ステンレス鋼管のTIG溶接：実際のセットアップ、フィッティング、QC

ステンレス鋼管のTIG溶接に必須のセットアップ

ステンレス鋼パイプの TIG 溶接は、汚染や過剰な熱に耐えられません。再現可能なセットアップは、安定した電力供給、一貫したガス適用範囲、および仮付けおよび溶接中に位置合わせを維持するツールから始まります。これらの変数を制御すると、シュガーリング、多孔性、不一致、歪みによって引き起こされるやり直し作業が減少します。

電源と極性

ほとんどのステンレス管継手には DCEN (直流電極マイナス) を使用してください。フットペダルまたは指先のアンペア数制御は、特に過熱によりすぐに酸化や耐食性の低下を引き起こす可能性がある薄肉パイプ上で、ルートおよびホットパスを介した入熱を管理するのに役立ちます。

タングステンの選択と準備

鋭く一貫した先端がアークを安定させ、根元のコントロールを向上させます。多くのパイプ継手の一般的な開始点は、亀裂を防ぐために先端に小さな平坦部を付けた 30 ～ 40° の夾角です。アークのふらつきを減らし、汚染物質の埋め込みを避けるために、研削方向を縦方向に保ちます。

• 炭素鋼からの相互汚染を防ぐために、ステンレス専用の専用研磨剤とワイヤーブラシを使用してください。
• シールド範囲を改善し、カップエッジでの乱流を減らすために、可能な場合はガスレンズを選択してください。
• 一貫したタングステンの突き出しを維持します。過度の突き出しは酸化リスクを高め、シールド効果を低下させます。

根の欠陥を防ぐ材料の準備と調整

ステンレスパイプ溶接の失敗のほとんどは、準備段階に遡ります。ベベル形状の不良、不均一なランド、一貫性のないギャップ、内径の汚染などです。ステンレスは炭素鋼とは熱伝導の仕方が異なるため、フィッティングを制御することで、より高いアンペア数で「水たまりを追いかける」という誘惑が軽減されます。

清掃と取り扱い

残留物のない溶剤で脱脂し、完全に蒸発させてから溶接してください。指紋、切削液、テープの接着剤などにより、穴が開いたり、変色したりする可能性があります。接合部にマークを付ける必要がある場合は、ステンレス製の安全なマーカーを使用し、マーキングを溶融ゾーンから遠ざけてください。

ベベルとギャップの制御

全周均一性を目指します。わずかな不一致でも、厚い面を融合させるために薄い面を過熱する必要があり、酸化と歪みが増加する可能性があります。高低を許容範囲内に保つために、必要に応じて内部アライメント クランプまたはストロングバックを使用します。

強力な実践ルールは、内径を「クリーン ルーム」として扱うことです。溶接中に ID が汚れていたり、酸素が豊富である場合、溶接ルートが酸化し、粗くなり、もろくなり、腐食しやすくなります。 一貫した装着と清潔さにより、砂糖漬けへの最短ルートである熱を加える必要性が軽減されます。

バックパージ: 根を糖化から守る方法

接合部を溶かすとすぐに根元側が酸素にさらされるため、TIG 溶接ステンレス鋼パイプではバックパージが中心となります。 ID に不活性雰囲気がないと、酸化によって「糖分」（重くて皮状の酸化物）が生成され、接合部が弱くなり、耐食性が損なわれます。

ガスの選択とパージ戦略

アルゴンは、入手可能性と予測可能なアーク動作により、ほとんどのステンレス パイプ作業のデフォルトのパージ ガスです。パージ量を最小限に抑えるために、溶接用に設計されたパージ ダム、膨張式ブラダー、またはテープと紙のシステムを使用します。体積が小さいほど、酸素の置換が速くなり、ガス消費量が少なくなります。

• パージゾーンを排気します。排気経路のないパージでは、空気が閉じ込められ、酸素の除去が遅くなる可能性があります。
• 乱流を避けてください。過剰なパージ流は、小さな漏れから空気を引き込み、酸化を引き起こす可能性があります。
• 作業が重要な場合 (食品グレード、製薬、高純度の配管)、酸素モニターを使用してパージの品質を確認します。

実際的な受け入れの手がかり

酸素分析計をお持ちでない場合でも、パージ時間を標準化し、接合部、ダム、テープの継ぎ目での漏れをチェックすることでリスクを軽減できます。多くの店舗での作業では、根元の色が間接的な指標として使用されます。一般に、濃いブルー/グレーよりも明るいシルバーから明るい麦わら色が好まれます。 根が濃い灰色になったり、かさぶたになったりした場合は、プロセスの失敗として扱い、続行する前にパージの完全性を修正してください。

ステンレス鋼管のルートパス技術（オープンルート）

きれいなステンレスルートは、水たまりのサイズ、充填のタイミング、移動の一貫性という 3 つの制御に依存します。目標は、酸化を最小限に抑え、生成物を閉じ込めたり腐食を促進したりする可能性のある凹面のない、滑らかで完全に融合した内部ビードです。

