低温割れ

低温割れとは

200~300℃以下で発生する割れを指します。それ以上の温度で生じる割れは高温割れといって区別しています。

低温割れをおこす原因は主に次の3つ

1. 硬化組織:溶接部が急熱・急冷 ⇒ 硬化組織 ⇒ 延性低下 ⇒ 割れ
2. 水素の影響:水素が浸入 ⇒ 応力・ひずみ集中部に拡散・集積 ⇒ 延性低下 ⇒ 割れ
3. 拘束応力:溶接金属が収縮 ⇒ ひずみ・収縮応力発生 ⇒ 割れ

溶接部の収縮ひずみのみでも割れることはありますが、溶接部で大気中や材料中の水分が鋼中に浸入し、拡散・集積する水素による影響が大きいです。

この水素によって、鋼の延性・限界応力が低下する水素脆化が生じます。
溶接直後には割れが生じてなくても、時間の経過とともに水素の拡散と集積がおこり、割れが生じることもあります。これを「溶接遅れ割れ」ともいいます。

低温割れを防ぐには

1. 低水素溶接棒を使う

作業性と再アーク性も良いため、多くのところでライムチタニア系の溶接棒をお使いのことと思います。
しかし、このライムチタニア系にも欠点があり、フラックスには有機物が多く含まれるため、アークの中にはH2が多く存在します。
この水素が溶接金属中に入り込み、水素脆性を引き起こす原因となってしまうのです。

一般に厚物の溶接にはライムチタニア系ではなく、低水素系の溶接棒をお使いになることをお奨めします。
低水素系溶接棒は、石灰石などの無機物が原料で水素の発生はライムチタニア系の1/10以下です。12mm以上の板厚のものは低水素系の溶接棒を使うとよいと思います。

ワンポイント
溶接棒を湿度のある空気中に放置すると、被覆が次第に水分を吸収してしまいます。低水素系溶接棒を使用する際には、300~350℃で1時間程度乾燥したのちお使いください。

2、予熱を行う

アークは約6000℃あり、冷え切った鋼にアークを出すと、急熱急冷され、HAZ(Heat Affected Zone)の硬化がおこり、割れへと進みます。予熱を行うことで、HAZの硬化を防ぐことができ、冷却速度が遅くなり、溶接金属に含まれる水素も減少します。

溶接入熱を大きくする

適切な太さの溶接棒を選定していますか?
溶接棒の太さの選定を適切なものより細くすると、溶接時の熱量が少なく熱が急速に板に伝わります。

こうなると、急熱急冷してる状態になり、割れの原因になります。
寒い時期などは予熱とともに適切な太さの棒の選定が重要になります。

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