溶接品質テストとは何ですか？-10の一般的な溶接欠陥

溶接品質テスト

溶接構造の満足のいく性能を保証するために、溶接の品質は適切な試験手順によって決定されなければなりません。したがって、現場で溶接された構造物が遭遇する条件と同じか、それよりも厳しい条件で実証試験が行われます。

このページには、目視検査のヒントが含まれています。次のページには、GMAWおよび物理的溶接試験の検査方法が含まれています。

これらのテストは、材料が現場で使用するためにリリースされる前に修正できる弱いまたは欠陥のあるセクションを明らかにします。このテストでは、兵器設備の適切な溶接設計、および人員の不便や怪我を未然に防ぐことも決定されます。

NDTは、非破壊検査を指します。これは、損傷を引き起こすことなく溶接を評価することを含むテストへのアプローチです。リモート目視検査（RVI）、X線、超音波検査、液体侵入テストの使用など、時間と費用を節約できます。

ほとんどの溶接では、品質は意図された機能に基づいてテストされます。機械に部品を固定している場合、機械が適切に機能していれば、溶接は正しいと見なされることがよくあります。溶接が正しいかどうかを判断する方法はいくつかあります。

• 配布： 溶接材料は、結合された2つの材料に均等に分配されます。
• 廃棄物： 溶接部にはスラグなどの廃棄物がありません。冷却後のスラグはプロジェクトから剥がれるはずです。簡単に取り外せるはずです。 MIG溶接では、シールドガスの残留物もほとんど問題なく除去する必要があります。最もクリーンなプロセスであるTIGも、無駄がないようにする必要があります。ティグでは、無駄が見られる場合は、通常、溶接されている材料が完全に洗浄されていないことを意味します。
• 気孔率： 溶接面には、凹凸や多孔質の穴（多孔性と呼ばれる）があってはなりません。穴は弱さの一因となります。穴が見える場合は、通常、母材が汚れているか、酸化物コーティングが施されていることを示しています。 MIGまたはTigを使用している場合、気孔率は、溶接時にさらに多くのシールドガスが必要であることを示します。アルミニウム溶接部の気孔率は、十分なガスを使用していないことを示す重要な指標です。
• 気密性： ジョイントがきつくない場合、これは溶接の問題を示しています。オキシアセチレン溶接では、フィラー材料がない自生溶接を使用する場合、溶接はしっかりと行う必要があります。 Tig自生溶接についても同じです。他のタイプの溶接では、ギャップはフィラー材料によって埋められるため、ギャップはそれほど重要ではありません。とはいえ、一般的に、ギャップは潜在的な品質の問題を示しています。
• 漏れ防止： 液体を含むアイテムを修理する場合、漏れは問題があることを確認するための確実な方法（そして明白な方法）です。ガスを含むものについても同じです。テスト方法の1つは、シャボン玉を使用して問題をチェックすることです（スプレーボトルで簡単に適用できます。
• 強み： ほとんどの溶接は、必要な強度を示す必要があります。適切な強度を確保する1つの方法は、強度要件よりも高い溶加材と電極の定格から始めることです。

視覚的手法を使用したその他のチェックには、溶接前（ルート面、ギャップ、斜角、ジョイントフィット）、実行中（電極消費率、金属の流れ、アーク音、および光）、および溶接後（アンダーカット、ルート融合の問題、ピンホール、過度）のチェックが含まれます。スパッタ、溶接寸法）。

目視検査（VT）

目視検査は、非破壊検査（NDT）の溶接品質検査プロセスであり、溶接部を目で検査して表面の不連続性を判断します。これは、溶接品質テストの最も一般的な方法です。

非破壊溶接品質テストの利点：

• 安価（通常は人件費のみ）
• 低コストの機器
• 電力要件なし
• 早期に発見されなかった問題による欠陥と下流の修理費用の迅速な特定

短所：

• 検査官のトレーニングが必要です
• 良好な視力が必要であるか、視力が20/40に修正されました
• 内部の欠陥を見逃す可能性があります
• レポートは検査官が記録する必要があります
• 人為的ミスを受け入れる

ビジュアル溶接品質テストの手順

アプローチを一貫して適用するための手順を実践および開発する

1. 溶接前に材料を検査する
2. 溶接時の溶接品質テスト
3. 溶接が完了したときの検査
4. 問題に印を付け、溶接部を修復します

溶接中の目視検査

• 電極のサイズ、種類、保管場所を確認します（低水素電極は安定化オーブンに保管されます）
• ルートパスを監視して、亀裂が発生しやすいかどうかを確認します
• 各溶接パスを検査します。アンダーカットと必要な輪郭を探します。各パスの間に溶接部が適切に洗浄されていることを確認してください。
• 充填する必要のあるクレーターを確認します
• 溶接シーケンスとサイズを確認します。サイズの確認にはゲージが使用されます。

