風力発電タワーの溶接時の注意事項

風力発電タワーの製造工程において、溶接は非常に重要な工程です。溶接の品質はタワーの製造品質に直接影響するため、溶接欠陥の原因と様々な防止策を理解する必要があります。

1. 気孔とスラグの混入
気孔率：気孔率とは、溶融池内のガスが金属の凝固前に逃げることができず、溶接部に残留することで形成される空洞を指します。このガスは、溶融池の外部から吸収される場合もあれば、溶接冶金プロセスにおける反応によって生成される場合もあります。
（1）気孔発生の主な原因：母材または溶加材の表面に錆や油汚れなどが付着しており、溶接棒やフラックスが乾燥していないと気孔が増加します。これは、溶接棒の錆、油汚れ、コーティングやフラックス中の水分が高温でガスに分解し、高温金属中のガス含有量が増加するためです。溶接線のエネルギーが小さすぎる場合、溶融池の冷却速度が速く、ガスの放出を促進しません。溶接金属の脱酸不足も酸素多孔度を増加させます。
（2）ブローホールの有害性：ブローホールは溶接部の有効断面積を減少させ、溶接を緩め、継手の強度と塑性が低下し、漏れの原因となります。また、気孔は応力集中を引き起こす要因でもあります。水素気孔は冷間割れの一因となることもあります。

予防策：

a. 溶接ワイヤー、作業溝およびその隣接面から油汚れ、錆、水、その他の異物を取り除きます。
b. アルカリ性の溶接棒とフラックスを使用し、完全に乾燥させてください。
c.直流逆接続およびショートアーク溶接を採用する。
D.溶接前に予熱して冷却速度を遅くします。
E. 溶接は比較的強固な仕様で実施する。

パチパチ音
結晶割れ防止対策：
a. 硫黄やリンなどの有害元素の含有量を減らし、炭素含有量の少ない材料で溶接します。
b. 柱状結晶と偏析を低減するために、特定の合金元素が添加されます。例えば、アルミニウムと鉄は結晶粒を微細化します。
c. 低融点材料が溶接表面に浮かび、溶接部内に存在しないように、放熱状態を改善するために、溶け込みの浅い溶接を採用する。
d. 溶接仕様は適切に選択し、予熱および後熱を採用して冷却速度を低減する必要があります。
e. 溶接応力を軽減するために適切な組み立て手順を採用します。

再加熱割れ防止対策：
a. 冶金元素の強化効果とそれが再加熱割れに与える影響に注意してください。
b. 冷却速度を制御するために、適切に予熱するか、余熱を使用します。
c. 応力集中を避けるために残留応力を低減します。
d. 焼戻し中は、再加熱割れが発生しやすい温度域を避けるか、この温度域での滞留時間を短くします。

冷間ひび割れ防止対策：
a. 低水素系アルカリ溶接棒を使用し、厳重に乾燥させ、100～150℃で保管し、採取時に使用します。
b. 予熱温度を上げ、後加熱対策を講じ、パス間温度は予熱温度以上とする必要があります。溶接部の脆性組織や硬質組織の発生を防ぐため、適切な溶接仕様を選択してください。
c. 溶接変形と溶接応力を低減するために適切な溶接順序を選択します。
d. 溶接後、速やかに水素除去熱処理を実施する