序章
サブマージアークは、消耗電極を使用した電気アーク溶接のプロセスであり、電極とは独立して追加されるフラックスの燃焼から生じる生成物によって、電気アークと溶接プールが環境から保護されます。それは電極として使用することができます：単線、管状ワイヤーまたはテープ。
プロセスの詳細
サブマージアーク溶接（SAW）は、裸の電極（または複数の電極）と母材の間に確立された電気アーク（または複数のアーク）で金属を加熱および溶融することによって金属を接合します。アークは、フラックスとして知られている可融性の粒状材料の層によって沈められます（覆われます）。したがって、溶融レジームは、ジュール効果（つまり熱）と電気アークによって混合されます。
自動装置は、電極（または複数の電極）の端が常に溶融フラックスの浴に浸るように、都合のよい速度で電極（または複数の電極）に供給することを保証します。
ワークピースに対する溶接ヘッドの動きは、溶融フラックスと不純物によって形成されるスラグによって常に覆われ保護されている溶接プールを段階的に前進させます。次の図は、このプロセスを示しています。
プロセスの利点：
- 高品質の溶接。
- 非常に高い堆積速度と移動速度。
- 目に見える溶接アークがなく、保護要件を最小限に抑えます。
- 煙はほとんどまたはまったくありません。
- 複数のワイヤーを使用できます（オプション）。
サブマージアーク溶接プロセスの有用性は、圧力容器、タンク、大口径パイプ、ビームなどの厚い鋼板の溶接です。
はんだに水素が混入しないように、乾燥とフラックス乾燥の維持に注意する必要があります。
使用されなかったフローは再利用できますが、基準があります。1つ目は、明らかに融合していない（または使用されていない）ことです。2つ目は、再利用が増えるほど水分汚染が増えるため、フラックスを使用できる回数に制限があることです（たとえば）。
溶接装置
サブマージアーク溶接は通常自動プロセスであり、半自動として見つけることができます。このプロセスでは、消耗品の送りとアークの長さがワイヤーまたはリボンフィーダーと電源によって制御されます。自動プロセスでは、前進メカニズムが溶接ヘッドを部品に沿って移動させ、通常は未使用の粒状フラックスを回収するシステムを使用します。シリンダーユニオン溶接では、溶接ヘッドは固定されたままで、アセンブリはスイベルポジショナーを通過します。
- DC発電機または整流器からの可変電圧。
- DC発電機または整流器からの直流電圧。
- ACトランス。
電源は高い動作電流を提供します。ほとんどの溶接は350から2000Aの範囲で行われます。直流溶接により、溶接パスの形状、溶け込み深さ、溶接速度をより適切に制御できます。
直流溶接は通常、逆極性（電極が正、DC +）で行われます。交流には、磁気ブロー（磁力による通常の経路からのアークのたわみ）を減らすという利点があります。
サブマージアーク溶接用のフラックスも、溶接の化学組成を変化させ、その機械的特性に影響を与えます。フラックス特性は、コーティングされた電極アーク溶接プロセスで使用されるコーティングに似ています。
さまざまなタイプのフローを以下に示します。
- 溶けた;
- 凝集;
- 機械的に混合。
両方が個別であるため、プロセスがいくつかのワイヤーフラックスの組み合わせを使用する可能性は、溶接に望ましい特性を達成するためのプロセスに大きな柔軟性を与えます。
プロセス制御
サブマージアーク溶接技術を習得するには、次の観察事項が重要です。- 電流強度（I）が大きいほど、浸透が大きくなります。
- 電圧（V）が大きいほど、アーク長が長くなり、その結果、パスの幅が大きくなります。
- 突き出し（電極と部品の間の距離）が大きいほど、堆積速度は大きくなります。
- 溶接速度が速いほど、溶け込みが低くなり、パス幅が狭くなります。
- 電極の直径が小さいほど、浸透が大きくなります。
- 直流、逆極性（DC +）は、より低い堆積速度とより高い浸透を生み出します。
機能と用途
サブマージアーク溶接は、船舶の製造、構造要素の製造、圧力容器など、多くの産業用途に使用できます。このプロセスは、薄い部分だけでなく厚い部分（5mmから200mm以上）の溶接にも使用できます。このプロセスは主に炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼で使用されます。
すべての金属および合金に適しているわけではありません。
以下にリストされているのは、このプロセスで溶接できるさまざまなクラスの母材の一部です。
- 0.29％Cまでの炭素鋼。
- 熱処理された炭素鋼（正規化または焼き戻し–焼き戻し）。
- 焼入れおよび強化された低合金鋼は、最大700 Mpa（100,000 psi）の降伏強度を示します。
- クロム-モリブデン鋼（9％Crで1/2％、1％Moで1/2％）。
- オーステナイト系ステンレス鋼。
