November 5, 2025
不良溶接：検出、防止、修復方法
溶接は、超高層ビルや橋からパイプライン、精密機械に至るまで、現代の建設と製造の基盤を支えています。溶接部の完全性は最重要であり、欠陥のある溶接は構造的な安全性を損ない、材料の破損につながり、壊滅的な経済的または人的被害をもたらす可能性があります。不良溶接（その形態、原因、検出、修復）を理解することは、製作または検査に関わるすべての専門家にとって不可欠です。「不良溶接」は、技術的には溶接欠陥または不連続部と呼ばれ、確立されたコードや規格（AWSやISOなど）に違反する不完全性を指します。
不良溶接の検出には、最も単純な目視検査から高度な非破壊検査（NDT）まで、さまざまな技術が用いられます。選択される方法は、部品の重要度と、検出対象の欠陥の性質によって異なります。
最初かつ最も重要なステップは、徹底的な目視検査です。多くの一般的な欠陥は表面に現れており、肉眼で確認できます。多くの場合、拡大鏡、懐中電灯、溶接ゲージが役立ちます。
表面欠陥： 次の点に注意してください。クラックは、最も深刻な欠陥であり、縦方向、横方向、またはクレーター状になる可能性があります。アンダーカットは、溶接部のつま先部分に隣接する母材に溶け込んだ溝であり、母材の有効厚さを減少させます。オーバーラップは、溶接金属が母材に融合することなくつま先部分に流れ出た状態です。ポロシティは、表面に小さな穴やガス溜まりとして現れます。スパッタ（小さな金属の飛沫）は通常外観上の問題ですが、不適切なパラメータを示している可能性があります。過剰な補強または不規則なビードプロファイルは、不適切な技術または熱制御を示唆しています。
欠陥が内部にある場合や、より微妙な場合は、部品を損傷することなく構造的な完全性を検証するためにNDT法が採用されます。
浸透探傷検査（PT）または浸透探傷検査（DPI）： 表面に現れるクラックやポロシティの検出に使用されます。液体染料を塗布し、欠陥に浸透させ、現像剤を使用して染料を抽出し、欠陥を目視で確認できるようにします。
磁粉探傷検査（MT）または磁粉探傷検査（MPI）： 強磁性材料（鋼など）に使用され、表面およびわずかに表面下の不連続性を検出します。磁場を印加し、鉄粉をその領域に散布します。欠陥は磁束漏れを引き起こし、粒子を引き付け、欠陥を概説します。
超音波探傷検査（UT）： この技術は、高周波音波を使用して溶接部に浸透させます。音は内部欠陥（融合不良、不完全溶込み、または内部のスラグ介在物など）から反射し、技術者が欠陥の位置とサイズを特定できるようにします。
放射線透過検査（RT）またはX線/ガンマ線： この方法は、溶接部の内部構造の画像（放射線写真）を生成します。ポロシティ、内部介在物、ボイドなどの体積欠陥の検出には優れていますが、クラックのような狭い平面欠陥には効果がありません。
予防は、常に修復よりも費用対効果が高く、安全です。ほぼすべての溶接欠陥は、次の3つの主要なカテゴリに起因します。不適切な接合部の準備、不適切な溶接パラメータ、または不適切なオペレーターの技術。
清浄度が重要： 母材は、錆、スケール、水分、油、塗料、汚れを徹底的に除去するために、細心の注意を払って清掃する必要があります。汚染物質は、不純物とガスを溶融池に導入し、ポロシティと介在物を引き起こします。
接合部の設計とフィッティング： 接合部の形状（ベベル角度、ルート面、ルートギャップ）が正しく、承認された溶接手順仕様（WPS）と一致していることを確認してください。適切なアライメントとクランプは、歪みのリスクを最小限に抑え、アークが接合部のルートに到達して完全溶込みを達成できるようにします。
消耗品の保管と取り扱い： 電極、フラックス、およびフィラーワイヤは、乾燥した制御された環境で保管する必要があります。湿気による汚染は、水素誘起割れやポロシティの主な原因です。
入熱と溶接速度： 不十分な入熱と速すぎる溶接速度は、不完全融合と不完全溶込みにつながります。逆に、過剰な熱と遅い溶接速度は、アンダーカット、焼け付き、または歪みを引き起こす可能性があります。電流、電圧、および溶接速度はバランスが取れている必要があります。
シールドガス： シールドガスの流量は正しく設定する必要があります。少なすぎると大気汚染（ポロシティにつながる）が発生し、多すぎると周囲の空気が引き込まれる乱流が発生する可能性があります。
極性と電流： これらの設定は、安定したアークと適切な金属移行を確保するために、使用されている特定の材料、電極、およびプロセス（GMAW、SMAWなど）と一致している必要があります。
アーク長と角度： 正しいアーク長を維持することで、制御された溶融と金属移行が保証されます。正しい作業角度と溶接角度は、アンダーカットやスラグ介在物などの欠陥を防ぐために不可欠です。
クレーター管理： アークが急に終了すると、クレーターにクラックが発生することがよくあります。溶接工は、アークを遮断する前に、徐々にランアウト技術またはバックステップ法を使用してクレーターを埋める必要があります。
パス間の清掃： マルチパス溶接では、スラグ介在物を防ぐために、パス間にすべてのスラグを完全に除去する必要があります。
欠陥が検出され、特定されると、修復手順はコードと規格によって規定されますが、通常、最終的な修復が健全であることを保証するために厳格なプロセスに従います。
欠陥の除去： 欠陥のある領域全体を完全に除去する必要があります。これは通常、研削、アークエアガウジング、またはチッピングによって行われ、最後に細かい研削が行われます。技術者は、元の欠陥のどの部分も残っていないことを確認する必要があります。NDT（多くの場合MTまたはPT）は、クラックまたは介在物が完全に除去されたことを確認するために、除去後に実行されます。
表面処理： 除去プロセスによって作成された溝は、（最初の接合部の準備と同様に）すべての研削残留物、スケール、および汚染物質を除去するために清掃する必要があります。
再溶接： 次に、元の承認されたWPSに従って、その領域を再溶接します。新しい欠陥の発生を防ぐために、適切な予熱（必要な場合）と正しい溶接パラメータを維持することが重要です。
最終検査： 修復された溶接は、元の溶接と同じレベルの検査を受け、目視検査と、多くの場合、同じNDT法（PT、MT、UT、またはRT）を含み、修復を認証します。
要約すると、高品質の溶接を実現するには、入念な準備、資格のある手順の厳守、溶接工による熟練した実行、および厳格な検査を必要とする統合されたプロセスです。一般的な欠陥の原因に焦点を当て、堅牢な検出および修復戦略を実装することにより、メーカーは溶接部品の信頼性、安全性、および長寿命を確保できます。
