セクション 4. 溶接接続

デザイン

建設におけるプロファイルの使用に関するルール

1. 建築鉄骨構造を設計する場合、各要素および全体としてのオブジェクト全体は、必要最小限の異なるプロファイルから組み立てられる必要があります。

2. 1 つの輸送用エレメントに使用される、公称サイズが同じで厚さが異なるアングル、ティー、およびストリップは、同様のプロファイルの厚さの差が少なくとも 2 mm なければなりません。

3. 1 つの送信要素で異なる鋼種の同じプロファイル寸法を使用することはできません。

4. 公称高さは同じだが厚さが異なる異形シートを 1 つのオブジェクトに使用することは許可されません。

溶接継手は、建築構造における主なタイプの継手です。 溶接継手を備えた構造を設計する場合、溶接継手の信頼性と労働生産性の向上を保証する、高性能で効率的なタイプの溶接の使用を提供する必要があります。

溶接金属原子の拡散を伴う、これらの部品の接続領域における局所的な融合または接合塑性変形によって、構造部品の永久的な接続を形成する技術プロセスと呼ばれます。 溶接の結果、部品の隣接領域の原子間相互作用に基づいて強力な接着が発生します。

溶接を使用すると、単純な構造形式の接続が得られ、他のタイプの接続 (ボルト締めなど) に比べて金属を節約でき、高性能の機械化された製造方法を使用できるようになります。 溶接接合部は気密性および水密性を備えており、これは気体または液体の保管を目的としたシート構造 (タンク、ガスタンク、パイプライン) にとって重要です。

ただし、溶接構造を設計する場合、溶接プロセスは強力なエネルギープロセスであり、元の金属の特性に変化をもたらすことに留意する必要があります。 溶接継手では、金属の異なる化学組成、異なる構造、および異なる機械的特性を持つゾーンが形成されます。 溶接接合部に欠陥（気孔、アンダーカットなど）が存在する可能性もあり、接合部に不均一性が生じます。

母材の特性や使用条件（製造時や使用時の周囲温度、応力の種類（静荷重または周期など）、溶接の選択など）に応じて溶接材料を使用して構造を設計する際には、これらすべての状況が考慮されます。モード、および溶接継手の目的の特殊係数。

現在、電子ビーム、プラズマ、レーザーなどの溶接プロセスが導入されています。 建設に使用される材料の可塑性、構造要素の寸法、構造への外部影響の性質により、建設では電気アーク溶接（ガス溶接や接触溶接はあまり使用されません）の使用が可能になります。

縫い目が長い構造物（梁、柱などのガードル継ぎ目）の溶接は、工場内で自動サブマージアーク溶接を使用して行われます。 フラックスは、金属接続に対する環境の有害な影響から製品を保護します。 同時に、次の 2 つの作業動作が機械化されます。

電極ワイヤとアークと製品の相対運動。 自動溶接の欠点には、垂直および天井位置に継ぎ目を作るのが難しいことが挙げられ、設置時の使用が制限されます。

短い縫い目（リブの溶接、格子構造のユニットの溶接）を半自動溶接で行います。 この場合、溶接電極ワイヤは自動的に送給され、製品に沿ったアークの移動は手動で行われます。 鋼構造物の半自動溶接は、多くの場合、シールドガス環境 (二酸化炭素) で実行されます。 フラックス入りワイヤ溶接はあまり一般的ではありません。

場合によっては、高品質の電極を使用した手動溶接が使用されます。 高品質のコーティング（厚いコーティング）が施されています。 手動アーク溶接では、電極ワイヤの供給と製品に沿ったアークの移動という主な作業動作の両方が手動で実行されます。

手動アーク溶接は、どの位置でも実行できるため、普遍的で広く普及しています。 手動溶接の欠点には、母材の溶け込み深さが浅いこと、使用される溶接電流の値が比較的低いためプロセスの生産性が低いこと、自動サブマージ アーク溶接と比較して手動プロセスの安定性が低いことが挙げられます。

エレクトロスラグ溶接- 溶融溶接の一種。 このタイプの溶接は、厚さ 20 mm 以上の金属の垂直突合せ溶接に便利です。 溶接プロセスは、溶融スラグの層の下で裸の電極ワイヤを使用して実行され、溶接池の側面は継ぎ目を形成する銅のスライドで保護され、流水で冷却されます。 縫い目の品質は非常に高いです。

バス溶接– エレクトロスラグの一種。鉄筋コンクリート構造物の厚い鉄筋を溶接する場合に使用される場合があります。

溶接は、形状や組成が異なる金属製品を高品質で信頼性の高い接続を得るために使用されます。 溶接は、強力な金属構造を得るために、建設作業、工業建設、民間住宅建設、高層ビルの建設に広く応用されています。

溶接作業は2つの方法で行われます。 最初の方法では、塑性変形 (圧力) によって接続を取得します。 2 番目の方法は溶解です。この方法では、電気アーク、プラズマ ジェット、またはガス トーチを使用して表面を溶解して接続します。 溶接作業の方法は、接合する金属の種類やその特性に応じて選択されます。 手動、自動、半自動にすることができます。

溶接作業は、建設や修理の際に不可欠な作業です。 多くの場合、建設作業には金属構造物、通信、機器、デバイスの設置が含まれます。 大規模なオーバーホールでは、新しいエンジニアリング システムの解体と設置、その他多くの溶接や技術的な作業が必要になる場合があります。 金属構造物の設置は溶接作業なしには完了しません。

溶接工は作業中、有害なガス、電気アーク放射、溶融金属からの飛沫にさらされるため、安全要件のため、作業者には個人用保護具を着用する必要があります。 溶接専門家は、特別な服装と特別な靴を履いて作業を行う必要があります。 また、ヘルメット、ベレー帽、帽子などの頭部用の個人用保護具を使用することも期待されています。 顔の保護手段 – 溶接マスク、シールド。 顔と目の保護とは、安全メガネ、および NT-Svarka が提供するその他の保護具を意味します。

これに関連する最も一般的な種類の作業は、暖房システム、給水システム、下水道システムの設置および解体、暖房装置の設置および解体、金属構造物の製造、設置、移送、修理、非鉄金属の溶接、生産および解体です。ガレージドア、フェンス、格子の設置。

建設分野で最も一般的な溶接方法は手動アーク溶接です。 あらゆる形状、サイズ、目的の金属構造物の製造、修理、設置に使用されます。

アルゴンアーク電気溶接は、フェンス、窓格子、階段の製造などの繊細な作業に使用されます。 この溶接方法は、美的側面が決定的に重要な場合に使用されます。

最も一般的な溶接方法はガス溶接であり、この方法は通常、パイプライン システムの設置や簡単な修理作業に使用されます。

溶接方法に関係なく、作業は適切なカテゴリ、許可、および個人用保護具を備えた資格のある専門家によって実行されなければなりません。

ザイツェフ E.I.、ナジム Y.V.、ブスコ M.V.

