日別アーカイブ: 2025年10月14日

皆さんこんにちは！
豊伸工業株式会社、更新担当の中西です。

 

鉄骨加工の“品質の心臓”は溶接です。ビードは美観だけでなく、強度・靱性・疲労耐久・寸法精度まで左右します。本稿では、MAG/TIG/被覆アーク/SAWの使い分け、WPS/PQRの作法、典型欠陥のメカニズム、歪みを抑える溶接順序と治具、検査・是正までを現場に効く粒度でまとめます。‍‍

 

1｜プロセスの使い分けと原理
• MAG（CO₂/MAG）：鉄骨の主力。生産性・適用範囲が広く、板厚t=6〜40mmに多用。スパッタ管理とシールドガス流量（例：15〜25L/min）を一定に保つ。
• 被覆アーク（手溶接）：狭所・現場補修・仮付最終化に有効。姿勢自由度が高い反面、技能差が品質差に直結。
• TIG：薄板・化粧・最終仕上げ、ルート部の初層などに。熱入力を緻密に制御でき、ビード外観に優れる。✨
• SAW（サブマージアーク）：厚板の長尺直線。能率・溶込み安定に強み。フラックスの乾燥・回収・ふるいが品質鍵。⛏️
原理の超要約：アーク熱で母材・ワイヤを溶かし溶融池を形成→凝固で継手を作る。良品は清浄な溶融池と適正入熱から生まれる。

 

2｜WPS/PQRの作り方と運用
• WPS（溶接施工条件書）には、母材・開先・ワイヤ径・極性・電流/電圧・速度・熱入力・予熱温度・パス間温度・層数・姿勢・シールドガス・乾燥条件を数値で明記。
• PQR（手順適合性記録）：代表試験体で溶接→曲げ・硬さ・衝撃（必要に応じ）を実施し、WPSの妥当性を裏付け。
• 熱入力の目安（概念式）：熱入力 ≈ (電流 × 電圧 × 60 × 係数) / 速度 。過大→粗大組織・歪大、過小→溶け込み不足・融合不良。
• 予熱・パス間：板厚・炭素当量・拘束度から設定。低すぎ→割れ、 高すぎ→靱性低下・歪増。
• 改定管理：現場の“口伝”で勝手に条件変更しない。改定番号（R）と履歴、掲示版/バーコードで最新版を即時共有。

 

3｜継手・開先と姿勢の勘所
• 突合せ（V/Y/K）：板厚・片面/両面・裏当て有無で選定。ルート間隔・開先角・面取りは治具とゲージで統一。
• 隅肉：設計サイズとのど厚を守る。過大は見かけ品質が上がっても入熱過多で歪・コスト増。
• 姿勢：下向>横向>立向>上向の順で難度UP。上向は入熱管理とトーチ角度がシビア。

 

4｜典型欠陥のメカニズムと未然防止
• アンダーカット：電流過大・速度過大・トーチ角過大。→電流-10%・角度10〜15°に是正、繋ぎ目で一瞬減速。
• オーバーラップ：速度過小・電圧低下・入熱過多で溶融金属が乗る。→電圧＋、速度＋、繋ぎで“払う”。
• ピット/ブローホール：素地の水分・油分・錆・ガス流量不足。→前処理徹底、風速対策、ガス流量安定化。
• 溶け込み不足/融合不良：電流不足・角度不良・開先形状不備・スラグ巻込み。→条件復帰、ビード振り幅を狭く、清掃徹底。
• 割れ（熱割れ/冷割れ）：過大拘束・高硬化組織・水素。→予熱・乾燥、層間温度管理、拘束緩和・反対称溶接。

 

5｜歪みを制する段取りと溶接順序
• 対称溶接：左右・表裏を小パスで交互に。長大物はブロック溶接（分割）で収縮を分散。
• バックステップ：溶接方向と逆に短パスで刻む。収縮方向を制御。
• 仮付：小さく多点、要所に。強過ぎる仮付は割れ源。撤去容易な位置と長さをルール化。
• 治具：通り・直角・たわみ止め。治具設計で歪取り工数を前倒し削減。
• 余肉と仕上げ代：熱歪み見込みで余肉設定。仕上げで寸法合わせ。
• 温度管理：パス間温度計を常備、上限を超えたら冷却時間を置く。️

 

6｜材料・ワイヤ・ガス・消耗品の管理
• ワイヤ保管：未開封は乾燥、開封後は湿気厳禁。フラックス系は乾燥炉で規定温度管理。
• ガス：流量は一定、リーク点検。風の影響を受ける場所では風防や流量UP。
• 開先面の清浄：ミルスケール・油・塗膜は必ず除去。前処理が最大の欠陥予防。

 

7｜技能・設備・校正
• 溶接機校正：年1回以上。電流電圧の指示誤差を把握し補正表を掲示。
• トーチ消耗品：ノズル・コンタクトチップの摩耗でアーク不安定→交換周期をKPI化。
• 技能認証：資格の範囲内作業を徹底。新人は外観合格率・手直し率で育成可視化。

 

8｜現場溶接の落とし穴と対策 ️
• 風・湿気：ブローホール頻発。風防・テント・結露チェック、露点差の確認。
• 姿勢強要：治具不足で無理姿勢→欠陥増。簡易治具・足場改善で“楽な姿勢”を作る。
• 安全：感電・火傷・火災。ケーブル損傷点検、火花養生、消火器配置、休憩時の電源OFF。

 

9｜検査・判定と是正フロー
• 外観検査：ビード幅・余盛・連続性・ピット・アンダーカット。合否の寸法基準を図示化。
• 非破壊検査：UT/MT/PTの選定と抜取率（例：重要部100%、標準部20%など）を契約で明確化。
• 記録：溶接マップ、ロット、溶接者コード、WPS番号、校正記録を紐付け。トレーサビリティがクレーム抑止。
• 是正：削り・肉盛り・再溶接は範囲と手順を文書化。過補修で母材傷めない。

 

10｜“今日から効く”チェックリスト ✅
☐ WPS最新版の掲示と改定番号一致
☐ 予熱・パス間温度の記録（温度チョーク/非接触計）
☐ ガス流量・風速の確認、風防の有無
☐ 開先の油・水分・塗膜除去済
☐ 仮付位置・長さの標準化
☐ 溶接順序の作業前ミーティング
☐ 溶接機校正日とトーチ消耗品の交換履歴
☐ 外観・NDTの合否基準表の配布

 

まとめ
溶接品質は入熱・清浄・姿勢・順序の積み上げで決まります。欠陥ゼロへの最短距離は、WPSを“守らせる仕組み”と、誰もが同じ条件で作業できる治具と段取りにあります。次回は、品質管理・検査のリアルをテーマに、許容公差・ゲージ・UT/MT/PTの勘所、判定・是正の“実戦手順”を掘り下げます。

 

 

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