オービタル溶接トレーニング:新興の溶接作業員のためのツール

オービタル溶接トレーニング:新興の溶接労働力のためのツール

Jason Miller、溶接

熟練した溶接工を見つけることは難しくなりつつあり、近い将来さらに難しくなるでしょう。米国溶接協会 (AWS) によると、既存の溶接工の半数以上が退職に近づいています。溶接工の平均年齢は 55 歳です。2020 年までに、この国では 291,000 人の溶接工が不足する可能性があります。

この人手不足に対処する 1 つの手段は、より少ない人員でより多くの作業を生み出す自動化システムを利用することです。 1960 年代に導入されて以来、自動オービタル ガス タングステン アーク溶接 (GTAW) は、最大のリーク完全性、高性能、または超清浄性が最も重要であるさまざまな業界で人気を博しています。自動化されたオービタル溶接システムは、制御された再現性のある高品質の十分に文書化された溶接を行うオペレーターの能力を高めます。 GTAW の主な利点は、入熱を正確に制御できることです。これにより、オービタル溶接は、薄肉金属の接合や、熱に弱いコンポーネントの近くでの溶接に適したプロセスの 1 つになっています。

ただし、自動化されたオービタル溶接は、教育を受け、十分に訓練された溶接作業員の必要性を減らすものではありません。自動機械は、人間の専門知識の必要性を否定するものではありません。ほぼ間違いなく、自動化にはさらに多くのトレーニングが必要です。溶接オペレーターは、材料組成、冶金、セットアップ、パージ (バッキング) およびシールド ガス、電力と電圧、溶接プールのダイナミクス、電極のサイズ、および先端の構成など、業界の最も基本的な知識をすべて持っている必要があります。ただし、自動溶接システムがどのように動作するか、さまざまな入力にどのように反応するか、材料サプライヤーにどのような文書を要求する必要があるかについてさらに理解する必要があります。

オービタル溶接トレーニングに関する考慮事項

市場では、自動 GTAW マシンのオペレーター向けにさまざまなトレーニング プログラムが提供されています。プログラムによっては、2 日間という短いものもあれば、最長 1 週間続くものもあります。長時間のトレーニング プログラムは業務を中断する可能性がありますが、長期的なメリットは一時的なデメリットをはるかに上回ります。

プログラムを選択するときは、技術的な特異性と詳細、および実践的な学習機会を探してください。トレーニング資料を確認し、その品質を評価して、チームの特定のニーズに役立つことを確認します。たとえば、高品質のオービタル溶接トレーニング プログラムは、溶接される 2 つの金属の材料組成が異なる状況について、溶接オペレーターを教育します。

インストラクターの専門知識のレベルは、トレーニング プログラムの内容と同じくらい重要です。認定された溶接インストラクターが教えるプログラムを探して、研究を行ってください。たった 1 つの不適切な溶接が材料の損失につながる可能性があり、質の高いトレーニング プログラム以上のコストが組織にかかります。

受講者は、自動溶接の目的は、各溶接サイクル中に正確で再現可能な溶接電流レベルを生成することであることを学習する必要があります。優れたトレーニング プログラムでは、軌道溶接技術のプロセス (動作原理、利点、制限、問題、変数など) を説明しています。実習生が業務で習得することが期待される機器の準備を整えるために、インストラクターは電源について詳しく説明する必要があります。

オービタル溶接プロセスにおけるガスについて

シールドガス

オービタル溶接トレーニング プログラムを評価するときは、シールド ガスとパージの重要性に費やされた指導の量に注目してください。研修生は、シールドガスが電極と溶融溶接金属を大気汚染から保護する方法を学ぶ必要があります。 GTAW でシールドに使用される最も一般的なガスは、アルゴン、ヘリウム、およびその 2 つの混合物で、通常は特別な用途に使用されます。

溶接工は、ヘリウムとアルゴンの好ましい比率を知っている必要があります。シールド効果に影響を与える主な要因はガス密度です。空気よりも 1.33 倍密度が高いアルゴンは、効果的に溶接領域を覆い、大気を置換します。ヘリウムは密度が低く、作業領域に流れずに上昇する傾向があります。同等のシールドを生成するには、ヘリウムの流れをアルゴンの流れの 2 倍または 3 倍にする必要があります。

シールドガスは、一部の材料の冶金特性に影響を与える可能性があります。一般に、アークは、他のガスよりもアルゴンでシールドした方が静かで安定しています。アルゴンは単価が低く、必要な流量も少ないため、アルゴンが好まれます。シールドガスの選択において適切な判断を下すための知識を持つことは非常に重要です.

