1 コア SAW の主なパラメータと溶接ビードへの影響
4 つの主な変数 (溶接電流、アーク電圧、移動速度、ワイヤ直径) が溶接の溶け込み、幅、補強を決定します。すべてのパラメータは個別に調整するのではなく、調整して一致させる必要があります。
1.1 溶接電流: 溶け込みの決め手
溶接電流は入熱とワイヤの溶解量を直接制御します。他の要因が固定されている場合、浸透深さは電流に応じて直線的に増加します。
低電流: 浅い浸透、不完全なルート融合、不十分な補強、スラグ混入の高いリスク。
中程度の電流: 均一な溶け込みとよく形成されたビード、フラットバットジョイントに最適です。
過剰な電流: 超深溶け込み、過剰な強化、熱影響部 (HAZ) の粗粒、深刻な高温亀裂傾向。
I 溝と Y 溝プレートの場合、Y ジョイントは同じ電流の下でより深く浸透するため、オペレーターは、焼き付きを避けるために、V 溝の厚いプレートに対して適切に電流を下げる必要があります。
1.2 アーク電圧: 溶接ビード幅の制御
アーク電圧はアーク長に対応します。電圧が高いほど、より幅広で平坦な溶接ビードが作成されます。安定したアーク燃焼を維持するには、電圧を電流と一致させる必要があります。
電圧が低すぎる: 狭くて凸状のビード、狭い溶融池、容易に内部ホットクラックが発生します。
最適な電圧: 溶接部と母材間の移行がスムーズで、スラグの除去が容易です。
過高電圧: 幅広すぎるビード、薄い補強材、両側のアンダーカット、フラックス消費量の増加。
量産時は電流固定後、板厚に応じて電圧を±1～2V調整してください。
移動速度は、溶け込みとビード幅に逆影響を与えます。速度が速いと総熱入力が削減されます。速度が遅いと過剰な溶融金属が蓄積します。
移動速度が遅すぎる：過大な溶融池、過度の補強、ワークピースの熱変形、結晶粒の粗大化。
適正速度：バランスの取れた浸透力と平坦なビードで、安定した生産効率を実現します。
過度に速い移動速度: 浅い溶け込み、明らかなアンダーカット、急速な溶融金属の凝固により内部細孔が発生します。
品質を犠牲にすることなく生産性を高めるには、移動速度を上げるときに電流と電圧の両方を同時に上げます。
1.4 溶接ワイヤの直径: 電流密度を調整する
固定電流の場合、ワイヤが大きいほど電流密度が低下し、より広いがより浅い溶接が生成されます。細いワイヤはより高い電流密度をもたらし、より深く浸透します。
薄板の 1 パス溶接の場合は、溶け込みを避けるために細径ワイヤを選択してください。厚板多層溶接では太いワイヤを採用し、溶着効率を向上させ、生産サイクルを短縮します。
主な電気的パラメータに加えて、接合溝、ワイヤ角度、ワークピースの傾き、フラックスの堆積高さも最終的な溶接形状を大幅に変化させます。
2.1 突合せ溝と組立ギャップ
深くて幅の広い溝により、溶接補強の量を減らしながら効果的な溶け込みを向上させます。アセンブリのギャップが大きいと浸透が深くなりますが、焼き付きのリスクが高まります。
12 ～ 30 mm の中厚鋼の場合、ギャップが 2 mm を超える場合は溝の深さを大きくし、完全なルートの融合を保証するために移動速度をわずかに下げます。
2.2 ワイヤーの傾斜角度（前傾・後傾）
後傾（溶接ワイヤが進行方向と反対に傾く）：アークで前方母材を予熱し、ビードを広くし、溶け込みを浅くし、薄板の化粧溶接に適しています。
前傾：アークが溶融金属を後方に吹き飛ばし、溶け込みが深く、ビードが狭く、厚板ルート溶接に広く使用されます。
深刻なアンダーカットを防ぐために、ワークショップでは 30° を超える後方傾斜を避ける必要があります。
2.3 ワークの傾斜（上り溶接と下り溶接）
2.4 フラックス積層厚さ
標準的な磁束高さの範囲は 25 ～ 40 mm です。焼結フラックスは、溶融フラックスよりも 20% ～ 50% 厚い積層が必要です。
フラックスが厚いとアークの熱放射が減少し、溶け込みが浅くなり、補強が強化されます。磁束が不足すると、アーク漏れ、スパッタ、燃焼が不安定になります。
パラメータのマッチングにより、フラックスの溶融比、Mn/Si 元素の移行、冷却速度が変化し、溶接金属の引張強さ、衝撃靱性、耐亀裂性が直接決まります。
高溶接電流: フラックス溶解比が低くなり、Mn および Si 合金の移行が減少します。粗粒構造は低温衝撃靱性を低下させ、高温亀裂のリスクを高めます。
高いアーク電圧: フラックス溶解比が高くなると、より多くの合金元素が溶接金属に入り込み、延性が向上しますが、ビードが広すぎると継手の支持力が弱まります。
高速移動速度: 低い総入熱、急速冷却、高硬度の溶接部、合金鋼では低温亀裂が発生しやすい。
移動速度が遅い: 熱保持時間が長く、HAZ 粒が粗大で、動的荷重構造部品の疲労耐性が低下します。
圧力容器および橋梁鋼 SAW の製造では、合金含有量と結晶粒の細かさのバランスをとるために、中電流、中電圧、および適度な移動速度を採用します。
一般的な SAW 欠陥を排除するための 4 つの実用的なパラメータ マッチング ルール
ほとんどの SAW 欠陥は、ターゲットを絞ったパラメータ校正によって解決可能であり、現場のオペレーター向けにまとめられています。
ホットクラック（センターウェルド）：電流を減らし、電圧を適度に上げ、開先形成係数を狭くします。
根の貫通が不完全: 電流を高め、移動速度を遅くし、ワイヤーの前方傾斜を採用します。
両側アンダーカット: 電圧を下げ、移動速度を下げ、ワイヤのセンタリング位置を調整します。
ワークピースの激しい変形: 移動速度を上げ、シングルパスの入熱を下げ、多層千鳥溶接を使用します。
溶接靱性が低い：電流を適切にカットし、保温時間を短くし、中融点の焼結フラックスを選択してください。
5 結論
安定したサブマージ アーク溶接の品質は、電気パラメータと補助プロセス条件の系統的なマッチングに依存します。溶接電流は溶け込みを制御し、アーク電圧はビード幅を形成し、移動速度は入熱を調整します。また、溝、ワイヤ角度、フラックスの厚さは補助的な調整要素として機能します。合理的なパラメータ調整により、一般的な SAW 欠陥を 90% 以上排除し、溶接の機械的インジケータを安定させることができます。
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