溶接気孔（ポロシティ）完全ガイド：原因・検出・防止・修復・許容基準まで徹底解説

溶接気孔（ポロシティ）とは

溶接気孔は、窒素・酸素・水素ガスが溶融溶接プールに吸収され、凝固時に放出されることで表面またはビード内部に気孔（ポア/ポケット）が形成される溶接欠陥です。気孔は溶接表面または溶接ビード内部に発生します。

溶融プールへの窒素・酸素吸収主因は不良ガスシールド。気孔はランダム（無秩序、不均等間隔）またはアイソレート（全方向1インチ離隔）分布をとります。

気孔とは、溶融プール凝固時に放出されたガスが凍結捕獲されることで溶接金属内に形成される空洞の存在です。気孔はいくつかの形態をとります：

• 分布性気孔：溶接全体に分布する細孔
• 表面開口気孔：表面に開口した気孔
• ワームホール：放射線写真でヘリンボーン（ニシン骨）模様に見える細長気孔
• クレーターパイプ：溶接ラン終了部の凝固収縮による収縮空洞

溶接欠陥の原因と防止

1. 分布性気孔と表面開口気孔

分布性気孔は通常、溶接ビード全体にわたる微細気孔として発見。表面開口気孔は通常、大量の分布性気孔存在を示唆。溶融溶接プールへの窒素・酸素・水素吸収、凝固時放出・溶接金属内捕獲が原因。

溶融プールへの窒素・酸素吸収主因は不良ガスシールド。シールドガス中わずか1%空気混入で分布性気孔、1.5%以上で顕著な表面開口気孔発生。ガスライン漏れ、過大ガス流量、風通し、溶融プール過度乱流が頻発原因。

水素発生源：不十分乾燥電極/フラックス/ワークピース表面水分、ワークピース表面やフィラーワイヤーのグリース・油。プライマー塗料・表面処理（亜鉛メッキ等）溶接時大量ヒューム発生。T継手（特に両面フィレット）はバット継手より発生ガス捕獲リスク大。

特記すべき「溶接可能（低亜鉛）プライマー」。通常除去不要だが、プライマー厚がメーカー推奨超過時、MMA以外プロセスで気孔発生しやすい。

分布性気孔・表面開口気孔の防止策

ガス発生源特定除去：

空気混入対策

• 空気漏れ封止
• 溶融プール乱流回避
• 適切脱酸剤含有フィラー使用
• 過大ガス流量低減
• 風通し回避

水素対策

• 電極・フラックス乾燥
• ワークピース表面洗浄・脱脂

表面被膜対策

• 溶接直前継手エッジ清掃
• 溶接可能プライマー厚が推奨最大以下か確認

2. ワームホール

特徴：放射線写真でヘリンボーン模様呈する細長気孔。大量ガス生成・凝固中溶接金属内捕獲を示唆。

過度表面汚染または極厚塗料/プライマーから過剰ガス生成。T継手垂直部材下隙間（両面フィレット溶接時）等クレビスで捕獲されやすい。

プライムドプレートT継手溶接時、垂直部材エッジ塗膜厚がメーカー推奨最大（典型20μm）超えないようオーバースプレー注意必須。

ワームホール防止策

ガス発生と空洞形成を排除：

ガス生成抑制

• 溶接箇所および隣接部ワークピース表面清掃
• 油、グリース、錆、NDT作業残留物等表面汚染除去
• 溶接部エリア表面被膜除去、光沢面露出
• プライマー厚がメーカー最大値以下か確認

継手形状

• 空洞形成する継手形状回避

3. クレーターパイプ

溶融プール最終凝固時に形成、ガス気孔伴うこと多い。液相→固相体積変化誇大条件で形成促進。溶接アーク消失で溶融プール急速凝固結果。

TIG溶接で自溶技法、またはアーク消失前ワイヤー供給停止はクレーター形成影響、パイプ欠陥助長可能性。

クレーターパイプ防止策

アーク消失速度制御、または溶接者技法でアーク・ワイヤー操作により防止可能。

ストップ除去

• ランアウトタブ使用でアークを溶接継手外で消失
• 次電極/次溶接ラン施工前、溶接ラン停止クレーターをグラインダー除去

溶接者技法

• 溶接電流漸減で溶融プール縮小（スロープダウン/クレーターフィル機能活用）
• フィラー追加（TIG）で溶融プール収縮補償

溶接気孔の修復方法

あらゆる防止策講じても気孔発生リスクゼロではない。幸い、特定条件下で修復可能。

まず浸透探傷或磁粉探傷、放射線透過試験、超音波探傷（表下欠陥用）等で気孔検出。小気孔、特に厚板では検出困難。

気孔自体を「修復」することは不可。局所的ゴウジングまたはグラインディング除去で溶接修復。ただし気孔局所限定時のみ。広範囲なら溶接全除去、継手再準備、溶接手順書準拠再溶接必要。

溶接気孔の許容基準

一般的・絶対的回答なし。溶接構造規格依存。ただし米国溶接協会（AWS）基準では：可視気孔径3/8インチ（9.4mm）以下/任意1インチ溶接長、かつ12インチ（305mm）溶接長で3.4インチ（19mm）以下。

判断に迷う場合は該当溶接構造規格確認、再溶接実施。