溶接後の検査

• コードと規格に照らして溶接を確認します
• ゲージとプリントでサイズを確認
• 仕上げと輪郭を確認する
• 標準に対する亀裂をチェックします
• 重複を探します
• アンダーカットを確認する
• スパッタが許容レベルにあるかどうかを判断します

知っておくべき10の一般的な溶接欠陥

溶接の欠陥とは何ですか？

溶接欠陥は、誤った溶接プロセスや誤った溶接パターンなどによって特定の溶接金属に形成された不規則性として定義できます。欠陥は、目的の溶接ビードの形状、サイズ、および意図した品質とは異なる場合があります。

溶接欠陥は、溶接金属の外側または内側で発生する可能性があります。欠陥が許容範囲内にある場合、一部の欠陥は許可される可能性がありますが、亀裂などの他の欠陥は受け入れられません。

エンジニアリングは常に欠陥の存在を認識し、公差を処理してきました。許容範囲は、不完全になる前の受け入れの程度を定義する用語です。したがって、許容誤差は、使用する特定のアプリケーション、プロセス、および材料に対してのみ定義する必要があります。

欠陥は、構造のプロジェクトに関する違いとして知られています。それらはエンジニアリングでは避けられませんが、すべてが受け入れられないものとして扱われるべきではありません。

溶接の不連続性とは何ですか？

不連続性は、材料の典型的な物理的構造の中断であり、その特性が急激に変化します。したがって、プロパティの単純なバリエーションは、不連続性を特徴付けるものではありません。ただし、許容限界を超える不連続性のみを溶接欠陥と見なす必要があります。

したがって、特定の亀裂のある溶接は、さまざまな用途で承認または不承認と見なすことができます。

溶接欠陥の種類

溶接欠陥を明らかにする方法がわかったので、次に、対処している溶接欠陥の種類を特定する方法を学びます。それぞれに独自の特性があり、修復するには異なるアプローチが必要です。

• 融合の欠如または不完全な融合
• アンダーカット
• スラグ含有物
• スパッタ
• ひび割れ
• 気孔率
• 重複
• ワーページ
• バーンスルー

1。浸透の欠如または不完全な浸透

不完全な溶け込みは、溶接ビードのルートがジョイントのルートに到達して、パーツの反対側の表面を溶接しない場合に発生します。この不連続性を修正するには、電流を増やしたり、溶接速度を下げたり、ジョイントの形状を変更したりできます。

原因：

• 溶接する金属の間にスペースがありすぎました。
• ビードの移動が速すぎるため、ジョイントに十分な金属を堆積させることができません。
• 使用しているアンペア数の設定が低すぎるため、金属を適切に溶かすのに十分な電流が流れていません。
• 電極の直径が大きい。
• ミスアライメント。
• 不適切なジョイント。

対処法：

• 適切なジョイントジオメトリを使用してください。
• 適切なサイズの電極を使用してください。
• アークの移動速度を下げます。
• 適切な溶接電流を選択してください。
• 適切な位置合わせを確認してください。

2。融合の欠如または不完全な融合

不完全な融合は、接合部の端または以前に堆積されたストランドの面のいずれかで、局所的な融合の欠如で発生します。この不連続性を修正するには、電流を増やしたり、溶接速度を下げたり、接合部の形状を変更したり、何らかの工夫をして磁気の吹き付けを回避したりできます。

原因：

• 低入熱。
• 表面汚染。
• 電極の角度が正しくありません。
• 電極の直径が、溶接する材料の厚さに対して正しくありません。
• 移動速度が速すぎます。
• ウェルドプールが大きすぎて、アークの前を走っています。

対処法：

• 適切なアーク電圧で十分に高い溶接電流を使用します。
• 溶接を開始する前に、金属を清掃してください。
• 溶融池がアークに浸水しないようにします。
• 正しい電極の直径と角度を使用してください。
• 堆積速度を下げる

