I.溶接前の洗浄
組立前に、溶接部の両側の表面または開先部(20 ~50mm)は、継ぎ目の溶接品質を確保するため、油分、汚れ、付着物、スケール、保護層、酸化皮膜を除去する必要がある。溶接部の一般的な洗浄方法には、脱脂洗浄、 化学洗浄、機械洗浄がある。
1.脱脂洗浄
溶接の前に、溶接物と溶接ワイヤの油脂や汚れを十分に脱脂する必要がある。そうしないと、溶接部に気孔や亀裂などの欠陥が生じる。脱脂洗浄の方法は以下の通りである:
1) 有機溶剤による洗浄。
溶接する部分と溶接ワイヤについては、油汚れが少なく薄い場合は、アルコール、ガソリン、ジクロロエタン、トリクロロエチレン、四塩化炭素などの有機溶剤を使って油汚れをこすり落とすことができる。この方法は効率が悪く、手間がかかる。
2) 溶液で脱脂する。
脱脂液の入ったタンクに、ワークの油や汚れた部分と溶接ワイヤーを入れ、一定時間浸して油や汚れを落とす。溶液中での脱脂は、高品質で効率的な方法であり、溶接前の板や溶接ワイヤの脱脂に適している。一般に使用されている化学脱脂液の組成と脱脂規格を表2-25に示す。
表2-25 一般的に使用される化学脱脂液の組成と脱脂基準
金属材料 | 溶液組成① | スキミング仕様 | |
温度 | 時間/分 | ||
炭素鋼、構造用鋼、ステンレス鋼、耐熱鋼 | NaOH: 90g/L Na2CO3: 20g/L | - | - |
鉄、銅、ニッケル合金 | NaOH:10%。NO: 90% | 80 ~90 | 8 ~10 |
Na2CO3: 10%.NO: 90% | 100 | 8~10 | |
アルミニウムおよびアルミニウム合金 | NaOH:5%。NO: 95% | 60 ~65 | 2 |
Na2PO4:40〜50g/L Na 2 プライベートオファーリング 3 :40~50g/L Na 2 SiO 3 20~30g/L | 60 ~70 | 5~8 |
溶液組成のパーセンテージは質量%である。
2.化学洗浄
化学洗浄では主に、薬液とワークや溶接ワイヤ表面の錆や酸化物との間で化学反応が起こり、可溶性物質が形成され、溶接される部分の表面や溶接ワイヤ表面の金属光沢が現れる。薬液洗浄後は、残留薬液による溶接部の腐食を防ぐため、ワークと溶接ワイヤを温水と冷水ですすぐ必要がある。一般に使用される薬液の組成と洗浄基準を表2-26に示す。
表2-26 一般的に使用される化学洗浄液の組成と洗浄基準
金属材料 | 溶液組成 (質量分率) | クリーニング規定 | 中和溶液 | ||||
温度 | 時間/分 | ||||||
炭素鋼耐熱合金 | HCl:100~150mL/L H 2 O:残り | - | - | 最初に40~50℃の温水ですすぎ、次に冷水ですすぐ | |||
熱間圧延低合金鋼 熱間圧延ステンレス鋼 熱間圧延耐熱鋼 熱間圧延高温合金 | H 2 SO 4 : 10% 塩酸: 10% | 54 ~60 | - | まず、60~70℃の10%ソーダ溶液に浸し、冷水で十分にすすぐ。 | |||
H2 SO4 10% | 80~84 | - | |||||
高銅含有銅合金 | H 2 SO 4 : 12.5% H 2 SO 4 : 1% ~ 3% | 20 ~77 | - | まず50℃のお湯に浸し、その後冷水ですすぐ。 | |||
銅含有量の少ない銅合金 | H 2 SO 4 : 10% FeSO 4 : 10% | 50 ~60 | - | ||||
純アルミニウム | NaOH:15% | 室温 | 10~15 | 冷水で洗い流す | 硝酸 3 : 30% (質量分率) 常温浸漬 ≤2min | 冷水で洗い流す | まず100~110℃で乾燥させ、次に低温で乾燥させる |
NaOH:4% ~5% | 60~70 | 1~2 | |||||
アルミニウム合金 | NaOH:8% | 50 ~60 | 5 ~10 | ||||
マグネシウムおよびマグネシウム合金 | 150~200 mg/L クロム酸水溶液 | 20~40 | 7~15 | 50℃のお湯ですすぐ | |||
