ステンレス鋼管の溶接に関する5つのヒント

ステンレス鋼は耐食性が高いため、重要な配管用途によく使用されます。しかし、不適切な溶接は配管の耐食性を低下させる可能性があります。金属の耐食性を維持するために、溶接に関する以下の5つのヒントに従ってください。ステンレス鋼管.

ヒント1：低炭素フィラー金属を選択する

ステンレス鋼を溶接する際には、微量元素の含有量が少ない溶接金属を選択することが重要です。微量元素とは、溶接金属の製造に使用される原材料に残留するアンチモン、ヒ素、リン、硫黄などの元素です。これらの元素は、材料の耐食性に大きな影響を与える可能性があります。

ヒント2：はんだ付けの準備と適切な組み立てに注意する

ステンレス鋼を扱う際、適切な接合部の準備と組み立ては、入熱を制御し、材料特性を維持するために不可欠です。部品間の嵌合が不均一であったり隙間があると、トーチが長時間同じ位置に留まり、隙間を埋めるためにより多くの溶加材が必要になります。この熱の蓄積により、影響を受けた部分が過熱し、部品の完全性が損なわれる可能性があります。さらに、嵌合不良は、必要な溶接の溶け込みと隙間の閉鎖を実現することを困難にします。ステンレス鋼部品の嵌合は、可能な限り完璧に近い状態にしてください。
さらに、この材料を扱う際には清潔さが非常に重要です。溶接部にわずかな汚染物質や汚れが付着しただけでも、最終製品の強度と耐食性を低下させる欠陥の原因となります。溶接前に下地を洗浄する際は、ステンレス鋼専用のブラシを使用してください。炭素鋼やアルミニウムには使用しないでください。

ヒント3：温度とフィラーメタルによる感作の制御

鋭敏化を防ぐには、溶加材を慎重に選定し、入熱量を制御することが不可欠です。ステンレス鋼を溶接する場合は、低炭素溶加材の使用が推奨されます。ただし、特定の用途では、強度を確保するために炭素が必要となる場合もあります。特に低炭素溶加材が入手できない場合は、入熱量を制御することが不可欠です。

ヒント4: シールドガスが耐食性に与える影響を理解する

ガスタングステンアーク溶接（GTAW）は、ステンレス鋼管の溶接において従来から用いられてきた方法です。この方法では、溶接部の裏面の酸化を防ぐため、通常、アルゴンガスによるバックパージが行われます。しかし、ステンレス鋼管ではワイヤー溶接法がますます普及しつつあります。様々なシールドガスが材料の耐食性にどのような影響を与えるかを理解することが重要です。
ガスメタルアーク溶接（GMAW）プロセスを用いてステンレス鋼を溶接する場合、従来はアルゴンと二酸化炭素、アルゴンと酸素、または3種の混合ガス（ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素）が用いられます。これらの混合ガスは、主にアルゴンまたはヘリウムを含み、二酸化炭素含有量は5%未満です。二酸化炭素は溶融池に炭素を供給し、鋭敏化のリスクを高める可能性があるためです。ステンレス鋼のGMAWには、純アルゴンの使用は推奨されません。
ステンレス鋼用フラックス入りワイヤは、従来のアルゴン75%と二酸化炭素25%の混合ガスで使用するように設計されています。フラックスには、溶接中にシールドガスからの炭素汚染を防ぐ成分が含まれています。

ヒント5: さまざまなプロセスと波形を考慮する

ガスメタルアーク溶接（GMAW）プロセスの発展により、ステンレス鋼のチューブやパイプの溶接はより簡素化されました。一部の用途ではガスタングステンアーク溶接（GTAW）プロセスが依然として必要な場合もありますが、高度なワイヤープロセスは、多くのステンレス鋼用途において、同等の品質とより高い生産性を実現できます。
GMAW 規制金属堆積法 (RMD) で作られたステンレス鋼の内径 (ID) の溶接は、外径 (OD) の対応する溶接と同様の品質と外観を備えています。
ミラー社のRMD（Regulated Metal Deposition）は、改良された短絡GMAWプロセスであり、特定のオーステナイト系ステンレス鋼用途においてバックパージを不要にします。特に大口径パイプにおいては、バックパージを伴うGTAWと比較して、時間とコストを節約できます。RMDルートパスに続いて、パルスGMAWまたはフラックス入りアーク溶接のフィラーパスとキャップパスを実施できます。
RMDプロセスは、精密に制御された短絡金属移行を用いて、穏やかで安定したアークと溶接プールを生成します。この技術は、コールドラップや溶融不足の発生を低減し、スパッタを最小限に抑え、パイプルートパスの品質を向上させます。また、精密に制御された金属移行は、均一な溶滴堆積を確保し、溶接プールの制御を容易にし、入熱と溶接速度のより適切な管理を可能にします。
従来とは異なるプロセスは溶接生産性を向上させる可能性があり、RMDを用いることで6～12インチ/分の溶接速度を実現できます。パルスGMAWプロセスは、部品に追加の熱を加えることなく生産性を向上させることで、ステンレス鋼の性能と耐食性を維持するのに役立ちます。さらに、プロセスへの入熱量が少ないため、基材の変形を抑制するのにも役立ちます。
このプロセスは、従来のジェットパルス供給よりもアーク長が短く、アークコーンが狭く、入熱量も少なくて済みます。さらに、閉ループプロセスであるため、アークドリフトやチップとワークピース間の距離変動が実質的に排除されます。この技術は、原位置溶接と外位置溶接の両方において、溶融池の制御を簡素化します。フィラーパスとキャップパスにパルスGMAWを使用し、ルートパスにRMDを使用することで、単一のワイヤとガスで溶接プロセスを完了できるため、プロセス切り替え時間を削減できます。