大きくて厚い板を効率よく溶接する方法

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2 FCAW+EGW複合溶接法のポイント

(1)適用板厚

34～80mm：つまり、下限値がモノフィラメントEGWの適用板厚の上限値となります。上限については、現在、大型コンテナ船では内側および上殻ストレーキプレートに厚肉の鋼板が使用されています。製品ごとに鋼板の厚みが異なることを考慮し、80mmとさせていただきます。

(2) 厚み区分

溶接厚さを分割する原理は、EGW 溶接の高効率の利点を最大限に活用することです。同時に、2 つの方法の間で溶接溶着金属の量が大きく異なることを考慮する必要があります。そうしないと、溶接変形を制御することが困難になります。

(3) 複合溶接法継手形状設計

①開先角度：FCAW側の開先幅が大きくなりすぎないよう、通常のFCAW片面溶接開先よりも開先を適度に小さくしています。板厚が異なると開先角度も異なります。板厚30～50mmの場合はY±5°、板厚51～80mmの場合はZ±5°となります。

② ルートギャップ: 両方の溶接法のプロセス要件に同時に適合する必要があります。つまり、G±2mm です。

③適用ガスケット形状：従来の三角形ガスケットでは角度の問題により上記の接合形状要件を満たすことができません。この複合溶接方法では、丸棒ガスケットを使用する必要があります。直径サイズは、実際のアセンブリギャップ値に基づいて選択する必要があります (図 1 を参照)。

(4) 溶接施工の基本事項

①溶接実習。オペレーターには一定期間のトレーニングが必要です。普通厚鋼板のEGW（SG-2法）溶接経験者であっても、薄板と大厚板の溶接では溶融池内での溶接ワイヤの動作動作が異なるため、必ず研修が必要です。

②検出を終了します。欠陥の有無を確認し、欠陥のサイズを確認するには、溶接の端部とアーク停止部分に非破壊検査 (RT または UT) を使用する必要があります。欠陥の除去にはガウジングが使用され、リワーク溶接には FCAW または SMAW 溶接法が使用されます。

③アーク打撃プレート。アーク打撃板の長さは50mm以上必要です。円弧打撃板と母材は同じ厚さで同じ溝を持っています。 ④ 溶接中は、風によりシールドガスが乱れて溶接部に気孔欠陥が発生したり、空気中の窒素の侵入により接合性能が低下したりするため、必要な防風対策を講じる必要があります。

3 プロセスのテストと承認

(1) 試験材料

試験板と溶接材料を表1に示します。

(2) 溶接パラメータ

溶接位置は 3G で、具体的な溶接パラメータを表 2 に示します。

(3) 試験結果

試験は、LR および CCS 船舶規制に従って、検査員による現場監督の下で実施されました。結果は以下の通り。

NDT と結果: PT の結果は、前面と背面の溶接のエッジがきれいで、表面が滑らかで、表面欠陥がないことです。 UT の結果では、すべての溶接部が超音波試験後に認定されています (ISO 5817 レベル B に適合)。 MT の結果、表裏溶接部は磁粉探傷検査により表面溶接欠陥はありませんでした。

(4) 結論を受け入れる

試験溶接継手に対して NDT および機械的特性試験が実施された後、結果は船級協会の仕様の要件を満たし、プロセスの承認に合格しました。

(5) 効率比較

あるプレートの長さ1mの溶接を例にとると、両面FCAW溶接に必要な溶接時間は250分です。複合溶接法の場合、EGWの溶接時間は18分、FCAWの溶接時間は125分となり、合計の溶接時間は143分となります。複合溶接方法により、元の両面 FCAW 溶接と比較して溶接時間が約 43% 節約されます。

4 結論

試験的に開発されたFCAW+EGW複合溶接法は、EGW溶接の高能率性を最大限に活かすだけでなく、現状の鋼板特性に適応した溶接法です。溶接効率が高く、実現性の高い新しい溶接プロセス技術です。

革新的な溶接プロセス技術として、その溝の製造、組み立て精度、材料の選択、溶接パラメータなどが非常に重要であり、実装中に厳密に管理する必要があります。