溶接記号 突き合わせの正しい読み方と図面指示のポイント｜開先形状と矢印側の意味

溶接記号 突き合わせとは、JIS Z 3021で定義される突合せ溶接継手を図面上で指示する記号のことだ。矢印・基線・記号の組み合わせで溶接位置と開先形状を示す。

「突き合わせ溶接は板を並べて溶接する」という理解は現場でよく見られるが、それだけでは不十分であり、実際には開先形状・溶接方法・溶け込み深さまで図面記号で指定されているため、読み方を誤ると施工者が異なる開先を切り出して手戻りになる。設計者が意図した継手強度を得るには、記号体系を正確に読み取る必要がある。

突き合わせ溶接記号の構造と矢印が指す側の意味

JIS Z 3021では、溶接記号は基線・矢印・記号本体・補助記号で構成されており、突き合わせ継手では矢印が指す側の部材を「矢印側」、反対側を「矢の反対側」と呼ぶため、基線に対して記号を上下どちらに配置するかで溶接面を区別することになる。基線の下側に記号があれば矢印が指す面を溶接し、上側なら反対面を溶接する。

開先形状はI形・V形・レ形・X形・K形・U形・J形など複数あり、それぞれ異なる記号で表されるうえ、溶接する側を取り違えると裏当て材の配置や溶接順序まで変わるため、作業者はV形開先はV字の記号、レ形開先はレ字の記号という対応関係だけで済ませず、矢印と基線の位置関係まで含めて読み切らなければならない。

I形開先とV形開先の記号上の区別

I形開先は開先角度ゼロで部材を突き合わせる継手であり、記号は基線に対して平行な二本線で表し、薄板の突合せ溶接で用いられることが多いが、施工時には主としてルート間隔を管理すれば対応しやすいのに対し、V形開先は片側から一方向に開先を取る継手であるため、V字型の記号に加えて開先角度とルート面・ルート間隔を寸法で指定する場面が増える。

現場ではI形開先の記号を省略して矢印と基線だけで図示するケースがある。だが、JIS規格ではI形にも専用記号を用いるのが原則である。省略記法が通用するのは社内図面や慣習が共有された範囲にとどまり、外注先や検査機関に提出する図面では正式な記号を使わないと誤解を招く。

完全溶け込みと部分溶け込みの記号表記

突合せ溶接では板厚全体を溶接する「完全溶け込み溶接」と、板厚の一部だけを溶接する「部分溶け込み溶接」があり、完全溶け込みは開先記号の下に溶け込み深さの寸法を記入せず、部分溶け込みは溶け込み深さを数値で指定するが、設計者が完全溶け込みを意図しているにもかかわらず寸法記入欄が空白だと、施工者が部分溶け込みと誤認して入熱を抑える流れになりやすい。

その結果、継手強度が設計値に届かず、検査で不合格になることがある。部分溶け込みの場合は溶け込み深さを明示し、必要に応じて開先角度やルート間隔も寸法で併記する。これらの寸法は溶接記号の近くに配置し、どの要素を指しているかを矢印や補助線で明示する必要がある。

寸法の配置ルールはJIS Z 3021の附属書に詳しく示されているが、実務では社内ルールが優先されることもあり、同じ記号でも配置の癖が組織ごとに異なるため、図面作成者と読み手の間で事前確認を入れないまま進めると、寸法の解釈違いから施工条件がずれることがある。

X形開先とK形開先の使い分け

厚板の突合せ溶接では、両側から開先を取るX形開先またはK形開先を用いる。X形開先は両側対称にV字の開先を取る継手で、記号はXの形状で表す。溶接は表裏両面から行い、溶接量が片側V形の半分程度で済むため変形が少ない。K形開先は片側がV形、もう片側がレ形の非対称開先で、記号はKの形状に近い形で表記される。

