ガスメタルアーク溶接

GMAW溶接ガンにはいくつかのキーパーツ、コントロールスイッチ、がある。 コンタクトチップ、電源ケーブル、ガスノズル、電極コンジットとライナー、ガスホース。 操作スイッチ（トリガー）は、作業者が押すと、ワイヤーの送り、電力、シールドガスの流れを開始し、電気アークを発生させる。 コンタクト・チップは通常銅製で、スパッタを減らすために化学処理されることもある。電源ケーブルを通じて溶接電源に接続され、電気エネルギーを電極に伝達しながら溶接部に導く。 電気的な接触を保ちながら電極を通過させる必要があるため、しっかりと固定され、適切な大きさであることが必要です。 電極は、電極導管とライナーによって保護・誘導され、座屈を防止してワイヤ送給を途切れることなく維持します。 ガス・ノズルは、シールド・ガスを溶接部に均等に送ります。 流量が一定でないと、溶接部を適切に保護できな い場合があります。 大きなノズルは、より大きなシールド・ガス流量を提供し、より大きな溶融溶接池を形成する高電流溶接作業に有効である。 シールド・ガス・タンクからガス・ホースでノズルにガスを供給する。

ワイヤ・フィード・ユニットは、電極をワークに供給し、導管を通してコンタクト・チップに駆動します。 ほとんどの機種は一定の送り速度でワイヤーを供給しますが、より高度な機械では、アークの長さと電圧に応じて送り速度を変えることができます。 ワイヤー送り装置の中には30m/min（1200 in/min）もの送り速度に達するものもあるが、半自動GMAWの送り速度は通常2～10m/min（75～400 in/min）である。

Tool styleEdit

最も一般的な電極ホルダーは、半自動空冷式ホルダーである。 圧縮空気が循環して適度な温度を保ちます。 低い電流値で、重ね継手や突き合わせ継手の溶接に使用されます。 2番目に多いのは半自動水冷式で、空気の代わりに水が使われているのが唯一の違いです。 T字や角の溶接には、より高い電流値を使用します。

電源編

ガスメタルアーク溶接のほとんどのアプリケーションでは、定電圧電源を使用しています。 その結果、アーク長（これは電圧に直接関係する）が変化すると、入熱と電流が大きく変化する。 アーク長が短くなると入熱が大きくなり、ワイヤ電極がより早く溶けるため、元のアーク長に戻すことができる。 このため、手持ちの溶接ガンで手溶接を行う場合でも、作業者はアーク長を一定に保つことができる。 同様の効果を得るために、定電流電源とアーク電圧制御のワイヤ送給装置を組み合わせて使用することもある。 この場合、アーク長が変化するとワイヤ送給量が調整され、アーク長が比較的一定に保たれる。 まれに、アルミニウムのような熱伝導率の高い金属の溶接では、定電流電源と定ワイヤ送給装置を併用することもある。

交流電流はGMAWではほとんど使用されず、代わりに直流が採用され、電極は一般に正に帯電している。 陽極は熱集中が大きくなる傾向があるので、その結果、送り出しワイヤの溶融が早くなり、溶接溶け込みが大きくなって溶接速度が向上する。 極性を反転させるのは、特殊な発光性コーティングを施した電極線を使用する場合のみですが、これは一般的ではないため、負に帯電した電極を採用することはほとんどありません。

ElectrodeEdit

電極はMIGワイヤと呼ばれる金属合金線で、合金やサイズの選択は主に溶接する金属の組成、使用プロセスの変化、接合設計、材料の表面状態に基づいて行われます。 電極の選択は、溶接の機械的性質に大きく影響し、溶接品質の重要な要素です。 一般に、完成した溶接金属は、母材と同様の機械的特性を持ち、溶接部に不連続性、巻き込まれた汚染物、多孔性などの欠陥がないことが望ましい。 これらの目標を達成するために、様々な電極が存在する。 市販の電極はすべて、酸素ポロシティを防ぐために、シリコン、マンガン、チタン、アルミニウムなどの脱酸金属を少量含んでいます。 また、窒素ポロシティを防ぐために、チタンやジルコニウムなどの脱窒素金属が含まれているものもあります。 GMAWで使用される電極の直径は、加工方法の変 化と溶接母材によって、通常0.7～2.4 mmだが、 最大4 mmまで大きくなることもある。 7758>

シールドガス編集

シールドガスは、窒素や酸素などの雰囲気ガスが電極やアーク、溶接金属に接触すると溶融不良や巣穴、溶接金属脆化などを引き起こすので溶接部位を守るためにガス金属アーク溶接に必要なもので、溶接部位を保護するためのものである。 例えば、旧来の被覆アーク溶接（SMAW）では、電極に固体フラックスを塗布し、アークで溶かすと二酸化炭素の保護雲を発生させます。 しかし、GMAWでは、電極線にフラックスが塗られておらず、溶接部を保護するために別のシールドガスが使用されている。

