ちょっと、そこ！チタン溶接棒のサプライヤーとして、私は一貫した溶接品質を確保することに伴う課題を目の当たりにしてきました。チタンは、高強度、低密度、優れた耐食性で知られる素晴らしい素材です。しかし、何をやっているのか分からない場合、溶接は非常に苦痛になる可能性があります。このブログでは、当社の溶接を使用するたびに一流の一貫した溶接を確実に行う方法について、いくつかのヒントとコツを紹介します。チタン溶接棒。
チタンのユニークな特性を理解する
まず、溶接に関してチタンが他の金属と大きく異なる理由を理解することが重要です。チタンは、高温において酸素、窒素、水素に対して高い親和性を持っています。これらの元素が溶接中に溶融チタンと接触すると、脆化、気孔、耐食性の低下など、あらゆる種類の問題を引き起こす可能性があります。
もう1つ注意すべきことは、チタンは他の金属に比べて熱伝導率が比較的低いということです。これは、熱がすぐに放散されないことを意味し、注意しないと過熱や歪みにつながる可能性があります。したがって、チタンを溶接するときは、入熱の制御に特に注意する必要があります。
溶接前の準備
溶接前の準備は、チタン溶接を成功させるための基礎です。行う必要があるのは次のとおりです。
母材の洗浄
母材金属は溶接前に徹底的に洗浄する必要があります。汚れ、グリース、油、酸化物層があると溶接部が汚染され、欠陥が生じる可能性があります。アセトンやイソプロピル アルコールなどの溶剤を使用して表面をきれいにし、その後ワイヤー ブラシやサンドペーパーで残った酸化物を除去します。二次汚染を避けるため、必ずチタン専用のブラシまたはサンドペーパーを使用してください。
エッジの準備
適切なエッジの準備は、良好な融合と浸透を達成するために不可欠です。母材の金属のエッジは、材料の厚さと使用する溶接プロセスに応じて、適切な角度に面取りまたは機械加工する必要があります。経験則として、突合せジョイントのベベル角度は 30 ～ 45 度にすることを目指します。
溶加材の選択
安定した溶接品質を確保するには、適切な溶加材を選択することが重要です。私たちのチタンフィラーロッドはチタン溶接用に特別に設計されており、さまざまな母材に適合するさまざまなグレードが用意されています。ベースメタルと互換性があり、用途に適した機械的特性を備えたフィラーメタルを必ず選択してください。
溶接工程の選択
チタンに使用できる溶接プロセスには、ガス タングステン アーク溶接 (GTAW)、ガスメタル アーク溶接 (GMAW)、プラズマ アーク溶接 (PAW) などがあります。各プロセスには独自の長所と短所があるため、特定の用途に最適なプロセスを選択することが重要です。
ガスタングステンアーク溶接(GTAW)
GTAW は TIG 溶接としても知られ、チタン溶接で最も一般的に使用されるプロセスの 1 つです。入熱の優れた制御を実現し、スパッタを最小限に抑えて高品質の溶接を実現します。 GTAW を使用する場合、溶接部を汚染から保護するために、純タングステン電極とアルゴンやヘリウムなどのシールド ガスを使用することが重要です。
ガスメタルアーク溶接 (GMAW)
MIG 溶接としても知られる GMAW は、GTAW よりも高速で生産性の高い溶接プロセスです。ただし、入熱を制御し、チタンで高品質の溶接を行うのはさらに難しい場合があります。 GMAW を使用する場合は、特殊なシールドガス混合物とチタン溶接用に設計されたワイヤ送給装置を使用することが重要です。
プラズマアーク溶接(PAW)
PAW は、入熱と熱浸透を優れた制御で実現する高エネルギー溶接プロセスです。薄いチタンのシートやチューブの溶接に特に適しています。ただし、PAW には特殊な機器と専門知識が必要なため、GTAW や GMAW ほど一般的には使用されていません。
溶接パラメータ