X形とK形の選択は、継手の応力分布と溶接姿勢で決まり、対称荷重がかかる継手ではX形が選ばれやすいが、非対称荷重が作用する場合や片側からのアクセスが制限される場合はK形が候補となるため、記号上の差が開先形状の違いに見えるだけで済まず、実際の施工順序や溶接面の取り方にも直結する。施工者が記号を見落とすと、片側だけ溶接して終わらせるトラブルにつながる。

補助記号で指定する現場仕上げと全周溶接

溶接記号には補助記号を併記して、現場での仕上げ方法や溶接範囲を指定できる。全周溶接を指示する場合は、矢印の屈曲部に円記号を付ける。円筒や配管の突合せ継手で用いられ、この記号があれば溶接工は継手全周を連続して溶接しなければならず、円記号がなければ図示された範囲のみの部分溶接と解釈される。

現場仕上げを指示する場合は、基線の端にフラグ記号を付ける。フラグ記号は溶接後にグラインダーやヤスリで余盛を削り、表面を平滑にする指示だ。意匠面や疲労強度が求められる継手では見落とせない指定であり、補助記号は小さく描かれやすいうえ縮小コピーで判別しにくくなるため、作業者は図面を原寸で確認し、余盛を残したまま納品する事態を避ける必要がある。

すみ肉溶接記号との混同を防ぐ読み分け

突き合わせ溶接記号とすみ肉溶接記号は、基線に対する記号の形状で区別する。すみ肉溶接は三角形の記号を用い、突き合わせ溶接はV字・X字・U字など開先形状を模した記号を用いる。初心者が陥りやすいのは、レ形開先の記号を三角形と見間違えてすみ肉溶接として施工してしまう失敗であり、レ形は直線が二本で構成され、三角形は直線三本で閉じた図形という差があるものの、手書き図面では線の太さや角度の影響で判別しづらい。

もう一つの混同ポイントは、突き合わせ継手にすみ肉溶接を追加する場合であり、裏当て材と母材の間にすみ肉溶接を施すときは図面に突き合わせ溶接記号とすみ肉溶接記号の両方が併記されるため、どちらがどの継手を指すかを矢印の位置から読み分ける必要があるが、矢印が複数本描かれる図面では読み違えが起こりやすく、現場で確認が入るという回り道は珍しくない。

図面記号と実際の溶接施工のギャップ

JIS Z 3021の溶接記号は設計者の意図を伝える手段だが、施工現場では記号通りに溶接できない場合があり、代表例は裏波の処理で、図面では完全溶け込み溶接と指定されていても、裏当て材なしで裏波を出すには高度な技能が必要となるため、半自動溶接では対応しにくく、TIG溶接で裏当て用のシールドガスを供給するか、裏はつりを行う判断が求められる。

しかも、裏はつりの指示は補助記号で示されるため、その記号が省略されると施工者は裏波処理の要否を判断しにくい。もう一つのギャップは溶接姿勢である。図面上は同じV形開先でも、下向き・横向き・立向き・上向きで溶接条件が変わる。

立向きや上向きでは溶融金属が垂れやすく、電流を下げてビード幅を狭くする必要があるが、図面記号にはそこまで指定されていないため、溶接工は姿勢を見て条件を調整することになる一方、経験の浅い作業者は下向き用の電流設定のまま立向き溶接を試み、溶け落ちを起こすことがある。溶接記号は継手形状を伝えるが、施工条件までは指示しない。

まず矢印と基線の位置関係を図面で確認しろ

溶接記号を正確に読むには、まず手元の図面でJIS Z 3021の記号体系を照合し、矢印が指す側と基線の上下どちらに記号があるかを確認して開先形状を特定したうえで、補助記号の有無まで追って全周溶接・現場仕上げ・裏はつりなどの追加指示を拾い、寸法記入欄があれば開先角度・ルート間隔・溶け込み深さを施工条件に結び付けて読む必要がある。

図面に不明点があれば、施工前に設計者または監督者に確認する。記号の省略や社内ルールが混在している場合、推測で施工すると手戻りや検査不合格につながる。JIS規格は設計者と施工者の共通言語だが、現場では慣習が優先されることもあるため、作業者は記号と実務の両方を理解したうえで判断しなければならない。