18 の一般的な溶接欠陥、原因、解決策を理解する

溶接は、さまざまな形状、サイズ、材質の金属部品を接続する重要な接合技術です。しかし、熟練度の不足、不適切な材料、または不利な環境条件により、溶接プロセス中にさまざまな欠陥が発生する可能性があります。これらの欠陥は、溶接継手の全体的な構造的完全性と安全性に脅威をもたらす可能性があります。したがって、一般的な溶接欠陥を理解し、その原因を分析し、適切な改善措置を実施することは、溶接の品質を向上させ、製品の安全性を確保するために最も重要です。

溶接継手の構造

1. フュージョンゾーン
2. 粗粒ゾーン（過熱ゾーン）
3. 細粒ゾーン（焼きならしゾーンまたは相変態再結晶ゾーン）
4. 部分相変態ゾーン

溶接欠陥の定義

溶接では、溶接継手内の金属の不連続、密度の欠如、または接合不良の現象を溶接欠陥と呼びます。

溶接欠陥の種類:

1. アンダーカット、溶け落ちなど、溶接中の不適切な操作や誤った溶接パラメータによって発生するものもあります。 溶接不良溶接サイズ不足、溶け込み不足、融合不足など。
2. 一部は、多孔性、スラグ混入、亀裂など、化学冶金、凝固、または固相変態プロセスの生成物によって引き起こされます。

溶接欠陥の主なカテゴリは何ですか?

一般に、溶接欠陥の性質に応じて、形状および寸法の欠陥、構造欠陥、および性能欠陥の 3 つのカテゴリに分類できます。

形状とサイズの欠陥:

溶接変形、寸法偏差（位置ずれ、角度偏差、溶接サイズの過不足など）、外観不良（溶接高さの不均一、荒れた波紋、幅の不均一など）、スパッタ、アークストライク。

構造上の欠陥:

表面気孔率と内部気孔率、スラグの混入、溶融不足、溶け込み不足、溶接ビード、アンダーカット、クレーター、溶接割れ。

パフォーマンス上の欠陥:

溶接継手の機械的特性 (引張強さ、降伏点、衝撃靱性、冷間曲げ角度)、化学組成、および技術要件を満たさないその他の特性。

溶接欠陥の内部および外部の位置に基づいて、溶接欠陥は内部欠陥と外部欠陥に分類できます。

外部欠陥:

1. 溝欠陥
2. 溶接ビードの外部欠陥
3. 溶接継手の外観欠陥（継手の歪み、反り）

内部欠陥:

1. 溶接ビードおよび溶接継手の内部欠陥（気孔、亀裂、溶け込み不足など）
2. 溶接継手の機械的特性が低い (主に強度、可塑性、靱性、硬度などの母材の機械的特性と設計要件を満たしていない)
3. 耐食性の低下と溶接金属の不適切な金属組織（溶接金属の化学組成の変化）

発生原因に応じて、溶接欠陥は次のように分類されます。

1. 溶接装置に起因する欠陥
2. 溶接材料に起因する欠陥
3. 溶接工程による欠陥

18 種類の一般的な溶接欠陥

以下に、よくある溶接欠陥 18 個を紹介し、その原因と影響を分析し、溶接の品質管理の参考にします。

1. アンダーカット
2. 不完全な融合
3. 不完全な浸透
4. クラック
5. スラグ介在物
6. スパッタ
7. 気孔
8. 重複
9. バーンスルー
10. アンダーフィル
11. ミスアライメント
12. Distortion
13. ラメラ引き裂き
14. 機械的損傷
15. ひげ
16. 補強が不十分
17. 溶接電流が高すぎる
18. 溶接開始前の予熱なし

1.アンダーカット

欠陥の説明

溶接により母材の表面下に溶接止端部（溶接底部）に沿って現れる凹みや溝を「溶接止端部」といいます。 溶接アンダーカットアンダーカットは溶接継手の片側または両側で発生する可能性があり、連続的または断続的である場合があります。

危険

溶接アンダーカットは母材の有効断面積を減少させ、構造物の耐荷重性を低下させるだけでなく、応力集中を引き起こして亀裂の発生源となり、溶接部の強度や安定性にさらに影響を及ぼし、重大な事故を引き起こす可能性があります。溶接部分の破損にもつながります。

