かつて棒溶接の職人は、溶接の際にガスについてあまり知りませんでした。 しかし、MIG溶接機やTIG溶接機が発明され、その使用量が増えてくると、状況は一変します。
しかし、溶接ガスとはどの程度のものなのでしょうか？
溶接ガスの目的
溶接にガスが使われる理由はいくつかありますが、主な目的はほこりや他のガスといった空気中の不純物からアークを遮蔽することです。 また、溶接部を清浄に保つためや、金属を加熱するためにも使用されます。
溶接ガスには、不活性ガスと反応ガスの2つのカテゴリーがあります。 不活性ガスは、他の物質や温度と接触しても変化を起こさず、それ自体も変化せず、溶接の間中ずっと同じ状態を保ちます。
反応性ガスはその逆で、その名のとおり、置かれた状況に応じて反応し、変化を起こし、自らも変化します。 9388>
シールドガス
溶接でガスを使用する主な目的は、シールドのためである。 溶接の途中でアークに空気が入ると、溶融金属内に気泡が発生し、溶接部の外観を損ねたり、強度を弱めたりする。 MIGやTIG溶接は、使用する溶加材がフラックス入りかコーティングされていない限り、シールド・ガスなしでは不可能となる。
シールド・ガスは、最も一般的には不活性ガスである。 不活性であることで、溶接中の極端な熱と圧力の条件下でも安定した状態を保つことができ、このような作業に理想的な選択となるのである。
溶接に使われるガス
溶接工程で使われる主なガスはいくつかあります。
アルゴン
アルゴンは不活性ガスなので他の物質と反応せず、地球上で最も豊富なガスの一つです。 溶接では、溶接アークに空気を混入させないためのシールドガスとして使用される。 また、溶接の一次工程のほか、パージにも使用される。
Carbon Dioxide
Carbon dioxideもまた、地球上に豊富に存在する気体です。 これもシールドガスとして使われ、有機物から作られるので、アルゴンのような質の高い溶接はできませんが、高価なものではありません。 このため、二酸化炭素は純粋な形ではなく、混合ガスとして使われるのが一般的である。
Oxygen
酸素は友好的で受動的なガスと思われがちですが、実際には世界で最も反応性の高いガスのひとつです。 溶接では、溶融した溶接部に流動性を与え、プロセスを速くするために、シールドガスに少量混ぜて使われることが多いです。 ガス溶接の際に熱を増幅させ、オキシカットと呼ばれる加工で金属を切断するのに使用される。
Nitrogen
Nitrogen は大気中で最も多く存在するガスで、すべての生物にとって不可欠です。 シールドガスとして使用され、他のシールドガスと混合することで、他のより特殊な用途にも使用することができます。
Hydrogen
Hydrogen は、排出物なしに燃焼する燃料として使用され、地球上に豊富に存在するものである。 他のシールドガスと混合してシールドガスとして使用されるが、危険を避けるためごく少量である。
How Much Welding Gas Do You Need?
初めて溶接をする場合、どれくらいのガスが必要かはおろか、あるプロジェクトのためにどれくらいの溶接をしなければならないか、見当もつかないかもしれません。
Welding Gas Bottle Sizes
多くの場合、一度に多くの材料を溶接する必要がなく、ほとんどが小さな仕事をしなければならない家庭や趣味の溶接工は、40、80、または125立方フィート（CF）の容量のガスシリンダーを選ぶことになります。 シリンダーが大きいとガス量が多いので溶接時間が長くなり、小さいと持ち運びが楽になる。 より大きな容積のシリンダーは通常入手可能ですが、通常は工業用作業など、より大きな容積を要求する顧客にリースされます。
How Long Will Welding Gas Last?
溶接ガスシリンダーの持続時間はレギュレータの流量によって決まり、これは自分で設定しなければなりません。 作業環境にもよりますが、10～40CFH（立方フィート/時）程度でしょう。 風の強い場所では、溶接部の周囲にシールドガスを維持し、気泡などから保護するために、より高い流量が必要になります。 小さな風でも問題になるので、ドアが開いていればガレージなど、風が入る可能性が高い場所で作業する場合は、レギュレーターを高流量に設定する必要があるかもしれません。
したがって、シリンダーのガス溶接時間は、シリンダーの容積を流量で割って計算されます。
また、溶接機によっては、他の機械より早くガスがなくなることがあります。 例えば、機械が常にガスを分配する場合、あなたのガスは、それが溶接中にのみ分配される場合よりも長くは続かないでしょう。
ガス残量を知る
もちろん、溶接を続けたいなら、あなたのシリンダーにどれくらいガスが残っているか、いつでも知りたいかも知れません。 満タンの溶接用ガスボンベには、ボンベの使用圧力での圧力計の読みがあり、それが提供されるでしょう。 漏れがあったり、急に寒いところや暑いところに入るなど急激な温度変化がない限り、シリンダーの圧力は残りのガス量に対して直線的に反応すると考えてよいでしょう。
たとえば、満タンのシリンダーの使用圧力が 1000 psi であれば、後で 1000 psi の読みがあれば、シリンダーはおよそ半分の容量になっていることを意味します。 圧力計の中には精度の高いものもあり、新米溶接工の心配の種になりますが、練習すれば精度の感覚はつかめるようになります。 トリガーを引いている間、レギュレーターが設定流量を維持している限り、溶接を続けることができ、シールド・ガスが溶接を保護していることを確認できます。
時には、ゲージが一定で、突然低下することがあります。 これはガスの排出が遅いためにハングアップするためで、心配する必要はありません。
How Much Does Welding Gas Cost?
シリンダーのサイズと購入するガスによって、ガスのコストは大きく異なり、1本あたり350ドルに達することがあります。 アルゴンガスは回収が難しいため、一般的に他のガスよりも高価です。
また、新しいものを購入する代わりに、ガスボンベを再充填してもらうという選択肢もあります。 この作業は、新しいボンベを買うよりずっと経済的です。
関連する質問
ミグ溶接機のガス使用量はどのくらいですか？
平均的なサイズの MIG 溶接では、約 25 ～ 30 cfh のガスが必要ですが、金属が厚い場合は、溶接を完了し、外観を美しくするために、より多くのガスで溶接する必要があります。
アルゴンガスで死ぬことはありますか？
アルゴンは不活性で毒性がありませんが、無臭、無色、無味なので、量が多すぎると必要な酸素量が確保できず、窒息する可能性があります。
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