一般的なスティック電極を分類すると、溶接作業者の意思決定に役立ちます

電極番号付けシステムは、溶接工が一般的に使用される 3 つのスティック電極 (E6010、E6011、および E7018) をいつ、なぜ、どのように使用するかを決定するのに役立ちます。

シールド金属アーク溶接 (SMAW) ホルダーを手に取ると、幅広い電極の選択肢に直面します。ただし、スティックとも呼ばれるすべての SMAW 消耗品が、あらゆる素材や作業に使用できるわけではありません。

どちらを使用するかを決定し、その決定による溶接欠陥や失敗を回避するには、複数の要因が関係します。作業用の溶接棒を選択するときは、それが母材の組成、厚さ、引張強度と一致していることを確認する必要があります。ジョイントの取り付け、溶接の長さ、移動方向、溶接の位置も考慮する必要があります。

米国溶接協会 (AWS) は、特定の電極、その電極に最適なアプリケーション、およびパフォーマンスを最大化するために電極をどのように使用する必要があるかを示す番号付けシステムを使用してプロセスを簡素化しました。これがどのように機能するのか、そして一般的に使用される 3 つの溶接棒 (E6010、E6011、および E7018) についてそれが何を意味するのかを見てみましょう。

AWS の番号付けシステムでは、すべてのスティック溶接電極の分類が文字「E」で始まります。この文字は、それがアーク溶接電極であることを示しています。

「E」に続く最初の 2 つの数字は、電極の引張強度を示します。最後から 2 番目の数字は位置を示します。数字「1」は全位置電極であることを意味します。「2」は、電極を平らで水平な位置で使用する必要があることを示します。「4」は、平坦、水平、垂直下向き、および頭上に最適であることを意味します。最後の桁は、電極フラックスコーティングの種類 (直流 (DC) か交流 (AC) か)、および高品質の溶接を行うために必要な浸透レベルを示します。

この「E」とそれに続く 4 ～ 5 桁の数字で、電極についてかなりのことがわかります。溶接工として、特定の電極、特に人気のある E6010、E6011、および E7018 スティック電極を繰り返し使用することがあります。

E6010 対 E6011 電極。最初の 2 つの電極は、どちらも配管、製造、建設、修理、メンテナンスに最適な多目的消耗品であるという点で似ています。これらは E60XX 電極であり、標準的な溶接条件下で 60,000 PSI の引張強度があることを意味します。

どちらもセルロースでコーティングされたスティック溶接消耗品です。これらのセルロース電極のコーティング重量の約 30% はこの有機化合物によるものです。これらの電極を燃やすときに生成されるガスシールドには、一酸化炭素、二酸化炭素、水素が含まれています。水素は、E6010 と E6011 の両方の電極に硬いアーク、高い蒸着速度、および母材へのより深い浸透を与え、汚れた、錆びた、塗装された、油っぽい表面を切断します。

初心者の溶接工は、急速凍結する E6010 および E6011 電極を敬遠する傾向があります。電極の使用によって生じるスラグは急速に凝固し、溶融金属だまりから離れるときに溶融金属を抑制するため、溶接部からの金属の流出を最小限に抑えてオーバーヘッド溶接を行うことができます。このため、ビードを接合部に配置するときに正しく溶接する必要があるため、経験の浅い溶接工にとってこれらの消耗品は高品質の結果を生み出すことが困難になります。

逆に、専門家にとっては、溶融池が凝固する前に大幅に移動するのを防ぐという利点があり、全姿勢溶接シナリオでは特に有利です。どちらの電極も、簡単に除去して洗浄できる軽いスラグ形成を伴う平らな溶接ビードを生成します。

適切なスティック電極の選択は、コストや好みだけではありません。また、溶接する母材、その金属の状態、溶接の種類、利用可能な電源も考慮する必要があります。

これら 2 つのスティック電極は似ていますが、違いもあります。 E6010 のコーティングにはセルロースに加えてナトリウムが含まれており、E0611 にはカリウムが含まれています。 E6010 は DC 電源にのみ適しており、DC および AC 機械の両方に定格されている E6011 電極よりもより緊密なアークと深い浸透を備えています。 DC のみの溶接ではより強力な (そしてより高価な) 電源が必要となるため、予算が考慮されます。

