ホットワイヤーTIG溶接入門ガイド：特徴と分類
品質に妥協することなく効率を高める技術によって、溶接工程が変わることを想像してみてください。熱間ワイヤーTIG溶接は、溶接ワイヤーを予熱することでまさにそれを実現し、速度と...
強靭で耐久性のある溶接を毎回確実に行うには、どうすればよいでしょうか？溶接の主要な原理と技術を理解することは極めて重要です。このガイドでは、溶接性の評価や欠陥の防止から、適切な材料の選択、試験方法の評価まで、溶接に不可欠な知識を網羅しています。溶接工程を最適化し、安全性を確保し、高品質な結果を得るための洞察を得ることができます。溶接の初心者であれ経験者であれ、この包括的な概説書は、あなたのスキルを高め、溶接の成果を向上させるでしょう。
2つの物体の原子を組み合わせ、加熱または加圧によって、充填物の有無にかかわらず、不可分の全体を形成するプロセス。
同種または異種の材料が溶接して完全な接合部を形成し、製造工程条件下で期待される使用条件を満たす能力を指す。
素材、デザイン、プロセス、サービス環境。
の傾向を評価する。 溶接継手 溶接工程を合理的なものにするための基礎を提供する；
溶接継手が構造性能の要求を満たすことができるかどうかを評価する。 新溶接 試験法は、比較可能性、適切性、再現性、経済性という原則を満たしている。
鋼中の合金元素の含有量を炭素含有量に換算して重ね合わせ、鋼の冷間き裂傾向を大まかに評価するパラメータ指標とする。
主に、低合金の溶接部およびHAZの初層における低温亀裂の発生傾向を特定するために使用される。 高張力鋼板また、溶接プロセスの策定にも使用できる。
1) 試験片の準備、溶接される鋼の板厚δ= 9-38mm
突合せ継手の溝は機械的方法で加工し、結合溶接は試験板の両端60mm以内で溶接し、両面溶接を採用する。角変形や不完全な溶け込みが生じないように注意する。中間に溶接するサンプルの溶接部に2mmの隙間があるようにする。
2) テスト条件
について 溶接棒 試験溶接に使用する溶接棒は、母材と一致させなけれ ばならない。使用する溶接棒は、厳密に乾燥させなければならない。
溶接棒の直径は4mmとし、溶接電流は（170±10）aとする。 溶接電圧 溶接速度は（150±10）mm/min とする。
試験溶接は様々な温度で行うことができる。
試験溶接は1回のみで、溝を埋めずに溶接する。
溶接後24時間静置して自然冷却した後、試料を採取し、次の処理を行う。 クラック検出 を実施しなければならない。
3) 検出とクラック率の計算
肉眼または手持ちの5～10倍の拡大鏡を使って、溶接部の表面や断面、熱影響部に亀裂があるかどうかを検出する。
一般に、表面クラック率が低い場合、クラックの発生率は低くなると考えられている。 合金鋼 小さな鉄粉砕 "テストでは、20%未満であり、一般的にクラックはありません。
その目的は、鋼材の水素誘起遅れき裂の発生傾向を評価することである。
他の装置では、リヒートクラック感度とラメラ感度を測定することもできる。
1) 試験片の作製は、溶接鋼または円柱のピンテストバーを圧延方向に沿って採取し、厚さ方向のピンの位置を表示する。
テスト・バーの上端付近に環状または螺旋状の切り欠きがあります。ピン・テストバーをベース・プレートの対応する穴に挿入し、ノッチのある端がベース・プレートの表面と同一平面になるようにします。
環状切り欠き付きピン・テストバーの場合、切り欠きと端面との間の距離は、以下のようにしなければならない。 溶接ビード ただし、ノッチ根元の円周の貫通は20%を超えてはならない。
低合金鋼の場合、aの値は2mmである。 溶接熱 e=15KJ/cmである。
2) 試験中、選択された溶接方法と厳密に管理されたプロセス・パラメーターに従って 表面溶接 ビードはベース・プレート上で溶融し、溶接ビードの中心線がサンプルの中心を通るようにする。
その溶け込み深さは、ノッチ先端が熱影響部の粗粒領域に位置するようにし、溶接ビードの長さLは約100～150mmとする。
溶接中、800～500 ℃での冷却時間のT8 / 5値を測定する。予熱しない場合は、溶接後100～150 ℃に冷却した時点で荷重をかける；
期間中 溶接前の予熱この場合、予熱温度より50～70℃高い温度で負荷をかけなければならない。
1分以内に、100℃または50～70℃高い温度まで冷却する。 予熱温度.
