製造プロセスは非常に複雑であり、生産方法の選択は直接関係しています。
さらに詳しく→すみ肉溶接は、溶接および製造業界で最もよく利用される溶接タイプの 1 つです。すみ肉溶接のサイズとタイプを知ることは、ジョイントの強度、効率、構造的完全性に関して重要です。このドキュメントの目的は、すみ肉溶接のサイズと、さまざまなジョイント構成でのその適用について説明することです。このドキュメントにより、読者はすみ肉溶接のサイズを決定する原則と、その選択の背後にある決定要因を理解できるようになります。これらの溶接の適用を包括的に理解することで、溶接構造の安全性と性能が後から向上します。対象読者には、エンジニア、溶接工、その他の関連専門家が含まれますが、これらに限定されません。

さまざまなタイプの作業に適したさまざまな基本的な溶接タイプがあります
すみ肉溶接 – 重ね継ぎ目、コーナー継ぎ目、T 継ぎ目に使用されます。橋や建物などの構造用途で強力な接続を提供するのに役立ちます。
突合せ溶接 – 同じレベルに配置された 2 つの部品に便利です。パイプライン、圧力容器、構造用鋼材でよく使用されます。
溝溶接 – 深い浸透が必要な厚い材料に適用されます。造船や重機の製造に使用されます。
プラグおよびスロット溶接 – 重なり合う部品を固定するために使用されます。自動車業界や板金作業でよく使用されます。
スポット溶接とシーム溶接 - 板金や家電製品、電子機器などの薄い材料を扱う業界で使用されます。
プロジェクション溶接 - ファスナーや自動車の組み立てなど、精密な溶接が必要な場合に適用されます。
各溶接タイプの選択は、接合部の構成、材料の厚さ、および作業の負荷条件に基づいて決定する必要があります。
プロジェクション溶接を使用する場合、材料の厚さの最も効率的な範囲は 020 ~ 250 インチです。これらの材料はプロセスに十分な溶接性と熱伝導性を備えているため、低炭素鋼、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼の溶接に最も役立ちます。
溶接品質を均一にするには、適切な熱入力を考慮することが最も重要です。通常、プロジェクション溶接には 5 ~ 5 万アンペアの電流が流れますが、一次電流は材料の厚さとプロジェクションの数によって異なります。これらのパラメータを制御することで、強力で欠陥のない溶接が保証されます。
溶接サイクル中の一定の力により、突起とベース材料の間に適切な接触が確保されます。この値は、溶接されるワークピースのサイズとタイプによって異なり、通常は平方インチあたり 200 ~ 600 ポンドの範囲になります。
大量生産設備では、プロジェクション溶接は、特に組立ラインでの位置合わせと溶接プロセスを迅速化する自動化された固定具とシステムを使用することで、1分間に約30回の溶接を達成することができます。効率が高いため、 自動車および産業 分野の様々なアプリケーションで使用されています。
テストデータによると、プロジェクション溶接の平均引張強度は 50 ~ 70,000 psi であり、これはこれらの溶接が構造用途における大きな機械的ストレスに耐えられる堅牢な接合部であることを意味します。このような溶接品質により、複数の生産サイクルにわたる信頼性が保証されます。
溶接接合部では、接合部の性能と耐用年数に影響するため、フィラー金属の選択は非常に重要です。突き合わせ接合部、重ね接合部、T 接合部など、さまざまな接合部には、望ましい結果を得るために特定のフィラー要件があります。たとえば、次のようになります。
突合せ継手: 引張強度と伸び率の高い充填材を使用すると、溶接継ぎ目全体で効率的に荷重を伝達できます。研究によると、引張強度が 60,000 ~ 80,000 psi の範囲にある充填材がこれらの作業に適しています。
ラップジョイント: せん断荷重に耐えるために、高い延性と強靭な機械的特性を備えたフィラーメタルを使用する必要があります。研究によると、伸び率が 25% を超えるフィラー合金を使用すると、周期的な荷重を受けるジョイントのパフォーマンスが向上します。