溶接作業
建設中

講義ノート

パート I

拡散" href="/text/category/diffuziya/" rel="bookmark">接合される部品の金属の拡散。異なる金属で作られた部品を溶接する場合、連続固溶体 (Fe-Ni、Fe-Cr、Ni) -Mn など) を形成することができます。)、金属は不完全な相互溶解性 (Fe-Cu、Fe-Zn) または実質的に相互に溶解しない (Fe-Ag、Fe-Mg、Fe-Pb など) 場合があります。後者の場合、金属をうまく溶接できることに留意する必要があります。

原子間相互作用を妨げる要因を排除する方法に応じて、利用可能なさまざまな溶接方法 (50 以上) を 2 つのグループに分けることができます。

1. 溶融溶接（液相）

2. 圧接（固相）。

(「3」) 融着時には、溶接部の接合部分の金属が溶けて液体の状態になります。 同時に、充填材も溶けます。 このようにして、母材と溶加材から溶融池が形成されます（図1.1）。

この場合、事前に金属表面を特に徹底的に洗浄する必要はありません。 加熱により、溶接池に浮遊する金属と表面汚染物質が溶けます。

溶接部の凝固金属は化学組成と構造が大きく変化し、鋳造金属の特徴的な構造を獲得します。 加熱温度は溶接される金属の融点を大幅に超えるため、両方の部品の大幅な加熱がなくなり、溶接速度が向上します。

熱源に応じて、融着溶接はアーク、ガス、テルミット、エレクトロスラグ、電子ビームの 5 つの主なタイプに分類されます。

アーク溶接では、電気溶接アークの熱によって加熱・溶融が行われます。 ガスの場合 - ガスまたは液体の可燃性蒸気の燃焼熱が使用されます。 テルミットの場合 - テルミット混合物の燃焼中に発生する熱。 エレクトロスラグプロセスでは、溶融スラグ層に電流が流れることで溶接熱が発生します。 電子ビームによる - 金属の加熱と溶融は、真空中に置かれた製品の金属に電子ビームが照射されることによる熱によって引き起こされます。

圧力溶接は、事前に部品を加熱せずに、または事前に部品を局所的に加熱して行うことができます (図 1.2)。 この場合、金属の組成や構造は変化しません。 このタイプの溶接では、接合する表面のより慎重な準備と洗浄が必要であり、土砂圧力の強制的な適用が必要です。 この場合、据え込みの力は溶接される要素の加熱温度に反比例します。 局所加熱源の種類に応じて、溶接は接触（電気抵抗）、テルミット圧力、ガスプレス、誘導（電気プレス）、摩擦、真空拡散に区別されます。

溶接はそれぞれ技術的特徴の異なる方法に分かれています。

1.1.2. はんだ付け

金属を接合するこのプロセスは、溶接と接着の中間に位置します。 接続には、接合する金属よりも融点が低い、はんだと呼ばれる比較的低融点の金属が使用されます。 溶けたはんだは、よく洗浄された接合対象の部品の端に塗布され、濡れて硬化した後、接続を形成します。 はんだと接合される金属は非常に多様であるため、はんだ付けプロセスと結果として得られる接合の性質に大きな違いが生じます。 はんだの主成分は錫、銅、銀です。

この接合方法では、はんだが母材金属をよく濡らす能力が重要な役割を果たします。つまり、金属に対するはんだの付着力（付着力）が、はんだ粒子の凝集力（付着力）を上回る必要があります。 地金は溶けません。 ここでは、金属表面の酸化物やその他の汚染物質を除去し、液体はんだの固体金属への接着を強化するために、ほとんどの場合フラックスが使用されます。

溶けたはんだの層にはせん断抵抗がほとんどありません。 接続の強度は、はんだが固まるにつれて急激に現れます。

1.1.3.接着

これは、分子凝集力によって固体材料を接合する最も汎用性の高い方法です。 木材、金属、プラスチック、コンクリート、ガラス、ゴムなどだけでなく、異種材料（金属+木材、+ゴム、+プラスチックなど）も接着できます。

接合される部品の間に接着剤は通常液体の形で導入されますが、まれに粉末または加熱によって軟化した板の形で導入されます。 接合部の接着剤は、溶剤の蒸発、化学反応、重合などにより徐々に硬化します。 接着はほぼ完全に接着に基づいており、ほとんどの場合、接着剤は接合される材料と相互作用しません。 接着強度は非常に高く、適切に接着すると、荷重による破損は接合材または接着層のいずれかで発生します。

材料を接合するこの方法の利点は、単純さ、低コスト、および高い汎用性です。

(「4」) 欠点は、加熱による強度の低下、接着剤の老化により比較的短期間で強度が低下すること、および一部の接着剤が湿気の影響を受けやすいことです。

1.1.4. セメントとの関係

主に非金属の材料を接合するこの方法は、建設工学で使用されます。 石、レンガ、コンクリートを接続するセメントの硬化は、化学反応によって起こります。 セメントは通常、接合される材料と反応します。

1.2. 溶接構造物の製造における溶接の開発

現在存在するさまざまな溶接方法や種類は同時に誕生したわけではなく、古代に人類に知られていたものもあれば、より最近になって知られるようになったものもあります。

青銅器時代に遡ると、人類は溶融によるはんだ付けと溶接、いわゆる中間鋳造法を学びました。 このように組み合わせられた金、銀、青銅製品のサンプルは何年も前のものです。

鉄の出現により、いわゆる鍛造または鍛造溶接の形で、固相溶接または圧力溶接が急速に発展し始めました。 この方法で溶接された製品は、最長 3500 年前のものです。

溶接の開発における大きな進歩は、電流、酸素ガス炎、テルミット反応など、金属を加熱するための新しい熱源の出現に関連しています。 電気暖房が最初に使用されました。

溶接時に金属を加熱するための電流はさまざまな用途に使用できます。 応用規模と産業上の重要性の点で、電気アーク溶接は最も重要な溶接方法であり、その開発と改良において我が国の科学者と技術者が重要な役割を果たしています。

溶接アークの発見と溶接への利用の創始者はロシアの科学者や技術者などです。

1802年に初めてオープンしました。 教授 必要な電流源が不足していたため、電気アークは長期間にわたって実際に使用できませんでした。 1849年にのみ ペトロフのアークはアドミラルティタワーに点灯し、サンクトペテルブルクの街を照らしました。

才能ある発明家である彼は、電気接触溶接だけでなく、アーク溶接の既存のすべての方法の創始者でもあります。 1882年 彼は、電流の直接作用によって金属を接続および分離するためにアーク放電を使用した世界初の人物であり、つまり、金属のアーク溶接および切断（製品とカーボン電極の間のアーク、特別に構築されたバッテリーによって電力供給される）を行いました。 現在最も広く使用されている電気アーク溶接のすべての主要なタイプの著者であり、またさまざまな技術分野における他の多くの (約 100) の発明の著者でもあります。 2つ以上の電極間で燃焼する間接アークによる溶接。 磁気アーク制御。 ガスジェット溶接。 電気抵抗スポット溶接および突合せ溶接。

カーボン電極と金属電極の自動溶接機を発明。 アーク溶接のさらなる改良は、1888 年にロシアの主要な技術者の名前に関連付けられています。 は金属電極を用いた溶接方法を提案し、初めて特殊な溶接発電機を設計、製作しました。 彼の研究は、溶接プロセスの理論、特に電気アーク溶接の冶金学的基礎の発展の基礎を築きました。

帝政ロシアの後進性により、発明や発明によって開かれた機会を実現することはできませんでした...

十月社会主義大革命の後になって初めて、電気アーク溶接は産業上広く応用されるようになりました。 溶接の歴史の新たな段階は、溶接装置の開発に関する労働国防評議会の決議が採択された 1929 年に始まります。 この決議により、ソ連における高度な溶接法の開発と実施のための物質的および技術的基盤を構築し、溶接専門家の訓練を開始することが可能になりました。

建築構造においては、ソ連における溶接は、ここ数年で初めて国内の新しい建物（マグニトゴルスクおよびクズネツク冶金工場、アゾフスタル工場など）で広く使用されました。 溶接構造は、安定化コーティングを施した電極を使用して低炭素鋼から作られました。 溶接の使用により、10 ～ 20% の節約が可能になりました。 鉄筋の溶接には主に抵抗溶接が用いられました。.doc/img7.gif" alt="1" width="100" height="24 src=">)、酸性鉱石をコーティングしたものです。

30 年代の終わりに、溶接の開発に根本的な変化が起こりました。 学者とウクライナSSR科学アカデミー電気溶接研究所（IEW）の傑出した研究のおかげで、現代的な形式の自動サブマージアーク溶接が開発されました。 1940年以降 ソ連では、この溶接方法は工業的に使用され、その高い技術的および経済的指標のおかげで、主要な機械溶接方法になりました（IESは圧延タンクブランクの製造技術を開発しました）。 この方法の改良と実装においては、TsNIITMash、VNIIESO、UPI、LPI、モスクワ高等工科大学の溶接部門の名を冠した功績も大いにあります。 バウマンと国内有数の工場。 アメリカ、イギリスなどの外資系企業

