溶接加工は金属製品の強度・耐久性を決める重要な工程です。しかし現場では、ブローホール（気孔）、割れ、未融合、スパッタ、アンダーカットなど、多種多様な不良が発生することがあります。これらの不良を放置すると、見た目の美観を損ねるだけでなく、製品寿命の短縮や重大事故の原因にもなりかねません。
今日は、溶接不良の種類・原因を現場の実務者目線で解説し、効果的な防止策を詳しく紹介します。品質改善やコスト削減、納期短縮を目指す方は必見です。
溶接不良の主な種類と特徴
ブローホール（気孔）
溶接金属内にガスが閉じ込められてできる小さな穴。外観不良だけでなく、内部強度を著しく低下させます。
原因
- 母材・ワイヤーの油分や水分、錆が残っている
- シールドガスの流量不足、風の影響による乱れ
- 湿度の高い環境で作業した場合
対策
- 母材・ワイヤーを事前に清掃、乾燥
- 適正なガス流量を設定し、防風対策を行う
- 予熱で水分除去を徹底
割れ（クラック）
溶接後に金属が割れる現象。表面割れと内部割れがあり、強度低下や破断リスクを高めます。
原因
- 急冷による残留応力
- 母材の化学成分に硫黄・リンなど不純物が多い
- 入熱不足や過大な入熱
対策
- 適切な予熱と後熱で冷却速度を制御
- 材料選定時に化学成分を確認
- 溶接順序やパス間温度を管理
未融合・未溶着
母材や溶接金属が十分に融合せず、接合不良が発生した状態。
原因
- 入熱不足、アークが開先底部まで届かない
- 開先形状が不適切
- 溶接姿勢が不安定
対策
- 電流・電圧・速度を適切に設定
- 開先角度やルート間隔を正しく加工
- 姿勢を安定させ、ビードを均一に形成
アンダーカット
溶接金属が母材の端をえぐるように溝ができる欠陥。応力集中による破断リスクが高い。
原因
- 溶接速度が速すぎる
- 過大な電流設定
- トーチ角度の不良
対策
- 速度を適正に保つ（速すぎず遅すぎず）
- 電流を下げ、入熱を適度に調整
- トーチ角度を安定化
スラグ巻き込み
溶接金属内にスラグが残留し、内部欠陥を形成。
原因
- スラグ除去不十分
- ビード重ねの際の不適切な手順
対策
- 層間ごとにスラグを完全に除去
- ビード重ねは確実に溶け込みを得るよう施工
不良の原因を現場目線で徹底分析
溶接不良は多くの場合、「材料」「溶接条件」「作業環境」「技術者スキル」の4要素に起因します。
材料管理不足
- 錆・油分・水分が母材やワイヤーに付着したまま溶接
- 保管環境が悪く、材料が湿気を含んでしまう
溶接条件の不適切設定
- 電流・電圧・速度が適正値から外れている
- 開先形状やギャップが仕様と異なる
作業環境の問題
- 風でシールドガスが乱れ、アークが不安定
- 湿度・温度が高く、水分付着を誘発
技術者スキル不足
- 姿勢やトーチ角度の不安定によるビード不良
- アーク長の管理不足で溶け込み不良が発生
効果的な不良防止策（現場・設計・品質管理の3視点）
現場改善策
- 溶接前の母材洗浄と乾燥を徹底
- ガス流量・電流・電圧・速度の適正化
- 作業者の技術トレーニングと姿勢改善
設計改善策
- 開先形状・角度・寸法を再評価し溶接性を高める
- 溶接順序を見直し、残留応力を分散
- 厚板では多層溶接を前提に条件設計
品質管理改善策
- 目視検査に加え非破壊検査（UT・MT・PT）の導入
- 検査データを蓄積し、統計的に不良傾向を分析
- AI画像解析やIoTセンサーによるリアルタイム監視を活用
最新技術で不良を減らすアプローチ
ロボット溶接
- 条件を自動制御し、ビード品質を均一化
- 作業者の熟練度に依存しない安定生産
レーザー溶接
- 深い溶け込みを確保しつつ熱影響を最小化
- 気孔やスパッタの発生を低減
AI検査システム
- カメラとAIでビード形状をリアルタイム解析
- 異常発生を瞬時に検出し、即時修正が可能
不良がもたらすコストとリスク
- 再溶接による工数増加と納期遅延
- 材料・ガス・消耗品の無駄な使用
- 顧客クレームや信頼低下による取引損失
品質管理は「不良をゼロにするため」だけでなく、「コストを下げ利益を上げる」ための施策でもあります。
まとめ
溶接不良は、材料・条件・環境・技術の4要素を最適化することで大幅に減らせます。特に現場では、事前準備と条件管理、作業者の教育、そして検査体制の強化がポイントです。
さらに、ロボット溶接やAI検査など最新技術を取り入れれば、品質の安定化とコスト削減が同時に実現可能です。今後の溶接現場では、「人の技術 × データ管理 × 自動化」の融合が不可欠となるでしょう。
