保護ガスの吹き付け方法

現在、保護ガスの吹き付け方法は主に2種類あります。1つは図1に示すような近軸側方吹き付け保護ガス、もう1つは同軸側方吹き付け保護ガスです。どちらの吹き付け方法を選択するかは、様々な観点から検討されます。一般的には、保護ガスの吹き付けには側方吹き付けが推奨されます。

近軸吹き保護ガス

同軸吹き付け保護ガス

まず、いわゆる溶接の「酸化」は単なる俗称であることを明確にしておく必要があります。理論的には、溶接部と空気中の有害成分との化学反応を指し、溶接品質の劣化につながります。溶接金属が一定の温度で空気中の酸素、窒素、水素と反応するのはよくあることです。

溶接部の「酸化」を防ぐには、高温状態にある溶接金属と有害物質の接触を減らす、あるいは回避する必要があります。この高温状態とは、溶融池の金属だけでなく、溶接金属が溶融してから凝固し、一定温度以下に下がるまでのプロセス全体を指します。

例えば、チタン合金の溶接では、温度が300℃を超えると水素が急速に吸収され、450℃を超えると酸素が急速に吸収され、600℃を超えると窒素が急速に吸収されます。そのため、チタン合金の溶接シームは凝固後にこの段階で300℃以下に温度を下げることで、効果的な保護効果が得られ、そうでないと「酸化」されてしまいます。

上の説明から理解するのは難しくありませんが、吹き付けガスの保護は、溶接溶融池を適時に保護する必要があるだけでなく、溶接直後の凝固領域も保護する必要があります。そのため、一般的には図 1 に示す近軸側保護ガスが採用されています。この方法は、図 2 の同軸保護方法に比べて保護範囲が広く、特に溶接直後の凝固領域に対してより優れた保護を提供するためです。

工学応用の近軸側吹き出しでは、すべての製品が側軸側吹き出し保護ガス方式を使用できるわけではなく、一部の特定の製品では同軸保護ガスのみを使用できます。製品の構造とジョイント形式から特定のニーズに合わせて選択します。

1. 直線溶接

図3に示すように、製品の溶接形状は直線であり、接合形態は突合せ継手、重ね継手、負角継手、重ね溶接継手のいずれかとなります。このような製品には、図1に示すように、側軸側吹付保護ガス方式を採用することが望ましいです。

2. フラットクローズドグラフィック溶接

図4に示すように、製品の溶接形状は、平面円周形状、平面多辺形状、平面多線状、その他の閉形状です。接合形態は、突合せ接合、重ね接合、重ね合わせ溶接などです。このような製品には、図2に示す同軸保護ガス方式を採用するのが最適です。

保護ガスの選択は、溶接品質、効率、生産コストに直接影響しますが、溶接材料の多様性のため、実際の溶接プロセスでは、溶接ガスの選択はより複雑であり、溶接材料、溶接方法、溶接位置、および溶接効果の要件を総合的に考慮する必要があり、溶接テストを通じてより適切な溶接ガスを選択し、溶接でより良い結果を達成します。

出典：溶接技術