目的

• 流れが強すぎます。
• 電極が適切ではありません。
• アークが長すぎ、溶接速度が速すぎます。
• 不適切な操作。隅肉溶接の際、電極の位置が正しく調整されていません。
• 地金がきれいではありません。
• 母材金属が過熱されています。
• 垂直溶接時の織り方や取り扱いが悪く、溶接ビードの両側にアンダーカットが発生します。

救済

• より低い電流を使用してください。
• 適切な溶接棒の種類とサイズを選択します。
• アークの長さと速度を下げます。
• 正しい角度、遅い速度、より短い円弧、そしてより狭い織りを採用してください。
• 水平すみ肉溶接の場合、溶接ワイヤの位置は交差部から1～2mm離してください。
• より細い直径の溶接棒を使用してください。

2.不完全融合

欠陥の説明

溶融溶接の際、溶融が不完全で溶接金属と母材との間や溶接金属層間に隙間が生じることを溶融不足といいます。側壁融合の欠如、ラン間融合の欠如、ルート融合の欠如の 3 つの形式があります。

危険

衝撃荷重、繰り返し荷重、または低温操作が存在すると、不完全な溶融領域は脆性破壊を起こしやすく、溶接構造全体の破損につながります。

目的

• 溶接電流が低すぎる。
• 溶接速度が速すぎます。
• 電極の角度が間違っています。
• 無理な溝設計や加工。
• 溶接部の清掃が不完全。

救済

• より大きな溶接電流を使用します。
• 溶接速度をコントロールします。
• 適切な電極角度の選択。
• 溝の設計と加工を最適化して、液体金属の流れが妨げられるデッドゾーンを回避します。
• 溶接前に溶接部や開先を徹底的に洗浄し、油や錆などの不純物を除去します。

3.不完全な浸透

欠陥の説明

溶接の際、接合部の根元が完全に溶けていない現象を不完全溶けといいます。片面溶接において、溶接部の溶融がルートまで到達しないことをルート溶け込み不完全といいます。両面溶接では、2 つの溶接部の中間でも溶け込みが不完全になることがあります。

危険

溶接継手の強度低下の原因となります。溶接構造物の脆性破壊。

目的

• 溶接棒の選択が間違っている。
• アークが小さすぎる、溶接速度が低すぎる。
• 溶接速度が遅すぎる。
• 溶接継手の設計と組み合わせが間違っています。
• ベベル角度が不適切です。

救済

• 溶け込みの高い溶接棒を選択してください。
• アーク長を短くし、溶接速度を上げます。
• 溝の角度を大きくし、ギャップを増やしてルートの深さを減らします。
• ベベルとギャップの設計を最適化します。

4.ひび割れ

欠陥の説明

溶接応力と他の脆化要因の複合的な影響により、溶接プロセス中または溶接後に、溶接継手の局所領域（溶接部または熱影響部）の金属原子結合が破壊され、新しい界面とギャップが形成されます。 溶接亀裂.

通常、亀裂の発生メカニズムの違いに応じて、ホット亀裂とコールド亀裂の 2 つのカテゴリに分類できます。

熱い亀裂

高温割れは溶接金属の液体から固体への結晶化過程で発生し、そのほとんどは溶接金属内で発生します。
その発生の主な理由は、溶接シームに低融点物質（FeS、融点1193℃など）が存在し、結晶粒間の結合を弱めることです。溶接応力が大きいと結晶粒間に破壊が生じやすくなります。

溶接部品や溶接棒にSやCuなどの不純物が含まれていると、熱割れが発生しやすくなります。

高温亀裂は粒界に沿って分布するという特徴があります。亀裂が表面を貫通して外界と連絡すると、明らかに水素化の傾向が見られます。

コールドクラック

コールドクラックは、溶接後の冷却過程で発生し、主に母材間の融着線、または母材と溶接シーム間の融着線で発生します。

この発生の主な理由は、熱影響部または溶接シームでの急冷された微細構造の形成によるもので、これにより高応力下で粒子の内部亀裂が発生します。高炭素含有量またはより多くの合金元素を含む焼き入れしやすい鋼を溶接すると、低温割れが発生しやすくなります。

溶接部への過剰な水素の溶融も低温亀裂を引き起こす可能性があります。

危険

亀裂は非常に危険な欠陥です。荷重を受ける部分が減少するだけでなく、深刻な応力集中を引き起こす可能性もあります。使用中に亀裂が徐々に拡大し、部品の故障につながる可能性があります。

