電気ガス溶接（EGW）とは何ですか？ 👨‍🏭

序章

電気ガス溶接は、MIG/MAGプロセスとFCAW溶接プロセスのバリエーションです。エレクトロスラグプロセスと同様に、エレクトロガス溶接では、保持シューを使用して溶接プールを垂直位置に閉じ込めます。

保護雰囲気の形成と金属の移動は、MIG/MAGプロセスと同じです。

追加の保護は、外部ソースからガスまたはガスの混合物を注入することによって使用される場合と使用されない場合があります。

エレクトロガスプロセスの機械的側面はエレクトロスラグプロセスのそれと類似しており、一度開始されると、溶接が完了するまで続きます。

電気ガスプロセスで溶接がどのように発生するか

溶接は通常、シングルパスで行われます。

操作の開始のために、ワイヤー、中実または管状の形の消耗電極が、溶接される部品の面取りの面および保持シューによって形成された空洞に供給される。電気アークは、電極とジョイントの下部にあるプレートの間で始まります。
アークの熱は、ベベル面と連続的に供給される電極を融合させます。

溶融溶加材と母材からの溶融金属は、アークの下に溶融池を形成し、固化します。

電極は、熱と溶加材をより均一に分散させるために、特に厚い接合部では、接合部全体で水平方向に振動することができます。

溶接が固化すると、一方または両方のシューが溶接ヘッドとともに上昇し、溶接を続行します。の軸は垂直ですが、溶接位置はフラット位置で、垂直変位があります。

多くの場合、エレクトロスラグとエレクトロガス溶接を区別するのが困難です。覚えやすくするために、エレクトロガスの名前には「ガス」が含まれており、エレクトロスラグのGMAWのようなものであることを忘れないでください。

溶接装置

エレクトロスラグ溶接の基本的な設備は、従来のエレクトロスラグ溶接と同様です。基本的な違いは、シールドガスが必要な場合にアークと溶融金属プールからシールドガスを導入することです（フラックス入りワイヤを使用した電気ガス溶接では、シールドガスは必ずしも必要ではありません。

基本的に、エレクトロガス溶接のコンポーネントは次のとおりです。

• 直流電源
• 溶融はんだを収容するための水冷式靴。
• 溶接ガン;
• 給餌装置;
• 溶接時にガンを振動させるメカニズム。
• 使用時にシールドガスを供給する装置。

典型的な電気ガス溶接システムでは、エネルギーの形態を除いて、必須のコンポーネントは、溶接の進行に続いて垂直に上向きに移動する単一のアセンブリ（溶接ヘッド）に組み込まれます。水流、保持シューの水平方向の圧力、溶接ガンのスイング、ワイヤーフィーダー、および垂直方向の動きの制御デバイスは、エレクトロスラグ溶接プロセスで使用されるものと同様です。

電源

電源は、定電圧タイプまたは定電流タイプのいずれかです。定電圧ユニットを使用する場合、垂直変位は手動で、または溶融池の上昇の高さを検出する光電セルなどのデバイスによって制御できます。

可変電圧（定電流）、可変変位（定電流）などの電源では、電気アークを変化させることで垂直変位を制御できます。

ワイヤーフィーダー

これは、自動MIG/MAGおよびFCAWプロセスで使用されるものと似ています。フィーダーは、電極を高速で供給し、その真っ直ぐな端をとることによってワイヤーを真っ直ぐにすることができなければなりません。

溶接ガン

電気ガス溶接用の溶接ガンは、MIG/MAGおよび平板状ワイヤ溶接の場合と同じ機能を実行します 。

電極を接合ギャップの目的の位置に導き、溶接電流を電極に伝達します。また、アプリケーションによっては、電極とアークの周囲にシールドガスを供給します。

エレクトロガスガンとMIG/MAG溶接またはフラックス入りワイヤの主な違いは、ガンのノズルがこの狭い開口部に適合しなければならないため、シート間のルート開口部に平行な寸法の制限です。ピストルの幅は、適切な水平移動ができるように、多くの場合10mmに制限されています。

保持靴

エレクトロスラグ溶接と同様に、溶接プールを保持するために靴が使用されます。通常、溶接が進むにつれて両方の靴が上に移動します。一部の溶接では、シューの1つが固定ガスケットである場合があります。

溶接プールが靴の銅を取り込むのを防ぐために、これらは溶けないように水で冷却されます 。

消耗品の種類と機能–電極とガス

電気ガス溶接で使用される電極には、次の2種類があります。

• 管状ワイヤー（内部流れとして）;
• 単線;

