「アルミ溶接が難しい」といわれる4つの理由！適した溶接方法や解消するコツを紹介
こんにちは、溶接棒・溶接機材の通販専門店 WELD ALL（ウエルドオール）です。
「溶接の中でも、アルミ溶接は特に難しい」と感じている方は多いのではないでしょうか。
確かにアルミ溶接が難しい理由はいくつかあり難易度が高いといえますが、適した溶接方法やコツを実践することで、アルミ溶接の難しさを解消できる可能性があります。
そこで今回は、アルミ溶接が難しいといわれる4つの理由と、難しいアルミ溶接に適した溶接方法をご紹介します。
さらに、溶接に使われるアルミの種類や、アルミ溶接の難しさを解消するコツについても解説するので、ぜひ参考にしてみてください。
目次
「アルミ溶接が難しい」といわれる4つの理由
「アルミ溶接が難しい」といわれる理由は、以下の4つです。
- 熱で溶けやすい
- 歪みが発生しやすい
- 酸化被膜ができてしまう
- ブローホールが発生しやすい
こちらでは、上記4つの理由について解説していきます。
熱で溶けやすい
アルミ溶接が難しいといわれる理由の1つは、以下のように他の金属と比べて熱で溶けやすいという性質があるからです。
- 鉄の融点：1,540℃
- ステンレスの融点：1,400℃
- アルミの融点：660℃
上記のように他の金属と比べて融点が大きく異なるため、「溶接をすると溶け落ちてしまう」ということが増えてしまいます。
溶け落ちを防ごうとすると熱の管理を慎重に考える必要があり、「アルミ溶接が難しい」と感じてしまいますよね。
歪みが発生しやすい
アルミ溶接は歪みが発生しやすいというのも、難しく感じてしまう理由の1つでしょう。
なぜアルミ溶接で歪みが発生しやすくなるのかというと、以下のようにアルミが他の金属と比べて熱伝導率が高いからです。
- アルミの熱伝導率は、鉄の約3倍
- アルミの熱伝導率は、ステンレスの約2倍以上
上記のようにアルミの熱伝導率は他の金属と比べて高いため、「思っていたより熱が加わってしまった！」というような失敗が起きやすいといえます。
酸化被膜ができてしまう
アルミは空気に触れただけで厚さ数ミリの酸化被膜ができてしまうという点も、溶接が難しいといえる理由です。
アルミを上手く溶接する際には酸化被膜を除去しないといけませんが、酸化被膜の融点が約2,000℃なので、アルミの融点660℃と大きく異なり、除去の難易度が高いといえます。
ブローホールが発生しやすい
ブローホールが発生しやすいというのも、アルミ溶接が難しい理由だといえます。
ブローホールとは、金属内に発生するガスによってつくられる小さな空洞のことで、発生すると外観が損なわれるうえ、溶接の強度が低下し、割れが起きる可能性もあります。
アルミ溶接では、酸化被膜の不純物や空気中の水分がブローホールを発生させやすくするので、アルミならではの難しさといえるでしょう。
【難しいのはどれ？】溶接に使われるアルミの種類
溶接に使われるアルミの種類は、主に以下の3つです。
- アングル
- アルミ板
- 鋳物
こちらでは、上記3つのアルミの種類について、それぞれ解説します。
アングル
アルミのアングルは、ホームセンターでも手に入りやすい材料ですが、基本的に溶接が難しい種類だといえます。
これは、耐食性や耐摩耗性を上げるために、アルミ表面にアルマイト処理をされていることが多いからです。
アルマイト処理がされていると「通電しなくて溶接できない」という問題が起きてしまいます。
アルミ板
アルミ板は、アルマイト処理がされていないケースもあるため、溶接しやすい材料だといえます。
一方、アルマイト処理がされている場合もあるので、その際は表面を削ってから溶接をする必要があるでしょう。
「アルマイトを剥がさずに使いたい」という方は、購入する際にアルマイト処理がされているかをチェックするのがおすすめです。
鋳物
鋳物はアルミ溶接の中でも、特に難しい種類の材料です。
これは、鋳物の融点がアルミの中でも特に低いことや、材料に欠陥が元から存在していることが理由です。
