「溶接」と聞くと、ほとんどの人はマスク、飛び散る火花、溶けた鋼鉄を思い浮かべます。そして、その温かさと明るい光に目を向けます。
しかし、「溶接」と聞くと、私はガスのことを思い浮かべます。
適切なガスがなければ、あの美しい溶接溜まりは穴だらけの固まったスポンジになってしまいます。 溶接は金属を溶かすのではなく、溶けた金属を保護することです 大気から。ガスなしで（または間違ったガスを使って）溶接しようとすると、空気中の酸素と窒素が液化したプールを瞬時に攻撃します。
では、溶接にはどのようなガスが使用されるのでしょうか?
簡単に答えると、それは完全にプロセスに依存します（MIG vs. TIG）、伝達モード（短絡 vs. スプレー）、および製品（スチール vs. アルミニウム）です。
最も一般的なガスは アルゴン, CO2（二酸化炭素）, 酸素, ヘリウム.
数え切れないほどのコードを溶かし、数え切れないほどのガスボンベを交換してきた者として、これらの貯蔵タンクに何が入っているのかを正確に分析してみようと思います。これは単なるリストではありません。 ディープダイブ アークの物理的性質、パドルの化学、そして間違ったシリンダーを使用するとなぜ作業が台無しになるのかについて説明します。
物理学: そもそもなぜガスが必要なのか?
どのガスを購入するかについて話す前に、そのガスが実際に何をするのかを理解する必要があります。ガスには2つの役割があり、どちらも同様に重要です。
1. シールド（傘）
私たちの周囲の環境は、およそ 78% が窒素、21% が酸素、1% がアルゴン/その他の物質で構成されています。
溶けた鋼は酸素を嫌います。溶鋼が酸素に触れると、急速に酸化します。溶接ではこれを「ポロシティ」と呼びます。溶接部の内部はまるでスイスチーズのように見えます。
溶融鋼は窒素も嫌います。窒素は脆化を引き起こします。
溶接ガスは高圧の傘のような役割を果たします。ノズルから噴射されたガスは周囲の物質を押しのけ、金属が汚染されることなく融合できる一時的な純粋な泡を作り出します。
2. イオン化（ハイウェイ）
これはほとんどの人が見落としがちな部品です。ガスは単なるガードではなく、電気エネルギーの伝導体なのです。
電気のために トーチから金属へと飛び移る弧その間にあるガスは プラズマ電流が流れるためには、ガス原子は電子を失う（イオン化する）必要があります。
ガスの種類によってイオン化する電圧の度合いは異なります。
- アルゴン イオン化しやすくなります（電圧が低下します）。
- ヘリウム イオン化しにくい（高電圧）。
これがヘリウムがより高温で燃焼する理由です。アークを発生させるだけでもより多くのエネルギーが必要になるからです。
「ビッグ3」ガス：深掘り
私たちはただ単に容器を選ぶのではなく、物理的な原理に基づいて容器を選びます。 溶接の主役たち グローブ。
1. アルゴン（怠惰なガス）
- 化学記号: 空気。
- 機能: 不活性ガスです。何かと反応するわけではありません。ただそこに留まり、空気を押しのけているだけです。
- 密度： 空気よりもはるかに重いので、溶接箇所の上に重厚なカバーのように沈み込むので便利です。
- イオン化ポテンシャル: 低い。アルゴンでアーク放電を起こすのは簡単です。
- 最適な用途： TIG溶接なら何でも。 ミグ溶接 アルミニウム。
クライヴのショップルール:
あなたがある場合 TIG溶接そうです、アルゴンです。持続時間です。CO2で節約しようとしないでください。タングステン電極は2秒で確実に燃え尽きます。タングステンは熱に耐えるために無酸素環境を必要とします。
2. CO2（二酸化炭素 - 反応性の高いもの）
- 化学記号: CO2。
- 機能： 半不活性（反応性）ガスです。アークの高熱により、一酸化炭素ガスと酸素に分解されます。