どちらのタイプの電極も商業的に使用されています。AWS A 5.26仕様は、炭素鋼および低合金鋼を溶接するためのこれらの電極の要件をカバーしています。

フラックス入りワイヤで鋼を溶接する場合、CO2が一般的に使用されるシールドガスです。通常、80％のアルゴンと20％のCO2の混合物は、固体電極を備えた鋼の溶接に使用されます。

一部の管状電極は自己シールドタイプです。フラックスが溶融すると、溶加材と溶融溶接金属を保護するためのシールドガスが発生します。

機能とアプリケーション

電気ガス溶接は、垂直位置で溶接する必要がある、または溶接のために垂直に配置できる厚いシートを接合するために使用されます。溶接は通常、シングルパスで行われます。

経済的な実行可能性は、シートの厚さとジョイントの長さに依存します。このプロセスは主に炭素鋼と合金鋼の溶接に使用されますが、オーステナイト系ステンレス鋼、およびMIG/MAGプロセスで溶接可能なその他の金属や合金にも適用できます。母材の厚さは、10〜100mmの範囲で変化します。通常、厚さが75 mmを超える場合は、エレクトロガスプロセスよりもエレクトロスラグ溶接プロセスをお勧めします。

溶接する接合部が大きいほど、このプロセスの効率は高くなります。大型貯蔵タンクの垂直接合部などの現場溶接の場合、このプロセスにより、手作業による溶接の労力とコストが削減されます。エレクトロガスプロセスの溶接変数は、エレクトロスラグプロセスの溶接変数と同様です。

電気ガスプロセスで通常使用されるエネルギーは、直流、逆極性です。電気ガス溶接に使用される電源は、通常、100％のデューティサイクル（連続使用）で750〜1000Aの範囲です。

このプロセスでは、電気アークからの熱を30〜100 mmの厚さのシートで接合部全体に均等に適用する必要があります。溶接ガンは、金属の均一な堆積を実現するために溶接プール上で水平に振動し、溶融物は両側で完了します。 。厚さが30mm未満のシートでは、通常、水平方向のスイングは必要ありません。

電気ガス溶接プロセスによって引き起こされる不連続性

電気ガス溶接は、基本的にMIG/MAGまたは芯線溶接プロセスです。
2つのプロセスで作成された溶接で見つかったすべての不連続性は、エレクトロガス溶接で作成された溶接で確認できます。ただし、溶融の欠如など、一部の不連続性の原因は、エレクトロガス溶接では異なる場合があります。

通常の操作条件下で電気ガス溶接プロセスで行われた溶接は、有害な不連続性のない高品質の溶接をもたらします。

溶接検査官は、これらの不連続性に注意する必要があります。

スラグ含有物

このプロセスは通常1回のパスで行われるため、スラグの除去は必要ありません。はんだの凝固速度は比較的遅いです。溶融スラグが溶融池の表面に浮くのに十分な時間があります。

ただし、電極振動を使用すると、アークがもう一方のシューの近くにあるときに、スラグが一方のシューの近くで部分的に固化する可能性があります。船首が戻ったとき、再溶解しなければスラグを組み込むことができます。

気孔率

管状電極は、コアに脱酸および脱水要素を含んでいます。電極コアからのシールドガスとスラグ形成化合物の組み合わせは、通常、健全で多孔性のない溶接を生成します。

ただし、何かがシールドガスコーティングに干渉すると、多孔性が生じる可能性があります。多孔性の他の原因は、過度の気流、保持シューと電極からの水漏れ、または汚染されたシールドガスである可能性があります。

ひび

通常の溶接条件では発生しません。溶接部の加熱と冷却が比較的遅いため、低温（水素）割れが発生するリスクが大幅に減少します。

亀裂は、凝固とともに、または凝固直後に、高温で形成される可能性があります。それらは溶接部の中心近くにあります（ホットクラッキング）。

溶接部の凝固特性を変更することにより、溶接部の亀裂を回避できます。これは、溶接変数を適切に変更することにより、溶接プールの形状を変更することで実現できます。

アーク電圧を上げ、アンペア数と移動速度を下げる必要があります。多くの場合、シート間のルートギャップを増やすと効果的ですが、費用効果が高くない場合があります。

鋼の高炭素または高硫黄が原因で亀裂が発生する場合は、溶接部での母材の希釈を最小限に抑えるために、母材の溶け込みを低く抑える必要があります。さらに、高マンガン電極は高硫黄鋼の溶接に使用できます。

これらの不連続性に加えて、次の点に注意する必要があります。

• このプロセスの高い堆積速度は、融合が欠如するリスクが高いことを意味します。
• エレクトロスラグ溶接と同様に、エレクトロガス溶接には過熱の問題があります。溶接部と隣接する領域の粗い造粒は、靭性の点で不十分な特性を持っています。溶接後に熱処理が必要になる場合があります。

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