1. Q355GNH 溶接における一般的な溶接欠陥
(1) 水素-誘起亀裂 (HIC) – 最も重大な欠陥
顕現: 溶接後の数時間から数日後に溶接金属または HAZ に形成される微細な亀裂 (粒内または粒間)。残留応力や水素吸収によって引き起こされることがよくあります。
原因:
「汚れた」溶接材料からの高い水素含有量 (湿った電極、湿気を含む CO₂ などの未精製のシールドガスなど)。
Q355GNH の Cu/Cr- が豊富な組成により、水素脆化に対する感度が高まります。
溶接後の急速冷却（例えば、低温環境下）により、微細構造内に水素が捕捉され、亀裂の推進力が増加します。
(2) 融合の欠如 (LOF) と貫通の欠如 (LOP)
顕現: 溶接金属と母材間の未溶融ギャップ (LOF) または継手の厚さへの不完全な溶け込み (LOP) により、継手の耐荷重能力が弱まります。-
原因:
不十分な入熱 (低い溶接電流、高い移動速度など) – Q355GNH の耐候性合金元素により融点がわずかに上昇し、普通の炭素鋼よりも高い熱が必要になります。
ジョイントの適合が不十分（例: 過剰な根元の隙間、位置のずれ）、または電極 / ワイヤーの角度が不適切。{0}}
(3) HAZ の結晶粒粗大化 – 靭性の低下
顕現: HAZ (溶接部に隣接) では粗大なフェライトまたはベイナイト粒子が発達し、低温衝撃靱性の急激な低下につながります。-(たとえば、-40 度での衝撃エネルギーは 27J 未満に低下します)。
原因:
過剰な入熱 (例: 高い溶接電流、遅い移動速度) - 高温 (950 度以上) に長時間さらされると、オーステナイト粒子が制御不能に成長します。
Q355GNH の正規化された微細構造は熱に敏感です。過熱すると、微細なフェライト-パーライトのバランスが崩れます。
(4) 耐食性の劣化 – 「隠れた」欠陥
顕現: 溶接部 (溶接金属および HAZ を含む) は母材よりも早く腐食し、不均一な錆層が形成されます。これは、Q355GNH の核となる耐候性機能の失敗です。
原因:
溶加材の不一致（例: 耐候性鋼-特有の電極の代わりに普通の炭素鋼電極を使用） – 溶接部に保護錆層を形成するための Cu/Cr/Ni が不足しています。
-溶接後の酸化（不動態化処理なしなど） – HAZ の粗粒は多孔質で非付着性の錆を形成します。-
2. 不具合ごとの予防策
(1) 水素誘起亀裂 (HIC) を防ぐ-
水素源を制御する:
乾式溶接材料: 低水素電極 (耐候性鋼用の E5015-G など) を 350～400 度で 1～2 時間焼き付けます。-未使用の電極は加熱した保持オーブン (80 ～ 120 度) に保管してください。
Purify shielding gas: Use dry CO₂ or Ar-CO₂ (moisture content ≤50ppm); install a gas dryer if ambient humidity >60%.
残留応力の低減:
Preheat the base metal to 80–150°C (critical for plates >厚さ12mmまたは温度<5°C) to slow cooling and allow hydrogen escape.
肉厚のコンポーネントや応力の高い接合部では、溶接後の応力除去（550 ～ 650 度で 1 ～ 2 時間）を実行します。-
冷却速度の最適化: 急速な冷却を避けるために、パス間温度制御 (溶接パス間で 150 ～ 250 度を維持) を使用します。
(2) 溶融・浸透不足を防ぐ
入熱量を調整する:
手動アーク溶接 (MMA) の場合: 直径 3.2 ～ 4.0 mm、電流 100 ～ 160 A、移動速度 8 ～ 12 cm/min の電極を使用します。
ガスメタルアーク溶接 (GMAW) の場合: ワイヤ径 1.2mm、電流 180 ～ 220A、電圧 22 ～ 26V、移動速度 10 ～ 15cm/min を使用します。
関節の準備を改善する: ルートギャップ 2 ～ 4mm、ベベル角度 60 度±5 度を確保し、接合端をきれいにします (ワイヤーブラシまたはグラインダーで錆、油、スケールを除去します)。
溶接技術の最適化: 電極/ワイヤの角度を 70 ～ 80 度 (すみ肉溶接の場合) または 90 度 (突合せ溶接の場合) に維持します。完全な融合を確実にするために、「織り」動作 (幅が電極直径の 3 倍以下) を使用します。
(3) HAZ 粒粗大化の防止
入熱を制限する: 入熱量を 25kJ/cm 以下に保ちます (プレートの厚さが 20mm 以下の場合) – 特大の電極/ワイヤや遅い移動速度を避けてください。
低熱溶接プロセスを使用する-: Prioritize GMAW or pulsed GMAW over submerged arc welding (SAW) for thin plates; SAW (high heat input) is only suitable for plates >25mm（溶接後の正規化あり）-。
パス間温度の制御: 300 度を超えないでください。過度のパス間熱により、HAZ が高温にさらされる時間が長くなります。
(4) 耐食性劣化の防止
耐候性-グレードのフィラー金属を使用する:
MMA: E5015-G (GB/T 5117) または E5016-G (Cu/Cr/Ni による耐候性鋼特有の電極)。
GMAW: ER50-G (GB/T 8110)、Cu 含有量 0.20 ～ 0.50%、Cr 含有量 0.30 ～ 0.80%。
溶接後の表面処理-:
溶接スパッタとスラグをノミまたはグラインダーで除去します。ワイヤー-溶接部をブラシで磨き、均一な錆層の形成を促進します。
溶接後 1 か月以内にコンポーネントが過酷な環境 (沿岸の塩水噴霧など) にさらされる場合は、不動態化コーティング (エポキシ プライマーなど) を塗布してください。
