HP265 シリンダー鋼を溶接する場合、亀裂はどのように制御できますか?

HP265 の名称では、「H」は溶接可能、「P」は圧力容器を表し、「265」は最小降伏強度 265 MPa を示します。基本的に、HP265 は低炭素および低合金含有量を特徴とする高強度、高純度の鋼です。-国家基準では、炭素含有量 (通常は C 0.20% 以下) および有害な不純物 (硫黄とリンのレベルを極めて低いレベルに維持) に厳しい制限が課されています。

その結果、炭素当量（CEV）が低くなります。理論的には、これにより優れた溶接性が付与され、「割れにくい鋼種」として分類されます。

HP265シリンダースチール

従来の HP235 と比較して、HP265 は、製錬プロセス中に-マンガン (Mn) などの合金元素の割合-を微調整し、-強度を 30 MPa 向上させています。しかし、材料の強度が増加すると、それに応じて溶接時の接合部の「拘束応力」も必然的に増加します。

圧力容器メーカーが、以前に低張力鋼に使用されていた初歩的な溶接プロセスを単純に再現した場合、わずかなプロセスの偏差でも増幅され、亀裂の形成を引き起こす可能性があります。{0}

コールドクラッキング（遅延クラッキング）

これは最も一般的に発生する問題です。多くの場合、溶接直後は気付かれません。ほんの数時間-、場合によっては数日-後、「パチッ」という音とともに溶接部に突然亀裂が入ります。これは、次の 3 つの主要な要因が同時に相互作用することによって引き起こされます。

潜在的な水素 (H) の存在:環境が湿気の多い場合、または溶接消耗品が適切に乾燥していない場合に発生します。水分は溶接アークに入り、水素原子に分解し、溶接金属中に拡散します。
硬化した微細構造:溶接中の冷却速度が速すぎることが原因で、溶接部の熱影響部 (HAZ) が硬くなり脆くなります。{0}
残留応力:ガスシリンダーの取り付け時の強制的な組み立て、または冷却時の熱収縮による巨大な内部力の発生によって発生します。{0}

典型的な特徴:

• 熱影響区域（HAZ）内または溶接ルートで発生します。{0}
• 溶接後に遅れて表示されます (数時間から数日の範囲)。
• 粒内（粒子全体）または粒子間（粒界に沿って）のいずれかで伝播します。

熱間割れ（凝固割れ）
通常、溶接ビードの中心で発生し、溶接完了直後の溶接部がまだ高温にある間に亀裂が発生します。これは主に、溶接消耗品の不適切な選択や過剰な入熱が原因で、溶接ビードに深い「狭い谷」プロファイルが形成され、不純物が偏析して中心に蓄積する傾向があります。

形成メカニズム:

• 粒界に沿った低-融点-点の共晶相の偏析。
• 溶接入熱過多による結晶粒粗大化。
• 不適切な溶接ビード形状係数（特に、幅-対深さの比率が過度に小さい）。-

水素源の厳格な管理

溶接の前に、シリンダーの長手方向の継ぎ目の両側の少なくとも 20 mm にわたる領域から錆、油、ミル スケール、および水分を完全に除去する必要があります (水分は水素-による亀裂の主な原因であるため)。溶接用フラックスと電極は、メーカーの仕様に従って厳密に焼き付け（通常は 250 ～ 300 度で 1 ～ 2 時間）、必要に応じてすぐに使用できるように加熱保持オーブンに保管する必要があります。-

適合する溶接消耗品の選択

高強度の溶接材料を無差別に使用しないでください。{0}代わりに、HP265 ベースメタルの強度に適合する低水素消耗品を選択してください。-アルゴンを豊富に含むシールドガス混合物を使用したガスメタルアーク溶接 (MAG) またはサブマージアーク溶接 (SAW) が、高効率と低水素特性の両方を備えているため推奨されます。-

入熱と冷却速度の制御

通常の周囲条件下では、HP265 は通常、予熱を必要としません。ただし、作業場の温度が 5 度を下回るか、湿度レベルが異常に高い場合は、冷却速度を遅くして水素の拡散を促進するために、溶接部に穏やかな予熱 (50 ～ 100 度) を施す必要があります。大電流と急速な移動速度を伴う激しい溶接技術は固く禁止されています。これにより、滑らかな溶接ビードの外観と、均一できめの細かい内部微細構造が確保されます。-

組み立てとアーク終端の要件

シリンダーヘッドの組み立ては寸法的に正確でなければなりません。溶接後に弾性反動力によって溶接シームが裂けるのを防ぐため、「力による嵌め込み」（機械的応力下での組み立て）は固く禁止されています。アークの終了は、電流減衰関数を使用するか、[実行オン/実行オフ] タブでアークを終了することによって実行する必要があります。-実際の溶接シーム内に埋められていないクレーター欠陥を残すことは固く禁じられています。

熱処理

特別な要件の対象となる HP265 シリンダーや厚肉のシリンダーの場合は、溶接後できるだけ早く応力除去熱処理 (通常は約 600 度の焼きなまし炉で) を実行する必要があります。-このプロセスにより残留応力が除去され、水素の拡散が促進されるため、遅延亀裂が根本的に防止されます。

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HP265 はどの成形プロセスに適していますか?
深絞り加工、スピンフォーミング、冷間フォーミングなどの加工に適しています。

HP265は割れやすいですか？
いいえ、そうではありません。優れた可塑性を有し、高い成形信頼性を提供します。

HP265の溶接性はどうですか？
優れており、安定した信頼性の高い溶接が可能です。

溶接の際に予熱は必要ですか？
通常は必要ありませんが、特定の要件は材料の厚さによって異なります。

HP265は熱処理が必要ですか?
通常、熱間圧延状態で使用され、複雑な熱処理は必要ありません。{0}