- ニッケルとニッケルの線。
このプロセスにより、突合せ溶接、アングル溶接、プラグ溶接、および母材への表面堆積（コーティング）を実行できます。
オープンルート突合せ継手を溶接する場合、溶融金属を支持するために銅継手が使用されます。銅継手の代わりに、TIGルート溶接を使用してサブマージアークの熱に耐えることができます。
表面に所望の特性、例えば耐食性または耐侵食性を提供するためのコーティング溶接では、使用される溶加材は通常テープである。堆積速度は、半自動プロセスを使用する場合の5.0 kg / hから、複数の共役アークを使用する自動プロセスを使用する場合の最大約85 kg/hまで変化する可能性があります。
ガスケットの準備と清掃
サブマージアーク溶接では、接合部の洗浄と接合部との機械の位置合わせが特に重要です。洗浄に関する限り、除去されなかった残留汚染は、多孔性と介在物をもたらす可能性があります。したがって、サブマージアーク溶接の場合、コーティングされた電極を使用した溶接に関するすべての推奨事項が優先されます。
- 溶接する部品は、端の両側に少なくとも20 mmのストリップで、油、グリース、錆、ガス予熱による液体、砂、煤の浸透による検査の残留物がなく、消磁されている必要があります。
- オキシカットからの不規則性とスラグは、少なくとも粉砕によって除去する必要があります。
- 炭素電極の切断に起因する炭素、スラグ、銅の堆積物を除去する必要があります。
- マシン/ジョイントの位置合わせが正しくないと、ルートでの浸透と融合が不足します。溶接が厳しく制限されている場合、ミスアライメントによって亀裂が発生する可能性もあります。
プロセスに起因する不連続性
コーティングされた電極を使用した溶接のようなサブマージアーク溶接では、少なくとも最も一般的なものを含め、ほとんどすべてのタイプの不連続性が発生する可能性があります。溶接検査官は、いくつかの主要な側面に注意を払う必要があります。融合の欠如
これは、シングルパスまたは非常に高速な溶接で実行される厚いビードの場合、つまり溶接エネルギーが低い場合に発生する可能性があります。浸透の欠如
前に述べたように、溶け込みがないのは、それが起こった場合、溶接機と溶接される接合部との位置合わせが正しくないためです。スラグ含有
マルチパス溶接でのスラグ除去が完全でない場合に発生する可能性があります。この操作がより難しい領域があることを念頭に置いて、すべてのスラグが除去されるように注意する必要があります。パスの間の領域と、パスと母材で実行される面取りの面の間の領域です。アンダーカット
サブマージアーク溶接では、溶接が急速に進行し、電流が非常に大きい場合に、ある程度の頻度で発生します。気孔率
これは頻繁に発生し、主な原因として、機械の高速前進と溶接部の急速な冷却が発生します。これらはスラグの下に閉じ込められた気泡です。造粒（微粉の少ない）や流動組成を変えることで、気孔率をなくすことができます。多孔性を回避する他の方法は、ジョイントの適切な洗浄、機械の前進速度の低下、より高い脱酸含有量と適切な流れの高さを備えたワイヤーの使用です。
割れ目
サブマージアーク溶接では、高温または低温で亀裂が発生する可能性があります。クレータークラックは、オペレーターが完璧なクレーター充填技術を持っていない限り、通常、サブマージアーク溶接で発生します。実際には、付録プレート（ランオンタブとランオフタブ）を使用して、溶接操作の開始と終了を実際に溶接されている部品から遠ざけます。
エッジクラックやルートクラックは、溶接作業後しばらくしてから発生することが多く、この場合は水素が原因です。多くの場合、原因は小川の湿気です。
ダブルローリング、非卑金属スラブおよび蓋
サブマージアーク溶接で亀裂が発生する可能性があります。このような不連続性は、溶接金属に亀裂を生じさせる傾向があるノッチの形で現れます。高い溶接応力に関連する二重積層は、層間亀裂を引き起こす可能性があります。個人保護の条件
サブマージアーク（フラックスの下にあるため見えない）では、溶接は通常、他の電気アーク溶接プロセスで一般的に見られるヒューム、突起、およびその他の不便なしに実行されます。したがって、保護メガネ以外のマスクやその他の保護具は必要ありません。カバレッジフローなしでアークが不注意に開始した場合にグレアから保護するために、それらを暗くする必要があります。
サブマージアーク溶接は、有毒なガスやガスを発生させる可能性があります。特に狭い場所の場合は、溶接場所の適切な換気を確保することを常にお勧めします。
溶接装置の操作に携わるオペレーターおよびその他の者は、製造元の操作手順に精通している必要があります。取扱説明書に記載されている注意事項には特に注意が必要です。
溶接について学ぶ
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