エレクトロスラグ溶接 (Paton Electric Welding Institute) の開発により、厚い金属から構造物を製造する技術プロセスが大きく変わりました。

(「5」) 40 年代の終わりには、シールドガス中で溶接する方法が工業的に使用され、50 年代初頭には、NIAT、TsNIITMash、IES などの研究に基づいて二酸化炭素中で溶接が行われました。また、他の方法も溶接方法が改良されました

原子力エネルギーとロケット科学の発展により、溶接構造に新しいグレードの特殊鋼と合金を使用することが必要になりました。 新しい溶接方法が登場し、導入されています。電子ビーム、超音波、真空中、制御雰囲気中での拡散、摩擦溶接、高周波電流などです。金属を切断する進歩的な方法は、酸素溶接、ガス電気溶接、溶接溶接など、集中的に開発されています。ガスフラックス、プラズマなど

この時期の特徴は、溶接構造物を生産するための機械化および自動化された生産ラインおよび領域の開発と業界への導入です。

1962年に溶接装置を発売。 1958年と比較して 3倍以上に増加し、米国やドイツの成長率を上回りました。 1963年 建設における溶接作業の機械化レベルは22％に達し、建設業界では62.4％に達しました。 1970年末までに 建設における溶接作業の機械化レベルは40％に向上しました。

1960年 ドネプロペトロウシクZMKにちなんで名付けられました。 Babushkina は、I ビームの生産ラインと、一定容量のガスタンクの組み立ておよび溶接セクションを稼働させました。

1.3 主な溶接法の特徴

1.3.1. 圧接

圧力溶接には次の方法が含まれます: 冷間溶接、超音波溶接、鍛造、ガスプレス (逐次加熱または同時加熱)、電気接触溶接 (突合せ、スポット、シーム)、高周波溶接 (ガス雰囲気または拡散の存在下)真空中）、テルミット圧など

A) 冷間圧接。 接合部を徹底的に洗浄した2枚のプレートを、変形時の膨らみを防ぐためにワッシャーを使用して圧着し（その1）、超硬合金製のパンチを押し込みます。 この場合、プレートの金属は強く変形し、界面付近で流動します。 未成熟な表面が接触し、それらの間に原子間接着力が発生します。 この方法では、金属の性質、酸化皮膜の性質、変形方法、パンチの押し込み深さによって変形の度合いが決まります。 この方法は延性金属 (Al、Cu、Ag、Ni) の重ね継手および突合せ継手に適用できます (図 1.3)。

b) 超音波溶着。 超音波振動が金属に導入されると、接触点での表面の局所的な変形により、表面酸化膜の破壊と原子間接着力の発現が発生する可能性があります (図 1.4)。

8 ～ 15 kHz の周波数を与えるジェネレーター 1 とパンチ 2 は、酸化物の破壊、局所的な T (約 350°C) の上昇、および溶接を引き起こします。 このように、スポットおよびシーム接触溶接を使用して、薄いシート (0.05 ～ 0.6 mm) または薄いシートと厚いシートが溶接されます。

V) 鍛接。 これは最も古い方法ですが、現在では使用が制限されています。 鍛造中の金属を溶接熱温度（°）まで加熱した後、手動または機械による鍛造により溶接作業が行われます。 酸化物は機械的に精製され、フラックス（残りの酸化物）にはホウ砂 Na2B4O7、食塩 NaCl、川砂 SiO2 が使用されます。

G) ガスプレス溶接。 ガスプレス溶接の原理は鍛造溶接に似ており、ガス燃料を使用して火炎を加熱します。 この溶接は、対応する鍛造または静的圧縮 (通常は縦方向の継ぎ目、ガス炎 T = 1800°C) によるセクションからセクションへの連続加熱と、溶接される要素の断面の同時加熱とその後の同時加熱の両方で実行されます。圧縮 (円形の継ぎ目、アセチレン-酸素炎、T = 3000°C)。

d) 電気抵抗溶接。 この溶接方法は最も重要な方法の 1 つであり、主に同様の製品の大量生産または連続生産に使用されます。 この方法は、金属に電流を流すことによって金属を加熱することに基づいています。 金属内で放出される熱量は、ジュール・レンツの法則によって決まります。

Q=0.24・I・U・t=0.24・I2・R・t、

ここで、Q は熱量 cal です。 I – 現在の強さ、A; U – 電圧、V;
R – 抵抗、オーム。 t – 時間、秒

(“6”) 直列回路では抵抗の大きい部分（部品の接点）で多くの熱が放出されます。 さまざまな部品に適切な電力を選択することで、部品の急速加熱 (0.003÷10 秒) とその後の圧縮による溶接を確実に行うことができます。 同時に、金属の高い導電性と低い抵抗率により、非常に低い電圧（U = I R、U ≈ 2）で最大数千アンペア、さらには数万アンペアの高電流を使用する必要があります。 6ボルト）。 通常、交流はレギュレータ付きの降圧変圧器を使用して使用されます。

抵抗溶接はいくつかの種類に分類されますが、機械の電気部分はどの場合でもほぼ同じです。 主な方法には、突合せ、スポット、シーム抵抗溶接、および逃げ溶接があります。

突合せ溶接抵抗溶接とフラッシュ溶接の2つの方式に従って行われます。 抵抗溶接の場合、溶接部品 1 は機械の固定装置 (2) と可動装置 (3) に同軸にクランプされます。 ある程度の圧力がかかると、それらは互いに接触し、接触器 (ブレーカー) 5 を介して変圧器 (4) をオンにすると、回路が確実に閉じられます。 溶接温度まで加熱（溶接熱）した後、圧力が堆積圧力まで増加します。加熱された金属の塑性変形が発生して溶接が行われます（図 1.5）。

フラッシュ溶接では、部品間にギャップがあるときに電圧がかかります。 要素 1 がゆっくりと互いに近づくと、端の個々の点の間に接触が生じ、表面全体が溶解します。 適切な瞬間に、接触器 5 が電流をオフにし、加熱された表面が圧縮されます。 この場合、溶融金属が絞り出され、加熱された固体（塑性状態）の金属が溶接されます。 ロッド、パイプ、ストリップ、レール、チェーンリンクなどがこの方法で溶接されます。

スポット溶接。 オーバーラップt ≤ 5-6mmのある部品の接合に使用されます。 部品は接触するまで凸面の 2 つの電極間にクランプされ、コンタクタで変圧器がオンになります。 放出された熱によって金属が加熱され、鋳造金属のコアが形成されます。 電流がオフになり、圧縮が増加し、液体金属が凝固した後、鋳造点の領域で溶接が発生します（図1.6）。

シーム溶接。原理的にはスポット溶接と同じ方法で行われ、しっかりとした耐久性のある気密シームが得られます。 これは、一連の点を連続して配置し、後続の点が前の点と部分的に重なるようにすることで実現されます。 電極はローラーの形で作られており、回転すると溶接する要素を引きずり、電流を定期的にオンにすることで点を連続的に溶接します。

e) 誘導溶接。 この場合、加熱部分の形状に対応した形状の特殊なインダクタを使用し、高周波電流によって金属を溶接温度まで加熱します。 誘導加熱では金属を溶解するまで加熱し、溶解を行いますが、実際には溶接熱温度に達した時点で沈降圧力を加える必要があります（図1.7）。

