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初心者向けアルミ溶接特設ページ

こんにちは。

 

こちらのページでは アルミの溶接 に的を絞った解説をしています。

内容的には、アルミの溶接を今から始めてみたい 初心者向け となっておりますので、溶接経験者からすれば当たり前の事でも、基本的な事から書き記していきたいと思います。

 

アルミシリンダーヘッドのフィン欠け溶接補修         アルミホイールのクラックを溶接補修(旧サイト)

シリンダーヘッド、アルミホイールの溶接補修

 

 

 

 

今からアルミを溶接したいけど何から始めればいいか分からない、どういう方法があるのか分からない。。といった方は参考までにご覧ください。

 

 

アルミの種類について

まず、アルミの種類についてですが、アルミと一口に言っても様々な種類があり、それによって溶接性が異なります。

 

アルミの種類

 

 

例えばホームセンターなどに売ってあるアルミのアングルなどですが、パッと見た感じではアルミの地肌がむき出しになっており溶接可能かと思われますが、実は表面処理されており、そのまま溶接しようとしても通電せず溶接できないことがあります。

機械工作などで幅広く使われているアルミ板ですが、中でもA5052は溶接性が高く機械加工もしやすい材質ですので、何を使えばよいか分からない場合はこれを選んでおくのが無難です。

 

アルミの鋳物はかなり厄介で、母材の中に極々小さな「巣」が存在するせいで、溶接しようとすると母材から気泡が発生し、溶接が難しい事があります。

この巣があるせいで、その中に油分が浸み込んでいたりすれば、なおさら溶接できません。

ですので、正体不明のアルミについては、実際にアークを当ててみないと溶接できるか分からない物も中にはあると思った方がよいでしょう。

 

また、出回っているアルミのほとんどはアルミ合金であるため、種類によって機械加工性に優れたものなどといった用途があるため、 「今から溶接して物を作ろう」と思っている場合は、番手の選定についても一考した方が良い かもしれません。

 

 

アルミを溶接するにあたって

これからアルミを溶接しようと思った場合、どういった方法があるかですが、一般的にアルミを溶接する場合は TIG溶接が多いと思いますが、半自動でも溶接できます。

私自身も以前までは『アルミはTIGでないとまともに溶接できない』と思っていましたが、色々と試行錯誤した結果、半自動でも適切な調整をすれば十分溶接可能な事が分かりました。

 

それではTIG溶接と半自動溶接でどのような違いがあるのでしょう?

 

それは、 スピードを重視する 仕上がりを重視するか です。

まぁ一般的なTIGと半自動の違いと同じなんですけどね。

 

その比較のために、全く同じ母材を隅肉溶接しましたので、動画でご覧ください。

 

 

まず、こちらは半自動溶接機で厚み6mm、長さ130mmのアルミ板の隅肉溶接ですが、仮付けを除いた溶接している時間(トーチスイッチを握っている時間)は大体20秒程度です。

半自動は片手でも溶接できるので、利き手でトーチを持って反対の手で母材を抑えるといった事もでき、何かと楽ではあります。

 

 

そしてこちらは比較用に同じ板の裏側にTIGで隅肉溶接した物です。

溶接している(トーチスイッチを握っている時間)は凡そ1分15秒程度でした。

 

 

 

結果として、半自動溶接の方が4倍近く速く溶接を終えることができました。

半自動溶接機は新発売の三相動力専用モデルWT-MIG250ですので、パワーの差もあるとは思います。

 

また、TIG溶接の方は約160Aで溶接したんですが、正直もうちょっと高くても良かったかもしれないですね。

熱を持った後半、特に端面に近づく最後の最後はどんどん溶けていくので、それを見越して多少弱めに調整したつもりだったんですが、ちょっと弱気すぎました。

まぁどちらにせよ、半自動溶接のようなスピードでは溶接できません。

 

 

このように 見た目が大事 な部分の場合、キレイに溶接できる TIG溶接 (写真のも大して上手ではありませんが)が望ましいですが、基本的に両手を使う必要があり、スピードが遅く繊細なので、正直連続でするのには骨がおれます。

アルミの隅肉TIG溶接

 

 

 

溶接個所が多い 場合はサクサク進める 半自動溶接 が望ましく、溶接自体は片手でもできるので、本溶接前の仮止めなどの際に片手で母材を抑えながら溶接できる事など、溶接前の下準備もスピーディーに終える事ができます。

ただし、仕上がり自体は上手くいったとしても見た目はTIG溶接には劣ります。

アルミの隅肉半自動溶接

 

また半自動溶接機でアルミの溶接の場合は特に、母材板厚や設定した電流値などに トーチの送りスピードがある程度制限されます。

軟鋼(鉄)の溶接であれば多少大雑把に調整しても大丈夫なんですが、アルミ特有の融点の低さ及び熱の伝わり易さに関係があり、最適なトーチの送りスピードを外れると、薄い母材の場合はワイヤーが母材を貫通して穴が空いてしまったり、ビードの上にビードを引くようなモリモリの溶接になってしまい、半自動溶接機でのアルミの溶接は上手くいきません。

