32°Fの規則
D1.1:2025 表5.11の脚注は閾値を定めています。母材の温度が32°F (0°C) 未満の場合、溶接を開始する前に鋼材を最小70°F (20°C) に予熱しなければなりません。この70°Fの最小値は、表5.11が特定の鋼種とプロセス組み合わせに対して別途要求する内容にかかわらず適用されます。
例えば、GMAW (カテゴリーB) を用いたA36は、通常、板厚3/4 inまでの材料には予熱を必要としません。しかし、もし梁が1月に20°Fの仮置き場にある場合、溶接士はアークを発生させる前に接合部を少なくとも70°Fにしなければなりません。もし鋼材とプロセスの組み合わせがすでにそれ以上の予熱（厚板A992とSMAWの場合150°Fなど）を要求している場合は、より高い値を使用してください — 70°Fの規則は最低値を設定するだけであり、より高い要件を置き換えるものではありません。
実際には、これは寒い時期にローズバッドトーチや誘導加熱器を現場に持ち込むことを意味します。§5.7に従い、溶接部ではなく母材で接触式パイロメーターを使用して測定してください。温度指示クレヨンも機能しますが、この閾値確認には精度が劣ります。
0°Fでの絶対停止
D1.1:2025 §7.11.2は絶対的な線を引いています。周囲温度が0°F (−20°C) 未満の場合、溶接は実行してはなりません。これは予熱の閾値ではなく、禁止事項です。いかなる量の予熱、加熱ブランケット、または一時的な囲いもこの規則を覆すことはできません。
この禁止事項が存在するのは、極端な低温下では母材の挙動が変化するためです。鋼材はより脆くなり、予熱の有無にかかわらず冷却速度が極端になり、適切なパス間温度を維持することが非現実的になります。これらの温度での水素誘起割れのリスクは深刻です。
現場のヒント：0°Fの制限は周囲温度であり、母材温度ではありません。もし気温が−5°Fであっても、接合部が40°Fに加熱されたテント内にある場合、囲いによって§7.11.2の意図は満たされます。ほとんどのCWIは「周囲」を溶接位置の温度と解釈しており、加熱された囲いがこれを制御します。日報に囲いの温度を記録してください。
風および保護要件
D1.1:2025 §7.11.1は、ガスシールド溶接プロセスが溶接部で5 mphを超える風速から保護されることを要求しています。これはGMAW、FCAW-G（ガスシールドフラックス入り）、およびGTAWに適用されます。風はシールドガスの包囲を乱し、溶着金属に気孔や汚染を引き起こします。
自己シールドプロセス（SMAW、FCAW-S）は、シールドが外部ガス流ではなくフラックス分解から得られるため、風の影響を受けにくいです。しかし、強風は依然として溶接部と熱影響部をより速く冷却し、寒い気候では割れのリスクを高めます — したがって、保護はすべてのプロセスに利益をもたらします。
許容される保護には、一時的な防水シートの防風スクリーン、接合部周辺の断熱ブランケット、または完全に加熱された一時的な構造物が含まれます。保護は、溶接点での風速を5 mph未満に低減する必要があります。実際には、現場での組み立て作業では、風上側の単純な合板またはキャンバススクリーンで十分な場合が多いです。
凍結条件下での溶接 — D1.1が実際に要求するもの
D1.1の3つの寒冷気候閾値を深刻度の昇順で要約します。
32°F以上：通常の表5.11の予熱要件が適用されます。特別な寒冷気候対策は不要です。
0°Fから32°Fの間：表5.11の脚注に従い、最小70°Fに予熱します。特定の鋼材/プロセス/板厚に対する70°Fまたは表5.11の予熱のうち、高い方を使用します。§7.11.1に従い、ガスシールドプロセスを風から保護します。
0°F未満：§7.11.2により溶接は禁止されます。加熱された囲いに移動するか、状況が改善するまで溶接作業を中断してください。
多くの製造業者や建設業者は、D1.1で明示的に要求されていない常識的な対策も適用しています。作業ステーションで電極を加熱炉に保管したり、溶加材を温めたり、低水素プロセス（E7018、H8以上のFCAW）を使用して、寒い条件下での割れのリスクを最小限に抑えています。
冬季溶接のための現場のヒント
実際には、これは次のことを意味します：作業を開始する前に、接触式パイロメーターで母材温度を確認してください。鋼材が32°F未満を示す場合は、ローズバッドを点火し、接合部とその周囲3インチをすべての方向に予熱してください。パイロメーターで最小70°Fを確認し、その後、各パス間でパス間温度をその最低値以上に維持してください。
寒冷気候での多層溶接において、最大の実際的な課題はパス間温度の維持です。周囲の鋼材が冷たい場合、パス間の接合部の冷却が速くなります。熱源を近くに置き、各パスの前に温度を再確認してください。パス間に接合部をセラミックブランケットで覆うことは、熱を保持するのに役立ちます。
水分管理ももう一つの重要な要素です。露点以下の冷たい鋼材には結露が発生します。D1.1 §5.7.1は、溶接部が乾燥していることを要求しています。実際には、70°Fへの予熱は表面の水分を飛ばす役割も果たしますが、溶接前に接合部を目視で検査してください。鋼材上の霜、氷、または目に見える水分は、温度測定値にかかわらず絶対的な停止要因です。
電極の保管は寒冷気候でより重要になります。冷たく湿った空気にさらされたE7018電極は、乾燥した条件下よりも速く水分を吸収します。作業ステーションでは、電極を加熱されたクィーバーまたは電極乾燥炉に保管してください。FCAWを使用する場合は、ワイヤースプールを結露から密閉カバーで保護してください。
CWI試験のヒント
CWIパートCの質問パターン：周囲温度25°Fで構造用鋼を溶接するシナリオが記述されています。質問は、適用される最小予熱温度を尋ねています。答えは、鋼材/プロセス/板厚の組み合わせがより高い値を要求しない限り、表5.11の脚注に従い70°Fです。一般的な誤答は32°F（これはトリガー温度であり、予熱要件ではありません）です。もう一つの一般的な誤答は、0°Fを「溶接禁止」の閾値として挙げるものですが、これは事実としては正しいものの、予熱の質問に対する答えとしては誤りです。