中炭素鋼のガス溶接の技術プロセス。 炭素鋼の溶接。 中炭素鋼の溶接

鋼の特性や特性を改善するために、さまざまな添加剤がその組成に導入されます。 添加剤は材料の結晶格子を変化させることにより、材料の強度や耐食性だけでなく、溶接能力にも影響を与えます。 一部の合金では溶接が非常に簡単ですが、材料によっては特別なアプローチが必要な場合があります。

鉄鋼製造において最も一般的な添加剤の 1 つは、もちろん炭素です。 GOST 380-2005 によれば、鋼組成中のその量に応じて、後者は次のようになります。

• 炭素含有量が 0.25 体積％以下の低炭素。
• 中炭素、0.25% ～ 0.6% の量の炭素を含む。
• 高炭素。材料の体積の 0.6% ～ 2.07% の炭素を含みます。

炭素鋼の溶接は、高品質で均一な溶接を可能にする多くの特徴を備えています。

炭素鋼製の部品を接続する場合、継ぎ目に「重量がかかる」ように部品を配置します。 これを行うには、クランプ、ブラケット、万力などの組立装置を使用して、部品を溶接テーブルにしっかりと固定します。

継ぎ目の最初と最後には、溶接される部品と同じ材料から特別なストリップが取り付けられます。 溶接プロセスの開始と終了はこれらのストリップ上で行われます。 したがって、全長に沿った縫い目は均一で、安定した特性を持ち、正確に指定された特性を備えています。

パーツと拡張バーを希望の位置に固定したら、縫い目の長さに沿って金属を仮止めします。 縫い目の裏側にタックを付けるのが望ましいです。

溶接する部品の厚さが厚く、複数パスに分けて多層溶接を行う予定の場合は、シームの表側から仮付け溶接を行うことができます。

多層溶接の場合、前の各層に亀裂や溶け込みの欠如がないか検査されます。 それらが検出された場合は、溶接金属が切断され、エッジが切断され、このプロセスが繰り返されます。

溶接時の主な要件は、溶接部および熱の影響を受ける部分の金属の強度が部品の金属の強度より劣っていないことです。

低炭素

炭素に加えて合金添加剤を含む低炭素鋼は、通常、いずれかの溶接技術を使用して溶接されます。

この作業には高度な資格のある溶接工は必要ありません。 このような材料は、溶接が容易な鋼の 1 つです。 したがって、ここでは従来のアーク溶接をうまく使用できます。

低炭素鋼の溶接の特徴は、溶接金属中の炭素含有量が減少し、合金添加剤の量が増加することであるため、部品の金属と比較して溶接金属をある程度強化することが可能です。

考慮すべきもう 1 つの問題は、多層溶接を実行するときにシームが脆弱になることです。

低炭素鋼に接続するには、ルチルおよびカルシウムフルオロイルチルコーティングを施した電極が使用されます。 プロの溶接工は、少量の鉄粉をコーティングした電極を使用します。 工業的に製造されている電極のうち、次のブランドが溶接に適しています: UONI-13/85、TsL-14、TsL-18-63。

低炭素鋼は溶接が容易です。 この場合、フラックスを使用せずに行うこともでき、ガスの消費量も少量になります。

母材と同等の強度を持った高品質な継手を得るために、シリコンマンガン溶接ワイヤを使用します。 継ぎ目の作業が完了すると、炎は消えたり、部品の接合部から消えたりすることはありませんが、スムーズに方向を変えて継ぎ目を冷却します。

すぐに炎を取り除くと、フラックスがなければ、加熱された溶接材料が酸化してしまいます。 継ぎ目により優れた強度特性を与えるために、通常、溶接金属は鍛造され、熱処理されます。

ミディアムカーボン

カーボンの量が多いため、このような部品の接合は複雑です。 作業の結果では、これは、部品の金属と溶接接合部の強度が異なる可能性があるという事実で表されています。 さらに、縫い目の端近くに、材料の顕著な脆弱性を伴う亀裂やポケットが形成される可能性があります。

これらの欠点を回避するために、材料に少量の炭素が含まれる電極が使用されます。

接続されている部品を加熱するために必要な電流が増加すると、母材の金属が貫通する可能性があります。 このような事態を避けるために、接合する部品の端をカットします。

接続の品質を向上させるもう 1 つの手段は、プロセス中に部品を予熱し、継続的に加熱することです。 半自動機械で鋼を溶接する場合、継ぎ目の品質を向上させるには、電極を部品の接合部を横切るのではなく、それに沿って動かし、短いアークを使用することをお勧めします。 ブランドUONI-13/55、UONI-13/65、OZS-2、K-5aの電極が作業に使用されます。

中炭素鋼の溶接にアセチレンを使用する場合、ガス流量が 75 ～ 100 dm3/h になるようなバーナー炎が得られます。 厚さ3mm以上の製品の場合は250～300℃までの全体加熱、または600～650℃までの局所加熱が行われます。

溶接後、継ぎ目は鍛造され、熱処理が施されます。 高炭素鋼に近い炭素量の金属製品を溶接するには、特殊なフラックスを使用します。

高炭素

炭素含有量の高い鋼は溶接が非常に困難です。 このような材料で作られた部品を接続するには、他の代替方法が使用されます。

腐食に強い高炭素鋼の溶接は補修作業時にのみ行われます。

この場合、継ぎ目領域を250〜300℃に予熱し、その後継ぎ目を熱処理します。 高炭素鋼の溶接作業は、気温が 5 °C 未満の場合、または風が吹いている場合には絶対に行わないでください。 溶接作業下書き

すべての条件が満たされている場合、高炭素鋼の溶接は中炭素鋼と同じ技術を使用して実行されます。

アセチレンを使用したガス溶接は許可されています。 バーナー炎の出力は、縫い目の厚さ 1 ミリメートルあたり 75 ～ 90 dm3/h の範囲のガス消費量を確保する必要があります。

酸化を防ぐために、中炭素鋼の溶接に使用されるフラックスと同様の組成のフラックスが使用されます。 後 ガス溶接縫い目は鍛造され、その後焼き戻されます。

オーステナイト系

オーステナイト鋼は、鉄の高温相であるオーステナイトを含む材料です。 これらは、たとえばクロムニッケル鋼のグループに含まれており、さまざまな用途で使用できます。 攻撃的な環境ああ、そして非常に高い温度で。

耐食鋼を溶接する際の主な特徴は、熱影響部の結晶間腐食に対する耐性を確保する必要があることです。

問題は、鋼を予熱しても、クロム炭化物が加熱境界に沿って結晶格子から脱落することです。 材料中のこの元素の量が減少した結果、再加熱すると境界に腐食亀裂が発生します。

実際には、高温で動作するクロム - ニッケル合金添加剤を含むオーステナイト鋼を使用して構造を作成する必要がある場合があります。 このような構造物を溶接するには、炭素含有量が可能な限り低い材料を選択する必要があります。

炭素の割合を高くする必要があり、同時に鋼構造が過酷な環境や高温の条件下でその目的を達成する必要がある場合は、炭素と特性が似た合金添加剤を選択する必要があります。

このような添加剤としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、バナジウム、タングステン等を用いることができる。 これらの元素は、その後の加熱中に鋼から放出される炭素を結合し、溶接プロセス中の熱影響を受ける領域の消耗を防ぎます。

ステンレス鋼

ほとんどの場合、産業で使用されるステンレス鋼は、クロムやニッケルなどの合金添加剤の導入によって耐食性を獲得します。

クロムメッキ部品を溶接する場合、高温（500 °C 以上）では部品の接合部が酸化する可能性があることに注意する必要があります。

これを避けるには、TIG溶接（TIG）を使用します。 この技術には、溶接ゾーンに空気が直接アクセスすることなく溶接作業を実行することが含まれます。 したがって、空気中に存在することが必須である酸素が存在しないと、材料の酸化の前提条件が排除されます。

空気のアクセスを制限するには、溶接ゾーンに不活性ガスであるアルゴンを導入します。アルゴンは空気より重いため、空気を追い出します。 この方法は、アルゴンを使用した鋼溶接と呼ばれることもあります。 実際、鋼はアークで単純に溶接されるか、溶加材を使用して溶接されます。

Tig溶接には特殊な設備が必要です。 作業は非消耗品のタングステン電極を使用して実行され、その要件はGOST 10052-75によって決定されます。

２つ目の問題はこれです。 ステンレス鋼は熱膨張係数が高いため、鋼板を溶接する場合、部品の直線寸法に比べて接合部が長いと、冷却プロセス中に溶接部が曲がる可能性があります。

シートの間に隙間を設け、パーツを希望の位置に鋲で固定することで問題を解決します。

インストゥルメンタル

工具鋼は硬くて機械的耐性のある材料の 1 つです。 金属加工や大工道具、さまざまな産業の機器の部品の製造に使用されます。

ドリルやカッターなどの工具の作動部分は、材料を加工するために材料に影響を与えることを目的としており、明らかに、加工される材料よりも強くて硬くなければなりません。 このような特性は、大量の炭素と合金添加剤（ニッケル、クロム、モリブデン）を含めることによって実現されます。

工具鋼の溶接は、機器や工具の修理に使用されます。 この場合、溶接シームには高い要求が課せられます。つまり、接合部は材料の残りの部分と均質である必要があり、作業中の応力集中を避けるために強度に差があってはなりません。

このような要件に確実に準拠するには、特殊な電極を使用する必要があります。 ほとんどの場合、これは UONI-13/NZH/20ZH13 です。

用途が絞られた特殊炭素鋼の溶接には、鋼種ごとに設計された電極が使用されます。

材料の特性、溶接の種類、モードを正しく判断し、適切なブランドの電極を使用すると、溶接部の強度と耐食性が高くなります。

化学組成に応じて、鋼は炭素または合金になります。 炭素鋼は、低炭素 (炭素含有量 0.25% まで)、中炭素 (炭素含有量 0.25 ～ 0.6%)、および高炭素 (炭素含有量 0.6 ～ 2.07%) に分類されます。 炭素に加えて合金成分（クロム、ニッケル、タングステン、バナジウムなど）を含む鋼を合金と呼びます。 合金鋼は次のとおりです。 低合金 (炭素を除く合金成分の合計含有量が 2.5% 未満)。 中合金（炭素を除く合金成分の合計含有量が 2.5 ～ 10%）、高合金（炭素を除く合金成分の合計含有量が 10% を超える）。

