582

係者にとっては，従来の TQC 的な管理活動に加えて，はじめにISO9000 ファミリーの考え方に立脚した管理に対する，充分な理解と実行，及びその妥当性確認が求められる時

溶接施工における管理（Management）の目的とはなに代になったということである．

か．端的にいえば，「経営資源である4Ｍ−Material（材料），

この ISO9001:1994（1994版）で特筆すべきは，溶接はMachine（設備），Method（溶接施工法，試験・検査要領

代表的な「特殊工程（Special Process）」の代表的な例となど），Man（要員）−を駆使して，与えられた目標−基

位置づけられていることである．特殊工程（溶接）の定

本的には Q（品質），C（コスト），D（納期）−を達成す

義は，「その結果が後工程で実施される検査および試験にること」であろう．

よって，要求された品質基準が満たされているかどうか

この目的を達成するために，わが国の産業界では早くを十分に検証することができない工程」である．すなわ

から，TQC などの品質管理活動も組み入れて，工場ある

ち，溶接継手の品質保証のためには，溶接後の非破壊検いは現地施工での管理能力を高め，企業の競争力を向上

査のみでは不十分であり，溶接施工の全工程に対する品させてきた．管理技法も数多く紹介されているが，米国

質管理活動とその妥当性確認の重要性が強調されている．

デミング博士紹介によるテミングのサイクル，いわゆる特殊工程に対する要求事項は，具体的には，PDCA（Plan-Do-Check-Action）サイクルが活動の基本とISO9001:2000 の翻訳版 JIS Q 9001:2000 の「7.5.2

される．適切な管理によって，螺旋状に上昇してゆくよびサービス提供に関するプロセスの妥当性確認」に示さうなサイクルを回し，生産性向上などの目標達成の度合れており，これに対応した ISO3834（JIS Z 3400）「溶接いを高めてゆくことが重要とされ，目的はあくまで各企の品質要求事項−金属材料の融接」に溶接施工に関わる業の競争力向上にある．

より詳細な品質確保のための手順，事業所が実施すべき

一方，東西冷戦構造が崩壊して，1990年代からはわが製造及活動項目が規定された．

国にもグローバリゼーションの波が押し寄せてきた．品ISO3834（JIS Z 3400）では，プロセス（溶接施工要領）

質システムの標準化―ISO9000 ファミリー（ISO9000,の明確化と承認の手順，および溶接に従事する要員の認

ISO9001, ISO9004 など）「品質管理および品質保証のため証を要求しているため，WPS（溶接施工要領書）の作成の一連の国際規格」と，それに基づく審査登録制度の急と承認手順を規定した規格（ISO15607〜15614），並びに

速な普及には目を見張るものがある．このシステムには，要員認証に関する規格 ISO14731（溶接管理技術者の任務

従来のわが国の考え方と大きく相違する点がある．すなと責任），ISO9606（溶接技能者の承認試験），および

わち，供給者の立場ではなく，購入者の立場から製品がISO9712（非破壊検査技術者の承認）を重視し引用してい正しく製造されているという確証を与えるため，供給者

る．これらは ISO3834 を中心としたセット規格といわれ，の品質管理や品質保証の実態を理解してもらう，透明性

すでに欧州では工場認証制度に適用されてきている．

の高いシステムということである．各企業の溶接施工関ISO3834（JIS Z 3400）は，前節1)で詳細が紹介されたよ
うに，溶接施工管理を計画，および実行する場合の重要項目が網羅されているといってよい．本稿では，この溶接品質マネジメントシステムの考え方を念頭に置いて，

38

溶接接合教室−基礎を学ぶ− 原沢：溶接施工計画と溶接施工管理

583

まず施工計画の基本的な考え方を示し，次いで，計画を外観，寸法精度，残留応力除去の要否，気密・水密の要フォローするという観点から施工管理の要点を紹介する

否などがある．
② 適切な溶接法の選択ことにしたい．

溶接法の適用・選択に当たっては，各種溶接法の特徴，
長所・短所についての知識・情報を得ること．とくに生溶接施工計画

産性の向上と溶接品質の確保の両面から検討・計画する
2.1

溶接施工計画の概要

必要がある．

溶接構造物を受注した場合，顧客と施工者の間でさま③ 溶接材料，溶接施工要領，溶接条件

ざまな文書，図面の確認作業が必要となる．溶接管理技

母材に適合した溶接材料を選定するとともに，保管設術者の業務として，「施工計画書」，「品質管理計画書」，

備・取扱い要領を検討する．溶接施工要領は詳細かつ明「安全・衛生管理計画書」等の提出，承認取得作業があり，確に定めると共に，その承認の手順を客観的に定めておこの中で，「施工計画書」は最も中心的な文書とされる．

くことが重要である．工事に際しては，この溶接施工要そして，「溶接」は通常，施工の主体であるため，施工計

領書を基に，組立精度管理，治具の取扱い等の全般的な画書の内容は「溶接」の記述が過半となる．なお，品質注意事項を含めた「溶接作業指示書」を発行し，作業者管理計画や安全・衛生管理計画等が重要であることは当への周知・徹底を図る．

然であり，これらは施工計画書が引用する文書とするか，④ 作業環境，溶接姿勢の検討

場合によっては施工計画書に含めることもある．

溶接作業はなるべく工場内で実施し，現場（現地）溶

顧客に提示する施工計画書の内容は，例えば ISO3834

接は可能な限り避ける．また，溶接姿勢はなるべく下向で規定された項目を網羅しておくことが，最低限必要な姿勢で，能率の良い，品質の確保し易い方法で実施できことと言える．しかし，製品の出来栄えの如何は，計画るように計画する．

によって決定されるといわれるように，施工計画が不十⑤ 工場・現場設備の効果的，効率的な運用分であったり適切でない場合は，品質が良くても日程や

基本設備（電源容量，運搬移動設備，定盤・作業場所，

コストが要求されたものから大きく狂ったり，あるいは足場，溶接機と溶接箇所の距離等），作業場所の制約条件，

日程が良くても要求される品質を満足しない場合が起き作業従事者への制約条件からくる生産性への影響を考慮る．また，コスト削減や日程短縮にかかわる計画/管理は，した計画とすること．

ISO3834で規定されている項目ではないが，企業が培って⑥ 溶接および試験要員の確認きたノウハウを駆使して実行すべき項目である．したが生産性に適合した配員を計画し，技量資格を確認する．

って，溶接施工計画に際しては，ISO3834 の規定以外の

必要に応じて技量試験を実施すると共に，教育・訓練計

項目を含めて，溶接施工に関連する項目のすべてについ画を立案する．

て，事前によく問題点を把握し，対策を織り込んだものにしておく必要がある．

⑦ 溶接欠陥等の工程阻害要因の検討
溶接欠陥や過度の溶接変形が生じないように予め検討

溶接施工計画の項目は多岐にわたるが，溶接管理技術

し，これらを防止あるいは最小に止めるように計画する．

者が計画に取り組む際の，基本的な考え方，配慮すべき

また，構造物の形状・寸法によっては，溶接あるいは検事項を挙げると次の通りである．

査ができないなど，溶接部の品質に大きな影響を与えか① デザイン･レビュー等による要求品質の確認
契約内容，仕様書，設計図面，製作･工事内容，そしてねないので，配慮すべき点は設計図面を変更する．
⑧ 試験･検査要領および手順の確認

