溶接は、さまざまな分野で使用できる重要な手順です。しかし、最新の技術と設備を使用していても、溶接工は作業の品質に悪影響を与える可能性のある溶接の課題に頻繁に直面する必要があります。溶接構造の信頼性、強度、耐久性を高めるには、これらの問題を特定して対処する必要があります。
この投稿では、最も典型的で複雑な溶接の問題、その根本原因、および潜在的な解決策について説明します。さらに、これらの問題を防止し、溶接プロジェクトの成功を保証するためのベストプラクティスも紹介します。溶接の世界があなたを待っています。さあ、始めてください!
一般的な溶接の問題の解決
溶接は金属から何かを作る上で重要なステップです。しかし、溶接はさまざまな問題を引き起こす可能性があります。同様に、適切な技術がなければ、さまざまな問題が発生する可能性があります。ここでは、溶接機でよくある問題とその解決策について説明します。
飛び散る
溶融材料は、溶接アークの近くで形成されると、液滴、つまり「スパッタ」を形成します。これは、GMAW またはガス メタル アーク溶接でよく見られる問題です。この問題の一般的な原因は、電流が多すぎる、極性が間違っている、またはガス シールドが不十分であるなどです。溶接工は、スパッタを減らすためにいくつかの予防策を講じることができます。スパッタは、トーチとプレートの角度を上げ、溶接電流を下げることで減らすことができます。シールド ガスの極性、種類、および流量も再確認する必要があります。最後に、ガス ノズルを清掃することでスパッタを減らすことができます。
気孔率
窒素、酸素、または水素が溶融した溶接プールに吸収され、その後凝固中に放出されると、溶接金属に閉じ込められ、多孔性を引き起こします。さらに、プレートの端の水分、腐食、グリース、または塗料が多孔性の溶接につながる可能性があります。また、空気を挟んだ狭い隙間で溶接を行った場合や、ガスシールドが不十分な場合にも発生する可能性があります。溶接の多孔性は、再ベーキング、新しい溶接消耗品の使用、プレートの端を清潔で乾燥した状態に保つことで回避できます。溶接トーチに漏れがないか確認し、トーチとプレートの角度が適切である必要があります。溶接機のガスノズルを清潔に保つことも、実行できるもう 1 つの予防策です。
アンダーカット
アーク電圧が高すぎたり、アーク時間が長すぎたりすると、アンダーカットが発生する可能性があります。電極を異なる角度で使用したり、プレートの厚さが厚すぎる場合にも発生することがあります。アンダーカットは、移動速度が速すぎる場合にも発生することがあります。これを防ぐには、溶接速度に注意し、ウィービングの量を監視し、可能な限り電極を垂直プレートから離してください。最後に、溶融金属が大きすぎると、アンダーカットが発生する可能性があります。したがって、可能な限り小さい電極を使用することをお勧めします。
変形
溶接された金属は、冷えて固まると収縮し、変形することがあります。これは、薄いビードが多すぎる場合、事前のクランプが不十分な場合、または溶接順序を目的の溶接に対してより最適なものにする必要がある場合に発生する可能性があります。ジョイントの両側から溶接し、ジョイントの中心から外側に向かって反対方向に溶接するようにしてください。大きな電極でしっかりとクランプします。変形が発生した場合は、ジョイントを移動するか、溶接の順序を入れ替える必要があります。溶接パスの数を減らすことも、歪みを防ぐためのもう 1 つの方法です。
ひび割れ
溶接には、時間の経過とともに拡大する可能性のある亀裂という課題があります。亀裂を修復するには、空間を材料で埋めるだけでは不十分です。亀裂を削り取り、新しい溶接を行うことで問題を解決できます。亀裂は、予防するよりも修復する方が困難です。プレートの端を削り、やすりがけし、洗浄し、バリ取りしてぴったりとフィットさせることは、亀裂を防ぐために不可欠です。接合部は、両側を適切な温度まで再加熱する必要があります。溶接を開始する前に、機械の設定を確認して、十分な熱があることを確認する必要があります。
完全な融合と浸透の欠如