目的

• 溶接材料の選択が不適切。
• 溶接電流が多すぎる、溶接速度が速すぎる、または溶接温度が高すぎる。
• 溶接継手の密度が過剰であり、溶接断面形状が不合理である。
• 溶接前の予熱が不十分であったり、溶接後の過度の急冷。

救済

• 炭素含有量が過度に高い材料や有害な不純物を過剰に含む材料の使用は避けてください。
• 溶接プロセスのパラメータを厳密に制御します。
• 溶接構造設計を最適化します。
• 亀裂を除去した後、適切な溶接材料と方法を使用して補修溶接を行ってください。
• 溶接継手の非破壊検査を実施して、存在する可能性のある亀裂や欠陥を迅速に検出して修復します。

5.スラグ介在物

欠陥の説明

溶接後の溶接部に滞留したスラグをスラグ介在物といいます。スラグ介在物は巨視的な欠陥の一種です。それらは円形、楕円形、三角形などのさまざまな形状をとることができ、通常は溶接ビードと母材の溝側壁の接合部、または隣接する溶接ビードの間に見られます。インクルージョンは、個々の粒子として存在することも、糸や線の形で細長いまたは連続した分布として存在することもあります。

危険

亀裂の起点となることで応力が増大し、冷間脆性や熱間脆性の亀裂が発生しやすくなり、部品の損傷を引き起こします。

目的

• 前の層からのスラグの除去が不完全。
• マルチパス溶接中、開先表面はワイヤ溶融の影響を受け、ワイヤが開先側壁に近づきすぎます。
• 溶接開始点のガイドプレートはスラグの噛み込みが発生しやすい箇所です。
• 不十分な電流、遅い速度、過剰な堆積。
• 過度の延長は、 溶接ワイヤ.

救済

• 前層のスラグを徹底的に除去します。
• 開先側壁と溶接ワイヤの間の距離が少なくとも溶接ワイヤの直径よりも大きいことを確認してください。
• ガイドプレートの厚みと溝の形状は台金と同じにしてください。
• 電流と溶接速度を上げて、スラグの除去を促進します。
• 各種溶接ワイヤの使用方法は指示に従ってください。

6.スパッタ

欠陥の説明

高温と電気アークの影響により、溶けた金属粒子が溶融池から飛び出し、ワークピースの表面に付着したり、周囲の環境に飛散したりします。

危険

スパッタは溶接ビードの表面に付着し、不連続で不均一な層を形成し、溶接の外観と性能に影響を与えます。 溶接スパッタ 作業エリア内に飛散し、作業員の安全を脅かす可能性があります。

目的

• 溶接パラメータが不安定です。
• 不規則な溝が形成されます。
• 溶接ワイヤの表面欠陥。
• 溶接ワイヤ内の大きな内部介在物。

救済

• 安定した溶接パラメータを確保します。
• 溝の形状が規則的で均一であることを確認します。
• 溶接ワイヤは表面が滑らかで欠陥が少ないものを使用してください。
• 溶接ワイヤは内部異物の少ない高品質のものを使用してください。

7.気孔率

欠陥の説明

凝固中に溶接プール内の気泡によって形成され、時間内に逃げることができず閉じ込められたままの空隙は、 .

危険

気孔の存在は主に溶接継手の完全性 (気密性と水密性) に影響を与えます。それらの存在は、溶接の有効断面を弱めるだけでなく、応力集中を引き起こし、溶接金属の強度と靭性を大幅に低下させます。これは特に動的荷重強度と疲労強度に悪影響を及ぼし、場合によっては亀裂の発生につながる可能性もあります。

目的

• 溶接材料の厚さが厚いため、金属が急速に冷却されます。
• 溶接ワイヤが錆びているか、フラックスが湿っています。
• 溶接部には錆、酸化皮膜、グリース等の不純物が存在します。
• 圧力計が冷えてガスの流れが妨げられます。
• ノズルがスパッタで詰まっている。
• 溶接トーチの抗角の傾きが大きすぎます。

救済

• 適切な予熱を行ってください。
• 適切な溶接ワイヤを使用し、乾燥した状態に保ってください。
• 溶接シームを研磨またはフレームカットし、ワイヤーブラシで清掃します。
• ガス調整器にヒーターが内蔵されていない場合はヒーターを設置し、ゲージの流量を確認してください。
• 定期的にノズル内のスパッタを取り除き、スパッタ防止コーティングを施してください。
• ドラッグ角を0°～20°程度に下げてください。

