金属の融合が精度とフィネスを必要とする複雑な溶接の領域では、「アンダーカット」の概念は一般的でありながら重大な欠陥として大きく迫っています。初心者の溶接機が最初の一歩を踏み出している場合でも、長年の経験を持つベテランの専門家であろうと、アンダーカットのニュアンスを把握することは、高品質で信頼性の高い溶接を生み出すために不可欠です。それで、アンダーカットは溶接の文脈で正確に何を意味しますか？この重要な側面を分かりやすく、その定義、原因、結果、および救済策を探求する旅に着手しましょう。
アンダーカットの定義
アンダーカットは溝として定義されます - 溶接ビーズの端に沿って具体化するように、または落ち込んだ欠陥。溶接プロセス中、結合されている金属であるベースメタルは溶けますが、溶融溶接金属は溶けた領域を適切に満たすことができません。視覚的には、アンダーカットは、溶接の「つま先」に狭い凹状のくぼみとして表示されます。これは、溶接ビーズがベースメタルと出会う接合部です。この欠陥は、かろうじて知覚可能な浅い溝から深い、顕著な震えにまで及びます。極端な場合、アンダーカットは、溶接の全長に沿って連続的に伸びるか、孤立したインデントのポケットとしてマニフェストする場合があります。
アンダーカットの原因を解明します
溶接パラメーターの災難
過度の溶接電流：アンダーカットの背後にある主な犯人の1つは、非常に高い溶接電流です。電流が高すぎると、溶接アークが強度の熱を生成します。この過度の熱により、溶接溶接金属が流入してボイドを埋めることができるよりもはるかに速い速度で溶接の端にあるベースメタルが溶けます。その結果、ギャップは取り残され、アンダーカットが生じます。たとえば、軽度のスチール溶接プロジェクトでは、ベースメタルの特定の厚さに対して推奨される溶接電流が120 - 150アンプである場合、溶接機は誤って200アンペアに設定します。
長期のアークの長さ：電極またはトーチと溶接プールの間の距離である溶接アークの長さは、極めて重要な役割を果たします。過度に長いアークの長さは、熱の均一な分布を破壊します。溶接プールの中心に熱を集中させて溶接金属の適切な融合を促進する代わりに、アークはベースメタルの端に向かってさらに熱を広げます。この不均一な加熱パターンにより、ベースメタルエッジが不釣り合いに溶け、領域を満たすのに十分な溶接金属がなくても、アンダーカットが発生します。スティック溶接では、最適な結果を得るために、典型的なアークの長さを1/8〜1/4インチの間に維持する必要があります。アークの長さが1/2インチ以上に拡張された場合、アンダーカットのリスクは大幅にエスカレートします。
不適切な電極またはフィラー金属：溶接プロセスで使用される電極またはフィラー金属の種類も、アンダーカットに寄与する可能性があります。ベースメタルに誤ったコーティング組成を備えた電極を使用すると、溶接プールの流れが破壊される可能性があります。たとえば、高速溶接用に設計され、より強力なアークを生成するセルロース - コーティングされた電極が、より穏やかな熱入力を必要とする薄いゲージ金属に使用される場合、ベースメタルエッジの過度の融解とその後のアンダーカットを引き起こす可能性があります。同様に、直径が間違っている電極は問題につながる可能性があります。溶接電流とジョイント設計には大きすぎる直径は、溶接金属を均等に堆積させないため、アンダーカットの可能性が高まります。
オペレーターのテクニック落とし穴
誤った電極またはトーチ角：溶接動作中に電極または溶接トーチが保持される角度が重要です。角度がオフになると、キルターは、電極をベースメタルエッジに向かって遠くに傾けるなど、アークの熱が溶接プールの中心に向かうのではなく、エッジに集中します。この誤った熱により、溶接金属の適切な堆積がなくて領域を満たすことなく、ベースメタルエッジが溶けてしまい、アンダーカットが生じます。典型的なフィレット - 溶接シナリオでは、電極は、最適な熱分布と溶接 - 金属堆積のために、関節の垂直および水平面に対して約45度の角度で保持する必要があります。角度が垂直表面に向かって60度に傾いている場合、分アンダーカットがフィレット溶接の垂直脚に沿って発生する可能性があります。
急いで移動速度：移動速度として知られる関節を越えて電極またはトーチが移動する速度も、アンダーカットを引き起こす可能性があります。移動速度が速すぎる場合、溶接金属には溶接の端を蓄積して埋めるのに十分な時間がありません。これは、垂直またはオーバーヘッドの溶接位置で特に顕著です。垂直溶接では、重力はすでに挑戦として機能し、溶融金属を下に引っ張ります。溶接機がトーチを速すぎると動くと、溶融金属は進行するトーチに追いつくことができず、溶接の縁が燃えていて、アンダーカットする傾向があります。たとえば、1/4 -インチの厚さプレートでの垂直溶接操作では、推奨される移動速度は1分あたり10 - 12インチです。溶接機が速度を1分あたり20インチに増加させると、アンダーカットが発生する可能性があります。
遠い - アンダーカットの結果に達する
侵害された構造的完全性
