルゴンの導電性により、高電流であっても、アークが集中し続けることが保証されます。
•AC TIG溶接：アルミニウム（酸化物層を分解するために）に使用すると、ACは現在の方向を交互にします。アルゴンのイオン化特性は、これらの交互の際にアークの安定性を維持し、アルミニウムのAC溶接を可能にします。
このAC/DCの互換性は、現在のタイプを切り替えるときに異なるガスの必要性を排除し、複数の材料を使用する溶接機のセットアップを簡素化します。
5. Argon混合物は、特定のタスクのパフォーマンスを向上させます
純粋なアルゴンは有用ですが、溶接機はしばしば他のガスと混ぜて、特定のジョブの特性を調整します。
•Argon + Helium：ヘリウムは熱入力を増加させ（Argonよりも熱をよりよく走行します）、この混合物は厚いアルミニウムまたは銅（熱伝導率が高い金属）に最適です。 50/50 Argon/Heliumミックスは、½-インチアルミニウムプレートの溶接によくあります。
•アルゴン +水素：ステンレス鋼溶接で使用され、少量の水素（2〜5％）がアークの安定性を改善し、気孔率を低下させますが、水素-誘導亀裂を避けるために慎重な制御が必要です。
•Argon +Co₂ +酸素：トリプルミックス（例えば、90％Argon/8％CO₂/2％酸素）は、高-強度鋼溶接の浸透、アーク安定性、およびビーズ形状のバランスをとります。
これらの混合物は、Argonの基本特性（不活性、アークの安定性）を活用しながら、熱の増加や浸透の増加などの利点を追加し、複雑なジョブに汎用性があります。
6。Argonはコスト-効果的で使いやすいです
特殊ガス（例えば、純粋なヘリウム）と比較して、アルゴンは比較的手頃な価格で広く利用可能です。また、その不活性により、燃焼や毒性の生産のリスクはなく（一部のコンテキストではアセチレンまたはCO₂とは異なります）、（適切に使用する場合）に対処してください。
Argonは高-圧力シリンダーに保管されており、ほとんどの溶接ショップには流量を制御する規制当局があります（通常、プロセスに応じて1時間あたり10〜30立方フィート）。このシンプルさ-複雑なガス配送システム{-は、専門家と愛好家の両方がアクセスできるようにします。
7。アルゴンが最良の選択ではないとき（そしてそれがまだ重要な理由）
アルゴンはすべてのシナリオに最適ではありません。例：
•屋外MIG溶接：Argon（またはArgon Mixes）は風によって簡単に破壊され、シールドガスバリアが破壊されます。ここでは、Flux - coredワイヤ（シールドに内部フラックスを使用）が優れています。
•厚いスチール溶接：純粋なアルゴンは、1インチ+鋼板に十分な浸透を提供しない場合があります。 75/25 Argon/Co₂ミックスに見られるように、ArgonにCo₂または酸素を追加すると、これを解決します。
これらの場合でさえ、アルゴンはしばしば溶液の一部であり（例えば、混合ガスの成分として）、溶接における永続的な役割を強調しています。
結論：アルゴンは高品質の溶接の基礎です
溶接機は3つのコアの課題を解決するため、アルゴンを使用します。溶融金属を汚染から保護し、一貫した結果を得るためにアークを安定させ、ほぼすべての材料とプロセスに適応します。アルミニウムのTIG溶接で単独で使用されている場合でも、鋼のMIG溶接のミックスの一部として、Argonは溶接が強く、清潔で信頼性が高いことを保証します。その汎用性、手頃な価格、パフォーマンスにより、現代の溶接ではかけがえのない-真にシールドガスの「バックボーン」です。