
鋳造アルミニウムを溶接できるかとお考えなら、答えはイエスですが、鋳造アルミニウムに溶接するには、適切なセットアップ、準備、設備が必要です。鋳造アルミには不純物があり、溶接性に影響する結晶粒構造が異なるため、鋳造アルミの溶接は標準的なアルミ板の溶接とは異なります。アルミニウムの主な特性により、自動車、航空宇宙、建築などの産業で使用される一般的な金属となっています。とはいえ、アルミニウム、特に鋳造アルミニウムでは、溶接が大きな問題となります。では、アルミ鋳物を溶接することはできるのでしょうか?もちろんできますが、溶接には正しい方法と間違った方法があり、丈夫で耐久性のある溶接を行うには、いくつかの技術、準備、そして最も重要な設備が必要です。問題は、鋳造アルミニウムは一般的なアルミニウム板ではないということです。また、多くの場合、不純物であり、異なる結晶粒を持つ、あまりグリップの効かない融合物であるため、適切に取り扱われないと、ひび割れ、気孔、融合不良などを引き起こします。
しかし、一つの大きなハードルは、アルミニウムが酸化する(酸化層が形成される)ということです。この層はアルミニウム自体の融点よりも高いため、溶接前に周囲をきちんと掃除しておかないと、固着してしまう。熱のコントロールも問題で、熱量が多すぎても建設的でなく、少なすぎても生産的ではありません。適切な溶加材、温度、シールド・ガスを選べば、アルミ鋳物の溶接は成功する。TIG(タングステンイナートガス)、MIG(メタルイナートガス)、さらには棒溶接など、さまざまな溶接方法がありますが、すべてがアルミ鋳物の溶接に最適というわけではありません。
これは、溶接方法に関するガイドである。 鋳造アルミニウム 専門家による最高のテクニック、よくある問題、ヒントを参考に、強くてきれいな溶接を実現しましょう。壊れたアルミ部品や新しいプロジェクトで作業する場合、典型的な失敗を避け、最良の結果を得るために、その仕組みを知っておく必要があります。
アルミニウム鋳造とその問題点について学ぶ

アルミニウムを溶かし、鋳型に流し込むことで、特定の形状のアルミニウム鋳物を製造する。エンジンブロックやトランスミッションハウジングなどの機械部品の製造に広く使われている方法です。しかし、アルミニウム鋳造品は鋳造品であるため、不純物や気孔が生じやすく、シリコン含有量も高いため、溶接が難しい。
鋳造アルミニウムの溶接における一般的な課題
1.収縮: 鋳造後、アルミニウムはその熱膨張係数のため、さまざまな部分で収縮することがあります。これらのガス・ポケットは溶接中に膨張し、結果として溶接部が弱くなることがある。
2.アルミニウム: 当然ながら、酸化物があるので、溶接前に洗浄しなけれ ばならない。そうしないと、溶接の溶け込みを 妨げる可能性がある。
3.アルミ鋳造部品は不純物(油、グリース、汚れ)も多く、洗浄しなければ溶接部を汚染する可能性がある。
4.溶接作品のひび割れ: 鋳造アルミニウム合金の中には、シリコンを多く含むものがあり、溶接中に割れが発生しやすくなる。
5.アルミニウムは熱に弱い: アルミニウムは熱伝導が速いため、溶接プールを過熱せずに安定させるのが難しい。
このような課題を理解することで、強力な溶接を実現するために最適な溶接技術と、最適な前処理方法を選ぶことができる。
アルミ鋳物の溶接は可能か?最適な溶接方法

適切な溶接方法と適切な材料を使用し、適切な準備を行えば、アルミ鋳造材に溶接を施すことができます。アルミニウム鋳造材は、標準アルミニウムにはない不純物や空隙があるため、溶接が難しくなります。効果的で耐久性のある溶接部を形成するには、正しい溶接形成技術が不可欠です。
鋳造アルミニウムの溶接には、以下の3つの優れた方法がある:
1.GTAWは、TIG溶接として機能するガスタングステンアーク溶接の略です。

