エレクトロスラグ溶接(ESW)完全ガイド:原理・機器・用途・メリットデメリット
エレクトロスラグ溶接(ESW)とは
エレクトロスラグ溶接は、電流によって熱を発生させるアーク溶接プロセスです。消耗性電極を使用し、溶接面は溶融スラグで覆われます。厚さ約25mm〜300mmの厚材に対する高能率・単パス溶接プロセスです。垂直または垂直に近い姿勢で実施されます。
ESWはアーク溶接と抵抗溶接の両方の特徴を併せ持ちます。開始時は電極がワークピースに接触してアークが発生し、フラックスを溶かして接合面に溶融プールを形成。その後、プールと電極間を電流が流れ、電気抵抗による発熱でフィラーメタルを連続溶融・堆積させます。銅シューと供給機構が上昇し、キャビティ全体が充填されるまで継続します。
ESWの用途
- 板厚80mmまでの厚板接合(重工業)
- 厚肉大径管の溶接
- 貯蔵タンクの溶接
- 大型・厚肉船舶部品の建造
作動原理
ESWプロセスでは、まず溶接電極とワークピース間に電流が流れ、アークが発生してフィラーワイヤを溶融。溶融フィラーメタルが接合部に堆積・凝固します。電流流動による電気抵抗熱でフィラーメタルを連続溶融させ、溶接ゾーンに供給し続けます。銅シューと供給機構が上昇し、キャビティ全体が形成されるまで続きます。
エレクトロスラグ溶接機の主要部品
電極、フラックス、電極ガイドチューブが一般的な構成部品です。
ESWのメリットとデメリット
メリット
- 緩やかな冷却速度によりコールドクラッキングを防止
- 半自動で高速なプロセス
- スラグ残留が解消される
- 重厚部品の溶接が可能
- 接合溶け込みコストが低い
- 歪みが少ない
デメリット
- 緩やかな冷却速度により溶接部に柱状晶が生成
- ベースメタルに極めて高い熱が加わる
- 高温への適切な冷却が必要
- 垂直姿勢のみ溶接可能
- 溶接部の靭性が低い
以上、エレクトロスラグ溶接(ESW)の定義、用途、機器、作動原理、メリット・デメリットについて解説しました。厚板・大型構造物溶接の技術選定にお役立てください。
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