鋼は、微細構造に基づいて、パーライト、マルテンサイト、オーステナイト、フェライト、炭化物のクラスに分類されます。

製造方法に応じて、鋼は次のようになります。

a）普通の品質（炭素含有量が0.6％まで）、沸騰しており、半穏やかで穏やかです。 沸騰鋼は、シリコンによる金属の不完全な脱酸によって生成され、最大 0.05% のシリコンが含まれています。 カームスチールは均一で緻密な構造を持ち、少なくとも 0.12% のシリコンを含みます。 半静音鋼は、沸騰鋼と静静鋼の間の中間位置を占め、0.05 ～ 0.12% のシリコンを含みます。

b) 高品質 - 硫黄とリンの含有量が各元素の 0.04% を超えない炭素または合金。

c) 高品質 - 硫黄およびリンの含有量がそれぞれ 0.030 および 0.035% を超えてはいけない炭素または合金。このような鋼は、非金属介在物の純度も向上しており、文字 A で指定されます。ブランド指定。

用途に応じて、建築用、土木用（構造用）鋼、工具鋼、特殊物性鋼などに使用されます。

中炭素鋼で作られた構造物は、第 4 章で規定されている規則に従って良好に溶接できます。 13、および次の追加の指示も参照してください。 突合せ、コーナー、および T ジョイントでは、接続される要素を組み立てるときに、溶接の横方向の収縮がより自由に発生し、結晶亀裂が発生しないように、GOST によって提供されるギャップをエッジ間に維持する必要があります。 また、鋼板厚5mm以上からは突合せ継手で端面を切断し、何層にも重ねて溶接を行っております。 溶接電流が減少します。 溶接は、逆極性の直流電流を使用して直径 4 ～ 5 mm 以下の電極を使用して実行されます。これにより、母材の端の溶融が少なくなり、その結果、母材の端の溶融の割合が減り、母材の C 含有量が低くなります。溶接金属。 溶接には電極 E42A、E46A、または E50A が使用されます。 電極の鋼棒には炭素がほとんど含まれていないため、電極を溶かして少量の中炭素母材と混合すると、溶接部には 0.1 ～ 0.15% の炭素しか存在しません。 この場合、溶接金属は溶融皮膜によりMn、Siと合金化され、母材と同等の強度となる。 厚さ 15 mm を超える金属の溶接は、ゆっくりと冷却するために「スライド」、「カスケード」、または「ブロック」で行われます。 予備加熱および付随加熱が使用されます（次の「カスケード」または「ブロック」を溶接する前の120〜250℃の温度での定期的な加熱）。 厚さ 15 mm 以下の鋼グレード VSt4ps、VSt4sp および鋼 25 で作られ、剛性コンポーネントのない構造は、通常、加熱せずに溶接されます。 他の場合には、予備加熱および補助加熱、さらにはその後の熱処理が必要となります。 アークは、将来の継ぎ目の位置でのみ点灯します。 未溶接のクレーターやベースから蒸着金属への鋭い移行部、アンダーカットや継ぎ目の交差があってはなりません。 地金にクレーターを作ることは禁止されています。 アニーリングローラーは多層継ぎ目の最後の層に適用されます。

炭素含有量が 0.28 ～ 0.37% および 0.27 ～ 0.45% 含まれる中炭素鋼グレード VSt5、30、35、および 40 の溶接は、炭素含有量が増加すると鋼の溶接性が低下するため、より困難になります。

鉄筋コンクリート補強に使用される VSt5ps および VSt5sp グレードの中炭素鋼は、オーバーレイ (16.1) に接続するときにバス法と従来の延長シームを使用して溶接されます。 溶接の場合、接続されたロッドの端を準備する必要があります。低い位置で溶接する場合はカッターまたは鋸で切断し、垂直溶接する場合は切断します。 さらに、溶接または接合部を 10 ～ 15 mm 超える長さまで接合部で洗浄する必要があります。 溶接は、延長ビードシーム用の電極 E42A、E46A、および E50A を使用して実行されます。 気温がマイナス 30 °C まで下がると、0 °C から温度が 3 °C 下がるごとに溶接電流を 1% 増やす必要があります。 さらに、接合されたロッドを接合部から 90 ～ 150 mm の長さで 200 ～ 250 °C に予熱し、接合部をアスベストで包み、溶接後の冷却速度を下げる必要があります。溶接する場合は、接合部が 100 °C 以下に冷えるまで成形要素を取り外さないでください。

周囲温度が低い場合 (-30 ～ -50 °C)、特別に開発された溶接技術を使用する必要があります。この技術では、特別な温室で補強接合部または溶接の予備加熱と同時加熱とその後の熱処理が行われます。

中炭素鋼グレード VSt5、30、35、および 40 で作られた他の構造物の溶接は、同じ追加指示に従って実行する必要があります。 線路の接合部は通常、補強接合部と同様に、予熱とその後の徐冷を伴う浴溶接を使用して溶接されます。 これらの鋼で作られた他の構造物を溶接する場合、予備および補助加熱、およびその後の熱処理を使用する必要があります。

VStb、45、50、60 グレードの高炭素鋼や、炭素含有量が最大 0.7% の鋳造炭素鋼の溶接はさらに困難です。 これらの鋼は主に鋳物や工具の製造に使用されます。 それらの溶接は、350〜400℃の温度への予備および同時加熱、およびその後の加熱炉での熱処理によってのみ可能です。 溶接する場合は、中炭素鋼に指定された規則に従う必要があります。 幅の狭いビードを使用して溶接すると良好な結果が得られます。 狭いエリアで各層を冷却します。 溶接完了後は熱処理が必要です。

炭素構造用鋼には、0.1 ～ 0.7% の炭素を含む鋼が含まれます。炭素は、このグループの鋼の主な合金元素であり、機械的特性を決定します。 炭素含有量の増加により、溶接技術が複雑になり、高品質の溶接継手を得ることができます。 溶接製造では、炭素含有量に応じて、炭素構造用鋼は従来、低炭素、中炭素、高炭素の 3 つのグループに分類されます。 これらのグループの鋼の溶接技術は異なります。

現在、ほとんどの溶接構造は、最大 0.25% の炭素を含む低炭素鋼で作られています。 低炭素鋼は、ほぼすべてのタイプおよび方法の溶融溶接でよく溶接される金属です。

これらの鋼の溶接技術は、一連の要件を遵守する条件から選択され、まず第一に、母材との溶接接合部の強度が同等であり、溶接接合部に欠陥がないことが保証されます。 溶接継手は脆性状態への移行に耐えなければならず、構造の変形はその性能に影響を与えない制限内でなければなりません 低炭素鋼を溶接する場合の溶接金属は、母材である炭素とはわずかに組成が異なります含有量が減少し、マンガンとシリコンの含有量が増加します。 ただし、アーク溶接中に同等の強度を確保することは問題ありません。 これは、冷却速度を高め、溶接材料を介してマンガンとシリコンを合金化することによって実現されます。 冷却速度の影響は、単層シームの溶接時だけでなく、多層シームの最後の層でも顕著に現れます。 熱影響部の金属の機械的特性は、母材の特性と比較して若干の変化を受けます。あらゆるタイプのアーク溶接において、これは過熱領域の金属のわずかな強化です。 熱影響部の再結晶領域で低炭素鋼を時効溶接（たとえば、沸騰および半静音）する場合、金属の衝撃靱性が低下する可能性があります。 熱影響部の金属は、単層溶接に比べて多層溶接中により集中的に脆化します。 軟鋼で作られた溶接構造には熱処理が行われることがあります。 ただし、単層隅肉溶接や断続的に適用される多層溶接を含む構造の場合、硬化を除くあらゆる種類の熱処理は、溶接金属の強度の低下と延性の増加につながります。 あらゆるタイプおよび方法の溶融溶接で作られた継ぎ目は、炭素含有量が低いため、結晶亀裂の形成に対して非常に満足のいく耐性を備えています。 ただし、炭素含有量が上限の鋼を溶接する場合、主に隅肉溶接、多層突合せ溶接の最初の層、完全なエッジ溶け込みのある片面溶接、および溶接された突合せ溶接の最初の層に結晶亀裂が発生する可能性があります。必須のギャップ。

コーティングされた電極を使用した手動溶接は、低炭素鋼で作られた構造物の製造において広く普及しています。 溶接構造の要件と溶接される鋼の強度特性に応じて、電極の種類が選択されます。 近年ではE46Tタイプにルチルコーティングを施した電極が多く使用されています。 特に重要な構造の場合、タイプ E42A のフッ化カルシウムおよびフッ素カルシウムルチルコーティングを施した電極が使用され、結晶割れに対する溶接金属の耐性が向上し、より高い塑性特性が得られます。 鉄粉コーティングを施した高性能電極や深溶け込み溶接用電極も使用しています。 電流の種類と極性は電極皮膜の特性に応じて選択されます。

低炭素鋼の良好な溶接性にもかかわらず、熱影響部での硬化組織の形成を防ぐために特別な技術的措置を講じる必要がある場合があります。 したがって、多層溶接の最初の層を溶接する場合や厚い金属のすみ肉溶接を行う場合は、結晶亀裂の発生に対する金属の耐性を確保するために、120〜150°Cに予熱することをお勧めします。 冷却速度を遅くするには、欠陥領域を修正する前に 150°C までの局所加熱を実行する必要があります。これにより、蒸着金属の塑性特性の低下を防ぐことができます。

低炭素鋼は、通常の火炎を使用して、通常はフラックスを使用せずに、それほど困難なくガス溶接できます。 左の方法の火炎出力は、金属の厚さ 1 mm あたり 100 ～ 130 dm3/h のアセチレンの消費量に基づいて選択され、右の方法では 120 ～ 150 dm3/h になります。 高度な資格を持つ溶接工は、従来の溶接よりも大きな直径のフィラーワイヤを使用して、150 ～ 200 dm 3 / h のアセチレンの高出力炎で作業します。 重要な構造物を溶接するときに母材と同等の強度の接続を得るには、シリコンマンガン溶接ワイヤを使用する必要があります。 ワイヤーの端は溶融金属の槽に浸す必要があります。 溶接プロセス中は、酸素による溶接金属の酸化を引き起こす可能性があるため、溶接炎を溶融金属のプールからそらしてはなりません。 蒸着された金属を圧縮して延性を高めるために、鍛造とその後の熱処理が行われます。

