蛍光X線分析計（XRF）で溶接検査するための3つのヒント

溶接とは2つの材料を結合することであり、材料の溶融温度より高く熱して行います。 溶接法には、レーザー溶接法、固相接合法、アーク溶接法など、さまざまな種類があります。

アーク溶接では、電気アークを使用して母材金属部分とフィラー（溶加材）を溶融し、2つの材料を結合します。 溶接ビードの予想される最終組成を計算するには、これら3つの材料すべての組成を把握することが重要です。

棒やワイヤなどの溶接材は、溶融した溶接ビードの希釈効果を補うため、被結合材に比べて濃縮されています。 理論上では、溶接ビードの混合組成の内訳は約70%が溶加材、30%が母材（結合される2つの母材からそれぞれ15%ずつ）となります。 例えば、2つの金属部品を結合する場合、溶接ビードの最終組成は、70%が溶接棒、15%が母材A（PMA）、15%が母材B（PMB）と予想できます。 用途によっては、正しい機械的特性や耐食性を保証する上で、溶接ビードの材料組成を把握することが重要になります。 実際の材料と溶接タイプがビードの組成に影響することも重要な留意点です。

1. 分析計の溶接ライブラリの使用

溶接棒材の品種は、溶接時の希釈効果を打ち消すため、主となる合金化元素より上位であることが多くなります。 Vanta^™蛍光X線分析計には、カスタマイズ可能な基本溶接ライブラリが内蔵されています。 溶接作業の前と最中に溶接ライブラリとともに分析計を使用すると、作業対象の材料組成や合金品種を確認できます。 これによって現場で材料を混同するのを最小限にとどめることができます。

Vanta分析計の溶接ライブラリ

2. 棒端部または試験溶接の測定

溶接棒は通常、溶接プロセスを向上させるためにフラックスで覆われていますが、棒の芯の部分と材料組成が異なります。 蛍光X線分析計では表面を検査します。したがって、フラックスを検査した場合、測定結果は溶接棒自体の組成とは異なるものになります。

溶接棒が被覆されていなければ、直接検査できます。 被覆されている場合は、溶接棒の端面を検査してください。 この部分は必ずしもフラックスで被覆されているわけではないので、被覆されていなければ蛍光X線分析計で検査できます。

溶接棒全体がフラックスで被覆されている場合でも、検査方法はあります。 溶接棒を使用して試験溶接を行い、固化した溶接スポットに分析計を直接当てれば検査できます。

溶接棒の端部はフラックスで被覆されていないことが多い

3. 分析計のスポットコリメーターとウェルドマスクアクセサリーの活用

スポットコリメーション

蛍光X線分析計で溶接部を検査するときには、溶接部のみを検査し、周辺の材料は検査しないことが重要です。 しかし、溶接ビードのみを対象に検査するのは、その部分を切り離さないかぎり困難です。 分析計のオプションアクセサリーである小さなスポットコリメーターは、X線ビームを狭めるので、ビードに検査の焦点を絞ることができます。

コリメーターを使用すると、母材と熱影響部（HAZ）を簡単に分析することもできます。 コリメーターの優れた機能であるミクロ照準カメラは、品質管理や検査レポート用の画像をキャプチャできます。

コリメーションを無効にした場合（左）と有効にした場合（右）の照準カメラビュー

ウェルドマスク Vantaウェルドマスクは、コリメーションを使用せずに分析エリアを狭めるアクセサリーです。 ウェルドマスクのウィンドウよりも大きな溶接部を検査する際に役立ちます。 ウェルドマスクは、溶接部の分析と材料検証を迅速に行う場合に最適です。 対照的に、スポットコリメーターはさらに詳細な検査による軽元素判定で、溶接部の微小箇所を分析できます。

溶接棒の端部はフラックスで被覆されていないことが多い

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