Clause 8 · Table 8.1Weld Undercut — D1.1:2025 受入基準 & Causes
Under D1.1:2025 Table 8.1, undercut on statically 読み込み済み nontubular connections shall not exceed 1/32 in depth for material less than 1 in thick. For cyclically loaded primary tension members, the limit drops to 0.01 in. 合否基準 depends on loading condition, material 板厚, and 溶接長さ.
意思決定ツリー: まず、荷重条件 — 静的荷重または繰り返し荷重 — を決定します。静的継手の場合、母材の板厚を確認します。1 in未満の場合は、累積長さの例外を伴う1/32 inの制限が適用されます。1 in以上の場合は、1/16 inの制限が適用されます。繰り返し継手の場合、部材が一次引張応力を受けるかどうかを確認します。受ける場合は、制限は0.01 inです。その他のすべての繰り返し部材には1/32 inが適用されます。
D1.1:2025 アンダカットの受入基準
D1.1:2025 Table 8.1 Item (7) defines separate undercut 限界値 for statically loaded and cyclically loaded nontubular connections. The criteria are applied during 外観検査 per Clause 8.9. Undercut is measured as depth from the 母材 surface at the 溶接止端 — it is a groove melted into the base metal that has not been filled by 溶接金属.
静的荷重を受ける非管状継手
静的基準は、1 in [25 mm]の境界で母材の板厚によって分割され、薄い母材には累積長さに関する追加の例外があります。
| Condition | Undercut Limit |
|---|---|
| Material < 1 in [25 mm] thick — base rule | 1/32 in [1 mm] |
| Exception (a): welds ≥ 12 in [300 mm] long — accumulated length allowance | 1/16 in [2 mm] depth permitted for up to 2 in [50 mm] in any 12 in [300 mm] of weld |
| Exception (b): welds < 12 in [300 mm] long — short-weld factor | Accumulated undercut > 1/16 in [2 mm] deep shall not exceed weld length × 0.16 |
| Material ≥ 1 in [25 mm] thick | 1/16 in [2 mm] |
(a)および(b)の例外は、板厚が1 in未満の母材にのみ適用されます。それ以上の板厚の母材には、累積長さの許容値なしで、一律1/16 inの制限が適用されます。実際には、厚い母材に対する1/16 inの許容値は、溶接止端における応力集中に対する重い断面の感度低下を反映しています。
繰り返し荷重を受ける非管状継手
繰り返し荷重は、アンダカットが応力集中を生み出し、疲労溶接割れの発生を促進するため、より厳しい制限を課します。この基準は、一次引張部材とその他のすべての部材を区別します。
| Condition | Undercut Limit |
|---|---|
| Primary members — weld transverse to computed tensile stress | 0.01 in [0.25 mm] |
| All other members | 1/32 in [1 mm] |
一次引張部材に対する0.01 inの制限は、D1.1における最も厳しいアンダカット許容値です。この深さでは、アンダカットは肉眼ではほとんど見えません — ほとんどの検査員は、この程度の浅いアンダカットを測定するためにすみ肉溶接ゲージまたはデプスマイクロメーターを使用します。二次部材または計算された引張応力を受けない部材の溶接の場合、1/32 inの制限は静的薄材の基準と一致します。
溶接アンダカットの原因
アンダカットは、溶接アークが溶接止端の母材に溝を溶かし、それが堆積した溶加材で満たされない場合に発生します。この溶接欠陥は、溶接ビードの片側または両側に沿って走る狭い溝として現れます。鉄骨製作で見られるアンダカットの大部分は、3つのパラメータエラーが原因です。
- 溶接速度が速すぎる
- 電極の移動が速すぎると、アークが溶接止端の母材を溶かしますが、溶加材が溝に流れ込む前に進行してしまいます。これは、生産溶接、特にワイヤ送給速度が一定のFCAWやGMAWにおいて、アンダカットの最も一般的な原因です。溶接速度を遅くすることで、溶融池が止端を濡らし、凝固する前に溝を埋めることができます。
- 電流が高すぎる
- 過剰な電流はアークコーンを広げ、継手に沿った各点での母材の溶融量を増加させます。溶融池は溶加材が橋渡しできる幅よりも広くなり、止端に未充填の溝が残ります。これは、水平脚が垂直部材に溶け込むすみ肉溶接で特に問題となります。電流を減らすか、より小さい電極径に切り替えることで、溶融域が狭まります。
- 電極角度が不適切
- 電極を急すぎる角度で保持する — または継手の一方に偏らせる — と、アーク力が不均一に集中します。一方の止端は過剰な熱を受け溝を溶かしますが、もう一方の止端は適切な融合を示す場合があります。T継手では、電極を垂直部材に傾けすぎると、水平板がアンダカットされます。すみ肉溶接で一貫した45度の作業角度を維持することで、両方の脚に熱が均等に分散されます。
- 不適切なウィービング技術
- ウィービングビードにおいて、溶接止端での一時停止が短すぎると、溶加材がビードの端を埋めることができません。ウィービングの中央は適切に充填されますが、止端はアンダカットされたままになります。各止端でわずかに長く一時停止する — 特にSMAWによる立向上溶接の場合 — ことで、溶融池がビード幅を横切る前に母材の溝を濡らし、埋めることができます。
アンダカットの補修時期と方法
If undercut exceeds the applicable Table 8.1 limit, the weld does not pass 目視 検査 per Clause 8.9 and must be repaired. D1.1:2025 Clause 7.25.1.2 addresses the 補修 procedure for undercutting specifically.
