溶接後のフランジ割れの解決方法

1.溶接後にフランジ割れが発生する理由

コンテナ機器の製造では、ステンレス鋼のフランジとシリンダーを溶接すると、溶接の継ぎ目ではなく、フランジの首に亀裂が生じます。どうしたの？なぜそのような状況があるのですか？まず、ホットクラックの原因を分析してみましょう。

ホットクラックとは、溶接部の冷却過程で高温の段階で発生するクラックで、主に溶接金属部に発生し、シーム付近に少量発生します。結晶化（凝固）割れ、液状化割れ、多角形割れに分けられます。結晶クラックは最も一般的なタイプで、主に不純物元素 (S、P、Si、C) を多く含む炭素鋼、単相オーステナイト系ステンレス鋼、アルミニウムとその合金、およびその他の溶接構造の溶接部に見られます。主な影響要因は、溶接引張応力、低融点共晶 (溶接金属の化学組成)、溶接継手の過熱度 (プロセス) です。

2.ホットクラックの回避方法

写真から判断すると、304 ステンレス鋼は強い可塑性を持っています。鍛造フランジの場合、溶接プロセスの要件は比較的緩く、通常、亀裂は発生しません。キャスティングだとこのような状況になりやすいです。では、実際には、ワークピースのクラックを回避するにはどうすればよいでしょうか?高温割れの傾向を低減するための対策には、次のようなものがあります。

1) 材料中の S、P などの不純物元素の含有量を低減する。

2) Mn/S 比を適度に大きくすることで、Fe-FeS 低融点共晶の Fe を置き換えて融点 1620Co の MnS を形成し、溶接部の耐割れ性を向上させることができます。

WC=0.10~0.12%, WMn=2.5% 作動前

WC=0.13~0.20%、WMn=1.8%以下が有効

WC=0.21~0.23%、WMnの有益な影響範囲は狭くなります。

3) 適切な溶接方法とプロセスを使用して、ライン エネルギー入力を制御し、溶接の過熱を減らします。

4) Ti、Mo、Nb または希土類元素を溶接材料に添加して、柱状結晶粒の発達を抑制し、結晶粒を微細化し、性能を大幅に改善します。