ガスシールドタングステンアーク溶接（GTAW）やシールドメタルアーク溶接（SMAW）といった従来の溶接プロセスを用いたステンレス鋼管やパイプの溶接では、アルゴンバックフラッシュが必要となることがよくあります。しかし、特にパイプの径や長さが大きくなると、ガスコストとパージプロセスのセットアップ時間が重要になる場合があります。
300シリーズステンレス鋼の溶接において、従来のGTAWまたはSMAWから高度な溶接プロセスに切り替えることで、開根管溶接におけるバックブレイクアウトを解消し、高品質の溶接を維持し、材料の耐食性を維持し、溶接施工規格（WPS）を満たすことができます。）では、短絡金属アーク溶接（GMAW）プロセスが求められています。改良された短絡GMAWプロセスは、パフォーマンス、効率、使いやすさの面でさらなるメリットをもたらし、利益の向上に貢献します。
ステンレス鋼合金は、その耐食性と強度から、石油・ガス、石油化学製品、バイオ燃料など、多くのパイプおよび配管用途に使用されています。GTAWは従来、多くのステンレス鋼用途で使用されてきましたが、いくつかの欠点があり、改良された短絡GMAWによって解決できます。
まず、熟練溶接工の不足が続いているため、GTAWに精通した作業員を見つけることは依然として課題となっています。次に、GTAWは最速の溶接プロセスではないため、顧客の要件を満たすために生産性を向上させたい企業にとって障害となっています。さらに、ステンレス鋼管のバックフラッシュには時間とコストのかかる作業が必要となります。
フィードバックとは何ですか？パージとは、溶接プロセス中にガスを導入して汚染物質を除去し、サポートを提供することです。裏面パージは、酸素の存在下で溶接部の裏面が重質酸化物を形成するのを防ぎます。
開いた根管を溶接する際に裏側を保護しないと、根管底が損傷する可能性があります。この分解は、溶接部内部が砂糖のような表面になることから糖化と呼ばれます。擦れを防ぐため、溶接工はパイプの片端にガスホースを挿入し、パージバルブでパイプの端を塞ぎます。また、パイプの反対側には通気口を設けます。また、通常は接合部の開口部にテープを巻きます。パイプを清掃した後、接合部のテープを剥がして溶接を開始し、根管ビードが完成するまで剥離と溶接のプロセスを繰り返します。
バックラッシュを排除します。リトレースは多大な時間と費用を要し、場合によってはプロジェクトに数千ドルの追加費用がかかることがあります。高度な短サイクルGMAWプロセスに切り替えることで、同社は多くのステンレス鋼アプリケーションにおいて、バックフラッシュなしでルートパスを溶接できるようになりました。300シリーズステンレス鋼の溶接はこれに非常に適していますが、高純度二相ステンレス鋼の溶接では現在、ルートパスにGTAWが必要です。
入熱を可能な限り低く抑えることは、ワークピースの耐食性を維持するのに役立ちます。入熱を低減する方法の一つは、溶接パス数を減らすことです。制御金属堆積（RMD®）などの高度な短絡GMAWプロセスでは、精密に制御された金属移動を用いて均一な溶滴堆積を実現します。これにより、溶接工は溶融池の制御が容易になり、入熱と溶接速度を調整できます。入熱が少ないほど、溶融池の凝固が速くなります。
金属の移動が制御され、溶接プールが急速に凍結するため、溶接プールの乱流が少なく、シールドガスはGMAWトーチから比較的スムーズに排出されます。これにより、シールドガスは露出したルート部を通過し、大気を排出することで、溶接部の裏面のシュガーリングや酸化を防ぎます。このガスによる被覆は、溶接プールが非常に速く凍結するため、短時間で完了します。
テストにより、改良型短絡 GMAW プロセスは、GTAW ルートビード溶接のステンレス鋼の耐腐食性を維持しながら、溶接品質基準を満たすことが示されました。
溶接プロセスを変更するには、WPS の再認証が必要になりますが、このような切り替えにより、新規製造および修理作業にかかる時間が大幅に短縮され、コストも節約できます。
先進的な短絡GMAWプロセスを用いた開放根管溶接は、生産性、効率性、そして溶接工の教育においてさらなるメリットをもたらします。具体的には以下のとおりです。
より多くの金属を表面処理して根管の厚さを増やすことができるため、ホット チャネルの可能性がなくなります。
パイプセクション間の高低変位に対する優れた耐性。スムーズな金属移動により、最大3⁄16インチの隙間を容易に埋めることができます。
アーク長は電極の突出し量に関わらず一定であるため、一定の突出し量を維持するのが難しい作業者の負担を軽減します。溶接プールの制御が容易になり、金属の移行が均一になるため、新人溶接工のトレーニング時間を短縮できます。
プロセス変更によるダウンタイムの短縮。根管、充填根管、被覆根管に同じワイヤとシールドガスを使用できます。パルスGMAWプロセスは、根管がアルゴンシールドガスで少なくとも80%充填され、閉塞されている場合にのみ使用できます。
ステンレス鋼のバックフラッシュ操作では、修正された短絡 GMAW プロセスへの移行を成功させるために、5 つの重要なヒントに従うことが重要です。
パイプの内側と外側をきれいにし、汚れを取り除きます。ステンレス用のワイヤーブラシを使用して、ジョイントの端から少なくとも1インチ（約2.5cm）離れた裏側をきれいにします。
316LSiや308LSiなどの高シリコンステンレス鋼の溶加材を使用してください。シリコン含有量が多いほど、溶接プールの濡れ性が高まり、脱酸剤として機能します。
最良の結果を得るには、プロセスに合わせて特別に配合されたシールドガス混合ガス（ヘリウム90%、アルゴン7.5%、二酸化炭素2.5%など）を使用してください。アルゴン98%、二酸化炭素2%の混合ガスも選択肢の一つです。溶接ガス供給業者によっては、他の推奨ガスを推奨している場合もあります。
最良の結果を得るには、円錐型チップと根管用チップを使用してガスの到達範囲を特定してください。ガス拡散装置を内蔵した円錐型ノズルは、優れた到達範囲を提供します。
バックアップガスを使用しない修正短絡GMAWプロセスでは、溶接部の裏面に少量のドロスが発生しますのでご注意ください。ドロスは通常、溶接部が冷却されると剥がれ落ち、石油産業、発電所、石油化学産業の品質基準を満たします。
Jim Byrne は、Miller Electric Mfg. LLC、1635 W. Spencer St.、Appleton、WI 54912、920-734-9821、www.millerwelds.com の営業およびアプリケーション マネージャーです。
1990 年の Tube & Pipe Journal は、金属管材料の輸送に使用される最初の雑誌です。 チューブ＆パイプジャーナル 1990年 チューブ & パイプ ジャーナルは 1990 年に出版されました。 Tube & Pipe Journal は、1990 年に金属パイプ業界に特化した最初の雑誌となりました。現在、この雑誌は北米で唯一の業界出版物であり、パイプ業界の専門家にとって最も信頼できる情報源となっています。
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