D1.1 予熱計算機

A36はD1.1:2025 表5.6におけるグループI鋼であり、表5.11に従って溶接工程によって予熱カテゴリーAまたはBに分類されます。E6010やE6011のような非低水素SMAW電極（カテゴリーA）の場合、最小予熱温度は、板厚3/4インチまでは32°F (0°C)、3/4インチから1-1/2インチまでは150°F (65°C)、1-1/2インチから2-1/2インチまでは225°F (110°C)、2-1/2インチを超える場合は300°F (150°C)です。低水素溶接工程 — E7018 SMAW、サブマージアーク溶接、ガスメタルアーク溶接、またはFCAW（カテゴリーB） — の場合、予熱要件は低くなります。板厚3/4インチまでは32°F、3/4インチから1-1/2インチまでは50°F (10°C)、1-1/2インチから2-1/2インチまでは150°F、2-1/2インチを超える場合は225°Fです。Clause 7.6.4に従い、各パスのアーク開始直前に予熱温度を確認する必要があります。

はい、必要です。ガスメタルアーク溶接はD1.1 表5.11のカテゴリーBに分類され、低水素SMAW、サブマージアーク溶接、およびFCAWと同じグループです。A36、A572 Gr.50、A992などの一般的な構造用鋼の場合、ガスメタルアーク溶接による最小予熱温度は、板厚3/4インチまでは32°F (0°C)、3/4インチから1-1/2インチまでは50°F (10°C)、1-1/2インチから2-1/2インチまでは150°F (65°C)、2-1/2インチを超える場合は225°F (110°C)です。薄板に対する32°Fの最小値は、氷点以上の環境であれば積極的な予熱は不要であることを意味し、周囲の工場温度が要件を満たします。ER70S-6のようなソリッドワイヤ電極は、本質的に低い拡散性水素レベルを生成し、通常、溶着金属100gあたり8 mLのH8閾値をはるかに下回るため、ガスメタルアーク溶接はカテゴリーBに適合します。この低水素特性により、ガスメタルアーク溶接はE7018のような低水素SMAW電極と同じ有利な予熱処理を受けます。ただし、非低水素分類はガスメタルアーク溶接工程には適用されないため、ガスメタルアーク溶接がカテゴリーAにリストされることはありません。

D1.1 表5.11のカテゴリーBは、低水素電極（E7018、E7016など）、サブマージアーク溶接（SAW）、ガスメタルアーク溶接（GMAW）、またはフラックス入りアーク溶接（FCAW）で溶接される鋼材を対象としています。これは、建築および橋梁建設で最も一般的に使用される構造用鋼、すなわちA36、A572 Gr.50、A992、A588、A709 Gr.36、A709 Gr.50、A500 Gr.B/C、A53 Gr.B、およびA106 Gr.Bに適用されます。これらの溶接工程および電極は、溶着金属中の拡散性水素を著しく少なくするため、水素誘起割れ（低温割れまたは遅れ割れとも呼ばれます）のリスクが低減され、カテゴリーBはカテゴリーAよりも低い予熱要件となっています。カテゴリーBの予熱値は、板厚3/4インチまでは32°F (0°C)、3/4インチから1-1/2インチまでは50°F (10°C)、1-1/2インチから2-1/2インチまでは150°F (65°C)、2-1/2インチを超える場合は225°F (110°C)です。実際には、ほとんどの構造用鋼の製作で低水素溶接工程が使用されるため、カテゴリーBが最も頻繁に使用される予熱カテゴリーです。

D1.1では、最小予熱温度は最初のアークを発生させる前に必要な母材の温度です。最小パス間温度は、多層溶接において連続するパス間で溶接部が冷えてもよい最低温度です。表5.11では両方を同じ値に設定しており、記載された温度は初期予熱とパス間の冷却の両方に適用されます。多層溶接中に溶接部が記載された温度以下に冷えることを許容してはなりません。例えば、表5.11がお客様の鋼材と板厚に対して150°Fを指定している場合、溶接前に少なくとも150°Fに予熱し、すべてのパス間で少なくとも150°Fを維持する必要があります。Clause 7.6.4に従い、各パスのアーク開始直前に予熱温度を確認する必要があります。一部の高強度鋼では、結晶粒粗大化を防ぐために最大パス間温度制限も設けられています — 上限については溶接施工法を確認してください。