中炭素鋼と低炭素鋼の違いは主に炭素含有量の違いにあります。 中炭素鋼には 0.26 ～ 0.45% の炭素が含まれています。 炭素含有量が増加すると、これらの鋼で作られた構造物を溶接する際にさらなる困難が生じます。 これらには、結晶割れに対する耐性が低いこと、熱影響部に低塑性硬化組織や割れが形成される可能性があること、溶接金属と母材との同等の強度を確保することが難しいことなどが挙げられます。 溶接金属の耐結晶割れ性の向上は、低炭素電極棒やフィラーワイヤの使用により溶接金属中の炭素量を低減するとともに、溶接金属に占める母材の割合を低減することにより達成されます。これは、母材の溶け込みを最小限に抑え、溶接形状係数の最大値を保証する条件でエッジ処理を行って溶接することによって実現されます。 これは、堆積速度の高い電極によっても促進されます。 中炭素鋼で作られた製品を溶接するときに生じる問題を克服するために、予備加熱および同時加熱、溶接金属の修正、および別々のプールでのダブルアーク溶接が実行されます。 中炭素鋼の手動溶接は、UONI-13/55 および UONI-13/45 グレードのフッ化カルシウムでコーティングされた電極を使用して実行されます。これにより、結晶亀裂の形成に対して溶接金属の十分な強度と高い耐性が得られます。 溶接継手に高い延性要件が課せられる場合は、その後の熱処理を行う必要があります。 溶接の際は幅広のビードを避け、短いアークと小さなビードで溶接を行ってください。 電極の横方向の動きは縦方向の動きに置き換える必要があり、クレーターに亀裂が生じる可能性があるため、クレーターを溶接するか技術プレート上に配置する必要があります。

中炭素鋼のガス溶接は、通常の火炎またはわずかに浸炭性の火炎を使用し、金属の厚さ 1 mm あたり 75 ～ 100 dm3/h のアセチレン出力を左方向にのみ使用して行われ、金属の過熱が軽減されます。 厚さ3mmを超える製品の場合は、全体加熱250～350℃、局所加熱600～650℃を推奨します。 炭素含有量が上限にある鋼の場合は、特殊なフラックスを使用することをお勧めします。 金属の特性を向上させるために、鍛造と熱処理が使用されます。

高炭素鋼には、炭素含有量が 0.46 ～ 0.75% の範囲の鋼が含まれます。 これらの鋼は通常、溶接構造の製造には適していません。 ただし、修理の際には溶接が必要となります。 溶接は予備的に行われ、場合によっては加熱とその後の熱処理を伴うこともあります。 気温が5℃以下でドラフトの場合は溶接できません。 残りの技術方法は中炭素鋼の溶接と同じです。 高炭素鋼のガス溶接は、金属の厚さ 1 mm あたり 75 ～ 90 dm3/h のアセチレン出力を備えた通常の火炎またはわずかに浸炭性の火炎を使用し、250 ～ 300 °C に加熱して行われます。 左手溶接方式を採用しており、過熱時間と溶融池の金属が溶融状態に留まる時間を短縮できます。 中炭素鋼と同組成のフラックスを使用しています。 溶接後、継ぎ目は鍛造され、その後焼きならしまたは焼き戻しが行われます。

近年、熱強化炭素鋼が使用されるようになりました。 高張力鋼を使用することで製品の薄肉化が可能になります。 調質鋼の溶接モードと溶接技術は、同じ組成の従来の炭素鋼と同じです。 溶接金属の強度が母材と同等になるように溶接材料を選定します。 溶接の主な困難は、400〜700℃に加熱される熱影響部の領域が軟化することです。 したがって、調質鋼の場合は、母材への熱の除去を最小限に抑えた溶接方法だけでなく、低電力溶接モードが推奨されます。

保護コーティングを施した鋼材も使用されます。 亜鉛メッキ鋼は、さまざまな設計の衛生パイプラインの製造に最も広く使用されています。 亜鉛メッキ鋼板を溶接するときに、亜鉛が溶接池に入ると、気孔や亀裂が発生する条件が作成されます。 したがって、溶接される端から亜鉛コーティングを除去する必要があります。 エッジに亜鉛の痕跡が残ることを考慮すると、欠陥の形成を防ぐために追加の対策を講じる必要があります。従来の鋼を溶接する場合と比較して、ギャップを 1.5 倍に増やし、溶接速度を 10 g ～ 20% 低下させます。電極は縦方向の振動で継ぎ目に沿って移動します。 亜鉛メッキ鋼を手動で溶接する場合、溶接金属中のシリコン含有量が最小限に抑えられるルチルコーティングされた電極を使用すると最良の結果が得られます。 ただし、他の電極も使用できます。 亜鉛ヒュームは非常に有毒であるため、亜鉛メッキ鋼の溶接は強力な局所換気の存在下で行うことができます。 溶接作業が完了したら、継ぎ目の表面に保護層を適用し、熱影響部の領域にそれを復元する必要があります。

炭素鋼は、鉄と炭素に少量のシリコン、マンガン、リン、硫黄を加えた合金です。 炭素鋼にはステンレス鋼と異なり、合金元素（モリブデン、クロム、マンガン、ニッケル、タングステン）が含まれていないため、炭素含有量のわずかな変化により性質が大きく変化します。 炭素含有量が増加すると、鋼の硬度と強度は増加しますが、靭性と延性は減少します。 炭素含有量が 2.14% 以上の合金は鋳鉄と呼ばれます。

炭素鋼の分類

• 低炭素 (炭素含有量は最大 0.25%)
• ミディアムカーボン（炭素含有量0.25～0.6％）
• ハイカーボン（炭素含有量0.6～2.0％）

鋼は製造方法によって次のように分類されます。

1. 普通の品質 (炭素 0.6% まで) 沸騰、半穏やか、穏やか

通常の品質の鋼には 3 つのグループがあります。

• グループ A。鋼成分の規制はなく、機械的特性に応じて供給されます。 これらの鋼は通常、その後の加圧処理や溶接を行わずに製品に使用されます。 条件数値が大きくなるほど、鋼の強度は高くなり、延性は低くなります。
• グループB。化学成分の保証書付き。 参照番号が大きいほど、炭素含有量が高くなります。 その後、初期の構造や機械的特性を維持することなく、鍛造、スタンピング、または温度への曝露によって加工することができます。
• グループB。溶接可能。 組成と特性の保証付きで提供されます。 このグループの鋼は、グループ A の番号に応じた機械的特性と、グループ B の番号に応じた化学組成を持ち、脱酸方法に従って補正されます。

2. 硫黄分0.030%以下、リン0.035%以下の高品質です。 鋼は純度が向上し、鋼グレードの後に​​文字 A で指定されます。

意図された目的に応じて、鋼は次のようになります。

• 工事
• 機械工学（構造）
• インストゥルメンタル
• 特殊な物性を持った鋼

このような鋼はよく溶接されます。 目的のタイプとブランドの電極を正しく選択するには、次の要件を考慮する必要があります。

• 母材への同等の強度の溶接接続
• 欠陥のない溶接
• 溶接金属の最適化学組成
• 振動および衝撃荷重、高温および低温における溶接継手の安定性

低炭素鋼の溶接には、OMM-5、SM - 5、TsM - 7、KPZ-32R、OMA - 2、UONI - 13/45、SM - 11 のブランドの電極が使用されます。

炭素鋼の溶接

炭素は鋼の硬化能力を高めます。 炭素含有量 (0.25 ～ 0.55%) の鋼は焼き入れと焼き戻しの対象となり、硬度と耐摩耗性が大幅に向上します。 これらの鋼の品質は、機械部品、アクスルシャフト、ギア、ハウジング、スプロケット、および耐摩耗性の向上が必要なその他の部品の製造に使用されます。 多くの場合、機械部品や生産設備のフレームなどの製造と修理には溶接が唯一の技術となります。

炭素鋼溶接の問題点とその解決方法

しかし、炭素鋼の溶接は以下の理由により困難です。炭素鋼に含まれる炭素は溶接時の熱影響部に結晶化熱割れや低塑性硬化層、割れを発生させます。 継ぎ目の金属自体は母材の金属とは性質が異なり、炭素は継ぎ目の亀裂に対する抵抗力を低下させ、硫黄とリンの悪影響を増大させます。

溶接部の重要な炭素含有量は次の要素によって決まります。

• ユニット設計
• 縫い目の形状
• 継ぎ目のさまざまな要素の内容
• 縫い目の部分を予熱する

したがって、高温亀裂の形成に対する耐性を高める方法は、次のことを目的としています。

• ひび割れを促進する要素を制限する
• 縫い目における引張応力の軽減
• 最も均一な化学組成による最適な溶接形状の形成

さらに、炭素含有量の増加は低塑性構造の形成に寄与し、さまざまな応力の影響下で低温亀裂や破壊が発生しやすくなります。 これを防ぐために、そのような状態の発生に寄与する要因を排除する方法が使用されます。

炭素鋼の溶接技術に求められる要件

炭素含有量の高い鋼に溶接継手を作成する場合は、溶接部の亀裂に対する耐性を確保するために、次の条件を遵守する必要があります。

• 炭素含有量の少ない溶接電極とワイヤを使用する
• 母材から溶接部へのカーボンのドリフトを制限する溶接モードと技術的手段を使用します (エッジング、オーバーハングの増加、フィラー ワイヤの使用など)。
• 溶接部に耐火性または丸い硫化物形成（マンガン、カルシウムなど）の形成を促進する元素を導入します。
• 特定の順序で縫合糸を使用し、ノードの剛性を減らします。 他のモードや方法を使用して溶接シームの応力を軽減する
• 目的の溶接形状を選択し、その化学的不均一性を低減します
• 拡散性水素の含有量を最小限に抑える（低水素電極の使用、シールドガスの乾燥、エッジとワイヤの洗浄、電極、ワイヤ、フラックスの焼成）
• 溶接シームをゆっくりと冷却します (多層溶接、ダブル アーク溶接、またはマルチ アーク溶接の使用、アニーリング ビードの表面処理、発熱混合物の使用など)。

