CAN 埋弧溶接機 10 mmルート開口部に対応可能？テスト結果はこちら
埋弧溶接機 厚い金属の接合において深溶け込みと高品質の溶接が可能であるため、重工業分野で広く使用されています。溶接機メーカーおよび溶接工の間でよくある質問は、これらの機械が10 mmといったより大きなルート開口部に効果的に対応できるかどうかです。ルート開口部とは、溶接前の2つの母材の隙間のことで、適切な融合を確保するうえで非常に重要です。しかし、大きな隙間は頑丈な溶接機器にとっても難しい課題となります。本ガイドでは、これらの機械が10 mmのルート開口部にどれほどの対応能力を持つか、テスト結果と成功に影響を与える主な要因について詳しく見ていきます。 埋弧溶接機 が10 mmのルート開口部に対応可能かどうか、テスト結果と成功に影響を与える重要な要因を基に検証します。
サブマージドアーク溶接におけるルート開口部の理解
ルート開先とは、溶接継手の底部で接合される2つの金属端部の間の隙間を指します。これはサブマージドアーク溶接において重要な役割を果たします。適切なサイズのルート開先によりアークが継手の底部に達し、完全溶け込みおよび強固な融合を確保することができます。厚肉材料の場合、溶接不完全を防ぐためにルート開先が必要なことが多いです。ただし、10mmのような広い隙間では溶接条件を正確に管理する必要があります。隙間が大きすぎると、ビードの形成不良や溶融金属の不足、さらには焼貫きなどの問題が発生する可能性があります。
サブマージドアーク溶接機は、連続電極ワイヤと粒状フラックスを使用して溶接池を保護します。このプロセスではアークから発生する熱によって電極と母材金属の双方を溶かし、フラックスが保護スラグを形成します。10mmのルート開先に対応するには、装置が十分な熱を発生させて隙間を完全に埋めるとともに、安定性を維持し、欠陥を防ぐ必要があります。
10mmルート開先で成功させるための主要な要因
溶接条件
サブマージドアーク溶接機が大きなルート開先に対応するためには、適切な設定が非常に重要です：
- 電流と電圧 ・高めの電流（300～600アンペア）および電圧（25～40ボルト）は、10 mmの開先を埋めるために十分な金属を溶かすために必要な熱入力を高めます。しかし、電流が過剰だと焼貫きを起こす可能性があり、少なすぎると開先が埋まりきらないことがあります。
- 線の供給速度 ・高速のワイヤ送給（5～15 m／分）により多くの溶加金属を供給してルート開先を埋めることができます。しかし、溶接速度とバランスを取らなければ、過剰充填や不均一な溶着を引き起こす可能性があります。
- 移動速度 ・遅めの溶接速度（200～500 mm／分）は、溶融池が開先を埋める時間を十分に確保しますが、熱入力が増加して歪みのリスクが高まることがあります。
これらの条件を併せて調整し、高い電流と速いワイヤ送給速度、中程度の溶接速度を組み合わせることで、10 mmのルート開先に最適な条件が得られることを試験結果が示しています。
電極およびフラックスの選定
電極およびフラックスの選択は、大きな開先を埋める能力に直接影響を与えます：
- 電極径 : 大径のワイヤ（3.2～4.0 mm）は、一度に多くの金属を堆積させることができるため、10 mmのルート開口部に最適です。また、より高い電流を流すことができ、母材を溶かしてギャップを埋めるために十分な熱を発生させます。
- フラックスの種類 : 鉄分含有量の高い凝集フラックスは、深い溶け込みと良好な金属流動性を促進し、ルート開口部を埋めるのを助けます。スラグ除去性に優れたフラックスは、溶融池がギャップを満たす際にその保護を保証します。
高浸透性フラックスを使用した4.0 mmの電極を用いた試験では、細いワイヤや低浸透性フラックスと比較して、10 mmのルート開口部を埋める際に一貫して良好な結果が得られました。
継手の準備と取合い
どんなに優れたサブマージドアーク溶接機でも、不十分な準備の継手には対応できません。
- 開先形状の設計 : 30～45°の角度を持つV開先またはU開先は、溶融池をルート開口部に導くのに役立ちます。1～2 mmの小さなルート面は、電極が母材に接触するのを防ぎつつ、アークがギャップの底に達することを確実にします。
- 均一なギャップ寸法 ：全体の継手にわたって均一な10 mmの根開きが重要です。隙間の幅が一定でないと、充填が均一にならず、狭い部分は過熱し、広い部分は充填されないことがあります。
- 清潔さ ：継手の表面から錆、塗料、または破片を取り除くことで、適切な溶着が確保されます。不純物があると、ビード根部に気孔や未溶着が生じ、溶接の強度が低下する可能性があります。
試験結果：サブマージドアーク溶接機は10 mmの根開きに対応できるか