溶接しようとするものの要求品質を十分に検討・把握す

万一の事故の際，事故原因を追跡できる品質計画とすると共に，デザイン･レビュー等により設計・製作上の懸る．そのため，溶接品質の記録が残る仕組みを採用し，案事項を解決し，計画に織り込む．検討すべき要求品質

とくに原因追跡のトレーサビリティ管理を計画に織り込としては，静的あるいは動的強度，耐食性，耐摩耗性，

む．非破壊試験については，高張力鋼溶接部の遅れ割れ

図１

溶接施工要領決定過程における各種要因の関係2)
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への配慮のために試験時間に制限が設けられることがあ

対して，溶接品質に影響を与える重要な因子（板厚，開り，事前に工程に組み込んでおく必要がある．

先形状，溶接条件，積層，予熱，後熱等）について条件⑨ 安全・衛生への配慮を設定した文書」である．JIS Z 3421-1-2003（ISO15609-

高所作業，閉所作業等はとくにアーク溶接作業にとっ2000）「金属材料の溶接施工要領及びその承認―アーク溶て安全･衛生管理が重要である．溶接方法，作業環境に適接の溶接施工要領書」には，WPS に記載されるべき主な応した管理について十分に配慮した計画とする．

因子（溶接確認項目）として次の項目を挙げている．

上記の考え方を踏まえて，次項以降には各論として，① 材料：材料の種類，規格，板厚

施工計画項目の中でも重要とされる①溶接施工要領の決② 溶接方法定，②溶接生産性評価と溶接コスト計画，③日程計画，③ 溶接材料：溶接棒，溶接ワイヤ，フラックスなどの④溶接設備計画，⑤溶接要員計画，⑥試験・検査計画の④ シールドガス：ガスの種類，混合比，流量要点を解説する．
2.2

規格，サイズ，銘柄

溶接施工要領の決定⑤ 継手の種類

溶接管理技術者の計画段階における最も重要な職務の一つが，溶接施工要領を決定，承認取得することである．
図１には，要求されている溶接品質を満足する溶接施工要領を決定するまでの過程と各種要因の関係を示す ．
2)

設計図，仕様書，工程能力，生産能力を基本に，全溶接工程について施工の方法，条件などの要領を計画，決定⑥ 開先：形状，寸法⑦ 溶接姿勢
⑧ 溶接条件：各パス毎の溶接電流，アーク電圧，溶接
速度，積層法など⑨ 予熱およびパス間温度：

有無，有りの場合は温度範囲（下限，上限）⑩ PWHT：有無，有りの場合は加熱温度などの熱処理する．
図２には，溶接施工要領を決定するまでの手順の一例

条件を示す2)．WPS（溶接施工要領書）とは，「製品に使用す⑪ 電極数，極数，結線方式：多電極の場合に記載

る母材と溶接材料の組合せ，および適用する溶接方法に⑫ 文書番号：他の WPS と識別するための番号40

図２

溶接施工要領決定手順の一例2)

表１

溶接施工法承認における各段階3)

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585

図３

溶接施工法試験における試験片採取要領3)

WPS の決定手順は JIS Z 3420（ISO15607-2000）「一般原要領書（pWPS）が，そのすべての確認項目の範囲が標準則」の附属書 B（参考）において，「溶接施工法承認にお溶接施工法によって許容される範囲にあるならば，承認ける各段階」として表１に示すように記載されている ．

される．

3)

最も基本的な手順は，まず pWPS（仮の施工要領書）を標準溶接施工法は，溶接施工法試験に関する承認に基作成する．これに基づいて WPQT（溶接施工法試験）をづいて，WPS または WPAR の様式として，発行しなけれ実施する．JIS Z 3422-1（ISO15614）「溶接施工法試験」でばならない．最初の標準溶接施工法の承認に対して責任は，母材と同材の試験板に，同一溶材，同一条件で溶接を持つ検査員または検査機関は，この標準の発行およびした継手に対し，図３に示すような試験片を採取して，改正を行わなければならない．また，標準溶接施工法の所定の機械試験などを行うことを規定している3)．この結適用は，使用者が満足できる条件に従う．

果から，継手の性能が設計の要求性能に合致しているこ④ 製造前溶接試験による承認とを確認する．これら性能は実製品の溶接品質の代用特溶接施工法試験と同じ機能を持つ溶接試験であるが，性値として扱われる．試験結果をもとに WPAR（溶接施より製造の条件に近い条件で試験材が作成される．標準工法承認記録）を作成し，発注者の承認を得て WPS とな化された試験材を使用しなくともよい．

る．

試験材は製造時の継手をシミュレートするように作製

なお，溶接施工法の承認方法としては，表１の（注）されなければならない．また試験は製造に先立ち，かつ，に示したように，上述の溶接施工法試験を実施する方法

製造に用いる条件で行わなければならない．試験材の検以外に，下記の承認方法も認められている．

査および試験は要求事項の範囲内で行わなければならな① 承認された溶接材料の使用による承認

い．この試験は，対象の継手の状況に応じて特別な試験承認された溶接材料とは，独立した検査員または検査の追加または代替を必要とすることもあり，検査員また機関（第３者機関）によって試験され，承認された溶接は検査機関によって合意されなければならない．

材料または溶接材料の組み合わせを指す．溶接入熱が限WPS は溶接施工管理上もっとも重要な文書のひとつで定された範囲内に保持されるならば，熱影響部が著しくある．実工事の継手は，WPS に準拠して溶接するため，劣化しない材料に対しては，このような承認された溶接WPS は作業者に対する指示書にも記載して周知徹底を図

材料を使用する溶接施工要領の承認が認められる．ただる必要がある．

し，アーク溶接とガス溶接に限定されている．
② 過去の溶接実績による承認

2.3

溶接生産性評価と溶接コスト計画

諸計画の中でも，どれだけの溶接作業時間がかかるのこの方法は，過去の実績を引用することによる溶接施か．溶接技能者は何人必要か．溶接材料はどのくらい準工法の承認を認めている．製造者は，対象とされる継手備するのか，といった溶接コストの見積もり（溶接生産の種類と材料において，過去に満足しうる溶接を行った性の評価）は必須である．とくに，溶接コスト計画としことを，適切な根拠のある独立した文書によって証明でては，そのコストで問題はないか，さらには一層のコスきるという条件のもとに，過去の実績を引用することにト削減を図れないかといったことを良く吟味する必要がよって，承認前の溶接施工要領書（pWPS）の承認を得てある．そのためには，溶接生産性の評価尺度を適切に用もよい．この場合，許容される品質の溶接を一定期間継いるとともに，生産性向上への不断の取り組みと計画へ

続して行ってきたことを証明する試験データが示せる場の反映が重要となる．

合で，実績から信頼できるとわかる溶接施工要領だけを使うべきである．

（1）溶接生産性の評価
生産性の定義は，生産物を作り出すために投入した労③ 標準溶接施工法の使用による承認

働力，資金，設備，原材料，土地などの生産要素に対しこの方法は，標準溶接施工法を用いた溶接施工法の承て得られた成果がどのくらいかということであり，一般認である．製造者によって準備された承認前の溶接施工に次のように表される．
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表２