炭素鋼溶接の技術的特徴

炭素鋼製部品の準備と溶接のいくつかの特徴:

炭素鋼を溶接する場合、母材金属から錆、汚れ、スケール、油、その他の汚染物質が除去されます。これらの汚染物質は水素の発生源となり、溶接部に気孔や亀裂を形成する可能性があります。 幅 10 mm までの金属のエッジと隣接領域が洗浄されます。 これにより、構造の母材へのスムーズな移行と、さまざまな荷重下での溶接の強度が保証されます。

• 溶接用の部品を組み立てます。 エッジカット

溶接用に部品を組み立てるときは、部品の厚さに応じて隙間を維持する必要があります。 ギャップ幅は、よく溶接された鋼の要素を組み立てる場合よりも 1 ～ 2 mm 大きくなります。 エッジカットは金属の厚さを 4 mm 以上にして実行する必要があります。これにより、継ぎ目へのカーボンの移行を軽減できます。 硬化する傾向が高いため、小さな断面の仮付けを放棄するか、仮付けの前に局所的な予熱を使用する必要があります。

• 溶接モードでは、母材の溶け込みを最小限に抑え、最適な冷却速度を実現する必要があります。 溶接モードの正しい選択は、溶接金属の硬さの測定結果によって確認できます。 最適モードでは、350 HV を超えてはなりません。
• 重要なコンポーネントは 2 パス以上で溶接されます。 母材への溶接は滑らかに行われるべきです。 頻繁なアークの切断、母材のクレーター、および焼けは許可されません。
• 炭素鋼製の重要な構造物や剛性の高い輪郭を持つユニットなどは、予熱を加えて溶接されます。 加熱は100～400℃の温度範囲で行われ、加熱温度が高いほど炭素含有量が増加し、溶接される部品の厚さが増加します。
• 炭素鋼溶接終了後の溶接継手の冷却はゆっくり行う必要があります。 この目的のために、溶接ユニットを特殊な断熱材で覆ったり、特殊なサーモスタットに移動したり、溶接加熱して使用したりします。

炭素鋼溶接用溶接材料

• 炭素含有量が 0.4% までの鋼の溶接には、若干の制限はありますが、低合金鋼の溶接に適した溶接電極を使用できます。 手動溶接の場合、基本的なタイプのコーティングを施した電極が使用され、溶接部の水素含有量が最小限に抑えられます。 UONI-13/45、UONI-13/55などのブランドの電極が使用されます。
• シールドガス中での炭素鋼の機械溶接には、Sv-08G2S、Sv-09G2ST などのワイヤ グレード、および二酸化炭素と酸素 (後者の含有量は最大 30%) または二酸化炭素の混合ガスが使用されます。 酸化性アルゴンガス混合物 (70 ～ 75% Ar + 20 ～ 25% CO2 + 5% O2) の使用が許可されています。 最適なワイヤの太さは 1.2 mm です。
• 炭素鋼が熱処理または合金化されている場合、Sv-08G2S 電極ワイヤは必要な機械的特性を提供しません。 このような場合、溶接にはSv-08GSMT、Sv-08KhGSMA、Sv-08Kh3G2SMなどのブランドの複合合金ワイヤが使用されます。
• 炭素鋼の自動サブマージアーク溶接は、Sv-08A、Sv-08AA、Sv-08GA ワイヤと AN-348A、OSTS-45 フラックスを併用して行われます。 優れた技術特性と耐クラック性を備えたフラックス AN-43 および AN-47 を使用することをお勧めします。
• 溶接材料 (ワイヤ、電極) は、規格および技術仕様の要件に準拠する必要があります。 重大なコーティング欠陥のある電極は使用しないでください。 ワイヤには汚れや錆があってはならず、フラックスと電極は使用前に付属の技術文書で推奨されている温度で焼成する必要があります。 溶接には溶接用二酸化炭素のみを使用してください。 食品グレードの二酸化炭素は、追加の乾燥後にのみ使用できます。

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低炭素鋼の溶接 – Osvarke.Net

低炭素鋼は、炭素含有量が最大 0.25% の低炭素鋼です。 低合金鋼は、炭素を除く合金元素を最大 4% 含む鋼です。

低炭素および低合金の構造用鋼は溶接性が良いため、溶接構造物の製造に広く使用されています。

鋼の化学組成と性質

炭素構造用鋼では、炭素が主な合金元素です。 鋼の機械的特性は、この元素の量に依存します。 低炭素鋼は普通鋼と高級鋼に分けられます。

普通鋼

脱酸の程度に応じて、普通鋼は次のように分類されます。

• 沸騰 - kp;
• 半平穏 - ps;
• 穏やか - SP。

沸騰する鋼

このグループの鋼には、シリコン (Si) が 0.07% 以下含まれています。 鋼はマンガンによる鋼の不完全な脱酸によって製造されます。 沸騰鋼の独特の特徴は、圧延製品の厚さ全体にわたって硫黄とリンが不均一に分布していることです。 硫黄が蓄積した領域が溶接領域に入ると、溶接部と熱影響部に結晶亀裂が発生する可能性があります。 このような鋼は低温にさらされると脆くなる可能性があります。 このような鋼は溶接に耐えると、熱影響部で老化する可能性があります。

穏やかな鋼

軟鋼には少なくとも 0.12% のシリコン (Si) が含まれています。 カームスチールは、鋼をマンガン、シリコン、アルミニウムで脱酸することによって得られます。 それらは、硫黄とリンがより均一に分布していることによって区別されます。 穏やかな鋼は熱にあまり反応せず、老化しにくいです。

半静音スチール

半静かな鋼は、穏やかな鋼と沸騰する鋼の間の平均的な特性を持っています。

通常の品質の炭素鋼は 3 つのグループに分けて製造されます。 グループ A 鋼は溶接には使用されず、機械的特性に応じて供給されます。 文字「A」は、「St2」などの鋼の指定には使用されません。

グループ B とグループ C の鋼は、それぞれ化学的特性と機械的特性に応じて供給されます。 グループの文字は、BSt2、VSt3 のように鋼材の名称の先頭に配置されます。

セミクワイエット鋼グレード 3 および 5 は、より高いマンガン含有量で供給できます。 このような鋼では、等級指定の後に文字 G が付けられます (BSt3Gps など)。

重要な構造物の製造には、グループ B の普通鋼を使用する必要がありますが、通常の品質の低炭素鋼から溶接構造物を製造するには、熱処理を使用する必要はありません。

高品質の鋼材

低炭素品質の鋼は、通常のマンガン含有量 (グレード 10、15、および 20) および増加したマンガン含有量 (グレード 15G および 20G) で供給されます。 高品質の鋼には硫黄の含有量が減少します。 このグループの鋼から溶接構造を製造するには、熱間圧延鋼が使用されますが、熱処理鋼はあまり使用されません。 構造の強度を高めるために、これらの鋼の溶接を行った後、熱処理を行うことができます。

低合金鋼

炭素鋼に元々存在しない特殊な化学元素が導入された場合、そのような鋼は合金鋼と呼ばれます。 マンガンとシリコンの含有量がそれぞれ 0.7% と 0.4% を超える場合、合金成分とみなされます。 したがって、VSt3Gps、VSt5Gps、15G および 20G 鋼は、低炭素および低合金構造用鋼の両方とみなされます。

合金元素は、鉄、炭素、その他の元素と化合物を形成することができます。 これは鋼の機械的特性を改善し、冷間脆性限界を下げるのに役立ちます。 その結果、構造体の軽量化が可能となる。

金属とマンガンを合金化すると、衝撃強度と冷間脆性に対する耐性が向上します。 マンガン鋼で作られた溶接継手は、交互の衝撃荷重下での強度が高いという特徴があります。 大気腐食および海食に対する鋼の耐性は、銅 (0.3 ～ 0.4%) と合金化することによって高めることができます。 溶接構造の製造に使用されるほとんどの低合金鋼は、熱間圧延された状態で使用されます。 合金鋼は熱処理により機械的性質を向上させることができるため、溶接構造用鋼の一部のグレードは熱処理を施して使用されます。

低炭素鋼および低合金鋼の溶接性

低炭素および低合金の構造用鋼は、良好な溶接性を備えています。 彼らの溶接技術は、溶接部と母材の機械的特性が同等であること（母材の特性の下限以上）を保証する必要があります。 場合によっては、構造の動作条件により、継ぎ目の機械的特性の一部の低下が許容されることがあります。 継ぎ目に亀裂、貫通の欠如、孔、アンダーカット、その他の欠陥があってはなりません。 継ぎ目の形状と幾何学的寸法は、必要なものに一致する必要があります。 溶接継手は次のような影響を受ける可能性があります。 追加の要件、これらは構造物の動作条件に関連しています。 例外なく、すべての溶接は耐久性と信頼性がなければならず、テクノロジーはプロセスの生産性と経済性を確保する必要があります。

溶接継手の機械的特性は、その構造の影響を受けます。 溶接中の金属の構造は、材料の化学組成、溶接条件、熱処理によって異なります。

溶接用部品の準備と組み立て

溶接継手の種類、溶接方法、金属の厚さに応じて溶接の準備と組み立てが行われます。 エッジ間のギャップと部品の正しい位置を維持するために、特別に作成された組立治具または汎用治具 (多くの単純な部品に適しています) が使用されます。 組み立ては鋲を使用して行うことができ、鋲の寸法は溶接される金属の厚さに応じて異なります。 タックの長さは 20 ～ 120 mm、タック間の距離は 500 ～ 800 mm です。 タックの断面は縫い目の約 3 分の 1 に相当しますが、25 ～ 30 mm2 を超えません。 仮付け溶接は、手動アーク溶接または機械化されたガスシールド溶接によって行うことができます。 構造の溶接に進む前に、タックを洗浄、検査し、欠陥がある場合は切り取るか、他の方法で除去します。 溶接中、急速な熱除去の結果としてタックに亀裂が発生する可能性があるため、タックは完全に再溶解します。 エレクトロスラグ溶接の前に、部品は溶接の終わりに向かって徐々に増加するギャップを持って配置されます。 部品の相対的な位置を維持するための固定は、ステープルを使用して行われます。 ステープルの間隔は 500 ～ 1000 mm にする必要があります。 縫合糸を適用するときにそれらを取り除く必要があります。