T ジョイント: 多方向の荷重に耐える強度のあるフィラー メタルを使用します。このアセンブリは、降伏強度が 50,000 psi を超え、氷点下の温度で衝撃靭性が 50 フィートポンドを超える合金に推奨されることが多いです。
これらのガイドラインは、さまざまな動作条件下での構造的完全性の観点から、溶接継手のパフォーマンスを保証するのに役立ちます。完全に機能し耐久性のある溶接を実現するには、使用するフィラー金属とベース金属の機械的適合性を慎重に検討する必要があります。

設計仕様と荷重係数は、ジョイントの適切な溶接サイズを決定するのに役立ちます。すみ肉溶接の特徴はサイズで、脚のサイズは溶接の根元から溶接の足までの垂直距離です。一般的な目安としては、溶接脚のサイズは材料の厚さと同じかそれ以下で、過溶接が発生しないようにします。たとえば、米国溶接協会 (AWS) の D1.1 では、さまざまな材料とその荷重ケースに関する文書要件と最小規定が定められています。
まず、作業負荷、接合部の形状、材料から始めます。利用可能な溶接計算機またはグラフィック プログラムを使用してせん断力を推定し、許容値内であることを確認します。さらに、特定のプロジェクト制約とエンジニアリング計算は、構造の安全性とパフォーマンスを確保する上で重要です。重要な設計の正確なサイズ設定については、認定溶接エンジニアまたは関連規格に問い合わせることをお勧めします。
溶接サイズを決定する際には、以下の要素を考慮する必要があります。
最小溶接サイズ – これは、強度を損なうことなく溶接を確実にするために溶接できる、または場合によっては溶接しなければならない最小サイズです。AWS D1.1 などのユニット建設コードをチェックして、建設コードの最小値を確認してください。
最大溶接サイズ – この溶接サイズは、溶接の溶け込みを制御するために面取りが行われない限り、溶接される薄い部分の厚さよりも大きくしてはなりません。これは、損傷や歪みを制御するために行われます。
溶接サイズに関する経験則は、複雑な計算の代わりに寸法の簡単な開始点を提供し、十分な構造的完全性を保証します。これは、通常の作業で適切な開始点を提供することにより、効率を高めます。ただし、特に重要な設計や高負荷設計の場合、詳細なチェックと検証に代わるものではありません。常に、該当する標準とエンジニアリング チェックリストに準拠してください。

溶接記号は、図面で溶接の詳細を表す機能です。これにより、製造プロセスに関する理解とコミュニケーションが容易になります。以下は、溶接記号の基本部分と、それぞれの意味です。水平参照線は、溶接記号のベースです。溶接に関する指示は線の両側に書かれていますが、ジョイントのどちら側を溶接するかを指示します。
矢印部分は溶接可能な接合面を示します。矢印は溶接を配置する場所を指示するため重要です。
溶接記号に、溶接方法、使用する電極の種類、その他のコメントなどの追加の注釈が必要な場合は、記号に末尾が付けられます。
溶接記号を形成する基本的な形状は、行われる溶接の種類を表します。これには次のものが含まれます。
参照線上または参照線に隣接して指定される数値と測定値には、溶接サイズ、長さ、ピッチ (中心間の間隔)、特定のベベルまたは溝の角度などの寸法が含まれます。
溶接に必要な仕上げ作業は、研削の場合は「G」、チッピングの場合は「C」などの記号で表されます。
基準線の下の記号は矢印側の溶接を示し、基準線の上の記号は反対側の溶接を示します。両側で溶接が必要な場合は、基準線の両側に記号が配置されます。
溶接記号とその関連情報は、アメリカ溶接協会、ISO 2553、およびその他の地域規格の規則によって管理されています。これらの文書からの注目すべき抜粋は次のとおりです。
AWS D1.1 では、材料の厚さと接合部の種類の関数として、隅肉溶接と溝溶接のサイズを規定しています。
長さと厚さの比率
