X開先（両面V形溶接）

物理化学的作用メカニズム

片面V開先では、アークが大きく非対称な溶融池を形成する。凝固時に金属が溶接ルート方向へ収縮し、強い角変形を生じる。X開先は断面を二つの小さな対称な溶融池に分割する。両溶接ビードは向かい合っている。それらの収縮力は反対方向に作用し、ほぼ相殺される。さらに、溶加材の溶融量は半分になるため、部材への全入熱が減少する。

溶接における冶金学的関連性とリスク

最大の危険はルートのビード中央にある。最初の面を十分に深く溶かさない、または二面目の溶接前にきれいに仕上げないと、融合不良やスラグが残る。これらの欠陥は鋭い切欠きとして作用する。動的荷重や低温下で亀裂が生じ、割れに至る。また、片側に多くのパスを重ねるなど、不均一な溶接順序も残留変形を生む。高張力鋼では、過度なパス間温度が靭性を低下させる可能性がある。

現場実務と作業指示

板厚15 mm程度からX開先が有効である。両フランクを正確に同じ深さで開先加工し、通常のルートフェイス角度は片側30度から35度とする。最初の面を溶接し、次に反対側からルートをガウジングまたはディスクグラインダで清浄な金属面まで加工する。その後で二面目を溶接する。厚板ではパスを左右対称に交互に配置し、片側の開先断面の50パーセント以上を一度に埋めない。パス間温度を測定し、非合金鋼では250度以下に保持する。