3。アンダーカット

それは、コードの足元にある切り欠きのようなくぼみで発生します。この不連続性を修正するには、電流を減らすか、溶接速度を下げることができます。

この溶接の欠陥は、溶接止端部に溝が形成され、母材の断面の厚さが減少することです。その結果、溶接部とワークピースが弱くなります。

原因：

• 溶接電流が高すぎます。
• 溶接速度が速すぎます。
• 誤った角度を使用すると、より多くの熱が自由端に向けられます。
• 電極が大きすぎます。
• ガスシールドの誤った使用法。
• 不適切な溶加材。
• 不十分な溶接技術。

対処法：

• 適切な電極角度を使用してください。
• 弧長を短くします。
• 電極の移動速度を下げますが、遅すぎないようにする必要があります。
• 溶接する材料タイプに適した組成のシールドガスを選択してください。
• 適切な電極角度を使用し、より厚いコンポーネントに向けてより多くの熱を加えます。
• 適切な電流を使用し、薄い領域や自由端に近づくときに電流を減らします。
• 過度の織りを伴わない正しい溶接技術を選択してください。
• マルチパス手法を使用する

4。スラグ含有

これは、溶接金属内に金属であるかどうかに関係なく、固体材料が保持されることで発生します。原因は、パス間の溶接面の不十分な洗浄です。また、スラグが溶接の根元とつま先に閉じ込められた場合、シングルパス溶接でも発生する可能性があります。

スラグの混入は、通常、溶接部で簡単に確認できる溶接欠陥の1つです。スラグは、スティック溶接、フラックス入りアーク溶接、およびサブマージアーク溶接の副産物として発生するガラス質材料です。これは、溶接時に使用される固体シールド材料であるフラックスが、溶接部または溶接ゾーンの表面で溶けるときに発生する可能性があります。

原因：

• 不適切なクリーニング。
• 溶接速度が速すぎます。
• 新しいパスを開始する前に、ウェルドパスをクリーニングしないでください。
• 溶接角度が正しくありません。
• ウェルドプールの冷却が速すぎます。
• 溶接電流が低すぎます。

対処法：

• 電流密度を上げます。
• 急冷を減らします。
• 電極の角度を調整します。
• 前のビードからスラグを取り除きます。
• 溶接速度を調整します。

5。スパッター

スパッタは、溶接ビードからの溶融粒子の突出で発生します。この不連続性を修正するには、電流を減らし、金属移動の不安定性を制御します。

スパッタは、溶接部からの小さな粒子が周囲の表面に付着したときに発生します。これは、ガスメタルアーク溶接で特に一般的に発生します。どんなに頑張っても完全になくすことはできません。ただし、最小限に抑える方法はいくつかあります。

原因：

• 実行中のアンペア数が高すぎます。
• 電圧設定が低すぎます。
• 電極の作業角度が急すぎます。
• 表面が汚染されています。
• 弧が長すぎます。
• 極性が正しくありません。
• 不規則なワイヤ送給。

対処法：

• 溶接前に表面を清掃してください。
• 弧の長さを短くします。
• 溶接電流を調整します。
• 電極の角度を大きくします。
• 適切な極性を使用してください。
• 給餌の問題がないことを確認してください。

6。溶接亀裂

冶金学的起源の不連続性の中で、凝固金属の収縮や粒子の成長などのいくつかの要因により、溶接の影響を受けるゾーン（溶融ゾーンまたは熱影響部）に現れる可能性のある亀裂が挙げられます。コールドクラック、凝固クラック、再加熱クラックに分類できます。

最も深刻なタイプの溶接欠陥は溶接亀裂であり、業界のほとんどすべての規格で受け入れられているわけではありません。表面、溶接金属、または強烈な熱の影響を受ける領域に現れる可能性があります。

亀裂は、発生する温度に応じてさまざまな種類があります。

• ホットクラック： これらは、溶接プロセス中または溶接ジョイントの結晶化プロセス中に発生する可能性があります。この時点での温度は10,000℃を超える可能性があります。
• コールドクラック： これらの亀裂は、溶接が完了し、金属の温度が下がった後に発生します。それらは、溶接後数時間または数日で形成される可能性があります。これは主に鋼を溶接するときに発生します。この欠陥の原因は通常、鋼の構造の変形です。
• クレータークラック： これらは、オペレーターが溶接ジョイントのパスを終了する前の溶接プロセスの最後に発生します。それらは通常、溶接の終わり近くに形成されます。溶接プールが冷えて固化するとき、溶接金属の収縮を克服するのに十分な体積が必要です。そうしないと、クレータークラックが発生します。