8.オーバーラップ

欠陥の説明

溶接不十分や作業ミスにより、溶接面の両側の金属材料が重なり、重なり部分が形成されます。この現象をオーバーラップといいます。

危険

重なり合う領域には、溶融不足やスラグの混入などの溶接欠陥が存在する可能性があり、継手の耐荷重能力が弱まる可能性があるため、重なり合う領域は溶接継手の強度の低下につながる可能性があります。 。

目的

• 溶接パラメータの設定が不適切です。
• 溶接トーチの角度や溶接速度などの制御が不適切である。
• 溶接装置の故障。

救済

• 溶接パラメータを厳密に管理します。
• 溶接設備を定期的に点検してください。
• 切削工具または研削装置を使用して、重なった領域から金属材料を除去し、元の溶接面を露出させます。重なりを除去した後、溶接面を再溶接します。

9.バーンスルー

欠陥の説明

溶接の際、開先の奥から溶融金属が流れ出て、溶け落ちと呼ばれる欠陥が発生します。これはルート溶接や薄板の溶接時によく発生します。

危険

壊れやすい。冷却装置やその他の設備が焼損し、大規模な爆発事故につながる可能性があります。

目的

• スロット溶接がある場合、電流が大きすぎます。
• スロッティングが不十分なため、溶接間のギャップが大きすぎます。

救済

• 電流を減らしてください。
• 溶接シームの隙間を減らします。

10.アンダーフィル

欠陥の説明

溶接後、母材の表面の下に局所的なくぼみが溶接部の表面または裏面に形成される場合があります。これは溶加材が不十分なため、溶接部の表面に連続的または断続的な溝ができてしまいます。

危険

溶接内部に未充填領域が存在するため、継手の有効耐荷重面積が減少し、その結果、継手の強度が低下します。一方、充填されていない領域も亀裂や腐食の起点となり、接合部の性能がさらに弱まる可能性があります。

目的

• 溶接パラメータが不適切です。
• 溶接速度が高すぎる。
• 溶接ワイヤまたは電極の送給速度が不均一または中断される。
• 溝の形状、大きさ、隙間が不適切。

救済

• 適切な溶接パラメータを選択します。
• 溶接を急ぎすぎるのは避けてください。
• 溶接ワイヤや電極の安定した送給を実現します。
• 溝設計を最適化し、溝の形状、大きさ、ギャップを適切に設計します。

11.位置ずれ

欠陥の説明

溶接シームのずれ、位置のずれ、幅のばらつき、または不規則な形状。それらはすべて集合的にミスアライメントと呼ばれます。

危険

正確なドッキングが必要な部品の場合、組み立てが難しい場合や、望ましい組み立て効果が得られない場合があります。

目的

• 電流とガス流量の設定が正しくありません。
• 溶接材料中に重大な不純物または水分が存在する。
• 作業に影響を与える溶接工のスキルレベル。

救済

• 溶接パラメータ設定を最適化します。
• 溶接材料の品質管理を徹底します。
• 溶接工のトレーニングを強化し、作業基準とスキルレベルを向上させます。

12.ディストーション

欠陥の説明

溶接歪みは、溶接部全体または局所的な不規則な曲がり、ねじれ、反りとして現れます。ねじれ変形により溶接部本来の平面度、垂直度、同軸度が失われる場合があります。

危険

溶接部品のサイズや形状が変化し、設計要件を満たせなくなり、組立精度や性能に影響を及ぼします。

目的

• 溶接入熱が過剰または不十分です。
• 不適切な溶接順序の配置。
• 非対称断面や不十分な剛性などの溶接設計の欠陥。

救済

• 適度な溶接入熱を確保するには、溶接電流、電圧、および速度パラメータを合理的に選択します。
• 過度の溶接変形を避けるために、合理的な溶接順序と方向を確立してください。
• 溶接部の断面形状とサイズを最適化して、溶接部の剛性を高めます。

13.ラメラ引き裂き

欠陥の説明

層状の裂けは主に熱影響部、または溶接継手から少し離れたところで発生し、鋼板の圧延層に沿って形成される段階的な亀裂として現れます。これらの亀裂は、配向が粒内または粒間である可能性があります。

危険

溶接継手の強度とシールが損傷します。ジョイントの有効支持面積が弱くなり、強度が低下しました。

目的

• 鋼中の非金属介在物（硫化物、ケイ酸塩など）。
• 溶接応力。
• 水素の影響。

救済

• 層状の引裂きに対する優れた耐性を備えた鋼材および溶接材料を選択してください。
• 適切な継手の種類と溝形状を使用してください。
• 溶接速度とパス数を制御します。
• 予熱および溶接後の熱処理。