アンダーカットは、溶接関節の構造的完全性に直接的かつ有害な影響を及ぼします。溶接の端に沿って溝を作成することにより、接合部の卑金属の断面領域を効果的に減少させます。この面積の減少は、負荷を負担する関節の能力を弱めます。大規模なスケール構造が著しい引張力と圧縮力にさらされるブリッジ構造などのアプリケーションでは、少量のアンダーカットでさえ潜在的な故障ポイントになる可能性があります。アンダーカットによって形成された溝は、ストレス - 濃度ポイントとして機能します。橋や機械などの構造で一般的である周期的な負荷の下では、これらのストレスで亀裂が開始され、濃度が濃度で徐々に伝播します。対処されないままにしておくと、これらの亀裂は壊滅的な失敗、命を危険にさらし、かなりの経済的損失を引き起こす可能性があります。
流体の漏れリスク - 携帯システム
溶接されたジョイントがパイプライン、タンク、または液体（液体またはガス）を輸送する圧力容器で使用される産業では、漏れの大きなリスクをもたらします。アンダーカットによって作成された溝は、流体が浸透する経路を提供します。危険な化学物質や高圧ガスを運ぶパイプラインでわずかなアンダーカットでさえ、漏れにつながる可能性があります。たとえば、オイルとガスのパイプラインネットワークでは、単一のアンダーカット漏れが油流出、土壌や水源の汚染を引き起こし、広範で費用のかかるクリーンアップの努力を必要とする可能性があります。
加速腐食
アンダーカットは、腐食プロセスも加速します。アンダーカットトラップの水分、汚れ、腐食性物質によって形成された溝。これらの領域の卑金属は露出しており、断面領域が減少しているため、酸化と腐食に対してより脆弱です。塩水の存在が腐食を悪化させる海洋環境では、溶接船の船体または沖合の構造物で覆われているのは、金属の急速な分解につながる可能性があります。アンダーカットエリア内で形成される腐食生成物は、溝をさらに広げ、構造を弱め、サービス寿命を短縮する可能性があります。コンポーネントの信頼性と安全性が最も重要な航空宇宙や自動車製造などの業界では、アンダーカットは溶接（資格のない）をレンダリングし、費用のかかる再加工または交換を必要とする可能性があります。
アンダーカットの防止と修正
予防措置
最適なパラメーターの選択：溶接機は、ベースメタルの種類と厚さに基づいて溶接パラメーターを慎重に選択する必要があります。厚い金属の場合、より高い溶接電流が必要になる場合がありますが、使用されている電極に指定された推奨範囲内に常にある必要があります。前述のように、軽度の鋼溶接では、厚さ1/4 -インチの厚さで、適切な電流範囲は120 - 150アンプである可能性があります。さらに、短くて安定したアークの長さを維持することが重要です。スティック溶接では、1/8〜1/4インチのアークの長さは、熱分布と適切な溶接 - 金属堆積さえ確実にするのに役立ちます。
マスタリングオペレーターの手法：一貫したトーチまたは電極の角度を維持することが不可欠です。ほとんどのスティック - 溶接タスクの場合、垂直方向から10 - 15角度の角度は、溶接プールの上にアークを中心にし、適切な融合を促進するのに役立ちます。移動速度をわずかに遅くすることで、溶接金属が溶接の端を満たすのに十分な時間を確保することができます。垂直またはオーバーヘッド溶接では、重力の影響をカウンターするように特に注意する必要があります。トーチの角度を調整して溶融金属を溶接プールの下部に向けることにより、溶接機は溶融金属があまりにも速く流れ、アンダーカットを引き起こすのを防ぎます。
溶接前の準備：溶接前の前に塩基金属を徹底的に洗浄することは、しばしば見落とされがちですが重要なステップです。錆、塗料、油、または卑金属の表面からその他の汚染物質を除去すると、より良いアーク安定性が保証され、溶接金属の流れが改善されます。きれいな表面により、アークは熱をより簡単かつ均等に分散させることができ、アンダーカットのリスクを減らします。サンドブラストまたはワイヤー - 基本金属を明るくきれいな仕上げに磨くことは、一般的な溶接前の調製方法です。
アンダーカットの修理
マイナーアンダーカット：溝の深さがベースの10％未満であるアンダーカットのマイナーケースの場合 - 金属の厚さ、長さは比較的短いため、修理プロセスは比較的簡単です。溶接機は、低電流設定を使用して、少量の溶接金属を溝に堆積させることができます。これは、周囲のエリアを過熱し、さらなる損傷を引き起こすことを避けるために慎重に行う必要があります。目標は、溝を均等に満たし、追加された溶接金属と既存の溶接ビーズと混合することです。
深刻なアンダーカット：より深いまたは長いアンダーカットの場合、より複雑な修理手順が必要です。まず、不良領域は、グラインダーまたは他の適切な研磨ツールを使用して接地する必要があります。研削プロセスは、アンダーカットの溝全体を除去し、滑らかできれいな表面を作成する必要があります。領域が準備されたら、溶接機は正しい溶接パラメーターを使用して領域を溶接できます。再溶接が完了した後、溝が完全に満たされていることを確認するために徹底的な検査を実施する必要があり、過熱、多孔性、スラグ包含などの新しい欠陥が導入されていません。
結論として、溶接のアンダーカットは、すべてのレベルで溶接機の注意を要求する複雑で多面的な問題です。その定義を理解し、その原因を掘り下げ、その結果を認識し、効果的な予防および修復戦略を実装することにより、溶接機は強力で信頼できるだけでなく、最高水準の品質を満たすだけでなく、溶接の発生を最小限に抑えます。少数のDIY溶接プロジェクトに従事している場合でも、大規模な産業用アプリケーションに取り組んでいる場合でも、アンダーカットと戦う技術を習得することは、溶接の卓越性を達成するための基本的なステップです。
