これは本当であるとは思えませんが、何が問題なのでしょうか?150 種類以上のステンレス鋼からほぼあらゆるものを作るには、通常、溶接が必要です。ステンレス鋼の溶接は複雑な作業です。これらの問題には、酸化クロムの存在、入熱の制御方法、使用する溶接プロセス、六価クロムの取り扱い方法、およびそれを正しく行う方法などが含まれます。
この材料の溶接と仕上げは難しいにもかかわらず、ステンレス鋼は依然として人気があり、多くの業界で唯一の選択肢となることもあります。溶接を成功させるには、安全な使用方法と各溶接プロセスをいつ使用するかを知ることが重要です。これがキャリアを成功させる鍵となる可能性があります。
では、なぜステンレスの溶接はこれほど難しい作業なのでしょうか?答えは、それがどのように作成されたかから始まります。軟鋼とも呼ばれる軟鋼は、少なくとも 10.5% のクロムを混合してステンレス鋼を製造します。添加されたクロムは鋼の表面に酸化クロムの層を形成し、ほとんどの種類の腐食や錆を防ぎます。メーカーは、最終製品の品質を変えるために鋼にさまざまな量のクロムやその他の元素を添加し、3 桁のシステムを使用してグレードを区別します。
一般的に使用されるステンレス鋼には 304 と 316 があります。これらの中で最も安価なのは 304 で、18% のクロムと 8% のニッケルを含み、車のトリムからキッチン用品まであらゆるものに使用されています。316 ステンレス鋼にはクロムが少なく (16%)、ニッケルが多く (10%) 含まれていますが、モリブデンも 2% 含まれています。この化合物は、316 ステンレス鋼に塩化物や塩素溶液に対するさらなる耐性を与え、海洋環境や化学および製薬産業に最適な選択肢となっています。
酸化クロムの層はステンレス鋼の品質を保証しますが、これが溶接工を非常に怒らせる原因です。この有用なバリアは金属の表面張力を高め、液体溶融池の形成を遅らせます。よくある間違いは、熱量が増えると水たまりの流動性が高まるため、入熱量を増やすことです。ただし、これはステンレス鋼に悪影響を与える可能性があります。熱が高すぎると酸化がさらに進み、母材の金属が歪んだり焼け落ちたりする可能性があります。自動車排気ガスなどの大規模産業で使用される板金と組み合わせると、これが最優先事項となります。
熱はステンレス鋼の耐食性を完全に破壊します。溶接部または周囲の熱影響部 (HAZ) が虹色に変わると、過剰な熱が使用されます。酸化ステンレス鋼は、淡い金色から濃い青、紫までの驚くべき色を生み出します。これらの色はわかりやすいイラストになりますが、一部の溶接要件を満たしていない可能性のある溶接を示している可能性があります。最も厳しい仕様では、溶接の着色は好まれません。
ステンレス鋼にはガスシールドタングステンアーク溶接 (GTAW) が最適であると一般に認められています。歴史的に見て、これは一般的な意味で真実でした。これは、原子力や航空宇宙などの業界で最高の品質基準を満たすために、芸術的な織物に大胆な色を取り入れようとするときにも当てはまります。しかし、最新のインバーター溶接技術により、ガスメタルアーク溶接 (GMAW) は自動化システムやロボットシステムだけでなく、ステンレス鋼生産の標準となっています。
GMAW は半自動ワイヤ供給プロセスであるため、高い蒸着速度を実現し、入熱の低減に役立ちます。プロの中には、溶接機のスキルよりも溶接電源のスキルに依存するため、GTAW よりも使いやすいと言う人もいます。これは議論の余地がありますが、最新の GMAW 電源のほとんどは、事前にプログラムされたシナジー ラインを使用しています。これらのプログラムは、ユーザーが入力した溶加材、材料の厚さ、ガスの種類、ワイヤの直径に応じて、電流や電圧などのパラメータを設定するように設計されています。
一部のインバータは、溶接プロセス全体を通じてアークを調整して、一貫して正確なアークを生成し、部品間のギャップを処理し、生産および品質基準を満たす高い移動速度を維持できます。これは特に自動溶接またはロボット溶接に当てはまりますが、手動溶接にも当てはまります。市場の一部の電源には、セットアップが簡単なタッチ スクリーン インターフェイスとトーチ コントロールが備わっています。
ステンレス鋼の溶接は複雑な作業です。これらの問題には、酸化クロムの存在、入熱の制御方法、使用する溶接プロセス、六価クロムの取り扱い方法、およびそれを正しく行う方法などが含まれます。
GTAW に適切なガスの選択は、通常、溶接テストの経験や用途によって決まります。タングステン不活性ガス (TIG) としても知られる GTAW は、ほとんどの場合、不活性ガス (通常はアルゴン、ヘリウム、または両方の混合物) のみを使用します。シールドガスまたは熱の注入が不適切であると、溶接が過度にドーム状またはロープ状になる可能性があり、これにより周囲の金属と混合できなくなり、見苦しいまたは不適切な溶接が生じます。それぞれの溶接に最適な混合物を決定するには、多くの試行錯誤が必要になる場合があります。GMAW 生産ラインの共有は、新しい用途での無駄な時間を削減するのに役立ちますが、最も厳しい品質が要求される場合には、依然として GTAW 溶接法が推奨される方法です。
ステンレス鋼を溶接すると、トーチを使用する人に健康上の危険が生じます。最大の危険は、溶接プロセス中に放出されるヒュームによってもたらされます。加熱されたクロムは六価クロムと呼ばれる化合物を生成しますが、これは呼吸器系、腎臓、肝臓、皮膚、目に損傷を与え、がんを引き起こすことが知られています。溶接工は常に呼吸マスクなどの保護具を着用し、溶接を開始する前に部屋が十分に換気されていることを確認する必要があります。
ステンレス鋼の問題は溶接が完了した後でも終わりません。ステンレス鋼は仕上げ工程でも特別な注意を必要とします。炭素鋼で汚染されたスチールブラシや研磨パッドを使用すると、酸化クロムの保護層が損傷する可能性があります。損傷が目に見えない場合でも、これらの汚染物質により、完成品が錆びやその他の腐食を受けやすくなる可能性があります。
Terrence Norris は、Fronius USA LLC、6797 Fronius Drive、Portage、IN 46368、219-734-5500、www.fronius.us のシニア アプリケーション エンジニアです。
Rhonda Zatezalo は、Crearies Marketing Design LLC、248-783-6085、www.crearies.com のフリーライターです。
最新のインバーター溶接技術により、ガス GMAW が自動システムやロボット システムだけでなく、ステンレス鋼生産の標準になりました。
WELDER は、以前は Practical Welding Today と呼ばれていましたが、私たちが毎日使用し、一緒に作業する製品を製造する実際の人々を表しています。この雑誌は、20 年以上にわたって北米の溶接コミュニティに貢献してきました。
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