I. 溶接高温割れとは何ですか?
溶接高温割れは、主に固相線付近の高温で発生し、粒界に沿って分布する特徴があります。固相線以下の温度では、"ポリゴン化境界"に沿って発生することもあります。通常は溶接金属内で発生しますが、溶接溶融線に隣接する熱影響部（母材）にも発生することがあります。割れの発生メカニズム、形態、温度範囲に基づき、溶接高温割れは、凝固割れ、液状化割れ、ポリゴン化割れ、延性低下割れの4種類に分類されます。
II. 高温ひび割れと低温ひび割れの違いは何ですか?
1. 異なる温度と形成時期
高温割れは一般的に溶接部の結晶化過程で発生します。低温割れは一般的に溶接部が200～300℃まで冷却されたときに発生します。溶接直後に発生するものもあれば、数時間から数週間、あるいはそれ以上遅れて発生するものもあり、そのため低温割れは遅延割れとも呼ばれます。
2. 形成場所と方向の違い
高温割れのほとんどは溶接金属で発生します。一部は縦割れ、一部は横割れで、時には母材まで伸びることもあります。冷間割れのほとんどは母材または溶融線で発生し、大部分は縦割れで、横割れはごくわずかです。
3. 外観特性の違い
高温割れの破面は明瞭な酸化色を呈します。低温割れの破面は明るく、酸化色は見られません。
4. 異なる金属組織
高温割れはすべて粒界割れです。低温割れは結晶粒の内部まで貫通する割れ（粒内割れ）ですが、中には粒界割れであるものもあります。
3. 高温亀裂はどのように形成されるのか?
まず、低融点共晶化合物の偏析：鋼中の硫黄（S）とリン（P）の不純物元素の冶金反応によって形成される低融点共晶化合物は、深刻なマクロ的偏析を示し、溶接部の中心に液膜を形成することがよくあります。
第二に、溶接応力の影響：溶接プロセス中の不均一な加熱と冷却によって発生する引張応力は、液膜の破裂や割れを促進します。第三に、その他の要因としては、材料の熱物性の違いが溶接応力の違いにつながること、溶接方法やプロセスパラメータの違いが入熱量の違いにつながること、そして溶接ビードの形状係数が偏析に大きな影響を与えることなどが挙げられます。
第四に、高温亀裂の形成を防ぐにはどうすればよいでしょうか?
1. 冶金学的対策
冶金学的対策は、主に溶接部の化学組成を制限することです。溶接部における低融点共晶の形成傾向を低減するには、硫黄（S）とリン（P）の含有量を可能な限り制限し、溶接部の炭素含有量を減らし、溶接ワイヤのマンガン含有量を増やす必要があります。次に、溶接部の微細組織を変更する必要があります。有害な不純物を完全に除去したり、低融点共晶の形成を完全に防ぐことは不可能です。そのため、引張応力下での割れを防止するために、溶接金属に特殊な合金元素を添加して化学組成を調整し、溶接部に二相構造を形成することがよくあります。これにより、溶接金属の結晶化方向が乱され、低融点共晶の集中が防止され、高温割れの発生が減少します。
2. プロセス対策
1) 溶融比を下げる、つまり希釈率を下げる。多層溶接の初層を溶接する際、母材の大部分が溶接部に溶融すると、炭素、硫黄、リンの含有量が増加し、高温割れが発生しやすくなります。
2) 過熱を抑制してください。溶融池の過熱は高温割れを容易に促進します。溶接電流を小さくし、溶接速度を低くすることで入熱量を低減してください。適切な溶接部の形成を確保するため、溶接速度を上げて入熱量を低下させないでください。
3) 拘束を軽減するために、適切な溶接順序と方向を選択します。一般的に、凸型溶接を小さくすると、割れ感受性が低下します。
4) 塩基性電極とフラックスを使用する。これは、塩基性電極とフラックスのスラグが強力な脱硫能力を持っているためです。
まとめると、高温割れを防止するための基本的な方法は、低融点共晶の量を減らし、溶接引張応力を低減するための適切な措置を講じ、溶接ビード形状係数を合理的に制御し、溶接電流を低減して、高温割れの発生を減らすことです。