プロセス要因に加えて、溝のサイズとギャップのサイズ、電極とワークピースの傾斜角度、ジョイントの空間位置などの他の溶接プロセス要因も、溶接の形成と溶接サイズに影響を与える可能性があります。
1. 溶接電流が溶接形成に与える影響
他の特定の条件下では、アーク溶接電流の増加に伴い、溶接の溶け込み深さと残留高さが増加し、溶け込み幅がわずかに増加します。その理由は次のとおりです。
1) アーク溶接の溶接電流が増加すると、溶接部に作用するアーク力が増加し、アークの溶接部への入熱が増加し、熱源の位置が下方に移動し、溶融池の深さへの熱伝導を促進して溶け込み深さが増加します。溶け込み深さは溶接電流にほぼ比例します。つまり、溶接溶け込み深さHはKm×Iにほぼ等しくなります。式中のKmは溶け込み係数（溶接電流が100A増加すると溶接溶け込みが増加するミリメートル数）であり、アーク溶接法、ワイヤ径、電流タイプなどに関係します。表1-1を参照してください。
表 1-1 さまざまなアーク溶接方法とパラメータの浸透係数 Km (溶接鋼)
2) アーク溶接の芯線またはワイヤの溶融速度は溶接電流に比例します。アーク溶接の溶接電流が増加すると、溶接ワイヤの溶融速度が増加し、溶接ワイヤの溶融量もほぼ比例して増加しますが、溶融幅の増加は少ないため、溶接シーム高さが増加します。
3) 溶接電流が増加すると、アーク柱の直径は増加しますが、ワークピースへのアークの深さが増加し、アークスポットの移動範囲が制限されるため、溶融幅の増加は小さくなります。
ガスシールドメタルアーク溶接では、溶接電流が増加し、溶接の溶け込みが増加します。溶接電流が大きすぎて電流密度が高すぎると、特にアルミニウムを溶接する場合に、指状の溶け込みが発生しやすくなります。
第二に、アーク電圧が溶接形成に与える影響
他の特定の条件下では、アーク電圧が増加すると、それに応じてアーク電力が増加し、溶接部による入熱が増加します。ただし、アーク電圧の増加はアーク長の増加によって達成されます。アーク長の増加により、アーク熱源の半径が増加し、アークの放熱が増加し、入力溶接部のエネルギー密度が低下するため、溶け込み深さがわずかに減少し、溶け込み深さが増加します。同時に、溶接電流は変わらないため、溶接ワイヤの溶融量は基本的に変化せず、溶接高さが低下します。
各種アーク溶接法において、ロシアと日本は適切な溶接形成を得ること、すなわち適切な溶接形成係数φを維持し、溶接電流を増加させながらアーク電圧を適切に増加させ、アーク電圧と溶接電流の間に適切なマッチング関係を要求する必要がある。これは溶融電極アーク溶接において最も一般的である。
第三に、溶接速度が溶接形成に与える影響
特定の条件下では、溶接速度を上げると溶接入熱が減少し、溶接幅と溶け込み深さが減少します。溶接単位長さあたりのワイヤ金属堆積量は溶接速度に反比例するため、溶接高さも減少します。
溶接速度は、溶接生産性を評価する重要な指標です。溶接生産性を向上させるには、溶接速度を上げる必要があります。ただし、構造設計で要求される溶接サイズを確保するには、溶接速度を上げながら、溶接電流とアーク電圧もそれに応じて増やす必要があります。これら3つの量は互いに関連しています。同時に、溶接電流、アーク電圧、溶接速度を上げると（つまり、高出力溶接アーク、高溶接速度溶接）、溶融池の形成過程や溶融池の凝固過程で、かじり、エッジ、割れなどの溶接欠陥が発生する可能性があることも考慮する必要があります。そのため、溶接速度を上げることには限界があります。
第4に、溶接電流の種類と極性、電極サイズが溶接形成に与える影響
1.溶接電流の種類と極性
溶接電流の種類は直流と交流に分けられます。そのうち、直流アーク溶接は、電流パルスの有無によって定常直流とパルス直流に分けられ、極性によって直流正極接続（溶接部をプラスに接続）と直流逆極接続（溶接部をマイナスに接続）に分けられます。交流アーク溶接は、電流波形の違いによって正弦波交流と矩形波交流に分けられます。溶接電流の種類と極性は、アークが溶接部に入れる熱量に影響するため、溶接部の形成に影響を与えるほか、溶滴移行プロセスや母材表面の酸化膜除去にも影響します。
