肉眼的解析の最も重要な側面は、溶接継手の欠陥の評価です。これには主に、内部欠陥を特定するための低倍率の金属組織検査が含まれます。-このアプローチを高倍率の微細構造分析と組み合わせると、欠陥の根本原因を特定し、欠陥を防止および排除する方法を特定するのに役立ち、それによって溶接継手の全体的な品質が向上します。{3}}サンプリング、研削、エッチング、低倍率写真を通じて、溶接継手の巨視的欠陥を明確かつ直観的に検査できます。{0}関連する溶接規格を参照することで、溶接プロセス、溶接機のパフォーマンス、溶接構造が指定されたサービス要件を満たしているかどうかを判断できます。
巨視的な溶接欠陥は、その形成メカニズムと形態学的特徴に基づいて、主に次のカテゴリに分類されます。
気孔率
溶接池の結晶化中に、特定のガスが時間内に逃げないと、凝固した溶接金属内に閉じ込められ、気孔が形成されることがあります。気孔は溶接継手によく見られる欠陥です。溶接部の表面だけでなく内部にも発生する可能性があります。内部気孔率は製造時の単純な検査方法では検出が難しいことが多く、重大な構造上の危険を引き起こす可能性があります。完全に溶接部内に位置する気孔は内部気孔と呼ばれますが、表面に開いた気孔は一般に表面気孔と呼ばれます。
スラグ介在物
スラグ介在物は、溶接金属内に閉じ込められたスラグやその他の非金属介在物であり、別の一般的なタイプの溶接欠陥を表します。{0}}サブマージアーク溶接（SAW）など、フラックス入りワイヤやフラックスを利用する溶接プロセスでは、パス間のスラグ除去が不十分であるとスラグが閉じ込められる可能性があります。さらに、CO2 ガスシールド溶接などのフラックスレスプロセスでは、脱酸素生成物がスラグを形成する可能性があります。このスラグが適切に除去されないと、マルチパス溶接中に溶接金属内に閉じ込められ、スラグの混入が生じる可能性があります。{6}}
不完全な浸透
不完全溶け込みとは、溶接時に接合部のルート部分が完全に溶けていない部分を指します。これは、溶接金属と母材の間、または隣接する溶接ビードと溶接層の間に局所的な隙間が残ることを特徴とする一般的な欠陥です。スポット溶接において、母材同士が完全に溶けずに融合してしまう部分を「融合不足」といいます。
融合の欠如
不完全溶融としても知られる溶融不足 (LOF) は、溶接金属が母材または以前の溶接パスと完全に溶融 (溶けて結合) しない重大な溶接欠陥です。これは、押し付けられているものの完全には溶けていない 2 つのプラスチックのようなものだと考えてください。-接合部は外側ではつながっているように見えますが、内側には明確な隙間または境界があり、実際には 1 つの固体の部分にはなっていません。
ひび割れ
溶接割れは、その形態と根本的な原因に基づいて、熱間割れ（凝固割れ、高温液化割れ、多角化割れを含む）、冷間割れ（遅れ割れ、硬化脆化割れ、低延性割れを含む）、再熱割れ、ラメラ引裂きにさらに分類されます。-
アンダーカット
「アンダーカット」とも呼ばれるアンダーカットは、溶接中に、溶着金属が母材の溶融部分を完全に覆うことができないときに発生します。これにより、母材金属の表面の下に位置する溶接止端に溝またはくぼみが生じます。これは本質的に、溶接アークがワークピースの端を溶かすときに残されるノッチですが、この領域はその後電極からの溶融金属によって埋められることはありません。過度のアンダーカットは接合部の強度を弱め、応力集中剤としても機能し、構造破壊につながる可能性があります。
その他の欠陥
上記の欠陥に加えて、その他の一般的な溶接欠陥には、ゆるみ（収縮気孔率）、コールド シャット、バーンスルー、溶接オーバーラップ（過剰な溶接金属）、引け巣、クレーター（クレーター）、たるみ（過剰な溶け込み）、不均一な脚の長さ、過剰な凹凸、不適切な溶接止端角などがあります。{0}}
材料
さまざまな材料に共通する溶接欠陥を回避するには、溶接工は準備、熱制御、および技術を各金属の固有の物理的および冶金的特性に合わせて調整する必要があります。以下に、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅のベスト プラクティスの簡単な概要を示します。1. 炭素鋼亀裂の防止: 母材金属（特に中炭素鋼から高炭素鋼）を予熱し、低水素電極を使用することは、低温割れを防ぐために重要です。-溶接後の冷却速度を制御することにより、熱応力も軽減されます。多孔性とスラグの回避: 錆、油、湿気の接合部分を徹底的に洗浄します。適切なアーク長を維持し、マルチパス溶接のパス間クリーニングを確実に行って、スラグの巻き込みを防ぎます。-アンダーカットの防止: 過剰な溶接電流を避け、正しい移動速度と電極角度を維持してください。
2. ステンレス鋼汚染と腐食の防止: 入念な洗浄が必須です。炭素鋼による相互汚染を防ぐには、専用のステンレス鋼ワイヤー ブラシと化学脱脂剤を使用してください。-入熱の制御: ステンレス鋼は熱伝導率が低く、歪みや「鋭敏化」(耐食性の低下) が起こりやすいです。熱を放散するには、より低い入熱、パルス溶接、および銅製のバッキング ブロックを使用します。高温割れと酸化の防止: 高温割れを防ぐために少量のフェライトを提供する適切な溶加材 (例: ER308L) を選択します。内部酸化（「糖化」）を防ぐために、バックパージを含む適切なシールド ガスを常に使用してください。-
3. アルミニウム多孔性の防止: アルミニウムの酸化層が湿気を閉じ込め、深刻な多孔性を引き起こします。溶接の直前に酸化層を機械的に除去し、表面を化学的に洗浄します。シールドガスが 100% 純粋で完全に乾燥していることを確認してください。溶融不足と高温割れの回避: アルミニウムは熱伝導率が高いため、高い入熱が必要です。適切なアンペア数の AC TIG または MIG を使用してください。高温亀裂を防ぐために、シリコンまたはマグネシウムを含むフィラーワイヤー (例: 4043 または 5356) を選択してください。歪みの管理: 適切な固定具と溶接シーケンス (スキップ溶接など) を使用して、高熱膨張を制御し、歪みを防止します。
4. 銅溶融不足の防止: 銅の極めて高い熱伝導率により、溶接池から熱が急速に奪われます。適切な溶け込みを実現するには、高い予熱温度 (300 度～500 度) と高エネルギーの溶接プロセスが必要になることがよくあります。-多孔性と酸化の回避: 表面を徹底的に洗浄して酸化物を除去します。ガスの閉じ込めを防ぐために、高純度アルゴン シールド ガスと脱酸素フィラー金属 (脱酸素銅やシリコン青銅など) を使用してください。-歪みの制御: 銅は大幅に伸縮するため、剛性の高いクランプと戦略的な溶接シーケンスを使用して歪みを最小限に抑えます。溶接後のピーニングも残留応力の軽減に役立ちます。-
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