さまざまな姿勢での溶接がなぜ難しいのか、不思議に思ったことはないだろうか。この記事では、頭上溶接、平板溶接、立向 溶接、横向き溶接に必要な独自の技術につ いて詳しく説明する。溶接技術を向上させ、よくある問題に対処し、安全を確保するための実践的なヒントを学ぶことができます。初心者の方でも、熟練した溶接技師の方でも、どのような姿勢でもきれいで強力な溶接を実現する方法をご覧ください。溶接の専門知識を高め、必要不可欠なテクニックをマスターしてください。
溶融金属は重力によって自然に落下し、溶融池の形や大きさは制御できない。
ストリップの運搬は困難であり、溶接部の表面を平坦にする必 要はないかもしれない。
スラグの混入、不完全な溶け込み、溶接ビ ーディング、溶接部形成不良などの欠陥は、一般 的な問題である。
溶融した溶接金属が飛散し、やけど事故の危険性がある。
オーバーヘッド溶接は、他の位置での溶接よりも効率が悪い傾向がある。
突合せ頭上溶接を行う場合で、溶接物の厚さが 4mm以下の場合は、I型開先を使用する。φ3.2mmの電極を選び、溶接電流は中程度にする。板厚が5mm以上の場合は、多層溶接およびマルチ・パス溶接を利用すべきである。
T継手溶接部のオーバーヘッド溶接では、溶接 脚が8mm未満の場合は単層溶接を使用する。しかし、溶接脚が8mmを 超える場合は、多層およびマルチパス溶接を採用す べきである。
具体的な状況を考慮した上で、適切なストリップ輸送方法を採用すべきである。
(1) 溶接脚のサイズが小さい場合、単層溶接を完了す るために、リニアまたはリニア往復ストリップ輸送 を使用すべきである。溶接脚サイズが大きい場合は、多層溶接または多層およびマルチパス溶接ストリップ搬送を採用することができる。第一層はリニア・ストリップ輸送を使用 し、後続層には傾斜三角形または傾斜リング・ ストリップ輸送を使用できる。
(2) 溶融池に添加する溶接金属の量は、ストリップの搬送 方法にかかわらず、1回ごとに過剰に添加してはならな い。
溶融溶接は、溶融プールへの移行を主に自重に頼る。
溶融池の形状や組成は容易に維持・制御可能である。
同じ板厚の金属を溶接する場合、平らな溶接位置に必要な溶接電流は、他の溶接位置に必要な電流よりも高く、その結果、生産効率が向上する。
スラグと溶融池の混合は、特に平板の溶接でよく見られる。 隅肉溶接これはスラグの巻き込みにつながる。
酸性電極のスラグと溶融池の区別は困難である。HG20581規格によると、酸性電極はクラスIIとIIIの容器での使用には適していません。
改訂版
不適切な溶接パラメーターと操作は、溶接ビード の不規則性、アンダーカット、溶接変形などの欠陥 の形成につながる。
背面が自由になる片側溶接では、最初の溶接で溶け込みが不均一になり、背面形成が不十分になりやすい。
板厚に応じて、直径が大きく溶接電流の大きい溶接棒を選んで溶接することができる。
溶接中、電極と被溶接材は60~80度の包含角を形成する必要があり、スラグが溶接部に入り込まないようにスラグと溶融金属の分離を制御する必要がある。
板厚6mm以下の突合せ平板溶接には、一般に I型開先が使用される。前面溶接には、φ3.2~4電極短 アーク溶接 を使用し、浸透は板厚の2/3に達する必要がある。バックシーリングの前に、ルートは洗浄する必要はない(重要な構造物を除く)が、スラグは洗浄すべきであり、電流は高くてもよい。
突合せ平板溶接で、スラグと溶融プー ルメタルの混合が不鮮明な場合は、アークを長め にし、アークを傾ける。 溶接棒 を前進させ、スラグの巻き込みを防ぐためにスラグを溶融池の後方に押し出す。
水平溶接部や傾斜溶接部を溶接する場合は、スラ グの巻き込みを防ぎ、溶融池が前方に移動しないよう にするため、登り溶接を行なうべきである。
多層およびマルチパス溶接を使用する場合は、溶接パス数と溶接順序に注意し、各層が4~5mmを超えないようにする。
T型、フィレット、ラップフラットアングル用 溶接継手2枚の板の厚さが異なる場合は、アークが厚い板の片側に偏るように電極の角度を調整し、両方の板が均等に加熱されるようにする。
ストリップ輸送方法の正しい選択
(1)i開先突合せ溶接および平板溶接の場合 溶接厚さ 6mm以下では、両面溶接を使用する場合、前面 溶接には直線的なストリップ搬送を推奨する。裏面溶接も直線ストリップ搬送を採用す るべきだが、溶接電流はやや大きく、速度は速 くなる。