表３

溶接の生産性の種類と指標4)

溶接コストの費目と計算式の一例4)

生産性＝産出（アウトプット）/ 投入（インプット）

生産性はインプットとアウトプットの比率で表される溶接の生産性の種類とそれを表す指標としては表２にので，それぞれの要素について何らかの単位で測定され示すようなものがあり，目的に応じて使用されている4)．

なければならない．たとえば，「溶接技能者１人が１時間

基本的には，インプットとなる生産要素は溶接技能者，あたりで溶接する溶接長」は溶接技能者の「労働時間」

溶接設備，溶接材料であり，アウトプットとしては溶接という投入量で，その労働時間で施工した「溶接工事量された構造物や継手となる．

（溶接量）」という算出量を割った値であり，一つの生産

42

溶接接合教室−基礎を学ぶ− 原沢：溶接施工計画と溶接施工管理

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性の指標である．ここでは，溶接作業量の見積もりのために良く使われる指標を次に紹介する．
1）溶接長による見積り
図面より溶接継手長を読み取り，溶接長の合計で溶接作業量を見積もる方法．この場合，すみ肉継手は両側が溶接されるので溶接長としては継手長の２倍となる．溶接姿勢は無視して合計長だけで見積る場合と，溶接姿勢
別の溶接長にして見積る場合がある．板厚とすみ肉脚長の要素は含まれない．
2）溶着金属量による見積り① 溶接の高速化を図る：多電極自動溶接機や高速自動溶接機を適用する．
② 高溶着量溶接化を図る：１パスでより多くの溶着量が得られる施工法を採用する．
③ 溶接のロボット化や無監視化を図る：一人のオペレータで複数台の溶接機を操作できるようにする．
3）作業管理の改善
作業内容を分析し，緻密な管理により，無駄を省けば生産性は向上する．
① アークタイム率を上げる：溶接作業時間のうちでア

溶接長とともに突合せ継手では開先断面積（裏はつりークが出ている時間の割合を増やす．準備，移動，部を含む）を基に，すみ肉継手では脚長を基に溶着金属

待ち，片付けなどの時間の削減とともに，スラグの量を求め，それにより溶接作業量や必要溶接材料重量を除去時間，ビードの清掃時間，溶接材料の取替え時見積る方法．必要溶接材料重量を求める場合，溶接材料

間なども減らし，アーク発生時間を増やせばアークの溶着効率を考慮する．

タイム率は向上する．

3）換算溶接長による見積り
換算溶接長により見積もる方法．構造物の各種継手を② 正味作業率を上げる：上述したアークタイム率と同じ考え方である．準備，移動，待ち，片付けなどの頻度の高い一つの継手，例えば脚長 6 mm の水平すみ肉

時間を減らし，正味作業，すなわち溶接作業時間

溶接継手に換算して，その換算長から作業量，溶接材料（この場合はスラグの除去時間，溶接材料の取替えを見積る方法である．

時間などは含む）の比率を上げる．具体的には流れ

4）鋼材重量と溶接材料重量の比率による見積り

作業化することや，治具による下向溶接化などがあ類似の構造物の過去の実績から推定して求める方法．

る．

例えば，使用した鋼材重量と消費した溶接材料重量の比③ 開先精度を向上させる：精度管理を厳密にすること率を用いて，新たな製品の設計鋼材重量から溶接材料重により開先精度を向上し無駄な溶着金属を減らす．

量を算出し溶接作業量を見積る方法である．

すみ肉溶接で規定脚長以上の脚長をつけないように

表３には溶接コストの費目と計算式の一例を示す4)．溶

管理することも同様の効果がある．

接工程における投入量として，溶接設備，溶接材料，溶④ 手直し溶接を減らす：欠陥を出さないように作業を接労働力を金額で表示して，単位溶接長あたりの金額を見直す．溶接方法，溶接材料，溶接条件の見直しを求めることがよく行われる．

行う．溶接技能者の技術向上も図る．
日程計画（2）生産性向上の方法

2.4

溶接の生産性向上のための取組みには大きく分けて３計画に際しては顧客への納期遵守を念頭に，工事量，つある．設計面（溶接量を減らす），溶接技術面（溶接方

設備能力，製作方法，手順などを総合的に考慮しなけれ法の高能率化や自動化による省人化）および生産管理面ばならない．この場合，できる限り工事量の変動を少な（アークタイム率などを上げる）からの取組みである．実くし，また工程間のアンバランスがないように計画する

際的にはこれら３つを重層的，総合的に実施することにことが大切である．さらに，前項コスト計画での「コスより生産性の向上が図られている．

ト削減」と同様，日程計画では「納期短縮」への取組み

それぞれの取組みの要点は次の通りである．
1）溶接量の削減
設計段階で，溶接継手そのものを削減するなど，具体的には設計と協議して次のような対策をとる．
① 継手長，溶接長を削減する：より大きな板を使っても忘れてはならない．
日程計画は大きな工事では通常大日程，中日程，小日
程に区分して計画，管理される．最近では待ち行列理論などによる物流シミュレーションを適用して生産性向上，効率化を図ることもある．

溶接継手を減らす，部材数を減らす，T 型継手や L

通常，工事に着手した初期の段階では，工事に対する型継手はすみ肉溶接でなく曲げ加工で成形する，な不慣れからくる能率の低下が予想されることから，多少

ど．

日程上の余裕を見ておく方が良い．また極端な短日程の② 開先断面積を減らす：板厚を減らす，開先角度を狭計画は品質を犠牲にすることにもなるので，発注，受注

くする，ルートギャップを減らす，脚長を減らすな

両者とも，余裕をもって計画を立てる配慮が必要である．

どして溶着金属量を低減する．ただし，適用する規溶接品質を確保するためにも日程計画に考慮が必要な

則，基準，仕様書の許す範囲内で，溶接欠陥が出な場合がある．例えば，780 MPa 級高張力鋼や Cr-Mo 系低い範囲内で減少を検討する必要がある．

合金耐熱鋼の溶接施工においては，水素による遅れ割れ③ 大ブロック化や，溶接量を減らすブロック分割など．
2）溶接の省人化
一人の技能者の溶着速度を増やせば，より少ない技能者数で仕事が終わり，生産性は向上する．

の危険があるため，一般には溶接後48時間経過した後に非破壊検査を実施しなければならない．
しかし，現地工事などのように他の工程（たとえは土木工事）との関係から48時間の検査待ち時間がとれないこともある．この場合はいわゆる溶接後の直後熱（たと溶接学会誌

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えば 780 MPa 級高張力鋼で 250℃，２時間程度）による⑦ 溶接材料の保管庫，乾燥設備，携帯容器など

脱水素処理を行ったあとで24時間放置して非破壊検査を⑧ 破壊試験および非破壊試験装置するなど，放置時間短縮のための特別な処置がなされる

最近では，溶接の自動化，とくにロボット溶接の設備化が拡大してきたことと相まって，設計（CAD）から製ことがある．
上述のような高張力鋼や低合金耐熱鋼では，このほか

