シールドガスと液滴移行

未分類
小電流中電流高電流
マグ溶接炭酸ガス28%以上短絡移行グロビュール移行グロビュール移行
炭酸ガス27%以下短絡移行グロビュール移行スプレー移行
ミグ溶接短絡移行グロビュール移行スプレー移行

短絡移行:ワイヤの先端が母材に接触短絡して母材へ離脱し、その直後に再アークし、短絡・アークを繰り返す形態。

  • グロビュール移行:大きい系の溶滴がワイヤ端から離脱する移行形態と、大塊となった溶滴がワイヤ方向へ押し上げられて不規則な挙動を呈しながらワイヤ端から離脱する移行形態との両者を包含する形態
  • スプレー移行:ワイヤ径とほぼ等しい系の液滴がワイヤ径から離脱する移行形態と、ワイヤ径より小さい系の溶滴が離脱する移行形態との両者を包含する形態

特徴

  • 短絡移行・グロビュール移行はスパッタが多い
  • 短絡移行からグロビュール移行へ推移する電流値を臨海電流といい、その値はArへのCO2混合比率が多くなるほど大きくなる
  • アルゴンに炭酸ガスを20%以上混合したガスをシールドガスに用いるマグ溶接では液滴移行は比較的安定になり、特に溶接電流池値を臨海電流 以上にすると、液滴はスプレー移行するようになる

詳細

溶接におけるシールドガスと液滴移行(溶滴移行)は、アーク溶接の品質や仕上がりに大きく影響します。


✅ シールドガスとは?

溶接中に発生するアークと溶融池を大気から保護するためのガスのこと。酸素・窒素などの有害ガスの混入を防ぐ役割があります。

🔶 主なシールドガスの種類と特徴

ガス種用途・特徴
アルゴン(Ar)化学的に不活性。TIGやMAGで使用。アークが安定しやすい。
炭酸ガス(CO₂)安価で深い溶け込みが得られるが、スパッタが多め。MAG溶接に使われる。
アルゴン+CO₂混合ガス例:Ar80% + CO₂20%。アークの安定とスパッタ低減のバランス。
ヘリウム(He)高温アークが得られ、厚板や高熱伝導材料向け。コストは高い。

✅ 液滴移行(溶滴移行)とは?

ワイヤから溶融した金属(溶滴)が溶融池に移動する現象。シールドガスや溶接電流・電圧によりそのモードが変わります。

🔶 主な溶滴移行モード(MAG溶接の場合)

モード特徴発生条件
短絡移行(ショートアーク)ワイヤが溶融池と接触→短絡→金属移行。低電流・薄板向き。スパッタ多め。低電流・CO₂多め
グロビュール移行大きな溶滴が重力で落下。アーク不安定。スパッタ多い。中間条件
スプレー移行微細な溶滴が連続してアーク中を飛ぶ。アークが安定し、スパッタ少。高電流・Ar系ガス
パルススプレー移行電流を周期的に変化させて安定したスプレー移行を実現。薄板~中厚板向け。パルス制御電源使用

🔁 シールドガスと移行モードの関係(MAG溶接)

シールドガス主な移行モード特徴・用途
100% CO₂短絡・グロビュール移行深い溶け込み、コスト◎、スパッタ多
Ar + CO₂混合スプレー・パルス移行品質重視、スパッタ少、アーク安定
100% Ar(+He)TIG・スプレー移行高品質、酸化防止、制御性◎

✅ まとめ

項目内容
シールドガスの目的アークと溶融金属を大気から保護する
ガスの種類Ar、CO₂、Ar+CO₂混合、He など
液滴移行の種類短絡、グロビュール、スプレー、パルススプレー
品質への影響アークの安定性、スパッタ、溶け込みに大きく関与

🔍 応用例(選定のポイント)

  • 薄板・低コスト ⇒ 100% CO₂ + 短絡移行
  • 厚板・高品質 ⇒ Ar+CO₂混合 + スプレー移行
  • 精密・美観重視 ⇒ TIG + Ar100%
  • 自動化・量産向け ⇒ パルス制御 + スプレー移行
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