 

これらを1からセッティングしていくのはなかなか骨が折れる作業ですので、弊社で販売する WT-MIG250の取り扱い説明書には、板厚に応じた電流値、電圧値の目安を記載しております

また、初めから用途がアルミの溶接とお伝え頂けましたら、弊社にてトーチ内部の部品などのセッティングをアルミ向けに変更し、すぐにアルミ溶接ができる状態にした上で出荷致します。

 

アルミ半自動溶接の条件セッティングに使ったアルミ材の一部

こんなことを1からやってたらキリがありませんよね。

アルミ半自動溶接のテスト

 

 

ようは最初の調整【使用するワイヤーの種類(径、材質)、電流(ワイヤースピード)、電圧】を、鉄の溶接に比べるとシビアに合わせてやらないと、キレイに溶接できませんので、その調整はTIG溶接機でのアルミ溶接より大変かもしれません。

 

というわけで、 一度しか作らない(溶接しない) ものなのか、 似たようなものを何度も量産する のかで、用途によってご選択いただければと思います。

それでは具体的にアルミを溶接する方法を見てみましょう。

 

 

TIG溶接でアルミを溶接するには

 

☆必要な機材、物品

 

・TIG溶接機(交流で溶接可能な物)

WT-TIG200(単相200V)クリックで仕様などを確認できます。

アルミ溶接にTIG溶接機

 

 

アルミを溶接する場合、 母材表面の酸化膜を除去 しながら溶接する必要があります。

詳しい説明は省きますが、その酸化膜を除去するために「 交流 」で溶接していく事になります。

 

・アルゴンガス

TIG溶接をするために必ず必要です。

 

・保護具など

溶接面、革手袋などが必要です。

 

・工具

グラインダーは母材表面のアルマイトを剥いだりタングステンを研いだりと何かと使います。

 

・その他溶接用品

アルミの溶接の場合、 タングステンはセリウム入りタングステンか純タングステン を使います。

また、ナメ付け(母材同士を溶かしてくっつける)では溶接割れが発生しやすいので、できれば溶接棒を入れた方がしっかりとした溶接になります。

母材同士も一体化してプールになりずらいので、なおさら 溶接棒はあったほうが望ましい です。

 

それではアルミ溶接の実践動画を見てみましょう。

冒頭にも比較動画を載せましたが、こちらはより実践的な バイクのアルミフレームを溶接 する一連の流れです。

 

 

こちらは アルミパイプを輪切りにして角度を付けて溶接 して、車のインテークパイプを作っています。

 

このように見た目が大事で溶接個所が少ない場合は、TIG溶接の方がキレイに仕上がりますのでオススメです。

 

 

 

半自動溶接でアルミを溶接するには

 

☆必要な機材、物品

 

・半自動溶接機

 

左:WT-MIG160(単相200V) 右:WT-MIG250(三相動力200V) クリックで仕様などを確認できます。

アルミの溶接に半自動溶接機    アルミの溶接に高出力半自動溶接機

 

※半自動溶接機の場合、電流や電圧、ワイヤースピードは細かな調整をする必要がありますので、三相動力200Vが引いてあるならデジタル表示が付いているWT-MIG250をオススメします。

 

・アルゴンガス

半自動溶接 もTIG溶接と同様に、 アルミの溶接の場合はアルゴンガス が必要になります。

 

・保護具など

溶接面、革手袋など基本的にTIG溶接に準じますが、半自動溶接の場合、長い距離を溶接しようとすると、添えている手がかなり熱くなりますので、腕までカバーできるような長めの革手袋がいいかもしれません。

 

・工具類

ワイヤーを切ったり、スパッタが詰まったノズルをこさいだりとラジオペンチはよく使います。

 

・その他溶接用品

溶接ワイヤーは当たり前ですがアルミワイヤーを使用します。

アルミワイヤーにも番手があり、弊社では2種類のアルミワイヤーを取り扱っております。

母材によって得手不得手がありますので、分からない場合はお問い合わせ下さい(弊社で溶接機を購入頂いた方へのサービスとなります)。

また、溶接トーチ内部のライナーと呼ばれる部品も、アルミワイヤー自体が柔らかく折損しやすいので、抵抗の少ない専用品に交換する必要があります。

半自動溶接機でアルミを溶接するには細かな調整は必要なものの、ワイヤースピードや電流値の設定さえ決まってしまえば、TIG溶接ほど気を使う事無く溶接できます。

 

 

アルミが上手く溶接できない場合

アルミを溶接しようとしても上手くいかない原因をまとめます。

また、上記で書いた内容と被っているものもありますが、お客様からのお問い合わせの多い物や、私自身の失敗談も合わせてご覧ください。

 