造（CAM）にいたる技術情報をコンピュータにより矛盾

予熱，入熱量の制限，後熱（PWHT）などの施工が必要なく，効率よくデータ処理し，提供しようとするとなるので，日程計画に際しては検査時間だけでなく，

CAD/CAM（Computer Aided Design/Manufacturing）化

全般的に施工上の制約が多いことを留意して立案するこが進んできた．そして，製品の変更や情報の変更に柔軟とが重要である．

に対応し，部品や製品の移送・管理までを自動化しよう

2.5とする FMS（Flexible Manufacturing System）や，製造溶接設備計画一般に設備計画は，構造物の種類，生産量，品質レベ

情報，技術情報，管理情報といった生産現場で発生する

ル，組立方法，施工方法，作業能率などを考慮して決め

各種情報をコンピュータシステムによって統括し，生産られる．溶接設備については，溶接機の仕様，台数，配の効率化を推進しようとする CIMS（Computer

置，電源容量を計画することが基本であるが，関連設備

Integrated Manufacturing System）といった製造システムである作業定盤，反転治具やポジショナなどの組立治具，開発を計画に組み入れるところも増えてきた．

搬送設備，各種治工具の工夫の適否が作業能率や溶接品

なお，設備計画には，溶接機や関連機器の正しい機能質に影響する．また，製造工程全般でいえば，切断，加発揮のため，正しい操作と完全な保守整備の計画が必須

工，ひずみ矯正，熱処理，試験・検査用機器等の諸設備である．PM（Preventive Maintenance）は，機器の故障の計画も必要となる．

を未然に防ぐ予防保全と機能の維持・確保を行う手法と計画すべき主な設備を列記すると，次のとおり．

して重要である．工場全員で参加するもとに行う PM を

① 溶接電源およびその他の機械採り入れた，保守計画を作成し，確実に保守点検を実施② 熱切断を含む，開先加工および切断設備するべきである．
溶接要員計画③ 温度計を含む，予熱，溶接後熱処理設備

2.6④ ジグおよび固定器具

十分な知識と経験を有する要員を確保し，溶接施工に⑤ 溶接製作に使用するクレーンおよびハンドリング設⑥ 溶接要員の保護装置およびその他安全設備

表４44

当たるように計画しなければならない．また，優れた要
員は短期間で育つものではなく，教育，訓練を含めた長備期的な計画が必要である．

わが国の主な溶接要員認証制度3)

溶接接合教室−基礎を学ぶ− 原沢：溶接施工計画と溶接施工管理

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如何なる要員も JIS などの適格な規格に従い認証されただ，溶接技能者は技術検定（技能認定）や訓練施設るべきである．要員資格制度としては，国際的には IIW

内での評価だけでは，重要構造物の溶接能力としては不の分類がある．わが国ではその国際的な制度との整合を十分である．多くの実工事の経験により技量が完成され図ってきている．資格としては従来，溶接管理技術者，

る．溶接管理技術者や溶接作業指導者は，平素から溶接

溶接技能者，非破壊検査技術者がそれぞれの任務に当た技能者の品質記録を整理し，把握しておくことが必要でってきているが，溶接作業指導者や溶接検査技術者の重ある．また，技量向上のための教育・訓練計画を立案し，要性が認識されてきた．表４には，わが国の溶接要員認実施，フォローするとともに，個人の能力の幅を広げさ

証制度の主なものを示す ．

せ，自動化機器の習熟等生産性向上に寄与できる多能工

3)

溶接要員の中で重要な役割を持ついくつかの資格者に化を目指すことも重要である．

ついて要点を解説する．

なお，自動溶接装置や溶接ロボットの操作（教示，条（1）溶接管理技術者

件設定を含む）を行う要員についても技能や知識が要求

ISO14731（JIS Z 3410）で，溶接管理技術者の任務と責される．

任が規定されている．その業務は ISO3834（JIS Z 3400）（4）溶接検査技術者「溶接の品質要求事項−金属材料の融接」での規定と合致

設計図面，仕様書の要求通りに溶接施工が実施されてしていて，溶接施工だけでなく，工事の契約内容の確認いるか，開先精度検査，溶接部外観検査，寸法検査や破からデザインレビュー，生産計画，下請契約，材料管理，

壊試験の立会いなどを行い，非破壊試験結果も勘案して，溶接設備，要員管理，試験・検査，記録・文書管理等，総合的に溶接品質を評価し，記録に残す役割を持ってい

多岐にわたっている．溶接管理技術者は単に溶接の施工る技術者である．溶接施工者自身とは異なる客観的な視管理をするだけでなく，その前後の関連業務にも関与し，点で溶接部を検査することが求められている，いわゆる広い視野で総合的に管理業務を行う役割を担っているこ

Welding Inspector であり，欧米では資格制度が早くからとを自覚すべきである．

定着している（例えば，AWS-CWI）．近年の溶接構造物

日 本 で の 代 表 的 な 認 証 は ， ISO14731(JIS Z

に対する品質要求の向上にともない，わが国でもこのよ3410)/WES8103 による溶接管理技術者認証制度で，認証うな任務を持つ技術者の重要性が高まっていくものと思

等級として３等級（特別級，１級，２級）を定めている．

われる．

この認証者はわが国だけでなく，近年はアジア各国でも増えつつあり，日本から発信した国際的な資格の一つと（5）非破壊検査技術者
溶接構造物の非破壊検査技術者は，非破壊試験および各種検査技術についての専門的知識，経験はもとより，なりつつある．
（2）溶接作業指導者

溶接技術についてもそれらを保有する必要がある．日本

溶接作業指導者に求められる資質は，溶接技能者とし非破壊検査協会では JIS Z 2305 などにより，非破壊検査ての実績を持ち，生産現場の経験も豊かで技術的，技能技術者の技術検定，資格認証を行っている．また，日本的に優秀であることである．実工事の溶接作業の監督者

溶接協会では WES8701 により非破壊検査事業者の認定制として欠かせないが，とくに重要なのは新人・若手の指度を実施している．
試験・検査計画

導・育成および技能の伝承であり，今後その重要性はま2.7

すます増大すると思われる．WES8107 では，溶接作業指

溶接施工前には溶接施工法試験，材料のミルシート照導者の任務と職務能力を表５のように定めている3)．

合確認，開先検査があり，施工中には裏はつり検査があ（3）溶接技能者

る．溶接後には溶接構造物が計画どおりの性能を備えていかに溶接の自動化，ロボット化が進んでも，溶接技

いるかを確認するための各種試験・検査がある．試験・能者の重要性は変わらない．溶接作業はそれほど単純な検査計画とは，施工計画の段階で試験・検査の項目，適作業ではなく，いまだに多くの溶接構造物は溶接技能者

用時期，条件，判定基準を確認，決定しておくことであの手に依存している．知識，経験，技量を持った溶接技

る．

能者が，溶接姿勢，継手精度，作業環境などに応じて適

ここでは計画段階での留意事項を次に示す．

切な判断をしながら施工して，はじめて良い品質の継手① 試験方法によっては図面変更など設計段階の問題に派生してくることが多い．溶接はできても放射線透が得られる．

表５

溶接作業指導者の任務と職務能力3)

