エンジニアリングの実務において、溶接肉盛は新しい部品の表面を強化したり、古い部品を補修したりするために一般的に用いられます。例えば、金型の作業面、タービンの弁座、鉱山機械の脆弱な部分、化学装置の内張りなどは、溶接肉盛の典型的な適用例です。

溶接肉盛の役割

使用の主な目的は溶接肉盛りこの技術の目的は、コストを削減しながらワークピース表面の性能を向上させることです。高温、高圧、腐食性、または摩耗の激しい作業環境において、クラッディングは金属材料の表面耐久性を効果的に向上させることができます。さらに、機械部品に局所的な摩耗や腐食が発生した場合、溶接オーバーレイを使用することで寸法と性能を回復させることができ、部品全体を交換する必要がなくなります。

低コストの基材を使用し、重要な部分に高性能合金を重ね合わせることは、今日の産業界で一般的に用いられているコスト最適化戦略です。重ね合わせ溶接を行うことで、高価な材料の使用を必要な部分に限定することができ、材料の無駄を大幅に削減できます。

溶接肉盛の利点

- 表面性能の向上：適切な溶接消耗品を選択することにより、母材の耐摩耗性、耐腐食性、耐熱性などの特性を大幅に向上させることができます。

- 機器の寿命を延ばす：脆弱な部分に機能層を表面処理することで、故障率を低減し、機器の動作サイクルを延ばすことができます。

- 材料費の削減：低コストの基材を使用し、主要部分のみに高性能合金を蒸着することで、材料費全体を削減します。

- 部品の修理と再利用を実現する：部品の摩耗や腐食を表面修理することで、部品全体を廃棄することを避け、メンテナンスコストを大幅に削減します。

- さまざまな金属基材に適用可能：炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼、ニッケル基合金、さらには一部の非鉄金属にも使用できます。

- 自動溶接に対応：大量生産やロボット溶接作業に適しており、溶接の一貫性と品質を確保できます。

一般的な溶接肉盛りプロセス

溶接肉盛プロセスの選定は、母材の種類、溶接材料、期待される性能、および施工環境に密接に関係しています。一般的な溶接方法には以下のようなものがあります。

•  被覆アーク溶接（SMAW）：小規模から中規模の構造物や修理現場に適しており、柔軟性はあるものの効率は劣る。

•  サブマージアーク溶接：広い面積、厚層の表面処理、高度な自動化、高速な成膜速度に適しています。

•  タングステン不活性ガス溶接 (TIG)高精度な溶融池制御が可能で、薄肉ワークピースや精密溶接に適しています。

• 金属不活性ガス溶接（MIG溶接）高効率で、生産の自動化が容易であり、製造業で広く使用されている。

• プラズマアーク溶接（PTA）そしてレーザー溶接高精度肉盛溶接や特殊金属に適しており、熱影響部が小さく、溶接変形も小さい。

溶接工程においては、亀裂、気孔、エッジの食い込みなどの欠陥を防ぐため、母材の熱膨張係数および合金組成に応じて、予熱温度、層間温度、溶接順序、冷却方法を適切に選択する必要がある。

溶接肉盛材の選定

溶接肉盛溶接材料の選定は重要であり、最終的な表面層の性能を直接左右します。材料選定は、使用環境に応じて科学的に行う必要があります。例えば、

- 高温酸化環境：選択ニッケル基合金;

- 腐食性の高い媒体：コバルト系合金または高合金ステンレス鋼を選択してください。

- 強い衝撃摩耗環境：超硬合金または超硬合金強化溶接消耗品を選択してください。

ベース材料の元素の希釈を制御するために、通常は遷移層＋機能層クラッド方式の場合、第一層は希釈緩衝層として、第二層または第三層は機能性溶接消耗品を使用する前に、安定した性能を確保するために塗布される。

溶接肉盛りの適用

溶接肉盛は、以下の産業および分野で広く使用されています。

- 石油化学産業：圧力容器、パイプライン、バルブ、熱交換器、耐腐食性被覆材の内壁。

- 動力機器：蒸気タービンの弁座、羽根、高温部品の表面には耐熱合金層を塗布。

- 鉱山機械：破砕機、バケット、バケットホイール、シュートなどの表面摩耗合金部品。

- 原子力産業：原子炉壁面のステンレス鋼表面処理、耐食性の向上。

- 金型の製造および修理：金型キャビティ、パーティング面の強化または寸法修理のための表面合金層。

製紙、造船、鉄鋼業界：各種ローラー、パルプポンプ、攪拌機、スクリューロッドなどの主要部品の修理および強化。

溶接肉盛りと溶射の違い

溶接肉盛と溶射はどちらも表面処理技術ですが、組み合わせ方法、プロセス特性、適用場面において明らかな違いがあります。溶接肉盛は高温溶接によって冶金的に接合され、層厚は数ミリメートル以上となり、高応力、高温、高腐食環境に適しています。一方、溶射は通常、接合力が弱く、熱の影響が少ない用途に適しています。

上海多木による溶接肉盛サービス

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