ルート溶接がジョイントの片側で融合しない場合、ルートの融合が不完全になります。ルーフのどちらかの側のジョイントが離れると、ルートは完全に貫通できません。アークが電極ワイヤまたはロッドを燃焼すると自動的に溶接が堆積する消耗電極技術では、これらの問題が発生しやすくなります。MAG、MIG、MMA、SAW、FCAW などの溶接方法は、このカテゴリに分類されます。ルートギャップの幅とほぼ同じ直径の電極を使用すると、これらの問題を軽減できます。溶接中は速度を落とし、プレートの端の間を縫うように進むのが最適です。
スラグの含有物
小さなフラックス粒子が溶接金属内に閉じ込められ、スラグの混入を引き起こし、金属の完全な浸透を妨げます。 フラックスコーティングされた消耗品を機能的に維持することが、この問題を回避する最も簡単な方法です。 まず、電流、電圧、アークがすべて許容範囲内であることを確認します。
電信送金が正しく行われなかった
この問題が発生すると、ピストル ケーブルがカタカタと音を立てることがあります。これは通常、適切にセットアップする必要がある、メンテナンスが怠られている、または溶接工が作業に対して大きすぎるチップを使用しているときに発生します。不適切なワイヤ配分を防ぐために、溶接前にドライブ ローラーとガイド チューブが互いに近いことを確認し、チップに摩耗や損傷がないか検査してください。
弱い溶接
もろくて溶接部が保持されないことも、よくある溶接の問題です。電極が適切にコーティングされていたり、適切なサイズであったりすると、溶接部がもろくなることがあります。代わりに、シールドアーク電極を使用し、電流量を制限し、溶接部を複数回通して、柔軟な接合部を確保します。
溶接における重要な安全要件
では、どうすれば自分自身を保護できるのでしょうか? 安全に溶接するためのガイドラインをいくつか紹介します。
ガスや煙に対する予防措置を講じる
職場の適切な換気は、煙やガスを制御するために不可欠です。溶接煙やガスに対処する場合、一部の企業は作業員にファン、排気システム、またはフードを提供します。
潜在的に危険な物質を扱う溶接作業者は、呼吸器を使用する必要があります。作業環境が原因で呼吸に問題がある場合は、すぐに管理者に伝えてください。
感電を避けるための安全対策を講じる
感電は即座に深刻な傷害を引き起こす可能性があるため、溶接工が学ぶべき最も重要な領域の 1 つです。
感電を防ぐために、溶接作業者は溶接を始める前に必ず電極ホルダーの状態を確認する必要があります。また、手袋の状態を確認し、金属電極ホルダーの近くに皮膚や湿った衣服が触れないようにし、地面や溶接する金属との間に必ず乾いた絶縁材を使用する必要があります。
機器を確認する
溶接を始める前に、専門家はツールが正しく接地され、正常に機能していることを確認します。事故の可能性をさらに減らすために、最も経験豊富な溶接工であっても、機器の定期的なメンテナンス チェックを実施し、ワイヤーの擦り切れやホースの漏れなどの摩耗の兆候がないか確認する必要があります。
昨日まで正常に動作していた機械が今日も正常に動作し続けると想定するのはやめてください。機械が完璧な状態であると想定せず、再度使用する前に確認してください。
乱雑さを防ぐ
溶接火災や爆発の主な原因の 1 つは、作業エリアが乱雑であることです。溶接アークの火花は最大 35 フィートまで飛ぶことがあるため、可燃性物質のない清潔な作業エリアを確保することが重要です。
常に整理整頓を保ち、物は元の場所に戻してください。作業スペースには、現在のタスクを完了するために必要な材料とリソースのみを保管してください。
周囲に注意してください
溶接を始める前に周囲を見回してください。作業する場所のレイアウトをよく知っておくと、生産性と安全性が向上します。さらに、火災警報器、砂バケツ、消火器、出口など、緊急時に消火に必要なその他のアイテムをすべて記憶しておく必要があります。
常に適切な個人用保護具を使用してください
適切な個人用保護具 (PPE) を選択することは、溶接工としての安全にとって非常に重要です。ここでは、溶接工が常に手元に置いておくべき個人用保護具 (PPE) を簡単に説明します。
