Industry-規格 溶接性 Formula

Carbon Equivalent Calculation — 溶接 CE(IIW) & Pcm

Free online tool for welders and fabricators — calculate CE(IIW) and Pcm from steel chemistry to assess weldability and 焼入性 risk.

規定的なTable 5.11予熱方法(化学組成不要)には、弊社の予熱計算機をご利用ください。

AWS D1.1:2025 Annex Bに基づくIIWおよびPcm式で構築されています。

炭素当量の意味

炭素当量(CE)は、鋼の完全な化学組成を単一の溶接性指数に凝縮したものです。D1.1:2025 Annex B6.1.1によると、CE = C + (Mn+Si)/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15です。化学分析は、ミルシート(材料試験成績書)、ミルからの一般的な生産化学組成、仕様書最大値、またはユーザーテストから得られます。

AWS D1.1:2025 Annex B6.1.1によると:「CE = C + (Mn + Si)/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15。この炭素当量式は、熱影響部の水素割れに対する感受性を評価するために使用されます。」

D1.1 Annex Bは、CEを使用して鋼を3つの溶接性ゾーンのいずれかに分類します。ゾーンI(低CE)は割れの可能性が低く、予熱は水素管理方法によって決定できます。ゾーンII(中CE)は、予熱なしですみ肉溶接の最小入熱を決定するために硬度管理方法を必要とします。ゾーンIII(高CE)は、熱影響部の特性を維持するために、入熱を制限する必要があり、水素管理方法が予熱を支配します。

Your CE value also feeds directly into the preheat calculator. Higher CE means higher susceptibility index grouping (A through G per 表 B.1), which maps to higher 最小 予熱 temperatures in Table B.2 depending on restraint level and 板厚. If your CE exceeds 0.38 and you are welding thick, highly restrained joints, preheat temperatures above 300 °F are common.

炭素当量が重要である理由

Cracking Risk

炭素当量は、熱影響部における水素誘起割れの感受性を予測します。CEが高いほど、冷却中に熱影響部がより速く硬化し、溶接完了後数時間でコールドクラックを引き起こす可能性のある水素を閉じ込めます。

Preheat Planning

D1.1は、最小予熱の2つの方法を提供しています:Table 5.11(規定、鋼種別)とAnnex B(分析、化学組成別)です。CEとPcmがAnnex Bの方法を推進します。どちらの方法も、冷却速度を遅くし、熱影響部における水素割れのリスクを低減するために存在します。

Standards Compliance

D1.1 条項 5.7は、すべての事前認定WPSに最小予熱を要求しています。Table 5.11が保守的すぎる場合、またはお客様の鋼種がTable 5.6に記載されていない場合、Annex Bが代替手段となります。Table 5.11の規定的な検索には、弊社の予熱計算機をご利用ください。

炭素当量が高いと、水素誘起割れのリスクが増加し、D1.1 Table 5.11に従って、通常、より高い予熱およびパス間温度要件が必要となります。一部の用途では、CEの上昇は溶接後熱処理の必要性を示す場合もあります — お客様の母材および使用条件に特有のPWHT要件については、該当する基準およびエンジニアにご相談ください。

よくある質問

炭素当量(CE)とは何ですか?
炭素当量(CE)は、炭素と合金元素が鋼の焼入性および溶接性に与える複合的な影響を表す単一の数値です。D1.1 Annex B6.1.1によると、CE = C + (Mn+Si)/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15です。CEが高いほど、水素割れのリスクが高まり、予熱の必要性が増します。
CE(IIW)とPcmの違いは何ですか?
D1.1によるCEは、(Mn+Si)/6を含む修正IIW式を使用しており、炭素が0.18%を超える鋼に最適です。Pcm(臨界金属パラメータ)は、低炭素鋼(C < 0.18%)に適しています。どちらもシリコンを含みますが、Pcmはホウ素(5B)も含まれます。純粋な国際IIW式はシリコンを省略しています。
どの合金元素が最も炭素当量を増加させますか?
炭素は、式に除数なしで直接現れるため、CEに最も大きな影響を与えます。マンガンとシリコンは6で割られるため、次に影響力が大きいです。クロム、モリブデン、バナジウムは5で割られ、ニッケルと銅は15で割られるため、個々の影響は最も小さいです。0.25% Cと1.5% Mnの鋼は、0.20% Cと2.0% Mnの鋼よりも高いCEを持ちます。
D1.1 Annex Bは、予熱に特定のCEしきい値を使用していますか?
D1.1 Annex Bは、単一のCEカットオフ値を使用していません。代わりに、組成、板厚、水素レベル、拘束から最小予熱温度を計算する2つの計算方法(硬度管理と水素管理)を提供しています。CEが高いほど、計算される予熱は高くなりますが、その関係は連続的であり、しきい値に基づいたものではありません。Table 5.11の方法は、CEを直接使用するのではなく、鋼のグループカテゴリを使用します。
CE計算のための鋼の化学組成はどこで確認できますか?
鋼の化学組成は、ミルシート(材料試験成績書)または認定材料試験成績書(CMTR)の化学分析セクションに記載されています。CEの主要元素は、炭素(C)、マンガン(Mn)、シリコン(Si)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、ニッケル(Ni)、および銅(Cu)です。Pcmには、ホウ素(B)も必要です。CE計算には、ミルシートからのヒート分析値が使用されます。

業界標準の式