原因：

• 鉄金属を溶接する際の水素の使用。
• 凝固収縮によって生じる残留応力。
• 卑金属汚染。
• 溶接速度は速いが電流は低い。
• 溶接を開始する前に予熱する必要はありません。
• 不十分なジョイント設計。
• 金属中の硫黄と炭素の含有量が高い。

対処法：

• 必要に応じて金属を予熱します。
• 溶接領域を適切に冷却します。
• 適切なジョイント設計を使用してください。
• 不純物を取り除きます。
• 適切な金属を使用してください。
• 十分な断面積を溶接してください。
• 適切な溶接速度とアンペア数の電流を使用してください。
• クレーターのひび割れを防ぐために、クレーターが適切に充填されていることを確認してください。

7。気孔率

これは、溶融ゾーン内に保持された気泡の形成とともに発生します。これは内部で発生する可能性があり、表面でも発生する可能性があります。この不連続性を修正するために、保護ガスの流れを修正し、より高品質の（組成の純度が高い）ガスを使用することができます。

気孔率は、溶接金属の汚染の結果として発生します。閉じ込められたガスは気泡で満たされた溶接部を作り、それは弱くなり、時間とともに崩壊する可能性があります。

原因：

• 不十分な電極脱酸剤。
• より長い円弧を使用します。
• 湿気の存在。
• 不適切なガスシールド。
• 不適切な表面処理。
• 高すぎるガス流量の使用。
• 汚染された表面。
• 錆、塗料、グリース、またはオイルの存在。

対処法：

• 溶接を開始する前に材料を清掃してください。
• 乾いた電極と材料を使用してください。
• 正しい円弧距離を使用してください。
• ガス流量計をチェックし、必要に応じて圧力と流量の設定が適切に最適化されていることを確認します。
• アークの移動速度を下げて、ガスを逃がします。
• 適切な電極を使用してください。
• 適切な溶接技術を使用してください。

8。オーバーラップ

オーバーラップは、溶接面が溶接止端をはるかに超えて伸びている場合に発生します。これは主に、電極が大きすぎるか、溶接技術が不適切であることが原因です。

原因：

• 不適切な溶接技術。
• 大きな電極を使用すると、この欠陥が発生する可能性があります。
• 高い溶接電流

対処法：

• 適切な溶接技術を使用します。
• 小さな電極を使用してください。
• 溶接電流が少ない。

9。反り

反りは、金属部品の形状と位置の望ましくない変化です。これは、熱の使用が間違っていて、溶接部品の収縮/膨張が原因で発生します。

原因：

• トーチの角度が正しくありません。
• 大きな電極の使用：
• 不適切な溶接技術

対処法：

• 適切なトーチ角度を使用すると、金属へのストレスを軽減できる場合があります
• 小さな電極を使用すると、クレーターが減少する場合もあります。
• 適切な手法を使用してください。

10。バーンスルー

溶接金属がベース部品を貫通する場合は、バーンスルーについて説明します。これは、薄い部品を溶接するときによくある不連続です。ルート開口部が大きすぎるか、使用される電圧が多すぎる場合に発生します。

それが溶接の不連続性なのか溶接の欠陥なのかを知る方法

溶接の不連続性は、通常の流れの中断のように見えるため、簡単に認識できます。これは溶接欠陥とも呼ばれ、溶接金属または親金属に見られます。間違った溶接パターンまたは溶接技術が原因で、溶接金属に不連続性が発生します。溶接ビードの形状や厚さ、そして最終的には品質とは異なる場合があります。

一般に、不連続性は回避して対処する必要がありますが、溶接の欠陥ほど深刻ではありません。それでも、溶接の不連続性を見つけた場合は、それを修正する必要があります。

とはいえ、プロジェクトで指定された制限を超えると、溶接の不連続性のグループが溶接欠陥になる可能性があります。これは、あなたの国、素材、およびあなたがいる環境のタイプに応じて異なります。

最終的に、特に狭いスペースで溶接作業を検査する最も効果的な方法は、溶接カメラを使用することです。これがどのように機能するかのビデオ例です。

手遅れになる前に溶接欠陥を特定する

時間内に溶接欠陥をキャッチすることの重要性を誇張することは不可能です。わずかな欠陥でさえ壊滅的である可能性があります。溶接技術の世話から溶接電流と監視に至るまで、溶接は細心の注意を必要とする複雑な技術です。

適切なツールに投資することで、仕事を簡単かつ安全に行うことができます。石油、ガス、鉱業の企業にとって、最も一般的な溶接欠陥を特定して行動できるようにする方法を理解することは非常に重要です。