シールドガスの選択はいくつかの要因に左右されるが、最も重要なのは溶接される材料の種類と使用されるプロセスのバリエーションである。 アルゴンやヘリウムのような純粋な不活性ガスは、非鉄溶接にのみ使用される。鋼の場合、それらは十分な溶接溶け込みを提供しない（アルゴン）、または不安定なアークを引き起こしスパッター（ヘリウム）を助長する（ヘリウム）。 一方、純二酸化炭素は溶け込みが深いが、酸化物が発生しやすく、溶接部の機械的性質に悪影響を及ぼす。安価なのが魅力だが、アークプラズマの反応性のため、スパッタが発生しやすく、薄い材料の溶接は困難である。 そのため、アルゴンと二酸化炭素を75%/25%から90%/10%で混合して使用することが多い。 一般に、短絡GMAWでは、他のすべての溶接パラメーター (ボルト、電流、電極の種類および直径) が同じであれば、二酸化炭素含有量が多いほど溶接熱およびエネルギーが増加する。 二酸化炭素含有量が20％を超えて増加すると、スプレー転送GMAWは特に電極径が小さい場合にますます問題となる。

アルゴンはまた、他のガス、酸素、ヘリウム、水素および窒素とよく混合される。 5%までの酸素の添加（上記の高濃度の二酸化炭素と同様）は、ステンレス鋼の溶接に役立つことがありますが、ほとんどの用途では二酸化炭素の方が好まれます。 酸素の増加は、シールド・ガスが電極を酸化させ るため、電極に十分な脱酸素剤が含まれていな い場合は、析出物に気孔が生じる可能性がある。 過剰な酸素は、特に規定外の用途で使用した場合、熱影響部の脆性につながる。 アルゴン-ヘリウム混合液は極めて不活性であり、非鉄材料に使用できます。 ヘリウム濃度が50～75%になると、ヘリウムの電離温度が高くなるため、必要な電圧が上昇し、アークの熱も増加する。 ニッケルや厚いステンレス鋼の溶接には、アルゴンに水素を低濃度（5％程度まで）で添加することがある。 高濃度（25%まで）の水素は、銅などの導電性材料の溶接に使用されることがある。

3種類以上のガスを混合したシールドガスもあります。 鋼材の溶接には、アルゴン、二酸化炭素、酸素の混合ガスが販売されている。 また、アルゴンと酸素の組み合わせに少量のヘリウムを加えた混合ガスもある。 これらの混合ガスは、より高いアーク電圧と溶接速度を可能にすると主張されている。 また、ヘリウムを基本ガスとし、アルゴンや二酸化炭素を少量添加することもある。 しかし、ヘリウムは空気より密度が低いため、アルゴン（空気より密度が高い）よりも溶接部のシールド効果が低い。 また、アークプラズマのエネルギーが高いため、アークの安定性や溶け込みの問題が生じ、スパッタが増加する可能性がある。 また、ヘリウムは他のシールド・ガスよりもかなり高価である。

有毒であるにもかかわらず、微量の一酸化窒素は、アークで形成されるより厄介なオゾンを防ぐために使用することができる。

シールドガスの望ましい流量は主に溶接の形状、速度、電流、ガスの種類、および金属の移動モードに依存します。 平らな面の溶接では、ガスがより速く分散するため、溝のある材料の溶接よりも高い流量が必要である。 一般に、溶接速度が速いと、適切な範囲を溶接するために、より多くのガスを供給する必要があることを意味します。 さらに、電流が高いほど大流量が必要となり、一般にアルゴンを使用する場合よりも、適切な範囲をカバーするために多くのヘリウムが必要となる。 短絡およびパルス・スプレー・モードの小さな 溶接池には、一般的に約10 L/min（20フィート3/h） が適しているが、球状溶接には、約15 L/min（30フ ィート3/h）が望ましい。 スプレー溶射は入熱が大きく、溶接部も大きくなるため、通常より多くのシールドガス流量が必要である。

GMAW ベースの 3-D プリント編集

GMAW は、金属オブジェクトを 3-D プリントする低コストの方法としても使用されています。 GMAWを利用したオープンソースの3-Dプリンターがいろいろと開発されています。 このようなアルミニウムで製作された部品は、機械的な強度でより伝統的に製造された部品と競合する。 最初の層に悪い溶接を形成することで、GMAWによる3-Dプリント部品は、ハンマーで基板から取り外すことができます

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