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590

過試験の X 線フィルムが設置できないとか，溶接ビの追跡調査ができる（トレービリティのある）管理が必ードをグラインダ仕上げしないと基準に合った試験要である．

結果が得られないといった問題は常にある．

識別管理でまず重要なことは，納入された材料をミル② 溶接してから，どの時点で非破壊試験を適用するかシートと照合し，現物確認をすることである．切断，曲も，施工計画の際に考えるべきことである．日程計

げなどの加工作業にかかる前にも確認することが必要で画のところで述べたように高張力鋼溶接部の遅れ割ある．次に重要なことは，切断によって分割された材料れへの配慮のために試験時期に制限があることや，の誤使用防止対策である．部材の誤使用防止のための識

溶接以外の工程（たとえば研掃，塗装工程，保温，別管理としては次のようなものがある．

保冷材などの取付け工程など）との調整を事前にし① 切断した部材すべてに鋼種等をマーキングする．

ておかないと，後になって工程の混乱が生じ，ひい② 鋼種別に表面のプライマやマーキングの色を変えるては溶接の品質に悪影響を及ぼすおそれがある．

（色別管理）③ 作業場所の安全に対する配慮．放射線透過試験では③ マーキングがメッキや熱処理で消える場合には，ポ放射線被曝の危険からの回避が必要であり，法令にンチやタグで管理する．この場合，高張力鋼などで準拠して計画する．また，圧力容器，配管などでははポンチやたがねの使用が制限されることがあるの

耐圧試験中の破壊事例が見られている．耐圧試験にで注意を要する．

水を用いるか，水以外の油などの液体を用いるか，④ 切断後の残材についても，後日使用する時のため，空気，窒素，ヘリウムなどの気体を用いるかは耐圧あるいは治具等で用いる場合のことを考え，鋼種や圧延方向をマーキングしておく．

試験の条件や破壊の危険を考慮して選択する必要がある．圧力が高いとか，破壊の危険がある場合には⑤ 最近では，部材を，IC タグやバーコードで管理することもある．

水や油などの液体による試験が適用される．冬季には水や油の温度を高めて試験することもある．

3.2

溶接材料の管理

被覆アーク溶接棒やフラックスは，水に濡らしたり大

溶接施工管理気中に放置したりすると吸湿し，アーク熱で水分が分解して水素を発生し，それが溶接金属に入り込み，欠陥発

溶接施工管理は，溶接施工計画を基にして実行に移さ生の原因となる．とくに，高張力鋼の溶接材料では，それるが，溶接施工特有の管理の要点を良く把握することの水素が低温割れの発生原因の一つとなるので，吸湿防が重要である．ここでは溶接品質を確保する観点から，止のための取り扱い，乾燥，保管に厳重な管理が必要で溶接施工の実施過程（工程）での管理項目として，①材ある．

料（被溶接材）の管理，②溶接材料の管理，③溶接設備

溶接棒は被覆剤中の水分を除去するため，その製造工の管理，④材料加工と溶接準備の確認，⑤溶接施工の管程において被覆剤成分が変質しない範囲で高い温度によ理，⑥溶接結果の確認と記録をとりあげ，それぞれの管る乾燥が行われている．しかし，被覆溶接棒は出荷後作理の要点を示す．

業現場で使用されるまでに，温度，湿度，時間に応じて3.1

材料（被溶接材）の管理

被覆剤が水分を再び吸収する．したがって，この水分を母材となる材料は（被溶接材）は，変形，腐食，劣化除去するために，使用前にもう一度乾燥（再乾燥）を行などの損傷を受けないように保管され，識別され，誤使

わなければならない．この乾燥条件は，溶接材料の種類

用されないことが必要である．

によって標準的な適正範囲が規定されている．

（1）保管管理
材料の種類に応じた保管管理が重要である．留意事項の例を次に示す．

低水素系溶接棒については，乾燥後ただちに使用しな
いときは 100〜150℃ の温度に保たれる保管容器に入れて吸湿を防ぎ，そこから適宜取り出して使用する．取り出① 鋼材を屋外に長期間保管する場合には腐食を防止す

した後の大気放置時間も制限する必要がある．通常 2〜4るために防錆塗装やカバーなどの対策を講ずる．

時間である．この制限時間を越えた場合には，上記基準② ステンレス鋼は，錆びの発生しやすい炭素鋼とは分に従って再乾燥をしなければならない．

離して保管する，また鉄粉が飛散してくるような場

溶接材料についても誤使用の防止のため識別管理を行所には置かない．鉄粉や鉄錆の付着は「もらい錆」

わなければならない．被覆アーク溶接棒の場合は，棒端の原因となる．

色による管理，乾燥庫や保管庫では銘柄別に置き場所を③ アルミ合金は雨や水分で腐食が進行するので必ず屋内に保管する．
（2）識別管理

区分けするなどの方法で管理されている．
3.3

溶接設備の管理

溶接設備及び関連する付帯設備の管理は，溶接管理技

設計図面に記載されているとおりの材質，種類，板厚術者の重要な責務の一つである．作業に使用する機器，の材料を誤りなく使用することは，溶接施工管理の第一装置を常に整備，校正された状態にしておくことは，作歩といえる．

業の安全性面からも溶接品質，能率面からも不可欠であ鋼材に限らず，材料は外観では識別が困難なものが多る．

い．万一，溶接構造物に事故が生じた場合，原因追究の具体的に管理すべき内容の主なものを次に挙げる．

ためにも納入された材料から分割された部材に至るまで① 溶接機，溶接装置の計画的な整備

46

溶接接合教室−基礎を学ぶ− 原沢：溶接施工計画と溶接施工管理

591② メータ類が正しく校正されていること

る．例えば，調質高張力鋼は焼き戻し温度を超える温度④ 付帯設備の整備・調整

で熱間加工してはいけない．TMCP 鋼では 600℃ 以上に⑤ 日常点検，始業点検の徹底
3.4

物を巻き込んでいないかといったことにも注意を払う．
熱的方法の場合は，部材の加熱温度の管理が重要であ③ 消耗部品の管理

材料加工と溶接準備の確認

加熱すると，強度やじん性を損なう場合がある．また，材料は溶接される前に所定の形状に切断される．曲げ加工される部材もある．被溶接材は開先加工され，適当一般鋼材でも青熱ぜい性温度域（150〜350℃）での加工を禁止する場合がある．