- 騒音レベルが 85 dB 以上のまま 8 時間以上続くと予想される場合は、耳栓を継続的に使用する必要があります。
- 目と顔を保護するために、安全ゴーグル、フェイスシールド、場合によってはヘルメットが使用されます。
- 高温や放射線にさらされた場合の保護具には、耐火性アウターウェア、手や前腕を保護する手袋、溶接用フードやゴーグルなどがあります。
- 煙除去装置と呼吸器は、溶接作業者が有毒ガスを吸い込むのを防ぎます。
- 火花や熱から身を守るために、足首より十分に長い革靴を履いてください。ズボンの裾が履物を覆うようにしてください。
ストレスによる怪我を避ける
溶接は実地作業なので、安全対策を講じなければ怪我をするリスクがあります。常に適切な持ち上げ方をし、一日を通して休憩を取り、体を休め、ストレッチをしてください。溶接工の中には反復性ストレス障害を発症するリスクのある人もいます。これは彼らを守るのに役立ちます。
厳格な安全対策を講じる
溶接工として、自分と同僚が常に注意を払うようにするのはあなたの責任です。職場で潜在的な安全上の問題を報告することは、全員にとって最善の利益です。さらに、職場の安全性について懸念がある場合は、遠慮せずに声を上げてください。
勉強を続ける
技術の進歩により、溶接業界は常に変化し、発展しています。メーカーが新しい機器をリリースし、新しい方法が導入されるにつれて、最新のベストプラクティスを把握しておくことは、能力と安全性を確保するために不可欠です。
溶接準備手順
戦略を立てる
溶接準備の成功には、計画が不可欠です。計画がなければ、一見単純なプロジェクトに飛び込んでしまい、多くの要素がコストのかかる遅延、追加段階、やり直しにつながる可能性があることに気付くことになります。問題が発生した場合、戦略を立てておくと、手っ取り早い方法を取る誘惑に負けずに済むかもしれません。
ベベル、カット、フィット
戦略を決定したら、通常はベース材料の切断、取り付け、面取りが、金属を溶接する準備の次の段階になります。クリーンアップを完了するのにかかる時間は、最初の切断にどれだけの労力をかけたかに比例します。
切断は、切断ホイールやプラズマ/トーチ カッターなど、さまざまな機械や手動器具を使用して行うことができます。どちらの形式にも欠陥があります。
最初のカットは最も重要なので、できるだけきれいで、まっすぐで、均一にカットしてください。直角グラインダーを使用して手作業でカットすると、他の方法に比べて低コストで持ち運びが簡単で、メンテナンスもほとんど必要ありません。ただし、きれいでまっすぐなカットを行うには、かなりの経験と専門知識が必要です。
溶接する 2 つの部品の間に明確で均一な空間があると、溶接はより強く均一になります。その結果、使用するフィラー金属が少なくなり、時間とコストを節約できます。
準備を整えて表面を拭き取る
材料を切断して面取りした後、最初の溶接パスを開始できます。溶接を開始する前に、適切な溶接の溶け込みを促進し、多孔性、不純物、および介在物を除去するために、ベース材料からミルスケール、化学物質、汚染物質、およびコーティングを除去する必要があります。継ぎ目の両側で 1 インチ以内の表面を必ず拭き取ってください。
一部のステンレス鋼やその他の合金を洗浄するには、研磨剤の代わりにアセトンとワイヤー ブラシを使用できます。ワイヤー ブラシを使用すると、粉体塗装、塗料、ゴム、錆などの薄いコーティング層をすばやく効率的に除去できます。
表面洗浄に研磨剤を使用する必要がある場合は、除去したいものが何であるかをよく考えてください。必要な場合にのみ、溶接準備のために粗いオプションから始めてください。研削ホイールとフラップ ディスクは、厚いコーティングとミル スケールを除去するのに優れています。
最適なグリットレベルを選択する
一般的に、より粗い研磨剤を使用すると、より速い結果が得られると考えられています。より粗く、より強力な研磨剤を使用すると、材料の除去が速くなりますが、これは場合によっては望ましいことではありません。
