溶接中に追加の保護ガスを追加する必要がありますか?アルゴンと窒素を使用すべきでしょうか?

通常、溶接中に追加の保護ガスが必要になります。保護ガスは主に、溶接領域内の金属液滴、溶接溜まり、高温金属が外部から有害なガスに侵入するのを防ぎ、溶接プロセス中の溶接シームの酸化を防ぎ、気孔の形成を防ぎ、溶接シームの完全性を確保するために機能します。また、金属蒸気汚染や液滴飛沫から集光レンズを保護することもできます。ただし、セルフシールドフラックス入りワイヤアーク溶接など、シールドガスを必要としない溶接方法もあります。溶接ワイヤ内のフラックスコアは、溶接プロセス中にシールドガスとスラグを生成して、溶接領域を保護します。スポット溶接などの抵抗溶接方法もあり、通常は追加の保護ガスを必要としません。

アルゴンと窒素のどちらを選択するかは、溶接材料とプロセスの違いによって異なります。具体的な状況は次のとおりです。

アルゴン

1. ステンレス鋼の溶接: アルゴンガスは、ステンレス鋼の溶接で一般的に使用される保護ガスです。純アルゴンはステンレス鋼のタングステンイナートガス溶接（TIG）に適していますが、純アルゴンのみを使用するガスメタルアーク溶接（MIG）では、ステンレス鋼の液滴や溶融池の表面張力が高く、液体金属の流動性が悪く、溶接の形成が良好ではありません。通常、表面張力を低下させ、流動性を高め、溶接シームの形状を美しくするために、アルゴン ガスに 1 ～ 2% の酸素が添加されます。 2 ～ 5% の CO 2 を添加すると、アークの安定性が向上し、酸化が減少し、合金元素の燃焼が少なくなり、炭素が増加する傾向がありません。ステンレス鋼パイプラインのTIG底部溶接とMAG充填カバー溶接の組み合わせプロセスに適しています。

2. アルミニウム合金の溶接: アルミニウム合金 GMAW は通常、保護ガスとして Ar を使用します。これには高いガス純度が必要です。そうしないと、溶接部の両側に黒い酸化物が現れます。溶接の溶け込みや溶接速度を上げたい場合はArにHeを一定割合添加すると良いですが、Heの割合が多すぎると飛散量が多くなります。

3. 銅および銅合金の溶接: 純粋な Ar を溶接シールド ガスとして使用できます。

4. ニッケルおよびニッケル合金の溶接: 溶接シールドガスとして純粋な Ar および Ar+He を使用することに加えて、溶接効率を向上させるために Ar ガスに少量の水素を添加することもできます。

5. チタンおよびチタン合金の溶接: チタンと N、H、O との結合が強いため、純粋な Ar および Ar+He は、チタンおよびチタン合金の GMAW の溶接シールド ガスとしてのみ使用できます。

窒素

1. ステンレス鋼の溶接: 窒素とステンレス鋼の化学反応によって生成される窒化物は、溶接継手の強度を向上させ、溶接部の機械的特性を向上させることができます。したがって、窒素はステンレス鋼を溶接する際の保護ガスとして使用できますが、通常は単独で使用されることはなく、アルゴンなどのガスと混合して使用されます。

2. 銅および銅合金の溶接： 銅および銅合金を溶接する場合、製造コストを削減するためにArガスに一定の割合の窒素を添加することができますが、飛沫や煙が発生し、成形不良が発生する場合があります。

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