鋳鋼の溶接で溶接部に発生する溶接欠陥で，致命的な事故につながることの多い欠陥には，高温割れと低温割れがある。

(1)高温割れ

図１のように溶接ビードと平行に発生する縦割れ，ビードの波形に直角に発生する弧状割れがある。発生時期は鋳鋼の冷却過程で凝固温度域，もしくは凝固温度直下で発生する。

＜原因＞

①　不純物

鋳鋼中に含まれる不純物P（燐）およびS（硫黄）がFe（鉄）と低融点化合物Fe₃P（燐化鉄）やFeS（硫化鉄）をつくるためである。これら低融点化合物は，鋳鋼の最終凝固段階で結晶粒界に集まり，粒界の強度を低下させるため割れの原因となる。

②　溶接条件

高電流で高速溶接の場合，深溶込みになり溶接拘束応力のために割れる。

＜対策＞

①　Mn含有量の多い溶接材料の使用

MnはSと結びついてMnS（硫化マンガン）となり，粒状で結晶粒内に分散し，結晶粒界に集まるFeSの生成を阻止する。

②　電流を下げる

深い溶込みビードを避けることも一対策であり，電流および溶接速度を下げて凹型ビードを凸型ビードにすることも効果がある。

(2)低温割れ

比較的低い温度で発生する割れで，ビード下割れ，止端割れなどがある。発生場所は図２に示すとおりである。

＜原因＞

炭素当量が高い鋼材の熱影響部に発生する。その要因を次に挙げる。

①　熱影響部が硬化（マルテンサイトの生成）し，その硬化部の延性低下

②　溶接による拘束応力の大きさ

③　拡散性水素の量

これら要因が相互に作用し低温割れを起こす。割れは水素源との関連が大きく，溶接棒の水分および開先の汚れ，油脂などが水素源となる。水素源は溶接熱で分解し，水素原子（H）として溶融金属中に吸収溶解される。溶接金属の凝固過程で水素は大気中に放出されるが，多くの水素は溶接金属中に取り残されて，結晶格子歪の大きい硬化層（マルテンサイト組織）中に集積し，熱影響部を脆化させる。

＜対策＞

①　開先内を清浄にする（錆，油脂他の除去)。

②　低水素系溶接棒の使用

③　溶接棒の使用前再乾燥の実施

④　予熱をする，もしくは予熱温度を高くする。(熱影響部の硬化防止，水素の外部へ放出を助ける）

①～③項は水素源の除去あるいは低減であり，④項は熱影響部の硬化並びに溶接応力の軽減，および拡散性水素の外部（大気中）への放出を助ける。

参考文献

１）(社)溶接学会編：溶接便覧，丸善(株)，(昭和47年４月)

２）(社)日本鉄鋼協会編：鉄鋼便覧，丸善(株)，(昭和46年３月)

３）溶接シリーズ編集委員会監修：現代溶接技術大系，産報出版(株)，(昭和55年１月)

４）佐藤知雄編：鉄鋼の顕微鏡写真と解説，丸善(株)，(昭和38年７月)

５）(社)日本熱処理技術協会：鋳物と非鉄金属材料の熱処理，(株)日刊工業新聞社，(昭和45年６月)

〈伊葉　　正〉