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Table 8.1Weld Porosity Causes — D1.1:2025 合否基準 Criteria
This porosity ガイド focuses on why gas becomes trapped in 溶接金属 and how the likely cause changes the next corrective action. Use it to separate shielding, moisture, contamination, speed, and arc-stability issues before comparing the condition with project 検査 要求事項.
Per D1.1:2025 Table 8.1 item (8), visible piping porosity 1/32 in or greater shall not exceed 3/8 in per linear inch of fillet or 開先溶接 on statically 読み込み済み connections. CJP butt joints transverse to tensile stress require zero visible piping porosity.
溶接気孔の原因
気孔は、凝固する溶融池 (溶接プール)にガスが閉じ込められることで形成されます。アークは極めて高い温度を発生させ、母材、溶加材、および周囲の雰囲気中で化学反応を引き起こします。溶融池 (溶接プール)が、閉じ込められたガス気泡が表面に逃げるよりも速く凝固すると、それらの気泡は気孔としてその場に凍結します — 表面に目視可能なもの（配管気孔）と、溶接断面内に隠れたもの（内部気孔）があります。
主な6つの原因は以下の通りです。
水分 — あらゆる形態の水分が最も一般的な原因です。母材表面、溶加材のフラックス被覆、またはフラックス入りワイヤーに吸収された水分は、アーク中に水素を導入します。水素は高温で溶融池 (溶接プール)に溶解し、溶融池 (溶接プール)が冷却される際に放出され、水素気孔を形成します。このため、E7018やその他の低水素電極は、管理された保管と露出後の再乾燥が必要です。
表面汚染 — 油、グリース、塗料、錆、ミルスケール、亜鉛（溶融亜鉛めっき）はすべて、アークゾーンに入るとガスを放出します。継手面の薄い汚染層でさえ、目視可能な気孔を引き起こすのに十分なガスを発生させる可能性があります。溶接前に、継手面は各側1 inの最小範囲で清潔かつ乾燥している必要があります。
シールドガス損失 — GMAW、FCAW-G、およびGTAWプロセスは、アークから大気中の窒素と酸素を排除するために、不活性または半不活性ガスシールドに依存しています。ドラフト、不十分なガス流量、損傷したノズル、または過度なコンタクトチップからワークまでの距離はすべて、大気汚染を許容します。シールドが損なわれると、窒素気孔は特に除去が困難です。
電極の水分（SMAW） — 低水素電極（E7016、E7018）は、堆積した溶接金属100gあたり4～16 mL未満の拡散性水素を維持するように設計されたフラックス被覆で製造されています。湿気の多い空気への露出は、急速に水分を再導入します。開放された空気に4時間以上さらされた電極は、通常、製造元の指示に従って500～800°Fで再乾燥が必要です。
過度な溶接速度 — 溶接士が速すぎると、溶融池 (溶接プール)は凝固する前に脱ガスする時間がありません。そうでなければ表面に浮上するはずの気泡が閉じ込められます。溶接速度を落とすことで、脱ガスにより多くの時間が与えられ、通常、気孔の発生頻度が減少します。
アーク不安定性 — 不適切な極性、過度なアーク長さ、または不適切な電圧設定は、アークを不安定にし、ガスシールドを乱す可能性があります。不安定なアークはまた、一貫性のない入熱を生み出し、脱ガスが完了する前に溶融池 (溶接プール)が凝固する領域につながります。
D1.1:2025 Table 8.1 Item (8) — Piping Porosity Acceptance Criteria
D1.1:2025 Table 8.1 governs 外観検査 of all production welds under Clause 8.9. Item (8) applies specifically to piping porosity — porosity visible on the weld surface. Subsurface porosity is evaluated by 放射線透過 or 超音波探傷試験 when specified in the 契約図書.