アルゴンタングステンアーク溶接を使用して鋼、チタンなどの金属材料を溶接する場合、DCを接続したときに形成される溶接の溶け込み深さは最大になり、DCを反転したときに溶け込みは最小になり、ACはその2つの間になります。溶接シームの溶け込みはDC正溶接中に最大になり、タングステン電極の燃焼損失は最小になるため、鋼、チタンなどの金属材料を溶接する場合はDC正溶接を使用する必要があります。 TIG溶接でパルスDC溶接を採用する場合、パルスパラメータを調整できるため、溶接シームの形成サイズを必要に応じて制御できます。 アルゴンタングステンアーク溶接でアルミニウム、マグネシウム、およびそれらの合金を溶接する場合は、アークの陰極クリーニング作用を利用して母材表面の酸化膜をクリーニングする必要があります。 ACを使用する方が良いです。 矩形波ACの波形パラメータを調整できるため、溶接効果がより高くなります。 。
溶融電極アーク溶接では、直流逆接続の溶接溶け込み深さと幅は直流正接続よりも大きく、交流溶接の溶け込み深さと幅は両者の中間です。そのため、サブマージアーク溶接では、より大きな溶け込み深さを得るために直流逆接続が使用され、サブマージアーク肉盛溶接では、溶け込み深さを減らすために直流順接続が使用されます。ガスメタルアーク溶接では、直流逆接続は溶け込み深さが大きいだけでなく、溶接アークと溶滴移行プロセスが直流正接続と交流よりも安定しており、陰極洗浄効果もあるため、広く使用されています。通信は通常使用されません。
2. タングステン電極先端形状、ワイヤ径、延長長さの影響
タングステン電極の先端の角度と形状は、アークの集中とアーク圧力に大きな影響を与えるため、溶接電流の大きさと溶接物の厚さに応じて選択する必要があります。一般に、アークが集中し、アーク圧力が大きいほど、溶け込み深さが大きくなり、それに応じて溶け込み幅が減少します。
ガスメタルアーク溶接では、溶接電流が一定の場合、溶接ワイヤが細いほど、アーク加熱が集中し、溶け込み深さが増加し、溶融幅が減少します。ただし、実際の溶接プロジェクトでワイヤ径を選択するときは、溶接不良を避けるために、電流の大きさと溶融池の形状も考慮する必要があります。
MIGAWアーク溶接の溶接ワイヤの延長長さが長くなると、溶接電流が溶接ワイヤの延長部分を通ったときに発生する抵抗熱が増加し、溶接ワイヤの溶融速度が上昇するため、溶接シームの残留高さが増加し、溶け込み深さは減少します。鋼線の抵抗率が比較的大きいため、鋼線と細線の溶接では、ワイヤ延長長さが溶接部の形成に及ぼす影響は明らかです。アルミニウム溶接ワイヤの抵抗率は比較的小さく、その影響は大きくありません。溶接ワイヤの延長長さを長くすると溶接ワイヤの溶融係数が向上しますが、溶接ワイヤの溶融と溶接シームの形成の安定性を考慮すると、溶接ワイヤの延長長さには許容される変動範囲があります。
5. 溶接シーム形成因子に対する他のプロセス因子の影響
上記のプロセス要因に加えて、溝のサイズとギャップのサイズ、電極とワークピースの傾斜角度、ジョイントの空間位置などの他の溶接プロセス要因も、溶接の形成と溶接サイズに影響を与える可能性があります。
1. 溝と隙間
アーク溶接で突合せ継手を溶接する場合、通常、溶接板の厚さに応じて、隙間を残すかどうか、隙間の大きさ、溝の形状を決定します。他の特定の条件下では、溝または隙間のサイズが大きいほど、溶接シームの残留高さが低くなり、これは溶接シームの位置が低下することに相当し、このとき溶融率が低下します。したがって、隙間またはベベルを使用して、オーバーハングのサイズを制御し、溶融率を調整することができます。隙間のあるベベルと隙間のないベベルを比較すると、2つの放熱条件は多少異なります。一般的に言えば、ベベルの結晶化条件はより有利です。