受入制限をわずかに超える深さのアンダカットの場合、研削のみで溶接止端のプロファイルを適合させることができます。研削は、溶接金属と母材の間の移行部をブレンドし、アンダカット溝の測定された深さを効果的に減少させます。このアプローチは、アンダカットが十分に浅く、少量の材料を除去しても母材が最小必要板厚を維持できる場合に有効です。
For deeper undercut, the surfaces shall be prepared per Clause 7.29 (weld cleaning) and additional weld metal deposited to fill the groove. The 修理溶接 must use a qualified WPS and meet the same acceptance criteria as the original weld. In practice, a single ストリンガビード along the undercut toe using a small-diameter 電極 (such as 3/32 in E7018 for SMAW) at reduced 電流 fills the groove without introducing new undercut on the opposite side.
修理中の溶接金属または母材の除去は、条項 7.25に従って機械加工、研削、チッピング、またはガウジングによって行うことができます。酸素ガウジングは、圧延鋼にのみ許可されます。修理または交換された溶接は、元々使用されたのと同じ方法で再試験され、同じ受入基準が適用されます。
アンダカットは、外観検査中に評価される8つの不連続カテゴリの1つです。溶接割れ、融合不良、気孔を含むD1.1 表 8.1の受入基準の完全なリストについては、溶接欠陥の概要を参照してください。修理溶接が必要な場合は、認定されたWPSを使用して実施する必要があります — D1.1の2つの手順資格経路については、手順資格記録（PQR）を参照してください。
よくある質問
荷重条件と母材の板厚によって異なります。静的荷重を受ける非管状継手の場合、D1.1:2025 Table 8.1では、板厚が1 in未満の母材に対しては深さ1/32 in、1 in以上の母材に対しては深さ1/16 inにアンダカットを制限しています。繰り返し荷重を受ける継手の場合、一次引張部材のアンダカットは深さ0.01 inを超えてはならず、その他のすべての部材は深さ1/32 inに制限されます。これらの制限は、Clause 8.9による外観検査に適用されます。
最も一般的な原因は、過剰な溶接速度、過剰な電流、および不適切な電極角度です。溶接速度が速すぎると、アークが溶接止端の母材を溶かしますが、溶加材が溝を埋める前に進行してしまいます。過剰な電流は、溶融池の幅を溶加材が橋渡しできる範囲を超えて広げます。電極を急すぎる角度で保持すると、アーク力が継手の一方に集中し、母材が不均一に溶融します。
板厚が1 in未満の静的荷重を受ける継手の場合、D1.1:2025 Table 8.1 Item 7(A)(1)(b)は、溶接長さが12 in未満の溶接に対する特別な規則を規定しています。深さ1/16 inを超えるアンダカットの累積長さは、溶接長さに0.16を乗じた値を超えてはなりません。例えば、6 inの溶接では、深さ1/16 inを超える累積アンダカットは0.96 inを超えてはなりません。
Clause 7.25.1.2は、アンダカットの修理について規定しています。Clause 7.29（溶接清掃）に従って表面を準備し、アンダカット溝を埋めるために追加の溶接金属を堆積させる必要があります。浅いアンダカットの場合、溶接金属を追加せずに研削のみでプロファイルを適合させることができます。修理された領域は、Table 8.1に従って元の溶接と同じ受入基準を満たす必要があります。