二保溶接における片面溶接で両面成形を行うのは難しいが、一体どこが難しいのだろうか？

超硬合金溶接片面溶接で両面成形を行うことは、かなり難易度が高い。溶接工程において、溶接電流の設定が適切かどうかは、最終的な溶接品質これに影響を与えるだけでなく、溶接電圧が適切であるかどうかも、最終的な調理の仕上がりには大きな影響を及ぼします。

隙間3～4mm

電流・電圧

現場での溶接実習

溶接電流を大きくすると、生産効率が向上し、溶け込み深さが増加しますが、一方でアンダーカットが発生しやすくなり、溶け落ち現象を引き起こすこともあります。その結果、被溶接物の変形が増大し、溶接スパッタの量も増加するほか、気孔が発生しやすくなります。垂直溶接を行う場合、溶融池の制御が難しく、溶接ビードの隆起が生じやすくなります。

溶接電流が小さい場合、アークが不安定になり、その結果、溶け込み深さが浅くなるため、溶け込み不足や溶着不良といった欠陥が生じやすくなります。

溶接電流の適切な値は、板の厚さ、接合部の形状、溶接位置、使用する溶接ワイヤの種類、溶接ワイヤの直径などを総合的に考慮して決定する必要があります。このように検討すべきです。

溶接速度も溶接品質に極めて重要な影響を及ぼす。

溶接速度が速すぎると、溶融池の温度が適正なレベルに達せず、その結果、溶け込み不足や溶着不良、さらには溶接ビードの形状不良といった一連の欠陥が生じやすくなります。

溶接速度が遅すぎると、高温状態が長引くことになり、その結果、熱影響部の幅が拡大する。また、溶接継手の結晶粒が粗大化し、機械的特性が低下するほか、被溶接物の変形量も増大するため、溶接部にとって極めて好ましくない。

溶接層数の選択も、溶接部の品質に一定の影響を与える。

低炭素鋼や強度が比較的低い低合金鋼を多層溶接する場合、各層の厚さが過大になると、溶接金属の塑性（主に冷間曲げ特性として現れる）に悪影響を及ぼすことになる。

二層溶接の場合、1層あたりの溶接厚さが厚すぎると、溶接作業が困難になり、スパッタも多くなり、金属の溶着状態も悪くなります。しかし、1層あたりの厚さが薄すぎてもいけません。そうすると、溶接ビードの両側の溶着不良を招くことになりますよね。

一般的に、各層の厚さは3～5mmとするのが望ましい。

溶接ワイヤの突出長とは、溶接ワイヤがノズルから被溶接物に届くまでの距離を指します。

溶接工程において、溶接ワイヤの突出長さが増加すると、予熱状態にある溶接ワイヤの抵抗値が急激に上昇し、溶融速度も速まるため、溶接速度を向上させることができる。

溶接ワイヤの突出長さが長すぎると、ワイヤが過熱し、断続的に溶断してしまう。その結果、溶接工程が不安定になり、スパッタが増加する。さらに、溶接ビードの形状も悪化し、同時にガスによる溶融池への保護作用も弱まってしまいます。

逆に、溶接電流が増大すると、短絡の発生頻度が高まり、さらにノズルと被溶接材との距離が絶えず縮まっていくため、飛散した金属片がノズルを詰まらせ、ガスによる保護が妨げられ、最終的に気孔が発生することになる。

経験上、溶接ワイヤの突出長は、ワイヤ径の約10倍程度が適している。

CO2ガスの流量は、溶融池の保護効果に直接影響を与える。

溶接電流が大きく、溶接速度が速く、かつワイヤの突出長さが長い場合、それに応じてガス流量も大きくなります。逆に、これらの条件が揃わない場合は、ガス流量は小さくなります。

周囲の環境において、空気が流動している場合は、ガスの流量を増やす必要があります。空気の流動による影響が顕著な場合は、溶接作業を中止しなければなりません。

溶融池の体積が大きすぎると、片面溶接による両面成形において制御が困難になる。仰け反り姿勢での溶接では凹みが生じやすく、盛り上がりを作ることができない。横姿勢での溶接では垂れ下がりが生じやすく、立姿勢での溶接では溶接ビードの隆起が生じやすい。

溶け込みの深さは、溶接溝の両側0.5～1mmの範囲であれば適切である。深すぎると作業が難しくなり、溶接ビードの隆起が生じやすくなる。逆に浅すぎると、裏面の成形が保証できなくなる。

溶接ビードの裏面幅と余高を決定するのは溶融孔の大きさであり、一般的には、溶融孔の直径がギャップより1～2ミリメートル大きい程度が適切である。

溶接中に溶け穴が異常に大きいことに気付いた場合、それは溶融池の温度が高すぎることを意味します。この時は速やかにアークを消し、アーク消弧時間を適度に延長して溶融池の温度を下げた後、通常の溶接を再開してください。

溶融孔が小さすぎる場合は、溶接速度を落とす必要があります。適切な溶融孔が形成されて初めて、通常の溶接を行うことができます。

二層溶接の連続アーク溶接で下地溶接を行う際、溶融孔が大きすぎる場合は、溶接トーチを溶融孔から離れた後方へと動かして、溶融池の前端の温度を下げるようにします。一方、溶融孔が小さすぎる場合は、その逆の操作を行います。

充填層

溶接前に、下地溶接層のスパッタやスラグを取り除き、凹凸がある部分は研磨して平らにする。

フィラービードの溶接を行う際、溶接トーチの横方向の振れ幅は、下地溶接に比べてやや大きくなる傾向がある。同時に、溶接トーチを溝の一方から他方へと振るときは、ビードが凸状になるのを防ぐため、その速度を少し速める必要がある。

アークは2つの面取り部分で一定時間留まり、これにより十分な溶け込み深さを確保するとともに、溶接ビードが平坦な状態を保ち、適度な凹みを形成するようにする。

肉盛溶接を行う際、溶接ビードの高さは母材より約1.5～2mm低く設定します。これにより、溝の両側のエッジが溶融されることがなく、被覆溶接の際に溝の状態を明確に確認できるため、被覆溶接の土台をしっかりと築くことができます。

表層

溶接を行う前に、肉盛溶接によって生じたスパッタやスラグをきれいに除去し、凹凸がある箇所は研磨して平らにする必要があります。この際、トーチの振幅は肉盛溶接を行うときよりも大きくなります。

鋸歯状に揺れながら作業する際は、振幅を一定に保ち、一定の速度で上昇または前進するように注意する。溝の両側の溶融状況を観察し、溶融池の縁が溝の両側面のエッジからはみ出していることを確認してください。ただし、はみ出し量は2mmを超えないようにし、ビードの食い込みや溶接ビードの隆起を防ぐようにしてください。

ノズルの高さとアーク消弧を同時に制御し、アークピット亀裂や気孔の発生を防ぐ。

注意：

二保溶接において、片面溶接で両面成形を行う下地溶接を行う際、溶接終了部の肉厚が比較的厚くなるため、この状態では直接継手溶接を行うことは適していない。

したがって、アークを再点火して溶接を再開する前に、前の溶接ビードの終端部分の肉盛りを削り、傾斜面になるように研磨し、その後、その傾斜面の頂点でアークを点火する。 アークを点火した後、アークを傾斜の底辺に向かって均一かつ安定して移動させ、同時に均一に振ります。