MIG溶接に気孔ができる原因と対策

クイックアンサー

MIG溶接の気孔（ポロシティ）は、ほとんどの場合、機械の問題ではなくシールドガスの問題です。まずガス流量を確認し、次にノズルのスパッタ付着とライナーの汚染を点検してください。ガス流量が正しく、ノズルとライナーが清潔であれば、通常はレギュレーターとガン間の漏れ、または母材に対して不適切なガスが原因です。

まずガス流量を確認する

レギュレーターで流量を設定し、シリンダーではなくノズルで確認してください。レギュレーターで20 CFHを示す流量計でも、ホースがねじれていたりソレノイドが部分的に詰まっていたりすると、アークでははるかに少ない流量しか供給されません。鋼材のほとんどのショートアークMIG溶接では、15～25 CFHが妥当な初期設定範囲です。流量が少なすぎると大気が溶融池に入り込みます。流量が多すぎると乱流が発生し、シールドガスの包絡領域に空気を引き込み、低流量時と同じような気孔が発生します。

混合ガスではなくCO2で溶接する場合は、CO2はより高温で動作し、それに対応した流量計が必要であることを覚えておいてください。汎用のアルゴン用レギュレーターではCO2を正確に計測できず、凍結やクリープが発生する可能性があります。適切な計測器を使用することが、再現性のある設定と推測の違いを生みます。

ノズルのスパッタ付着を点検する

スパッタが固着したノズルはガスの流れを乱します。スパッタが開口部を狭め、シールドガスが安定しているべき場所に乱流を発生させます。消耗品交換のたびにリーマーでノズルを清掃し、スパッタが除去できない場合は交換してください。アンチスパッタ剤は役立ちますが、清掃の代わりにはなりません。

また、ノズルのサイズが適切で、完全に装着されているかも確認してください。緩んでいたり長さが不適切なノズルは、ガス出口とアークの間の距離を変え、シールドガスが溶融池を覆う能力を変化させます。

ライナーとガンケーブルの汚染を確認する

汚れたライナーは、見落とされがちな気孔の原因です。錆、汚れ、ワイヤーの削り粉によるライナーの汚染はワイヤーに抵抗を生じさせ、送給の不安定さやアーク動作の乱れを引き起こします。ワイヤーが断続的に送給されるとアーク長が変化し、シールドガスの包絡領域が不安定になります。乾燥した圧縮空気でライナーを吹き飛ばし、それでもワイヤー送給がスムーズでない場合は交換してください。

アルミニウムを溶接する場合、ライナーのセットアップはさらに重要です。一部の機械ではアルミニウム用のガイドチューブを使用せず、ライナーを面一に切断してワイヤーがきれいに出るようにする必要があります。ライナーが長すぎたり、適切にトリミングされていないと抵抗が生じ、気孔として現れる不安定な送給が発生します。

レギュレーターとガンの間の漏れを探す

ホース継手、ソレノイド、ガン接続部の小さな漏れがガス流に空気を引き込みます。必ずしも音で気づくとは限りません。システムを加圧し、石鹸水で各接続部を確認するか、ガンをトリガーしていないときに流量計のボールの動きを観察してください。トリガーを離した状態で流量計が上昇する場合は、漏れまたはソレノイドの不良を示しています。

ガン自体も、ケーブルが入るネックの基部で漏れる可能性があります。ガンを落としたり、ケーブルが繰り返しねじられたりすると、内部のガス通路にひび割れが生じることがあります。その場合、レギュレーターをいくら調整しても気孔は解消されません。

ガスを金属と移行モードに合わせる

気孔は、プロセスに不適切なシールドガスを使用することからも発生します。CO2は経済的で炭素鋼のショートアーク溶接に適していますが、スプレー移行における75/25アルゴン-CO2混合ガスと同じ性能は発揮しません。移行モードや母材を変更したのにガスを変えないと、気孔は予測可能な結果として発生します。

風通しの悪い作業場では、この問題はさらに悪化します。ファンや開放されたベイのドアが、レギュレーターがどれだけ適切に設定されていてもシールドガスを吹き飛ばす可能性があります。気孔が作業場の特定の場所でのみ発生する場合は、設定を変更する前に作業を移動するか、簡単な防風スクリーンを設置してください。

気孔の診断：症状、原因、対策、限界点

• 症状：ビードに沿って均等に気孔が散在する： 考えられる原因は、シールドガス流量の不足、またはレギュレーターとガン間の漏れです。ノズルで流量を確認し、すべての継手を石鹸水でテストしてください。 流量が正しく漏れが見つからない場合は、ライナーとノズルの点検に進みます。
• 症状：溶接開始時のみ気孔が発生する： 考えられる原因は、ガスのプリフロー時間が短すぎるか、ノズルがスパッタで部分的に詰まっていることです。プリフロー時間を延ばし、ノズルをリーマーで清掃してください。 ノズルを素地まで清掃できない場合は、交換してください。
• 症状：アークが不安定でワイヤー送給が不規則な状態での気孔： 考えられる原因は、ライナーの汚染、またはライナーが長すぎるか用途に合わせてトリミングされていないことです。ライナーをエアで吹き飛ばし、それでも送給がスムーズでない場合は交換してください。 ガンケーブルがねじれていたりネックが損傷している場合は、機械の調整をやめてガンを交換してください。
• 症状：作業場の特定の場所でのみ、または特定の母材でのみ気孔が発生する： 考えられる原因は、通風、または金属と移行モードに対して不適切なシールドガスです。作業エリアをスクリーンで囲み、ガスの選択を確認してください。 正しいガスとスクリーンで囲まれたエリアでも気孔が発生する場合、問題は設定ではなくガンまたはケーブルにあります。

一般的な気孔の原因を解決する部品

• HTP® AMERICA CO2 流量計: HTP America CO2 流量計は、CO2のみを使用するMIG溶接用に設計されており、0～4000 psiのシリンダーゲージと、10～60 CFHの調整可能な出力を備えています。CO2で溶接する場合、専用のCO2流量計を使用することで、再現性のある流量設定と残量の明確な確認が可能になり、低流量による気孔の原因となる推測を排除できます。
• 9' MIG溶接ガン: 9' MIG溶接ガン Pro Spot MIG溶接機でのアルミニウム溶接用。交換用ガンではライナーが面一に切断されており、お使いの機械にガイドチューブが含まれていない場合、HTPは出荷前にスティックアウトを調整した新しいライナーを無償で取り付けます。アルミニウムMIG溶接では、ライナーの適切なトリミングとスティックアウトにより、気孔として現れるワイヤーの抵抗と不安定な送給を防ぎます。チェックアウト時にライナーの要件を記載していただくと、お使いの機械に合わせてガンがセットアップされます。