薄肉部を必要とする精密なアルミニウム溶接に最適で、優れた結果が得られる。
TIG溶接を使う理由
鋳造アルミニウムの溶接にはTIG溶接が必要ですが、それはこのプロセスが正確な熱管理を提供し、非常に汚れの少ない、きれいで高品質の溶接部を生成するからです。
アルミ鋳物のTIG溶接方法
- 溶接には、交流電流と純アルゴン・シールド・ガス を使用したTIG溶接機を使用する。
- 表面の酸化や不純物を取り除くために、ステンレス・スチール製のワイヤー・ブラッシングで完全な洗浄を行う必要がある。
- 強力な溶接を行う場合は、ER4045またはER5356 シリーズからフィラー・ロッドを選択する。
- 鋳造には、熱衝撃を防ぐために300~400°Fの予熱が必要である。
- バーンスルーによるダメージを防ぐため、手の動きは安定させ、熱量は最小限に抑える必要がある。
鋳造アルミニウムのTIG溶接の長所と短所
- 高品質でクリーンな溶接
- 薄いアルミニウム部分に最適
- 正確なヒートコントロール
より遅いプロセス - 高い技術レベルが必要
2.GMAWの名称で呼ばれるMIG溶接システムは、ガス・メタル・アーク溶接技術を採用している。

この方法は、大きなサイズの修理や迅速な作業が要求される場合に、厚いアルミニウム片を溶接するのに最適な方法である。
ミグ溶接を使う理由
TIG溶接はMIG溶接より遅いかもしれませんが、MIG溶接は厚いアルミ鋳造部品の接合に優れています。MIG溶接のアルミワイヤには、2つのことが要求されます:1つ目は、余分なセットアップ装置、2つ目は、ワイヤ供給を管理するためのスプールガンです。
アルミ鋳物のMIG溶接方法
- スプールガンは、プッシュプルシステムとともに、ワイヤ送給の問題を防止する。
- 浸透性を高めるために、純アルゴンまたはアルゴンとヘリウムの混合ガスを選択する。
- アルミニウム・フィラー・ワイヤーは、ER5356またはER4045のいずれかを選択する。
- 強力なアルミニウム溶接部を作るには、スプレー移送モードを選ぶべきです。
- 鋳物を予熱しておくと、気孔率が低下し、浸透性がよくなるからである。
鋳造アルミのMIG溶接の長所と短所
- TIG溶接より速い
- 厚いアルミニウム部品に最適
- MIG溶接は、TIG溶接に比べ習得が容易である。
- TIGより精度が劣る
- 溶接工程では余分なスパッタが発生し、さらに気孔も発生する。
3.シールド・メタル・アーク溶接は、スティック溶接により、破損または損傷した部分を修正する。

この技法は、屋外での作業や大規模な金属片の固定だけでなく、緊急時の固定にも最適な利点をもたらす。
棒溶接を使う理由
スティック溶接は、屋外の緊急用途で他の適切な溶接方法が利用できない場合に、アルミ鋳物のメンテナンスに有効な選択肢であることに変わりはない。
鋳造アルミニウムに棒溶接を行うための2つのステップ
- E4045アルミニウム電極の使用は、溶接作業においてより良い結果をもたらす。
- 溶接機をDC逆極性(DCEP)モードに設定する必要があります。
- アーク長が短いと、スパッタの発生量が少なくなる。
- 研削後の鋳物を十分に洗浄してから、溶接作業に進む。
アルミニウム鋳造における棒溶接の長所と短所
- 屋外でも使用可能
- シールドガス不要
- この技術により、現場の技術者は危機管理ベースのメンテナンス作業を行うことができる。
- アークの安定性が悪い
- 高い気孔率と弱い溶接部
4.酸素燃料溶接はOAW(酸素アセチレン溶接)の名称で機能する。

この技術は、軽微なアルミ部品の固定や基本的な溶接作業に適している。
なぜ酸素溶接なのか?
オキシ燃料溶接の技術は、TIGやMIGシステムが利用できない場合に、アルミニウム材の小さな補修を行うのに適した選択肢を提供する。
アルミニウム鋳物の酸素溶接方法:
- スペシャライズド アルミニウム フラックスを使用して表面積を整える。
- 酸化を防ぐため、酸素を含まない炎を使うことに重点を置く。
- ひび割れを防ぐために予熱を行う。
アルミニウム鋳造における酸素燃料溶接の長所と短所
- 電気を必要としない
- 小さな修理に最適
- 弱い溶接強度
- 汚染のリスクが高い
5.摩擦攪拌接合(FSW)

