アプリケーションに適したスティック溶接棒を選択する方法を知りたいですか?
スティック電極に関するよくある質問への回答をご覧ください。
年に数回スティック溶接をするDIY愛好家でも、毎日溶接をするプロの溶接工でも、一つ確かなことがあります。それは、スティック溶接には高度な技術が必要だということです。また、スティック電極（溶接棒とも呼ばれます）に関する知識も必要です。
保管方法、電極の直径、フラックスの組成などの変数はすべてスティックロッドの選択とパフォーマンスに影響するため、基本的な知識を身に付けておくと混乱を最小限に抑え、スティック溶接の成功をより確実にすることができます。
1. 最も一般的なスティック電極は何ですか?
棒状電極は数百種類、いや数千種類存在しますが、最も一般的なのは、米国溶接協会（AWS）のA5.1規格「シールドメタルアーク溶接用炭素鋼電極」に準拠した電極です。これには、E6010、E6011、E6012、E6013、E7014、E7024、E7018の電極が含まれます。
2. AWS スティック電極の分類は何を意味しますか?
AWSは、スティック電極の識別を容易にするために、標準化された分類システムを採用しています。分類はスティック電極の側面に印刷された数字と文字で表され、それぞれが特定の電極特性を表しています。
上記の軟鋼電極の場合、AWS システムは次のように動作します。
●「E」は電極を表します。
● 最初の2桁は、溶接部の最小引張強度を表し、平方インチあたりのポンド数（psi）で測定されます。例えば、E7018電極の70は、その電極が70,000psiの最小引張強度を持つ溶接ビードを生成することを示します。
● 3桁目の数字は、電極が使用可能な溶接姿勢を表します。例えば、1は電極が全姿勢で使用できることを意味し、2は下向きおよび水平すみ肉溶接のみに使用できることを意味します。
● 4 桁目は、電極で使用できるコーティングの種類と溶接電流の種類 (AC、DC、またはその両方) を表します。
3. E6010、E6011、E6012、E6013 電極の違いは何ですか? また、いつ使用すればよいですか?
● E6010電極は直流（DC）電源でのみ使用できます。深い溶け込みと、錆、油、塗料、汚れを貫通する能力を備えています。多くの経験豊富な配管溶接工は、この全姿勢電極を配管のルート溶接に使用しています。しかし、E6010電極は非常に狭いアークを発生するため、初心者の溶接工には扱いが難しい場合があります。
● E6011電極は、交流（AC）溶接電源を用いた全姿勢溶接にも使用できます。E6010電極と同様に、E6011電極は深く浸透するアークを生成し、腐食した金属や汚れた金属を切断します。多くの溶接工は、DC電源が利用できない状況でのメンテナンスや修理作業にE6011電極を選択しています。
● E6012電極は、2つの接合部間のギャップブリッジが必要な用途に適しています。多くのプロの溶接工は、水平位置での高速・高電流すみ肉溶接にもE6012電極を選択しますが、これらの電極は溶け込みが浅く、スラグが密になる傾向があるため、溶接後の洗浄が必要になります。
● E6013電極は、スパッタが最小限でソフトなアークを生成し、適度な溶け込みと容易に除去できるスラグを特徴としています。これらの電極は、清潔な新品の板金の溶接にのみ使用してください。
4. E7014、E7018、E7024 電極の違いは何ですか? また、いつ使用すればよいですか?
● E7014電極は、E6012電極とほぼ同等の溶接溶け込みを実現し、炭素鋼および低合金鋼向けに設計されています。E7014電極は鉄粉含有量が多いため、溶着速度が向上します。また、E6012電極よりも高い電流値で使用できます。
● E7018電極は、粉末含有量の高い高濃度フラックスを含有しており、最も使いやすい電極の一つです。これらの電極は、スパッタが最小限に抑えられ、アークの溶け込みが中程度で、滑らかで静かなアークを生成します。多くの溶接工は、構造用鋼などの厚板金属の溶接にE7018電極を使用しています。E7018電極は、耐衝撃性（寒冷地でも）に優れた強固な溶接部も実現し、炭素鋼、高炭素鋼、低合金鋼、高張力鋼などの母材にも使用できます。
● E7024電極は、溶着速度を向上させる鉄粉を多く含んでいます。多くの溶接工は、高速水平溶接や平角すみ肉溶接にE7024電極を使用しています。これらの電極は、厚さ1/4インチ以上の鋼板で優れた性能を発揮します。また、厚さ1/2インチを超える金属にも使用できます。
5. スティック電極はどのように選択すればよいですか?