そして） 真空拡散溶接。 化学的に活性な金属の溶接に使用されます。 O2 暴露から保護するため。 N2 空気、mmHg の真空度の真空チャンバーが使用されます。 美術。 このような真空に達した後、誘導加熱が行われ、沈降圧力が加えられます。

h) テルミット溶接。 シロアリは、酸化物の生成熱が高い金属 (Al、Mg) と生成熱の低い金属酸化物 (Fe、Cu - 酸化物) からなる粉末または粒状の混合物です。 最も有名なテルミットはAlと鉄の鱗Fe3O4です。

燃焼すると、混合物は還元鉄と酸化アルミニウムを生成し、T = 3000 °C まで加熱され、大量の熱を放出します。

3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe+Q。

混合物 1 kg が燃焼すると 750 kcal の熱を発生します。 溶接される製品は成形され、赤熱が始まるまで加熱され、同時に金型が焼成されます。 テルミット混合物はるつぼ内で燃焼され、沈降後、溶融物は 2 つの層に分かれます。下層は液体鉄、上層は主に Al2O3 からなる液体スラグです。 この溶湯を成形品に流し込み、製品の端を溶かして坩堝の金属と融着させる（融着）か、端だけを溶接熱で加熱し、加熱部分を絞って溶接する（圧接）。 フェロマンガンなどの添加剤がるつぼに加えられることもあります。 レール、鋼管、鋳鉄部品などがこのようにして溶接されます。

1.3.2. 溶融溶接

次の方法が含まれます: ガス溶接、アーク、エレクトロスラグ、電子ビームなど。

1) ガス溶融溶接。 この方法では、可燃性ガスの高温炎を熱源とし、その最高温度（3000℃以上）はアセチレン・酸素炎です（図1.8、a）。

集中した炎によって局所的に加熱されると、2 つの部品の端が溶けて水たまりが形成されることがあります。 炎が接合部に沿って移動すると、その下の金属が溶け、炎の後ろで (冷却により) 固まり、部品間に溶接が形成されます。 適切なモードを使用すると、必要な金属の溶け込みと溶接の作業セクションを得ることができます。 接合部の強度を同等に保つためには、金属を貫通させる必要があるため、板厚が厚い場合は、端部を溶接加工し、切断部分に棒状の溶融溶加材を充填し、溶接時の炎により母材と一緒に溶けてしまいます。

2) 電気アーク溶接。 アーク溶接では、金属は溶接アークによって加熱されます。 電源に接続された 2 つの電極間のイオン化ガスギャップを通る電流が安定して長期にわたって流れると、熱エネルギーと光エネルギーが放出されます (図 1.8.b)。

(「7」) アークによって発生する温度は非常に高く (°C)、さまざまな構造材料の融点を大幅に超えます。 金属を溶接するためのアーク放電はさまざまな利用形態で利用されています。

独立アーク溶接。 これは、電源の異なる極に接続された 2 つまたは 3 つの非消耗電極の間でアーク燃焼を行い、金属を加熱することによって実行されます。 製品は電気回路には含まれておらず、溶接される製品に関係なくアークが燃焼します。 アーク柱の加熱されたガスが金属の表面に接触し、金属を加熱して溶かします。 アークはガス溶接の火炎と同様に製品に影響を与え、溶接作業自体も同様に行われます。 溶接は、添加剤を使用しない場合と、ロッドの形でアークに供給される添加剤を添加した場合の両方で実行されます（図1.9）。

非消耗電極溶接溶接される製品がアーク回路に含まれており、その極の 1 つであり、2 番目の極が非消耗電極 (カーボン、グラファイト、またはタングステン) である場合に実行されます。 アークの熱により、製品と溶加材が溶けます。 この方法による溶接の効率は、以前の方法よりも大幅に高くなります。 この方法は非常に幅広い用途があります。

電気アークを使用して金属を永久に接続することを溶接と呼びます。 このようにして、1 つまたは複数の部品が組み立てられます。

今日、溶接は産業や建設で使用されています。 溶接作業は、さまざまな気候帯のどこでも、極端な気象条件下で行うことができます。 宇宙から水中物体の溶接まで。

溶接なしで現代の生産を想像することは不可能です。この技術を使用してあまりにも多くの製品が作成されています。 ガレージから大規模な航空機製造工場、ティーポットから飛行機に至るまで、さまざまなタイプの溶接継手が使用されているか、または使用されてきました。

縫い目を作成するための新しい技術が毎年導入されています。 材料を接合する技術はますます進歩しています。 多くの場合、何か新しいものを作成するときは、忘れ去られていた古いものを思い出さなければなりません。

この顕著な例は、カザン航空機工場における以前に失われた技術、ELU-24 の復元に関する今日のニュースです。 このタイプの溶接作業では、さまざまな厚さのモノリシックなチタン - マグネシウム合金スラブを溶接できます。 航空機産業における機体構造の構築に使用される、独自の非常にハイテクな溶接。

溶接機は一般の人々にとっても身近になりつつあります。 現時点では、これらは専門家以外の人の間でも一般的です。 多くの民家やガレージには、溶接や簡単な作業用に設計された機器が設置されています。

幅広い需要により大規模な供給が生まれ、市場に出回っている溶接機器の種類は膨大です。 セミプロから家庭用まで。

主な溶接の種類

最も一般的な溶接の主な種類:

• マニュアル;
• 自動;
• アルゴン

もちろん、これらが可能なテクノロジーのすべてではありませんが、広く使用されているテクノロジーの一部です。

各溶接の種類には長所と短所があります。 独自の繊細さとニュアンス。 各タイプには、1 つまたは別の機器と消耗品が必要です。

手動アーク溶接

最も一般的に使用される一般的な溶接。 長年の使用により技術が発達しており、汎用性があります。 溶接プロセスは標準電極を使用して行われます。

利点は、どの位置でも作業できるため、手の届きにくい場所の溶接が容易になることです。 建設現場でよく使われます。 業界で製造された電極の幅広い選択肢により、さまざまなグレードの鋼を溶接できます。 機器の持ち運びが簡単。

欠点 - 生産性が低い。 継ぎ目の品質は、作業を行う溶接工の資格に完全に依存しますが、これはほとんど予測できない要素です。

アルゴン溶接

アルゴンを使用して継ぎ目を溶接することをアルゴン溶接といいます。 不活性ガスを使用すると、消耗電極を使用して溶接接合を作成できます。 合金鋼の接合に便利な溶接方法です。 非鉄金属の溶接にも適しています。

アルゴンの助けを借りて、材料の溶け込み深さを制御する機能を利用して、適切な形状の溶接を簡単に作成できます。

アルゴン溶接は通常、自動機械によって行われます。 特に回転しない管継手の接続に最適です。

このタイプの主な欠点は、手動モードのパフォーマンスが低いことです。 特に方向が異なる短い縫い目の場合、自動は常に可能であるとは限りません。

半自動溶接

このタイプの溶接接合の作成は、エンジニアリング業界で広く行われています。 溶接作業を行う際には二酸化炭素が使用されます。 このような機器を作業する溶接工の資格レベルは要求されません。

火炎処理に使用されるガス:

酸素 - 通常の条件下では、密度は 1.33 kg/m 3、沸点は -183 o C (90 K)、1 リットルの液体酸素から 860 リットルが生成されます。 1 kg/cm 2 の圧力でタンク内では液体状態、シリンダーでは気体状態で 150 kg/cm 2 の圧力で輸送されます。標準シリンダーの容積は 40 リットルです (常圧ではシリンダーから 6000 リットルのガスが供給されます) ）。

可燃性ガス: (アセチレン、水素、CO、メタン、プロパン、灯油、ガソリン蒸気)

アセチレンは最大火炎温度が 3200℃ になりますが、爆発性ガスです。 したがって、容量が40リットルのシリンダーです。 多孔質物質とアセトンが充填されています。 アセチレンはアセトンへの溶解度が非常に高く、圧力 16 kg/cm 2 でのガス体積は 5 m 3 です。 アセチレンは、次の反応によって炭化カルシウムからも得られます。

CaC 2 + 2H 2 O = C 2 H 2 + Ca(OH) 2

特別なアセチレン発生器で。 アセチレンは安価に生産されますが、生成される石灰は環境を汚染するため、この方法は人口密集地域では禁止されています。

シールドガス

不活性主にアルゴンとヘリウムが使用されます。 アルゴン溶接グレード A は、純度 > 99.99% および湿度を備えています。< 0,03 г/м 3 . Инертные газы транспортируются в баллонах в газообразном состоянии при давлении 150 кг/см 2 . Температура кипения аргона –185,5 о С, а гелия –268,9 о С (4 К). Поэтому аргон может поставляться на предприятия в больших количествах в жидком виде – в танках-газификаторах.

