ステンレスのTIG溶接？ 3 つの分野への投資が役立つ可能性がある

インバーター電源、パルス技術、さらにはアルゴンと水素のシールドガス混合物に投資することで、ステンレス鋼を扱う TIG 溶接工や店主に短期的および長期的なメリットをもたらすことができます。 ゲッティイメージズ

TIGとしても知られるガスタングステンアーク溶接(GTAW)によるステンレス鋼の溶接は、多くの場合、デリケートな問題になります。

ステンレス鋼は一般的に扱いやすい素材であるため、熱を加えすぎないでください。 そのため、入熱と加熱の計算が非常に重要になります。

ここで溶接移動速度が関係します。 ステンレスの TIG 溶接中に移動速度が速ければ速いほど、部品の溶接に費やす時間が短縮され、周囲の材料への熱の吸収が少なくなります。

小型でポータブルなインバータ電源、パルス、さらにはアルゴンと水素のシールドガス混合物に投資することで、入熱、移動速度、溶接の溶け込みを最適化することができ、TIG 溶接工と店主の両方に利益をもたらします。

多くの人にとって、ステンレス鋼での作業は、鶏肉加工工場、ウォッカ蒸留所、地ビール醸造所、製薬施設などの現場で配管やチューブを扱うことを意味します。

現在、作業の多くは社内で行うことができ、多くの場合、より大型の溶接装置が使用されます。 ただし、最終的には、ほとんどのアプリケーションでは、入力電力要件と移動ロジスティックスのために大型変圧器が不便な現場に行く必要があります。

「第一に、非常に重いです」とミラー・エレクトリックのセグメントマネージャー、アンドリュー・ファラー氏は語った。 「しかし、電力が得られた場合、接続は適切ですか? 製品を再リンクする必要がありますか? それにより問題が発生することがよくあります。」

ポータブル インバータ電源の重量は通常 50 ポンド未満で、変圧器よりも大幅に軽量です。 「お弁当箱くらいの大きさです」とファラー氏は語った。 現場作業は通常 200 アンペア以下で実行できるため、それらのほとんどは 150、160、または 200 アンペアになります。

「通常、インバーター機械を個人で現場に運ぶことは、フォークリフトを使用したり、誰かに持ち上げるのを手伝ってもらったりすることなく、自分で行うことができます。それを 2 人ではなく 1 人で行うことができれば、大きな効果が得られます。生産性と収益性が向上します」と彼は言いました。

携帯性に加えて、インバーター技術により、より高い周波数でのパルス化が可能になります。 変圧器ベースの電源は通常、1 秒あたり 10 ～ 20 パルスを受け取ります。 インバータベースの電源は 1 秒あたり 500 パルスを達成できます。 1 秒あたり 5,000 パルスに達するものもあります。

携帯性に加えて、インバータ電源により高い周波数でのパルスが可能になり、最終的には方向制御が向上し、アークラグが減少します。 ミラーエレクトリック

ファラー氏は、毎秒 100 パルスを超えると、より優れた方向制御が可能になると述べました。

「隅肉溶接や内側のコーナージョイント、あるいはパイプとチューブのような TKY 接続を行おうとしている場合、これにより、アークを向けて意図した場所に溶接することができます。」と彼は言いました。

「食品・飲料業界や乳製品生産でよく使用されるサニタリー配管やチューブでは、すべて薄肉のステンレス鋼で比較的低いアンペア数で作られており、アンペア数からアークにかかる力はそれほど大きくありません。パルスがもたらすアークの安定性でそれを補う必要があります。」

パルサーを使用すると、電極がどこを向いていても、実際に水たまりが形成される場所でも溶接アークが遅れる「アーク ラグ」を軽減できます。

「うまく表現できないかもしれないが、まるで酩酊しているようなものだ。脳は一つのことを考えているのに、身体の反応が遅れているのだ」とプファラー氏は語った。 「これらのニッケル合金の材料も、入力に対する応答が遅いという点で同様に動作します。

「パルサーを使用すると、水たまりの撹拌が発生し、ラグと水たまりの遅延が減少します。それで、これは誰かにとって何を意味しますか? これは、溶接が希望する場所に進むようになるので、溶接の品質が向上することを意味します。より速く溶接を行うことができます。」水たまりが追いつくのを待っていないからです。」

パルス化により溶接部の入熱が減少し、歪みの量を減らすことができます。 経験則として、鋼は凝固すると約 10% 収縮するとプフォールラー氏は述べた。

「溶接ジョイントがあり、必要な量よりもはるかに大きな溶接だまりを作っている場合、そのたまりは縮小し、固化すると過剰な歪みが発生します」と彼は言いました。 「その歪みにより、考慮されていない再加工や矯正プロセスが発生することがよくあります。企業は溶接後、その後の作業を行う前に、修正や矯正に多くの時間を費やしています。」

歴史的に、TIG 溶接工はステンレス鋼を扱う際にシールド ガスとしてアルゴンを使用していました。 ただし、薄肉チューブの溶接などの特定の用途では、低割合の水素混合物に切り替えているところもあります。 このシナリオでは、約 1% ～ 2% の水素がアルゴンと混合されます。

プファラー氏は、アルゴンと水素の混合シールドガスの使用が増えていると述べた。 この混合物はより多くの熱を発生させ、溶接溶け込みプロファイルを変化させます。

「サニタリーチューブや薄肉チューブを製造する人々は、パイプにベベルを付けるのではなく、四角形の突合せジョイントを使用します。その後、水素混合シールドガスを使用し、追加の浸透を得ることで、ジョイントの準備を本質的に排除します」と彼は言いました。

この混合物はステンレス鋼合金にのみ使用すべきである、と同氏は付け加えた。

現時点で供給不足に直面しているヘリウムとは異なり、水素とアルゴンは大気中に比較的豊富に存在するため、供給は懸念されていません。

プフォールラー氏によると、一部の企業は独自にブレンドすることを選択しているという。 同氏は、高濃度ではブレンドが可燃性であることを考慮して、このことを慎重に検討するようショップに警告した。

「自分で混合することを研究している人は、シールドガス混合物中の非常に低い割合を確実に維持するために必要な予防措置を講じる必要がある」と彼は述べた。 「安全性への懸念が生じる可能性があり、ガス供給業者から事前に混合した混合物を持ち込む場合と比べて、自分で混合する場合には注意が必要です。これについては、シールドガス供給業者が何らかのガイダンスとガバナンスを提供できるでしょう。」

最終的には、消耗品予算の節約や TIG トーチ カップの交換を求めるよりも、これらの分野に変更を加える方が経済的により多くの利益を得ることができる、とプファラー氏は述べた。

プフォールラー氏が話を聞いている人々の多くは、溶接が店舗業務の約 10% を占めているため、変更を加えません。 溶接速度が 10% 向上すると、総作業量が約 1% 節約されることになります。

インバータベースの電源とパルス化に切り替えることで得られる利点には、付加価値のない作業の排除、より積極的なジョイント プロファイルの使用、パイプのベベルの排除、四角形の突合せジョイントでの完全溶け込みの達成などが含まれます。

「溶接の準備時間と溶接後の再作業と運用に、企業の時間の大部分が費やされます」とプファラー氏は述べた。

「DC パルスなどを利用することで、その他の溶接関連作業の一部を削減、または基本的に排除できるようになります。それらを排除できれば、1% を排除するだけでなく、10、20、30% を排除することになります。」その会社の溶接前および溶接後の作業を担当しました」と彼は言いました。