溶接後のブローホール解析に基づく防止技術と設計上の工夫

はじめに：溶接後のブローホールが製造業にもたらす影響

溶接は製造業における基盤技術の一つです。

自動車、産業機器、建設資材、さらには日用品に至るまで、溶接はあらゆる分野で活躍しています。

その一方、溶接不良、特に「ブローホール（blowhole）」の発生による品質低下やコスト増加は、多くの現場担当者・バイヤー・サプライヤーを悩ませ続けています。

ブローホールとは、溶接部内に発生した内部空洞や気泡のことを指し、強度低下・漏洩・美観不良など、様々な弊害を引き起こします。

本記事では、長年製造現場で培った知見をもとに、ブローホールの発生メカニズム、その解析方法、現実的な防止技術、さらには設計段階からの未然防止策まで、実践的かつ最新トレンドを交えながら詳しく解説します。

溶接ブローホールの基礎知識

ブローホールはなぜ発生するのか？現場から見る主な原因

現場目線で見ると、ブローホールの主な発生要因は以下の三つに大別できます。

• 材料そのものの不純物（水分・油分・塗膜・錆など）
• 溶接プロセスの不適切な管理（電流値・速度・ガス流量・ガス純度など）
• 設計上の問題（形状、板厚構成、溶接性への配慮不足など）

多忙を極める現場では、「とりあえず現物合わせで溶接を進めてしまう」「材料検査や前処理がおろそかになる」「設備のチューニングが現場任せ」など、昭和的な“勘と経験”に頼る場面も未だに多く見られます。

しかしそれでは恒常的な品質改善は難しく、結果的にコストや納期に跳ね返ります。

ブローホールの解析：なぜ原因追求が難しいのか

ブローホールは肉眼で見えづらく（外観良好でも内部で発生していることが多い）、しかも多因子的で再現性が悪いという厄介な欠点があります。

そのため外観目視検査やX線・超音波探傷などNDT（非破壊検査）を駆使しても、「いつ・どこで・どの程度」発生したのか特定困難なケースが少なくありません。

また、現場と設計・管理部門との情報の断絶（昭和的な部門サイロ化）によって、現象分析と原因解明が十分にリンクしないまま放置されがちです。

ブローホール防止の現場テクニック

現場ですぐできるプロセス管理の基本

ブローホール削減のための即効性ある現場テクニックには、以下のような対策が挙げられます。

• 母材・溶接材料の前処理（脱脂・乾燥・サビ落としの徹底）
• 適正な溶接条件管理（WPS＝溶接施工規格書の作成・遵守）
• シールドガスの選定や流量管理（室内湿度にも注意）
• アークスタート・ストップ部の処理改善（端部に溜まったガスの逃げ道確保）
• 適正な溶接順序・工程分割による熱歪・ガス巻き込み防止

現場オペレーターへの教育（なぜその作業が重要か理由もセットで伝える）が不可欠です。

また、作業標準書の単なる“ハンコ”運用ではなく、異常発生時のフィードバック仕組みが品質向上の鍵となります。

設備起因の改善アプローチ

最新の工場自動化・ICT技術が導入された現場では、常時プロセス監視やデータ収集による異常検知が徐々に普及しつつあります。

例えば、溶接ロボットや自動ラインでは以下のような活用が可能です。

• リアルタイムでの溶接電流・電圧・ガス圧のモニタリングと異常値アラート
• 溶接トーチ内のガス流量・温度センサによる品質データ収集
• トレーサビリティを確保した溶接ログの保存とAI解析による最適条件の提案

設備・IT部門と連携したデータ活用で「現場感覚・カンコツ」を見える化することが、脱・昭和体質の第一歩です。

設計段階でできる：ブローホール未然防止の工夫

溶接設計シミュレーションの活用

近年、設計現場ではCAE（Computer Aided Engineering）による溶接解析が一般化しています。

設計段階で

• 溶接部材の重なり・隙間・部品配置によるガス閉じ込めリスクの分析
• 板厚・穴あけ・端部設計・空気抜き穴配置による内部通気の確保
• 溶接ビード形状（突合せ・隅肉溶接など）ごとのガス溜まり易さの予測

などを多角的にシミュレーションできます。

設計レビュー段階で、現場の「何となく危ない」ポイントを“見える化”し、設計変更・調整を柔軟に進めることが重要です。

バイヤーから見た設計配慮：サプライヤーへの要求事項の明確化

部品調達・外部委託プロジェクトでバイヤーが特に配慮すべきポイントとして、

• 溶接仕様（WPS/TPS＝技術要求仕様）の明文化
• 受入検査基準、サンプルワーク管理、溶接部品質レベルの定量化
• 不良時の再発防止プロセスや情報共有スキーム

などが挙げられます。

サプライヤーに対しても品質保証体制（溶接技能者資格・設備点検・材料管理）を具体的にヒアリングし、調達段階から潜在的なリスク洗い出しが求められます。

「とにかく安い・早い」発注だけでなく、中長期的な関係構築の視点で“情報開示”や“設計協力”を求める姿勢が欠かせません。

昭和的アナログ現場が陥りがちな落とし穴と、そのブレイクスルー

属人化・情報断絶からの脱却：現場・設計・調達三位一体の戦略

日本の製造業は世界最高レベルの現場力を持つ一方で、属人化・情報共有不足・部門サイロの課題も長年抱えています。

ブローホール問題も、その多くは「現象の共有が遅れる」「設計、現場、バイヤー間で責任の押し付け合いになる」ことが根本原因です。

真の品質・コスト・納期競争力を目指すのであれば、

• 現場が気付いた異常データの設計・管理部門への即時共有
• 設計段階で現場ボイスをフィードバック（設計審査SR/DRの徹底）
• 購買部門がメーカー・サプライヤとオープンな技術協議

など、デジタルとアナログの橋渡しが不可欠となります。

現実的には「仕組み」だけでなく、「現場と設計双方を理解した人材の育成」や「部門横断の現場KAIZENコミュニティ」づくりも効果的です。

今後の展望：AI活用・自動化と人の知恵の融合

溶接分野においてもAIやIoT活用は加速しつつあります。

例えば

• センサが常時溶接品質を監視し、ブローホールリスクをリアルタイム予知
• AIによる溶接条件最適化と現場ノウハウの継承
• 異常時の自動フィードバック・設計段階への逆流機能

など、人手不足・技能継承問題を克服する新たなオペレーションモデルが現れています。

一方で、現場のリアルな知恵や経験、材料や環境ごとの「クセ」を見抜く感性はマニュアル一本化できません。

現場で培われた“カンコツ”をデータとして生かし、設計や購買・サプライヤーと協調しながら、進化し続けることこそが日本製造業の真価だと考えています。

まとめ：製造現場・バイヤー・サプライヤー全員で品質を高める時代

溶接後のブローホール解析とその防止技術は、現場目線の実践的アプローチ・工場自動化のデータ活用・設計段階からの未然対応、そして部門間の密な情報連携が核となります。

昭和的なアナログ価値も大切にしつつ、一人ひとりがその枠を越えて「攻めの品質管理」「攻めのコミュニケーション」を実践することで、日本製造業の未来は大きく切り拓かれます。

購買や品質管理を志す方、サプライヤーの現場リーダーにも、ぜひ“部分最適から全体最適”へ、部門を超えた協働とチャレンジを惜しまないことを強くおすすめします。

現場から設計へ、現場から経営へ、そして現場から世界へ。

ブローホール対策という一工程を通して、「ものづくりの本質」をともに磨いていきましょう。