ポストヒートがある場合は、ポストヒート前に荷重をかけなければならない。試験棒に荷重をかけると、荷重時間内にピンが折れることがある。耐力時間を記録する。
スチール 降伏強度 σs≥ 295mpa は高強度鋼と呼ぶことができる。
ωMn≦1.7%の場合、靭性を向上させ、脆性遷移温度を下げることができるが、Siは塑性と靭性を低下させる。
Niは固溶体を強化するだけでなく、靭性を向上させ、脆性遷移温度を大幅に下げることができる元素である。
低温用鋼によく使われる。
低合金高強度鋼 降伏強度 295-490mpaで、一般に熱間圧延または焼ならし状態で供給・使用される。
高強度鋼はその強度に基づいて選択されるため、溶接継手の強度は母材と同等である（等強度の原則）。
分析する：
溶接継手の強度が母材よりも高い場合、塑性靭性は 低下する、
溶接継手の強度が母材と同等の場合、耐用年数は同等である。
溶接継手の強度が母材の強度より低い場合は、継手の強度が不足する。
熱間圧延鋼は少量の 合金元素また、一般的に低温割れしにくい。
大量の 合金元素焼ならし鋼の硬化傾向は増大する。
焼ならし鋼は、炭素当量および板厚の増加に伴い、焼入れ性および低温亀裂傾向が増加する。
影響を及ぼす要因：
(1) カーボン換算
(2)硬化傾向：高温での硬化傾向。 圧延鋼 および焼ならし鋼
(3) 最高硬度 熱影響部 は、鋼の硬化傾向と低温割れ感受性を評価する簡単な方法である。
Mo焼ならし鋼厚肉圧力容器のような溶接構造物の溶接後応力除去熱処理または溶接後高温加熱の過程で、別の形態の亀裂が発生することがある。
靭性とは、脆性亀裂の発生と伝播における金属の困難さを特徴づける特性である。
はないものとする。 溶接欠陥 ひび割れや
サービス性能の要求を満たすことができる。
高温の溶接材料 圧延鋼 と焼ならし鋼は、一般的に強度レベルによって選択されるが、そのポイントは以下の通りである：
溶接材料は、以下の条件に合致するレベルのものを選 択する。 母材の機械的性質;
融解率と冷却速度の影響を同時に考慮する；
溶接後の熱処理が溶接部の機械的特性に及ぼす 影響を検討する。
母材自体の性能に影響を与えないよう、母材本来の焼き戻し温度を超えないこと；
焼戻し材は、焼戻し脆性が発生する温度範囲を避けてください。
焼き入れ＋焼き戻し（高温）。
高強度 スチール溶接 は「低強度マッチング」を採用しており、溶接部の耐クラック性を向上させることができる。
マルテンサイト変態時の冷却速度は、マルテンサイトが自己焼戻し効果を発揮するように、速すぎないことが必要である。 ひび割れ;
800℃～500℃の冷却速度が、脆性混合組織を生成するための臨界速度以上であること。
低炭素の溶接で解決すべき問題点 焼き入れと焼き戻し スチール
ひび割れを防ぐ；
溶接金属と熱影響部の靭性を向上させるとともに、高強度 の要求を確実に満たす。
低合金鋼の場合 炭素含有量低炭素マルテンサイトを形成するために冷却速度を上げることは、靭性を確保するために有益である。
中炭素の合金元素の添加 焼き入れ・焼き戻し鋼 は主に焼入れ性を確保し、焼戻し耐性を向上させる役割を果たすが、真の強度性能は主に炭素含有量に依存する。
主な特徴：比強度が高く、硬度が高い。
マトリックス固溶体強化：合金元素を添加してフェライトマトリックスを強化し、一般的に使用されるCr、Mo、W、Nb元素は熱強度を大幅に向上させることができる；
第二相析出強化：フェライトをマトリックスとする耐熱鋼では、強化相は主に合金炭化物である；
粒界強化：微量元素を粒界に吸着させ、粒界に沿って合金元素の拡散を遅らせ、粒界を強化する。
パーライト耐熱鋼の溶接における主な問題は、冷間割れ、熱影響部の硬化と軟化、応力除去割れである。 溶接後熱処理 または高温での長期使用。
10℃から-196℃までを「低温」、-196℃以下を「超低温」と呼ぶ。
ステンレス鋼は、空気、水、酸、アルカリ、塩およびその溶液およびその他の腐食性媒体の腐食に抵抗することができる高い化学的安定性を有する合金鋼の総称を指します。
ステンレス鋼の主な腐食形態には、均一腐食、孔食、隙間腐食、応力腐食がある。
均一腐食 腐食性媒体と接触するすべての金属表面の腐食を指す；
孔食 腐食のない金属材料の表面に分散して発生する局部腐食、またはわずかな腐食を指す；
隙間腐食電解液中：酸素イオン環境下など、ステンレス鋼間や異物接触面間に隙間がある場合、隙間内の溶液の流れが滞り、局所的にCl-濃縮セルが形成され、局所的にCl-濃縮セルが破壊される。 ステンレス鋼不動態化処理 膜の隙間にClを吸着させる；
粒界腐食粒界付近の選択的腐食現象である；
応力腐食 特定の腐食媒体と引張応力の作用下でステンレス鋼が脆性的に割れることを指す。
1) 塩化物イオンと酸素イオンの含有量を減らす；
2) クロム、ニッケル、モリブデン、シリコン、銅などの合金元素をステンレス鋼に加える；
3) 転位発生部での孔食の可能性を減らすため、冷間加工はなるべく行わない。 鋼中の炭素含有量.