ガスパージ

オービタル溶接作業の成功は、バッキング ガスとも呼ばれる適切なガス パージ技術を使用することによって大きな影響を受ける可能性があります。多くの経験豊富な溶接工は、この基本概念の重要性を理解していません。溶接業界の一部の人々は、ガスパージが溶接のアキレス腱であると考えています。トレーニング プログラムでは、パージ時間の計算方法など、パージの原則を教える必要があります。

パージ ガス (通常はアルゴン) を適切に選択することが、パージを成功させるための最初のステップです。アルゴンはさまざまなレベルの純度で入手できます。目的の結果に適したレベルを選択することが不可欠です。チューブまたは配管を通過し、溶接接合部全体に正しい流れと圧力を定義して設定することは、溶接を確実に成功させるために実行できる最も重要な手順の 1 つです。逆に言えば、適切に処理しないと問題が発生する可能性が最も高い領域の 1 つです。ガスパージが正しく行われなかったり、まったく行われなかったりすると、製造システム全体が台無しになる可能性があります。内部圧力は、溶接ビードを溶接されるコンポーネントの内壁表面と同一平面に保つのに役立ちますが、適切な流れは、溶接金属と熱影響部をきれいに保つのに役立ちます.

溶接用の高品質材料の選択

高品質の溶接は材料から始まります。最高のオービタル溶接システムでさえ、チューブ、フィッティング、またはその他のコンポーネントの製造に使用される不良材料を補うことはできません。材料の効果的なトレーニングでは、硫黄含有量が溶接品質にどのように影響するかなど、組成と冶金に関連する問題に対処する必要があります。

軟鋼、ニッケル合金、高融点および反応性金属、ステンレス鋼の 4 つの主な材料ファミリーがあります。軌道溶接トレーニング プログラムの参加者は、すべての入荷材料と材料認証を検査する方法、およびドキュメントを評価する方法を学ぶ必要があります。

軟鋼

軟鋼の場合、軌道溶接の品質は母材金属の不純物含有量 (微量の硫黄、リン、酸素など) に大きく影響されることを覚えておくことが重要です。また、これらの合金の水素脆化は、炭化水素または水が蒸気汚染が存在します。

ニッケル合金

ニッケル合金は優れた材料特性を提供し、腐食性の高い用途に最適ですが、ニッケル合金は割れやすいため、溶接がより困難になる可能性があります。

高融点および反応性金属

オービタル溶接は、耐熱性および反応性金属のチューブとパイプを接合するために最も広く使用されている溶接プロセスです。耐熱金属 (モリブデン、タンタルなど) および反応性金属 (チタン、ジルコニウムなど) は、不活性ガス カバーで保護されていない限り、高温で容易に酸化されます。これらの金属や合金に対して、Orbital GTAW は高濃度の熱、熱入力の最大限の制御、およびあらゆるアーク溶接プロセスの最高の不活性ガス シールドを提供できます。

ステンレス

ステンレス鋼は、クロムが 10.5% 以上含まれているため、優れた耐食性を備えており、材料内部の他の要素を保護するために瞬時に酸化物層を形成するのに役立ちます。これらの他の要素は、材料の微細構造を、オーステナイト、フェライト、または二相ステンレス鋼に見られる 2 つのバランスのとれた混合物として定義するのに役立ちます。ステンレス鋼は一般的に溶接可能と考えられていますが、微細構造が異なると、溶接時に対処しなければならない考慮事項が異なります。

硫黄含有量

オービタル溶接のもう 1 つの主な要因は、材料の硫黄含有量です。硫黄は、機械加工や成形を容易にするために材料に添加されることがよくあります。溶接では、硫黄のレベルが溶接部の表面張力を変化させ、熱の流れと材料の溶け込み特性に影響を与える可能性があります。オービタル溶接の研修生が、溶接されるコンポーネント間の硫黄の違いの重要性を学ぶことは特に重要です。硫黄含有量が大幅に異なるコンポーネントを溶接しようとすると、ビードが硫黄含有量の少ないコンポーネントに向かってシフトする可能性が高く、溶接ビードが部分的に接合部から外れる可能性があります。

知識

エスカレートする溶接機不足は、明日の世界的な製造業に影響を与えます。特定の仕事、機器、およびスキルセットに応じて、より少ない人員でより多くの出力を生成できる自動オービタル溶接が、この問題への対処に役立つ可能性があります。機械が溶接を行っているため、オービタル溶接システムに関連する自動化によってトレーニングの必要性がなくなるという誤解が存在​​します。しかし、その逆です。溶接工にとって、充実した最新のトレーニングはこれまで以上に不可欠です。オービタル溶接装置のオペレーターは、認定インストラクターによる質の高いトレーニングを通じてのみ、今日の溶接環境における厳しい承認基準を満たすために必要な複雑なスキルを習得できます。

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