ISO 文書には、局所的な応力集中を防ぎながら融合を強化するために、これらの比率が頻繁に記載されています。
溶接記号は、溶接の種類、サイズ、位置を示すエンジニアリング図面の表記法に対応しています。これにより、製造手順の正確性と均一性が確保されます。主な部分は次のとおりです。
溶接記号は、製造中に追加の説明を必要としない非常に明確な指示を提供するため、溶接品質に直接影響します。これにより、設定された設計と安全要件に従って、必要なときに正しいタイプ、サイズ、位置の溶接が実行されます。溶接記号を適切に使用すると、不完全な溶け込み、過剰な多孔性、部品の不一致などの欠陥を回避でき、溶接コンポーネントの構造品質と耐久性が向上します。また、アプリケーション ヘイ D1.1 または ISO 2553 に準拠することは、グローバル プロジェクトの統一性と相互運用性を維持するために常に重要です。溶接記号は、コンポーネントの設計者、製造者、検査員間の直接的なコミュニケーションを支援するため、溶接記号は溶接部品の精度と機能性にとって不可欠です。

AWS D1.1 規格は、構造が損なわれず制限内に収まるように、溶接のサイズを管理する規則を定めています。この規格では、さまざまな厚さの材料に対する溶接の最小サイズと最大サイズ、およびジョイントの可能な構成とジョイントに適用される負荷が規定されています。例:
すみ肉溶接:
最小サイズは薄い部材の厚さに等しく、一般に 3/16 インチ未満であってはなりません。
最大サイズは、溶接領域に損傷を与える可能性のある熱入力のために制限されます。通常、脚のサイズは ベース金属の厚さ 厚さが1/16インチ薄くなります。
溝溶接:
この規格では、許容される溝の角度、ルートの開口部、および溶け込みの程度について規定しています。CJP 溶接の場合、ジョイント全体の他の部分の融合が必要です。
PJP 溶接可能なジョイントは、耐荷重能力を考慮して計算され、ジョイントの溶接量を計算する必要があります。
厚さ 3/8 インチと 1/2 インチの鋼板で構成されたジョイントの場合:
3/8 インチプレートの場合、すみ肉溶接の脚のサイズは少なくとも 3/16 インチ、最大 5/16 インチにする必要があります。
CJP 開先溶接の場合、事前に認定された溶接手順により、ルート開口部が 45/XNUMX インチで XNUMX 度のベベルが提供される場合があります。
AWS D1.1規格は、寸法と許容差を慎重に管理することで溶接構造の品質と強度を規制し、溶接中の複雑さを軽減するのに役立ちます。 製造とサービス 構造物の寿命。
最小有効スロート: すみ肉溶接の場合、有効スロートは脚のサイズと材料の厚さによって決まります。脚のサイズが 3/16 インチの場合、理論上のスロートは約 0.129 インチになります。
長さ許容差: すみ肉溶接にも長さ許容差があり、AWS D1.1 セクション 5.24 に従って、通常、1 フィート未満の長さでは約 ± 4/XNUMX インチの許容範囲が認められます。
ベベル角度とルート開口部: 事前認定された開先溶接の場合、通常、ベベル角度は 45° ± 5°、ルート開口部は 1/8 インチ ± 1/16 インチです。寸法の制御は、過剰な溶け込みや溶接欠陥のない完全な融合を保証するために重要です。
裏当て材と除去: 鋼鉄裏当て材の場合、一般的な厚さは 1/4 インチですが、溶接中に接合部の膨張差が生じないように、裏当て材は母材と同じ厚さにする必要があります。溶接が効果的であるためには、裏当て材はそのままの状態でなければなりませんが、溶接の完全性が損なわれないように、裏当て材はある時点で除去する必要もあります。
組み合わせた厚さの考慮事項: 3/8 インチと 1/2 インチのような異なるプレートの場合、応力の急激な再分配を避けるために遷移を組み込む必要があります。ノッチを回避するための研削対策が推奨されます。
応力と荷重の計算: 溶接タイプごとに、有効荷重は P = A * F を使用して計算する必要があります。ここで、P は荷重、A は断面積、F は許容応力です。