最適:工業用途、航空宇宙、高強度溶接。
摩擦攪拌接合を使う理由
摩擦攪拌接合は、材料を溶かすのではなく、機械的に加熱して接合するため、アルミニウム材料は固体状態で接合されます。このプロセスにより、欠陥のない優れた溶接部が形成されます。
摩擦攪拌接合の仕組み
- 熱を発生する工具の回転は、アルミニウムの軟化によってアルミニウムを溶かす。
- 接合部は、圧力と材料の攪拌プロセスによって強度を得る。
アルミニウム鋳造における摩擦攪拌接合の長所と短所
- 極めて強く、欠陥のない溶接
- 溶融工程がなければ、アルミニウムには気孔がない。
- 高性能産業に最適
- 専門設備が必要
- 小さな修理には適さない
アルミ鋳造に最適な溶接方法は?
溶接方法 | 最適 | 長所 | 短所 |
TIG溶接 | 薄いアルミニウム、高品質の溶接 | クリーンな溶接、正確な制御 | プロセスが遅く、熟練を要する |
ミグ溶接 | より厚いアルミ鋳造、より速い溶接 | 速く、浸透性が良い | 精度が低く、飛び散りが多い |
スティック溶接 | 緊急修理、屋外作業 | シールドガス不要 | 高い気孔率、弱い溶接部 |
酸素燃料溶接 | 小さな修理、低コストの溶接 | 電気不要 | 弱い溶接、高い汚染リスク |
摩擦攪拌接合 | 産業用途、航空宇宙 | ポロシティがなく、極めて強靭な溶接部 | 特別な設備が必要 |
アルミニウム鋳物の溶接ステップ・バイ・ステップ・ガイド

アルミ鋳物を溶接できますか?その質問に答えたら、次は、非常に強力で信頼性の高い溶接ができるように、ステップ・バイ・ステップで詳しく説明しましょう。アルミニウム鋳物の溶接を成功させるには、入念な準備、技術の適用、適切な溶接後処理を維持することが必要です。
ステップ1:表面のクリーニングと準備
鋳造アルミニウムの溶接では、すべてのステップの中で、表面処理がおそらく最も重要である。アルミニウムの場合、酸化物層(Al₂O₃)が自然に形成され、その融点(~3,700°Fまたは2,037°C)はアルミニウムの融点(~1,220°Fまたは660°C)よりもはるかに高い。しかし、この酸化層が鋼表面から除去されないと、適切な融合が起こらず、溶接部の汚染が生じる可能性がある。
- 化学クリーナー - 酸化物には、酸化物を除去する化学クリーナーを使用する(他の金属に使用したことのない、ステンレス用の化学クリーナーを使用すること)。水酸化ナトリウム(NaOH)や二フッ化アンモニウム系のクリーナーやコンパウンドのような酸化アルミニウム除去液を使うこともできる。
- グリース、オイル、汚れを除去するためのクリーニング - アセトンまたはイソプロピル・アルコール(90以上の濃度)、または非常に強力な工業用脱脂剤を使用する。そうすることで、溶接プールが 汚染物質の影響を受けないようにする。
- ひび割れや欠陥の補修 - 超硬バリや回転工具を使用して、ひび割れや以前に潰れた溶接部を補修する。こうすることで、弱い接合部の形成を防ぐことができる。
- オーブン、プロパントーチ、誘導加熱器などで鋳物を300~400°F(150~200℃)に加熱し、アルミニウムを予熱すること。熱衝撃を緩和し、浸透性を向上させると、割れの可能性が減少します。Tempilstik上で、または赤外線温度計を使って、適切な温度になっているかどうか、再度確認してください。
ステップ2:適切な充填材の選択

