スパッタはソリッド ワイヤ溶接においてよくある頭痛の種であり、私はソリッド ワイヤ溶接サプライヤーとして、スパッタがどのように良好な溶接作業を台無しにするかを直接見てきました。溶接の見た目が悪くなるだけでなく、安全上の問題や清掃時間の増加につながる可能性があります。では、ソリッドワイヤ溶接におけるスパッタの原因は一体何でしょうか?飛び込んで調べてみましょう。
1. 間違った溶接パラメータ
スパッタの最も一般的な原因の 1 つは、不適切な溶接パラメータです。これらには、電圧、電流、ワイヤ送給速度が含まれます。
電圧
電圧が高すぎると、アークが不安定になります。高電圧により、溶融金属が溶融池から無秩序に放出され、スパッタが発生します。一方、電圧が低すぎる場合、アークはワイヤと母材を適切に溶かすのに十分な強度がない可能性があります。これにより、ワイヤが母材金属に触れて小規模な爆発が発生し、溶融金属が周囲に飛び散るスタブ現象が発生する可能性があります。
たとえば、軟鋼の溶接用途では、推奨電圧範囲が 20 ～ 25 ボルトであるのに、電圧を高く設定しすぎると (たとえば約 30 ボルト)、スパッタが大幅に増加することに気づくでしょう。これは、コップに水を注ぐのと同じようなものです。水を注ぐと、あちこちに飛び散ってしまいます。
現在
電流は溶接プロセスにおける入熱に直接関係します。電流が高すぎると、ワイヤが早く溶けすぎて、溶融金属が溶接池に適切に移動できなくなります。この余分な溶融金属はスパッタとして排出されます。逆に、電流が低いと、ワイヤと母材を効果的に溶かすのに十分な熱が得られず、溶接が不均一になりスパッタが発生する可能性があります。
溶接に 0.035 インチのソリッド ワイヤを使用しているとします。理想的な範囲が 120 ～ 150 アンペアであるときに電流を 200 アンペアに設定すると、大量のスパッタが発生する可能性があります。はんだごての代わりにトーチを使用するようなものです。熱が強すぎます。
ワイヤ送り速度
ワイヤの送り速度は電圧および電流と同期している必要があります。ワイヤの送り速度が速すぎると、ワイヤが溶けるよりも速くアークに送り込まれ、ワイヤがスタブになり、スパッタが発生します。遅すぎるとアークが不安定になり、溶融池に十分な溶加材が供給されず、スパッタも発生します。
ホースを使ってバケツに水を入れようとしているところを想像してみてください。水を早く出しすぎると、水が溢れてあちこちに飛び散ってしまいます。オンにするのが遅すぎると、バケツが適切に満たされません。溶接のワイヤ送給速度にも同じ原理が当てはまります。
2. 不十分なガスシールド
ソリッドワイヤ溶接ではガスシールドが非常に重要です。溶接池を大気汚染から保護し、溶融金属のスムーズな移動を助けます。
ガスの選択が間違っている
間違った種類のシールドガスを使用すると、スパッタが発生する可能性があります。たとえば、軟鋼の溶接では、アルゴンと二酸化炭素の混合物が一般的に選択されます。代わりに純アルゴンを使用すると、アークが狭くなり、金属の転写が不安定になり、スパッタが発生する可能性があります。一方で、二酸化炭素を多量に使用すると、過度の酸化やスパッタが発生する可能性があります。
ガス流量
ガス流量も重要です。流量が低すぎると、シールドガスは大気から溶接池を効果的に保護できなくなります。空気中の酸素と窒素が溶融金属と反応し、気孔やスパッタを引き起こす可能性があります。流量が高すぎると、溶接領域に乱流が発生し、アークが乱され、スパッタが発生する可能性があります。
