ちょっと、そこ！炭素鋼板のサプライヤーとして、私はしばしば炭素鋼板の溶接のための暖房要件について尋ねられます。それは重要なトピックであり、それを正しくすることで、溶接の品質と最終製品の全体的なパフォーマンスに大きな違いをもたらすことができます。
まず、なぜ暖房が必要なのかを理解しましょう。炭素鋼には炭素が含まれており、溶接すると、溶接プロセスからの熱が急速な冷却を引き起こす可能性があります。この迅速な冷却は、熱に硬くて脆い微細構造の形成につながる可能性があります - 罹患ゾーン（HAZ）。これらの脆性構造は、ひび割れを起こしやすく、溶接関節の完全性を深刻に損なう可能性があります。前発熱は、冷却速度を遅くするのに役立ち、金属がより延性のある微細構造を形成し、亀裂のリスクを減らすことができます。
炭素鋼板のプレ加熱温度は、いくつかの要因に依存します。最も重要な要因の1つは、鋼の炭素相当（CE）です。炭素等価物は、炭素、シリコン、マンガンなどを含む鋼の異なる合金要素が、鋼の硬化性にどのように影響するかを尺度します。より高い炭素等価とは、鋼が溶接中に硬化する可能性が高いため、より高い予熱温度を必要とすることを意味します。
比較的低い炭素に相当する低い炭素鋼の場合、事前暖房が必ずしも必要とは限りません。例えば、A36炭素鋼プレート一般的なタイプの低い炭素鋼です。溶接性は良好であり、多くの場合、プレートの厚さが大きすぎない場合は、事前に加熱せずに溶接できます。ただし、プレートの厚さが特定の制限（通常は1〜1.5インチ前後）を超える場合、亀裂を防ぐためにプレ加熱が必要になる場合があります。
一方、高い炭素相当が必要な高強度炭素鋼または鋼は、暖房を必要とします。取る炭素鋼プレート価格A516 GR 70例として。この鋼は、多くの場合、高強度が必要な圧力容器やその他の用途で使用されます。その強度が高く、潜在的に高い炭素等価性があるため、通常、溶接前にプレイティングが必要です。プレートの厚さと使用する特定の溶接プロセスに応じて、プレ前温度は200°F〜400°F（93°Cから204°C）の範囲です。
暖房前の要件に影響を与えるもう1つの要因は、プレートの厚さです。厚いプレートは、より薄いものよりも熱を保持します。厚い炭素鋼板を溶接すると、溶接アークからの熱が周囲の金属により速く消散します。これにより、非常に高い冷却速度につながる可能性があり、これにより亀裂のリスクが高まります。したがって、プレートの厚さが増加するにつれて、加熱温度も上げる必要があります。たとえば、1インチの厚さを溶接している場合Q355GJC Z25プレートでは、約250°F（121°C）の予熱温度が必要になる場合がありますが、同じ鋼の厚さ3インチのプレートでは、プレイティング温度は最大350°F（177°C）になる可能性があります。
溶接プロセスは、暖房前の要件を決定する上でも役割を果たします。シールドされた金属アーク溶接（SMAW）またはフラックス - コア付きアーク溶接（FCAW）などの一部の溶接プロセスは、ガスタングステンアーク溶接（GTAW）などの他のものよりも多くの熱入力を生成します。熱入力プロセスが高いと、プレイ暖房の必要性を減らすことができます。また、HAZの金属をより長い時間より高い温度に保つため、より低い加熱温度を可能にすることがあります。
さて、実際にどのように炭素鋼板を加熱しますか？いくつかの方法があります。 1つの一般的な方法は、ガストーチを使用することです。トーチをプレートの表面に均等に移動して加熱することができます。通常、関節の両側に約3〜6インチの溶接ジョイントの周りの領域を加熱してください。別の方法は、電気抵抗ヒーターを使用することです。これらのヒーターはプレート上に直接配置でき、より均一で制御された熱分布を提供します。
加熱温度を監視することも重要です。温度を使用できます - クレヨンまたはピロメーターを示して、プレートの温度を測定します。希望の前の加熱温度に達したら、プレートが冷却されすぎないように、できるだけ早く溶接を開始する必要があります。
暖房に加えて、ポスト - 溶接熱処理（PWHT）も場合によっては必要になる場合があります。 PWHTは、溶接関節の残留応力を緩和し、HAZの延性と靭性をさらに改善するのに役立ちます。 PWHTの特定の要件は、鋼の種類、プレートの厚さ、およびアプリケーションに依存します。
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参照
- ジョン・C・リポルドとデビッド・K・ミラーによる「炭素材の溶接冶金と溶接性」
- アメリカ溶接協会が発行した「溶接ハンドブック」
