スパイラル鋼管の溶接部に発生しやすい欠陥

溶接部で発生しやすい欠陥は、スパイラル鋼管空気穴、熱亀裂、アンダーカットなどが含まれます。

スパイラル鋼管溶接部の気孔は、管の気密性に影響を与え、配管の漏れを引き起こすだけでなく、腐食の誘発点となり、溶接部の強度と靭性を著しく低下させます。溶接部に気孔が発生する要因としては、フラックス中の水分、汚れ、酸化スケール、鉄粉、溶接組成と被覆厚さ、鋼板の表面品質、鋼板の端板処理、溶接工程、鋼管成形工程などが挙げられます。

フラックス組成。溶接部に適切な量のCaF2とSiO2が含まれている場合、反応して大量のH2を吸収し、安定性の高いHFを生成します。HFは液体金属に不溶性であるため、水素気孔の形成を防ぎます。

気泡。気泡の多くは溶接ビードの中心部に発生します。主な原因は、溶接金属中に水素が気泡の形で潜んでいることです。したがって、この欠陥を解消するための対策は、まず溶接ワイヤと溶接部の錆、油、水、水分などを除去することです。そして、フラックスをよく乾燥させて水分を除去する必要があります。さらに、電流値を上げ、溶接速度を下げ、溶融金属の凝固速度を遅くすることも効果的です。

フラックスの堆積厚さは通常25〜45mmです。フラックスの粒子サイズは大きく密度は小さいため、堆積厚さは最小値とし、回収したフラックスは使用前に乾燥させる必要があります。硫黄割れ（硫黄に起因する割れ）。硫黄偏析帯の強い板（特に軟沸点鋼）を溶接する場合、硫黄偏析帯の硫化物が溶接金属に入り込み、割れが発生します。その理由は、硫黄偏析帯に融点の低い硫化鉄が存在し、鋼中に水素が存在するためです。したがって、このような事態を防ぐために、硫黄含有偏析帯の少ないセミキルド鋼またはキルド鋼を使用することも効果的です。第二に、溶接面とフラックスを洗浄して乾燥させることも必要です。

鋼材表面処理。巻戻しやレベリング時に剥がれ落ちる酸化鉄スケールなどの異物が成形工程に混入するのを防ぐため、鋼板表面洗浄装置を設置する必要があります。高温割れ。サブマージアーク溶接では、溶接ビード、特にアーク開始点と消弧点に熱割れが発生する可能性があります。このような割れを防止するため、通常、アーク開始点と消弧点にバッキングプレートを設置し、コイル突合せ溶接の端部では、螺旋状の鋼管を反転させてステッチ溶接に溶接します。高温割れは、溶接応力が高い場合、または溶接金属のSiが高い場合に最も発生しやすくなります。

鋼板のエッジ処理。鋼板エッジには、気孔の発生を抑えるため、錆やバリを除去する装置を設置する必要があります。清掃装置は、エッジフライス盤とディスクカッターの後ろに設置します。装置は、片側に調整可能な隙間を持つ2つのアクティブワイヤーホイールで構成され、鋼板エッジを上下に押し付けます。溶接スラグの巻き込み。溶接スラグ巻き込みとは、溶接金属に残留する溶接スラグのことです。

溶接形態。溶接シームの成形係数が小さすぎると、溶接シームの形状が狭く深くなり、ガスや介在物が浮き上がりにくくなり、気孔やスラグ介在物が発生しやすくなります。一般的に、溶接成形係数は1.3～1.5に制御され、厚肉スパイラル鋼管の場合はこの値が、薄肉鋼管の場合は最小値が採用されます。溶け込み不良。内外の溶接金属の重なりが不十分で、場合によっては溶け込みが不完全です。この状態は溶け込み不良と呼ばれます。

二次磁場を低減する。磁気偏向の影響を低減するために、溶接ケーブルのワークピースへの接続位置は、溶接端子からできるだけ離して配置し、溶接ケーブルの一部がワークピース上で発生する二次磁場を回避する必要があります。アンダーカット。アンダーカットとは、溶接端面において、溶接中心線に沿ってV字型の溝が現れることです。アンダーカットは、溶接速度、電流、電圧などの条件が不適切な場合に発生します。中でも、溶接速度が高すぎると、電流が適切でない場合よりもアンダーカット欠陥が発生する可能性が高くなります。

職人技。溶接速度を適切に下げるか、電流値を上げることで、溶融池金属の結晶化速度を遅らせ、ガスを逃がす必要があります。ブリッジの形状が維持されるため、ガスの逃がしが困難になります。