自動溶接方式の場合は、導入バーと出口バーを設置する必要があります。 自動溶接では、溶接ルートの高品質な溶け込みを確保し、金属焼けを防ぐことが困難です。 この目的のために、残りの取り外し可能なライニングとフラックスパッドが使用されます。 手動アーク溶接またはシールドガス中での半自動溶接を使用して継ぎ目の根元を溶接することもでき、残りの継ぎ目は自動方法を使用して実行されます。

手動および機械化された方法による溶接は、重量によって行われます。

溶接部品のエッジは、欠陥の形成を防ぐために、スラグ、錆、油、その他の汚染物質を徹底的に除去します。 重要な構造物は主に両側で溶接されます。 厚肉構造物を溶接する際の開先の充填方法は、厚肉構造物の厚さと溶接前の金属の熱処理によって異なります。 溶接後に特定された溶け込みの欠如、亀裂、気孔、その他の欠陥は、機械工具、エアアークまたはプラズマ切断で除去され、その後溶接されます。 低炭素鋼を溶接する場合、溶接継手の特性と化学組成は、使用する材料と溶接モードに大きく依存します。

低炭素鋼の手動アーク溶接

手動アーク溶接を使用して高品質の接続を得るには、適切な溶接電極を選択し、モードを設定し、正しい溶接技術を適用する必要があります。 手動溶接の欠点は、対象となる鋼材の溶接性が優れているにもかかわらず、溶接者の経験と資格に大きく依存することです。

溶接電極は、溶接する鋼材の種類と構造の目的に基づいて選択する必要があります。 これを行うには、多くのブランドの電極のパスポート データが保存されている電極カタログを使用できます。

電極を選択するときは、電流の種類と極性、空間的位置、電流の強さなどの推奨条件に注意を払う必要があります。電極のパスポートには、蒸着された金属の典型的な組成と機械的特性が示されている場合があります。これらの電極によって接続が行われます。

ほとんどの場合、低炭素鋼の溶接は硬化組織の形成を防ぐための措置を講じずに実行されます。 ただし、厚肉のすみ肉溶接や多層溶接の最初の層を溶接する場合は、亀裂の形成を防ぐために部品を150〜200℃の温度に予熱します。

非調質鋼を溶接する場合、溶接金属が急速に冷えないカスケード溶接およびスライド溶接方法を使用すると、良好な効果が得られます。 150～200℃に予熱しても同様の効果が得られます。

熱強化鋼を溶接する場合は、熱影響部の軟化を避けるために、冷却された前の継ぎ目に沿って長い継ぎ目を作成することをお勧めします。 また、熱入力が低いモードを選択する必要があります。 多層溶接中の欠陥の修正は、少なくとも100 mmの長さの大きな断面の継ぎ目を使用して行うか、鋼を150〜200℃に予熱する必要があります。

低炭素鋼のガスシールドアーク溶接

低炭素鋼および低合金鋼の溶接は、二酸化炭素またはその混合物をシールドガスとして使用して行われます。 二酸化炭素 + アルゴンまたは酸素の混合物を最大 30% まで使用できます。 重要な構造の場合、アルゴンまたはヘリウムを使用して溶接を実行できます。

場合によっては、厚さ 0.2 ～ 2.0 mm のオンボード接続 (コンデンサ ハウジング、キャニスタなど) の溶接にカーボンおよびグラファイト電極溶接が使用されます。 溶加棒を使用せずに溶接するため、溶接部に含まれるマンガンやシリコンの含有量が少なく、継手強度の低下が母材に比べて30～50％低くなります。

炭酸ガス溶接は溶接ワイヤーを使用して行われます。 異なる空間位置での自動および半自動溶接には、直径 1.2 mm までのワイヤが使用されます。 下の位置には 1.2 ～ 3.0 mm のワイヤーを使用します。

表からわかるように、Sv-08G2S ワイヤはあらゆる鋼の溶接に使用できます。

低炭素鋼のサブマージアーク溶接

フラックス、ワイヤ、溶接モードおよび技術を正しく選択することにより、シームと母材の強度が同等の高品質の溶接継手が実現されます。 低炭素鋼の自動サブマージ アーク溶接は直径 3 ～ 5 mm のワイヤ、半自動サブマージ アーク溶接は直径 1.2 ～ 2 mm で行うことをお勧めします。 低炭素鋼の溶接には、AN-348-A および OSTS-45 フラックスが使用されます。 Sv-08 および Sv-08A グレードの低炭素溶接ワイヤ。重要な構造には Sv-08GA ワイヤを使用できます。 この溶接材料のセットにより、母材と同等以上の機械的特性を備えた溶接部を得ることができます。

低合金鋼の溶接には、マンガンを含む溶接ワイヤ Sv-08GA、Sv-10GA、Sv-10G2 などの使用を推奨します。 フラックスは低炭素鋼と同じです。 このような材料により、細孔や亀裂の形成から金属に必要な機械的特性と耐性を得ることが可能になります。 ベベルなしで溶接する場合、溶接金属中の母材の割合を増やすと、炭素含有量が増加する可能性があります。 これにより、強度特性は向上しますが、接続の塑性特性は低下します。

低炭素鋼および低合金鋼の溶接モードは若干異なり、溶接技術、接合部およびシームの種類によって異なります。 単層すみ肉溶接、厚鋼グレード VSt3 のすみ肉溶接および突合せ溶接を低入熱モードで溶接すると、熱影響部に硬化組織が形成され、延性が低下する可能性があります。 これを防ぐには、継ぎ目の断面積を大きくするか、ダブルアーク溶接を使用する必要があります。

低合金鋼の溶接では熱影響部の溶接破壊を防ぐため、入熱量の低いモードを使用し、非調質鋼の溶接では入熱量を増加したモードを使用する必要があります。 2番目のケースでは、シームと隣接ゾーンの塑性特性がベースメタルよりも悪くないことを保証するために、ダブルアーク溶接を使用するか、150〜200℃に予熱する必要があります。

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溶接炭素鋼: 高、低、中、合金、ステンレス、電極、技術、サブマージ アーク

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炭素鋼は鉄と炭素の合金で、有用な不純物であるケイ素やマンガン、有害な不純物であるリンや硫黄が少量含まれています。 このタイプの鋼の炭素濃度は 0.1 ～ 2.07% です。 炭素は主な合金元素として機能します。 これが、このクラスの合金の溶接および機械的特性を決定します。

炭素含有量に応じて、次のグループの炭素鋼が区別されます。

• 0.25%未満 - 低炭素。
• 0.25-0.6% - 中炭素;
• 0.6〜2.07% - 高炭素。

低炭素鋼の溶接

このタイプは炭素濃度が低いため、次の特性を備えています。

• 高い弾性と可塑性。
• かなりの衝撃強度。
• 溶接加工も良好に行えます。

低炭素鋼は、建築や冷間スタンピングを使用した部品の製造に広く使用されています。

低炭素鋼の溶接技術

低炭素鋼は溶接に最適です。 それらの接続は、コーティングされた電極を使用した手動アーク溶接で実行できます。 この方法を使用する場合、堆積された金属の均一な構造を保証する適切なブランドの電極を選択することが重要です。 溶接は迅速かつ正確に行う必要があります。 作業を始める前に、接続する部品を準備する必要があります。

ガス溶接は追加のフラックスを使用せずに行われます。 フィラー材として炭素含有量の少ない金属線を使用します。 これは毛穴の形成を防ぐのに役立ちます。

アルゴン環境でのガス溶接は、重要な構造物の加工に使用されます。

溶接後、完成した構造は焼きならし操作による熱処理を受ける必要があります。製品は約 400°C の温度に加熱する必要があります。 立って空気中で冷まします。 この手順は、鋼構造を確実に均一にするのに役立ちます。

低炭素鋼の溶接の特徴

このような鋼の良好な溶接性により、母材との溶接強度が同等になり、欠陥がないことが保証されます。

溶接金属の炭素含有量は減少し、シリコンとマンガンの割合が増加します。

手動アーク溶接中、熱の影響を受ける領域は過熱され、若干の強度が生じます。

多層溶接を使用して堆積された溶接は、脆弱性のレベルが増加するという特徴があります。

この化合物は炭素濃度が低いため、MCC に対する耐性が非常に優れています。

低炭素鋼の溶接の種類

1. 低炭素鋼を接合する最初の方法は、被覆電極を使用した手動アーク溶接です。 消耗品の最適なタイプとブランドを選択するには、次の要件を考慮する必要があります。

• 欠陥のない溶接シーム: 気孔、アンダーカット、未調理領域。
• 主製品との同等の強度の接続。
• 溶接金属の最適な化学組成。
• 衝撃や振動負荷、高温、低温下での継ぎ目の安定性。

空間的に低い位置で溶接を行う場合、作業者が受ける応力と変形のレベルは最も低くなります。

通常の構造物の溶接には、次の種類の電極が使用されます。

溶接電極 ANO-6

• ANO-3。
• ANO-4。
• ANO-5。
• ANO-6。
• OZS-3。
• OMM-5。
• TsM-7。

重要な構造物の溶接には、次のグレードの溶接材料が使用されます。

2. ガス溶接は、フラックスを使用せず、溶加材として金属ワイヤーを使用し、アルゴンの保護環境で行われます。

3. エレクトロスラグ溶接はフラックスを使用して行われます。 ワイヤおよびプレート電極は、ベース合金の組成を考慮して選択されます。

4. 自動および半自動溶接は保護環境で行われます。 純粋なアルゴンまたはヘリウムが使用され、二酸化炭素がよく使用されます。 CO2 は高品質でなければなりません。 酸素と炭素の組み合わせが水素または窒素で過飽和になると、細孔が形成されます。

