現代の重工業や鋼管製造で最も広く使用されている効率的な自動溶接プロセスの 1 つが、サブマージアーク溶接（見た）。成熟した技術として、SAW はサブマージ アーク、フラックス保護、深い溶け込み、安定した溶接品質、スパッタの少なさなどの特徴を備えています。 MIG や TIG (オープン アーク) 溶接法とは異なり、サブマージ アーク溶接ではアーク全体と溶融池がフラックスで完全に覆われ保護されているため、溶接領域が空気から隔離され、酸化欠陥が回避されます。工業生産が始まって以来、サブマージ アーク溶接は、スパイラル溶接パイプ、厚肉鋼構造物、圧力容器、ボイラー製造、造船、大型機器製造の中核的な溶接プロセスとなっています。-サブマージアーク溶接は、厚板溶接への適性、大電流容量、自動化の容易さなどの理由から、重工業製造においてかけがえのない地位を占めています。
基本的な定義と動作原理
サブマージ アーク溶接は、フィラー材料としてソリッド ワイヤを使用する自動または半自動のアーク溶接プロセスです。{0}フラックス保護媒体として。このプロセスの主な特徴は、溶接プロセス中、アークがフラックス層で覆われ、裸火が見えないことです。溶接の冶金反応全体は、密閉されたスラグ保護環境内で完了します。
その動作原理は、アーク点火、熱溶解、冶金反応、スラグ形成保護の 4 つの段階に分けることができます。溶接機が始動すると、溶接ワイヤとワーク間の短絡により過渡電流が発生し、アークが点火します。同時に、高温のアーク熱により周囲のフラックス、溶接ワイヤ、母材が溶けます。-溶けたフラックスは粘稠で緻密な液体スラグ層を形成し、高温の溶融池を完全に覆うことができます。-このスラグ層は空気中の酸素、窒素、水蒸気を隔離し、有害なガスが溶接シームに侵入するのを防ぎます。同時に、溶融スラグと溶鋼の間で脱酸、脱硫、脱リンなどの一連の複雑な冶金反応が発生し、それによって溶接シームの微細構造が浄化され、溶接継手の機械的特性が向上します。冷却後、液体スラグは溶接表面上で固化して硬いシェルとなり、除去が容易で、滑らかで均一な溶接が形成されます。
SAWシステムの主な設備と材料
完全なサブマージ アーク溶接システムは、専門的な溶接機器、溶接ワイヤ、特殊なフラックスで構成されています。
1. 溶接設備
コア機器は主に自動溶接電源、ワイヤ送給装置、溶接トロリーまたは移動ガントリーシステム、フラックス供給および回収装置で構成されます。溶接電源は安定した電流と電圧を提供し、アークの継続的かつ安定した燃焼を保証します。自動ワイヤ送給装置は、ワイヤ送給速度を正確に制御し、溶接の移動速度と一致させることで、アークの中断や不安定な溶融池を回避します。歩行台車は溶接ガンを駆動して均一な速度で移動させ、溶接幅と溶け込み深さの一貫性を確保します。さらに、自動フラックス循環システムはフラックスの自動散布と回収を実現し、溶接プロセス中の継続的な保護を確保するだけでなく、材料の利用率を向上させ、それによって生産コストを削減します。
2. 溶接ワイヤとフラックス
サブマージ アーク溶接は、溶接ワイヤとフラックスの複合効果に依存して冶金学的最適化を実現します。溶接ワイヤは溶加材と合金元素を提供し、フラックスは保護剤、脱酸剤、不純物除去剤として機能します。炭素鋼、低合金高強度鋼、パイプライン鋼などのさまざまな種類の鋼には、対応する中性、酸性、またはアルカリ性のフラックスが必要です。その中でも、アルカリ性フラックスは比較的強力な不純物除去能力を備えており、溶接部の低温靱性と耐亀裂性を大幅に向上させることができ、高規格のパイプラインや圧力容器の溶接に適しています。{6}酸性フラックスは、加工性が良く、アークが安定し、溶接部の形状が美しいため、主に普通構造用鋼の溶接に使用されます。
サブマージアーク溶接の完全な技術プロセス
1. 溶接前の準備-
溶接前処理は、溶接の品質を確保するための重要なステップです。{0}まず、製品の表面と溶接部分を徹底的に洗浄し、錆、酸化スケール、油汚れ、水分などの不純物を除去し、不純物による気孔、スラグの混入、亀裂などの欠陥を防ぐ必要があります。第二に、フラックスを特定の高温で乾燥させて内部の水蒸気を除去する必要があります。これにより、溶接シーム内の水素含有量が減少し、水素による低温割れが回避されます。-。さらに、均一な溶け込み層と良好な融合を確保するために、オペレータはシートの厚さと溶接基準に従って溶接アセンブリのギャップと溶接角度を調整する必要があります。
2. パラメータ設定と試し溶接
正式な溶接プロセスの前に、スタッフは溶接電流、電圧、アーク移動速度、ワイヤの長さなどを含むコアプロセスパラメータを設定する必要があります。電流は溶接の入熱と溶け込み深さを決定します。電圧は溶接シームの幅と溶接ビードの外観を制御します。アークの移動速度は溶接効率と溶融の品質に影響します。パラメータが適切に一致しない場合、不十分な溶け込み深さ、溶け落ち、不完全な融合、または不均一な溶接形成が発生する可能性があります。-大規模生産においてパラメータの安定性と適格な溶接性能を確保するには、試験溶接を実施する必要があります。-
