溶接スパッタは、溶接工にとって日常業務における一般的な課題です。これらの小さくて熱い金属の液滴は、溶接中に飛び散って作業環境に影響を及ぼすだけでなく、さまざまな問題を引き起こす可能性もあります。そのため、溶接スパッタを効果的に管理および制御する方法は、溶接工が日常業務で直面し、解決しなければならない問題となっています。
溶接におけるスパッタとは何ですか?
溶接スパッタとは、溶接プロセス中に放出される不要な溶融金属の破片を指します。これらの飛沫は周囲の表面に付着し、溶接品質の低下、清掃作業の増加、潜在的な安全上の問題などの問題を引き起こす可能性があります。
溶接スパッタはどこから発生するのでしょうか?
溶接スパッタは主に溶接プールまたは溶接ワイヤから発生し、多くの場合、複数の要因が組み合わさった結果です。溶接中に形成される溶融金属である溶接プールが乱され、溶融物が飛び散ることがあります。同様に、溶接ワイヤは、母材と完全に融合する前に、溶融金属を溶接プールから飛散させることがあります。
さらに、アークの反発やその他の要因により溶接ビード自体が破損して飛散し、溶接スパッタの形成につながる可能性があります。溶接スパッタの発生源を理解することは、その発生を最小限に抑え、その潜在的な影響を軽減するための効果的な戦略を開発するために不可欠です。
溶接スパッタはどのように見えるか?
溶接スパッタは、溶接プロセス中に放出される小さな溶融液滴の形をとります。溶接部の高熱と圧力によって生じたこれらの液滴は、飛散して飛び散り、母材とその周囲に見苦しく、損傷を与える可能性のある跡を残すことがよくあります。
溶接スパッタの外観は、溶接技術、溶接対象材料、溶接作業の特定の条件によって異なりますが、一般的には、不規則な形状の小球として現れ、ワークピースやその近くの表面に付着します。
これらの溶融した液滴が空気中を移動すると、溶接工や近くにいる人に火傷を負わせる危険性があります。さらに、液滴が冷えて固まると、跡や欠陥、さらには クラック or 細孔 溶接材料の表面には、特に耐腐食性が重要となる用途において、これらの欠陥により溶接の完全性と耐久性が低下する可能性があります。
溶接スパッタの種類
溶接スパッタは溶接でよく見られる問題で、溶融金属の液滴が飛び散るのが特徴です。溶接スパッタには、一次スパッタと二次スパッタの 2 つの主な種類があります。
一次スパッタは、アークの不安定性、電極の過度の溶融、表面の汚染などの要因によって、溶接プロセス中にアークから直接放出される大きな液滴で構成されます。二次スパッタは、一次スパッタが近くの表面に着地して飛び散ったときに形成される小さな液滴を指します。これらの表面の状態と溶接位置は、二次スパッタの拡散に影響を与える可能性があります。
さらに、溶接アークの高熱によって発生する火花が可燃性物質に接触すると、火災の危険があります。溶接前に、推奨される電極突出長さを確保し、スプレー、ジェル、アルミテープなどのスパッタ防止製品を使用すると、スパッタが表面に付着するのを防ぎ、清掃が容易になります。
製造業において溶接スパッタがなぜ問題になるのでしょうか?
溶接スパッタは溶接プロセスでよく見られる問題であり、製造プロセスでさまざまな問題を引き起こす可能性があります。
- ワークピースと工具の汚染。
- 衣服や皮膚の火傷など、作業者に対する安全上の危険。
- アークと溶接からの材料損失により、溶接の強度と完全性が低下します。
- 清掃にかかる時間と労力が増加し、製造プロセスが遅くなります。
- 電極やワイヤーなどの消耗品の使用量が増えます。
- MIG ワイヤの効率が低下し、溶接速度とコストに影響します。
- スパッタの蓄積による溶接設備や機械の損傷。
- スパッタ残留物により溶接品質と外観が一定しない。
少量の溶接スパッタは、特にすぐに清掃すればすぐに問題になることはないかもしれませんが、溶接スパッタが多すぎると、重大な問題になる可能性があります。清掃のためにダウンタイムが発生するだけでなく、材料が無駄になり、コストが増加します。
さらに、溶接スパッタが皮膚に付着すると火傷の原因となり、安全上のリスクを伴います。したがって、溶接スパッタの発生を最小限に抑え、潜在的な危険を回避するための予防措置を講じることは、溶接プロセスの効率、安全性、品質を確保する上で非常に重要です。
溶接スパッタは欠陥とみなされますか?
