AWS D1.1:2025 · Table 5.11 · 条項 5

AWS D1.1 Table 3.2 Preheat — Now Table 5.11

表3.2はD1.1:2015以降の版で表5.11に名称変更されました。現在のD1.1:2025版では、溶接工程と水素レベルによって決定される7つの予熱カテゴリー(AからG)を持つ表5.11が使用されています。各カテゴリー内では、板厚の厚い材料ほど高い予熱温度が要求されます。

表3.2と表5.11 — 何が変わったのか?

When D1.1 was reorganized in the 2015 edition, preheat 要求事項 moved from Clause 3 to Clause 5. The old Table 3.2 became Table 5.11. The preheat values and four-カテゴリー structure (A through D) carried over intact. The 2025 edition then expanded the table from 4 categories to 7, adding Categories E, F, and G for hydrogen designators H8 and H4.

2010年以前の版でD1.1を学ばれた方は、今でもこれを「表3.2」と認識されているかもしれません。これは同じ論理を持つ同じ表であり、単に番号が変更され、拡張されたものです。依然として表3.2を参照している溶接施工要領書(WPS)は2015年以前の版に基づいて作成されたものであり、予熱温度の値が現在の基準と一致しているかを確認するために、現行の基準と照合して見直す必要があります。ほとんどの場合、一致しますが、H8またはH4の溶加材を使用している場合は、新しいカテゴリーE、F、Gにより予熱温度を低減できる可能性があります。

7つの予熱カテゴリー(AからG)

表5.11では、各溶接工程と溶加材の組み合わせが7つのカテゴリーのいずれかに割り当てられます。このカテゴリーによって、表内で読み取る列が決まります。各列内では、材料の板厚が増加するにつれて予熱温度も上昇します。

CategoryProcess / Hydrogen LevelTypical Filler Metals
ASMAW with 非低水素 electrodesE6010, E6013, E7014, E7024
BSMAW-LH, GMAW, FCAW, SAW (no H designator)E7018, ER70S-6, E71T-1
CSame as B for high-強度 steels (Group III/IV)E7018, ER70S-6 on A572 Gr.65
DH8 designator (Group I/II steels)E7018-H8, E71T-1-H8
EH8 designator (Group III steels)E8018-C1-H8
FH8 designator (Group IV steels)E9018-G-H8
GH4 designator (all steel groups)E7018-H4, ER70S-6-H4

カテゴリーAおよびBは、鉄骨製作の大部分に適用されます。カテゴリーAは、非低水素電極がより多くの拡散性水素を堆積させ、割れのリスクを高めるため、最も高い予熱要件を伴います。カテゴリーBは、その他の一般的なすべての工程をカバーします。カテゴリーDからGは、より厳格な水素管理に対して予熱温度の低減を可能にします — これはD1.1:2025で新しく導入されました。

表5.11の読み方

表の読み取りは3段階の工程です。まず、工程と溶加材からカテゴリーを特定し、そのカテゴリーの列を選択し、次に材料の板厚帯に対応する行を読み取ります。

Welding Process? SMAW non-LH? SMAW-LH / GMAW / FCAW / SAW Cat A Hydrogen designator? None H16 H8 / H4 Cat B Cat C Steel group? D/E/F (H8) G (H4)
Table 5.11 category selection flowchart. Start with the 溶接工程, then check the hydrogen designator.

カテゴリーを特定したら、その列を下に進み、材料に合致する板厚帯を見つけます。その交差する箇所に、最小予熱温度およびパス間温度が°Fおよび°Cで示されています。

板厚帯の理解

カテゴリーAからCでは、4つの標準的な板厚帯が使用されます。3/4 in(20 mm)以下、3/4 in超1-1/2 in(20–40 mm)以下、1-1/2 in超2-1/2 in(40–65 mm)以下、および2-1/2 in(65 mm)超です。板厚の厚い材料ほど高い予熱温度が要求されます。これは、質量が大きいほど大きなヒートシンクとして機能し、溶接部から熱をより速く奪い、熱影響部の冷却速度を増加させるためです。

例えば、E7018(カテゴリーB)を使用するA36の場合、板厚3/4 in以下の材料には予熱不要、3/4–1-1/2 inには50°F、1-1/2–2-1/2 inには150°F、2-1/2 in超の材料には225°Fの予熱温度が要求されます。同じ鋼材にE6010(カテゴリーA)を使用した場合、水素含有量が高いため、各板厚帯でより高い予熱温度が要求されます。

カテゴリーDからGでは、特定の鋼材仕様によって変化する可変の板厚帯が使用されます。これらのカテゴリーの予熱温度の値は、同じ板厚の場合、一般的にカテゴリーAからCよりも低く、より厳格な水素管理が報われます。

水素記号(H4、H8、H16)

水素記号は、カテゴリー間の主要な識別子です。これは、堆積した溶接金属中の最大拡散性水素量を示し、堆積金属100グラムあたりのミリリットルで測定されます。

H16: 最大16 mL/100g。これは低水素レベルの基準です。H16の接尾辞を持つSMAW電極およびほとんどの標準的なGMAW/FCAWワイヤがここに該当します(高強度鋼の場合はカテゴリーC)。

H8: 最大8 mL/100g。より厳格な管理。電極はこのレベルで試験され、分類される必要があります。鋼材グループに応じてカテゴリーD、E、またはFに該当します。実際には、E7018-H8電極は広く入手可能であり、標準的なE7018よりもわずかに高価なだけです。

H4: 最大4 mL/100g。溶加材で利用可能な最も厳格な水素管理。最も低い予熱要件を提供するカテゴリーGに該当します。H4を達成するには、通常、電極の慎重な保管と取り扱いが必要です — わずかな吸湿でも水素がこの閾値を超える可能性があります。

実際には、これは次のことを意味します。もし貴社の工場がすでにE7018-H8電極を使用している場合(品質上の理由で多くの工場が使用しています)、一般的な構造用鋼に対してカテゴリーBからカテゴリーDに切り替えることで、予熱温度を低減できる可能性があります。これにより、厚板作業における時間とプロパンの節約につながります。エンジニアにご確認ください — 予熱温度の低減を適用するには、溶接施工要領書(WPS)に水素記号を明記する必要があります。

お客様の溶接にはどのカテゴリーが適用されますか?