利用可能なアルミニウム合金は、ケイ素、マグネシウム、その他溶接性を決定する元素の含有量が異なるため、溶加材を選択することが重要である。
推奨フィラーロッド/ワイヤー
- ER4045 - 流動性と耐クラック性に優れた汎用フィラー。しかし、低シリコンアルミニウム鋳物には効果がありません。
- ER5356 - 強度が向上し、耐食性に優れ、船舶や構造用途に使用される。しかし、それはER4045よりも延性が低い。
- 耐クラック性に優れるが、溶接後の陽極酸化処理 が必要な場合には、色調の不一致を引き起こす可能 性があるため、使用できない場合がある(ER4043)。
- 母材とフィラーのマッチング - 鋳物に含まれるシリコンの含有量が 7%未満の場合、ER4045やER4047などの高シリコン フィラーを母材にマッチングさせ、脆性を回避する。
ステップ3:正しい溶接工具の選択

一方では、正しい溶接機の設定は、バーンスルー、ポロシティ、弱い融合のような欠陥を防ぐことができ、他方では、適切な溶接機の選択は、入熱を制御するためにも必要である。
TIG溶接(GTAW-ガス・タングステン・アーク溶接)用です。
- 交流電流(AC)を使用することで、酸化アルミニウム層 を破壊し、良好な溶け込みを実現することができる。TIG溶接機は、矩形波インバーター・ベースの装置で、アークの安定性とクリーニング作用を調整することができる。
- 電極の選択 - 直径3/32″(2.4mm)または1/8″(3.2mm) の純タングステン(EWP)またはジルコニウム・ コート・タングステン(EWZr)を使用する。先端を鋭利にしたランタン化タングステン(EWLa-2)は、アークの安定性が高いため、2%のインバーターベースのマシンのための良い代替タップ材料です。
- 溶接中の酸化を防ぐため、100%アルゴン・シ ールド・ガスを毎時15~20立方フィート(CFH) の流量で使用する。より深い溶け込みには、25%ヘリ ウム/75%アルゴン・ミックスを使用する ことができる。
アンペア数設定 - 材料の厚さ0.001″(0.025 mm)あたり1アンペアを使用します。例えば
- 1/8″ (3.2 mm) アルミニウム → ~125~140アンペア
- 1/4″ (6.4 mm) アルミニウム → ~200~250アンペア
MIG溶接(GMAW-ガスメタルアーク溶接)にも使用可能。
- ワイヤー・フィード・スプール・ガン - これにより、アルミ・ワイヤーがキンクしたり、ライナーに絡まったりすることがなくなります。
- アーク特性 - シールドガス:100%アルゴン、20~30CFHがスムーズなアークを作るのに好ましい。厚い材料の場合、ヘリウムとアルゴンの混合ガス(75%アルゴン/25%ヘリウム)で肉厚にすると、溶け込みが向上する。
- ER5356 または ER4043 0.030"~0.035 "径のワイヤーを鋳物の厚さに応じて選択。
(私の言葉を鵜呑みにしないでください:一般的な電圧とワイヤースピードの設定(すべて必要に応じて調整可能)。
- 1/8″ (3.2 mm) 厚のアルミニウム → 18-22 ボルト、毎分 250-300 インチのワイヤー速度
- 1/4″ (6.4 mm) 厚のアルミニウム → 23-26 ボルト、毎分 350-400 インチのワイヤー速度
ステップ4:溶接技術

- 短いアーク長 - アーク長を1/8″(3 mm)以下にすることで、高熱と汚染を防ぐ。
- 安定した手の動き-安定した手の動きは、気孔を最小限に抑え、ビーズを均一に保ちます。
- アルミニウムは過度の入熱を嫌う。アルミニウムはすぐに熱くなるが、熱しすぎると反りや過度の焼き付き、溶接部の弱点となる。
- 全溶接の前にタック溶接(1~2インチごと)をすることで、反りを防ぎ、アライメントを保つことができる。
- 亀裂が熱くなり始めたら、溶接を中止し、マシン・テーブルに接触している超硬バリを用いて亀裂を研磨し、その後、適切な熱制御を行いながら溶接を再開する。
ステップ5:溶接後の処理

