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東洋アークのよもやま話~12~

皆さんこんにちは!
株式会社東洋アーク、更新担当の中西です。

 

SMAW(手溶接)は電源・ホルダ・アース・棒の最小装備でどこでも戦える一方、結果が技能と段取りに直結します。屋外・高所・補修・狭所…“最後の砦”として使いこなすための理屈×型を体系化します。🔥

 

1|装備・配線・極性
• 電源:定電流特性(CC)。アーク長の変動に対して電流を一定に保ち、ビードを安定させる。
• ケーブル:太さ・長さで電圧降下が変わる。接合部の発熱・焼損を予防。
• 極性:一般に直極(DCEN)で入熱は母材側に多く、逆極(DCEP)は棒先が加熱され溶滴移行が変化。棒種の指示に従う。
• 延長ケーブル:リール残り巻きは誘導加熱で危険。全て伸ばすか巻径を大きく。⚡

 

2|溶接棒の体系と選び方(例:E4916/E4918 等)
• セルロース系:仮付・立向上進・パイプルートに強い。アーク力強、風に比較的強い。
• イルミナイト系:一般構造用。スラグ剥離良。
• 低水素系(E7018相当):水素割れ対策、靭性確保。乾燥管理が生命線。
• 裸棒(TIG用とは別):特殊用途。
選定軸=母材強度・必要靭性・姿勢・環境(屋外/屋内)・検査要求。🧪

 

3|棒の保管・乾燥・取り扱い
• 乾燥温度の目安:低水素系は300〜350℃×1〜2h(メーカー指示優先)。再乾燥回数は管理簿で制限。
• 現場携行:保温筒で100〜150℃、露点を意識し結露防止。
• 開封ルール:必要量のみ開封、ロット混在禁止。🧾

 

4|条件設定の基礎
• 棒径別電流の目安(軟鋼):φ2.6→70–100A、φ3.2→90–130A、φ4.0→120–180A、φ5.0→160–240A。
• アーク長:芯径=アーク長を基準に短め安定。長過ぎはスパッタ増・融合不良。
• 角度:進行方向に10〜15°傾ける。立向上進はZ字・三角の置き運棒で“置きながら登る”。📐

 

5|運棒の型(ビードメイク)
• ストレート:薄板・突合せルート。
• ウィービング(三角/三本線/円弧):隅肉や広幅で。端部で一瞬止めて脚を立てる。
• 戻し気味終端:クレータ割れ防止、スラグ巻込みを避ける。🎶

 

6|姿勢別のコツ(下/横/立上進/上向)
• 下向:やや速め、余盛の山を低く。
• 横向:下脚に金属を“溜めすぎない”。アンダーカット抑制に電圧感覚を低めに。
• 立向上進:置く→送る→置くのリズム。プールを常に段差の手前に保持。
• 上向:短アーク+小織り、熱を持たせすぎない。🧗

 

7|よくある欠陥と是正早見
• スラグ巻込み:織り幅広すぎ/端部滞留不足→端で止める、層間清掃、電流最適化。
• 気孔:湿気・油・風→乾燥・脱脂・遮風、スタート板有効。
• 融合不良:アーク長長すぎ/電流不足→短アーク・電流↑、開先確認。
• アンダーカット:速度速すぎ/電圧感覚高→速度↓・角度調整。🔍

 

8|“段取りで勝つ”実践A3
1) 施工前:開先ゲージ→脱脂→目荒し。
2) 棒:ロット・乾燥・本数計画。
3) 治具:保持・遮風・姿勢の再現。
4) 検査:VT→必要に応じPT/UT。
5) 記録:溶接番号・条件、不良ゼロでも写真を撮る。📸

 

9|練習メニュー(2週間)
• Day1–3:直線ビード、アーク長安定。エッチングで溶け込み確認。
• Day4–7:隅肉a6〜8で三角ウィーブ。断面で脚長と喉厚。
• Week2:立向上進・上向。クレータ処理を重点。NG→是正→再評価のサイクル。📝

