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異なる肉厚のステンレス鋼ティーを溶接する場合、一般的なステンレス鋼ティー溶接の注意事項に加えて、以下の点に特に注意する必要があります。
溶接前
ベベル設計
肉厚差が大きい場合は、勾配ベベルや段付きベベルなど、特別なベベル形状を使用する必要があります。これにより、溶接中の熱が均等に分散され、溶接部のルートが適切に融合することが保証されます。たとえば、ティーの枝管の肉厚が薄く、主管の肉厚が厚い場合、主管のベベルに移行領域を機械加工して、主管側から枝管側へのベベル角度を徐々に小さくすることができます。これにより、溶接アークが厚いパイプ壁により良く作用し、薄いパイプ壁の過熱を回避できます。
角度、深さ、幅など、ベベルの寸法を計算し、溶接プロセス中に溶接部の品質が保証されるだけでなく、溶接フィラー材の量を最小限に抑え、溶接効率を向上させます。
予熱
肉厚差が大きく、材料が高強度ステンレス鋼または冷間割れに敏感なステンレス鋼の場合、溶接物を予熱する必要がある場合があります。熱放散が遅い厚い部分と、熱放散が速い薄い部分では、予熱により溶接中の温度差を減らし、溶接応力を低減し、亀裂などの欠陥を防ぐことができます。
予熱温度は、ステンレス鋼の材料、肉厚、および溶接プロセス評価に応じて決定する必要があります。一般的に100〜200℃程度です。加熱により、溶接物全体の温度が均一になるようにします。加熱炉、加熱テープなどの機器を使用して加熱できます。
溶接プロセス
溶接パラメータの調整
肉厚が異なるため、溶接熱の吸収と伝導も異なります。厚肉部分には、十分な溶け込み深さを確保するために、より大きな溶接電流と電圧が必要です。薄肉部分には、焼き付きを防ぐために、電流と電圧を適切に下げてください。たとえば、10mmの厚肉ステンレス鋼ティーと3mmの薄肉パイプを溶接する場合、厚肉の溶接電流を150〜200Aに設定し、薄肉を80〜120Aに調整することができます。
溶接速度も肉厚に応じて調整する必要があります。厚肉では、溶接金属が充填と融合するのに十分な時間を与えるために、溶接速度を適切に遅くすることができます。薄肉では、過熱を避けるために、溶接速度を上げて熱入力を減らします。
多層多パス溶接
厚肉部分には、多層多パス溶接が必要です。これにより、各溶接層の厚さを制御し、単一の溶接の過度の厚さによる内部欠陥を回避できるだけでなく、溶接部の組織特性を改善するのに役立ちます。各溶接層の厚さは、一般的に約3〜5mmに制御されます。
多層溶接を行う際には、層間の温度制御に注意してください。層間の温度が高すぎると、溶接金属の粒度が大きくなり、溶接部の機械的特性が低下します。通常、層間温度は150〜250℃に制御する必要があります。
各溶接後、溶接部の表面のスラグやスパッタをタイムリーに清掃し、溶接部に欠陥がないか確認する必要があります。欠陥がある場合は、タイムリーに修理してから、次の溶接に進みます。
溶接後
応力緩和
異なる肉厚のステンレス鋼ティーを溶接した後、肉厚の違いにより大きな溶接残留応力が発生するため、応力緩和処理が必要です。変形に対する厳しい要件がある一部の重要な構造物または機会には、高温焼鈍処理など、熱処理を使用して応力を除去できます。温度は一般的に600〜700℃程度で、保持時間は溶接物の厚さと材料によって決定されます。
大型部品を熱処理できない場合は、溶接残留応力を低減するために、振動エージングなどの方法を使用することもできます。溶接物に特定の周波数の振動を加えることで、溶接物内部の残留応力を解放し、均質化します。
溶接部の検査
溶接部の検査を強化します。従来の外観検査と非破壊検査に加えて、肉厚差が大きい部品については、溶接部と母材間の移行領域に焦点を当てる必要があります。応力集中や溶接欠陥が発生しやすいためです。超音波検査や放射線検査などの方法を使用して、溶接部の内部を包括的に検査し、溶接部の品質が要件を満たしていることを確認できます。
試験結果に基づいて、発見された欠陥を分析し、処理します。溶接欠陥が、未融合、スラグなど、肉厚の違いによって引き起こされた場合、溶接プロセスパラメータをターゲットを絞って調整し、欠陥がなくなるまで再溶接を行う必要があります。