多くの溶接工は、特に著しく汚れた表面や錆びた表面では、E6010 の方が E6011 よりもスムーズに動作する傾向があると報告しています。錆、グリース、その他の汚れを簡単に取り除くことができますが、6011 はアークを発生させる前に軽い洗浄が必要な場合があります。

パイプ溶接工は、ルートビードをパイプの内側に配置したり、ルートパスやホットパスを行ったり、X52 グレードのパイプを充填したりキャップしたりするために E6010 電極を使用するのが大好きです。 E6010 電極は、垂直下向き位置 (「ストーブ配管」) で大口径パイプラインを溶接するのに適しています。これらの電極は、X 線品質の位置外の溶接も可能です。

ただし、パイプの強度が高い場合は、E7010 や E8010 など、E6010 と同じ溶接特性を持つ高強度のセルロース電極も必要になることに注意してください。

E6011 電極は、AC または直流電極プラス (DCEP) 電源のいずれかで使用すると、優れた機械的特性を備えた強力なスプレータイプのアークを生成します。これらは、DC 機器が利用できない場合の修理やメンテナンス作業に使用される消耗品の第一選択となる傾向があり、板金溶接やシリコン堆積の少ない用途に適しています。

E6011 電極は、一般製造、造船および修理、鉄道車両、圧力容器の付属品、亜鉛メッキ鋼などの用途において、中炭素および高炭素および低合金鋼とともに使用できます。

E6011 電極は、E6010 とほぼ同じように汚れ、グリース、錆を除去でき、より手頃な価格の AC 機械で動作するため、出張溶接工や農家など、メンテナンスや溶接作業の修理に費用対効果の高いソリューションを必要とする人々に人気があります。

E7018 電極。現在最も人気のあるスティック電極はおそらく低水素 E7018 で、優れた靭性と高い延性を備えた高品質の溶接を実現します。振動応力などの特定の条件下で溶接ビードの亀裂のリスクが高まる金属の溶接に使用されます。この電極は、母材の厚い部分を溶接するときに発生する可能性のある水素脆化亀裂のリスクを軽減します。

命名法の「70」は、電極の引張強度が 70,000 PSI であることを意味し、3 桁目のスロットの「1」も、この溶接消耗品が滑らかなアークと、ほぼすべての位置に明確な溜まりがあることを意味します。 E7018 が動作しない唯一の方向は垂直下方向です。

E7018 は、DC 電源または AC 電源で動作しますが、DC 電源で最もよく動作します。低電力機器では、より大きな直径 (3/16 インチ以上) を使用できない場合があります。

市場にはさまざまな E7018 電極オプションがありますが、すべてが同じように作られているわけではありません。通常、E7018 の後には「H」番号 (H8、H4、H4R) が続きます。「H」に続く数字は、電極が標準状態で保管および溶接されたときに溶接部に存在する水素の量を表します。

たとえば、H4 は溶接金属 100 g あたりの水素量が 4 mL 未満であることを意味します。 H 値に関しては、値が低いほど優れています。

H 番号の後の「R」（つまり、H4R）は、電極が AWS の吸湿要件を満たしていることを意味します。電極は、密封されたパッケージを開いた後、メーカーが指定した条件で再乾燥する必要があるまで 9 時間使用できます。

E7018 は多くの溶接タイプに最適ですが、構造用鋼、発電、石油化学、圧力容器、配管、軟鋼など、ほとんどの用途では特に E7018 H4R 電極が必要です。より均一な溶接金属を生成でき、氷点下での衝撃特性が向上します。

最後に、低温用途に特定の要件がある場合は、必ず E7018-1 H4R 電極を使用してください。末尾の「-1」は、低温 (E7018-1 の場合は -40 °F) での機械的性能が優れていることを示します。

適切なスティック電極を選択するには、コストと好み以外にも考慮すべき多くの要素があります。また、溶接する母材の種類、その金属の状態、行う溶接の種類、および利用可能な電源も考慮する必要があります。

これら 3 つのスティック電極がそれぞれどのように機能し、どこが優れているかを理解することは、最終的に選択に役立ちます。また、すべてのスティック電極が厳格な基準に従って製造されているわけではないため、品質にも留意する必要があることを覚えておいてください。有名ブランドの高性能消耗品を、予算を超えない価格で入手できます。