情報は AWS D2.3 の表 2.4 および 1.1 から取得されました。
これらのガイドラインは、溶接ジョイントの最小性能要件と動作限界を保証します。これは、時間の経過とともにさまざまな負荷や条件にさらされた場合の構造とコンポーネントの完全性にとって不可欠です。
AWS D1.1 規格に準拠するには、最適な構造的完全性と溶接性能を保証する範囲内で特定のパラメータの偏差が必要であり、正確なデータが必要です。以下は、設計と評価のための重要なパラメータと指標値です。
最大引張強度(UTS):70,000 psi
降伏強度(YS):最低58,000psi
典型的なEAB(破断伸び): 22%
最大引張強度(UTS):60,000 psi
降伏強度(YS):最低48,000psi
典型的なEAB(破断伸び): 25%
ベースメタルの厚さによる予熱要件:
3/8 インチから 3/4 インチ: 最小予熱温度は 50°F です。
3/4 インチを超える場合: 最低予熱温度は 150°F です。
表 2.5 による最小すみ肉溶接脚サイズ: 薄い部品の厚さによって異なります。
例: 厚さ 3/8 インチのプレートの場合、すみ肉溶接サイズは 3/16 インチです。
例: 厚さ 1/2 インチのプレートの場合、すみ肉溶接サイズは 1/4 インチです。
突合せ溶接の場合、表 2 に従って、面積が 20 平方インチ (2.3 in²)、許容引張応力が F = XNUMX ksi であるとします。実際の有効荷重は次のようになります。
P = A * F
P = (2 in²) (20 ksi) = 40 kips (40,000 ポンド)
これらのパラメータは、溶接評価で準拠する必要がある値と原則の一部を示しています。これらのパラメータを利用すると、構造物の健全性が向上し、故障の寿命が短縮されます。

さまざまな溶接方法の有効性は顕著です。許容溶接サイズを保証できる最適な溶接は、用途、材料の種類、および必要な精度によって決まります。
MIG溶接(ガスメタルアーク溶接 – GMAW):
利点: 大規模なプロジェクトに最も経済的で、堆積速度が速く、さまざまな金属 (スチール、アルミニウムなど) と互換性があります。生産環境に最も効果的です。
制限: TIG と比較すると、熱入力の制御がはるかに少なく、薄い材料に歪みが生じる可能性があります。
TIG溶接(ガスタングステンアーク溶接 – GTAW):
利点: 優れた精度。薄い材料に適用でき、強力で高品質の溶接を実現し、非常に魅力的です。特定の溶接サイズとスパッタ要件があるケースに最適です。
制限: 堆積速度が低いため、継ぎ目を実行するのに時間がかかります。これはオペレーターのスキルに依存します。
アーク溶接(シールドメタルアーク溶接 – SMAW):
利点: 汎用性が高く、設備コストが低いことで知られており、現場での修理や厚い材料に経済的です。屋外を含むさまざまな条件下で強力な溶接を行うのに非常に効果的です。
制限: TIG または MIG に比べて制御性が低く、スラグによる溶接後のクリーンアップ作業が多くなります。
許容されるサイズと品質への準拠が必要なプロジェクトでは、精度と入熱の制御に優れた TIG 溶接を使用することをお勧めします。
それでも、より厚い材料で作られ、高い生産性が求められるより複雑な構造の場合、MIG 溶接は良い妥協策となり得ます。SMAW は、制御されていない条件での粗く硬い溶接に最適ですが、クリーンアップと後処理が必要になる場合があります。最終的には、特定のプロジェクトの基準と関連する材料によってプロセスの選択が決定されます。
材料の種類: 溶接金属は溶接の寸法に大きく影響します。融点の低い軟質金属はより低い熱を必要としますが、より密度の高い他の材料は効果的な浸透のためにより大きなエネルギーを必要とします。