アクティブ主に CO 2 およびその酸素またはアルゴンとの混合物。

二酸化炭素の沸点（昇華）は -78.9 ℃で、40 リットルのシリンダーの中に液体の状態で入っています。 温度に応じて、シリンダー内の圧力は次のように変化します。 -30 ℃ 14.5 気圧。 –10 26 ティ; 0 35.5 ati; +20 58.5 アティ。

25 kg の液体二酸化炭素をシリンダーに注ぎ、そこから約 12.5 m 3 のガスが得られます。 (保護のためのガス消費量は約 10 リットル/分または 0.6 m 3/時間)、つまり 1 つのシリンダーで 20 時間です。

(食品グレードとは異なり) 最小限の水分含有量で二酸化炭素を溶接すると、ワイヤ (Sv-08G2S) 内のシリコンとマンガンの含有量が増加した場合でも、酸化還元プロセスの発生に対して適切な保護と通常の状態が提供されます。

CO 2 に 3 ～ 5% の酸素を添加すると、金属の飛散が約 30% 減少します。

ステライトを表面化する場合、アルゴンと 7 ～ 12% の水素の混合物が使用されます。 これにより、金属表面の脱酸と添加剤の良好な広がりが保証されます。

建設中の溶接作業

構造部品または金属接続を永久に接続するには、溶接が使用されます。 使用するエネルギー源の種類に応じて、ガス溶接と電気溶接が区別されます。 ガス溶接や電気溶接を伴う作業を溶接といいます。

ガス溶接

ガス溶接は、技術的に純粋な酸素と可燃性ガスの混合物の燃焼の結果として形成されるガス炎を使用して金属製品を溶接する方法です。 酸素 (O 2) は、9.810 Pa (1 kgf/cm 2) の圧力で 1.33 kg/m 3 に等しい質量を持つ気体で、積極的に燃焼をサポートします。 酸素は通常、鋼製シリンダー内で 15 MPa の圧力で供給されます。 酸素に少量の油脂を加えると自然発火や爆発が起こります。 したがって、酸素ボンベは油による汚染から保護する必要があります。

可燃性ガスは激しい燃焼時に大量の熱を放出します。 このようなガスには、アセチレン、水素、メタン、プロパンが含まれます。 アセチレンは、アセチレンと酸素の炎が最高温度（3100 ～ 3200℃）を生成するため、可燃性ガスとして主に使用されます。 水素-酸素、ガソリン-酸素、その他の種類のガス溶接が長い間使用されてきました。

アセチレン (C 2 H 2) は、炭素と水素のガス状化合物です。 アセチレンは純粋な形では爆発性があるため、使用する場合は安全規制に厳密に従う必要があります。 工業用アセチレンは、天然ガスの熱酸化プロセスによる液体炭化水素 (石油、灯油) の分解によって生成されます。 しかし、実際には、アセチレンは、多くの場合、アセチレン発生装置の溶接現場で、炭化カルシウム (体積質量 2.26 kg/dm 3 の濃い灰色または茶色の塊状の物質) を水で分解することによって得られます。

CaC 2 + 2H 2 O = C 2 H 2 + Ca(OH) 2。

反応の結果、工業用炭化カルシウム 1 kg から約 235 ～ 285 リットルのアセチレンが得られます。 溶接作業には、低圧（0.01MPa）および中圧（0.01〜0.15MPa）のアセチレン発生器が使用されます。

少量の溶接作業の場合は、アセトンに溶解したアセチレンが鋼製シリンダーに入れて供給されます。 溶解したアセチレンは水蒸気を生成せず、より高温の炎を生成し、防爆性があります。

酸素とアセチレンはホースを介して溶接トーチに供給されます。溶接トーチは、可燃性ガスと酸素の混合を制御し、トーチのマウスピースの出口で混合物の燃焼を制御するための装置です。 溶接中の金属の接合部は炎で加熱されて溶け（炎温度 3000 ～ 315.0°C）、溶加材（ロッド、ワイヤ）とともに溶接池を形成します。 溶接炎 (火炎温度 3000 ～ 3150°C) は、接合される部品の端を同時に溶かし、溶加材 (ロッド、ワイヤ) とともに溶接溜まり (溶接シーム) を形成します。 金属を酸化から保護し、溶接中に形成される酸化物を除去するために、フラックス（溶接粉末またはペースト）を使用することが可能です。 フラックスとしては焼成ホウ砂、ホウ酸、ケイ酸などが使用されます。

ガス溶接中の冶金プロセスには次の現象が伴います。 金属を沸騰に近い温度まで加熱する過程で、合金添加剤 (亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、鉛) が蒸発し、これにより金属の特性が変化します。金属; 酸化：鉄の酸化と炭素の燃え尽きの結果として継ぎ目が多孔質になり、機械的特性が低下します。 ガスバーナーの火炎中に存在する炭素、一酸化炭素、水素による溶接池の金属の脱酸、または強力な脱酸剤（フラックスの形のシリコンとマンガン）の使用。 酸素とアセチレンの比率を変えることで、通常の溶接炎（還元）、酸素過剰（酸化）、アセチレン過剰（非浸炭）を実現できます。

ガス溶接の溶接装置は、酸素ボンベ、可燃性ガスを貯蔵または受け入れるためのボンベ、減圧器（ガス圧力を調整する）、ガス供給ホース、およびトーチで構成されます。 ガス溶接は、底部、水平、垂直、天井の継ぎ目を行うために使用されます。 ガス溶接は突合せ接合に最もよく使用され、コーナー接合や端接合にはあまり使用されません。 この場合、トーチとフィラーワイヤの動きにより、左右の溶接が区別されます。 さらに、継ぎ目を 1 つまたは複数の層で適用する場合は、スルー ビードとバスを使用して溶接を行うことができます。

ガス切断は金属製品の製造に使用されます。 酸素および酸素フラックス金属切断が使用されます。

酸素カット用途に応じて剥離（ブランクの切断、シートの切断）と表面（金属の溝切り、表面欠陥の除去）に分けられます。 この切断は、酸素中の可燃性ガスの燃焼によって形成される炎による金属の溶解に基づいており、カッターを使用して手動で、または半自動および自動機械で実行されます。 酸素とガスの切断流が加熱された金属に触れると、その最上層が酸化して燃焼します。 酸化プロセスでは大量の熱が放出され、その熱は下にある金属層の加熱に費やされます。 酸素燃料切断には、少なくとも 1800°C の火炎温度を与える可燃性ガス (アセチレン、コークス炉ガス) および液体材料 (灯油、ガソリン) が適しています。 金属の切断には溶接用のトーチとは設計が異なるトーチが使用されます。

酸素フラックスカットクロムおよびクロムニッケル鋼の切断に使用され、粉末状のフラックス (鉄粉) を切断用酸素の流れに供給することで構成され、燃焼すると追加の熱が放出され、耐火材料の溶融が促進されます。

ガス溶接はほとんど機械化されておらず、通常は手作業で行われます。 主に鋼、鋳鉄、銅、アルミニウム、各種合金などの薄肉（0.1～6mm）製品の溶接に使用されます。 厚い部品を溶接するには、他の安価で便利なタイプの溶接を使用できます。 ガス溶接は良好な溶接品質を得ることができますが、大量の金属が加熱されるため、溶接部分に歪みが発生することがよくあります。 ガス溶接の利点: 携帯性と装置の低コスト。 欠点としては、作業コストが高いこと、爆発の危険性が挙げられます。 したがって、可能な限り、ガス溶接は電気アーク溶接に置き換えられます。

