フラックスの診断

Jul 11, 2023

FCAW を使用した 1 パスのステンレス鋼溶接が検査で不合格になるのはなぜですか? David Meyer と Rob Koltz は、これらの失敗の原因を詳しく調査します。 ゲッティイメージズ

Q: 湿った環境にある乾燥機システム内の溶接スチール スクレーパーを修理しています。 当社の溶接部は、気孔、アンダーカット、溶接部の亀裂が原因で検査に合格しません。 当社では、耐摩耗性を向上させるために、アルゴン 75%/二酸化炭素 25% を含む直径 0.045 インチの全姿勢フラックス入り 309L を使用して A514 から A36 を溶接しています。

炭素鋼の電極を使用しようとしましたが、溶接部の磨耗が早すぎるため、ステンレスの方が性能が良いことがわかりました。 すべての溶接は平らな位置で 3/8 インチで行われます。時間に非常に制約があるため、すべての溶接は 1 回のパスで行われます。 溶接が失敗する原因は何でしょうか?

A: ご提供いただいた情報に基づいて、いくつかの懸念事項があることがわかりました。

アンダーカットは通常、溶接パラメータが仕様から大きく外れているか、不適切な溶接技術、またはその両方が原因で発生します。 溶接パラメータについては不明なのでコメントできません。 1F 位置で発生するアンダーカットは、通常、過剰な溶接溜まりの操作や、速すぎるまたは遅すぎる移動速度によって発生します。

溶接工は 3/8 インチを堆積しようとしているため、 小径のフラックスコアワイヤを使用してシングルパスで隅肉溶接を行う場合、溶接ガンの過度の操作の可能性が部分的に原因である可能性があります。 ただし、これはテクニックの問題というよりも、仕事に間違ったツールを使用しているケースのように思えます。その理由は次のとおりです。

気孔は、溶接接合部の不純物、シールドガスの損失または過剰、フラックス入りワイヤの過剰な吸湿によって発生します。 これは湿ったメディアの乾燥機内の修復作業であるとのことですが、溶接接合部が完全に洗浄されていない場合、これがポロシティの主な原因である可能性があります。

使用している溶加材は全極フラックスコアワイヤであり、これらのワイヤタイプには急速凍結スラグシステムが備わっています。 これは、垂直または頭上で溶接するときに溶接溜まりをサポートするために必要です。 急速凍結したスラグの欠点は、その下に溶けた溶接溜まりができる前に固まってしまうことです。 ガスがまだ放出されている場合、多くの場合、ガスは捕らえられ、後で多孔性または表面の虫跡として現れます。 この問題は、アプリケーションのように、小径のワイヤを使用して平坦な位置で溶接し、大きな溶接を 1 回のパスで成膜しようとするとさらに大きくなります。

溶接の開始時と終了時に発生する溶接の亀裂は、いくつかの原因によって発生する可能性があります。 小さな直径のワイヤを使用して大きな溶接ビードを配置しているため、溶接の根元で融解不足 (LOF) が発生している可能性があります。 高い残留溶接応力とルート部の LOF により、溶接割れがよく発生します。

このワイヤ径の場合、3/8 インチを完成するには 2 回または 3 回のパスを使用する必要があります。 すみ肉溶接は 1 つではありません。 欠陥のある 1 パス溶接を行ってから修復を行うよりも、欠陥なしで 3 パス溶接を行う方が早いと思われる場合があります。

ただし、溶接部の亀裂においてより大きな役割を果たしている可能性があるもう 1 つの問題は、溶接部のフェライト レベルが正しくないことであり、これが亀裂の主な原因となることがよくあります。 309L ワイヤは、炭素鋼と炭素鋼ではなく、ステンレス鋼と炭素鋼を溶接するために開発されました。 この製品の特定の溶接化学反応では、両方の母材からの母材の希釈も考慮されています。 したがって、ステンレスから炭素鋼への応用では、ステンレスからの一部の合金のピックアップが化学的なバランスをとり、許容可能なフェライト価を生成するのに役立ちます。 312 や 2209 など、約 50% のフェライトを含む溶加材を使用すると、低フェライトによる亀裂の可能性がなくなります。

優れた耐摩耗性を実現する最良の方法は、標準的なカーボンまたはステンレス鋼の電極を使用して接合部を溶接し、その後硬化電極の層を追加することです。 ただし、非常に厳しい時間制約があり、マルチパス溶接シナリオは不可能であると述べました。