溶接割れとその対策について

質問

はじめまして。金属メーカーに勤めてます。
溶接に関しては全くの素人なのですが溶接割れはなぜ起こるのでしょうか。個人的な認識としては溶接のビード中心が一番固まるのが遅く端から固まっていくため中心にかかる応力が一番高いからと聞いたことがあります。またクリープ強度が強いものは溶接割れば起こりやすいとのこともききました。このへんについてより詳しい事を知りたいです。また溶接割れの対策などありましたら是非ご教授ください。よろしくお願いいたします。

回答No.2

noname#230359

いろいろな原因が複雑に絡み合っていますし、まだ細かい点に関して、いくつかの学説があってすべての現象が明確に確定しているわけではないので、一般的なところを述べます。
溶接割れは冷間割れと熱間割れの大きく2つに分類されます。
冷間割れは、拘束応力、冷却速度、材料成分、拡散性水素の4因子が絡みます。溶接して、溶接金属は無事に固まったが、溶接によって新たに発生した内部応力により溶接金属に力がかかって割れるという現象です。
もうひとつは、熱間割れ（凝固割れ）です。これは、溶接金属が凝固する途中で割れてしまいます。主に凝固偏析（結晶粒界にPやS等の非金属介在物が偏析する）によって起こります。
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割れ防止方法：どの要因かによって異なりますが
?材質により割れ感受性が異なるので、材質選定をしっかり行う。
?溶接時の熱応力が拘束されない構造に設計するあるいは組み立て手順を考える。
?水素割れ防止のために、溶接棒の湿度管理をきちんとする。
?溶接条件の選定。（入熱量、予後熱条件）
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クリープ強度について、炭素鋼についてはよく知りませんがステンレス鋼では
クリープ強度を高める因子であるCやNを添加すると溶接割れを起こしやすくなります。このことでしょうか？最近は、溶接特性も考慮したクリープ鋼も開発が進んでいるようですから、材料メーカーの技術者と相談ください。

回答No.1

noname#230359

一概に割れを解析することは不可能です。
なぜならその割れの発生原因が多岐に渡るし
また、発生方向・発生時期・発生温度等等から
枝分かれします。
一番気にすることは「炭素当量」という公式です
即ち、くっつける物の材質（成分）とくっつけられる物の
成分から「炭素当量」を計算し「割れやすさ」なるものを
認識すること。
次には、材質的に溶接するもの・されるものの成分から
「焼きいれ性」（焼きが入るもの：鋼であれば焼入れ組織を
呈する）を認識し、急熱・急冷を避ける→予熱をしておき
その予熱温度以下までの急冷をさけ焼きが入らないように工夫する
これが又、ステンレス鋼になればまた別の講義が必要です
勉強していくと本当に面白いです。本屋さんでやさしく書いてある
書物を見つけﾁｮｯﾄづつ理解されていったらいかがでしょうか