電気溶接

電気溶接は、必要な温度を得る熱源が電気エネルギーである金属を溶接する方法です。 電気エネルギーは次の 2 つの方法で熱エネルギーに変換できます。

♦ 互いに近接した溶接される部品に電流を流す - 接触溶接。

♦ 電気アークの使用 - アーク溶接。

建設現場で溶接継手を得るには、主に次の電気溶接方法が使用されます（図1）。

♦ 消耗電極を使用した手動アーク。溶接される部品と電極の間で燃焼する電気アークによって溶接部品が加熱されます。 アークは部品の端と電極を溶かし、溶けた金属が溶接部を形成します。

■電気式半自動サブマージアーク溶接。送給機構からフレキシブルホースを通って製品と電極線との間をサブマージアーク下で燃焼させて溶接を行います。 溶接中に部分的に溶けて溶接表面にスラグの層を形成するフラックスは、溶融金属を空気中の酸素や窒素の有害な影響から保護し、溶着金属の特性を改善することを目的としています。

♦ 二酸化炭素中の消耗電極を備えた電気アーク。特殊なチップを介して低圧下でアーク ゾーンに供給されます。 アークはフィラーワイヤと溶接対象物との間で維持されます。

米。 1. 電気溶接の主な方法と継ぎ目の位置： a - 消耗電極を備えた電気アークマニュアル： 1 - 溶接する部品。 2- 電気アーク。 3 - 電極。 b- 電気アーク半自動サブマージアーク: 1- 溶接製品。 2 - 電極ワイヤー; 3 - フラックス。 4 - ホルダー。 5 - フレキシブルホース; 6- フィーダ; c - 二酸化炭素中の消耗電極を使用した電気アーク: 1 - 溶接される製品。 2 - 円弧。 3 - フィラーワイヤー; G- エレクトロスラグ：1- スライダー。 2 - 溶接する部品。 3 - 電極ワイヤー; 4- フラックス; 5 - スラグ。 6 - 溶接。 d、f、g - 平面上の縫い目の位置（d - 側面、f - 正面、g - 斜め）。 h - 空間内: I- より低い; Ⅱ- 垂直; III - 天井。 そして - 水平方向の縫い目。 垂直面

消耗電極と非消耗電極の両方を使用したシールドガス中での溶接は、自動および半自動で行うことができます。 この方法は、高い生産性と良好な縫い目の品質を特徴としています。

垂直に配置された溶接部品間の隙間にフラックスと電極ワイヤを供給するエレクトロスラグ。 プロセスの開始時にアークは燃焼しますが、液体スラグの導電率がアークの導電率よりも高いため、十分に大きなスラグ層が形成された後、アークは消えます。 液体スラグを流れる電流は大量の熱を放出し、電極ワイヤ、接続されている部品の端が溶けて溶接部が形成されるのに十分です。 液体金属は、部品に押し付けられたスライダーによって形成された槽内に保持されます。 ワイヤの代わりに平板電極を使用することもできます。

建設現場で金属や補強構造物を設置するための溶接作業は、主に電気アーク溶接によって行われます。 最も一般的に使用される方法は手動アーク溶接ですが、フラックス入りワイヤを使用した半自動、バスおよびバスシームを使用した半自動、シールド内のオープンアークを使用した半自動など、より高度な溶接に徐々に置き換えられています。ガス、エレクトロスラグなど 構造物の設置および組み立て時の溶接の種類に応じて、アーク溶接はシームとスポット、マルチシーム、バスタブおよびバスタブシームに分類できます。

手動アーク溶接用の電極は、直径 1.6 ～ 12 mm、長さ 225 ～ 450 mm の鋼製溶接ワイヤで、溶接アークの安定した燃焼を確保し、必要な特性を備えた接続を得る特殊なコーティングでコーティングされています。
自動および半自動のサブマージアーク溶接およびシールドガス溶接には、ソリッドスチール溶接ワイヤが使用されます。 錆、グリース、その他の汚染物質を取り除く必要があります。

被覆電極、フラックス入りワイヤおよびフラックスは、溶接材料メーカーが指定する条件に従って使用前に焼成する必要があります。 焼成された溶接材料は、湿気や機械的損傷を避けて、45 ～ 100 °C の乾燥オーブンまたは気温 15 °C 以上、相対湿度 50% 以下の倉庫に保管する必要があります。 使用前に、フラックスは通常の湿度 (0.1%) まで乾燥されます。

溶接アークの電源は、変圧器、コンバータ、整流器です。 密閉された暖房された部屋で溶接作業を行う場合は、温度変化に敏感な溶接整流器を使用することをお勧めします。 コンバーターや変圧器は屋外で操作することをお勧めします。

現場で作業する場合、溶接ユニットは電源として使用されます。溶接ユニットは直流発電機と内燃エンジンで構成され、共通のフレームに取り付けられ、弾性カップリングで接続されています。 このユニットは、車のボディ、自動車またはトラクタートレーラーに取り付けられます。

構造物の溶接は、正しく組み立てられていることを確認した後に実行する必要があります。

鋼構造物の設置継手の位置による継ぎ目の種類を図に示します。 1、 ディ。溶接継手の主な種類はシングルシームとスポットです。 継ぎ目は 2 枚のオーバーレイまたは重ね合わせて作成できます。 この場合、2 つまたは 4 つのフランクシームが実行されます。 バットポイント接続は、片側に 4 点の 2 つのロッドのオーバーレイと、片側に 2 点のオーバーラップロッド、および各側に 2 点のオーバーラップロッドを使用して行われます。

補強溶接の種類を図に示します。 8.2. 建設現場で直径 20 ～ 40 mm の鉄筋を接続する最も効果的な方法は、再利用可能 (銅、グラファイトなど) または使い捨ての取り外し可能な形式で溶接することです。 ガラス繊維およびガラス繊維材料で作られた柔軟なバッキングテープを使用した鋼の浴溶接技術が効果的です。 溶接終了後 5 ～ 10 分後に金型を取り外します。

図..2 補強材の溶接の種類： a - 直径40 mmまでのロッドのラップ。 b-同じ、最大80mm。 c、d - 直径80 mmまでのロッド用のパッド付き。 d - 水平に配置された直径20〜30 mmのロッド用の鋼製ガスケット付き。 e - 同じ、垂直方向。 g - 大径ロッドのライニングのない溝付きバットジョイント。 h、i - 水平および垂直ロッドの半自動溶接; k、l - 水平および垂直ロッドの手動電極プール溶接; 1-ワイヤー; 2 - スラグ。 3 - 蒸着された金属。 4 - 電極。

ライニングの総断面積は、鋼クラス A-I、A-II では断面積を 30 ～ 50%、クラス A-III.A-IV では 100% 超えなければなりません。

溶接継手の必要な強度を確保するために、肉盛と溶接の長さは、母材のクラスと接合されたロッドの直径を考慮して選択されます。 d.長さは、クラス A-I ロッドの場合は少なくとも 3d 2 (両面縫い目の場合) または 6d (片面縫い目の場合)、クラス A-II および A-III の場合は 4d 2 または 8d、およびクラス A-II および A-III の場合は 10d 2 または 5d でなければなりません。 , - クラス A -IV の場合。 ロッドをスポット溶接する場合、オーバーレイまたはオーバーラップの長さは、クラス A-I のロッドでは少なくとも 3d 2、クラス A-III では 4d でなければなりません。 ポイントの最小寸法は、長さ 0.27 ～ 1.2 mm、幅 1.2 ～ 2 mm である必要があります。

