アーク溶接のABC
アーク溶接における極性の影響
極性という用語は、電源の端子に対する電極の電気接続を示すために使用されます。 直流（DC）では、電極がプラス端子に接続されている場合、極性は直流電極プラス（DCEP）と指定されます。 電極をマイナス端子に接続する場合、極性を直流電極マイナス（DCEN）とします。
Why GMAW uses mostly DCEP
The vast majority of gas metal arc welding (GMAW) applications use DCEP.交流（AC）を使用する場合、50または60 Hzの半サイクルごとに極性が変化する。 この条件では、安定したアーク、スムーズな金属移動、比較的低いスパッタ、良好な溶接ビード特性、および広い範囲の溶接電流に対する深い溶け込みを得ることができる。 一方、DCEN では溶滴サイズが大きくなり、溶滴移動が不規則になる傾向があるため、大粒スパッタが増加する。 しかし，DCEN 専用に開発された特殊な化学組成のワイヤがあり，亜鉛メッキ鋼板に優れた性能を発揮する． GMAW ではアークが不安定であるため、従来の AC を使用する試みは一般に失敗している。
SMAWは極性の点で最も汎用性の高い溶接プロセス
被覆電極の被覆フラックスの種類が多いため、SMAWプロセスは極性の点で最も汎用性の高い溶接プロセスであることができる。 大部分の被覆電極は、ACまたはDCEPのいずれかを使用しています。 いくつかの電極、特にE6013（RB-26）、E6019（B-17）およびE7024（ZERODE-43F）は、AC、DCEPまたはDCENで良好な性能を発揮します。 一方、パイプ溶接用のE6010 (KOBE-6010), E7010-P1 (KOBE-7010S), E8010-P1 (KOBE-8010S) などの高セルロースタイプの電極は、DCEPでのみ使用し、液滴の移行をよりスムーズにするように設計されています。 E7015-B2L（CMB-95）、E8015-B3L（CMB-105）などの低炭素タイプのCr-Mo電極も、より良い性能を得るために、DCEPのみで使用するように設計されています。 高強度鋼用のLB-80ULや低温鋼用のNB-1SJのような特定の電極は、加工における溶接金属の強度と衝撃靭性の厳しい要求を保証するために、ACのみを使用することをお勧めします。 DCEPでは、フラックス消費率（析出金属量に対するスラグ量の割合）が、フラックスの種類にもよりますが、ACよりもおよそ10～30%高くなります。 その結果、フラックスの種類にもよりますが、溶接金属の化学組成、つまり機械的性質が極性によって影響を受ける可能性があります。 このため、溶接金属の品質要求が厳しい場合には、使用する電源の極性を考慮して、ワイヤとフラックスの組み合わせを慎重に選択する必要がある。 表 1 に極性が溶接金属の化学成分や機械的性質に及ぼす影響の一例を示す。 この試験結果では、ACとDCEPで炭素、酸素、0.2%PS、TS、IVに顕著な差が認められます
| 極性 | C | Si | Mn | P | S | O | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AC | 0.07 | 0.30 | 1.61 | 0.017 | 0.005 | 0.067 | |||||
| dcep | 0.05 | 0.35 | 1.67 | 0.018 | 0.006 | 0.098 | |||||
| 極性 | 0.2% PS (N/mm2) |
TS (N/mm2) |
El (%) |
RA (%) |
Av.L (%) |
El(%) | Av.L (%) |
El(%) | El(%) | El(%) -40°C (J) |
|
| AC | 462 | 565 | 30 | 70 | 93 | ||||||
| DCEP | 411 | 512 | 33 | 69 | 74 | ||||||
ページトップ