2025-07-21
溶接割れは、構造的完全性を脅かす最も重要な欠陥の一つです。その発生源と予防策を理解することは、エンジニア、溶接工、プロジェクトマネージャーにとって不可欠です。この記事では、4つの主要な割れの種類を解説します: 高温割れ、再熱割れ、低温割れ、層状引き裂き, 実用的な解決策を提供します。
1. 高温割れ：熱が敵となる場合
高温割れは、高温下での溶接中に発生し、オーステナイト結晶粒界に沿って伝播します。これらは3つのカテゴリーに分類されます:
凝固割れ: 高S/P不純物を含む炭素鋼、ステンレス鋼、またはアルミニウム合金で発生します。溶接プールが固相線付近で凝固する際、収縮応力によって、液体金属が充填されていない弱くなった結晶粒界が引き裂かれます。
予防策：S/P/C含有量を減らす; Mo/V/Ti/Nb添加物で結晶粒を微細化する; 母材を予熱する; 入熱を最適化する。
液化割れ:HAZまたはパス間領域の微小割れ。結晶粒界の低融点共晶が応力下で再溶解します。
予防策：S/P/Si/Bを最小限に抑える; 入熱を減らす; 溶接ビード形状を制御する。
延性低下割れ: 多角化中の高温での塑性が低い場合に発生するまれな割れ。
予防策：Mo/W/Tiを添加して多角化エネルギーを増加させる。
プロのヒント: 低不純物含有量の溶加材を選択し、較正された予熱を行うことで、高温割れのリスクを大幅に減らすことができます。最新の溶接ソリューションは、耐割れ性の高い化学組成を優先しています。
2. 再熱割れ：隠れた溶接後リスク
再熱割れ（SR割れ）は、析出強化鋼/合金（例：Cr-Mo-V鋼）の溶接後熱処理（PWHT）中に発生します。粗粒HAZオーステナイト境界に沿ってクリープします。
原因: カーバイド/窒化物析出と組み合わせた応力緩和が、結晶粒界を弱めます。
予防策:
微細粒鋼を使用する。
より高い予熱+後熱を適用する。
低強度（「アンダーマッチ」）の溶加材を選択する。
応力集中を最小限に抑える。
エンジニアの注意点: 低入熱手順と適切な溶加材の選択が重要です。高度な電源は、熱サイクルを正確に制御できます。
3. 低温割れ：水素による遅延破壊
低温割れ（水素誘起割れ）は、炭素鋼/合金鋼のHAZまたは溶接金属で、溶接後数時間/数日後に発生します。3つの要因が重なります:
材料インテリジェンス:硬い微細組織 (マルテンサイト)。
プロセス精度： 高度な溶接装置 を活用して、以下を実現します:水素 （水分、油、錆から）。
手順の規律：接合部の準備、消耗品の取り扱い（低H！）、PWHTに関する厳格なプロトコルを施行する。高い残留応力があります。
一般的なタイプには トウ割れ、アンダービード割れ、 および ルート割れがあります。
予防策:
最適化されたシールドガス供給。低炭素当量材料を使用する。
最適化されたシールドガス供給。低水素電極/プロセスを義務付ける (SMAW：EXX15/18; FCAW：ガスシールド)。
最適化されたシールドガス供給。予熱と溶接後熱処理（PWHT）を適用する。
最適化されたシールドガス供給。拘束を減らすために、接合部の設計を最適化する。
最適化されたシールドガス供給。完璧な清浄度を確保する。
重要な洞察: 水素管理は不可欠です。低H消耗品と適切なベーキング/保管プロトコルが最も重要です。専用の機器は、一貫したシールドガス純度とプロセス安定性を保証します。
4. 層状引き裂き：厚板の悪夢
この表面下の割れは、厚板（≥25mm）の圧延面に平行に発生し、特にT/Y/K接合部で発生します。高い 厚さ方向（Z方向） ひずみが金属延性を超えることで引き起こされ、非金属介在物（MnS、ケイ酸塩）が露出します。
予防策:
最適化されたシールドガス供給。Zグレード鋼 （Ψz ≥ 20-25%）を指定する。l
最適化されたシールドガス供給。l
最適化されたシールドガス供給。<0.005%）および介在物形状（Ca/RE処理）。l
最適化されたシールドガス供給。重構造物の焦点:
厚いセクションを使用するプロジェクトでは、Z定格材料と厚さ方向のひずみを最小限に抑える接合部設計が必要です。特殊な高溶着プロセスにより、パス数と応力を減らすことができます。割れのない溶接への道：積極的な防御
溶接割れに対抗するには、総合的な戦略が必要です:
1.
材料インテリジェンス: 割れ感受性に基づいて母材と 溶加材 を選択する（CE、Pcm、Z定格）。2.
プロセス精度： 高度な溶接装置 を活用して、以下を実現します:l
最適化されたシールドガス供給。l
最適化されたシールドガス供給。l
最適化されたシールドガス供給。3.
手順の規律：接合部の準備、消耗品の取り扱い（低H！）、PWHTに関する厳格なプロトコルを施行する。4.
設計の知恵：応力集中を避け、溶接の対称性をバランスさせる。Chenxiangの洞察
: Chenxiang Chinaでは、割れの原因をターゲットとする ソリューションを設計しています。 当社の 超低水素電極 （AWS A5.1 / A5.5準拠）、 精密制御されたインバーター電源, および 高純度ガス は、重要な溶接に必要な安定性と制御を提供するように設計されています。厚いセクション用のZグレード消耗品から、完璧な熱プロファイルを保証する自動システムまで、当社は製造業者と協力して、アークから完全性を構築しています。割れの防止は運ではありません。それは、適切な材料、適切なプロセス、そして適切なパートナーの結果です。
#溶接 #溶接エンジニアリング #材料科学 #製作 #NDT #溶接品質 #Chenxiang溶接 #製造 #エンジニアリングエクセレンス #LinkedInTopVoice