な定盤や治具を利用して組立てられ，タック溶接されて（2）開先加工および開先精度

溶接準備が完了する．

1）開先加工

溶接の自動化，ロボット化の進展により，溶接前の開V 開先，X 開先などの開先加工は，熱切断で行われる

先精度，取付け精度が継手品質に大きく影響するため，場合が多い．U 開先など曲面の場合は機械加工で行われこれらの工程はますます重要となっている．

る．開先面に深いノッチがあると，割れ，融合不良など（1）材料の切断と曲げ加工の溶接欠陥の原因となる．切断スラグが付着したままの

1）切断

開先で溶接するとブローホールなどの発生を助長する．

切断は，熱切断または機械切断により行われる．一般

開先切断においては，ベベル角度，ルートの大きさなどの鋼構造物では，酸素アセチレンや酸素プロパンなどのガス切断で行われる場合が多い．切断の高速化，高品質化，高精度化のために熱ひずみの少ないプラズマ切断やの精度確保がとくに重要である．
2）開先の清掃
開先面およびその近傍の異物（水分，油脂，錆び，塗装，ごみなど）は，溶接欠陥の原因となるので除去しなレーザー切断の普及が進んでいる．
切断ノッチや切断ひずみなどは後工程の溶接品質や能ければならない．とくに開先部に存在する隙間内の水分率に大きな影響があるので，切断法や切断条件に十分なや塗装などは気孔の発生を招き，ときには割れの原因と配慮が必要である．各切断法の特徴，長所，短所をよくなる．

把握し，材料の種類，板厚に応じた切断法を採用する必ワイヤブラシで清掃する場合，ステンレス鋼，チタニ
ウム合金などの材料に対しては同材質のワイヤを使う必要がある．
2）曲げ加工要がある．これは炭素鋼ワイヤブラシを使用すると，異曲げ加工は，一般にプレス，ローラなどによる機械的金属への象嵌（ぞうがん）による発錆（もらい錆）を生

方法あるいはガスバーナによる線状加熱法などの熱的方じるからである．
製作中に錆が発生しないように鋼材に塗装する一時防法が単独または併せて用いられる．
機械的方法では，加工装置の能力と加工度に応じて材

錆塗料（ショッププライマ）も除去しないとブローボー料の強度やじん性も考慮して冷間加工か熱間加工かを決ル等の発生につながる．除去しなくてもよいように配慮

める．鋼材の冷間加工では，ひずみ時効により材質劣化，された溶接性の良好なプライマもある．この場合にはそ

とくに低温じん性の劣化があるので，加工の程度には注のまま溶接して良いが，膜厚が厚い場合（例えば 20μm

意を払う必要がある．490〜780 N/mm 級高張力鋼の場合，以上の場合）には，除去しないと欠陥が発生する．

2

じん性要求にもよるが，加工ひずみの許容量として 5％

3）開先精度・取付け精度管理程度までとされることが多い．加工前の注意事項として

開先精度・取付け精度がよくないと，溶接作業量の増は，縁部からき裂が入ることがあるので，縁部に丸みを加，溶接欠陥の発生，溶接変形の増大，製品としての寸つけておくことを忘れてはならない．また，加工傷を付法不良など，溶接品質全般に悪影響を及ぼすばかりでなけないこと．押し治具に傷がないか，被加工材の間に異く，ひずみ取り作業や手直し溶接が必要となり，溶接コ

図４

突合せ継手のルート間隔過大の場合の処理方法3)
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592

図５

裏当て金の使用方法3)

ストは著しく増える．

ため．

開先精度・取付け精度管理は，開先角度あるいはベベ② アークのスタート時は不安定でブローホールや融合

ル角度，ルート面寸法，ルート間隔，目違い（くい違い）

不良の欠陥が発生しやすいので，エンドタブ上でアが，溶接施工要領書，仕様書，適用基準の要求範囲内にークの発生を行うため．

収まっているかを確認する．
4）開先精度・取付け精度不良の修正
開先精度・取付け精度が要求されている範囲内に収まっていない場合は修正加工を行うか，継手の取付けをやり直して範囲内に収まるように修正しなければならない．
ルート間隔が過大となった場合の処理方法の例を図４（突合せ継手の場合）に示す3)．
裏当て金を用いる場合は，図５に示すように裏当て金も一部が溶けて溶接金属となるので，裏当て金の材料は溶接する材料と同質のものを使う必要がある．また，隙間が生じないように精度よく取付ける必要がある3)．

③ ビードのクレータ部には割れなどの欠陥が発生しやすいので，エンドタブ上にクレータ部をもっていく
ため．
④ 大きいエンドタブを取付けると，終始端部の溶接変形や磁気吹きの防止にも効果がある．
エンドタブの材質は，母材と同材質のものを用いるのが原則である．最近はセラミックス製のタブも使用されている．
（4）一時的取付品の溶接と除去
部材の組立て，運搬や，足場などの架設のため，治具，ピース類などの一時的取付品を溶接することがある．こ（3）組立，タック溶接，エンドタブ

れらの溶接は一時取付品を固定するのに必要な強度を持

部材を組み立てるとき，定盤や各種溶接治具の活用はつのみならず，母材に有害な影響を与えないような溶接極めて重要である．その目的は主に次の３点といえる．

法，溶接材料および施工条件で行うことが要求される．

① 溶接をできるかぎり下向姿勢で行えるようにする．

技能資格をはじめ，原則的にタック溶接の場合と同様の② 溶接によって生じる変形を拘束し，または適当な逆管理が必要である．

ひずみを与えることによって製品の精度を高める．

工事完了後，このような一時取付品は除去されるが，③ 作業を単純化あるいは自動化して能率を向上させその際には母材に傷をつけないように注意して除去する必要がある．母材に傷をつけた場合は，グラインダで除る．
タック溶接については，そのビードが本溶接時に溶融去したり，長めのビードで埋めたりして，その後平滑にして継手内部に取り込まれる場合には，次のような注意仕上げる．深い傷の場合は補修溶接をして，平滑に仕上が必要となる．．

げる必要がある．母材が高張力鋼の場合には，仕上げた① タック溶接が割れないように必要で十分な長さのビ

後に MT や PT で傷が残っていないことの確認が必要でードを適切な間隔で配置する．高張力鋼では過度のある．

硬化と割れ防止のため，タック溶接の最小ビード長

3.5

さを40〜50 mm としている．TMCP 鋼の場合にはよ（1）材料の溶接性の把握

り短い最小ビード長さを規定している基準もある．

溶接施工を適切に管理するためには，まず使用材料の② タック溶接の品質は本溶接と同様に重要なので，本溶接性を良く把握することが大切である．同じ材料の溶溶接と同等の溶接材料で行う．重要な継手，マグ溶接部であっても，溶接施工の条件が違えば，さまざまな接継手サブマージアーク溶接継手あるいは厚板継手

凝固収縮過程や熱履歴を受けるため，さまざまな顕微鏡のタック溶接を被覆アーク溶接で行う場合は低水素組織を呈し，強度，延性，じん性など機械的性質の変化

系溶接棒を使用する．

や，さまざまな変形，残留応力を生じ，甚だしい場合に③ タック溶接は，原則として本溶接と同じ技能資格を持つ技能者が行うことが望ましい．

溶接施工の管理は割れなどの溶接欠陥につながることがある．
材料の溶接性の把握には，溶接用 CCT（連続冷却変態）④ 本溶接で予熱が必要な場合のタック溶接は，急冷に図が利用される．この図には，さまざまな溶接冷却速度

