溶接は、A572 H- ビームを連続構造フレームワークに接続する主な方法です。 Gr.50 と Gr.60 の両方の優れた溶接性は、制御された低炭素の微合金化学に由来する重要な利点です。-ただし、溶接を成功させるには、特に高強度の Gr.60 や厚い部分の場合、認定された手順に厳密に従う必要があります。-このプロセスの基礎となるのは炭素当量 (CE) です。これは、熱影響部 (HAZ) での焼入れ性と水素誘発冷間割れに対する感受性を予測する計算値です。-
1. 炭素当量 (CE) とその重要性:
最も一般的な式 (IIW) は次のとおりです: CE=C + (Mn/6) + [(Cr+Mo+V)/5] + [(Ni+Cu)/15]。ここで、元素は重量パーセントです。 A572の場合:
一般的な Gr.50 CE: 範囲は 0.38 ～ 0.44。
一般的な Gr.60 CE: 炭素含有量が高いため、0.42 ～ 0.49 の範囲になります。
AWS D1.1 Structural Welding Code uses CE and material thickness to determine preheat and interpass temperature requirements. A CE ≤ 0.45 generally indicates excellent weldability, often not requiring preheat for thinner sections. Gr.60, often having a CE >0.45、通常、厚さ約 3/4 インチ (19 mm) を超える材料には必須の予熱要件があります。
2. H- ビームの推奨溶接プロセス:
一般的なアーク溶接プロセスはすべて適していますが、低水素を使用する必要があります。{0}
シールド金属アーク溶接 (SMAW): 低水素電極を使用します。- (強度のマッチングを高めるため、Gr.50 の場合は E7018、Gr.60 の場合は E8018-C3)。
フラックス-アーク溶接（FCAW）: 製造工場で最も一般的なプロセス。 E71T-1 (Gr.50 用) または E81T1-K2 (Gr.60 用) のようなワイヤを使用します。
ガスメタルアーク溶接 (GMAW): ソリッド ワイヤ (Gr.50 の場合は ER70S-6、Gr.60 の場合は ER80S-D2) とアルゴン/CO₂ シールド ガスを使用します。
サブマージ アーク溶接 (SAW): 肉盛セクションまたはスプライスの自動化された高品質な縦方向の継ぎ目-用。-
3. 溶接手順仕様 (WPS):
すべての溶接は認定された WPS に従って行う必要があります。このドキュメントは物理テストによって認定されており (または AWS D1.1 に従って事前認定されています)、すべての変数を指定しています。-
ベースおよびフィラーメタル (強度はベースメタルと一致するかわずかに上回る必要があります)
予熱/パス間温度 (CE、厚さ、および水素制御によって決定される)
溶接電流、電圧、移動速度（入熱）
ジョイントの設計と準備
4. H- ビームの主な課題とベスト プラクティス:
厚い部分の予熱: これは、HAZ の低温割れを防ぐための最も重要な方法です。たとえば、厚さ 2- インチの Gr.60 H ビーム フランジには、最低 175 度 F (80 度) の予熱が必要な場合があります。 WPS は正確な温度を提供します。
入熱制御: 過剰な入熱は HAZ を過剰に焼き戻し、靭性を低下させる可能性があります。{0}多くの場合、最大熱入力 (例: 60 kJ/インチ) が指定されます。
フィラー金属の選択: Gr.50 の場合、70-ksi フィラー (E70XX) が標準です。 Gr.60 の場合、70- ksi フィラーは多くの場合許容されますが (延性があり、適合性が不十分な接続を提供します)、高度に拘束された重要な接続の最大強度の継手には 80 ksi フィラー (E80XX) が指定される場合があります。
接合部の準備と清浄度: 多孔性や水素の侵入を防ぐために、溶接部からミル スケール、錆、水分、塗料、油を除去する必要があります。
-溶接後熱処理 (PWHT): 通常、A572 H- ビームには必要ありません。ただし、応力除去焼きなましは、残留応力を軽減するために、非常に厚く、拘束性の高い溶接部 (たとえば、重いモーメント接合部) に対して指定される場合があります。
5. H- ビーム接続に関する特別な考慮事項:
構築セクションでのフランジ-から-ウェブへの溶接-: 通常、自動 SAW または FCAW を使用して行われます。歪みのコントロールが鍵となります。
モーメント接続における完全溶け込み溝溶接: 健全なルートパスを確保し、収縮応力を管理するには、慎重な接合の準備、裏当て、順序付けが必要です。
すみ肉溶接: せん断接合 (せん断タブ、梁と柱の接合) で最も一般的な溶接です。{0}{0}{1}溶接のサイズと長さは、せん断力とフィラー金属の強度 (0.6 x フィラー金属 Fexx) に基づいて計算されます。
表: A572 H-ビームの溶接ガイドラインの概要
| 側面 | A572 グレード50 | A572 グレード60 | キーコードリファレンス |
|---|---|---|---|
| 代表的な CE 範囲 | 0.38 - 0.44 | 0.42 - 0.49 | AWS D1.1、付録 I |
| 一般的な溶加材 | 70 ksi (E70XX、ER70S-X) | 70 ksi または 80 ksi (E80XX、ER80S-D2) | AWS D1.1 表 5.1 |
| 予熱（厚さ1インチのマットの場合） | CE の場合は必要ない場合が多い<0.45 | 通常は必要です (例: 150°F min) | AWS D1.1 表 5.2 |
| クリティカルプラクティス | 低水素電極、きれいな表面 | 厳密な予熱制御。重要な接合部には高強度のフィラーを検討してください。{0} | - |
要約すると、A572 H- ビームの溶接は、高度に体系化された作業です。成功は、ミル テスト証明書からの実際の CE を使用して予熱を決定すること、認定された WPS に厳密に従っていること、製造全体を通して良心的な低水素慣行を採用することにかかっています。-