I開先

物理化学的作用機構

I開先は、2枚の板を突き合わせ、板端を表面に対して直角に立てたときにできる。傾斜や丸みはない。溶接プロセスは板端を直接溶かす。熱伝導は板を垂直に通る。薄板（約3 mmまで）では、熱はすぐに裏面に達し、ルートを完全に溶かす。連続した溶接ビードが形成される。狭い隙間（通常0–1 mm）が溶融池の体積を制限する。そのため、溶加材の使用量が減り、収縮応力も小さくなる。

溶接における冶金学的な重要性とリスク

主なリスク：溶け込み不足。板厚が厚すぎるか、溶接電流が低すぎると、ルートが冷えたままになる。融合不良が生じる。融合不良は切欠きのように作用する。負荷がかかると、その部分に応力が集中する。ビードは早期に破断する可能性がある。隙間が大きすぎる場合（1 mm以上）、空気がルートに侵入することがある。シールドガス溶接では、空気がシールドガスを押しのける。その結果、気孔と溶融部の酸化が起こる。高張力鋼では、熱影響部の冷却が速すぎるとマルテンサイトが生成されることがある。ビードは硬くもろくなる。これは特に、I開先で溶接される厚板、つまりI開先を誤って使用した場合に起こる。

現場実務と作業指示

I開先は板厚3 mmまで（MAG/MIG）または4 mmまで（TIG）のみ使用すること。それ以上は開先準備（V開先、U開先）が必要。隙間幅は正確に守ること：薄板では0–0.5 mmは溶加材なし、1 mmまで溶加材あり。それ以上の隙間は溶け落ちや気孔につながる。溶接前に板端を十分に清掃すること：油脂、油、錆、ミルスケールを除去する。溶接パラメータは、熱が確実にルートに達するように設定する。MAG/MIGの場合：短いアーク、やや深く刺す設定。板厚が不均一な場合や片面からのアクセスしかない場合は、I開先は不適切。ここでは別の開先形状を選ぶ方がよい。