カテゴリーAおよびBのほとんどの構造用鋼（A36、A572 Gr.50、A992、A500 Gr.B/Cを含む）の場合、板厚3/4インチまでの材料に対する最小予熱温度は、表5.11に従い32°F (0°C)です — これは、氷点以上の条件であれば周囲の工場温度が要件を満たすことを意味します。表5.11の脚注(a)によると、母材温度が32°F未満の場合、少なくとも70°F (20°C)に予熱し、溶接中その温度を維持する必要があります。この脚注はすべてのカテゴリーに適用され、主要な寒冷時の予熱規則です。カテゴリーC鋼（特定の工程におけるA588やA709 Gr.50Wなど）は、3/4インチ未満でも最小50°F (10°C)を必要とします。カテゴリーDからG（A913 Gr.65やA514のような高強度鋼）の場合、3/4インチ未満の予熱は水素指定によって50°Fから150°Fとなる場合があります。常に表5.6でお客様の特定の鋼材を確認し、正しいカテゴリーを確かめてください。

D1.1 表5.11は、事前認定された溶接施工法（WPS）の最小予熱温度およびパス間温度を規定しています。化学成分、降伏強さ、および水素誘起割れに対する感受性に基づいて、承認された母材を7つのカテゴリー（AからG）に分類しています。各カテゴリーは、4つの板厚範囲（3/4インチまで、3/4インチから1-1/2インチ、1-1/2インチから2-1/2インチ、および2-1/2インチ超）および溶接工程の種類によって予熱要件を定義しています。カテゴリーAおよびBは、非低水素および低水素溶接工程を使用する一般的な構造用鋼を対象としています。カテゴリーCからGは、特定の水素管理された溶接材料（H8またはH4指定）を必要とする高強度および特殊鋼を扱っています。表5.11はClause 5に基づく事前認定WPSにのみ適用されます — Clause 6に基づいて試験によって認定された溶接施工法は、認定試験結果によって裏付けられ、エンジニアによって承認された場合、異なる予熱値を使用することができます。表5.6に記載されていない鋼材や、表5.11が過度に保守的であると判断される場合、附属書Bはミルシート（材料試験成績書）からの実際の鋼材化学成分を使用する分析的な代替手段を提供します。

H4とH8は、AWS A4.3試験方法によって定義される拡散性水素の指定です。H8とは、電極、ワイヤ、またはフラックスの組み合わせが、溶着金属100gあたり8 mL以下の拡散性水素を堆積することを意味します。H4はより厳格で、100gあたり4 mL以下です。これらの指定は表5.11にとって重要です。なぜなら、高強度鋼は水素誘起割れに対してより感受性が高く、より厳密な水素管理が必要だからです。例えば、表5.11のA913 Gr.50、60、および65鋼は、H8溶接材料で溶接された場合、カテゴリーDの予熱に適合します。A913 Gr.80はH4溶接材料を必要とします — これは最も制限的な分類であり、その高い降伏強さとより大きな割れ感受性を反映しています。一般的なH8溶接材料には、E7018-H8 SMAW電極やER70S-6のようなほとんどのガスメタルアーク溶接ソリッドワイヤが含まれます。H4溶接材料は通常、その低水素評価を維持するために特別な取り扱いと保管手順を必要とします。

D1.1 附属書Bは、仕様書に基づくカテゴリーではなく、実際の鋼材の化学成分を使用して予熱を決定するための2つの分析方法を提供しています。熱影響部硬度管理方法では、すみ肉溶接に対してCE = C + (Mn+Si)/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15を使用します。水素管理方法では、すべての継手タイプに対してPcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5Bを使用します。附属書Bは、ミルシート（材料試験成績書）からの実際の化学成分、溶接材料の水素レベル、および継手の拘束度 — 表5.11が考慮しない3つの変数 — を考慮します。表5.11は事前認定WPSのデフォルトです。附属書Bは、表5.11が過度に保守的であるか、特定の鋼材の化学成分に対して十分に厳しくない場合に代替手段となります。Clause B1 に従って、エンジニアは附属書Bの使用を承認する必要があります。弊社の炭素当量計算機でCEとPcmを計算してください。