ガスシールドは雨から身を守る傘のようなものだと考えてください。傘が小さすぎる場合、または傘に穴がある場合（ガス流量が低い場合）、濡れます（溶接部の汚染）。傘を強く持ちすぎて傘がバタバタし始めた場合（ガス流量が多い場合）、傘も適切に機能しません。
3. 汚染物質
母材や溶接ワイヤーが汚れるとスパッタの原因となります。
卑金属の汚染
母材上の錆、油、塗料、汚れは溶接プロセスを妨げる可能性があります。これらの汚染物質が溶接中に加熱されると、溶融金属がスパッタとして放出されるガスを生成する可能性があります。たとえば、錆の多い鋼片を溶接している場合、錆に含まれる酸化鉄が溶接アークと反応してスパッタを引き起こす可能性があります。
それは汚れたフライパンで料理をしようとしているようなものです。汚れや油分が燃えて飛び散り、汚れてしまいます。同様に、汚染された母材上で溶接すると、大量のスパッタが発生して溶接が乱雑になります。
ワイヤーの汚れ
溶接ワイヤ自体も汚染される可能性があります。湿気の多い環境で保管すると、表面に錆や酸化が発生する可能性があります。この汚染されたワイヤがアーク内に送り込まれると、スパッタが発生する可能性があります。また、取り扱いによってワイヤに油やグリースが付着すると、溶接時に問題が発生する可能性があります。
4. 溶接ガンの角度と位置
スパッタの低減には溶接ガンの角度と位置が大きく影響します。
ガンアングル
溶接ガンの保持角度が間違っていると、溶融金属が溶接池にスムーズに移送されないことがあります。たとえば、ガンを垂直に持ちすぎると、溶融金属がワイヤの端から滴り落ち、スパッタが発生する可能性があります。特定の溶接用途に推奨される範囲内で水平角が大きくなると、通常、アークがより安定し、スパッタが少なくなります。
銃の位置
溶接ガンの先端と母材との距離もスパッタに影響します。ガンが母材に近すぎると、アークが狭まり、金属転写が不安定になる可能性があります。遠すぎると、アークが弱くなり、不安定になり、スパッタが発生する可能性があります。
壁にペンキを塗ろうとしているようなものです。絵筆を壁に近づけすぎたり遠すぎたりすると、滑らかで均一な塗装ができなくなります。溶接についても同様です。きれいな溶接にはガンの正しい位置が不可欠です。
5. 設備の問題
溶接装置の問題もスパッタの原因となる可能性があります。
摩耗したコンタクトチップ
溶接ガンの接触チップは、ワイヤに電気を伝導する役割を果たします。磨耗していると電気的な接続が悪くなり、ワイヤーが不均一に加熱され、スパッタが発生する可能性があります。コンタクトチップが摩耗すると、ワイヤの送りが不規則になり、スパッタが増加する可能性があります。
ライナーの汚れまたは詰まり
溶接ガンのライナーは、ワイヤをワイヤ送給装置からコンタクトチップまでガイドします。汚れたり、ゴミが詰まったりするとワイヤーがスムーズに送られなくなり、スパッタが発生することがあります。それは汚れた糸やよじれた糸を針に通そうとするようなもので、問題が発生します。
ソリッド ワイヤ溶接サプライヤーとして、私はスパッタを最小限に抑える高品質の製品を提供することの重要性を理解しています。などの関連商品も多数取り揃えております。ステンレスやに入り溶接ワイヤ、二重シールド溶接ワイヤ、 そして高クロム芯線より優れた溶接性能を提供し、スパッタを低減するように設計されています。
溶接作業でスパッタに関する問題に直面している場合、または高品質のソリッド ワイヤ溶接製品をお探しの場合は、遠慮せずに調達について相談してください。私たちは、最高の溶接結果を達成できるようお手伝いいたします。
参考文献
- アメリカ溶接協会。 （2020年）。溶接ハンドブック。
- オシェア、P. (2018)。溶接プロセスを理解する。産業用プレス。