(2)板厚が6mm以下で、他の形状の開先がある場合は、多層溶接または多層マルチパス溶接を使用することができる。1層目の裏当 て溶接には、線状または鋸歯状電極溶接法の低電流 電極を推奨する。
溶加層を溶接する場合、直径の大きい電極を選択し、溶接電流の大きいショートアーク溶接を行うことができる。
(3)脚のサイズが平らな場合 隅肉溶接 T字継手の厚さが6mm未満の場合は、単層溶接を推奨する。直線、斜めリング、鋸歯状ストリップ輸送法が使用できる。溶接脚のサイズが大きい場合は、多層溶接または多層マルチパス溶接を採用する。
裏打ち溶接では、直線ストリップ搬送法を推奨し、充填層では、傾斜ノコギリ歯および傾斜リングストリップ搬送法を選択できる。
(4) 多層およびマルチパス溶接では、一般に直線ストリップ 溶接法を使用することが推奨される。
溶融金属とスラグは自重で落下するため、容易に分離する。
溶融池の温度が高すぎると、溶融金属が流下 し、溶接ビーディング、アンダーカット、スラグ介在物 などの欠陥が発生し、溶接が不均一になる。
不完全な溶け込みは、T型継手溶接の根元で発生しうる一般的な問題である。
浸透の度合いは簡単にコントロールできる。
T字継手溶接は、平板溶接に比べて溶接生産性が低い。
正しい電極角度を確保する:
生産現場では、上向きの垂直溶接が一般的であ り、下向きの垂直溶接では、溶接品質を確保するた め、特殊な溶接棒を使用すべきである。垂直上向き溶接の溶接電流は、平板溶接より 10~15%小さくし、電極径が小さい場合 (<0.05)はφ4mmを選ぶ。
溶滴移行から溶融池までの距離を短くするた め、ショート・アーク溶接を採用すべきである。
正しいストリップ輸送方法を採用すること。
(1) T溝の突合せ継手を垂直に溶接する場合(薄 板によく使われる)、直線状、鋸歯状、三日月状 の帯状の輸送方法が一般的で、最大アーク長 は6mmを超えないようにする。
(2)他の形式の開先突合せ縦型溶接の場合、最初の層 はしばしば破断溶接、振れの小さい三日月型、または 三角帯溶接が使われる。後続の層は、三日月状またはのこぎり歯状 に搬送することができる。
(3) T継手の垂直溶接では、電極は適切な滞留時 間、溶接部の両側と上部の角に留まるべきである。電極の振れ幅は溶接幅より大きくならないようにする。電極搬送の操作は、他の開先 形状の垂直溶接と同様である。
(4) カバー層を溶接する場合、溶接面の形状は使 用するストリップの搬送方法によって異なる。溶接面の要求がやや高い場合は、三日月型のストリップを使用することができる。平坦な表面には、のこぎり歯状のストリップ搬送を使用することができる(中間の凹形状は休止時間に関係する)。
溶融金属はその重さのために開先内に落ちやすく、その結果、上側ではアンダーカット欠陥が、下側ではティア・ドロップ溶接ビードまたは不完全な溶け込み欠陥が発生することがある。さらに、溶融金属とスラグが分離しやす く、縦型溶接と同様の傾向がある。
水平の溝 突合せ溶接 は通常V字型かK字型であり、板厚3~4mmの突合せ継手では、両側にI型溝を使用することができる。
小径の電極を選び、平らな溶接に使用する電流 よりも小さな電流で溶接する。アークを短くすることで、溶融金属の流 れを制御しやすくなる。
厚板を溶接する場合は、裏打溶接に加えて、多層溶接やマルチパス溶接を採用すべきである。
多層およびマルチパス溶接では、溶接パス間の オーバーラップ距離を制御することに特別な注意を 払う必要がある。
各溶接パスの重なりは、ムラを防ぐため、前の溶接部の1/3の位置から溶接を開始する。
最良の結果を得るためには、適切な電極角度を維持し、わずかにブロックされた均一な電極を使用することが重要である。 溶接速度具体的な状況による。
また、正しいストリップ輸送方法を採用することも極めて重要である。以下にいくつかのガイドラインを示す:
(1) タイプIの突合せ水平溶接の場合、前面溶接に は往復直線ストリップ搬送法を使用することを推奨 する。厚い部品の場合は、直線状または小傾斜の環状ストリップを使用し、背面には直線状ストリップを使用する。また、それに応じて溶接電流を増やしてもよい。
(2)ギャップが小さい他の開先突合せ水平溶接の場合、裏当 て溶接には直線ストリップ輸送が適している。しかし、ギャップが大きい場合は、裏当てのために往復直線ストリップ輸送を採用すべきである。他の層の多層溶接には傾斜環状ストリップ搬送を推奨し、多層マルチパス溶接には直線ストリップ搬送が適している。