【異材溶接の技術】砲金（BC6）×鋼のTIG溶接｜割れ・ブローホールを防ぐ3つの鉄則

ものづくりだより407号（製作事例）
おはようございます。株式会社上村製作所、溶接管理技術者1級の上村昌也です。

「砲金（銅合金）と鉄を溶接したら、冷えた後にパキンと割れた」
「ブローホールだらけで、強度が全く出ない」

異材溶接のご相談で、特に難易度が高いのがこの「銅合金×鋼」の組み合わせです。
物性が大きく異なるため、一般的な教科書的手順や鋼材溶接の経験則をそのまま適用すると、
割れや欠陥が発生しやすい組み合わせと言えます。

今回は、当社が実際に施工し成功させた事例をもとに、
砲金と鋼のTIG溶接を成立させるための「条件管理」と「実務ノウハウ」を整理してご紹介します。

1. なぜ砲金と鋼の溶接は割れるのか？（原因とメカニズム）

対策を検討する前に、まず失敗の原因を理解する必要があります。
主な要因は以下の3点です。

1. なぜ砲金と鋼の溶接は割れるのか？（原因とメカニズム）

主な割れの原因は、以下の3点に集約されます。

2. 【実例解説】割れを防ぐために徹底した3つの施工ポイント

今回の施工では、以下の3点を工程として厳密に管理することで、
割れやブローホールのない健全な溶接部を実現しました。

① 徹底した予熱管理（約250℃）

砲金側全体を約250℃まで均一に予熱します。
これにより溶接開始時の急激な温度変化を抑え、
低電流でも濡れ性の良い安定した溶融池を形成できます。

② 低電流による鋼側の溶込み抑制

高電流で鋼側を深く溶かすと、鉄と銅が過剰に混ざり合い、
脆い合金層が形成されやすくなります。
予熱の効果を活かし、TIGブレージングに近い感覚で、
鋼表面を濡らすようにビードを形成しました。

③ 溶接直後のハンマーピーニング

溶接直後の高温状態でハンマーピーニングを行い、
凝固収縮で生じる引張残留応力を緩和します。
これにより結晶粒が微細化され、割れのリスクを低減できます。

3. 使用した溶接条件と結果

適切な熱管理と工程管理を行うことで、NCP-Rでも
実用上十分な強度と健全性を確保できました。

実際の施工写真。予熱とピーニングを併用し、割れのない溶接部を確認しています。