14.機械的損傷

欠陥の説明

機械的損傷は通常、機器の外観の傷、変形、亀裂、または内部コンポーネントの磨耗や破損として現れます。

危険

機器が損傷すると、漏電やショートなどの危険が生じ、オペレータの安全が脅かされる可能性があります。

目的

• 電極ホルダーの不適切な使用。
• 溶接中に金属とのアークを適切に確立できない。

救済

• 溶接部分の表面にさらなる痕跡や損傷を残さないようにしてください。
• アークを適切に確立して、アークと金属間の正しい接合を確保します。

15.ウィスカー

欠陥の説明

ウィスカは主に、溶接ケーブル、溶接ガン、コネクタ上の小さな金属の破片に発生し、通常は金属ワイヤまたは髪の毛の形をしています。

危険

これらの破片は溶接不良、機器の故障の原因となり、さらには作業者の安全を危険にさらす可能性があります。

目的

• 金属の融点が不均一であること。
• 溶接電流が不安定です。
• 不適切な溶接材料。
• 電極線の送り速度が速い。

救済

• 溶接機器と付属品を定期的に清掃してください。
• 安定した溶接電流と適切な溶接温度を確保してください。
• 信頼性の高い溶接材料を使用してください。
• 電極線の送り速度を遅くしてください。

16.不十分な補強

欠陥の説明

溶接における補強が不十分であることは、2 つの母材の端が適切に充填されていない場合に認識でき、その結果、溶接ビードが推奨基準よりも小さく、体積が小さくなります。

危険

クレーター亀裂の可能性が高まり、溶接の構造的完全性が損なわれます。

目的

• 必要な充填材の量についての認識または理解が不足している。
• 適切な溶接技術に関するトレーニングまたはスキルが不十分である。
• 推奨される規格や仕様に従わないこと。

救済

• 溶接工向けの包括的なトレーニング プログラムを実施し、適切な溶接技術と補強要件についての理解を深めます。
• 溶接プロセス中に推奨基準を確実に遵守するために、厳格な品質管理措置を実施します。

17.高すぎる溶接電流

欠陥の説明

溶接中に設定した溶接電流値が正常範囲を超えました。溶接アークが異常に強くなる、溶融池温度が高すぎる、溶融速度が速すぎる。粗大な溶接微細構造が現れると、高温または低温の亀裂が発生します。

危険

高温になると溶接部や周囲の材料が熱膨張し、冷却後に収縮変形が生じます。

目的

• オペレータによる溶接パラメータの不適切な調整。
• 溶接機または溶接プロセスに適合しない溶接材料を使用したため、異常な電流要件が発生しました。
• 溶接機の内部回路またはコンポーネントが損傷し、電流制御の喪失につながります。

救済

• 溶接パラメータを正しく設定および調整できるように、溶接工の操作スキルを向上させます。
• 異常な電流要件を避けるために、溶接機に適合する溶接材料を選択してください。
• 電圧安定器またはフィルタを使用して、電流変動を低減します。

18.溶接開始前の予熱なし

欠陥の説明

溶接を開始する前に予熱を行わないことは、溶接作業でよくある間違いです。これは、溶接を開始する前に溶接継手または母材が所望の温度まで適切に加熱されていない状況を指します。

危険

予熱を行わないと、母材と溶接金属に大きな温度差が生じる可能性があり、特に高炭素鋼や特定の合金など、亀裂が発生しやすい材料では熱応力が発生し、亀裂のリスクが増加します。

目的

• 溶接工には予熱を正しく行うために必要な知識がありません。
• 溶接装置が必要な予熱を提供できない場合があります。

救済

• 溶接工は適切な訓練と教育を受けています。
• 必要に応じて予熱を使用するなど、常に業界標準とベストプラクティスに従ってください。

まとめ：

溶接プロセスでは、さまざまな要因によってさまざまな欠陥が発生する可能性がありますが、総合的な対策と継続的な改善を通じて、これらの問題を効果的に防止および解決し、溶接の品質と安全性を確保することができます。溶接業界のプロフェッショナルサービスプロバイダーとして、 ボイ 信頼できる溶接サービスを提供します。私たちは豊富な経験と専門的なスキルで、さまざまな溶接の課題を解決し、お客様に高品質の溶接結果が得られるように努めます。

質疑応答

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