よるタックビード部の硬化，割れを防ぐため，本溶によって生じた，さまざまな顕微鏡組織，硬さが示され接の予熱温度より 30〜50℃ 高い温度で予熱をする．

ており，健全な溶接品質を確保するための適切な冷却速

突合せ溶接の始端部および終端部にはエンドタブを取付ける．エンドタブの目的としては次が挙げられる．

度を知ることができる．
ここで CCT 図の考え方を使って，溶接施工の管理とい① 端部は溶接金属が垂れやすく適切なビード形状が得う観点から，溶接部の冷却速度と継手の健全性の関係をにくいため，エンドタブでそれを形成しやすくする

概念的に示したのが図６である3)．厚板を小入熱で予熱せ

48

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593

ず溶接すれば，溶接部は急冷され，硬化や低温割れの恐は部材の拘束の影響も加わる．したがって，予熱温度はれがある．逆に，大入熱でパス間温度が高すぎると，溶これらを総合的に考慮して決められるべきである．

接部は徐冷され，結晶粒が粗大化し，軟化やぜい化の恐（3）パス間温度れが生じる．したがって，適正な冷却速度領域を把握す

多層盛溶接の場合，一つの中間パスの溶接を始めるとることにより，健全な継手品質が確保できる．高張力鋼

きには，通常その前のパスで溶接した下層のビードや開あるいは低合金耐熱鋼においては，炭素当量（あるいは先近傍の母材はまだ熱い．そのときの下層ビードや開先

PCM）値や強度が高くなるほど，適正冷却速度領域は狭く近傍の母材の温度のことをパス間温度という．したがっなる．溶接後の PWHT（溶接後熱処理）等も含めると，て，パス間温度が設定されるのは多層盛溶接の場合だけ

溶接施工管理の基本は，適正な熱管理の実施である．

である．

（2）予熱

例えば，「パス間温度は，100℃〜350℃」のように下限

溶接割れの防止対策として施工上もっとも重要なこと

温度と上限温度で設定される．予熱と同じ目的のためにの一つが予熱である．予熱を行うと，熱影響部の急冷に設定されるものが下限温度である．予熱が規定されていよる組織の硬化が抑制され，また冷却時間が長くなるこる場合，パス間温度は予熱温度以上に維持されなければとによる拡散性水素の放出も促進される．

ならない．

低温割れ防止以外の予熱としては，溶込み不良や融合上限温度は，多層盛溶接で下層溶接ビードの温度が高不良を防ぐ目的で行われる予熱がある．通常は予熱を必い状態のままで，すなわち，パス間温度が上限温度より要としない場合においても，開先部やその近傍の結露や高い状態で，次のパスを置くとビードがさらに加熱され湿気を除去するため，開先付近を 40℃ 程度に加熱するこ

過熱状態となり，冷却速度が遅くなり過ぎて，溶接金属とがあるが，この加熱施工はウォームアップと呼ばれ，部の結晶粒の粗大化を招き，溶接金属とボンド部のじん一般の予熱とは区別されている．

性低下，強度低下が生じるので，これを防止するために予熱温度は，母材の種類によって単純に決まるもので管理する温度である．

はなく，溶接する構造物または部材の大きさ，板厚，溶（4）溶接条件

接法，溶接材料，溶接条件，作業環境条件によって変え溶接条件には，溶接電流，アーク電圧，溶接速度，予るべきものである．また，低温割れに関係する溶接熱影

熱温度，パス間温度，溶接後熱処理条件，裏当ての有無，

響部（HAZ）の硬さおよび溶接金属の拡散性水素量は，

シールドガスの流量，電極数，電流の極性，パス数，層母材の化学成分，溶接材料に含まれる水素量，大気中の数など多くのものがある．母材の種類，板厚，溶接法，湿度，溶接冷却速度などによって変化し，さらに割れに溶接材料，溶接姿勢，溶接装置，開先形状などに応じて，これらの溶接条件は溶接施工要領書に定められ，実際の施工はその施工要領書に従って行われなければならない．
溶接条件は，一般に適正条件範囲として示されるが，その範囲の中心値が常に最適値とは限らない．開先の状
態や積層の仕方によって適正条件範囲内のどこの条件で施工するかを適切に選択して施工しなければならない．
溶接条件の管理は，溶接作業管理の中でももっとも重要である．溶接が溶接施工要領書どおりに施工されていることを確認することともに後述するように重要な継手については施工した溶接条件を記録して残すことが必要
である．
（5）溶接順序と溶着法の選定
溶接の実施においては，溶接構造物のどの継手から溶

図６

溶接部の冷却速度と継手の健全性3)

接を行っていくか，また１本の溶接線をどのような積層

図７

スカラップの例３）
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手順で溶接するか，という２種類の順序を考えなければのが望ましい．したがって，重要な継手では裏当て金付ならない．前者を溶接順序，後者を溶着法（または溶着き溶接の場合と完全な裏波が得られる片面溶接の場合を順序）という．

除いて裏はつりを行わなければならない．

1）溶接順序裏はつりの際に注意すべき点を次に示す．

溶接順序を誤ると，部材，構造物全体の変形や大きな① 初層溶接部とタック溶接部に発生した欠陥はすべて除去する．

残留応力を生じ，過度の拘束による割れの原因となるおそれがある．溶接順序の選定は構造物が正しい形状を保② 裏溶接がやりやすいように，裏はつりした溝（裏開つこと，著しい拘束が生じないこと，溶接欠陥が発生し先）は裏面積に広がった形状にしなければならな
い．

ないことなどを総合的に考慮して決定しなければならな③ エアアークガウジングで裏はつりした場合には，裏い．

はつり面へ炭素，銅粉が付着していたら除去する．

溶接順序選定の基本的な考え方を次に示す．
① 部材，構造物の中央から自由端に向けて溶接する．

④ 裏はつりを行った後，裏溶接を開始する前に必ず裏

すなわち，収縮変形をなるべく自由端に逃すように

はつり面の表面検査を行い，欠陥が除去されている

する．

こと，裏はつりした溝が望ましい形状になっているかどうかを確認する．これを，裏はつり検査という．

② 溶着量（収縮）の大きい継手を先に溶接し，溶接量目視試験，MT，PT などで行われる．

（収縮）の小さい継手を後で溶接する．
③ 著しい拘束応力を発生させない順序を選ぶ．
④ 未溶接継手を通り越して溶接しない順序を選ぶ．
突合せ継手とこれに交差する方向のすみ肉継手がある
場合，図 7 (a) のように，半円状の切り抜きを設けること（7）溶接後の熱処理
溶接後の熱処理には，溶接直後に行う「直後熱」と応力除去焼きなましである「PWHT」（溶接後熱処理）がある．

がある．これを「スカラップ」という．図 7 (b) のように，

1）直後熱

すみ肉溶接同士の交差部に設けるものもスカラップであ

直後熱は，低温割れが生じやすい厚鋼板の溶接などにる ．スカラップの目的は，溶接線の交差部に不溶融部やおいて，溶接終了直後に継手部とその周辺を加熱して，溶接欠陥を残さないためである．スカラップで注意すべ