融点が低いことから溶け落ちてしまったり、溶接で内部の気泡が大きくなったりするので、初心者の方は鋳物の溶接を避けた方が良いでしょう。
難しいアルミ溶接に適した溶接方法
難しいアルミ溶接に適した溶接方法は、以下の3つがあります。
- TIG溶接
- 半自動溶接
- ファイバーレーザー溶接
こちらでは、上記3つの溶接方法について解説します。
TIG溶接
一般的に、アルミ溶接にはTIG溶接の交流が使われることが多いです。
TIG溶接を使用することで、アークのクリーニング作用でアルミの酸化被膜を除去できる利点があります。
直流ではなく交流を使うことで、電流の向きが変化して電極がプラスの際に酸化被膜を除去し、マイナスの際に溶接ができるため、電極消耗を抑えての溶接ができますよ。
半自動溶接
半自動溶接でアルミを溶接することも可能です。
半自動溶接は、TIG溶接に比べて溶接スピードが速いうえ、低コストでのアルミ溶接が実現できます。
一方、スパッタが付いたりヒュームが発生したりといった特徴もあるので、換気などの対策をしながら溶接するようにしましょう。
ファイバーレーザー溶接
ファイバーレーザー溶接は、初期費用が大きくなってしまいますが、アルミ溶接にぴったりな方法の1つです。
溶接速度が速く歪みが抑えられるうえ、溶接ビードもきれいになりやすいという特徴があります。
また、初期費用は高額になってしまいますが、ランニングコストを比較的安価に抑えられるというメリットもありますよ。
「アルミ溶接は難しい！」を解消するコツ
アルミ溶接の難しさを解消するコツは、以下の5つです。
- 溶けたことを確認して溶接棒を入れる
- 溶接スピードを変化させる
- 仮止めで隙間をつくらない
- 細かく仮止めする
- 母材表面をきれいに保つ
こちらでは、上記5つのコツをそれぞれ解説していきます。
溶けたことを確認して溶接棒を入れる
アルミ溶接の際は、溶けたことを確認してから溶接棒を入れるようにしましょう。
酸化被膜の影響でアルミは溶けにくく、溶けていない状態で溶接棒を入れると、表面がダマになったり黒色の斑点ができたりしてしまいます。
このため、焦らずアークを当て続け、溶けたかどうかを判断するのが重要です。
溶接スピードを変化させる
アルミ溶接のコツの1つとして、溶接スピードを変化させるというものがあります。
溶接スピードを溶接の始まりから段々と早めていくことで、均一な作業ができ、仕上がりが美しくなるのです。
逆に、溶接スピードを最初から最後まで同じ速度にしてしまうと、熱伝導率が高いアルミにおいては溶接が上手くできず、外観も損なわれてしまいます。
仮止めで隙間をつくらない
仮止めの際に隙間をつくらないというのも、アルミ溶接の難しさを解消するコツです。
溶接部分に隙間があると、「溶接をしてもしっかりつかない」という問題が起きがちですが、隙間なく仮止めすることで解決できます。
細かく仮止めする
仮止めの際に意識すべきコツとして、細かく仮止めするということも押さえておきましょう。
アルミはブローホールが発生しやすく割れが起きてしまうこともあるため、細かく仮止めしておくことで強度を向上させられるという利点があるのです。
母材表面をきれいに保つ
アルミ溶接でブローホールを発生しにくくするためには、母材表面をきれいに保つことが重要です。
アルミ表面の油脂などの汚れを除去し、ワイヤブラシなどで酸化被膜も除去するのがおすすめです。
アルミの材料を管理する際も、油などの汚れが付かないように気をつけると良いでしょう。
アルミ溶接が難しいといわれる理由、まとめ
アルミ溶接を難しく感じている方は、4つの原因を把握したうえで、使用するアルミの種類や溶接方法を見直すのが一押しです。
また、溶接棒の入れ方などのコツを意識してアルミ溶接にチャレンジすることで、いつもよりも上手く溶接ができるようになるでしょう。
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