5.自動サブマージアーク溶接は、直径3〜5 mmの電極ワイヤを使用して実行されます。 半自動 - 1.2〜2 mm。 溶接は逆極性の直流電流で行われます。 溶接モードは大きく異なります。

6. 最も最適な方法はフラックス入りワイヤを使用した溶接です。 電流強度は200～600Aです。溶接は下向きで行うことを推奨します。
7. ガスシールド溶接には、不活性ガスと酸素または CO2 の混合物に加えて、二酸化炭素も使用されます。

厚さ2mm以下の接続製品。 不活性ガス雰囲気中でタングステン電極を使用して実施します。

アークの安定性を高め、溶接の形成を改善し、堆積金属の気孔率に対する感度を下げるには、混合ガスを使用する必要があります。

二酸化炭素雰囲気での溶接は、厚さ 0.8 mm を超える合金の作業を目的としています。 かつ2.0mm未満。 最初のケースでは消耗電極が使用され、2番目のケースではグラファイトまたはカーボンが使用されます。 電流の種類は一定で、極性は反転します。 この方法はスパッタリングのレベルが増加することを特徴とすることに注意してください。

中炭素鋼の溶接

中炭素鋼は、高い機械的特性が要求される場合に使用されます。 これらの合金は鍛造可能です。

冷間塑性変形によって製造される部品にも使用されます。 穏やかな性質を持っているため、機械工学で使用できます。

中炭素鋼の溶接技術

これらの合金は、低炭素鋼ほどには溶接されません。 これはいくつかの問題が原因です。

• ベース金属と蒸着金属の強度が同等ではない。
• 上級熱影響部に大きな亀裂や非延性構造が形成されるリスク。
• 結晶化欠陥の形成に対する耐性が低い。

ただし、これらの問題は、次の推奨事項に従うことで非常に簡単に解決できます。

• 炭素含有量の低い電極とワイヤーの使用。
• 溶接棒の溶着速度を高める必要があります。
• 母材の溶け込みを最小限に抑えるために、エッジを切断し、最適な溶接モードを設定し、フィラーワイヤを使用する必要があります。
• ワークピースの予備加熱およびそれに伴う加熱。

炭素鋼溶接技術は、上記の推奨事項に従えば、問題や困難は発生しません。

中炭素鋼の溶接の特徴

溶接前に、製品から汚れ、錆、油、スケール、その他の汚染物質を除去する必要があります。これらの汚染物質は水素の供給源となり、継ぎ目での気孔や亀裂の形成に寄与する可能性があります。 幅 10 mm 以内の端および隣接する領域は清掃の対象となります。 これにより、さまざまな種類の荷重下での接続の強度が保証されます。

溶接用に部品を組み立てるにはギャップを維持する必要があります。ギャップの幅は製品の厚さに依存し、1〜2 mmにする必要があります。 十分に溶接された材料を使用する場合よりも効果的です。

中炭素鋼製品の板厚が4mmを超える場合は端面カットが必要となります。

母材の溶け込みを最小限に抑え、最適なレベルの冷却を実現するには、溶接モードを正しく選択する必要があります。 選択が正しかったかどうかは、蒸着された金属の硬度を測定することで確認できます。 最適モードでは、350 HV を超えてはなりません。

責任ノードは 2 つ以上のパスで接続されます。 頻繁なアークの切断、母材の焼け（燃焼）、および母材上のクレーターの形成は許可されません。

重要な構造の溶接は、100 ～ 400°C の予熱を行って行われます。 部品の炭素含有量と厚さが高くなるほど、温度も高くする必要があります。

冷却はゆっくり行う必要があり、製品をサーモスタット内に置くか、断熱材で覆う必要があります。

中炭素鋼の溶接の種類

中炭素鋼の溶接はいくつかの方法で実行できますが、それについては以下で説明します。

1. 手動アーク溶接は、基本的なタイプのコーティングを施した電極を使用して実行され、溶着金属中の水素含有量が確実に低くなります。 ほとんどの場合、溶接者は炭素鋼の溶接に次の電極を使用します。

• ANO-7。
• ANO-8。
• ANO-9。
• OZS-2。
• UONI-13/45。
• UONI-13/55。
• UONI-13/65。

UONI 溶接材料の特殊コーティングにより、接合部の亀裂に対する耐性が向上し、継ぎ目の強度も確保されます。

次のニュアンスを考慮する必要があります。

• 横方向の動きの代わりに、縦方向の動きを実行する必要があります。
• クレーターを溶接する必要があります。そうしないと、亀裂が発生する危険性が高まります。
• 縫い目を熱処理することをお勧めします。

2. 薄板状炭素鋼のガス溶接はワイヤを用いた左溶接法で行われ、通常の溶接炎も使用されます。 アセチレンの平均消費量は 1 mm あたり 120 ～ 150 l/h です。 溶接される合金の厚さ。 結晶割れのリスクを軽減するには、炭素含有量が 0.2 ～ 0.3% 以下の溶接材料を使用する必要があります。

厚肉製品の接合には、生産性が高い右旋ガス溶接法を使用する必要があります。 アセチレンの計算も120〜150 l/hです。 作業領域の過熱を避けるために、流量を減らす必要があります。

炭素鋼のガス溶接には次の特徴もあります。

• 溶接池内の酸化の減少は、わずかに過剰なアセチレンを含む火炎を使用することによって達成されます。
• フラックスの使用はプロセスにプラスの効果をもたらします。
• 熱影響部の脆化を避けるため、200～250℃に予熱するか、その後600～650℃の温度で焼き戻しを行うことで冷却を遅くします。

溶接後、熱処理や鍛造を行うことも可能です。 これらの操作により、特性が大幅に向上します。

炭素鋼のガス溶接技術は、必要な機械的特性を備えた接合部を得るために開発されました。 したがって、演奏者はこれらの特有の特徴を考慮することが重要です。

3. 炭素鋼のサブマージ アーク溶接技術には、溶接ワイヤと溶融フラックス AN-348-A および OSTS-45 の使用が含まれます。 溶接は低電流値で行われます。 これにより、堆積した金属を必要なレベルのシリコンとマンガンで「飽和」させることができます。 これらの元素はフラックスから溶接金属に集中的に移行します。

この方法の利点: 高い生産性。 蒸着された金属は空気との相互作用から確実に保護され、 高品質接続。 スパッタリングが少なく、廃棄物による金属損失が減少するため、プロセスの効率が達成されます。 アークの安定性により、細かい薄片状の溶接表面が保証されます。

4. 実行者は、消耗品のない電極を使用したアルゴン アーク溶接法を使用することがよくあります。 この方法を使用して中炭素鋼を溶接する場合の主な難点は、母材のわずかな脱酸による気孔の形成を避けるのが難しいことです。 この問題を解決するには、析出物中の卑金属の割合を減らす必要があります。 これを行うには、炭素鋼をアルゴンで溶接するためのモードを正しく選択する必要があります。 溶接はストレート極性の直流電流で行われます。

電圧値は、1 パス溶接の場合は構造物の厚さに応じて設定され、マルチパス溶接の場合はビードの高さに基づいて 2.0 ～ 2.5 mm に基づいて設定されます。 おおよその電流インジケーターは次のように決定できます: 1 mm あたり 30 ～ 35 A。 タングステンロッド。

高炭素鋼の溶接

Zeller 655 電極を使用したバネからの鋼の溶接デモンストレーション

高炭素鋼の必要性は、修理作業、ばね、切断、穴あけ、木工およびその他の工具、高強度ワイヤーの製造、さらには高い耐摩耗性と強度が必要な製品の製造において発生します。

高炭素鋼の溶接技術

溶接は、原則として、150〜400℃までの予備加熱および同時加熱、およびその後の熱処理によって可能です。 これは、このタイプの合金が脆くなる傾向があり、高温および低温亀裂の影響を受けやすいこと、および溶接部の化学的不均一性によるものです。

ご参考までに！ 異種鋼に特殊な電極を使用する場合は、例外が発生する可能性があります。 以下の写真とキャプションをご覧ください。

• 加熱後はアニーリングを行う必要があり、製品の温度が20℃に下がるまでアニーリングを行う必要があります。
• 重要な条件は、ドラフト中および 5°C 未満の周囲温度では溶接が許容されないことです。
• 接続の強度を高めるには、溶接される金属から別の金属へのスムーズな移行を作成する必要があります。
• 狭いビードを使用して溶接し、各堆積層を冷却すると、良好な結果が得られます。
• 請負業者は、中炭素合金の接合に関して規定された規則にも従う必要があります。

今回のデモサンプル（スプリング、ヤスリ、ベアリング、 食品グレードのステンレス鋼）。 継ぎ目の品質に注意を払わない場合、溶接がプロの溶接工によって行われていない場合、写真は「溶接不可能な」鋼の溶接がかなり可能であることを確認します。

高炭素鋼の溶接の特徴

作業面は、錆、スケール、機械的凹凸、汚れなど、さまざまな種類の汚染物質を除去する必要があります。 汚染物質が存在すると、細孔が形成される可能性があります。

高炭素鋼で作られた構造物は、構造を正常化するために空気中でゆっくりと冷却する必要があります。

重要な製品を 400°C に予熱すると、必要な強度を達成できます。

高炭素鋼の溶接の種類

1. 最良の選択肢溶接プロセスは、コーティングされた電極を使用した手動アーク溶接で実行されます。 高炭素鋼の加工には、多くの特有の特徴があります。 したがって、高炭素鋼の溶接は、NR-70などの特別に設計された電極を使用して実行されます。 溶接は逆極性の直流電流で行われます。

2. このタイプの合金の接合にはサブマージ アーク溶接も使用されます。 作業領域にフラックスを手作業で均一に塗布するのは非常に困難です。 したがって、ほとんどの場合、自動技術が使用されます。 溶けたフラックスは緻密なシェルを形成し、有害な大気要因による溶接池への影響を防ぎます。 サブマージアーク溶接では、変圧器が使用されます。 交流電流。 これらのデバイスを使用すると、安定したアークを作成できます。 この方法の主な利点は、スパッタリングが少ないため、金属の損失が少ないことです。