- の効果： 酸素が放出されるため、溶接部の温度が上昇し、溶接が鋼板のより深くまで浸透しやすくなります（浸透）。しかし、この遊離酸素は同時に酸化鉄も生成するため、CO2溶接部には茶色がかったガラス質の島（シリカ）が表面に現れます。
- 最適な用途： 短絡移行による単純な鋼材（安価）のMIG溶接。
- トレードオフ: これは最も安価なガスですが、より粗いアークとさらに多くのスパッタ（トリガー）を生成します。
3. ヘリウム（高温ガス）
- 化学記号: 彼
- 機能： 不活性ですが、非常に軽量です。空気より軽いため、すぐに飛んでしまいます。優れた塗布効果を得るには、2倍の流量が必要です。
- 熱伝導率： 高い。ヘリウムは熱伝導率が非常に高いため、アークの幅が広くなり、熱くなります。
- 最適な用途： 厚いアルミニウムまたは自動化 TIG溶接 スピードこそがすべてです。
MIG溶接ガス：「カクテル」の科学
初心者が混乱するのはここです。MIG（GMAW）溶接では、 鋼鉄に純粋なガスを使用することはほとんどない当社ではブレンド（カクテル）を使用しています。不活性ガス（アルゴン）と反応性ガス（CO2または酸素）を混合することで、優れたアーク特性を実現しています。
標準：C25（アルゴン75％/CO2 25％）
ガレージにMIG溶接機をお持ちなら、この容器はまさにぴったりのガスです。
- なぜ純粋なアルゴンではないのですか? 鋼材に純アルゴンガスを使用すると、アークは鋼板に食い込むことなく、鋼板の表面に留まります。木目は高く、細く見えます（アンダーカット）。
- なぜ純粋なCO2ではないのですか? 飛び散りが過剰で、ざらざらしたビーズ状になります。
- 75/25ソリューション: アルゴンはアークを効率的に作動させるのに役立ちます。25%のCO2は、溶接パドルを「ウェットアウト」して平らにし、接合部の側面まで到達させるのに十分な量の酸化剤を添加するために使用されます。
いつ活用するか:
- 一般建築（チューブ、アングルアイアン）。
- 車両の車体。
- 家の修繕工事。
トライミックス（ステンレス）
溶接しようとすると ステンレス鋼 通常のC25ガスを使用すると、溶接部は黒くなり腐食します。ステンレスの耐食性が損なわれます。
あなたには必要だ トライミックス: 一般的には、ヘリウム 90% + アルゴン 7.5% + CO2 2.5% です。
- 科学： ステンレス鋼 ステンレスには厚い酸化層があります。大量のヘリウムが、その層を突破するために必要な熱量を生み出します。少量の二酸化炭素はアークを安定させるのに役立ちますが、ステンレスのクロムを汚染しない程度に低減されています。
酸素混合物（スプレー転送）
大規模な生産（船舶や橋の建設）には、 スプレートランスファーここでケーブルはプレートに当たる前に解凍され、ペンキのように飛び散ります。
これには、 アルゴン98%/酸素2%.
酸素は液化液滴の表面応力を最小限に抑え、効率的な噴霧を可能にします。CO2含有量が高いため、C25ガスではスプレートランスファーは行えません。
TIG溶接ガス：純度の追求
TIG（GTAW）は洗練された溶接技術です。MIGとは異なり、アーク内での化学反応は一切望ましくありません。絶対的な純度が求められます。
ルール：100％純粋なアルゴン
鋼、ステンレス、軽量アルミニウムなど、溶接する対象が何であっても問題ありません。TIG溶接の99%では、純粋なアルゴンガスが必要です。
クライヴの純粋さに関する警告:
「ガスの純度は「9」で測定されます。標準的な溶接アルゴンの純度は通常 99.995% です。
チタンを溶接する場合、それだけでは十分ではありません。チタンは酸素に非常に敏感で、0.005%の空気でも溶接部が脆くなります（アルファケース）。チタンの場合、当社では研究用品質のアルゴン（純度99.999%）を購入しています。これは通常の2倍の費用がかかりますが、破損した平面部品の場合はさらに高額になります。」
TIG にヘリウムを追加するタイミングはいつですか?
