電極の溶接効果に影響を与える主な要因は何ですか?

電極アーク溶接の溶接パラメータには、主に電極径、溶接電流、アーク電圧、溶接層数、電源の種類、極性などが含まれます。

1. 電極径の選定

電極直径の選択は、主に溶接部の厚さ、接合部の種類、溶接部の位置、溶接のレベルなどの要因によって決まります。溶接品質に影響を与えないことを前提として、労働生産性を向上させるために、一般的にはより大きな電極径を選択する傾向にあります。

厚みのある部品を溶接する場合は、より大きな直径の電極を使用する必要があります。平坦溶接の場合、使用する電極の直径を大きくすることができます。垂直溶接の場合、使用される電極の直径は 5 mm 以下です。水平溶接および頭上溶接では、使用される電極の直径は通常 4 mm 以下です。平行開先による多層溶接の場合、不完全溶け込み欠陥の発生を防ぐために、最初の溶接層には直径 3.2 mm の電極を使用する必要があります。通常の状況では、電極直径は溶接部の厚さに応じて選択できます (表 TQ-1 を参照)。

2. 溶接電流の選定

溶接電流の大きさは溶接品質や生産性に大きく影響します。電流が小さすぎるとアークが不安定になり、スラグの巻き込みや溶け込み不完全などの欠陥が発生しやすくなり、生産性が低下します。電流が大きすぎるとアンダーカットや焼き付きなどの不良が発生しやすくなり、スパッタも増加します。

したがって、電極アーク溶接で溶接する場合には、適切な溶接電流が必要です。溶接電流の大きさは主に、電極の種類、電極の直径、溶接物の厚さ、継手の種類、溶接スペースの位置、溶接レベルなどの要因によって決まります。その中で最も重要な要素は電極の直径と溶接スペースの位置です。一般的な構造用鋼の電極を使用する場合、溶接電流と電極径の関係は経験式 I=kd で決まります。

式中、Iは溶接電流(A)を表します。電極直径(mm)を表す。

k は電極の直径に関連する係数を表します (選択については表 TQ-2 を参照)。

また、溶接部の空間的位置も異なり、溶接電流の大きさも異なります。一般に、垂直溶接の電流は平坦溶接の電流より 15% ～ 20% 低くする必要があります。水平溶接および頭上溶接は平坦溶接に比べて電流が10%～15%低くなります。溶接厚さが厚く、電流の上限がかかる場合が多いです。

より多くの合金元素を含む合金鋼電極は、一般に電気抵抗が高く、熱膨張係数が大きく、溶接中の電流が大きいため、電極が赤くなりやすく、コーティングが早期に剥がれて溶接品質に影響を及ぼし、合金元素が焼けてしまいます。溶接が多いため、それに応じて電流が減少します。

3. アーク電圧の選択

アーク電圧はアーク長によって決まります。アークが長い場合、アーク電圧は高くなります。アークが短い場合、アーク電圧は低くなります。溶接工程において、アークが長すぎるとアーク燃焼が不安定になり、スパッタが増加し、溶け込みが低下し、外気が人体に侵入しやすくなり、気孔などの欠陥が発生します。したがって、アーク長は電極の直径以下であることが要求される、いわゆるショートアーク溶接である。酸性電極を使用して溶接する場合、溶接箇所の予熱や溶融池の温度を下げるために、アークを少し伸ばして溶接する、いわゆるロングアーク溶接が行われることがあります。

4. 溶接層数の選択

多層溶接は中厚板のアーク溶接によく使用されます。より多くの層は、特にコールドベンドコーナーの溶接部の可塑性と靭性を向上させるのに有益です。ただし、接合部の過熱や熱影響部の拡大による悪影響を防ぐ必要があります。さらに、層の数が増加すると、溶接部の変形が増加する傾向があります。したがって、総合的に考慮して決定する必要があります。

5. 電源の種類と極性の選択

直流電源はアークが安定しており、スパッタが少なく、溶接品質が良好です。一般的に重要な溶接構造物や剛性の大きい厚板の溶接に使用されます。

それ以外の場合は、交流溶接機の方が直流溶接機に比べて構造がシンプルで低コスト、使用やメンテナンスが容易なため、まずは交流溶接機の使用を検討してください。極性の選択は、電極の性質と溶接の特性に基づいて行われます。アーク内のアノードの温度はカソードの温度よりも高く、さまざまな溶接物の溶接には異なる極性が使用されます。

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