高品質の溶接を保証するための技術モードは、溶接継手の種類と溶接する金属の厚さに応じて、次の順序で選択されます。電極の種類、直径、電流の強さを設定します。他のすべてのパラメータ。 この場合、電極の直径は溶接する金属の厚さ d a に応じて選択され、電流の強さ I は電極の直径 d に応じて選択されます。

通常の溶接作業では、これらの量の次の比率が許容されます。

溶接電流は電極の直径だけでなく、その種類、溶接条件、電極の移動速度、入熱などにも依存するため、これらの値を定数として考えることはできません。 低い位置で溶接する場合の電極直径の選択は事実上無制限であり、溶接工の資格によって異なります。

垂直位置で溶接する場合は、直径 5 mm を超える電極を選択しないでください。天井および水平位置で溶接する場合は、直径 4 mm を超える電極を使用することはお勧めできません。

水平、垂直、天吊りで溶接する場合は、低い位置で溶接する場合よりも溶接電流を 10 ～ 20% 低くする必要があります。 電圧も下がります。

研究によると、電流の強さ (I) は、電極の直径 (d 3) よりも速く増大し、その断面積よりも遅く増大します。 ただし、実際には、現在の強度を選択するときに、依存性 I = K-d g (K は 40 ～ 50 に等しい定数係数) が使用されます。

さらに、電極の保護コーティングの種類を考慮する必要があります。 薄い安定化コーティングを備えた電極はより低い電流を必要としますが、厚いコーティングはより高い電流を必要とします。

溶接技術では、指定された寸法と必要な強度を備えた溶接シームまたは溶接点が確実に得られるようにする必要があります。

溶接技術は非常に重要であり、溶接される部品の厚さ、継ぎ目の幅、溶け込みの深さによって異なります。 電極が振動運動を行わずに継ぎ目に沿って真っ直ぐに移動すると、細い（糸状の）ビードが堆積します。

電極の傾き (角度 a) を変更することで、浸透深さを調整し、浴の冷却に影響を与えることができます。 電極の軸に沿って上から下、シームラインに沿って、そしてシームを横切って振動運動を電極に加えると、製品のエッジのさまざまな程度の加熱が実現され、溶接池の冷却が遅くなります。必要な貫通力と縫い目の幅を確保します。

鉄筋の溶接は 2 段階で行われます。まず、導体に組み込まれた棒を片側の鋲で固定し、次に継ぎ目を導体の外側に配置します。 溶接の順序は鋼の種類とその化学組成によって異なります。 クラスA-I、A-II、A-Shの鋼で作られたオーバーレイおよびオーバーラップを備えた接合部の溶接は、オーバーレイの中央から端まで実行されます。

クラス A-IV 鋼 (グレード 20KhG2Ts、20KhGST) は置換可能なオーバーレイで溶接されており、鋼構造への熱影響を軽減します。 同じ目的で、溶接はオーバーレイの端から開始する必要があり、最初はジョイントの片側に沿って、次に (片面溶接ジョイントを 100°C 以下に冷却した後) 沿って、市松模様のパターンでシームを実行する必要があります。反対側、ただしオーバーレイの端から距離があります d.これは局所的なストレスを分散するのに役立ちます。

近年、溶接に新しい方法、つまりフラックス入りワイヤを使用した半自動溶接、保護ガス環境およびフラックス層の下でのオープンアーク溶接が導入されました。

フラックス入りワイヤを使用した半自動溶接は、周期的で滑らかなプロファイルの鉄筋のさまざまなタイプの接続に使用されて成功しています。 溶接は、フラックス入りワイヤ EPS-15/2、PP-ANZ などを使用して、溶接コンバータ PS-300M を備えた半自動機械で行われます。 PS-500、PSG-500-1、TSD-500トランスなど

半自動溶接機は同じ装置を備えていますが、レイアウトが異なります。 それらは、固定式、可動式、ポータブル式のものにすることができます。 半自動溶接機には、ワイヤ スプール、フィーダー、フレキシブル ガイド ロープ、ハンド ホルダー、またはトーチが含まれています。 半自動機械は、一定でスムーズに制御されたワイヤ送給を提供し、高品質の接続を得ることができます。

サブマージアーク溶接では、電極とワークピースの間の溶接アークがバルク物質の層の下で燃焼します。 アークが塊に浸漬される結果、溶接の形成条件が大幅に改善され、溶接の熱バランスが向上し、金属のスパッタや無駄が防止される環境が形成されます。 これらすべてにより、溶接電流を6〜8倍に増やして4000 Aにすることができ、当然のことながら、溶接時間をほぼ10倍短縮し、半自動および自動溶接ユニットを使用するための条件を提供します。

半自動ガスシールド溶接が最も一般的です。 ガス保護の有効性は、ホルダー ノズルからのガス流 (通常は CO 2) が溶接部を酸化から保護し、コーティングなしで小径の電極ワイヤ (1 ～ 1.5 mm) を使用でき、コーティングなしで任意の位置で溶接できることにあります。金属が燃える危険があります。

ガスシールドアーク溶接は生産性が高く、自動化が容易で、フラックスを使用せずに接続を行うことができ、電極にコーティングを施す必要がありません。 不活性ガス、二酸化炭素、水素などが保護ガスとして使用され、この環境では溶接プロセスが簡素化され、溶接部を観察できるようになり、この場合、継ぎ目は実質的に相互作用しないため、継ぎ目の品質が大幅に向上します。空気中の酸素と窒素。 結果として生じる小さな溶接池により、金属を燃やす危険を伴うことなく溶接が可能になります。

熱強化補強のためのモードと溶接技術の研究分野での研究は、理論的かつ実践的に非常に重要です。 これらの鋼の溶接における主な困難は、700 °C に加熱された熱影響部の軟化です。溶接エネルギーが大きくなるほど、軟化領域は広くなります。したがって、熱強化された鉄筋の電気溶接では、最大 2 ～ 10 4 J/cm (500 cal/cm) の入熱の溶接モードを使用し、母材への熱伝達が最も少ない溶接方法を使用する必要があります。この場合、層の下に溶接します。手動および半自動溶接の場合、溶接金属の強度が主熱強化金属と同等である E55-F 電極または電極ワイヤ Sv- を使用するのが合理的です。サブマージアーク溶接用10G2、Sv-10GSMTなど。

建設条件では溶接機を常に使用できるとは限らないため、多層シームを備えたアーク溶接は、建設現場で補強フレームを接続するために使用されます。 このような接続は、鉄筋コンクリート構造のアセンブリユニット（クロスバーと柱、ビームと柱、柱と柱など）にすることができます。 この場合、溶接によって設置および接合されるロッドおよびその他の補強要素は同軸であり、許容誤差を超えてはなりません（薄い構造の場合は +5 ～ 20 mm、大規模な構造の場合は +40 ～ 50 mm）。 ロッドの端の間に推奨ギャップを示す必要があります。 溶接接続は、オーバーレイなしで、バッキングブラケットを取り付けることで行うことができます。

バッキングは、溶接を形成するためのフォームとして機能する追加の接合詳細であり、接続が行われた後、鉄筋内の力を部分的に分散します。 半円形のパッドはパッドステープルと呼ばれます。 ブラケットの内張りの長さは 2d 以上、30 mm 以上、厚さは 0.2d、4 ～ 6 mm を超えてはなりません。 良好な溶接条件を確保するために、バッキング ブラケットで水平接続を行う場合、ロッドの端は 5 ～ 10°の角度で切断され、垂直接続を行う場合は 30 ～ 40°の角度で切断されます。 バックなしで溶接によって水平および垂直接続を行う場合、ロッドの端は片側または両側で切断されます（アクセス方法に応じて）。

多層継ぎ目の溶接は、半自動機械または手動で実行できます。 この場合、半自動ホースマシン A-765M、A-1114M、A-547U、PSh-5 などが使用されますが、推奨電源は整流器 VS-500、VS-600、コンバーター PSG-500 です。厳格な外部特性またはコンバータPSU-500、PSO-500。 半自動溶接では、溶接棒と電極ワイヤの直径、および空間内の継ぎ目の位置に応じて技術モードが選択されます。