はい、溶接スパッタは次のように分類されます。 溶接欠陥 プロジェクトの仕様または溶接規格で指定された量を超える場合。最小限のスパッタは、多くの場合、小さな不便と見なされ、特定の状況では許容される可能性がありますが、過剰なスパッタは欠陥として分類される可能性があります。
スパッタが多すぎると、美観上の問題が発生したり、溶接部品の機能性が損なわれたり、不適切な設定や技術など、溶接プロセスに根本的な問題があることを示している可能性があります。
溶接スパッタを引き起こす主な要因は何ですか?
溶接スパッタは、溶接プロセス中のさまざまな要因によって発生します。主な原因は次のとおりです。
- 溶接電流が高すぎると、溶接部に過度の熱が発生し、溶接スパッタが発生します。
- 溶接時間が長くなると溶接部が高温になり、溶接スパッタが発生します。
- 溶接力が不十分な場合、溶融池を拘束できず、溶接スパッタが発生します。
- 電極とワークピースの接触面積が小さいと熱が集中し、溶接スパッタが発生します。
- 電極とワークピースの位置がずれると、熱分布が不均一になり、溶接スパッタが発生します。
- ワークピースの表面の油、グリース、酸化物などの汚染物質は溶接品質に影響を与え、溶接スパッタを増加させます。
- 溶接部品間の隙間が大きいと溶融池が不安定になり、溶接スパッタが発生します。
- 溶接ワイヤの突出長さが長すぎると、溶接アークの安定性に影響し、溶接スパッタが発生する可能性が高くなります。
- 溶接中、特に溶接サイクルの終了時に短絡遷移が発生すると、急速な加熱により液体ブリッジが爆発し、溶接スパッタが発生する可能性があります。
- 溶接ワイヤ材料に含まれる炭素、硫黄、リンなどの特定の元素は、高温でガスを生成し、溶接スパッタの原因となる傾向があります。
- 不安定な溶接速度や不適切な溶接角度などの不適切な溶接技術は、溶接スパッタの発生につながる可能性があります。
溶接スパッタを減らすには？
原因を理解し、予防策を実施することで、溶接工はスパッタを効果的に最小限に抑え、生産性を向上させ、全体的な溶接パフォーマンスを向上させることができます。
溶接パラメータを調整する
材料の厚さ、接合部の設計、および必要な溶接品質に基づいて、溶接電流、電圧、移動速度を慎重に調整します。電流または電圧を下げるか、移動速度を上げると、スパッタの量を減らすことができます。ただし、強力で欠陥のない溶接を確実に行うには、これらのパラメータ間の最適なバランスを見つけることが重要です。
金属芯線を使用する
金属芯ワイヤには、スパッタの原因となるガスや酸化物の生成を抑える合金元素と脱酸素剤が含まれています。これらのワイヤはソリッドワイヤよりも高価になることが多いですが、スパッタを大幅に減らし、溶接品質を向上させることができます。
溶接面を清掃する
溶接面を徹底的に洗浄して、汚れ、油、グリース、錆、その他の汚染物質を除去します。これらの不純物は、アーク安定性の低下やスパッタの増加につながる可能性があります。ワイヤ ブラシ、溶剤洗浄、機械洗浄などの適切な洗浄方法を使用して、溶接前に表面が清潔であることを確認してください。
MIG溶接設定
MIG溶接では、ワイヤ送り速度が重要な要素です。ワイヤ送り速度が速すぎると、金属ワイヤが溶融池にぶつかり、飛び散ってスパッタが発生します。逆に、ワイヤ送り速度が遅すぎると、ワイヤが溶接部に到達する前に蒸発し、スパッタが発生します。自分のスキルレベルと溶接の要件に合った最適なワイヤ送り速度を見つけることが重要です。
スパッタに影響を与えるその他の MIG 溶接設定は次のとおりです。
- 極性: ワイヤの種類 (ソリッドまたはフラックス入り) に応じて間違った極性を使用すると、スパッタが過剰に発生する可能性があります。使用しているワイヤの極性が正しく設定されていることを常に確認してください。
- 電流と電圧: これらの設定は、溶接に適切な量の熱と浸透を提供する必要があります。熱が多すぎるとスパッタが過剰になり、熱が少なすぎると溶接の品質に影響します。