- 溶接部を急速に冷却しないでください - 溶接 部を急速に冷却すると、熱応力が発生し、新たな亀裂 が生じる可能性があります。溶接は、静止した空気の中でゆっくりと、ま たは断熱ブランケットの下で行ってください。
- 必要であれば熱処理 - 鋳物が熱処理可能な場合(例:A356、A357 アルミ合金)、応力除去および時効のため、900~1,000°F(480~1,000°C)に再加熱してください。
- 欠陥のチェック - 染料浸透探傷検査またはX線検査を行い、内部の亀裂、気孔、不完全な融着をチェックする。
- 必要であれば、表面を研削または研磨する - 表面仕上げが必要な場合は、フラップ・ディスクまたはアルミニウム専用の砥石を使用して溶接部を研削することができる。
アルミニウム鋳物の溶接に不可欠な安全対策

怪我を防ぎ、安全な作業環境を確保するために、アルミニウム鋳物の溶接を行う際には、安全ガイドラインを遵守することが非常に重要です。適切な保護具を着用することが最も重要ですが、危険のない場所を保つことも、プロセスを安全に保つ方法のひとつです。
保護具必要不可欠な個人用安全装備

したがって、溶接作業を開始する前に、潜在的な危険を回避するための個人防護具(PPE)で身を守ることを常に忘れないでください。
- 目と顔の保護:安全眼鏡は火花、飛散物、紫外線(UV) を防ぎ、適切な遮光レベルの溶接ヘルメッ トは顔と首を保護する。
- 手と皮膚の保護:極度の熱、火傷、鋭利なものから手を守るため、特殊なタイプの溶接用手袋が必要である。難燃性の衣服は、溶融金属の飛沫や、冷却水との接触から生じる火花からも保護する。
- ヒュームの影響を受ける溶接作業者は、溶接の雰囲気に応じて、呼吸器またはマスクの着用を推奨する。
安全装備は最も重要であり、それを手に入れるのに近道はない。
安全な溶接環境の構築
また、保護具のほかに、安全な作業環境を確保することも非常に重要である。
- 適切な換気:アルミニウムを溶接する際に発生するヒュ ームは、吸い込むと危険です。換気扇や換気システムを使用し、きれいな空気の循環を確保することを条件に、換気の悪い場所では作業しないでください。
- 溶接エリアには、紙や布、化学薬品など、燃えやすいものが一切ないようにする必要があります。火気厳禁の作業スペースを確保することで、予期せぬ危険を排除することができる。
- 準備をしておくこと:常に手の届くところに消火器を置いておき、緊急時の使い方を知っておくことが大切です。もちろん、避難経路を確保し、緊急連絡先にアクセスできるようにしておくのも賢明だ。
このような予防措置を講じることで、溶接工はアルミニウム鋳物を扱うリスクを大幅に削減し、より安全で管理しやすい溶接手順を経験することができます。
すべてのアルミ鋳物は溶接可能か?その真実が明らかに