高品質の接続を確保するために、バッキング ブラケットを使用した場合と使用しない場合の溶接は、特定の順序で実行されます。 周囲 (空気) 温度が 0 °C 未満の場合、長さ 500 mm までの接続セクションでは、溶接前にロッドをトーチで加熱する必要があります。 加熱温度は、鋼材 A-I の場合は 600 °C、鋼材 A-P、A-Sh の場合は 800 °C を超えないようにしてください、そうしないと鋼材に組織変化が発生し、強度が低下します。溶接後、継手は 3 ～ 5 分間加熱されます。ブラケットとライニングを溶接する場合、各接続は次のように行われます: まず、ブラケットを溶接点でつかみ、次にロッドの端とライニングの間の隙間の下部にジョイントを溶接します。縫い目は層状に施されています。

バス溶接およびバスシーム溶接は、直径（厚さ）20〜80 mmのロッドとプレートの突合せ接合に使用されます。 これらのタイプの溶接は非常に経済的であり、作業の労働力が軽減され、電気と電極の消費量もシーム溶接に比べて 2 ～ 2.5 倍削減されます。 プール溶接およびプールシーム溶接の本質は、金属（鋼または銅）ライニング上に置かれたロッドの端の間に溶融金属の液体プールを作成することです。 ライニングは継ぎ目を形成する役割を果たし、直径 32 mm までのロッドの接続強度を計算する際には考慮されません。 直径（厚さ）36〜80 mmの母材を溶接する場合、ライニングはロッドに作用する力の一部を吸収すると考えられます。 バットジョイントのオーバーレイとして考えてください。

溶接部が形成されると、溶けた溶加材 (電極) の熱によって接合される金属の端が加熱されて溶け、凝固すると溶接部が形成されます。 このような方法は、バス溶接、バスシーム溶接、エレクトロスラグ溶接に分類できます。

バス溶接は、純銅パッドだけでなく、固体または複合鋼パッドでも実行されます。 半自動サブマージアーク、多電極、単電極のいずれかが可能です。

半自動サブマージアーク溶接は、半自動機械A-537、A-765と直径2.0〜2.5 mmの溶接ワイヤSv-0.8またはSv-0.8Aを使用して、金属の溶接継手20〜40 mmに使用されます。 鋼クラスA-1〜A-IIIで作られた棒を溶接する場合、フラックスAN-8、AN-22、FN-7などが使用されます。フラックスは、粒径0.25〜3.0 mmのガラス状粒状材料です。 溶接中、溶けたフラックスは電極材料の滴や溶接池の液体金属を空気の有害な影響から保護するシェルを形成します。 溶接用に準備されたロッドの端には裏当てが固定されており、溶接ワイヤを操作できるようになります。 溶接を開始する前に、フラックスを金型に流し込みます。

溶接部の結晶化と冷却後、スラグが除去され、在庫パッドが分離されます。

多電極プール溶接は、交流電力を供給され、電極の櫛を使用して 20 ～ 80 mm の母材を接合するために実行されます。 グループ電極をプレートで結合したり、プレート型電気ホルダーに組み込んだりすることで、溶融浴を得るまでの時間を大幅に短縮でき、労働生産性が向上します。

単電極プール溶接は、少量の溶融池を使用して銅鋳型内で単一ロッドの溶接継手を製造するために使用されます。 この方法では、アーク電源は直流でも交流でも使用できます。

バスシーム溶接は、鋼製裏当てが溶接を形成するだけでなく、ロッドに溶接されたままで力の一部を吸収し、ライニングとして機能し、溶接接合部を強化するという点で浴槽とは異なります。 バットシーム溶接では、端部の溶接に加えて側面シームも溶接されます。 この場合、ライニングの寸法は溶接棒の直径に応じて選択されます。 バスおよびバスシーム溶接は、1 つの電極または電極グループ (3 ～ 8) を使用して実行できます。 溶接モードは、溶接される鉄筋の直径、ライニングの種類、電極の直径によって異なります。

エレクトロスラグ溶接は、金属の加熱と溶解に費やされるエネルギーの大部分が、電流が流れるときにスラグ浴内で発生する熱によって提供されるという事実によって特徴付けられます。 液体スラグは、電気エネルギーを熱エネルギーに確実に変換し、溶融金属が金属溶融物の表面に露出しないように保護し、場合によっては溶接金属を合金化します。 スラグ溜まりは、溶接される部品と銅の型の間の空間を満たすフラックスを溶かすことによって形成されます。 まず、フラックス層で電気アークが形成され、フラックスが溶解します。その後、顕著な電極付近の領域が消え、電流が電極からスラグ浴に流れ、ベースとフィラー（電極）が確実に溶解します。金属。 エレクトロスラグ溶接の熱バランス利用率は、開放電極溶接の熱バランス利用率よりもはるかに高くなります。

現在、20〜40 mmの母材の半自動エレクトロスラグ溶接が使用されています。 このタイプの溶接はバスシーム溶接と比較してはるかに効率的であり、高品質の溶接が保証され、労働生産性が向上し、電力と電極ワイヤの消費量が削減されます。 したがって、建設現場では、プール溶接がエレクトロスラグ溶接に徐々に置き換えられています。 エレクトロスラグ溶接の材料は、直径 2 ～ 2.5 mm の Sv-08GA、Sv-08A などの電極線で、半自動機 A-765、PSh-5-1、PSh-54 でフラックス AN-348A を使用して供給されます。 、FC-4ipr。

技術的な溶接モードを選択する場合、プールを冷却しないように、十分な深さ、乾燥電極延長の長さ (30 ～ 80 mm)、および現在の強度 (360 ～ 500 A)。

エレクトロスラグ溶接技術は、垂直ロッドと水平ロッドの両方を接合する場合と同じです。 厚さ 20 ～ 25 mm のフラックスを型の底部 (浴の容積) に注ぎます。 最初の溶接期間中、電極ワイヤの端はフラックスに浸され、金属との点接触によってアークが励起され、ロッドの端の下部が溶けて、電極に振動運動を与えます。 スラグが形成され、次に金属浴が形成された後、金型が満たされるまで電極の移動が続きます。 液体スラグのレベルが金型の上端に達すると、溶接プロセスは一時的に停止され、溶融金属が収縮して収縮クレーターを満たした後（スラグが黒ずんだ瞬間）、溶接プロセスが再開されます。

手動アーク溶接の生産性を高めるために、電極の束（くし）を使用した溶接やマルチアーク溶接（三相アーク溶接）が使用されます。 電極ビームを使用して溶接する場合、アークはビームの電極上で交互に燃焼するため、より高い電流密度が得られ、溶け込み深さが増加します。 三相アーク溶接には特殊な二重電極が必要です。

パルス溶接の本質は、パルス中に電極材料がスプラッシュの形で溶接池に移動し、低電流では溶融池が維持されることです。 これにより、良好なシーム品質が得られ、特にスパッタリングされた金属が減少することにより、プロセスの生産性が向上します。 電極ワイヤの送給速度と同時にパルス電流の強度、持続時間、パルス周波数を電子制御することにより、あらゆる位置で溶接できる高品質のアークを得ることが可能になります。 このような装置はシナジェティックと呼ばれます。

高周波整流電流による質的に新しい溶接方法は、調整の可能性を備えた普遍的な外部特性によって区別されます。 手動および自動、電気アークおよびアルゴンアーク溶接に使用できます。 この方法により、溶接プロセスの安定性と低スパッタが保証され、高品質の溶接を実現し、連続モードおよびパルスモードで作業できるようになります。

修正が可能な欠陥の溶接は、欠陥箇所を研磨ツールで洗浄し、接合部を200〜260℃に予熱した後、直径4 mmまでの電極を使用して実行されます。