ちょっと、そこ！ステンレス鋼のプレートとシートのサプライヤーとして、私はこれらの悪者を溶接するというかなりの経験を積んできました。ステンレス鋼の溶接は困難な作業のように思えるかもしれませんが、正しいノウハウがあれば、簡単に行うことができます。このブログでは、ステンレス鋼の板やシートを溶接する手順を説明します。
ステンレス鋼を理解する
まず最初に、ステンレス鋼について少しお話しましょう。ステンレス鋼は、少なくとも 10.5% のクロムを含む合金です。このクロムは表面に不動態酸化物層を形成し、ステンレス鋼に耐食性を与えます。ステンレス鋼にはさまざまなグレードがあり、それぞれに独自の特性があります。例えば、301 ステンレス鋼板強度が高く、成形性が良いことで知られています。2205 ステンレス鋼板は二相ステンレス鋼で、強度と耐食性を兼ね備えています。そして304Lステンレス鋼板最も一般的に使用される材種の 1 つであり、優れた溶接性と耐一般腐食性を備えています。
溶接前の準備
アークを打つことを考える前に、ステンレス鋼のプレートとシートを適切に準備する必要があります。
クリーニング
ステンレス鋼を溶接する場合、清浄度は非常に重要です。表面に汚れ、グリース、油、酸化物があると、溶接部に欠陥が生じる可能性があります。ステンレス鋼のワイヤーブラシを使用して、ゆるい破片を取り除くことができます。頑固な汚れの場合は、アセトンなどの溶剤を使用して表面を洗浄できます。溶接の品質に影響を与える可能性があるため、指紋が付着しないように、洗浄した表面を扱うときは必ず手袋を着用してください。
フィットアップ
プレートやシートを適切に取り付けることが重要です。エッジは真っ直ぐで直角である必要があります。溶接される部品間に隙間がある場合、溶接が不均一になる可能性があります。クランプを使用すると、溶接プロセス中に部品をしっかりと保持できます。
ジョイントデザイン
突合せジョイント、重ねジョイント、T ジョイントなど、さまざまなジョイントのデザインから選択できます。ジョイントの設計の選択は、用途とステンレス鋼の厚さに応じて異なります。薄いシートの場合は、溶接が比較的簡単な重ね接合が良い選択肢になる可能性があります。より厚いプレートの場合は、突き合わせジョイントがよく使用されますが、より正確な準備が必要です。
溶接プロセス
ステンレス鋼の板やシートを溶接するために使用できる溶接プロセスはいくつかあります。最も一般的なもののいくつかを次に示します。
TIG溶接（タングステン不活性ガス）
TIG 溶接は、ステンレス鋼の溶接、特に薄板の溶接に一般的な選択肢です。溶接池を正確に制御し、高品質できれいな溶接を生成します。 TIG 溶接では、アークの生成に非消耗品のタングステン電極が使用され、必要に応じて溶加材を追加できます。溶接領域を大気汚染から守るために、不活性ガス (通常はアルゴン) が使用されます。
TIG 溶接のセットアップには、TIG 溶接機、溶接トーチ、ガス調整器、および適切なフィラー ロッドが含まれます。ステンレス鋼の厚さに基づいて適切なアンペア数を設定する必要があります。薄いシートの場合は、より低いアンペア数が必要ですが、より厚いプレートの場合は、より高いアンペア数が必要です。
MIG溶接（金属不活性ガス）
MIG溶接はTIG溶接に比べて溶接が早く、厚いステンレス板に適しています。 MIG 溶接では、消耗品のワイヤ電極が溶接ガンを通して供給され、不活性ガス (通常はアルゴンと二酸化炭素の混合物) が溶接部のシールドに使用されます。
MIG 溶接をセットアップするには、MIG 溶接機、溶接ガン、ワイヤ送給装置、および適切な混合ガスが必要です。また、材料の厚さに基づいて適切な線径を選択する必要があります。良好な溶接を行うには、溶接速度とワイヤ送給速度を適切に調整する必要があります。
スティック溶接（被覆アーク溶接）
スティック溶接はより伝統的な方法で、屋外または管理されていない環境でのステンレス鋼の溶接に使用できます。フラックスを塗布した消耗電極を使用します。アークが発生すると、フラックスが溶けて溶接部の周囲にシールドを形成し、溶接部を大気から保護します。
ステンレス鋼をスティック溶接するには、適切な電極を選択する必要があります。ステンレス鋼溶接用に設計された特別な電極があります。溶接電流と電極サイズは、材料の厚さに応じて選択する必要があります。
溶接後の手順
溶接が完了したら、従う必要のある溶接後の手順がいくつかあります。
クリーニング
溶接後、溶接部にノロやスパッタが付着する場合があります。スラグを除去するには、ワイヤーブラシまたはグラインダーを使用できます。ステンレス鋼の耐食性を回復させるために、必ずそのエリアを徹底的に洗浄してください。
熱処理
場合によっては溶接後に熱処理が必要となる場合があります。これにより、溶接部の残留応力が軽減され、材料の機械的特性が向上します。熱処理の種類はステンレス鋼のグレードと用途によって異なります。
検査
溶接部に亀裂、気孔、融合の欠如などの欠陥がないか検査します。目視検査、染料浸透検査、または超音波検査を使用して溶接の品質をチェックできます。
ヒントとコツ
- 適切な溶加材を使用する: 溶接するステンレス鋼のグレードに適合した溶加材を必ず使用してください。これにより、良好な溶接品質と耐食性が確保されます。
- 入熱を制御する：過度の熱はステンレス鋼の歪みを引き起こし、耐食性を低下させる可能性があります。良好な溶接を実現しながら、入熱をできるだけ低く保つようにしてください。
- 練習すれば完璧になる: 溶接は習得するのに時間がかかるスキルです。実際のプロジェクトに取り組む前に、ステンレス鋼のスクラップで練習することを恐れないでください。
結論
ステンレス鋼のプレートやシートの溶接は、慎重な準備、適切な設備、そしてある程度の練習が必要なプロセスです。このブログで概説されている手順に従えば、高品質の溶接を作成できるようになります。 DIY 愛好家であっても、プロの溶接工であっても、ステンレス鋼の溶接の詳細を理解することは不可欠です。
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参考文献
- AWS Welding ハンドブック、第 2 巻: 溶接プロセス
- ASM ハンドブック、第 6 巻: 溶接、ろう付け、はんだ付け