まず、母材の強度特性と組成に適した棒状電極を選択します。例えば、軟鋼の場合は、一般的にE60またはE70の電極であればどれでも使用できます。
次に、溶接位置に合わせて電極の種類を選び、利用可能な電源を検討します。一部の電極は直流または交流のみで使用できますが、直流と交流の両方で使用できる電極もあることに注意してください。
ジョイントの設計とフィットアップを評価し、最適な溶込み特性（掘削、中、または軽）を持つ電極を選択してください。フィットアップがきついジョイントや斜面のないジョイントの場合は、E6010やE6011などの電極を使用すると、掘削アークを発生させ、十分な溶込みを確保できます。薄い材料やルート開口部の広いジョイントの場合は、E6013などの軽アークまたはソフトアークの電極を選択してください。
厚くて重い材料や複雑な接合部設計における溶接割れを防ぐには、最も延性の高い電極を選択してください。また、部品が遭遇する使用条件と、満たすべき仕様も考慮してください。低温、高温、あるいは衝撃荷重のかかる環境で使用されるでしょうか？これらの用途には、低水素含有量のE7018電極が最適です。
生産効率も考慮してください。平らな姿勢で作業する場合、E7014やE7024などの鉄粉含有量の高い電極を使用すると、より高い堆積速度が得られます。
重要な用途の場合は、必ず電極タイプの溶接仕様と手順を確認してください。
6. 棒電極の周囲にあるフラックスはどのような機能を果たしますか?
すべてのスティック電極は、フラックスと呼ばれるコーティングで覆われた棒で構成されており、フラックスにはいくつかの重要な役割があります。実際には、電極をどこでどのように使用できるかを決定するのは、このフラックス、つまり電極のコーティングです。
アークが発生すると、フラックスが燃焼し、一連の複雑な化学反応を引き起こします。フラックス成分が溶接アーク内で燃焼すると、シールドガスが放出され、溶融した溶接プールを大気中の不純物から保護します。溶接プールが冷却されると、フラックスはスラグを形成し、溶接金属を酸化から保護し、溶接ビードの気孔の発生を防ぎます。
フラックスには、アークをより安定させるイオン化元素（特に AC 電源で溶接する場合）と、溶接部に延性と引張強度を与える合金も含まれています。
一部の電極では、堆積速度を高めるために鉄粉の濃度が高いフラックスが使用されていますが、他の電極には洗浄剤として機能し、腐食または汚れたワークピースやミルスケールに浸透できる脱酸素剤が添加されています。
7.高堆積スティック電極はいつ使用すればよいですか?
高溶着速度電極は作業をより速く完了するのに役立ちますが、これらの電極には限界があります。これらの電極に含まれる鉄粉は溶接プールの流動性を大幅に高めるため、高溶着速度電極は位置ずれした用途には使用できません。
また、圧力容器やボイラーの製造など、溶接ビードに高い応力がかかる重要な用途や規格で要求される用途には使用できません。
高堆積電極は、単純な液体貯蔵タンクや 2 つの非構造金属片の溶接など、それほど重要でない用途に最適です。
8. スティック電極を適切に保管し、再乾燥する方法は何ですか?
スティック電極は、加熱され湿度が低い環境が最適な保管環境です。例えば、軟鋼で低水素のE7018電極の多くは、華氏250度から300度の温度で保管する必要があります。
一般的に、電極の再生温度は保管温度よりも高く設定され、これにより過剰な水分が除去されます。前述の低水素E7018電極の再生には、500～800°F（約230～460℃）の温度で1～2時間かかります。
E6011 などの一部の電極は、室温で乾燥した状態で保管するだけで済みます。室温での乾燥状態とは、40 ～ 120 度の温度で湿度レベルが 70 パーセントを超えないことと定義されます。
具体的な保管および再調整の時間と温度については、必ず製造元の推奨事項を参照してください。
投稿日時: 2022年12月23日