スティック溶接とは何ですか？-機器とその方法
スティック溶接は、金属電極とワークピースの間に電気アークを打つことによって実行されます。電流が電極を通過し、電極を溶かしてワークピースに溶かし、溶接プールを形成します。電極はフラックスの層で覆われており、溶融して溶接プールを大気による汚染から保護します。
フラックスはスラグの層を形成し、溶接ビードの上に形成されます。これは、溶接が完了したら、削り取ってブラシで落とす必要があります。ガスボンベを使用するMIG溶接やTIG溶接とは異なり、風の影響を受けないため、屋外の溶接工に人気のある簡単な手順です。
スティック溶接（SMAW）とは何ですか？
手動金属アーク溶接（MMAまたはMMAW）、フラックスシールドアーク溶接、または非公式にスティック溶接としても知られる被覆アーク溶接（SMAW）は、フラックスで覆われた消耗電極を使用して被覆アーク溶接を行う手動アーク溶接プロセスです。溶接。
溶接電源からの交流または直流の形の電流を使用して、電極と接合される金属との間に電気アークを形成する。ワークピースと電極が溶けて溶融金属のプール（溶接プール）が形成され、冷却されて接合部が形成されます。
溶接が行われると、電極のフラックスコーティングが崩壊し、シールドガスとして機能する蒸気を放出し、スラグの層を提供します。これらは両方とも、溶接領域を大気汚染から保護します。
プロセスの多様性とその機器と操作の単純さのために、被覆アーク溶接は世界で最初で最も人気のある溶接プロセスの1つです。
これは、保守および修理業界の他の溶接プロセスを支配し、フラックス入りアーク溶接の人気が高まっていますが、SMAWは、重鋼構造の建設および工業製造で広く使用され続けています。このプロセスは主に鉄鋼（ステンレス鋼を含む）の溶接に使用されますが、アルミニウム、ニッケル、銅合金もこの方法で溶接できます。
溶接を開始するには何が必要ですか？
1。安全装置
溶接するとき、最も重要な考慮事項は常にあなたの安全です。スティック溶接で使用する機器については、マニュアルに記載されているすべての安全情報と指示を読み、それに従う必要があります。
溶接するときは、アークによって生成される熱や紫外線、火花から保護するために身体を保護する必要があります。難燃性の長袖の服はあなたの体を保護し、安全メガネと溶接ヘルメットはあなたの頭と目を保護します。
溶接は、煙が放出されるために十分な換気がある場合にのみ実行する必要があります。そよ風の中で外にいる場合は大丈夫ですが、屋内にいる場合は換気が必要です。排気は、その地域から煙を取り除くための最良の方法です。
2。手棒溶接機
スティック溶接機がないと、スティック溶接を行うことはできません。 MIG、TIG、Stickなど、複数のタイプの溶接を実行できる多目的溶接機を使用することもできます。または、はるかに安価なスティックのみの溶接機を使用することもできます。
市場にはたくさんの溶接機があります。これに関する詳細については、スティック溶接機の選択に関する完全なガイドを参照してください。
3。グラウンドクランプ
グランドクランプは通常、溶接機に付属しています。スティック溶接機に接続してワークピースに固定する必要がある場合。
4。スラグ除去ツール
スティック溶接は、溶接部にスラグを生成します。このため、溶接を行った後は、溶接をクリーンアップする必要があります。スラグチップとハンマーを使用してスラグを削り取り、ワイヤーブラシでこすってフォローアップするのが最適です。
5。電極の選択
そこには何百もの異なるタイプのスティック電極があり、溶接プロジェクトに一致する適切なものを選択する必要があります。最も人気のあるのは6010、6011、6012、6013、7014、7024、および7018です。
軟鋼で作業している場合は、E60またはE70電極で十分です。 7018はおそらくこれらすべての中で最も人気のある電極であり、非常に強力な溶接を生成しますが、6013は初心者に適しています。
どの電極を選択するかを理解するには、4つの数字のそれぞれが何を意味するかを理解する必要があります。
- 最初の2桁は、最小引張強度を示します。たとえば、60,000 psiの引張強度電極は60で始まります。これは、母材の強度特性と一致する必要があります。
- 3桁目は、溶接時に電極を使用できる位置を示します。 1番は任意の位置で使用できることを表し、2番は平らな位置でのみ使用できます。
- 4桁目は、電極に使用できる電流と電極のコーティングを示しています。以下にそのリファレンスチャートがあります。
6。スティック溶接のセットアップ
スティック溶接はかなり簡単な設定です。極性設定は使用している電極によって異なるため、AC / DC- /DC+かどうかを再確認してください。開始するには、3/16インチの鋼板のDCENで6013個の電極を試してください。