475℃では脆く、主にCr > 13%のフェライトで、430-480℃での長期加熱と徐冷により、室温または負の温度で強度が増加し、靭性が低下する；
σ相脆性は、質量分率45%の典型的なCr、FeCr金属間化合物で、非磁性、硬くて脆い。
1) 粒界腐食、
2) 熱影響部および鋭敏化部の粒界腐食。
3) ナイフの腐食。
1) 溶接材料を介して、溶接金属を超低炭素化するか、十分な安定化元素NBを含有させる。
2) あるδ相を得るために溶接組成を調整する。粒界腐食の理論は、本質的にクロム欠乏の理論である。
の粒界腐食を指す。 溶接熱 加熱ピーク温度が鋭敏化した加熱範囲にある患部。
融合帯の粒界腐食はナイフで切ったようなものなので、「ナイフ腐食」と呼ばれる。
低炭素ベースメタルを選択し 溶接材料;
相構造ステンレスを採用；
低電流溶接を採用し、過熱の程度と溶接粗粒域の幅を減らす；
最後に、腐食媒体と接触する溶接部を溶接する。
クロス溶接
鋼中のTiとTBの含有量を増やし、溶接粗粒域の粒界に 十分なTiとTBを含有させ、炭化させる。
を減らすためである。 溶接温度 熱影響部、溶接粒界腐食の発生防止、溶接棒と溶接ワイヤの過熱防止、溶接変形と溶接応力の防止、入熱の低減。
環境、選択的腐食媒体、引張応力。
1）化学組成を調整し、超低炭素は、耐応力腐食性の能力を向上させ、組成と媒体の間のマッチングを助長する、
2) 溶接の除去 残留応力
3）電気化学的腐食、定期的な検査と適時の修理など。
1) 一方では、CrとMoの偏析を減らす必要がある。
2) 一方では、母材よりもCRとMoの含有量が高い、いわゆる「超合金」溶接材料が使用される。
オーステナイト系ステンレ ス鋼は、溶接中に熱亀裂、応力腐食割れ、 溶接変形、粒界腐食を生じる。
1) オーステナイト鋼は熱伝導率が小さく、線膨張係数が大きく、引張応力が大きい、
2) オーステナイト鋼は、強い指向性を持つ柱状結晶溶接組織を形成しやすく、有害不純物の偏析を助長する。
3) オーステナイト鋼の合金組成は複雑で、共晶を溶解しやすい。
母材および溶接材料中の P および s の含有を厳しく制限する。
溶接部に二相構造を形成するよう努める。
溶接部の化学組成の管理
低電流溶接。
18-8セクション スチール溶接 相は一般に3%～7%であり、25-20断面 鋼の溶接部ではA+一次炭化物組織が形成される。
"適用性の原則 "の遵守
選択された各溶接材料の組成に応じて、適用可能かどうかを判断する。
特定の用途の溶接方法とプロセス・パラメーターに よって生じる可能性のある融着率を考慮する。
合金化度は、以下の包括的な基準に従って決定される。 溶接性 技術条件で指定された要件
溶接金属の合金系、合金系における特定の合 金組成の役割に注意を払い、使用性能要件と工程 溶接性要件を考慮する。
1) 粒界腐食 溶接継手
2) 脆化 溶接継手高温脆化、σ相脆化、475℃脆化。
振動減衰性、吸油性、耐摩耗性。
鋳鉄の特性は主に黒鉛の形状、大きさ、量、分布に依存し、マトリックス構造も一定の影響を及ぼす。
Fマトリックス＋球状グラファイト；
灰色の鋳鉄： Fマトリックス＋フレーク状グラファイト；
バーミキュラー黒鉛鋳鉄： マトリックス＋バーミキュラー・グラファイト；
可鍛鋳鉄： Fマトリックス＋凝集性グラファイト。
いいえ、溶接中、電流が小さくても、最初の溶接部の母材比率は25%～30%です。
鋳鉄のC=3%に従って計算すると、第1 溶接部の炭素含有量は0.75% - 0.9%となり、これは以下の値 に属する。 高炭素鋼.
ハイカーボン マルテンサイト は溶接冷却直後に現れ、溶接HAZは白色組織を呈し、機械加工が困難となる。
溶融鋳物は600～700℃に予熱され、塑性状態で溶接される。溶接温度は400℃を下回らない。
溶接中の割れを防止するため、溶接直後に応力除去処理と徐冷を行う。
この鋳鉄溶接補修プロセスはアークと呼ばれる。 熱溶接.
予熱温度が300～400℃のものを半熱間溶接という。
MachineMFGの創設者として、私は10年以上のキャリアを金属加工業界に捧げてきました。豊富な経験により、板金加工、機械加工、機械工学、金属用工作機械の分野の専門家になることができました。私は常にこれらのテーマについて考え、読み、執筆し、常にこの分野の最前線にいようと努力しています。私の知識と専門知識をあなたのビジネスの財産にしてください。
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