気孔とは、溶接中の凝固中に溶融池内の気泡が逃げられなかった場合に形成される空洞です。 J507 アルカリ電極で溶接すると、主に窒素気孔、水素気孔、CO 気孔が存在します。平らな溶接位置には他の位置に比べて気孔が多くあります。表面を埋めたり覆ったりするよりも多くのベース層があります。ショートアーク溶接よりもロングアーク溶接の方が多い。連続アーク溶接よりも断続アーク溶接の方が多い。また、アークの開始、アーク終了、および接合の位置が溶接よりも多くなります。他にも縫う位置はたくさんあります。気孔の存在は、溶接部の密度を減少させ、溶接部の有効断面積を弱めるだけでなく、溶接部の強度、可塑性、靭性も低下させます。 J507溶接棒の溶滴移行の特性に応じて、溶接電源、適切な溶接電流、合理的なアークの開始と終了、短いアーク操作、リニアロッドの輸送などの制御要素を選択し、溶接生産で良好な品質保証を取得します。 。
1. 気孔の形成
溶融金属は高温で多量のガスを溶解します。温度が下がると、これらのガスは溶接部から泡の形で徐々に抜け出します。逃げる時間がなかったガスは溶接部に残り、気孔が形成されます。細孔を形成するガスは主に水素と一酸化炭素です。気孔の分布からみると、単気孔、連続気孔、密気孔などがあります。気孔の位置から、外部気孔と内部気孔に分けることができます。形状からは、ピンホール、円形気孔、帯状気孔（気孔は帯状の虫状）、鎖状気孔、蜂の巣状気孔などがあり、今のところJ507の方が典型的です。溶接中に電極に気孔欠陥が発生します。そこで、J507電極を用いた低炭素鋼の溶接を例として、気孔欠陥の原因と溶接プロセスとの関係についていくつかの議論を行う。
2.J507溶接棒溶滴移行の特徴
J507溶接棒は高アルカリ性の低水素溶接棒です。直流溶接機の極性を反転しても正常に使用できる溶接棒です。したがって、どのような種類の DC 溶接機を使用しても、溶滴移行はアノード領域からカソード領域へ行われます。一般的な手動アーク溶接では、陰極部の温度は陽極部の温度より若干低くなります。したがって、どのような遷移形態であっても、液滴が陰極領域に到達すると温度が低下し、このタイプの電極の液滴の凝集が起こり、溶融池に遷移する、つまり粗大な液滴遷移形態が形成されます。 。しかし、手作業によるアーク溶接は溶接者の熟練度、電流や電圧の大きさなど人的要因が影響するため、溶滴の大きさも不均一であり、形成される溶融池の大きさも不均一です。 。そのため、外的要因や内的要因の影響を受けて毛穴などの欠陥が形成されてしまいます。同時に、アルカリ性電極皮膜には蛍石が多量に含まれており、アークの作用によりイオン化ポテンシャルの高いフッ素イオンが分解され、アークの安定性が悪化し、溶接時の溶滴移行が不安定になります。要素。したがって、J507 電極手動アーク溶接の気孔率の問題を解決するには、電極の乾燥と開先の洗浄に加えて、アーク溶滴移行の安定性を確保するための技術的対策も開始する必要があります。
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3. 安定したアークを確保するための溶接電源を選択します。
J507 の電極皮膜にはイオン化ポテンシャルの高いフッ化物が含まれており、アークガスが不安定になるため、適切な溶接電源を選択する必要があります。当社が通常使用する直流溶接電源は、回転式直流アーク溶接機とシリコン整流式直流溶接機の2種類に分けられます。外部特性曲線はいずれも下降特性となっていますが、回転式直流アーク溶接機はオプションの補極を設置することで整流の目的を達成しているため、出力電流波形が規則的に振れており、巨視的な現象となります。定格電流、微視的には、特に液滴が遷移するときに出力電流が小さな振幅で変化し、スイング振幅が増加します。シリコン整流 DC 溶接機は、整流とフィルタリングにシリコン コンポーネントを使用しています。出力電流には山と谷はありますが、全体的には滑らか、または特定のプロセスでの振れが非常に小さいため、連続的に考慮できます。そのため、溶滴転移の影響が少なく、溶滴転移による電流変動も大きくありません。溶接作業においては、シリコン整流溶接機は回転式直流アーク溶接機よりも気孔の発生確率が低いと結論付けられました。テスト結果を分析した結果、J507電極を溶接に使用する場合、アークの安定性を確保し、気孔欠陥の発生を回避できるシリコンソリッド溶接機フロー溶接電源を選択する必要があると考えられます。
4. 適切な溶接電流を選択します
