ステンレス溶接用プライマーです。

一般的に使用されるステンレス鋼には 304 と 316 があります。これらの中で最も安価なのは 304 で、18% のクロムと 8% のニッケルを含み、自動車のトリムからキッチン用品まであらゆるものに使用されています。

ステンレス鋼は、キッチンや衣類から病院、レストラン、自動車に至るまで、現代の生活のほぼどこにでもあります。 このメンテナンスの手間がかからない金属は、他の合金に負けない強度と耐食性を兼ね備えています。

あまりにもうますぎる話ですが、何が問題なのでしょうか? 150 以上のグレードのステンレス鋼のいずれかを使用してほぼすべてのものを構築するには、通常、溶接が必要です。 そしてステンレスの溶接は難しいです。 それらの課題には、酸化クロムの存在、入熱の管理方法、使用する溶接プロセスの選択、六価クロムの取り扱い、適切に仕上げる方法などが含まれます。

この材料の溶接と仕上げにはあらゆる困難があるにもかかわらず、多くの業界では依然としてステンレス鋼が人気があり、場合によっては唯一の選択肢でもあります。 安全に作業する方法と、各溶接プロセスをいつ使用するかを知ることは、溶接を成功させるために不可欠です。 そしてそれがキャリアの成功への鍵となる可能性があります。

では、なぜステンレス鋼の溶接はそれほど難しいのでしょうか? 答えはそれがどのように作成されるかから始まります。 軟鋼としても知られる低炭素鋼は、最低 10.5% のクロムと混合されてステンレス鋼を製造します。 添加されたクロムは、鋼の表面に酸化クロムの層を形成し、ほとんどの種類の腐食や錆を防ぎます。 メーカーは、最終製品の品質を変えるために鋼にさまざまな量のクロムやその他の元素を添加し、3 桁の番号付けシステムを使用してグレードを区別します。

一般的に使用されるステンレス鋼には 304 と 316 があります。これらの中で最も安価なのは 304 で、18% のクロムと 8% のニッケルを含み、自動車のトリムからキッチン用品まであらゆるものに使用されています。 ステンレス 316 には、クロムが少なく (16 パーセント)、ニッケルが多く (10 パーセント) 含まれていますが、モリブデンも 2 パーセント含まれています。 この構成により、ステンレス 316 は塩化物および塩素溶液に対する耐性が強化され、海洋環境や化学および製薬産業にとってより良い選択肢となります。

この酸化クロム層はステンレスの品質を提供する可能性がありますが、溶接工に大きな苦痛を与えるものでもあります。 この有益なバリアは金属の表面張力を増加させ、流体溶接溜まりの形成を遅らせます。 よくある間違いは、熱量が増えると水たまりの流動性が高まるため、入熱量を増やすことです。 ただし、これはステンレスに悪影響を与える可能性があります。 熱が高すぎると酸化がさらに進み、母材の金属が歪んだり焼け落ちたりする可能性があります。 自動車排気ガス製造などの高生産産業で使用される薄板を加えると、それが最高レベルの課題になります。

熱はステンレス鋼の耐食性を美しく損なう可能性があります。 溶接部または周囲の熱影響部 (HAZ) が虹色になっている場合は、過剰な熱が使用されている可能性があります。 酸化ステンレスは、淡い金色から深い青、紫まで素晴らしい色を生み出します。 色は美しいアートワークになりますが、溶接が特定の溶接規格に合格していない可能性があることを示している可能性があります。 最も厳格な規定では、溶接部に着色がほとんど、またはまったくないことが望ましいとされています。

ガスタングステンアーク溶接 (GTAW) がステンレス鋼に最適であるというのは広く受け入れられている考えです。 歴史的に見て、これは一般的な意味で真実でした。 このことは、芸術的な織物で大胆な色を引き出そうとするときや、原子力や航空宇宙などの産業の最高品質基準を満たすときにも当てはまります。 しかし、最新の溶接インバーター技術により、自動化システムやロボットシステムだけでなく、ガスメタルアーク溶接 (GMAW) がステンレス鋼の製造標準となることが可能になりました。

GMAW は半自動のワイヤ供給プロセスであるため、堆積速度が速く、入熱の削減に役立ちます。 一部の専門家は、GTAW は溶接機のスキルに依存せず、溶接電源の技術に依存するため、GTAW よりも使いやすいと述べています。 これには議論の余地がありますが、最新の GMAW 電源のほとんどは、事前にプログラムされた相乗ラインを使用しています。 これらのプログラムは、溶加材、材料の厚さ、ガスの種類、ワイヤ直径などのユーザー入力に基づいて、アンペア数や電圧などのパラメータを調整するために特別に開発されています。

一部のインバータは、溶接全体のアークを制御して、一貫して高精度のアークを提供し、部品ギャップを処理し、生産および品質基準を満たす高い移動速度を維持できます。 これは特に自動溶接またはロボット溶接に当てはまりますが、手動溶接にも当てはまります。 市場の一部の電源には、簡単な調整のためのタッチスクリーン インターフェイスとトーチ上のコントロールが備わっています。

ステンレスの溶接は難しいです。 それらの課題には、酸化クロムの存在、入熱の管理方法、使用する溶接プロセスの選択、六価クロムの取り扱い、適切に仕上げる方法などが含まれます。

GTAW に適切なガスの選択は、多くの場合、経験やアプリケーションの溶接テストを通じて決定されます。 タングステン不活性ガス (TIG) としても知られる GTAW は、ほとんどのアプリケーションで不活性ガスのみ (通常はアルゴン、ヘリウム、またはその 2 つの混合物) のみを使用します。 シールドガスまたは熱の入力が不適切であると、溶接が過度に凸状またはロープ状になり、周囲の金属に溶け込まなくなり、見苦しいまたは不適切な溶接が発生する可能性があります。 それぞれの溶接に最適な混合物を決定するには、試行錯誤に時間を費やす必要があります。 GMAW 相乗ラインは、新しい用途でのロスタイムの削減に役立ちますが、最も厳格な品質が要求される場合には、依然として GTAW が最適な溶接プロセスです。

ステンレス鋼の溶接は、トーチを持つ人の健康上のリスクを引き起こします。 最大の危険は溶接中に発生するヒュームです。 クロムを加熱すると、六価クロムと呼ばれる化合物が生成され、呼吸器系、腎臓、肝臓、皮膚、目に損傷を与え、がんを引き起こすことが知られています。 溶接工は必ず呼吸マスクなどの保護具を着用し、溶接を開始する前にそのエリアが適切に換気されていることを確認する必要があります。

ステンレスの課題は溶接が完了しただけでは終わりません。 ステンレス鋼は仕上げ工程でも特別な配慮が必要です。 炭素鋼で汚染されたスチールブラシや研磨パッドを使用すると、酸化クロムの保護層が損傷する可能性があります。 損傷が目に見えない場合でも、これらの汚染物質により完成品が錆びたりその他の腐食を起こしやすくなる可能性があります。

Terrence Norris は、Fronius USA LLC、6797 Fronius Drive、Portage、IN 46368、219-734-5500、www.fronius.us のシニア アプリケーション エンジニアです。

Rhonda Zatezalo は、Crearies Marketing Design LLC、248-783-6085、www.crearies.com のフリーライターです。

最新の溶接インバーター技術により、ガス GMAW が自動化システムやロボット システムだけでなく、ステンレス鋼の生産標準になることが可能になりました。