☆TIG溶接

①アークが発生しない

通電していない可能性が高いです。

母材のアース接続部分、溶接する部分をグラインダーなどで削って地肌を露出させて下さい。

 

②タングステンが溶けるor丸くなる

溶接電流にタングステン径が合っていないかタングステンそのものの材質が適していない、溶接機の設定が間違っている可能性が高いです。

 

③タングステンが黒くなるor線香花火のように火花が出る

アルゴンガスが出ていない(もしくは少ない)可能性があります。

母材やタングステンが黒くなる場合、アルゴンガス系統の問題がある可能性が高いです。。が溶接機の設定が違う可能性もあります。

 

④溶接棒が先に溶けてしまい、母材と同化してくれない

トーチを傾けすぎているか棒の入れ方の問題で、母材に届く前にアーク光で棒が溶けてしまっており、アルミを初めて溶接した際は自分もこれでドツボに嵌りました。この症状の場合は人間のやり方の問題である可能性が高いです。練習しましょう!

 

⑤溶接した部分にヒビが入る

アルミは番手にもよりますが、溶接棒を入れないナメ付けでは特に溶接後に溶接割れが発生しやすいです。

溶接棒を入れるか、溶接部分を削る必要がある場合には、母材に開先を取って浦波を出して溶接することで、表面のビードを削っても強度のある溶接となります。

 

 

☆半自動溶接

①アークが発生しない

通電していない可能性が高いです。

母材のアース接続部分、溶接する部分をグラインダーなどで削って地肌を露出させて下さい。

 

②母材に溶け込まない、ダマになる、穴があく、溶け落ちる

溶接機本体の電圧などの調整が合っていない可能性が高いです。

 

③ワイヤーが出てこない、もしくは折れてしまう

送給ローラーの部分で滑っていたり、ワイヤーがトーチ内部を送られる抵抗に負けて折損している可能性が高いです。

アルミワイヤーは柔らかいため、トーチの中の部品を抵抗が少ない物に交換する必要があります。

また、ワイヤーが母材を叩いてそれが原因で折れてしまうような場合は、電流電圧の調整が上手くいっておらず、それが原因の可能性があります。

 

 

※これらの原因において、機械本体の設定が間違っている可能性があります。

弊社で溶接機を購入されたお客様につきましては、溶接機を前にしてお電話いただけましたら、その場で母材厚みなどをお伺いし、分かる範囲内でアドバイスさせていただきます。

 

アルミ溶接のTIG溶接or半自動溶接まとめ

最後に、結局のところアルミはTIGと半自動どちらで溶接すればいいのかについてです。

これは母材の大きさや仕上がりによるのですが、実際の事例やインターネットで確認できたものについて実例を挙げております。

 

☆TIG溶接

特徴として、仕上がりに光沢がありスパッタも飛ばないため、溶接後にグラインダーなどで仕上げなくても製品として通用する外観。

反面、溶接速度は遅いため、溶接個所が多い(長い)場合は向いておらず、プールをしっかりと目視しながら両手を使って溶接する必要があるため、繊細さが求められる。

 

【主な用途】

・車の配管、ホイール、インタークーラー

・バイクのフレーム、ステー、クラックの補修、アルミタンクの製作

・自転車のアルミフレーム自作、補修

・工場の機械や設備の補修(大型ではない物やスパッタが飛ぶとまずい食品工場など)

・ヨットなどの小型船舶の補修

 

 

☆半自動溶接

特徴として、溶接速度が速いため、大きな構造物や船舶、トラックといった大型車両の連続溶接では威力を発揮する。

反面、溶接中にスパッタが飛ぶのは避けられずそれが溶接部の周辺に付着してしまう事と、溶接のビードもTIG溶接と比べると見劣りするため、仕上がりを求められるような細かい作業には向いていない。

 

【主な用途】

・船舶(大型)の補修

・サッシ枠の固定

・設備のアルミフレームの溶接(溶接個所が多い場合)

・同じものを量産するような作業

 

 

以上です。

いかがでしたでしょうか?

本当は半自動でアルミ製品を溶接する「実践動画」のようなものも撮影したかったのですが、基本的に半自動で溶接するようなものは大きい物になりやすいので、なかなか半自動に適したアルミ製の物が見つかりませんでした。

半自動溶接機で効率的にアルミを溶接する機会があれば、動画にて撮影し、掲載いたします。

インターネットで見た限りでは海外で船舶のサッシ窓の溶接なんかをやっているのを見つけました。

アルミは錆びてしまう事が無く軽量なので、軽量に仕上げる必要がある大きな構造物などではアルミを用いて半自動溶接で溶接するのがスピーディーで望ましいですね。

 

 

アルミの溶接は結果としてどちらでも可能ですが、どちらがいいのか決めかねている場合は、一度ご相談下さい。

 

ご不明な点などございましたら、お気軽にお問い合わせ下さい。

株式会社WELD TOOL 092-205-2006