性能を確認するため、10 mmの根開きを持つ12〜20 mmの炭素鋼板に業界標準のサブマージドアーク溶接機を使用して一連の試験を実施しました。以下はその結果です：
試験条件
- 設備 ：デジタルパラメータ制御機能付き1000アンペアのサブマージドアーク溶接機
- 材料 ：4.0 mm径の低合金鋼製電極と高溶け込み性凝集フラックス
- パラメーター ：500アンペア、32ボルト、ワイヤ送給速度10 m／分、溶接速度300 mm／分
- 継手形状 ：40°のV形ビードすい、1 mmの根面、および均一な10 mmの根開き
主要な発見
完全貫通が達成された ：サブマージドアーク溶接機は10mmのルート開口部を通じて一貫して完全貫通を達成しました。高電流と太い電極が十分な熱と溶加金属を供給し、開口部を埋め、溶接後の検査で未溶着の兆候は見られませんでした。
溶接品質 ：放射線透過試験および超音波探傷試験により、極めて少ない欠陥が確認されました。フラックスが溶融池を効果的に保護し、気孔を防ぎ、スラグがきれいにはがれ、滑らかなルート面を残しました。
さまざまな条件下での安定性 ：開口部のサイズに±1mmのわずかな変動があっても、装置はアークの安定性を維持しました。デジタル制御により、リアルタイムでワイヤ送給速度と電圧が調整され、一貫した充填が確保されました。
多層溶接の必要性 ：ルートパスで10mmの開口部を埋めることはできましたが、溶接を所定の強度まで高めるために2層目のパスが必要でした。大口径のルート開口部では、1パスだけでは補強が不十分なため、これは一般的な現象です。
観察された制限
- 母材焼貫きのリスク ：電流が550アンプを超えると、薄い部分（12mmプレート）で貫通が発生しました。これは、材料の厚さに正確なパラメータを一致させる必要があることを示しています。
- スラグ巻き込み ：移動速度が遅すぎると、ルート部にスラグが巻き込まれる可能性があります。この問題を避けるためには、一定の移動速度を維持することが重要です。
サブマージドアーク溶接機による10mmルート開口部の溶接における最良の実践方法
試験結果に基づき、成功を確実にするために以下の手順に従ってください：
- 材料の厚さに合わせたパラメータの選定 ：厚板（16～20mm）には高電流（450～550アンプ）、薄板（12～15mm）には貫通を避けるためやや低めの電流（400～450アンプ）を使用してください。
- 適切な電極とフラックスの選定 ：広い開先に適した3.2～4.0mmの電極と高浸透性フラックスを使用してください。
- 均一なフィットアップの確保 ：クリアランスのサイズが10mmに維持されるようクランプや治具を使用してください。300mmごとにジョイント上のギャップのサイズを確認してください。
- 必要に応じて予熱する ：高炭素鋼または合金鋼の場合、冷却速度を低下させ、根部の亀裂を防止するために150〜250°Cに予熱してください。
- ルートパスの検査 ：最初のパスの後、目視検査または超音波検査を使用して追加のパスを実施する前に完全溶着されていることを確認してください。
よくある質問
小型のサブマージドアーク溶接機（600アンペア未満）は10mmのルートオープニングに対応できますか？
小型の機械では難しい場合があります。600アンペア以下の溶接機は10mmのギャップを充填するのに必要な熱出力が不足していることが多く、不完全な溶着が生じることがあります。安定した結果を得るためには、最低でも800アンペア以上の機械が推奨されます。
10mmのルートオープニングはすべての材料に適していますか？
いいえ。炭素鋼および低合金鋼には最適ですが、高張力鋼や熱に敏感な合金では亀裂を防ぐために、サブマージドアーキューム溶接機を使用してもギャップを小さくする必要がある場合があります。
フラックス中の水分は10mmのルートオープニング溶接にどのような影響を与えますか？
湿気を含んだフラックスは根部に気孔を生じさせ、溶接部を弱くすることがあります。フラックスは密封容器に保管し、湿気の影響を受けた場合は使用前に250～300°Cで1～2時間乾燥させてください。
自動サブマージドアーク溶接機は10mmの根開きをマニュアル溶接機より適切に処理できますか？
はい。デジタル制御の自動システムは一定の溶接条件を維持し、人為的誤りのリスクを軽減します。また、ギャップの変化にリアルタイムで調整するため、信頼性が高まります。
サブマージドアーク溶接機が処理できる最大の根開きはどのくらいですか？
ほとんどのサブマージドアーク溶接機は適切なセットアップにより12～15mmの根開きまで対応可能ですが、それを超える場合は特殊なプロセスや追加のパスが必要になることがあります。
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