溶接プロセスを選択したら、適切な溶接パラメータを設定する必要があります。考慮すべき重要なパラメータをいくつか示します。
電流と電圧
電流と電圧の設定は、母材の厚さ、溶接プロセス、および使用する溶加材によって異なります。一般に、薄い材料には低い電流と電圧を使用し、厚い材料には高い電流と電圧を使用します。推奨設定については、溶接手順仕様 (WPS) を必ず参照してください。
移動速度
移動速度は、溶接トーチが接合部に沿って移動する速度です。移動速度が遅すぎると過剰な入熱や歪みが発生する可能性があり、移動速度が速すぎると溶融や貫通が不十分になる可能性があります。母材の厚みや溶接の仕方などにより、適切なバランスを見つける必要があります。
シールドガス流量
シールドガスの流量は、溶接部を汚染から保護するために重要です。推奨流量は溶接プロセス、溶接トーチのサイズ、母材の厚さによって異なります。一般に、厚い材料には高い流量を使用し、薄い材料には低い流量を使用します。
溶接後の処理
溶接が完了したら、溶接後の処理を実行して溶接の完全性を確保することが重要です。行う必要があるのは次のとおりです。
溶接部の清掃
溶接後はすぐに溶接部を洗浄して、スラグ、スパッタ、その他の汚染物質を除去する必要があります。ワイヤーブラシまたはサンドペーパーを使用して表面をきれいにし、その後溶剤を使用して残った汚れやグリースを取り除きます。
熱処理
残留応力を軽減し、溶接部の機械的特性を改善するには、熱処理が必要になる場合があります。特定の熱処理プロセスは、チタン合金の種類と用途によって異なります。場合によっては、単純な溶接後の応力除去熱処理で十分な場合もありますが、より複雑な溶体化処理や時効処理が必要な場合もあります。
検査
溶接部を検査して、必要な品質基準を満たしていることを確認する必要があります。目視検査、染料浸透検査、超音波検査などの非破壊検査方法を使用して、表面または表面下の欠陥を検出できます。引張試験、曲げ試験、硬度試験などの破壊試験方法を使用して、溶接部の機械的特性を評価できます。
品質管理
品質管理は、溶接前の準備から始まり、溶接後の検査まで続く継続的なプロセスです。一貫した溶接品質を確保するためのヒントをいくつか紹介します。
溶接手順仕様書（WPS）
WPS は、特定の溶接用途に使用する必要がある特定の溶接パラメータ、手順、および技術の概要を説明した文書です。 WPS に注意深く従って、溶接に一貫性があり、必要な品質基準を満たしていることを確認することが重要です。
溶接工資格
溶接工はチタン溶接を行う資格と認定を受けている必要があります。これには、指定された溶接プロセスとパラメータを使用して高品質の溶接を行う能力を実証することが含まれます。溶接工のスキルと知識を確実に維持するために、定期的な再資格認定が必要になる場合があります。
検査と試験
欠陥や品質上の問題を早期に検出するには、溶接部の定期的な検査とテストが不可欠です。これは、コストのかかるやり直しや将来の失敗を防ぐのに役立ちます。トレーサビリティを確保するために、すべての検査とテストの詳細な記録を必ず保管してください。
結論
チタン溶接棒の溶接品質の一貫性を確保するには、適切な溶接前の準備、溶接プロセスの慎重な制御、徹底的な溶接後の処理と検査を組み合わせる必要があります。このブログで概説されているヒントとガイドラインに従うことで、必要な基準を満たす高品質のチタン溶接を実現できる可能性が高まります。
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参考文献
- AWS D16.1/D16.1M:2017、チタンおよびチタン合金の溶接仕様
- ASME ボイラーおよび圧力容器規定、セクション IX、溶接およびろう付けの資格
- 『チタン: テクニカル ガイド』ジョン R. デイビス著