研磨剤が粗すぎると、材料が失われすぎたり、表面が損傷したりする可能性があります。除去される量が多すぎると、製造されたアイテムが設計要件に適合しなくなる可能性があります。また、傷のパターンが粗いと、肉眼で表面の欠陥やひび割れを見つけるのが難しくなります。研磨剤が細かいほど、材料を除去する効果は低くなります。ただし、生産性を高め、仕上げ時間を短縮し、手直しの必要性をなくす可能性があります。
最も信頼性の高い溶接を行うには、一定の材料と壁の厚さを使用するのが最適です。研磨剤が強すぎると、表面が削られたり、切り取られたりする可能性があります。
適切な研磨プロファイルを決定する
研磨プロファイルによって、長所と短所が異なります。
ワイヤーホイールは、ストレスに対してはるかに耐久性があり、転がる表面を傷つけません。下地の金属を傷つけないため、金属表面の洗浄やコーティングの剥離に最適です。研磨材は、不要な金属を切断したり削り取ったりするために使用されます。ただし、研磨材の製造方法により、粒子の間にコーティングやベース材料が多すぎると、研磨材の切断効率が低下する可能性があります。
結論
溶接はさまざまな分野で使用できる重要な手順ですが、さまざまな問題を引き起こす可能性があります。これには、スパッタ、気孔、アンダーカットが含まれます。スパッタは、トーチとプレートの角度を上げ、溶接電流を下げることで減らすことができます。気孔は、再ベーキング、新しい溶接消耗品の使用、プレートの端を清潔で乾燥した状態に保つことで回避できます。アンダーカットは、アーク電圧が高すぎる、アーク時間が長すぎる、または移動速度が速すぎる場合に発生することがあります。
溶接には、変形、亀裂、完全な融合と溶け込みの欠如、スラグの混入、ワイヤの正しい供給不足などの課題があります。これらの問題を防ぐには、ジョイントの両側から溶接し、大きな電極でしっかりとクランプし、ジョイントの中心から反対方向に溶接します。亀裂は、亀裂を研磨して新しい溶接を行うことで修正できます。完全な融合と溶け込みの欠如は、ルートギャップの幅とほぼ同じ直径の電極を使用することで回避できます。スラグの混入は、機能的なフラックスコーティングされた消耗品を維持することで回避できます。
溶接工は、ガスや煙に対する予防措置を講じ、感電を避けるための安全対策を講じ、機器の磨耗や損傷を点検し、作業エリアを乱雑にしないでください。これらの予防措置は、ガタガタという音、溶接部の弱さ、不適切なワイヤ配分、脆い溶接部の防止に役立ちます。安全を確保するために、溶接工はガスや煙に対する予防措置を講じ、感電を避けるための安全対策を講じ、溶接を始める前に電極ホルダーを点検し、機器の定期的なメンテナンス点検を実施する必要があります。溶接工は、周囲に注意し、適切な個人用保護具を使用し、ストレスによる怪我を避け、厳格な安全対策を講じ、最新のベストプラクティスを把握し、溶接準備を成功させるための戦略を立てる必要があります。作業するエリアのレイアウトを認識し、火災警報器、砂バケツ、消火器、出口、および消火に必要なその他のアイテムを覚えておくことが重要です。
溶接工は、足首より十分に長い革靴を履き、ストレスによる怪我を避け、厳格な安全対策を講じ、勉強を続け、溶接の準備を成功させるための戦略を立てる必要があります。母材の切断、取り付け、面取りは、金属を溶接する準備を整える上で最も重要なステップです。直角グラインダーは、切断ホイールやプラズマ/トーチ カッターに代わる、低コストで持ち運びやすく、メンテナンスの手間も少ない代替品です。材料を切断して面取りしたら、最初の溶接パスを開始できます。ミルスケール、化学物質、汚染物質、コーティングを除去するには、アセトンとワイヤー ブラシで表面を拭き取ります。
このテキストで最も重要な詳細は、さまざまな研磨プロファイルの利点と欠点です。粗い研磨材は厚いコーティングやミルスケールを除去するのに使用できますが、細かい研磨材を使用すると、生産性が向上し、仕上げ時間が短縮され、やり直しの必要性がなくなります。ワイヤーホイールは金属表面の洗浄やコーティングの剥離に最適ですが、研磨材は、粒子の間にコーティングやベース材料が多すぎると切削効率が低下する可能性があります。
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