最初のスティック溶接の敷設方法
これで、すべての設定が完了しました。これで、溶接を行う準備が整いました。設定がすべて正しいことを確認し、金属くずを2枚取り、突合せ継手として配置します。スティック溶接には多少のスキルが必要です。そのため、そこに飛び込んで実際のプロジェクトで溶接を開始する前に、まず金属くずを練習することをお勧めします。
アークを打つ
完全な電極が電極ホルダーに入ったら、溶接機の電源を入れます。アークを打つには、電極の先端を金属の上に置き、マッチを打つようにすばやくドラッグします。アークが形成されたら、電極をわずかに持ち上げてから、金属も引っ張ることができます。
電極が金属にくっついているので、少しひねって金属を壊します。アークが途切れる場合は、電極を表面から持ち上げすぎているため、電極を低くする必要があります。アークが点灯すると、ベーコンを揚げるような音がするはずです。大きくてアグレッシブに聞こえるので、アンペア数を下げる必要があります。
電極の移動
アークに火をつけたら、溶接を実行するために、ジョイントを横切って電極を移動する必要があります。電極を動かす前に、垂直に対して15〜30％の正しい角度にする必要があります。
スティック溶接角度
正しい角度になったら、電極をゆっくりと手前に引き戻す必要があります。スラグが溶接プールに閉じ込められて多孔性を引き起こすため、電極を押すことはできません。
安定した手を保つ必要があるので、もう一方の肘をテーブルに置き、電極を持っている手を握って安定させてみてください。数回テストして、この投稿の最後にあるトラブルシューティングのセクションを使用してトラブルシューティングを行ってください。
その他の溶接位置
逆さまのT溶接をフィレット溶接する場合は、角度を地平線の色調から約35％上に調整する必要があります。これは、重力に逆らってビードを押し戻すのに役立つ角度を調整しないと、重力によって溶接部がわずかに落下し始めるためです。
作成されるスラグが多いほど、必要な角度も大きくなります。角度が小さすぎると、スラグが溶接プールに落下し、溶接欠陥が発生します。
よくある間違いとその削減方法
スティック溶接を開始すると、MIGまたはTIGの経験がある場合でも、間違いを犯す可能性があります。私が目にする最も一般的な間違いは、アークが長すぎる、ドラッグ角度が間違っている、溶接が間違っている、温度が間違っていることです。
- たくさんのスパッタ： 溶接時にスパッタが多すぎる原因はたくさんありますが、最も一般的な原因の1つは、アークが長すぎることです。電極をワークピースのごくわずかに上に保持する必要があります。そうしないと、アークの焦点が合わなくなり、滑らかではなく不規則にジャンプします。スパッタがあり、アークが大きなきしむ音を出す場合は、アンペア数が高すぎる可能性があるため、下げる必要があります。
- 気孔率： スティック溶接の多孔性の主な原因の1つは、電極の角度が急すぎることです。電極を斜めに引き戻してスラグを溶接プールの後ろに保持しないと、スラグが水たまりに混入して多孔性を引き起こします。
- アンダーカット： アンダーカットは、溶接部と金属板の間の溶接部のつま先に小さなクレーターがあり、溶接部を弱くします。アンダーカットがあり、溶接が燃え尽きているように見える場合は、熱すぎるため、アンペア数を下げてみてください。
- 薄い溶接ビード： 理想的なスティック溶接ビードは、電極の直径の約2.5倍になります。溶接が本当に狭い場合は、十分な浸透がありません。最初に電極を引いていた速度の約半分の速度で減速してみてください。より良い結果が得られるはずです。
- ゴツゴツした溶接ビード： 電極をゆっくりと引っ張ると、溶加材が堆積してゴツゴツします。もう1つの原因は、アンペア数が低すぎるため、浸透が制限され、溶加材がジョイントの上にちょうど収まる原因になります。
- アークの開始の問題： アークの開始に問題がある場合は、寒すぎて弱いアークが発生していることが原因です。 15アンペア程度上げてみて、もっと簡単かどうかを確認してください。
スティック溶接技術を改善するための5つのステップ
多くの人、特にそれに慣れていない人や毎日溶接しない人にとって、スティック溶接、別名被覆アーク溶接（SMAW）は、習得が難しいプロセスの1つです。スティンガーを手に取り、電極をはめ込み、何度も素晴らしい溶接を行うことができる経験豊富な溶接工は、私たちの残りの人々に大きな畏敬の念を起こさせることができます。見た目が簡単になります。
しかし、私たちの残りの部分はそれに苦労するかもしれません。そして、私たちの技術の5つの基本要素、つまり、電流設定、アークの長さ、電極の角度、電極の操作、および移動速度（CLAMS）に注意を払う必要はありません。これらの5つの基本的な領域に適切に対処することで、結果を改善できます。
1。準備