J507 電極溶接により、電極にはコーティングに加えて溶接コアにも多量の合金元素が含まれており、溶接接合部の強度が向上し、気孔欠陥の可能性が排除されます。より大きな溶接電流を使用するため、溶融池が深くなり、冶金反応が激しくなり、合金元素が激しく燃焼します。電流が大きすぎるため、溶接コアの抵抗熱が明らかに急激に増加し、電極が赤くなり、電極コーティング内の有機物が早期に分解して細孔が形成されます。電流が小さすぎる間。溶融池の結晶化速度が速すぎるため、溶融池内のガスが逃げる時間がなくなり、気孔が発生します。また、DC逆極性を採用しているため、陰極部分の温度は比較的低くなります。激しい反応中に発生した水素原子が溶融池に溶けたとしても、すぐに合金元素に置き換わることはできません。たとえ水素ガスが溶接部から急速に浮き上がったとしても、溶解した水素プールは過熱され、その後急速に冷却され、残りの水素生成分子が溶融プール溶接部で凝固して気孔欠陥が形成されます。したがって、適切な溶接電流を考慮する必要があります。低水素溶接棒は一般に、同じ仕様の酸溶接棒よりもわずかにプロセス電流が約 10 ～ 20% 小さくなります。実際の製造では、低水素溶接棒の場合、溶接棒の直径の 2 乗に 10 を乗じた値を基準電流として使用できます。例えば、基準電流としてФ3.2mm電極は90～100A、Ф4.0mm電極は160～170Aに設定でき、実験を通じてプロセスパラメータを選択する際の基準として使用できます。これにより、合金元素の燃焼損失が減少し、細孔の可能性が回避されます。
5. 合理的なアークの開始と終了
J507 電極溶接接合部は他の部品に比べて気孔が発生しやすいです。これは、溶接中、接合部の温度が他の部品よりもわずかに低くなることが多いためです。新しい溶接棒の交換により、元のアーク終了点で一定期間熱放散が生じるため、新しい溶接棒の端に局部的な腐食が発生し、その結果、接合部に密な気孔が生じる可能性があります。これに起因する細孔欠陥を解決するには、初期動作に加えて、アーク開始端と中間の各接合部に必要なアーク開始プレートを取り付けることに加えて、新しい各電極の端をアークに軽くこすります。 - 端の錆を取り除くためにアークを開始するためのスターティングプレート。中央の各接合部では、高度なアーク ストライクの方法を使用する必要があります。つまり、アークが溶接部の 10 ～ 20 mm 前で安定してからアークがアーク終了点まで引き戻されます。これにより、溶融物が形成されるまで元のアーク終了点を局所的に加熱できます。溜まり後、アークを下げて軽く上下に1～2回振りながら普通に溶接します。アークを閉じるときは、溶融池がアーク クレーターを埋めるのを防ぐために、アークをできるだけ短く保つ必要があります。アーク照明を使用するか、前後に 2 ～ 3 回スイングしてアーク クレーターを埋め、アークの閉じ際に発生する細孔を除去します。
6. ショートアーク動作と直線動作
一般に、J507 溶接棒はショート アーク操作の使用を重視しています。ショートアーク運転の目的は、高温沸騰状態にある溶液プールに外気が侵入して細孔が生じないように溶液プールを保護することにある。ただし、どのような状態でショートアークを維持するかは、溶接棒の仕様によって異なると思います。通常、ショートアークとは、アーク長が溶接棒の直径の2/3に制御される距離を指します。距離が近すぎるため、溶液プールがはっきりと見えないだけでなく、操作が困難になり、短絡やアーク切断を引き起こす可能性があります。高すぎても低すぎても、溶液プールを保護するという目的を達成できません。ストリップを輸送するときは、ストリップを直線で輸送することをお勧めします。過度の前後振れは、溶液プールの保護が適切に行われない原因となります。厚みが大きい場合 (16 mm 以上を参照)、オープン U 字型またはダブル U 字型の溝を使用すると問題を解決できます。カバー溶接の際、振れ幅を最小限に抑えるために多パス溶接を使用することもできます。上記の方法は溶接製造に採用されており、本質的な品質を保証するだけでなく、滑らかで整った溶接ビードも保証します。
J507 電極を溶接に使用する場合、気孔の発生を防ぐための上記のプロセス対策に加えて、いくつかの従来のプロセス要件を無視することはできません。例えば、溶接棒を乾燥させて水分や油分を除去したり、開先を決めて加工したり、アークたわみによるポアの発生を防ぐための適切な接地位置など、製品の特性に合わせた工程管理のみで、毛穴の欠陥を効果的に軽減し、回避することができます。
投稿日時: 2023 年 11 月 1 日
