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溶接条件がポロシティに及ぼす影響は?

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溶接条件がポロシティに及ぼす影響は?
芯霊友朋
溶接条件がポロシティに及ぼす影響は?
坐竺j
施工法委員会/ 寸
また,溶接入熱との関係では, F
i
g
.32lのように入熱の
増加と共にポロシティは減少すると考えるのが一般的で
i
g
.42lのように溶接速度を増加して極端に
す.しかし, F
そ竺)水素の溶解度変化が大きく,凝固時に水素が過
入熱を減少すると再びポロシティが減少する結果も報告さ
剰に含まれやすいこと,高い熱伝導率により急冷凝固しや
あるため,実際の施工にあたっては,予備実験によってポ
すいこと,また,比重が小さく生成した気体状の水素が浮
ロシティの発生傾向を確認しておくことが重要です.
アルミニウムは溶融池の冷却過程及び凝固時の
れています.即ち溶接入熱とポロシティとの関係は複雑で
他の材質と比較してポロシ
以上のように,溶接電流,アーク電圧,溶接速度等の溶
ティが発生しやすい材料です.アルミニウムにおけるポロ
接条件を適正な値に設定することでポロシティを抑制する
上しにくいことなどにより
シティの主原因は水素ですが,表面の酸化皮膜に含まれる
ことが可能となります.この適正値に対して高すぎても低
結晶水や大気中の水分を巻き込むなどして,溶融金属中に
すぎてもポロシティは発生する傾向がありますので,溶接
残留すると考えられています.従って,ポロシティを低減
条件の適正値の設定および管理に十分留意する必要があり
するには主原因となる水素の発生源を抑制することが第ー
ます.
であり,水素が溶融池に混入した際には溶融金属が凝固す
なお,今回の Q & Aにはポロシティという用語が使わ
るまでに外部に放出させることが重要です.水素発生源抑
I
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れていますが,混同しやすいブローホールやピットは J
制の一つには,アルミニウム表面の酸化皮膜除去や大気か
(
Z3001-4:2008)溶接用語によると,下記のように区分
らの遮断性(シールド性)等の確保が挙げられ,外部への
されています.
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g
.11l
放出には溶接条件が大きく影響を与えています. F
ポロシティ:ガスを巻き込むことによって生じた空洞
は溶接部のポロシティ防止に関する特性要因図を示してお
ブローホール:溶接金属中に生じる球状の空洞
り,この中で溶接施工の溶接条件に関して紹介します.
ピット:溶接部の表面まで達し,開口した気孔
F
i
g
.V
lはアーク電圧とポロシティ発生数の関係を示し
参考文献
たものです.低電圧側ではポロシティが増加傾向を示す点
ではいずれの場合も共通しており,短絡発生によるシール
ドの乱れに伴い,周辺空気の巻き込み等によってポロシ
ティが増加する傾向を示すと考えられます.高電圧側では
1
) 軽金属溶接構造協会:アルミニウムの溶接 Q&A50,平成
1
4
年発行, p36
2
) 軽金属溶接構造協会:アルミニウム合金ミグ溶接部の気孔防
止マニュアル,昭和54年発行, p33-35
ポロシティが増加する場合と,増加しない場合とがありま
す.高電圧側でポロシティが増加する要因としては,アー
ク長が長くなるため大気を巻き込みゃすくなると考えられ
ます.いずれにしても
溶接電流に対して適正電圧付近で
ポロシティ数は最小となることがわかります.
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.1 溶接部のブローホール防止に関する特性要因図
※「電極ワイヤ」について・・現在使用されていない用語ですが, F
i
g
.1
は引用元の原本のまま掲載しております.現在
の「溶接ワイヤ」に相当します.
※「気孔」について・・後掲含めた F
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∼4は引用元の原本のまま掲載しております.本文中では「ポロシティ」に置
き換えて記載しております.
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