ガス溶接法は推奨されないことに注意することが重要です。 このプロセスは、大量の炭素が燃焼することを特徴とし、その結果、溶接の品質に悪影響を与える硬化構造が形成されます。

ただし、通常の構造物を溶接する場合には、この方法の使用は可能です。 接続は通常の炎または弱火で行われ、その出力は 1 時間あたり 90 m3 のアセチレンを超えません。 製品は300℃まで加熱する必要があります。 溶接は左手法で行われるため、金属が溶融状態にある時間と過熱時間を短縮できます。

ステンレス鋼と炭素鋼の溶接

耐食鋼と炭素鋼の溶接は、異種材料を接合する代表的な例です。

製品を約600℃の温度に予備加熱および同時に加熱すると、より均一な構造の継ぎ目を得ることが可能になります。 作業後は熱処理を行う必要があります。これは亀裂の形成を避けるのに役立ちます。 ステンレス鋼と低炭素鋼の溶接には、実際には溶接棒を使用する 2 つの方法が使用されます。

• 高合金鋼電極またはニッケルベースの電極が溶接シームを埋めます。
• 低炭素鋼製品の端部を合金電極で溶接し、次にクラッド層、ステンレス鋼の端部をステンレス鋼用の特殊電極で溶接します。

ステンレス鋼や炭素鋼の溶接もアルゴンアーク法で行うことができます。 ただし、このテクノロジーが使用されるのは非常にまれで、特に重要な構造を扱う場合にのみ使用されます。

請負業者は、不活性ガスの保護環境で金属電極を使用した半自動溶接を使用して接続を行うこともできます。

炭素鋼および合金鋼の溶接

炭素鋼および低合金鋼の溶接および表面仕上げは、タイプ E42 および E46 の電極を使用して実行されます。

電気アーク法を使用した炭素鋼および合金鋼の溶接は、溶接金属に必要な機械的特性と耐熱性を備えた電極材料を使用して実行されます。

電極 TsL-39

主な問題は、低温亀裂の形成を防ぐための熱影響部の硬化です。 この問題を解決するには、次のものが必要です。

• 冷却を遅くするには、製品を 100 ～ 300°C の温度に加熱する必要があります。
• 単層溶接の代わりに多層溶接を使用します。この場合、冷却されていない前の層の上の小さなセクションで溶接が実行されます。
• 電極とフラックスを焼成します。
• 接続は逆極性の直流で行われます。
• 延性を高めるために、製品は溶接直後に 300°C で焼き戻しを行う必要があります。

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§ 75. 低合金鋼の溶接

合金鋼は、低合金（合金元素の合計が 2.5% 未満）、中合金（2.5 ～ 10%）、高合金（10% 以上）に分けられます。 低合金鋼は、低合金低炭素鋼、低合金耐熱鋼、低合金非炭素鋼に分けられます。

いくつかのグレードの低合金鋼の機械的特性と化学組成を表に示します。 33.

33. 特定の化学組成を有する低合金低炭素鋼の機械的性質

低合金低炭素構造用鋼の炭素含有量は 0.22% を超えません。 合金に応じて、鋼はマンガン（14G、14G2）、シリコンマンガン（09G2S、10G2S1、14GS、17GSなど）、クロム-シリコン-マンガン（14KhGSなど）、マンガン-窒素-バナジウム（ 14G2AF、18G2AF、18G2AFpsなど）、マンガン-オニオブ（10G2B）、クロム-シリコン-ニッケル-銅（10HSND、15HSND）など

低合金低炭素鋼は、輸送工学、造船、水力工学、パイプ製造などで使用されます。低合金鋼は、GOST 19281 ～ 73 および 19282 ～ 73 および特殊規格に従って供給されます。 技術仕様.

低合金耐熱鋼は、高い使用温度での強度を向上させる必要があります。 耐熱鋼は蒸気発電所の製造に最も広く使用されています。 耐熱性を高めるためにモリブデン(M)、タングステン(B)、バナジウム(F)を配合し、耐熱性を確保するために金属表面に緻密な保護膜を形成するクロム(X)を配合しています。

低合金、中炭素 (炭素 0.22% 以上) の構造用鋼は、通常は熱処理された状態で機械工学に使用されます。 低合金中炭素鋼の溶接技術は、中合金鋼の溶接技術と似ています。

低合金鋼の溶接の特長。 低合金鋼は、低炭素構造用鋼よりも溶接が困難です。 低合金鋼は、溶接中の熱の影響により敏感です。 低合金鋼のグレードによっては、溶接中に溶接継手の熱影響部に硬化組織や過熱が形成される場合があります。

熱影響を受けた金属の構造は、その化学組成、冷却速度、および微細構造と粒子サイズが変化する適切な温度に金属が保持される時間の長さに依存します。 加熱により亜共析鋼でオーステナイトが得られ（図 100）、その後鋼がさまざまな速度で冷却されると、鋼の臨界点が減少します。

米。 100. 低炭素鋼オーステナイトの等温（一定温度での）分解の図: A - 分解の開始、B - 分解の終了、A1 - 鋼の臨界点、Mn と Mk - オーステナイトの変態の開始と終了マルテンサイト; 1、2、3、4 - さまざまな構造の形成による冷却速度

低い冷却速度では、パーライト構造 (フェライトとセメンタイトの機械的混合物) が得られます。 高い冷却速度では、オーステナイトは比較的低温で部品構造に崩壊し、ソルビトール、トルースタイト、ベイナイトの構造が形成され、非常に高い冷却速度ではマルテンサイトが形成されます。 最も脆弱な構造はマルテンサイトであるため、低合金鋼を溶接する場合、冷却中にオーステナイトがマルテンサイトに変態することは許されません。

溶接中の鋼、特に厚い鋼の冷却速度は、空気中での金属の通常の冷却速度を常に大幅に超えており、その結果、合金鋼の溶接時にマルテンサイトが形成される可能性があります。

溶接中の硬化マルテンサイト組織の形成を防ぐには、製品の加熱や多層溶接の使用など、熱影響部の冷却を遅らせる措置を適用する必要があります。

製品の使用条件によっては、過熱が許容される場合があります。つまり、低合金鋼で作られた溶接継手の熱影響部の金属粒子が拡大することがあります。

製品の使用温度が高い場合、耐クリープ性（高温での製品の経時的変形）を高めるには、溶接継手の組織を粗粒にする必要があります。 ただし、非常に粗い粒子を含む金属は延性が低下するため、粒子サイズは一定の制限まで許容されます。

製品を低温で動作させる場合、クリープが解消され、強度と延性が向上するきめの細かい金属組織が必要になります。

低合金鋼の溶接では、低炭素構造用鋼の溶接材料と比較して、炭素、硫黄、リンなどの有害元素の含有量が少ない被覆電極などの溶接材料が選択されます。 低合金鋼は結晶割れが非常に発生しやすいため、これにより溶接金属の結晶割れに対する耐性を高めることができます。

低合金鋼の溶接技術。 低合金低炭素鋼 09G2、09G2S、10HSND、10G2S1、および 10G2B は、溶接中に硬化せず、過熱する傾向がありません。 これらの鋼の溶接は、低炭素鋼の溶接条件と同様の任意の熱条件下で実行されます。

同等の接続強度を確保するために、E50A タイプの電極を使用して手動溶接が行われます。 熱影響部の硬さや強度は母材とほとんど変わりません。

フラックス入りワイヤとシールドガスを使用して溶接する場合、溶接金属の強度特性がE50Aタイプの電極で得られる強度と同等となるように溶接材料を選択します。

低合金低炭素鋼 12GS、14G、14G2、14KhGS、15KhSND、15G2F、15G2SF、15G2AF は、溶接中に硬化微細構造を形成し、溶接金属と熱影響部が過熱する可能性があります。 溶接継手の冷却速度を下げるために必要な比較的高い入熱で溶接を実行すると、硬化構造の数が急激に減少します。 しかし、溶接中の金属冷却速度の低下は、これらの鋼の炭素含有量の増加により、溶接金属および熱影響を受けた金属の結晶粒粗大化（過熱）を引き起こします。 これは、鋼 15ХСНД、14ХГС に特に当てはまります。 鋼 15G2F、15G2SF、および 15G2AF はバナジウムと窒素で合金化されているため、熱影響部で過熱する傾向が少なくなります。 したがって、これらの鋼のほとんどの溶接は、低炭素鋼の溶接よりも狭い熱条件の限界に限定されます。

溶接モードは、多数の硬化微細構造や金属の強い過熱が発生しないように選択する必要があります。 これにより、少なくとも-10°Cの周囲温度で、制限なく任意の厚さの鋼を溶接することが可能になります。 低温の場合は 120 ～ 150°C への予熱が必要ですが、-25°C 以下の温度では、焼き入れ鋼で作られた製品の溶接は禁止されています。 大きな過熱を防ぐために、15KhSND および 14KhGS 鋼の溶接は、低炭素鋼の溶接と比較して、入熱を減らして (より小さい直径の電極を使用して、より低い電流値で) 実行する必要があります。

これらの鋼を溶接する際に母材と溶接継手の強度を同等にするためには、E50A または E55 タイプの電極を使用する必要があります。

低合金中炭素鋼 17GS、18G2AF、35ХМ などの溶接技術は、非合金鋼の溶接媒体の技術と似ています。

世界で最も消費されている金属は鋼ですが、実際、鋼は金属ではなく、鉄と炭素の合金です。 現在、世界で生産される鉄鋼の総量は年間15億トンを超えています。 鋼は炭素鋼と合金鋼に分けられ、合金鋼は、製造プロセス中にさまざまな元素が鋼に添加されるという事実によって区別されます（たとえば、耐食性を高めるためにニッケル、耐食性を高めるためにマンガン） 強度特性など)、特別なプロパティを与えます。 炭素鋼は溶接に最もよく使用されます。炭素含有量が 0.3% 未満の低炭素鋼があり、あらゆる溶接に適しています。含有量が 0.3 ～ 0.6% の中炭素鋼は溶接プロセスには適しません。しかし、より強いが延性が低い高炭素鋼は最も強いですが、相対伸びが低く、溶接プロセスには最も適していません。 それらは炭素含有量が異なり、したがって化学的および物理的特性が異なります。

