鋼構造溶接の要件は何ですか？

鋼構造のサプライヤとして、私は鋼構造の全体的な品質と完全性において溶接が果たす重要な役割を直接目撃しました。それが電力分配、a鉄骨構造の工場建設、またはa鋼構造の建物、最終製品の安全性と耐久性を確保するためには、適切な溶接が不可欠です。このブログ投稿では、スチール構造溶接の主要な要件を掘り下げ、業界での長年の経験からの洞察を共有します。

材料の選択

成功した溶接プロジェクトの最初のステップは、適切な材料を選択することです。これには、鋼自体だけでなく、電極、ワイヤ、フラックスなどの溶接消耗品も含まれます。材料の選択は、溶接中の鋼の種類、使用する溶接プロセス、プロジェクトの特定の要件など、いくつかの要因に依存します。

スチールに関しては、意図したアプリケーションに適したグレードを選択することが重要です。異なるグレードの鋼は、異なる化学組成と機械的特性を持っているため、最終構造の溶接性と性能に影響を与える可能性があります。たとえば、高強度の低合金（HSLA）鋼は、優れた強度と重量の比率により、構造用途でよく使用されますが、最適な結果を達成するために特別な溶接技術と消耗品が必要になる場合があります。

スチールに加えて、溶接消耗品もベースメタルに合わせて慎重に選択する必要があります。消耗品には、溶接中の鋼と同様の化学組成と機械的特性、および溶接プロセスとの適切な溶接性と互換性が必要です。間違った消耗品を使用すると、溶接の品質が低い、割れ、強度の低下など、さまざまな問題が発生する可能性があります。

溶接プロセス

スチール構造溶接にはいくつかの異なる溶接プロセスがあり、それぞれに独自の利点と欠点があります。溶接プロセスの選択は、鋼の種類、材料の厚さ、ジョイント構成、目的の溶接品質などの要因に依存します。

鋼構造で最も一般的に使用される溶接プロセスには、以下が含まれます。

• シールドメタルアーク溶接（SMAW）：スティック溶接とも呼ばれるSmawは、さまざまなアプリケーションに適した用途の広く広く使用されている溶接プロセスです。フラックスでコーティングされた消耗品電極を使用して、電極とワークピースの間にアークを作成し、電極とベースメタルを溶かして溶接を形成します。 SMAWは比較的簡単に学習し、さまざまな位置で使用できますが、堆積速度が比較的低く、頻繁な電極の変化が必要になる場合があります。
• ガスメタルアーク溶接（GMAW）：Mig溶接としても知られるGMAWは、連続的なワイヤ電極とシールドガスを使用して溶接を汚染から保護する人気のある溶接プロセスです。 GMAWは堆積速度が高く、さまざまな金属と厚さを溶接するために使用でき、薄い材料と厚い材料の両方に適しています。ただし、より複雑なセットアップが必要であり、特定のポジションで使用がより困難になる場合があります。
• フラックスコードアーク溶接（FCAW）：GMAWと同様に、FCAWは連続線電極を使用しますが、電極にはシールドガスやその他の添加物を提供するフラックスが満たされています。 FCAWは堆積速度が高く、厚い材料の溶接や屋外または風の強い状態に適しています。また、より安定したアークを生成し、さまざまな位置で使用できます。
• 水没したアーク溶接（のこぎり）：SAWは、粒状フラックスを使用して溶接領域と連続線電極を覆い、アークを作成する高生産性溶接プロセスです。フラックスは溶接を汚染から保護し、安定したアークを提供し、高い堆積速度と優れた溶接品質を可能にします。 SAWは、厚い材料の溶接や、橋や圧力容器の建設など、高品質の溶接が必要な用途で一般的に使用されます。

溶接手順仕様（WPS）

溶接手順仕様（WPS）は、溶接パラメーター、使用する溶接消耗品のタイプ、および溶接前および後の治療など、特定の溶接プロセスの詳細な指示を提供するドキュメントです。 WPSは、溶接機が従わなければならない標準化された一連の手順を提供するため、一貫した高品質の溶接を確保するための不可欠なツールです。

WPSは、スチールの種類、溶接プロセス、ジョイント構成など、プロジェクトの特定の要件に基づいて開発する必要があります。また、一連のテストを通じて資格を取得して、必要な品質基準を満たす溶接を生成することを確認する必要があります。 WPSが資格を取得したら、溶接部が一貫して高品質であることを保証するために、溶接機が厳密に従う必要があります。

溶接機の資格

資格のあるWPSを持つことに加えて、溶接を行う溶接機は、高品質の溶接を生成するために必要なスキルと知識を確保するために資格を持たなければなりません。溶接機の資格には、通常、理論的トレーニングと実用的なテストの組み合わせが含まれ、WPSに従って溶接プロセスを実行する溶接機の能力を実証します。

溶接機の資格要件は、業界と特定のアプリケーションによって異なる場合があります。場合によっては、American Welding Society（AWS）など、認定された組織から認定を取得する必要がある場合があります。認定プログラムには、通常、筆記試験と溶接機の知識とスキルを評価するための実用的な溶接テストが含まれます。

溶接品質制御

溶接品質制御は、溶接が必要な品質基準を満たし、欠陥がないことを保証するため、鋼構造溶接プロセスの重要な部分です。材料の準備から溶接の最終検査まで、溶接プロセス全体を通して品質管理対策を実装する必要があります。

鋼構造溶接の主要な品質管理測定のいくつかは次のとおりです。

• 事前に歓迎された検査：溶接が始まる前に、WPSの要件を満たすように材料と関節の準備を検査する必要があります。これには、材料の清潔さ、ジョイントの適合、および部品のアライメントを確認することが含まれます。
• 溶接検査：溶接プロセス中に、WPSに従って生成されていることを確認するために、溶接を定期的に検査する必要があります。これには、溶接パラメーターのチェック、溶接の外観、および欠陥の存在が含まれます。
• 歓迎後の検査：溶接が完了した後、溶接を検査して、最終的な品質要件を満たしていることを確認する必要があります。これには、目視検査、超音波検査やX線撮影テストなどの非破壊検査（NDT）方法、および溶接部の強度と延性を評価するための機械的テストが含まれます。

環境上の考慮事項

鋼構造溶接の技術的要件に加えて、環境に関する考慮事項も考慮する必要があります。溶接は、煙、ガス、騒音など、さまざまな汚染物質を生成する可能性があり、労働者と環境の健康と安全に悪影響を与える可能性があります。

溶接の環境への影響を最小限に抑えるには、煙やガスを除去するための換気システムなどの適切な制御測定、騒音緩和措置、適切な廃棄物管理慣行を実装することが重要です。さらに、溶接装置は、製造業者の指示に従って維持および操作して、効率的かつ安全に動作していることを確認する必要があります。

結論

鋼構造溶接は、慎重な計画、適切な材料の選択と溶接プロセスの選択、および品質管理測定への厳密な順守を必要とする複雑で重要なプロセスです。このブログ投稿で概説されている要件に従うことにより、鋼構造が最高水準の品質と安全性に溶接されるようにすることができます。

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参照

• アメリカ溶接協会（AWS）。 AWS D1.1/D1.1M：2020、構造溶接コード - スチール。
• 国際溶接研究所（IIW）。高強度鋼の溶接に関するIIW推奨。
• 溶接ハンドブック、ボリューム1：溶接科学技術、第9版。