主要なトーチおよびアーク制御

• 熱を集中させて放浪を防ぐために、アークの長さを短く一定に保ちます。
• 溶融池上のガス範囲を維持するために、安定したトーチ角度を使用してください。
• 水たまりの先端にフィラーを追加します。不均一な添加は不均一な浸透の一般的な原因です。

薄肉パイプへの入熱の管理

ステンレスは熱を保持するため、パイプの周りを進むにつれて接合部が「逃げる」可能性があります。水たまりが大きくなった場合は、第 1 象限の後でアンペア数をわずかに減らし、焼き付きを防ぐために必要に応じてタックの間に短時間停止します。 水たまりの制御が難しくなった場合、同じアンペア数でスピードを上げるのではなく、熱を下げて安定させるのが正しい行動です。

例：狭い隙間での融着不良の防止

ある領域で隙間が狭くなると、側壁を融合することなく根元が橋を架ける可能性があります。実際的な対策は、作業を停止し、取り付けをやり直して（ジョイントを局所的に軽く開くか、タックをぼかし）、一定のギャップを保って再開することです。これには数分かかり、数時間かかる修理を防ぐことができます。

溶加材の選択とパス間制御

適切なフィラーの選択とパス間温度の管理は、溶接品質、腐食性能、外観を実現するための実用的な手段となります。間違ったフィラーを使用すると、耐食性や耐クラック性が低下する可能性があります。パス間の過度の熱により、パイプが変色したり変形したりする可能性があります。

一般的なステンレスパイプフィラーの組み合わせ

多くのショップでは、304/304L パイプには ER308L フィラーが、316/316L パイプには ER316L フィラーが組み合わせられています。 「L」グレードは、多くの使用条件における感作リスクの軽減に役立ちます。異なるステンレスグレードまたは未知の熱を接合する場合、溶接金属の耐食性を維持するために、手順では互換性のあるまたはより合金化されたフィラーを指定することがよくあります。

パス間の温度管理

ルートがきれいに見えても、ホットパスや充填中に過熱すると結果が低下する可能性があります。シンプルなリズムを使用します。セグメントを溶接し、短いクールダウンを待ってから続行します。コードまたは衛生作業の場合は、WPS インターパス制限に従い、必要に応じて温度スティックまたは赤外線温度計を使用して確認してください。 パス間の温度を制御することは、ひどい青色の変色や歪みを軽減する最も簡単な方法の 1 つです。

• 局所的な過熱を減らすために、少量のフィラーをより頻繁に添加してください。
• 水たまりが鈍くなるまでシールドガスの適用範囲を維持します。被覆を早期に破ると、溶銑が酸化する可能性があります。
• パスごとに色が暗くなった場合は、それをフィードバックとして扱い、熱入力を減らすか、シールドを改善します。

トラブルシューティング: 症状、考えられる原因、および解決策

ステンレス鋼パイプを TIG 溶接する場合、欠陥が常に存在することがよくあります。各症状をプロセス信号として扱います。変化した変数 (取り付け、パージ、ガス範囲、入熱、または清浄度) を特定し、修正してから溶接を続行します。

再発する欠陥のほとんどは、次の 3 つのチェックポイントを標準化することで排除できます。 ステンレスのみのクリーニングツール、検証済みのパージ完全性、全周にわたる一貫した取り付け。

サービスにおいて重要な検査と品質管理

溶接の外観だけでは性能が保証されるわけではありませんが、ステンレス パイプの溶接はプロセス制御に関する目に見える手がかりとなることがよくあります。実際の検査アプローチは、根元の状態、導通性、および媒体を捕捉したり腐食を開始したりする可能性のあるあらゆる特徴に焦点を当てます。

目視チェック (アクセス可能な場合は OD と ID)

• OD: 一貫したビード幅、アンダーカットなし、停止/開始時のスムーズな結合。
• ID: 滑らかなルートプロファイル、激しい酸化がなく、隙間腐食サイトを引き起こす可能性のある鋭い凹面がない。
• ヒートティント: 腐食性能が重要な場合は、通常、ダークブルー/グレーよりも明るい麦わら色が好まれます。

溶接後の洗浄と不動態化に関する考慮事項

サービス要件に応じて、クロムリッチな酸化物層を復元するために、溶接後の洗浄 (機械的、化学的酸洗、および/または不動態化) が指定される場合があります。用途が衛生的または腐食性の場合は、溶接の色管理と洗浄の手順を管理手順と合格基準に合わせて調整してください。

規律ある TIG 溶接ステンレス鋼パイプのワークフローにより、2 つの測定可能な成果が得られます。 クリーンで完全にパージされたルートと一貫した熱入力により、変色や歪みが最小限に抑えられます。