ちょっと、そこ！タングステン棒のサプライヤーとして、工業プロセスでタングステン棒に一般的に使用されるガスについてよく質問されます。それでは、早速本題に入り、このトピックを詳しく見ていきましょう。
アルゴン
タングステンロッドで最も広く使用されているガスの 1 つはアルゴンです。不活性ガスなので、他の物質と反応しにくいです。この特性により、溶接プロセス中のタングステン電極と溶接池のシールドに最適です。タングステン不活性ガス (TIG) 溶接にタングステン棒を使用する場合、アルゴンが溶接領域の周囲に保護雰囲気を生成します。これにより、空気中の酸素や窒素が溶融金属と反応して、溶接部の気孔や脆化などの欠陥が発生するのを防ぎます。
アルゴンは安定したアークの維持にも役立ちます。アークは溶接中に金属を溶かす放電です。安定したアークは、良好な溶け込みと滑らかな仕上がりを備えた高品質の溶接を行うために非常に重要です。たとえば、ステンレス鋼やアルミニウムの薄いシートを溶接する場合、アルゴンを使用すると溶接部がきれいになり、不純物が含まれないようになります。
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ヘリウム
ヘリウムもタングステン棒と組み合わせてよく使用されるガスです。ヘリウムはアルゴンに比べて熱伝導率が高くなります。これは、より効率的に熱を伝達できることを意味します。ヘリウムを溶接に使用すると、溶接池への入熱が増加し、溶け込みが深くなります。
場合によっては、アルゴンとヘリウムの混合ガスが使用されます。この組み合わせにより、両方の長所が得られます。アルゴンはシールド効果をもたらし、ヘリウムは熱と浸透を高めます。たとえば、銅またはニッケル合金の厚い部分を溶接する場合、ヘリウムとアルゴンの混合物を使用すると、より良好な融合とより強力な溶接を実現できます。
私たちのタングステン合金棒ヘリウムを含む混合ガスを使用した溶接に適しています。合金組成により、高温条件下での性能が向上します。
二酸化炭素
二酸化炭素 (CO₂) は、タングステン棒を使用する一部の工業プロセス、特にタングステンベースの電極を使用したガスメタルアーク溶接 (GMAW) でも使用されます。 CO₂ はアルゴンやヘリウムとは異なり、反応性ガスです。溶接池内の溶融金属と反応する可能性があり、プラスとマイナスの両方の影響を与える可能性があります。
良い面としては、CO₂ は溶加材の溶着速度を高めることができるため、より速く溶接できることになります。また、溶接部の湿潤作用の改善にも役立ち、その結果、母材金属と溶加材の間の融合が向上します。ただし、反応性があるため、正しく使用しないと溶接部にスパッタや気孔が発生する可能性があります。
これらの問題を最小限に抑えるために、CO₂ はアルゴンなどの他のガスと混合されることがよくあります。一般的な混合物は 75% アルゴンと 25% CO₂ です。この混合物は、CO₂ の利点とアルゴンのシールド特性のバランスが取れています。
酸素
タングステンロッドを使用する場合、シールドガス混合物に少量の酸素が添加されることがあります。たとえば、ステンレス鋼の溶接では、アルゴンベースのシールドガスに少量の酸素 (通常は 5% 未満) を追加できます。酸素はアークの安定性と溶接の外観を改善するのに役立ちます。また、溶融金属の表面張力も低下するため、ビードの形状と濡れが改善されます。
ただし、酸素が多すぎるとタングステン電極と溶接金属の酸化が発生し、溶接品質の低下につながる可能性があります。したがって、酸素含有量を正確に制御することが重要です。
窒素
窒素は、タングステン棒を使用した特定の工業プロセスで使用できます。二相ステンレス鋼などの溶接材料のシールドガスとして使用される場合もあります。窒素は、溶接金属の表面に安定した不動態皮膜の形成を促進することにより、溶接部の耐食性を向上させることができます。
他のガスと組み合わせて使用することもできます。たとえば、窒素とアルゴンの混合物を使用すると、強度や靭性の向上など、溶接部の特定の特性を実現できます。
水素
水素は、タングステンロッドを使用したいくつかの特殊な用途で使用されます。ニッケルベース合金の TIG 溶接などのプロセスでは、アルゴン シールド ガスに少量の水素を添加できます。水素は溶融金属の表面張力を低下させるのに役立ち、溶接ビードの濡れと広がりを改善します。場合によっては、入熱とアークの安定性も向上します。
ただし、水素は注意して使用しないと、一部の金属に水素脆化を引き起こす可能性があります。したがって、溶接される材料と混合ガス中の適切な水素含有量を理解することが重要です。
さまざまな業界でのアプリケーション
タングステンロッドで使用されるガスの選択は、特定の業界と用途によって異なります。高品質で信頼性の高い溶接が重要である航空宇宙産業では、アルゴンまたはアルゴンとヘリウムの混合物が一般的に使用されます。これらのガスにより、溶接部に欠陥がなく、必要な強度と完全性が確保されます。
自動車産業では、鋼部品の溶接に CO₂ - アルゴン混合物がよく使用されます。これらの混合物は堆積速度が速く、溶融特性が優れているため、大量生産の溶接作業に適しています。
エレクトロニクス産業では、微細溶接などのプロセスでもタングステン棒が使用されています。アルゴンは通常、小型で繊細なコンポーネントを酸化や汚染から保護するためのシールドガスとして使用されます。
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参考文献
- 溶接ハンドブック、米国溶接協会
- ガス技術研究所 溶接における産業用ガスの応用
- タングステンおよびタングステン合金: 特性と用途、ASM インターナショナル