厚さ1インチのアルミニウム製エンジンブロックを溶接する場合、純粋なアルゴンガスでは十分な熱量が得られない可能性があります。アルミニウムはランタンが熱を吸収するよりも速く熱を奪ってしまうからです。
解決策： 50/50 または 75/25 のアルゴン/ヘリウム混合ガスを使用します。
ヘリウムはアーク電圧を高めます。まるでランタンを庭のホースから火管に変えたようなものです。水たまりは瞬時に溶けます。
フローレート：サイレントキラー
適切なガスを選択するだけでは、まだ道半ばです。流量を適切に設定する必要があります。これは、 CFH (立方フィート/時間)PSI ではありません。
ゴルディロックスゾーン（15～25 CFH）
最も一般的なノズル (# 7 または # 8 マグ) の場合、レギュレーターを 15 ～ 25 CFH に設定する必要があります。
ガスが多すぎることはありますか?
はい。これは初心者がよくやる間違いです。「ガソリンを多く使えば、それだけ保護性能も上がる」と考えてしまうんです。
違う。
レギュレーターを40または50 CFHまで回すと、ガスは ジェットエンジン金属に非常に強く当たるため、 乱流.
キッチンの蛇口を全開にしてコーヒーを入れると、水があちこちに飛び散ります。
溶接ガスが荒れると外気を吸い込む に 流れ（ベンチュリー効果）です。皮肉なことに、ガスを使いすぎると さらに多くの 不十分な多孔性よりも多孔性の方が優れています。
ガスレンズ：秘密兵器
ガスを変換せずにシールドを強化したい場合は、 ガスレンズ TIGトーチ用。
標準ノズルは、無秩序な消防ホースのようにガスを噴出します。
ガスレンズは内部に複数のメッシュスクリーンを備えており、ガスの循環を完璧な層流（シャワーヘッドから噴き出す水のように）に整えます。
メリット：
- タングステンをさらに突き出すことができます (限られたコーナーに最適)。
- 流通価格を下げて、より良い保護を得られます（お金を節約できます）。
バックパージ：継ぎ目の後ろで何が起きているのか？
パイプを溶接する場合、外側の溶接部分が気になるでしょう。しかし、内側はどうでしょうか？
溶接する場合 ステンレス鋼 パイプを通すと、熱は内部まで伝わります。内部に空気が含まれていると、溶接部の裏側が「砂糖状」になります。
砂糖漬け ひどい酸化です。まるで黒いカリフラワーのようです。もしこれが食物管や排気管であれば、その粗さが細菌の繁殖や乱流を引き起こします。
解決策: バックパージ。
パイプラインの両端をテープで覆い、内部にアルゴンを注入してください。アルゴンで空気を入れ替えてください。そうすることで初めて接着できます。
パイプライン全体をアルゴンで満たすのも費用がかかるような大規模なパイプラインの場合、 ソーラーフラックスアルコールを混ぜた粉末を継ぎ目の裏に塗り、温めるとガラスガードになります。
酸素燃料：燃えるガス
上のすべての小さなものは「シールドガス」（溶接部に空気が触れないようにする）でした。
しかし、実際に還元または ろう付け?
あれは アセチレン.