2. 電極（溶接ワイヤ）の傾斜
アーク溶接では、電極の傾斜方向と溶接方向の関係により、電極前方傾斜と電極後方傾斜の2種類に分けられます。溶接ワイヤが傾斜すると、アーク軸もそれに応じて傾斜します。溶接ワイヤが前方に傾くと、アーク力による溶融池金属の後方放電への影響が弱まり、溶融池底の液体金属層が厚くなり、溶け込み深さが減少し、溶接部へのアークの深さが減少し、アークスポットの移動範囲が拡大し、溶融幅が減少します。増加すると、残留高さが減少します。ワイヤ前方傾斜の角度が小さいほど、効果が顕著になります。ワイヤを後方に傾斜させると、その逆になります。電極アーク溶接では、電極後方傾斜法が最も多く使用され、傾斜角度は65度から80度の間がより適しています。
3.溶接角度
実際の生産では、溶接部の傾斜がよく発生します。これは、上り溶接と下り溶接に分けられます。このとき、溶融池の金属は、重力の作用により斜面を流れ落ちる傾向があります。上り溶接では、重力によって溶融池の金属が溶融池の尾部に排出されるため、溶け込み深さが大きく、溶融幅が狭く、余剰高さが大きくなります。上り角度が6度-12度の場合、余剰高さが大きすぎて、両側にアンダーカットが発生しやすくなります。下り溶接では、この影響により、溶融池の金属が溶融池の尾部に排出されず、アークが溶融池の底にある金属を深く加熱できません。溶接部の傾斜角度が大きすぎると、溶け込みが不十分になり、溶融池に液体金属が溢れてしまいます。
4. 溶接部の材質と厚さ
溶接の溶け込みは、溶接電流、材料の熱伝導率、体積熱容量に関係しています。材料の熱伝導率が良く、体積熱容量が大きいほど、単位体積あたりの金属を溶かして同じ温度を上げるために必要な熱量が多くなります。したがって、溶接電流などの特定の条件下では、溶け込み深さと溶け込み幅は減少します。材料の密度や液体の粘度が高いほど、アークが液体溶融池内の金属を取り除くのが難しくなり、溶け込み深さは浅くなります。溶接部の厚さは、溶接部内の熱伝導に影響を与えます。他の条件が同じ場合、溶接部の厚さが増加し、放熱が増加し、溶融幅と溶け込み深さが減少します。
5. フラックス、電極コーティング、シールドガス
フラックスや電極コーティングの組成が異なるため、アーク電圧降下やアーク柱電位勾配が異なり、溶接部の形成に必然的に影響します。フラックス密度が小さい、粒子サイズが大きい、またはスタッキング高さが小さい場合、アーク周囲の圧力が低く、アーク柱が膨張し、アークスポットの移動範囲が広いため、溶け込み深さが小さく、溶融幅が広く、残留高さが小さくなります。高出力アーク溶接を使用して厚い部品を溶接する場合、軽石のようなフラックスを使用すると、アーク圧力が低下し、溶け込み深さが減少し、溶融幅が広くなります。また、溶接スラグは適切な粘度と溶融温度を備えている必要があります。粘度が高すぎたり、溶融温度が高すぎたりすると、スラグの通気性が悪くなり、溶接部の表面に多くの圧力ピットが形成されやすくなり、溶接部の表面が劣化します。
アーク溶接のシールドガス（Ar、He、N2、CO2など）の組成は異なり、熱伝導率などの物理的特性も異なります。これにより、アーク極の圧力降下とアーク柱の電位勾配、アーク柱の伝導断面積、プラズマ流力、比熱流分布などが生じ、これらはすべて溶接の形成に影響します。
つまり、溶接部の形成に影響を与える要因は数多くあります。良好な溶接部の形成を得るためには、溶接部の材質と厚さ、溶接部の空間位置、接合部の形状、接合部の性能と溶接サイズに対する作業条件の要件に応じて選択する必要があります。溶接には適切な溶接方法と溶接条件が使用されますが、最も重要なのは溶接者の溶接に対する姿勢です。そうしないと、溶接部の形成とその性能が要件を満たさず、さまざまな溶接欠陥が発生することもあります。