複数の操作にわたって一貫した溶接の完全性を維持するには、特定のメトリックを追跡して管理する必要があります。以下は、追跡する必要がある主要なパラメータの詳細な概要です。
推奨値: 2 ~ 10 インチ/分 (材料とプロセスの種類によって異なります)。
品質への影響: 速度が上がると伝達される熱量が減少し、溶接幅が狭くなります。速度が低下すると熱の集中が高まり、溶接サイズが大きくなりすぎたり、歪みが生じたりすることがあります。
MIG/TIG プロセスの電圧範囲: 10 ~ 35 ボルト。
品質への影響: 電圧が低いと不適切な溶融が発生し、電圧が増加するとスパッタが発生し、アークの制御が不十分になる可能性があります。
一般的な金属(スチール、アルミニウム)のアンペア範囲:50~300 アンペア。
品質への影響: 最小アンペア数を下回ると溶接が弱くなり、アンペア数が多すぎると薄い材料が焼けて材料の強度が低下します。
MIG/TIG 溶接: 15~35 CFH で、品質への影響は明らかです。
品質への影響: 流量が過度に低下するとアークが乱れ、多孔性の可能性が高まります。
直径範囲 (SMAW、TIG、MIG): 0.035 ~ 5/32 インチ。
品質への影響: 直径を小さくすると精度は上がりますが、厚い材料を扱う際にはより多くの労力が必要になります。直径を大きくすると、非常に労力のかかる作業の効率が向上します。
材質固有の範囲(例:炭素鋼):200~600°F。
品質への影響: マルチパス溶接でこれらの境界を回避すると、割れが減少し、冶金特性が向上します。
一般的なギャップ範囲: 0.5~3 mm (アプリケーションによって異なります)。
品質への影響: このギャップにより、適切な充填パスの流れが確保され、部分的な浸透やアンダーカットが防止されます。
構造用途の許容範囲: ベース材料表面から 1 ~ 3 mm 上。
品質への影響: 溶接止端部を超えて補強すると溶接止端部が弱くなり、補強によって得られる機械的強度が低下する可能性があります。
これらのパラメータ内での品質管理により、各タイプのプロセスと材料に対して高品質の結果が実現します。

A: すみ肉溶接の寸法は、溶接する材料の種類と厚さ、必要な溶接強度の程度、および AISC などの関連する業界慣行によって左右されます。また、十分な溶け込みと構造的完全性を確保するために、溶接の喉部と脚部の長さを考慮する必要があります。
A: すみ肉溶接の脚の長さは、接合される金属部品の表面上の位置として定義され、表面に平行で、溶接の先端から溶接の根元まで伸びます。この長さは、溶接のサイズと溶接が受けられる荷重量に影響を与えるため、非常に重要です。
A: のど厚は、せん断力と引張力に最も効果的に抵抗する溶接部分であり、断面積が最も小さいため重要です。のど厚の適切な値は、溶接の強度を維持し、融合不足や過度の過熱による破損を防ぐために不可欠です。
A: ダブルフィレット溶接は、ジョイントを挟んで 2 つの反対側のフィレット溶接で構成され、同等の強度と安定性を実現します。土木工事など、2 つの表面を接合し、追加の強度が必要な場合によく使用されます。
A: 溶接する材料は、溶接部のサイズ(引用符で囲むこともあります)に常に影響を及ぼします。厚い材料の場合は、浸透と強度を高めるために溶接部を大きくする必要がありますが、薄い材料の場合は、過度の熱や過度の酸化を避けるため、溶接部を小さくする必要があります。
A: 溶接品質を評価する上で、溶接スロートは溶接の有効面積とそれが耐えると予想される負荷を表すため重要です。適切なサイズの溶接スルーは、過度の負担なしに溶接が負荷に耐えられることを意味します。
A: 溶接は異なる材料の挙動に関して単純ではないため、明確に定義された一連の材料特性を考慮する必要があります。 耐腐食性、熱膨張、機械的強度などの側面は、完全性と実用性の両方を確保するために使用する溶接構成の寸法とタイプを選択する上で重要な役割を果たします。
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