スティック溶接は、汚れた金属やさびた金属に対して最も寛容なプロセスですが、材料を適切に洗浄しないための言い訳として使用しないでください。ワイヤーブラシまたはグラインダーを使用して、溶接する領域の汚れ、汚れ、または錆を取り除きます。
これらの手順を無視すると、最初に適切な溶接を行うチャンスが損なわれます。汚れた状態は、ひび割れ、多孔性、融合の欠如、または介在物につながる可能性があります。作業中は、作業クランプ用の明確な場所があることを確認してください。アークの品質を維持するには、良好でしっかりした電気接続が重要です。
溶接水たまりがよく見えるように自分の位置を決めます。最良のビューを得るには、頭を横に寄せて溶接ヒュームから遠ざけて、ジョイントで溶接し、水たまりの前縁でアークを維持していることを確認します。姿勢が電極を快適に支えて操作できるようにしてください。
がっかりしないでください！スティック溶接には学習曲線があります。これは、溶接方法を学ぶときに、誰もが電極をワークピースに貼り付けるため、その名前が付けられたと多くの人が信じています。
2。現在の設定
選択した電極によって、マシンをDC正、DC負、またはACのいずれに設定するかが決まります。アプリケーションに正しく設定されていることを確認してください。 （電極ポジティブは、ACよりも所定のアンペア数で約10％高い浸透を提供しますが、DCストレート極性、電極ネガティブは、より薄い金属をよりよく溶接します。）
正しいアンペア数設定は、主に選択した電極の直径とタイプによって異なります。電極の製造元は通常、箱または同封の材料に電極の動作範囲を示しています。
電極（一般的な経験則では、電極直径.001インチごとに1アンペア）、溶接位置（フラット溶接と比較して頭上作業の熱が約15％少ない）、および目視検査に基づいてアンペア数を選択します。溶接が終了しました。理想的な設定に達するまで、一度に5〜10アンペアずつ溶接機を調整します。
3。弧の長さ
正しいアーク長は、各電極とアプリケーションによって異なります。良い出発点として、アーク長は電極の金属部分（コア）の直径を超えてはなりません。たとえば、1/8インチの6010電極は、ベース材料から約1/8インチ離れた位置に保持されます。
4。電極の操作
各溶接機は、電極の操作方法が少し異なります。他の人を観察し、練習し、どのテクニックが最良の結果を生み出すかを記録することによって、独自のスタイルを開発します。 1/4インチ以下の材料では、ビードが必要以上に広くなるため、通常、電極を織り込む必要はありません。多くの場合、必要なのはストレートビーズだけです。
より厚い材料上に幅の広いビードを作成するには、電極を左右に操作して、「Z」、半円、またはスタッターステップパターンで部分的に重なり合う連続した一連の円を作成します。左右の動きを電極コアの直径の2倍に制限します。より広い領域をカバーするには、複数のパスを作成するか、ストリンガービーズを使用します。
垂直上向きに溶接する場合、ジョイントの側面の溶接に焦点を合わせると、中央が自動的に処理されます。溶接水たまりが追いつくことができるように、ジョイントの中央をゆっくりと移動し、側面でわずかに一時停止して、側壁にしっかりと固定されるようにします。溶接部が魚の鱗のように見える場合は、前進が速すぎて、側面を十分に長く保持できませんでした。
5。移動速度
移動速度により、アークを溶接プールの先頭の3分の1に保つことができます。移動が遅すぎると、浸透が浅く、コールドラッピングの可能性がある幅の広い凸状のビードが生成されます。この場合、溶接部は単に材料の表面に座っているように見えます。
移動速度が速すぎると、溶け込みが減少し、より狭く、および/または高度にクラウンのあるビードが作成され、溶接部の外側の領域が凹状または凹状になる場合は、アンダーフィルまたはアンダーカットが発生する可能性があります。下の画像のビーズの終わりに向かって、水たまりが追いついているかのようにビーズがどのように一貫していないように見えるかに注意してください。
スティック溶接の利点
- スティック溶接は持ち運び可能です。小さな手棒溶接機は厚い金属で機能し、それほど重くはなく、ワイヤーフィーダーやガスボンベなどの追加の機器は必要ありません。
- 屋外条件には、スティック溶接が最適です。ガスで溶接しても、風の強い状況では良い結果は得られません。
- TIG溶接よりも習得は簡単ですが、ある程度のスキルが必要です。
- ミルスケールまたは錆のある金属に溶接できます。
スティック溶接のデメリット
- 電極が燃え尽きるときに電極を金属から一定の距離に保つ必要があるため、MIGよりも多くのスキルが必要です。
- より多くのスパッタとスラグが生成されます。
- クリーンアップ時間が長くなると、効率が低下します。
- 溶接はTIGほど複雑でも高品質でもありません。
産業技術