低炭素鋼は構造用鋼の大きなグループに属します。 炭素含有量は 0.3% 以下であり、その割合が非常に低いため、次のような特性があります。

• 高い可塑性と弾性;
• 溶接プロセスに最適です。
• 高い衝撃強度。

このブランドは、金属の継ぎ目に脆い構造や気孔が形成される可能性があるため、溶接プロセスに悪影響を与える炭素が構造中にほとんど含まれていないため、溶接が非常に簡単であるという事実により、建設現場で広く使用されています。 、それが失敗につながります。 また、柔軟性が高いため、部品はコールドスタンピングを使用して製造されます。

炭素鋼の溶接

あらゆるグレードの鋼を溶接できます。 ただし、金属の種類ごとに独自の溶接技術があります。 炭素鋼の溶接技術は、次のような要件を満たす必要があります。

• 全長に沿った縫い目の強度の均一な分布。
• 溶接欠陥がないこと、継ぎ目にさまざまな亀裂、細孔、溝などがあってはならない。
• 縫い目の寸法と幾何学的形状は、関連する GOST 5264-80 に規定されている基準に従って作成する必要があります。
• 溶接構造の振動安定性。
• 水素と炭素の含有量が低い電極の使用。これは継ぎ目の品質に悪影響を与える可能性があります。
• 構造は強くて堅固でなければなりません。

したがって、この技術は可能な限り効率的である必要があります。つまり、高い強度と信頼性を確保しながら最高のプロセスパフォーマンスを提供する必要があります。

溶接金属と溶接継手の機械的特性は、化学組成である微細組織に完全に依存し、また溶接モードと溶接前後に行われる熱処理によっても決まります。

低炭素鋼：溶接技術

上で述べたように、低炭素鋼は溶接プロセスに最適です。 追加のフラックスを使用せずに、酸素アセチレン炎中でのガス溶接を使用して溶接できます。 金属線を添加剤として使用します。 水素は気孔を形成する可能性があり、溶接プロセスに悪影響を与える可能性があります。 この問題を防ぐために、少量のカーボンを含む溶加材を使用して溶接を行うことをお勧めします。

溶接プロセスの後、機械的特性を改善するために構造を熱処理する必要があります。延性と強度は同じになります。 溶接構造の熱処理は、製品を一定の温度（約 400 度）に加熱し、保持し、さらに空気中で冷却する正規化操作によって実行されます。 その結果、組織が均一化され、金属中の炭素がセメンタイトの形で粒内に拡散し、組織が均一になる。

ガス溶接は、中性環境を作り出すアルゴンの存在下で行われます。 アルゴン環境で溶接される構造には、より重要な目的があります。

低炭素鋼の溶接は手動で行うことができますが、そのような材料のアーク溶接には 正しい選択電極。 電極を選択するときは、欠陥のない均一な溶接構造を確保するために、次の要素を考慮する必要があります。 溶接プロセスを実行する前に、電極を準備するために電極を焼成する必要があります。 今後の作業、水素を除去します。 低炭素鉄合金の溶接は正確かつ迅速に行う必要があり、プロセスを開始する前に金属部品を準備する必要があります。

ミディアムカーボンの溶接

0.3% ～ 0.55% の中炭素含有量の鋼部品の溶接手順は、炭素量が増えると溶接に悪影響を与える可能性があるため、低炭素部品に比べて難しくなります。 炭素は冷間脆性限界、つまり低温での破壊を低下させ、強度と硬度を高めますが、溶接部の延性を低下させます。

溶接には炭素含有量の少ない電極が使用されており、強力な接続が保証されます。

高炭素鋼の溶接

炭素含有率が 0.6% ～ 0.85% と高い鋼は、溶接が非常に困難です。 この場合、ガス溶接は使用できません。プロセス中に炭素が大量に燃え尽き、硬化組織が形成され、溶接の品質が低下するためです。 この場合、アーク溶接を使用するのが最適です。

要件

炭素鋼を溶接する場合、最大パラメータを達成するには、次の要件を満たす必要があります。

• 不必要な欠陥を避けるために、溶接電極とワイヤの炭素含有率は低い必要があります。
• 高温の影響で金属の炭素が溶接部に移行しないようにする必要があります。このため、Forte E71T-1、Bars-71 など、平均炭素含有量以上の鋼の溶接にワイヤが使用されます。 。 これらのタイプは、炭素含有量が 0.3% を超える鋼の溶接に最適です。
• 溶接プロセスを実行するときは、耐火物の形成に寄与するフラックスを追加する必要があります。
• その後の熱処理により継ぎ目の化学的不均一性を低減します。
• 電極を焼成する、水素含有量の低い電極を使用するなどして、水素含有量を低減します。

特徴

炭素鋼溶接の次の特徴にも注意する必要があります。

• この作業を実行する前に、溶接される材料の錆、機械的凹凸、汚れ、スケールを徹底的に除去する必要があります。 これらの汚染物質は溶接部に亀裂を形成する原因となります。
• 炭素鋼で作られた溶接構造は、構造を正常化するために空気中でゆっくりと冷却する必要があります。
• 溶接プロセスを実行する場合、重要な部品は最大約 400 度の予熱が必要です。加熱の助けを借りて、必要な継ぎ目の強度が確保されます。この場合も、いくつかのアプローチで溶接を実行できます。

したがって、炭素鋼の溶接プロセスは主に炭素含有量に依存します。 したがって、どのようなコンテンツを考慮して適切なものを選択する必要があります 技術計画長く使える高品質で耐久性のある製品を手に入れるために。

溶接規則と次の追加ガイドラインに厳密に従えば、中炭素鋼構造をうまく溶接できます。 突合せ、コーナー、および T ジョイントでは、接続される要素を組み立てるときに、溶接の横方向の収縮がより自由に発生し、結晶亀裂が発生しないように、GOST によって提供されるギャップをエッジ間に維持する必要があります。 また、鋼板厚5mm以上からは突合せ継手で端面を切断し、何層にも重ねて溶接を行っております。 溶接電流が減少します。

高炭素鋼の溶接

VSt6、45、50、60 グレードの高炭素鋼や、炭素含有量が最大 0.7% の鋳造炭素鋼の溶接はさらに困難です。 これらの鋼は主に鋳物や工具の製造に使用されます。 それらの溶接は、350〜400℃の温度への予備および同時加熱、およびその後の加熱炉での熱処理によってのみ可能です。 溶接する場合は、中炭素鋼の規則に従う必要があります。このプロセスについては以下で説明します。

高炭素鋼の溶接技術

各層を冷却しながら狭いビードや小さな領域を溶接すると、良好な結果が得られます。 溶接完了後は熱処理が必要です。

中炭素鋼の溶接

炭素含有量が 0.28 ～ 0.37% および 0.27 ～ 0.45% 含まれる中炭素鋼グレード VSt5、30、35、および 40 の溶接は、炭素含有量が増加すると鋼の溶接性が低下するため、より困難になります。

鉄筋コンクリート鉄筋に使用されるVSt5psおよびVSt5spグレードの中炭素鋼は、ライニングとの接合時にバス法および従来の延長継目により溶接されます（図16.1）。 溶接の場合、接続されたロッドの端を準備する必要があります。低い位置で溶接する場合はカッターまたは鋸で切断し、垂直溶接する場合は切断します。 さらに、溶接または接合部を 10 ～ 15 mm 超える長さまで接合部で洗浄する必要があります。 溶接は、延長ビードシーム用の電極 E42A、E46A、および E50A を使用して実行されます。 気温がマイナス30℃まで下がると、力を増やす必要があります。

米。 16.1. 鉄筋コンクリート補強の溶接継手： a - バスルーム。 1 - 水平。 2 - 垂直。 b - 縫合糸

温度が 0°C から 3°C ごとに低下すると、溶接電流は 1% ずつ増加します。 さらに、接合棒を接合部から 90 ～ 150 mm の長さで 200 ～ 250 °C に予熱し、接合部をアスベストで包み、溶接後の冷却速度を下げる必要があります。バス溶接の場合は、接合部が 100 °C 以下に冷却されるまで、成形要素を取り外さないでください。

周囲温度が低い場合 (-30 ～ -50 °C)、特別に開発された溶接技術を使用する必要があります。この技術では、特別な温室で補強接合部や溶接の予備および同時加熱とその後の熱処理が行われます。

中炭素鋼グレード VSt5、30、35、および 40 で作られた他の構造物の溶接は、同じ追加指示に従って実行する必要があります。 線路の接合部は通常、補強接合部と同様に、予熱とその後の徐冷を伴う浴溶接を使用して溶接されます。 これらの鋼で作られた他の構造物を溶接する場合、予備および補助加熱、およびその後の熱処理を使用する必要があります。

電極

溶接は、逆極性の直流電流を使用して直径 4 ～ 5 mm 以下の電極を使用して実行されます。これにより、母材の端の溶融が少なくなり、その結果、母材の端の溶融の割合が減り、母材の C 含有量が低くなります。溶接金属。 溶接には電極 E42A、E46A、または E50A が使用されます。 鋼電極棒には炭素がほとんど含まれていないため、電極棒を溶解して少量の中炭素母材と混合すると、溶接部には 0.1 ～ 0.15% の炭素しか存在しません。

この場合、溶接金属は溶融皮膜によりMn、Siと合金化され、母材と同等の強度となる。 厚さ 15 mm を超える金属の溶接は、ゆっくりと冷却するために「スライド」、「カスケード」、または「ブロック」で行われます。 予備加熱および付随加熱が使用されます（次の「カスケード」または「ブロック」を溶接する前の120〜250℃の温度での定期的な加熱）。 厚さ 15 mm 以下の鋼グレード VSt4ps、VSt4sp および鋼 25 で作られ、剛性コンポーネントのない構造は、通常、加熱せずに溶接されます。 他の場合には、予備加熱および補助加熱、さらにはその後の熱処理が必要となります。 アークは、将来の継ぎ目の位置でのみ点灯します。 未溶接のクレーターやベースから蒸着金属への鋭い移行部、アンダーカットや継ぎ目の交差があってはなりません。 地金にクレーターを作ることは禁止されています。 アニーリングローラーは多層継ぎ目の最後の層に適用されます。