はい、ほとんどのアルミ鋳物は溶接できますが、場合によります。鋳物の鋳造性は、合金組成と製造工程に依存します。
アルミニウム鋳造合金を理解する
- これらのアルミニウム鋳造合金の中で最も広く使用されているのは3XX.0シリーズであり、356.0、357.0、319.0がその例である。
- しかし、これらの合金は主にアルミニウム、 ケイ素、マグネシウム(AlSiMg)であるが、319.0 のような様々な量の銅を含む。良い知らせは、これらの合金は通常溶接可能で、4043溶加材を使用すべきであるということである。
- 他のグループは、アルミニウム・マグネシウム (AlMg)と表示される5XX.0シリーズ(例:535.0)である。これらの合金は熱処理はできないが、一般的に5356溶加材を使用することで溶接が可能である。
- しかし、7XX.0シリーズ(アルミニウム亜鉛合金)はより難しかった。しかし、これらの合金の多くは、その組成のために溶接が容易でない、あるいは不可能でさえある。
鋳造プロセスが溶接性に及ぼす影響
アルミニウム鋳物をうまく溶接できるかどうかは、その製造方法だけが大きく影響します。しかし、鋳造技術の中には、溶接を容易にするものもあれば、溶接を困難にするガスの閉じ込めなどの欠陥をもたらすものもあります。
溶接可能な鋳造法
- 1.砂型鋳造
- 2.インベストメント鋳造
- 3.永久鋳型鋳造
これらのプロセスでは、溶融アルミニウムをゆっくりと冷却することができるため、気体が気孔や欠陥として材料そのものになるのではなく、液体中に抜けて入ることができる。したがって、これらのプロセスで作られた鋳物は、より溶接しやすい。
溶接の少ない鋳造法:ダイカスト
ダイカスト鋳造では、完璧に設計された水冷鋼鉄製の金型に溶融アルミニウムを高圧で注入します。この急冷の間に、鋳物内のガスが閉じ込められ、溶接にとって大きな問題となるガスポケットが発生する。溶接によってガスポケットが露出すると、弱点や欠陥となる。ポケットを研磨し、その部分を溶接することが、この問題に取り組む唯一の方法です。
ダイカストの見分け方
部品がダイカストであるかどうかを調べる必要がある場合は、これらの兆候を探します。
- したがって、ダイカストは他の鋳物よりもはるかに滑らかな質感を持つことが知られている。
- また、ダイカスト製品には、エジェクター・ピン・マークと呼ばれる小さな丸い跡(直径1/8インチ前後)が部品の内側または外側に4~10個必ずあります。
- エジェクターピンが鋳物をスチールモールドから押し出すとき、この跡が残る。
- もしエジェクターピンの跡がなければ、その鋳物はおそらくダイキャストではなく、もう少し溶接しやすいものでしょう。
アルミニウム鋳物の溶接で避けるべき一般的な間違い
1.表面処理の失敗 - ワークの表面に付着した酸化物や汚染物を除去しないやり方は、必然的に溶接部を弱くする。
2.間違ったフィラーメタルの使用 - 適切なフィラーロッドで使用した場合、クラックが発生する可能性がある。
3.アルミニウムの過熱 - 熱を加えすぎると、焼き付きや歪みが生じる。
4.アルゴン・シールド・ガスの欠落 - コンタミネーションの原因になる。
5 強くてきれいな溶接を行うために、適切な技術と時間をかける。
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結論
では、アルミ鋳物の溶接は可能でしょうか?もちろんです!非常に良好で耐久性のある溶接を行うには、適切な溶接方法を使用し、表面を適切に準備し、熱を注意深く制御する必要があります。アルミニウムは熱伝導率が高く、自然な酸化皮膜があるため、独特の性質があり、正しく行わないと特別な注意が必要になります。精密作業、薄くて複雑なアルミ鋳造部品に関しては、さまざまな溶接技術の中でTIG溶接が最良の選択です。しかし、スピードと効率が必要な大きなプロジェクトには、MIG溶接の方が適しています。溶接品質は、例えば4043や5356など、正しい溶加材を選択することによっても、かなり大きく影響されます。
適切な表面クリーニングは非常に重要で、汚れ、グリース、酸化を除去し、より良い融着を実現し、気孔率やクラックなどの欠陥を防ぎます。さらに、アルミニウムを約300~400°Fに予熱することで、熱応力が軽減され、溶け込みが向上する可能性があります。強靭で耐久性のある溶接を行うには、アルミニウムの特殊特性を理解し、最適な溶接方法に従うことが重要です。アルミニウム鋳物を利用したプロジェクトの修理、加工、修復のいずれにおいても、必要な予防措置を講じ、適切な機器を使用することで、アルミニウム鋳物の溶接は可能です。根気よく練習し、細部に注意を払えば、このプロセスはマスターできます。よい溶接を!
よくある質問
1.プロパントーチでアルミ鋳物を溶接できますか?
アルミニウムを適切に溶かすには、プロパン・トーチのような熱は必要ありません。効果的な溶接には、TIGまたはMIG溶接機が必要です。
2.アルミニウムを溶接するには予熱が必要ですか?
小さな修理の場合は必要ないかもしれないが、ひび割れを避けるために予熱することを推奨する。
3.アルミニウム鋳物の溶接に使用する溶加材は何ですか?
鋳造アルミニウム溶接用の一般的なフィラーロッドには、ER4045とER5356があります。
4.溶接後にアルミニウムにクラックが入るのはなぜですか?
アルミニウムは、急冷、過剰なシリコン含有量、またはフィラーメタルの不適切な選択によって割れることがある。クラックは、適切な熱管理と技術で防ぐことができる。