溶接欠陥 ラメラティア

溶接欠陥
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ラメラティア

十字継手、T形突合わせ継手あるいは多層盛すみ肉継手において、鋼板の厚さ方向に引張力が作用した場合に、鋼板の圧延面に平衡に発生する階段状の割れ
  • 引張強さ490N/㎟級高張力鋼の厚板溶接で、ラメラティアを防止するのに有効な方策は
  • ・鋼材のS保有量が0.008%以下のものを指定し、使用する。
  • ・発注仕様書に、鋼材の厚さ方向絞り値として、25%以上の要求事項を付加する
  • ・炭素当量は大きく関係しない
  • ・溶着量は大きく関係しない

他特徴

  • アルミニウム合金のアーク溶接、ブローホールの主たる原因となるのは水素である。これは、機体の溶解度が凝固時に1/20になるためである
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詳細

ラメラティア(Lamellar Tearing)とは、溶接によって引張応力が加わる方向に沿って、母材内部で層状に発生する亀裂のことです。
特に厚板の建築鋼材(SN材など)をすみ肉溶接やT継手溶接
した際に、母材の厚み方向に働く収縮応力によって発生します。


■ 特徴

項目内容
名称ラメラティア(Lamellar Tearing)
発生箇所母材の板厚方向(Z方向)に近い内部
外観表面には現れにくいが、内部で層状の破断や亀裂が発生
原因金属母材内の硫化マンガン(MnS)や非金属介在物の層状分布

■ 主な原因

原因内容
母材の厚さ方向の延性不足(Z方向靭性の欠如)母材内にMnSなどの不純物が層状に偏在し、厚み方向の靭性が極めて低い
溶接収縮応力の方向が不利すみ肉溶接やT継手溶接で母材に垂直方向の応力が作用しやすい
多層多パス溶接で高拘束収縮応力が蓄積され、引張が強くなる
母材の成分・鋼種の不適合通常の構造用鋼材(SS400など)ではラメラティア対策がされていないことが多い

■ 欠陥の影響

影響内容
構造物の強度低下板厚方向に割れが広がると、接合部の耐力が著しく低下
破断・漏洩リスクタンクや圧力容器などで亀裂が進行すると致命的事故に
非破壊検査では発見困難外観検査では見えず、UT(超音波探傷)やRT(X線)での検出が必要

■ 防止策

分類防止策説明
材料対策Z方向靭性保証材の使用(Z材、SN材など)母材にZ方向靭性(Z15, Z25, Z35等)を確保した鋼材を使用することで割れを抑制
設計対策溶接部の拘束を減らす設計T継手の代わりに斜め継手、全面溶け込み溶接など応力分散構造を採用
溶接施工対策①バタリング法(予備肉盛り)母材に靭性の高い金属を先に肉盛りし、応力の集中を避ける
溶接施工対策②低拘束溶接順序・方法の採用熱ひずみを分散するような順序で溶接し、局所応力を避ける
品質管理対策UTなどでZ方向割れの検査を実施板厚方向への亀裂を探傷し、初期欠陥を早期発見する

■ まとめ

ラメラティアは、母材の板厚方向に層状の割れが発生する重大な溶接欠陥であり、
外観では見えにくく、強度や信頼性に深刻な影響を与えます。

建築・橋梁・プラントなどの構造物では、
Z材(Z方向靭性保証材)の採用バタリング施工など、設計段階からの防止策が重要です。

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