溶接は金属を強固に結合させる非常に大切な技術ですが、適切な工程や管理が行われないと溶接不良が発生し、製品の品質や安全性に影響を及ぼすことがあります。
この記事では、溶接不良の代表的な種類とその原因や防止方法について解説します。
【溶接不良の主な種類】
・未溶着
材料の表面が完全に溶け合ってない状態で、接合部が弱くなってしまうことです。
溶接電流が低い場合などに起こりやすい現象です。
未溶着は外観上はわかりづらい場合もあるため、後々の検査で発見されることもあります。
・気孔
溶接部に小さな穴(気泡)が生じる不良です。
シールドガスが不足している場合や水分が付着している場合に発生しやすくなります。
気泡が多くなると強度が低下し、耐久性が不足するため、製品が想定の荷重に耐えられないおそれがあります。
・割れ
溶接部に亀裂や割れが生じる不良です。
小さな応力の繰り返しで割れは広がりやすく、最終的には部品の破損や製品の故障に繋がる可能性があります。
・オーバーラップ
溶接金属が母材の表面に張り付いてしまい、材料に十分に溶け込まない状態のことです。
溶接速度が遅いときや、溶着金属量が多すぎるとオーバーラップをしてしまいます。
強度不足を起こしやすく、耐久性に影響を及ぼします。
・焼け
熱が過度に加わることで、金属が溶けすぎて穴が開いてしまう不良です。
主に薄い板材で発生しやすく、製品の外観や性能に悪影響を与えます。
【溶接不良の主な原因】
１.不適切な溶接条件
溶接時の電流や電圧、溶接速度が適切でない場合、溶け込み不足や焼けなどの不良が生じやすくなります。
特に電流が低すぎると未溶着が、高すぎると焼けが生じやすくなります。
対策 溶接条件を適切に設定し、使用する材料に応じた溶接パラメータを確認することが大切です。
２.材料の汚れや酸化
溶接面に油分やほこりが付着していると、気孔や未溶着が発生することがあります。
酸化被膜が残っている場合も溶接不良の原因になりやすいです。
対策 溶接前にしっかりと清掃を行い、酸化被膜を除去することで、溶接部の品質を向上させます。
３.適切でない溶接棒や溶接材料の使用
使用する溶接棒や溶接材が母材と適合していない場合、不均一な溶着や割れが発生しやすくなります。
対策 溶接材料を適切に選定し、溶接部材と会う材料を使用することが大切です。
また、溶接材料の保管環境にも注意し、湿気や汚れを避けるようにしましょう。
４.溶接者の技量不足
溶接は技術が必要な作業です。
溶接者の経験不足などにより、オーバーラップや割れなどの不良が起きやすくなります。
対策 定期的な技術訓練とテストを行い、技能向上を目指します。
溶接ロボットを導入することで、作業の安定性を高めることも効果的です。
【溶接不良の検査方法】
１.目視検査
外観のチェックとして最も簡単で効果的です。
割れやオーバーラップなど、外観に現れる不良を確認するのに適しています。
２.超音波探傷検査
溶接部の内部に発生した不良を確認する非破壊検査です。
内部割れや未溶着の確認に役立ちます。
３.放射線検査
X線やガンマ線を使って溶接部内部を透視し、内部の欠陥を調べます。
気孔や割れの発見に効果的です。
４.磁粉探傷検査
磁性材料を対象とし、表面及び近くに存在する割れや欠陥を磁粉を使って検出します。
【溶接不良を防ぐためのポイント】
溶接不良を防ぐために、以下のポイントを押さえることで、不良の発生リスクを減らすことができます。
- 作業前に溶接条件の確認をする
- 溶接面の清掃や準備をしっかりと行う
- 作業車の技術向上に努め、必要に応じて機械の導入を検討する
- 定期的な点検と非破壊検査を実施し、早期発見を心掛ける
【まとめ】
溶接不良は、製品の耐久性や安全性に大きな影響を与えるため、原因を理解し、予防策を講じることが重要です。
溶接作業は、適切な管理や技能向上によって品質の高い仕上がりを実現することができます。
溶接不良を減らし、製品の信頼性を高めるために、日々の対策を徹底していきましょう。
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