チタン合金 | HF: 10% HNO3: 30% H2O: 60% | 室温 | 1 | 水洗いする |
3.機械洗浄
溶接開先付近の溶接物表面の錆、酸化皮膜、表面保護 層を除去するには、一般にスクレーパー、ヤスリ、 エメリー布、金属ワイヤー・ブラシ(または金属ワ イヤー・ホイール)、研削砥石、サンド・ブラスト を使用する。ただし、非鉄 金属 やステンレス鋼、耐熱鋼の溶接部など、局所的な洗浄が必要な場合にのみ、機械的洗浄を行うのが一般的である。
機械的洗浄の後、溶接される溶接物の端面および両 側をアセトンまたはアルコールで拭き、残留する汚 れやグリースを除去する。
4.化学的および機械的洗浄
生産サイクルの長い大型ワークの場合、化学洗浄では十 分でないことが多く、また、化学洗浄後に部品が再び 汚染されることもあるため、溶接前の洗浄要件を確保す るために、溶接前に溶接開先部を機械的に洗浄する必 要がある。アルミニウム合金、チタン、チタン合金は、 洗浄後すぐに溶接する必要がある。
5.溶接物の洗浄から溶接完了までの許容時間。
溶接物の表面をきれいにした後は、保管中に再び錆びたり酸化したりして、溶接の品質に影響を与えるのを防ぐため、できるだけ早く溶接を完了する必要があります。溶接面の清掃から溶接完了までの許容時間を表2-27に示す。
表2-27 溶接面の清掃から溶接完了までの許容時間
金属材料 | 溶接方法 | 許容保管時間(時間) | |
メカニカル・クリーニング | ケミカル・クリーニング | ||
銅 | 融接、ろう接、 スポット溶接シーム溶接 | <24 | <24 |
アルミニウムおよびアルミニウム合金 | 融接、ろう接 | 2~3 | <120 |
スポット溶接、シーム溶接 | <2 | <72 |
指定された時間内に溶接が完了しない場合は、 溶接を続ける前に局所的な洗浄を機械的に行 うことができる。
II.溶接後の洗浄
溶接が完了した、または長期間休止していた溶接部品については、溶接部の目視検査や非破壊検査(磁粉探傷検査、X線探傷検査、浸透探傷検査など)を容易にし、溶接スラグや残留フラックスによる溶接部の腐食を防止し、使用中(特に可動機構や容器内)に溶接スラグや金属スパッタが剥離することによる悪影響を避けるため、溶接部(特に溶接部)に付着した溶接スラグ、残留フラックス、金属スパッタを速やかに除去する必要がある。
溶接欠陥を正確に特定し、溶接欠陥を適時に修 理し、溶接事故の隠れた危険を排除する。溶接部品の一般的な溶接後の洗浄方法を表2-28に示します。
表2-28 溶接部品の一般的な溶接後洗浄方法
金属材料 | 溶接方法 | 洗浄方法 | 溶接から洗浄までの時間間隔(時間) |
スチール | 溶融溶接 | 機械洗浄(通常はサンドブラスト) | <120 |
ソフトソルダリング | 水不溶性フラックスの場合は、アルコール、ガソリン、トリクロロエチレン、イソプロパノールなどの有機溶剤で洗浄する。 水溶性の腐食性フラックスや、有機酸や塩を含むフラックスの場合は、熱水ですすいでください。 アルカリ金属とアルカリ土類金属の塩化物については、2%塩酸溶液で洗浄した後、少量のNaOHを含む温水ですすいでください。 | <24 | |
硬ろう付け | ホウ砂とホウ酸フラックスについては、機械的洗浄、塩酸溶液での洗浄、10% H2SO4溶液への浸漬が可能である。 熱水、または塩化カリウムやフッ化ホウ酸カリウムを多く含むホウ砂やフラックス用の10%熱クエン酸溶液ですすいでください。 | <24 | |
銅および銅合金 | ろう付け | スチール溶接部と同じ洗浄方法 | <24 |
アルミニウムおよびアルミニウム合金 | ガス溶接とアーク溶接 | 60~80℃の熱水で洗浄した後、重クロム酸カリウム(K2Cr2O7)溶液または2%~3%質量部の無水クロム酸(CrO3)溶液でリンスし、60~80℃の熱水で再度洗浄し、最後に乾燥させる。 | アルミニウム・マンガン合金≦6 硬質アルミニウム合金≤1 |
ろう付け | 一般的には湯洗いで十分だが、湯洗いの後に酸洗(10% HNO3溶液など)、不動態化処理を行うこともできる。 | ≤1 |