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アルミニウム合金溶接の特徴と問題点

Dec 14, 2025 伝言を残す

熱応力: アルミニウム合金は、熱膨張係数が高く、弾性率が低いです。溶接の際、凝固体積収縮率は約6%と大きく変形します。冷却速度と結晶化速度が速いため、溶接部に高い内部応力が発生し、接合部に高い剛性制約が生じ、亀裂や波状変形などの欠陥が発生しやすくなります。

 

アブレーションと蒸発: アルミニウムは比較的低い融点 (660 度 ) と沸点 (2647 度 ) を持っています。溶接温度が高すぎると、爆発的な飛沫が発生しやすくなります。これは高エネルギー ビーム溶接でより顕著になります。-アルミニウム合金の一部の合金元素は沸点が低く、瞬間的な高温下で容易に蒸発して燃え尽きます。飛沫は液滴を運び去り、溶接部の化学組成を変化させ、接合部の性能の制御に影響を与えます。溶接では、これを補うために、母材よりも高沸点元素を多く含むフィラー ワイヤやその他の材料が使用されることがよくあります。--。

 

固体介在物: アルミニウムは化学的に活性であり、容易に酸化されます。溶接中、高融点(約 2050 度)の Al₂O₃ 層が表面に形成され、これが低密度の溶融合金液体である溶融池に含まれます。-これにより、除去が困難な小さな固体スラグ介在物が形成され、溶接構造の形成に影響を及ぼし、電気化学的腐食を引き起こしやすくなり、接合部の機械的特性が低下します。 Al₂O₃ は溶融池と溝も覆い、溶接に影響を与えます。

 

多孔性と崩壊: アルミニウム合金の融点は酸化物の融点よりもはるかに低く、化学的に活性です。溶接中、アルミニウムの酸化により溶融池の表面に固体酸化膜が形成され、溶け具合が観察しにくくなります。これにより、過度の高温が容易に発生し、熱影響部で大規模な崩壊が発生し、溶接金属の形状や特性に損傷を与える可能性があります。--同時に合金液中には多量の水素ガスが溶解する。溶接後、溶融池温度が低下すると、ガスの溶解度が低下します。アルミニウム合金は凝固速度が速く、密度が低いため、溶接部の凝固プロセス中にさまざまなサイズの水素細孔が形成されます。これらの細孔は凝集して大きな細孔となり、関節の構造特性が低下します。気孔は母材の鋳造プロセスによっても発生する可能性があります。溶接中、入熱と内部圧力の変化により、既存の気孔が拡大または結合して溶接気孔が形成されます。溶接材料は使用前に厳密に乾燥する必要があり、溶接中は溶融池の存在時間を延長し、気孔の形成を制御するために電流を適切に増加する必要があります。

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