溶接部の急冷による効果を防ぎ，水素の放出を促すこと

き点は，スカラップのすみ肉溶接の角まわし溶接が不良を目的として行われる．溶接終了後すぐに溶接部を 250〜の場合はそこが切欠きとなるので，角まわし溶接は丁寧

350℃ で30分〜１時間程度加熱保持してその後除冷する．

3)に行わなければならないことである．

2）PWHT（溶接後熱処理）

スカラップには応力が集中し，繰り返し荷重下では疲

PWHT は，応力除去焼きなましと呼ばれるように，溶労き裂の発生源となる恐れがある．そのため，スカラッ

接残留応力の除去を主目的として行われるが，溶接熱影

プは設けない工法やスカラップを設けても最後にそれを響部の軟化，溶接部の延性およびじん性の向上，水素の埋める工法が採用されることも多いが，交差部に溶接欠除去などにも効果がある．したがって，応力腐食割れ，陥を残さないような慎重な施工が要求される．

低温割れ，遅れ割れなどの防止にも有効である．加熱保2）溶着法

持温度，保持時間，加熱速度，冷却速度，炉外への取り溶着法には，溶接線方向に対する溶着法である前進法，

出し温度などが材料の種類や板厚によって規定されてい後退法，対称法，飛石法と多層盛における溶着法である
全長多層法，ブロック法，カスケード法とがある．

る．
オーステナイト系ステンレス鋼では，通常は溶接後熱後退法および対称法は，横収縮を溶接線について均等処理を行わない．しかし，過酷な腐食環境で使用する場にすることを狙った方法である．飛石法は，溶接熱を分合や，炭化物やぜい化相が析出した場合，冷間加工によ散させて横収縮を均等にし，回転変形も小さくし，またって硬化した場合は，固溶化熱処理，安定化熱処理また薄板で問題となる縦収縮による座屈変形も小さくする方は応力除去熱処理が行われる．

法である．

（8）溶接部の仕上げ

多層盛溶着法のブロック法およびカスケード法は，厚工事に適用されている要求仕様や品質基準に従って，板の溶接に用いられる．溶接ビードの継ぎ目をずらしてビードを検査し，その範囲内に入っているかどうかを確

継目部の溶接欠陥の発生を防ぐために考えられた方法で認し，もし入っていなければ，グラインダなどでビードある．

形状の修正仕上げを行わなければならない．

厚板の溶接で拘束が大きい場合には，連続して多層盛繰り返し荷重がかかる継手の場合は，ビードの止端部の初層だけ，あるいは２，３層までだけで放置すると遅が応力集中部となりやすい．止端部形状は疲労強度に大れ割れが発生しやすいので，ブロック法またはカスケー

きく影響する．さらに，止端部にアンダカットがあるとド法で板厚の半分以上まで積層しながら溶接を進めてい疲労強度は著しく低下する．したがって，余盛のある突

くことが割れ防止に効果がある．

合せ継手では，余盛高さは低くし，ビード形状もなだら（6）裏はつりと裏溶接

かにして，止端部の余盛角（フランク角）を大きくし，突合せ継手の被覆アーク溶接やマグ自動溶接の初層はかつアンダカットのない溶接部にしなければならない．

融合不良，スラグ巻き込み，ブローホール，割れなどのすみ肉継手についても同様に，なだらかでアンダカット

欠陥を生じやすい．また，タック溶接ビードも取り除くのない止端部形状にする必要がある．とくに高い疲労強50

溶接接合教室−基礎を学ぶ− 原沢：溶接施工計画と溶接施工管理

595

度が要求される突合せ継手では，余盛は削除され平滑なわれ，どのような結果であったのかは記録に残さなけれ面に仕上げられる．

ばならない．それらの記録は品質記録と呼ばれ，製品の（9）溶接作業の記録
溶接作業の記録（溶接施工記録）は，品質記録として品質保証のために欠くことができないものである．
品質記録の主なものには次のようなものがある．

重要な記録の一つである．作業日，作業場所，開先形状，① 母材の材料証明書（ミルシート）

溶接条件，熱処理条件，作業者の技能資格，などは，規② 溶接材料の材料証明書

定により，また必要に応じて記録し整理・保管されなけ③ 溶接施工要領および承認記録ればならない．記録は「特殊工程」に対する要求事項の④ 溶接技能者の適格性証明書一つである．

⑤ 非破壊検査要員の適格性証明書

厳しい品質が要求される場合には，溶接継手ごとに溶⑥ 溶接施工記録

接記録を残すことが求められる．この場合には，対象と⑦ 非破壊検査結果の記録

なるすべての継手に識別のための継手番号を付け，継手⑧ 熱処理記録ごとに溶接施工要領書番号，開先形状確認結果，溶接材⑨ 寸法検査記録

料の製造番号，溶接技能者名，施工日時などを記録する．

⑩ 補修した場合の補修記録

溶接後熱処理や非破壊検査についての記録も行う．

これらの記録は，万一溶接部に関連する損傷や事故が3.6

溶接結果の確認と記録

起こった場合に，その原因を遡って追究するのに用いら（1）品質の確認れる．このように，記録により遡って事故原因を追究で溶接施工および溶接結果の品質確認は，次のような数きることを「トレーサビリティがある」という．トレー

段階に分けて実施されることが多い．
① 溶接技能者自身による自主管理チェック：溶接前のサビリティがあることは，品質保証のために欠くことのできない重要な項目の一つである．

溶接機や道具類の日常点検，溶接前の開先形状の確
認，溶接結果の目視検査など．

おわりに② 品質管理担当者あるいは溶接検査技術者による品質確認：作業者の技能資格の確認，溶接施工要領書記

本稿は ISO3834（JIS Z 3400）「溶接の品質要求事項−金載内容と実施工条件の照合確認，溶接中の品質確認，

属材料の融接」の規定を念頭に，施工計画，施工管理の

溶接結果の外観品質と寸法精度の確認など．

実際的な運用の要点を解説した．溶接製品（あるいは構③ 非破壊検査による表面品質，内部品質の確認：資格

造物）の設計，施工，検査等に携わる方々の参考になれを有する非破壊検査技術者が実施する，RT，UT，

ば幸いである．内容の大部分は下記引用文献 2) と 3) の該

MT，PT など各種非破壊検査方法による品質確認．

当箇所を要約したものであり，紙面に限りがあるため，④ 上記に加えて，客先の検査員や第３者機関による品説明が至らなかったところも多い．ぜひ，原文献を参照

質の確認検査が行われる場合も多い．

いただくようお願いしたい．

溶接管理技術者は，上記全ての段階の品質確認に関与
し，総合的に溶接品質を確認，把握しなければならない．
（2）品質基準
品質基準は，製品によっても異なるし，客先の仕様書によっても変わる．したがって，適用される規則，基準，
客先仕様書，設計指示書などに合致した品質基準で作業を行わなければならない．
（3）品質記録
溶接施工がどのように準備され，作業がどのように行

参考文献
1) 和田宏一：溶接品質マネジメントシステム，溶接学会誌，
77−3 (2008), pp.248−253.
2) 溶 接 学 会 編 ： 新 版 溶 接 ・ 接 合 技 術 特 論 ， 産 報 出 版 ，（2008）．
3) 溶 接 学 会 編 ： 新 版 溶 接 ・ 接 合 技 術 入 門 ， 産 報 出 版 ，（2008）．
4) 寺井，山田：現代溶接技術体系第19巻「溶接の生産性」,
産報出版,（1980）．

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