ニュース

Mar 16, 2024

ナノシリカ加工で潤いを実現

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9892 (2023) この記事を引用 353 アクセス メトリクスの詳細 電極カバーの水分含有量の制御は、電極カバーの水分含有量の制御が重要です。

Scientific Reports volume 13、記事番号: 9892 (2023) この記事を引用

353 アクセス

メトリクスの詳細

鋼の被覆金属アーク溶接において、欠陥のない高品質の溶接を行うには、電極カバーの水分含有量を制御することが重要です。 溶接業界は、基本電極 (E7018 など) が吸湿しやすいという課題に長い間直面してきました。 この論文では、浸漬コーティング技術を使用して E7018 電極カバーの表面にナノシリカ コーティングを適用すると、電極カバーの吸湿能力を効果的に低減できることを実証します。 湿度 80%、温度 27 °C の湿潤環境に 9 時間曝露した前後の水分測定結果は、曝露中の従来型およびナノ処理 E7018 電極の吸湿値が 0.67 wt% および 0.03 wt% であることを示しています。 、 それぞれ。 電極カバーの表面の細孔のサイズを小さくすると、吸湿に対する耐性がある程度向上しますが、ナノシリカコーティングによって電極カバー表面の濡れ挙動が親水性から疎水性に変化することが確認されています。これは、ナノシリカ処理された電極被覆の耐吸湿性の向上に寄与する最も効果的なメカニズムです。 結果は、このアプローチが溶接金属の化学分析と引張特性に悪影響を及ぼさないことを示しています。 電極カバーに対するこの簡単な変更は、一般に、幅広い種類の電極カバーに適用して、疎水性、耐湿性の電極を製造することができます。

被覆金属アーク溶接 (SMAW) は、建物、橋梁、パイプライン、圧力容器、船舶、海洋構造物、および水中海洋構造物の建設を含む、さまざまな産業用途で重要な役割を果たす非常に汎用性の高い製造技術です1、2、3。 4、5、6。 SMAW は非鉄材料の溶接に使用できますが、鋳鉄、鋼、ステンレス鋼などの鉄材料の溶接に特に適しています。 困難な条件下でも高品質の溶接を行うことができるため、幅広い業界で人気があります。 しかし、文献7、8に詳しく記載されているように、鋼の溶接中に溶融ゾーンに水素が存在すると、熱影響部と溶融ゾーンの両方で低温割れ現象が発生し、水素の損失の原因となるため、危険である可能性があります。溶接鋼構造物の致命的な破損による寿命と財産。 水素誘起の冷間割れは、高張力鋼に関連する溶接性の重大な問題です9、10、11。 したがって、高張力鋼の需要の増加により、低温割れのリスクを軽減するための低水素溶接技術の必要性が高まっています。

溶接金属中の水素の主な発生源は、SMAW の電極被覆の分解生成物であることが確認されています。 CaCO3 を含む基本電極カバーの分解により、H28 の少ないガス状シールドが生成されます。 したがって、基本的な電極被覆の使用は、高張力鋼の溶接中の低温割れのリスクを軽減するための重要なアプローチです。 基本的な電極カバーは低水素溶接の消耗品ですが、大気にさらされると水分を吸収しやすくなります12。 SMAW の主な水素源は電極カバーの水分であることが確認されています。 湿気の吸収は、溶接割れに対する悪影響に加えて、表面下の気孔の形成を促進することによって溶接の品質を低下させる可能性があるため、X 線検査または破壊試験が必要になります。 さらに、水分が多いと溶接表面が粗くなる可能性があります13。 したがって、基本電極カバーの水分含有量を制御することが、高品質のアーク溶接を得る鍵となります。 吸湿を防ぐための慎重な取り扱いと保管方法、および 340 ～ 400 °C の範囲の温度で電極をベーキングする必要があります14。 その結果、これらの電極は、フラックスが空気中の水分を吸収するまでの限られた時間しか周囲条件にさらすことができず、水分含有量を減らすために再度ベーキングする必要があります。 ただし、適切な保管とベーキング処理にはコストがかかります。 したがって、水分再吸収に対する高い耐性を備えた被覆電極は、溶接金属の水素含有量を制御するように設計されています。