- ガス設定: ガスの流量、ブランケット、シールド ガスの種類もスパッタに影響します。溶接に適切なガスを使用していること、および溶接領域全体に均一なガス ブランケットがあることを確認してください。
スティック/TIG溶接設定
スティック溶接と TIG 溶接では、移動速度がスパッタを回避するための重要な要素です。移動速度は、電流や電圧の設定と密接に関係しています。溶接部が熱すぎる場合は、スパッタを避けるために素早く移動する必要があります。ただし、冷たすぎると、溶接が粗くなり、固着が発生し、スパッタのある見苦しい溶接になります。
スティック/TIG溶接に関する追加のヒント:
- 清潔さ: 溶接面を徹底的に清掃し、汚れ、油、グリース、その他の汚染物質を除去してください。これらの不純物はアーク安定性に影響を与え、スパッタを増加させる可能性があります。
- 電極接触: 安定したアークを確保するために、ワークピースとの適切な電極接触を維持します。電極の位置がずれていたり接触が不十分だと、アークが不安定になり、スパッタが増加する可能性があります。
- 溶接技術: 材料と用途に適した溶接技術を採用します。たとえば、アーク長を短くし、アークギャップを一定に保つと、スパッタを減らすことができます。
溶接技術
MIG 溶接では、移動方向と角度を一定に保つことが重要です。溶接部を引っ張ると通常、熱が高くなりますが、押し込むと熱がより均等に分散されます。スパッタを減らすために、15 度を超える急角度は避けてください。溶接速度は非常に重要です。速すぎると融合が不十分になり、遅すぎると熱が過剰に入り、スパッタが増える可能性があります。
TIG 溶接では、速度も同様に重要です。速すぎるとスパッタやアンダーカットが過剰に発生し、遅いと過熱や溶接の歪みが生じる可能性があります。アークの長さも重要です。目安としては、アークの長さを電極の金属コアの直径と同じに維持することが推奨されます。
汚染された金属表面と溶接スパッタ
金属表面が汚れていたり汚染されていたりすると、溶接スパッタが増加する可能性があります。油、ほこり、塗料、その他の汚染物質は溶接プロセスを妨げる可能性があります。
- 溶接する前に金属表面を徹底的に清掃してください。
- 溶接できないコーティングを溶接領域から除去します。
- 金属表面を洗浄するには溶剤（アセトンなど）を使用します。
金属表面を洗浄すると、溶接スパッタが大幅に減少し、溶接品質が向上します。
パルスMIG溶接による溶接スパッタの低減
パルス MIG 溶接は、溶接スパッタを大幅に削減する効果的な方法です。この技術では、高ピーク電流と低バックグラウンド電流を 30 秒あたり 400 ～ XNUMX 回の頻度で交互に流します。ピーク電流の間、ワイヤの液滴が分離され、溶接プールに噴射されます。低熱バックグラウンドアークは、金属の移動を引き起こすことなくアークを維持します。
パルスMIG溶接は、ソリッドおよびメタルコア溶接と互換性があります。 ワイヤーただし、スパッタの減少はソリッドワイヤを使用するとより顕著になります。金属芯ワイヤは、当然ながらスパッタをほとんどまたはまったく発生しません。この溶接プロセスは初心者にも使いやすく、スパッタの少ない安定した溶接を簡単に実現できます。さらに、パルス MIG 溶接では、ミルスケールを溶接できる場合がよくあります。
溶接作業にパルスMIG溶接が可能な電源がある場合、またはアップグレードを検討している場合は、溶接スパッタを減らし、溶接品質を向上させるために投資する価値があります。 良い溶接 品質。
溶接スパッタを修復するには？
必要な予防措置をすべて講じたとしても、溶接スパッタは溶接の避けられない側面となる場合があります。スパッタに効果的に対処することは、プロフェッショナルな仕上がりを実現するために不可欠です。溶接スパッタを清掃して除去するための詳細な方法をいくつか紹介します。
研削