3. 本溶接とフラックス保護
本溶接プロセス中、フラックス供給装置は溶接シーム上にフラックスを均一に広げ、十分な厚さのフラックス層を形成します。溶接ワイヤは連続的に送給され、電気アークはフラックス層の下で安定して燃焼します。高温の電気アークは母材と溶接ワイヤを溶かし、溶融池を形成します。同時に、フラックスが溶けた後、保護スラグ層が形成され、空気が遮断され、冶金学的精製が完了します。溶接台車は一定速度で前進し、連続長距離溶接を実現します。-スパイラル溶接パイプや厚肉鋼構造の場合は、通常、両面サブマージ アーク溶接が使用されます。-完全な溶け込みと緻密な溶接構造を確保するために、最初に内側の溶接が行われ、続いて外側の溶接が行われます。
4.-溶接後の処理と検査
溶接完了後、自然冷却を待って表面のスラグシェルを取り外します。溶接面は滑らかで平坦で、成形品質が良好です。パイプライン鋼や圧力容器などの高品質の製品の場合、内部亀裂、スラグ混入、不完全溶融欠陥を検出するために、超音波検査や X 線探傷などの溶接後の非破壊検査が必要です。-同時に、引張試験や衝撃試験などの機械的特性試験を実施して、溶接部の強度と靭性が工業規格を満たしているかどうかを確認する必要があります。
核となる技術的優位性
工業生産プロセスにおいて、厚板溶接や長い溶接シーム溶接においてサブマージアーク溶接はかけがえのない技術的利点を持っています。まず、フラックス保護システムは空気を完全に隔離できるため、溶接シーム内のガス含有量が非常に低くなり、優れた機械的特性を備えた緻密な内部構造が得られます。次に、サブマージアーク溶接は大電流に耐え、入熱量が大きく、溶け込み性に優れており、特に通常の溶接では不可能な厚板溶接に適しています。さらに、この自動溶接方法は、生産効率が高く、溶接プロセスが安定しており、欠陥率が低く、人手への依存がほとんどありません。第 4 に、溶接煙による汚染が大幅に軽減され、現場の作業環境と安全性が向上します。{4}} 5つ目は、溶接部が滑らかで均一でスパッタもほとんどないため、その後の研削や微細加工の作業負担が大幅に軽減され、生産効率が向上します。
制限事項
サブマージ アーク溶接には大きな利点がありますが、技術的な制限もあります。溶接プロセス中にフラックス被覆が必要なため、サブマージ アーク溶接は平坦溶接と水平溶接にのみ適しており、垂直溶接やオーバーヘッド溶接などの全位置溶接を実現することはできません。-したがって、位置の制限があります。また、サブマージアーク溶接は入熱が大きすぎて板の変形や焼き付きが発生しやすいため、薄板の溶接には適していません。-同時に、溶接装置のサイズが大きいため、複雑で不規則な形状の小さなワークピースや移動式の建設シナリオには適していません。-実際の生産では、厳密な重要なプロセス制御を実行する必要があります。水素による亀裂を防ぐためにフラックスの乾燥温度を厳密に制御します。-電流と電圧を正確に一致させて、電極の貫通や過熱を回避します。空気の侵入を防ぐためにフラックスを均一に覆うことを保証します。溶接速度を合理的に制御して溶接形状を安定させます。
主な産業用途
アーク溶接は、高水準の品質と効率が要求される重工業の製造分野で広く使用されています。
1. 鋼管業界では、スパイラル溶接パイプや大口径縦方向シーム溶接パイプに特化した溶接プロセスであり、長距離の石油およびガスのパイプライン、都市給水パイプライン、風力発電パイプラインなどで広く使用されています。-
2. 重量鉄骨構造業界では、サブマージ アーク溶接技術が橋梁鋼板、建築耐力構造物、港湾機械の製造に使用されています。-
3. 圧力容器やボイラーの製造では、この技術は厚肉シリンダーの溶接に使用され、高い圧力耐性と気密性を確保します。-
4. 造船・海洋工学分野では、サブマージアーク溶接により船体鋼板や海洋プラットフォーム部品の構造安定性と耐食性を確保できます。
オートメーションとインテリジェント製造の継続的な発展に伴い、サブマージ アーク溶接技術はインテリジェントなパラメータ調整、ロボット協調溶接、効率的な溶接に向けて徐々に進化しており、工業生産効率をさらに向上させています。
サブマージ アーク溶接は、フラックスの保護と冶金学的浄化を通じて溶接を実現する、効率的、高品質、高度に自動化された溶接プロセスです。{0}従来のスロット アーク溶接とは異なり、サブマージ アーク溶接では保護のために粒状のフラックスを使用するため、密閉溶接が可能になり、気孔欠陥が効果的に排除され、溶接金属が浄化され、結果として機械的特性が向上します。深い溶け込み、安定したプロセス、美しい溶接外観、低い欠陥率などの大きな利点があります。特に厚い板、長い溶接、大規模な工業生産に適しています。-
溶接位置や薄板溶接には一定の制限がありますが、重工業、パイプライン製造、圧力容器製造、鋼構造工学では依然として支配的な地位を保っています。今後もサブマージアーク溶接は、溶接技術や自動制御システムの継続的な革新により、溶接効率の向上、欠陥率の低減、溶接性能の安定化を実現し、現代の産業インフラの構築を支える中核的な溶接プロセスであり続けます。
