厚板の溶接技術：総合ガイド

厚さ270mmの母材溶接の問題を解決するために、ロボット溶接やナロー・ギャップ溶接など、どのようなプロセスを使いたいですか？

次に、270mmのQ235D鋼板を突合せ溶接して、4810mm×4810mm×270mmの板を製造する方法を検討しよう。

1.大型厚板溶接の問題点とその対策

要件平坦度要件は、溶接後の鋼板の材料特性を保証するため、8～10mmである。

(1) 溶接鋼板の枚数とサイズ

これは幅1,900mm、1,900mm、1,050mm、長さ4,830mmの3枚の鋼板をつなぎ合わせたもの。

溶接収縮を考慮し、9mmのマージンを確保した。しかし、生産完了後に収縮が10～12mmであることが判明した。にもかかわらず、最大誤差3mmで25～30mmの加工代が確保されているため、加工での使用に影響はない。

(2) 溶接方法と溝の種類

一般的な厚板 溶接方法 エレクトロスラグ溶接、サブマージアーク溶接、ガスシールド溶接、電極アーク溶接などがある。

企業の条件とさまざまな溶接方法の効率を考慮し、選ばれた溶接方法は、サブマージアーク溶接と表面を覆うCO2ガス保護裏当て溶接であった。

厚板の溝形状は、Ⅰ型、X型、U型などが多い。総合的に比較した結果、U字型の溝が選ばれた。

ルート・クリア・プロセスを容易にするため、非対称のU字溝が選ばれた。溶接の品質を確保するため、溝は機械加工で完成させなければならず、その際、サイズと形状を保証しなければならない。 表面粗さ 12.5μmである。

(3) 溶接前試験

確実にするために 溶接品質長さ1メートル、板厚200ミリの鋼板を使った溶接テストは、溶接工の訓練だけでなく、実際の作業工程における欠点の洗い出しにも役立った。

底部溶接テストでは、溶接端がもう一方の端に移動しても、溶接されていない端の開口部が大きく変化しないことが観察された。

(4) 溶接材料 パラメータ

ひび割れの主な原因については、以下のように分析した：

硬化傾向

使用されている材料はQ345D鋼で、その強度は以下の通りである。 炭素含有量 wP、S≦0.03%。

硬化傾向が低く、溶接性も良好であるため、これが溶接の主な原因となるとは考えられていない。 ひび割れ.

水素の働き

使用される溶接材料は厳密に乾燥され、作業場の環境はドライに保たれていた。

溶接中に溶接部内に少量の水素が残留しても、その含有量は少なく、低温亀裂の主な原因とは考えられない。

溶接中の板厚方向の不均一な温度分布は、大きな横圧縮 塑性変形を引き起こす可能性がある；

溶接後の冷却時に厚さ方向に不均一な収縮が生じると、2つのコネクターの間に角変形が生じやすくなる。

溶接材料の選択原則は、溶接金属の合金組成と強度性能が母材規格で指定された下限を満たすか、製品技術条件で指定された最低性能指数に達することである。

そこで、直径1.2mmのTHQ-50C溶接ワイヤ、直径4mmのH10Mn2サブマージアーク溶接ワイヤ、およびSJ101フラックス（溶接前に100℃で4時間以上予熱）を使用することにした。溶接パラメーターは以下の通りである。

溶接パラメータ

注：溶接部の層間温度は120～180℃である。

最後に、逆変形が採用されている。 溶接工程.

溶接施工工程では、溶接による逆変形が発生するため、速やかにワークを回転させ、反対側を溶接する必要があり、変形を抑制するためのサイクリックオペレーションが可能である。

(5) 熱処理

ワークの予熱は溶接前の必須事項であり、ワークを均一に加熱することが極めて重要である。

何度か試した後、長さ4.8mのパイプの片側に等間隔に数個の穴を開けることにした。

その後、パイプに溶接されたガス切断ノズルでパイプを密閉し、ガス点火で加熱した。

溶接の両面を同時に加熱できるように、2つのピースが作られた。

溶接工程が終了すると、ワークの内部には大量の溶接残留応力が発生する。

加工中の遅れクラックや変形を防止するため、炉内デストレスを行う。 アニール は溶接後に行わなければならない。

2.実施方法

シート材は地面から1～1.2メートルの高さに置き、変形防止角度は1～1.5度、突き合わせの隙間は約2mmとする。

溶接の前に、溶接部の裏側の左右200mmの範囲を同時に複数箇所で加熱し、均一性を確保する。 予熱温度.前方側の予熱温度は90～120℃とする。

CO2ガスシールドアーク溶接をベースにして、大きな溝がある側を先に溶接する。

このとき、コントロール・プレートの最も遠い部分の変形を測定しなければならない（最低4つの測定点で）。

ワークの変形が1度から1.2度の間（Aとして計算される）、すなわち測定点が≦Aの平面値より上にある場合、ワークをひっくり返さなければならない。

大きな厚板に溶接する場合、亀裂が発生したときの浮き上がりを防止するために、ワークを反転させて溶接凹リブ・プレートの両側で溶接しなければならないことに注意することが重要である。

制御サブマージ・アーク・フィラー溶接の幅は、 欠陥を減らすために18mm未満にすべきである。溶接幅は同じでなければならない。

ワークを反転させた後 カーボンアークガウジング 底部溶接を除去し、溶接金属を露出させ、表面を平 滑にする必要がある。その後、サブマージアーク溶接を開始する。

溶接プロセス中、最も遠い側板の変形は連続的に測定される。

逆変形が0度に達すると、溶接部の凹型リブが除去され、均等に広がった3本の溶接リブだけが残る。逆変形が(A-5)mmに達すると、ワークは再び反転する。

ワークが回転して固定された後、溶接リブが取り除かれ、プレートの変形が観察される（観察値は2mm程度と小さい）。

その後、サブマージアーク溶接を開始し、逆変形が10 mm以下（上記の方法で測定）になったら、ワークを再び回転させる。

この工程は、もし可能であれば、最終的な欠陥のために必要な再加工の量を減らすために、高温超音波探傷と一緒に行うべきである。

ワークを回転させた後、逆変形を5mm以内に制御しながらサブマージアーク溶接を行う。

全溶接工程が完了するまで、被加工物は裏返 され、反対側で溶接される。

溶接後、ワークは6時間保温される。

自然冷却後、溶接面を平滑にし、超音波探傷試験を行い、全体を620℃の炉で10時間、応力除去焼鈍を行う。

焼きなましの際には、大板の自重による変形を考慮する必要があり、自重や外部重力などの方法を用いて平坦化することができる。

溶接部品が応力除去焼鈍を受け、室温まで冷却された後 溶接欠陥 と平坦度がテストされ、要件を満たせば次のステップが実施される。

もうひとつは 鋼板 は、上記と同じ溶接方法と手順で溶接鋼板に溶接される。

全体的な溶接が終わると、溶接部は6時間保温され、自然冷却された後、超音波検査が行われる。その後、全体が応力除去され、再び焼鈍が施される。