オーステナイト系ステンレス鋼とオーステナイト系ステンレス鋼の被覆アーク溶接
8A-8A-A

この作業標準は、JIS Z 3040 「溶接施工方法の確認試験方法」の母材の区分（P番号）8A（オーステナイト系ステンレス鋼）と8Aを被覆アーク溶接法（溶接方法の区分：A）により溶接施工する時に適用する。

• ステンレス材料（ステンレス協会)へのリンク

溶接棒は、JIS Z 3221 「ステンレス鋼被覆アーク溶接棒」に該当するものを使用する。

• 各材料組合せに対する適用溶接棒を表1に示す。
• 溶接棒は使用前に、溶接材料メーカの指定する条件で再乾燥したものを使用すること。
• 溶接棒の特性は、溶接棒製造メーカにより若干異なる場合があるので、その銘柄に合った正しい使い方をすること。
  → 溶接棒製造メーカへのリンク

1. ステンレス鋼は、炭素鋼に比べて物理的性質(表2)が大きく異なるため、湯流れ等が悪く、一般的に開先は炭素鋼の標準値60度より広い80度が採用される。標準的な開先形状を図1に示すが、開先は狭いほど溶接量が少なくなるので、溶接品質が確保できれば、溶接能率の向上、溶接歪量の低減上から狭い方が利点が多い。したがって、開先形状は各社工夫されたものが活用されており、固定的なものではない。
2. ステンレス鋼は、酸素アセチレンガス切断法（炭素鋼切断の主流）では切断が出来ない。したがって一般的には、プラズマアーク切断法・レーザ切断法・機械加工等により、切断や開先加工がなされる。

V開先（裏当てなし）

V開先（裏当てあり）

X開先（両面溶接）

図1 開先形状の一例

溶接は全ての姿勢で行うことができる。しかし、溶接性が良いのは下向き姿勢であるので、回転ジグ等を工夫してできるだけ下向きで溶接することが望ましい。

• 溶接開始前に、開先面および近傍の錆・スケール・水分・油・塗料など、溶接に悪影響があるものを除去する。洗浄にはアセトン等の有機溶剤が使用される。
• ステンレス鋼は低融点金属ぜい化割れ感受性が高いので、亜鉛メッキ、亜鉛含有塗料、銅含有塗料などが付着している状態で溶接すると、溶接熱影響部割れ発生の危険性が大きい。 従って、ステンレス鋼の溶接においては、低融点金属や油等を含む粉塵などが溶接部近傍に付着しないような溶接作業環境の整備が必要である。
  • 写真により亜鉛によるステンレス鋼の溶接割れ発生事例を示す。
  • 写真によりに銅によるステンレス鋼の溶接割れ発生事例を示す。

溶接電源

被覆アーク溶接用の電源には、交流電源と直流電源がある。いずれの電源を使用するかは、溶接材料の特性によるので、溶接材料メーカの指示に従うこと。

極性

溶接電源が直流（DC）の場合、プラス（＋）とマイナス（−）がある。一般的にプラスをホルダへ、マイナスを母材側に接続した逆極性（Electrode Positive：DC.EP）が推奨されている。これも溶接材料の特性によるものなので、いずれの極性を使用するかは、溶接材料メーカの指示に従うこと。

推奨溶接電流値

オーステナイト系ステンレス鋼溶接棒の推奨溶接電流値の一例を表3に示す。

オーステナイト系ステンレス鋼は、比電気抵抗（表2）が炭素鋼の約5倍と大きいため、使用電流値を炭素鋼溶接棒と同様に高くすると溶接棒が赤熱しアークが乱れ、溶接棒が最後まで使用できない状態になる。アークが乱れた時点で溶接を中断し、残棒を捨てれば溶接部の品質的悪影響は少ないが、経済的損失になる（捨てる溶接棒の長さが大きい）。

オーステナイト系ステンレス鋼溶接棒の推奨電流値を炭素鋼溶接棒と比較すると、棒径4mm（下向き）で約50A低い値になる。このため、炭素鋼の溶接に慣れた溶接士にはアークの吹き付けが弱く感じられ、教育を徹底しないと上限値を超えた電流値による施工になりやすく、注意が必要である。使用電流範囲は銘柄により異なるので、溶接材料メーカの指示に従うこと。

オーステナイト系ステンレス鋼の溶接においては、溶接部が高温長時間に加熱されるほど、以下の問題が発生しやすくなる。

問題の発生を避けるために溶接部の温度上昇を抑える必要があるため、予熱は行わず、パス間温度もできるだけ低く抑える。

1. 溶接変形の防止

オーステナイト系ステンレス鋼は溶接によって変形を生じやすいので、十分拘束して溶接を行う等の事前の変形防止対策が必要である。

2. 運棒

運棒はストリンガービード法が望ましく、ウィービングを行う場合には溶接棒径の2.5倍以下とするのが一般的である。

3. クレータ割れ

クレータ割れが発生した場合は、割れをグラインダー等で除去後、次の溶接を行うことが望ましい。

多層溶接の場合は、前の層のスラグ及びスパッタを除去してから次の層を溶接する。 清掃に使用するワイヤブラシは、ステンレス鋼製の物を使用すること。

溶接部に欠陥が生じた場合には、その原因を究明、対策を講じて、欠陥を除去後再溶接を行う。

溶接完了後、熱処理が必要な場合（耐食性の改善、機械的性質の改善、溶接残留応力除去）には、目的により下記の処理がある。熱処理の詳細は、SAS801(ステンレス協会規格)によること。

• 固溶化熱処理（加熱温度約1050℃、耐食・機械的性質の改善、溶接残留応力除去）
• 安定化熱処理（加熱温度約900℃、SUS321,347に適用。耐食性の改善、応力除去）
• 応力除去熱処理（加熱温度約900℃、溶接残留応力除去）

ステンレス鋼溶接部の欠陥検査法として、下記の方法が採用されている。1は表面にある欠陥、2は内部欠陥の検査に活用されている。

（社）日本非破壊検査協会

1. JIS Z 2343 「非破壊試験―浸透探傷試験−」
2. JIS Z 3106 「ステンレス鋼溶接継手の放射線透過試験方法」

1. 標準的な溶接条件によるSUS304溶接継手部のビード外観と機械的性質を図に示す。
2. WPS（Welding Procedure Specification）, PQR（Procedure Qualification Record）の一例を示す。

• ステンレス鋼溶接技能者資格の種類と資格の取得方法は日本溶接協会のウェブサイトを参照のこと。
• JIS Z 3821 ステンレス鋼溶接技術検定における試験方法及び判定基準