 

10|ケース:屋外梁の立向上進a8
課題:風で気孔、脚立不安定。
対策:遮風スクリーン・脚立固定・短アーク・置き運棒・層間清掃徹底。火気監視員配置。📻

 

11|チェックリスト
☐ 棒の乾燥・保温
☐ アースの確実なクランプ
☐ アーク長一定(短め)
☐ 端部での“止め”
☐ 層間ブラシ
☐ 終端の戻しとクレーター処理 ✅

 

12|まとめ
SMAWは“型×清浄×短アーク”。写真標準と断面観察を日常化すれば、屋外でも一次合格率は安定します。次回は半自動(GMAW)を速度と品質の両面から最適化します。⚡

 

 

東洋アークのよもやま話~11~

皆さんこんにちは!
株式会社東洋アーク、更新担当の中西です。

 

溶接は冶金学的結合。母材と溶加材が溶融・混合し、凝固する過程でミクロ組織が決まります。強度・靭性・耐食は熱履歴の設計で左右される。ここではアークの物理、入熱、HAZ、割れのメカニズムを“現場で使える式と指標”で整理します。

 

1|アークの正体と安定化
• 本質:気体放電による高温プラズマ。
• 制御因子:電流、電圧、極性、ガス、突出長、電極・ワイヤ径。
• 移行モード(GMAW):短絡・グロブラー・スプレー・パルス。パルスはスパッタ低減と低入熱を両立。⚡

 

2|入熱(Heat Input)の考え方
概算式:HI ≈ (V × I × 60) / (1000 × 速度mm/min) [kJ/mm]。
HI↑で溶け込み↑・歪み↑、HAZ粗粒化↑。母材・板厚・姿勢で最適点が異なる。

 

3|熱影響部(HAZ)の変態
• 粗粒域HAZ:高温長時間で粒粗大化→靭性低下。
• 細粒域HAZ/合金炭化物の析出:温度域と滞留で性質が変化。
• ステンレス鋭敏化:600–800℃域滞留でCr炭化物析出→粒界腐食。低炭材・低入熱・短時間が鍵。

 

4|冷却速度と硬さ
冷却が速いほど硬化(マルテンサイト化)し、水素割れ感受性↑。予熱とパス間温度管理で冷却曲線を緩和。温度チョークや熱クレヨンで実測管理。️

 

5|炭素当量(CE)と予熱
一般式(例):CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15。
CE↑→硬化↑→予熱↑。板厚・拘束が大きいほど予熱が必要。

 

6|水素割れの四要素(H-M-S-R)
水素(Hydrogen)・金属組織(Metallurgy)・応力(Stress)・拘束(Restraint)。対策は低水素材・乾燥・予熱・後熱・溶接順序。

 

7|希釈・濡れ・融合
• 希釈:溶融池での母材比率。過剰希釈は強度低下、低すぎると融合不良。
• 濡れ:ビードが開先壁にどれだけ“張り付くか”。
• 融合:金属学的連続性。角度・速度・入熱で決まる。

 

8|歪みの理屈(収縮)
溶融→凝固で線収縮。対称・跳び・逆ひずみ・治具拘束で制御。ミクロの収縮の集合がマクロの変形。

 

9|現場計算の例
例:t=20mm,X開先60°,ルート面2mm,長さ500mm。開先体積をU/J化で30%削減→入熱と歪みを同時に低減。a寸の適正化でさらに溶着量↓。

 

10|小実験メニュー(技能育成)
1) 同条件でビードを引く→切断→研磨→腐食(エッチング)→断面観察。
2) 電流を10%刻みで変化→入熱と溶け込み・余盛の相関を記録。
3) 風速1〜4m/sでガス流量を調整→外観と気孔率を比較。

 

11|まとめ
冶金は“難しい学問”ではなく欠陥ゼロの道具。入熱・冷却・清浄・姿勢の4点を定量化すれば、安定再現の第一歩が踏み出せます。次回はSMAWを深掘りします。✨