- 化学式： C2H2。
- なぜアセチレンなのか? 純酸素と混合すると、5,700°F（3,150°C）で燃焼します。アークなしで鋼板を接合できるほど高温になる唯一のガス燃料です。
- プロパンガスは使えますか？
- 還元の場合：はい。プロパン 切るのにちょうどいい 金属スクラップ。安いです。
- 溶接の場合：いいえ。プロパンは十分な熱を放出せず、溶接液中に酸化物を生成します。プロパンでガス接合することはできません。
安全上の注意：
アセチレンは不安定です。アセチレン貯蔵タンクを15 PSI以上で稼働させないでください。15 PSIを超えるとガスが不安定になり、ホース内で自然に噴出する可能性があります。
コスト分析：アルゴン vs. CO2
サービスを運営している場合は、ガスの価格が問題になります。
- CO2： 最も安価です。詰め替えには20～30ドルかかります。見た目を気にしない場合（ゴミ箱や牧場のフェンスなど）は、CO2を使用してください。
- C25（アルゴン/CO2）： 基準です。詰め替えは約50～70ドルかかります。飛び散りが減るので（後で削る手間が減るので）、追加費用は十分に価値があります。
- 純アルゴン: C25と同様のレートです。
- トリミックス（ヘリウムブレンド）: 最も高価です。ヘリウムは有限資源です。Tri-Mixの容器は150～200ドルかかります。ステンレスまたはプラスチックで接着する場合にのみ使用してください。 航空宇宙 コンポーネント。
FAQ: よくある誤解と簡単な解決策
私が毎日 Google で目にするキーに関する質問に対する解決策を以下に示します。
Q: アルゴンは何にでも利用できますか?
A：いいえ。
- TIG の場合: はい、これは万能ガスです。
- MIG鋼の場合：いいえ。純アルゴンは鋼板に異常な高アークを発生させますが、鋼板の食い込み（アンダーカット）は発生しません。アークを維持するには、少なくとも5%のCO2または酸素を混合する必要があります。
- MIGアルミニウムの場合：はい。純粋なアルゴンが必要です。
Q: 鋼鉄の溶接にはどのガスが使用されますか?
A: MIG溶接鋼の場合、市場標準は アルゴン75%/CO225%.
予算が限られている場合や、牧場（屋外）で溶接する場合は、 100% CO2ただし、大量の火花（スパッタ）が出ることを想定してください。
Q: 溶接ガスは可燃性ですか?
A: シールドガス（アルゴン、CO2、ヘリウム）は 不燃性実際、彼らは火を消したのです。
燃料ガス（アセチレン、プロパン、水素）は 極めて可燃性.
酸素 酸素自体は溶けませんが、「促進剤」となります。油汚れのついた雑巾に純酸素を吹き付けると、自然と舞い上がる可能性があります。衣類の埃を吹き飛ばすために酸素を使用することは絶対に避けてください。
Q: 自分でガソリンを混ぜることはできますか?
A: いいえ。これを試さないでください。
ガスの混合には、適切な規制当局とミキサーが必要です。適切な機器を使用せずに2つのタンクを1本のホースに接続しようとすると、圧力差により一方のタンクからもう一方のタンクに逆流し、爆発を引き起こす可能性があります。販売店からプレミックスボンベを購入してください。
Q: タンクの寿命はどのくらいですか?
A: それは循環率によって異なります。
計算: 80 立方フィートのタンク (愛好家にとって一般的なサイズ) があり、レギュレーターを 20 CFH に設定するとします。
80を20で割ると 連続トリガー時間は4時間です。
継続的に溶接するわけではないので、趣味人であればこれで数週間は持ちます。
最終的な評決
では、溶接にはどのようなガスが使用されるのでしょうか?
応答は「空気」ではありません。
ガレージで鋼材をMIG溶接する場合： 75/25（アルゴン/CO2）.
TIG溶接をする場合は、容器を用意してください。 純粋なアルゴン.
ランタンで鋼鉄を還元する場合：入手 酸素とアセチレン.
目に見えず、高価で、補充も面倒ですが、ガスは鋼材そのものと同じくらい重要です。ガスがなければ、溶接ではなく、ただまばゆいばかりのポップコーンを作るだけです。
詳細な分析と権威あるリンク
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