A36・4140・炭素鋼を溶接するための炭素当量計算式と予熱温度
IIWの炭素当量はCE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15です。0.40未満ならほとんどの鋼で予熱は不要ですが、4140クロモリは0.772になり、WeldMasterはこれを204~371℃(400~700°F)の帯に入れます。予熱/CE計算機(Pro)はミルシート成分と厚さからこれを計算します。
炭素当量は溶接性について何を教えてくれる?
炭素と合金元素は溶接後の冷却で鋼を硬くします。硬く脆い部分と水素が組み合わさると低温クラックの原因になります。炭素当量は成分を一つの数値にまとめたもので、高いほど鋼は冷却を遅らせるために予熱を必要とします。
炭素当量の計算式は?
WeldMasterはIIWの計算式を使い、各元素の値はミルシートの重量パーセントです。
- CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
- A36プリセット(C 0.26、Mn 0.75):0.26+0.75/6=0.385
- 4140プリセット(C 0.40、Mn 0.85、Cr 0.95、Mo 0.20):0.40+0.85/6+(0.95+0.20)/5=0.772
炭素当量ごとに必要な予熱帯は?
| 炭素当量 | 予熱 | °C |
|---|---|---|
| 0.40未満 | 不要 | — |
| 0.40以上0.45未満 | 70 – 200 °F | 21 – 93 °C |
| 0.45以上0.60未満 | 200 – 400 °F | 93 – 204 °C |
| 0.60以上 | 400 – 700 °F | 204 – 371 °C |
厚い断面は冷却が速いため、1インチを超える材料についてはアプリが軽度・中程度の帯を1段階上げ、警告を表示します。予熱不要の場合でも、10℃(50°F)以上で溶接するよう表示します。
炭素当量の計算例は?
| 鋼 | 厚さ | 炭素当量 | 予熱 |
|---|---|---|---|
| A36軟鋼プリセット | 1/4インチ | 0.385 | 不要 |
| C 0.22、Mn 1.20 | 1/2インチ | 0.420 | 70 – 200 °F |
| C 0.22、Mn 1.20 | 1 1/2インチ | 0.420 | 200 – 400 °F(1インチ超のため引き上げ) |
| C 0.30、Mn 1.00 | 1/4インチ | 0.467 | 200 – 400 °F |
| 4140クロモリプリセット | 1/2インチ | 0.772 | 400 – 700 °F |
4140の溶接予熱温度は?
4140クロモリプリセットではCEが0.772と0.60を大きく上回るため、アプリはどの厚さでも204~371℃(400~700°F)を示し、パス間温度の管理と溶接後熱処理の検討を勧めます。実際の4140作業では熱処理状態と手順が数値と同じくらい重要なので、WPSを確認してください。
炭素鋼の溶接予熱温度は?
普通の炭素鋼は炭素とマンガンの量で決まります。A36プリセットは0.385になるため1/4インチでは予熱不要です。C 0.30、Mn 1.00の炭素鋼は0.467になり200~400°Fの帯に入ります。だからこそ、規格名よりミルシートの方が重要なのです。
予熱/CE計算機の使い方は?
- 電卓から予熱/CE(Pro)を開きます。
- 合成プリセットでA36 軟鋼か4140クロモリをタップするか、組成(重量%)で炭素 (C)、マンガン (Mn)、クロム (Cr)、モリブデン (Mo)、バナジウム (V)、ニッケル (Ni)、銅 (Cu)を自分で入力します。
- 厚さを0.06インチから3インチの間で設定します。
- 予熱の目安の下で炭素換算量と予熱、続く推奨文を確認します。
この目安が考慮していないものは?
- 消耗材の水素量:低水素プロセスなら予熱を減らせる場合があり、湿った棒はより多くの予熱を必要とします。
- 拘束:固く拘束された継手は自由な継手よりクラックしやすい。
- 入熱:熱くて遅いパスは速くて冷たいパスより冷却が遅い。
- ホウ素などその他の元素はIIWの式に含まれていません。
よくある質問
溶接性の観点で良い炭素当量とは?
0.40未満は一般に予熱なしで溶接しやすく、WeldMasterはそこで不要と表示します。0.40からアプリは予熱を提案し始め、0.60以上では400~700°Fを提案します。
成分値はどこで入手する?
溶接する鋼のヒートのミルテスト証明書からです。プリセットはA36と4140の代表値を使っていますが、あなたの材料とは異なる場合があります。
厚さは炭素当量を変える?
いいえ。厚さが関わるのは1インチを超える場合だけで、そこではアプリが軽度・中程度の予熱帯を1段階上げます。
予熱/CE計算機は無料?
いいえ、一回限りの購入のウェルドマスター プロに含まれます。
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