| Connection Type | Weld Type | Porosity Limit |
|---|---|---|
| Statically loaded (A) | CJP 突合せ継手 transverse to tensile stress | No visible piping porosity |
| Statically loaded (A) | Fillet welds and other groove welds | Sum of pores ≥1/32 in dia: ≤3/8 in per linear inch; ≤3/4 in per 12 in (for welds ≥12 in); ≤溶接長さ × 0.06 (for welds <12 in) |
| Cyclically loaded (B) | Fillet welds (except 補剛材-to-web) | Frequency: ≤1 pore per 4 in; max diameter: ≤3/32 in |
| Cyclically loaded (B) | Fillet welds connecting stiffeners to webs | Sum of pores ≥1/32 in dia: ≤3/8 in per linear inch; ≤3/4 in per 12 in; ≤weld length × 0.06 |
| Cyclically loaded (C) | CJP butt joint transverse to tensile stress | No piping porosity |
| Cyclically loaded (C) | All other groove welds | Frequency: ≤1 pore per 4 in; max diameter: ≤3/32 in |
検査員注記: 「配管気孔」と一般的な「気孔」の区別は表8.1にとって重要です。条項(8)は、溶接表面に目視可能な配管気孔にのみ適用されます。この表は、直径1/32 in以上の個々の気孔を数えます — 1/32 in未満の気孔は制限に数えられません。測定時には、校正された溶接ゲージまたは拡大鏡を使用し、最小直径の閾値を満たす気孔のみを数えてください。
予防と現場での指導
効果的な気孔防止はWPSから始まります。手順書には、予熱要件（水分と水素の吸収を減らす）、溶加材の保管条件、開先準備要件、およびシールドガス流量を明記する必要があります。これらのパラメータに対処しないWPSは、防止を完全に溶接士に委ねることになります。
現場では、最も信頼性の高い管理策は次のとおりです。(1) 溶接前に継手面の汚染を検査し、必要に応じて清掃する。(2) 各シフトの開始時および機器の変更後にシールドガス流量を確認する。(3) 電極の保管を確認する — 低水素電極は、デッキに放置せず、製造元が指定する温度のロッドオーブンに保管する必要があります。(4) FCAWの場合、特に雨の後や一晩の露出後に、ワイヤースプールに水分や損傷がないか検査する。
外観検査中に気孔が発見された場合、生産を再開する前に考えられる原因を特定してください。未対処の原因があるまま溶接を続けると、さらに多くの不合格溶接が生成されます。一般的な原因と対策の対応付け: 表面に集中した気孔 → 電極の保管を確認する。均一に散在する気孔 → シールドガスを確認する。溶接開始/停止部に集中した気孔 → クレーター処理技術と予熱を調整する。
よくある質問
溶接気孔の主な6つの原因は次のとおりです。(1) 水分 — 母材、溶加材、または雰囲気中の水分がアーク中で分解し、水素または酸素を放出する。(2) 表面汚染 — 継手面上の油、錆、塗料、ミルスケール、または亜鉛めっきが燃焼時にガスを放出する。(3) シールドガス損失 — 不十分なガス流量、ドラフト、または損傷したガスラインが溶融池 (溶接プール)に大気中の窒素と酸素を混入させる。(4) 電極の水分 — 乾燥していないSMAW電極（特にE7018低水素）がアーク中に水素を導入する。(5) 過度な溶接速度 — 閉じ込められたガスが逃げる前に溶融池 (溶接プール)が凝固する。(6) 不適切な極性または電圧 — ガスシールドを乱し、大気汚染を許容するアーク不安定性。
D1.1:2025 表8.1 条項(8)(A)に基づき、静的に読み込み済み接続におけるすみ肉溶接および開先溶接（計算された引張応力に横断するCJP突合せ継手を除く）の場合、直径1/32 in以上の目視可能な配管気孔の合計は、溶接の線形インチあたり3/8 inを超えてはなりません。溶接長さが12 in以上の溶接の場合、合計は溶接長さの任意の12 inで3/4 inを超えてはなりません。溶接長さが12 in未満の溶接の場合、合計は溶接長さに0.06を乗じた値を超えてはなりません。
いいえ。D1.1:2025 表8.1 条項(8)(A)(1)に基づき、計算された引張応力の方向に横断する突合せ継手のCJP開先溶接には、目視可能な配管気孔は一切許容されません。これは、その特定の継手および荷重条件に対するゼロトレランス基準です。静的に読み込み済み接続における他の開先溶接およびすみ肉溶接の場合、表8.1 条項(8)(A)(2)の頻度およびサイズ制限に従って、限定的な気孔は許容されます。
気孔は溶接の有効断面積を減少させ、空隙の体積に比例して荷重支持能力を低下させます。少量の散在する気孔は静的強さにほとんど影響を与えないため、D1.1は静的荷重下のすみ肉溶接において限定的な気孔を許容しています。しかし、周期的な荷重下の気孔は、各気孔が疲労亀裂の発生源となる応力集中点として機能するため、より損傷が大きくなります。D1.1:2025 表8.1 条項(8)(B)および(C)は、まさにこの理由から、周期的に読み込み済み接続に対してより厳しい気孔制限を適用しています。
関連参照
■ Weld Defects HubTable 8.1 all 8 categories
■
Weld PorosityTable 8.1 criteria overview
■
Visual Weld InspectionClause 8.9 VT procedure
■
Weld DiscontinuityDiscontinuity vs defect
■
Weld CracksZero tolerance under D1.1
■
Preheat CalculatorReduce 水素割れ risk