製作業者が抱く最も一般的な質問は、「A992鋼、E7018電極、板厚1 inの場合、どのカテゴリーが適用されますか?」というものです。答えはカテゴリーBであり、板厚3/4–1-1/2 inに対して最小50°Fの予熱温度が要求されます。E7018-H8に切り替えると、カテゴリーDに移行し、同じ鋼材と板厚に対して予熱温度が低減されるか、予熱が不要になる可能性があります。

あらゆる鋼材、工程、および板厚の組み合わせを素早く調べるには、予熱計算機をご利用ください。これは表5.11の全464の組み合わせをカバーし、カテゴリー、最小予熱温度、および適用される脚注を表示します。

CWI試験のヒント

CWIパートCの質問パターン:「A572 Gr.50、板厚2 in、E7018で溶接する場合の最小予熱温度は?」という質問が出されることがあります。重要な手順:A572 Gr.50はグループII鋼です。E7018はH接尾辞のないSMAW低水素電極であり、カテゴリーBに該当します。板厚帯は1-1/2から2-1/2 inです。その板厚帯のカテゴリーBの列を読み取ります。よくある落とし穴:質問文で「表3.2」が参照される場合があります — 答えは表5.11と同じ値であり、単に番号が変更されただけです。

よくあるご質問

いいえ、違います。D1.1:2015で基準が再編成された際、表3.2は表5.11に番号が変更されました。2015年以降のすべての版(現在の2025年版を含む)では表5.11が使用されています。予熱温度の値とカテゴリー構造は引き継がれましたが、2025年版では水素記号H8およびH4に対応する3つの新しいカテゴリー(E、F、G)が追加されました。もし貴社の溶接施工要領書(WPS)が表3.2を参照している場合、それは2015年以前の版に基づいて作成されたものであり、現行の基準と照合して見直す必要があります。

7つです。AからGまであります。カテゴリーAからCは、異なる水素レベルにおける標準的な溶接工程をカバーします。カテゴリーDからGは、低水素記号H8およびH4に対応するためにD1.1:2025で追加されました。カテゴリーAは非低水素電極を使用するSMAW(例:E6010、E6013)です。カテゴリーBは低水素電極を使用するSMAW(例:E7018)およびすべてのGMAW、FCAW、SAWです。カテゴリーCからGは、水素管理が厳しくなるにつれて予熱要件が段階的に低減されます。

2つの要因によって決定されます。溶接工程と溶加材の水素記号です。非低水素電極を使用するSMAW(E6010、E6013、E7014、E7024)はカテゴリーAに分類されます。低水素電極を使用するSMAW(E7018、E7028)に加えて、水素記号のないGMAW、FCAW、SAWはカテゴリーBに分類されます。H16指定の工程はカテゴリーCです。H8指定は鋼材グループに応じてカテゴリーD、E、またはFです。H4指定はカテゴリーGです。各カテゴリー内では、最小予熱温度は材料の板厚が増加するにつれて上昇します。

カテゴリーAからCでは、4つの板厚帯が使用されます。3/4 in(20 mm)以下、3/4 in超1-1/2 in(20–40 mm)以下、1-1/2 in超2-1/2 in(40–65 mm)以下、および2-1/2 in(65 mm)超です。カテゴリーDからGでは、特定の鋼材仕様によって異なる可変の板厚帯が使用されます。各カテゴリー内では、質量が大きいほど大きなヒートシンクとして機能し、熱影響部での冷却速度が速くなるため、板厚の厚い材料ほど高い予熱温度が要求されます。

水素記号は、堆積した溶接金属の最大拡散性水素含有量を示し、100gあたりのmLで測定されます。H16は最大16 mL/100g、H8は8 mL/100g、H4は4 mL/100gを意味します。水素含有量が低いほど割れのリスクが低減され、予熱温度の低減が可能になります。この記号は溶加材分類に表示されます(例:E7018-H8)。D1.1:2025では、より厳格な水素管理に対して予熱の優遇措置を与えるために、カテゴリーE、F、Gが追加されました。

水素記号の接尾辞がないE7018はカテゴリーB(SMAW低水素)に分類されます。電極がE7018-H8として分類されている場合、鋼材グループに応じてカテゴリーD、E、またはFに該当します。E7018-H4として分類されている場合、カテゴリーGに該当します。重要な区別は接尾辞です。単なるE7018はカテゴリーBであり、E7018-H8はカテゴリーD–Fで予熱温度の低減を可能にし、E7018-H4はカテゴリーGで最も低い予熱温度を提供します。

D1.1:2025における予熱は義務です。表5.11では「shall(しなければならない)」という文言が全体的に使用されており、記載されている最小予熱温度およびパス間温度は基準要件であり、推奨事項ではありません。ただし、D1.1の解説では、表5.11の値はすべてを網羅しているとは見なすべきではなく、拘束度、水素レベル、および使用条件に基づいて、表の最小値よりも高い予熱温度が工学的判断によって必要となる場合があることに留意されています。