アングルグラインダーやベンチグラインダーを使用すると、スパッタを機械的に削り落とすことができます。このプロセスは手間がかかりますが、滑らかな仕上がりになります。グラインダーホイールまたはフラップディスクを備えたアングルグラインダーを使用すると、溶接の仕上げ作業中にスパッタを除去するのに特に効果的です。この方法は時間がかかりますが、最終製品の品質を考えると、努力する価値があります。必要以上に材料を除去しないように注意する必要があります。
チッピングハンマー/スパッタチゼル
別の方法としては、チッピング ハンマーやスパッタ チゼルなど、スパッタ除去用に特別に設計された手工具を使用する方法があります。これらの工具は頑丈で、母材に大きな損傷を与えることなくスパッタを効率的に除去できます。たとえば、チッピング ハンマーを使用すると、スパッタ除去を正確に制御できます。この方法は、特に広い領域では体力的に負担がかかり、時間がかかりますが、ワークピースへの損傷を最小限に抑えることができます。
飛散防止スプレー、ジェル、テープ
予防策は常に望ましいものであり、ここでスパッタ防止スプレー、ジェル、テープが役立ちます。これらの製品は溶接前にワークピースの表面に塗布され、スパッタが付着するのを防ぐバリアを形成します。スパッタ防止スプレーとジェルは、塗布が簡単で、広い範囲を素早くカバーできるため、特に便利です。非粘着性の表面を形成し、溶接後の清掃を簡素化します。
アルミテープは、高温でも溶けない特性があることで知られており、特定の領域やエッジを飛散から保護するのに特に役立ちます。これらのテープは高温に耐え、飛散に対する物理的なバリアとして機能します。
ワイヤブラシ
軽いスパッタの除去には、ワイヤー ブラシを使用できます。この方法では、ワイヤー ブラシで溶接部分をこすってスパッタを取り除きます。この方法はシンプルで安価ですが、重いスパッタには効果が低く、時間がかかります。ただし、軽微な清掃作業には、簡単な解決策となります。
サンドブラスト
工業分野では、サンドブラストはスパッタを除去する非常に効果的な方法です。サンドブラストでは、高圧空気と研磨材を組み合わせて溶接部分を洗浄します。この方法は、広い表面を洗浄するのに効果的で、均一な仕上がりが得られます。ただし、高速研磨材を使用するため、特殊な装置と適切な安全対策が必要です。
まとめ
溶接スパッタの管理は、高品質の溶接を実現し、安全な作業環境を維持するために不可欠です。原因を理解し、予防策を実施することで、溶接工はスパッタを効果的に最小限に抑え、生産性を向上させ、全体的な溶接パフォーマンスを向上させることができます。
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Q＆A
溶接スパッタは、溶接パラメータの誤り、金属表面の汚染、不適切な溶接電極、アーク長の過剰、不適切な溶接技術の使用など、さまざまな理由で発生する可能性があります。ガスの被覆やシールドが不適切である場合も、溶接スパッタが発生する可能性があります。
溶接スパッタの除去は、削り取り、研磨、ワイヤーブラシなどのさまざまな方法で行うことができます。頑固なスパッタには、化学洗浄剤や溶剤が必要になる場合があります。スパッタが固まって除去が困難になるのを防ぐために、スパッタを速やかに除去することが重要です。さらに、溶接中にカバーやマットで表面を保護すると、清掃の必要性を最小限に抑えることができます。
溶接スパッタは、ワークピースの表面を汚染したり、追加の清掃時間が必要になったり、機器に損傷を与えたり、溶接作業者に安全上の危険をもたらしたりするなど、いくつかの悪影響を及ぼす可能性があります。また、溶接の品質に悪影響を与え、強度と耐久性に影響を及ぼすこともあります。
カタログ： 板金製作ガイド
この記事は、BOYI チームのエンジニアによって執筆されました。Fuquan Chen は、ラピッドプロトタイピング、金型製造、プラスチック射出成形の分野で 20 年の経験を持つプロのエンジニア兼技術専門家です。
