成膜速度、成膜効率、生産量の関係を理解する

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当社の販売プロジェクトの見積り担当者は、溶接メーカーから公開されている溶加材のデータシートについてよく質問をします。 推奨される溶接パラメータ、溶着速度、溶着効率、および溶接製造結果から得られた経験をリストした公開データについて、業界全体で混乱が生じているようです。 これらの用語と、それらが私たちの経験とどのように関係しているのかを説明していただけますか。

絶対に！ 非常に多くの場合、これらの用語は誤解され、溶接金属の推定に誤って使用されます。 まず、これらの各用語を定義してみましょう。

溶着速度は、100% アークオン時間で使用した場合に、公開されている溶接パラメータとシールド ガスに基づいて、1 時間あたりに溶接継手に堆積されると予想される溶接金属の重量です。

GMAW や FCAW (金属コアを含む) などのワイヤ送給溶接プロセスは、ほとんどの場合、定電圧 (CV) プロセスであることに留意してください。 これは、溶接作業中のワイヤの送り速度が一定であることを意味し、したがってワイヤの消費量（溶着速度に比例）も一定になります。 SMAW または SAW は通常、定電流 (CC) 溶接プロセスです。 CC プロセスでは、安定したアークを維持するためにワイヤまたは電極の供給速度が変更されるため、堆積速度の予測はやや困難になります。 アーク長またはコンタクトチップからワークまでの距離 (CTTWD) は、CC 溶接プロセスを使用するときに消費される溶加材の量に大きく影響します。

溶着効率は、溶着された溶接金属の量を消費された溶加材の量で割ったものです。 SAW および GTAW の堆積効率 (溶加材を使用する場合) は約 99%。 GMAW (ソリッドワイヤおよびメタルコアワイヤ) は、シールドガスの種類とワイヤ転送モードに応じて 92% ～ 98% です。 FCAW は平均約 87%。 SMAW は平均約 65% です。 ただし、溶接機が電極を交換するときに長いスタブを残すと、SMAW の堆積効率が大幅に低下します。

高い成膜効率のプロセスは魅力的ですが、成膜効率だけですべてが決まるわけではありません。 SAW では、ほとんどの場合、一貫した溶接接合によるかなりの自動化が必要です。 すべてのプロセスの中で、GTAW は最も遅い溶接プロセスであり、溶着速度も最も低くなります。 一方、FCAW は非常に堅牢なプロセスであり、錆やミルスケールに対して良好に機能し、高品質の溶接デポジットの場合でも位置を外して簡単に使用できます。 つまり、溶接プロセスを選択する際には、溶着効率を唯一の要素として使用するのではなく、アプリケーションを最適化するためのツールとして使用してください。

メーカーが公開している溶接パラメータは、通常、GMAW、FCAW、SMAW などのプロセス用です。 これらの値は、ワイヤまたは電極の直径、シールド ガスの種類 (使用する場合)、および CTTWD に基づいています。 この範囲は、再現可能で許容可能な溶接デポジット結果を生成するためのテストに基づいています。 事前に認定された溶接手順を採用している場合は、メーカーが推奨するパラメータの範囲内にとどまる必要があります。

ジョブの溶接時間を見積もる場合、溶着速度の使用方法を完全に理解することが重要です。 定義で述べたように、これらの値は 100% のアークオン時間 (デューティ サイクルとも呼ばれます) に基づいています。 ただし、実際には 100% のアークオン時間が達成されることはありません。

溶接製造に関しては、溶接の生産性は稼働率によって測定されます。 これは、溶接工 1 人あたりの労働時間 1 時間あたりの実際のアークオン時間です。 業界平均は約 20%、つまり 1 時間あたり 12 分のアークオン時間です。 一日のうちの多くの時間は、部品の積み降ろし、洗浄、溶接接合部間の位置変更などに費やされます。

SAW は、完全に自動化されたアプリケーションで 100% のアークオン時間と同様に 100% の動作係数にすぐに近づく唯一のプロセスです。 他のすべてのプロセスは通常、はるかに低いです。 たとえば、公表されている溶着速度が 20 ポンド/時間である大径のフラックス入りワイヤを使用して溶接している場合、実際の溶着速度は 4.0 ポンド/時間であると予想できます。 稼働率20%の場合。 動作係数は特定のアプリケーションによって大幅に異なる場合があります。