SKD材の溶接は可能?割れ対策と施工ポイントを解説

SKD材の上面をTIG溶接

SKD材(工具鋼)の溶接について|事例と注意点



SKD材について、「そもそも溶接できるのか?」というご相談をよくいただきます。

結論から言うと、
👉 SKD材の溶接は可能ですが、非常に難易度が高い加工です

本記事では、実際の施工事例とあわせて、
溶接時の注意点や対策について解説します。


■ SKD材とは

SKD材とは、金型や工具に使用される高硬度の合金工具鋼です。

代表的な材質👇

  • SKD11(冷間ダイス鋼)
  • SKD61(熱間ダイス鋼)

高い耐摩耗性と硬度を持つ一方で、
溶接には不向きな特性を持っています。


■ なぜSKD材は溶接が難しいのか


■ 焼入れ性が高い

SKD材は焼入れ性が非常に高く、
溶接時の熱で局所的に焼入れ状態になります。


■ 冷却時に割れやすい

溶接後の冷却時に、
急激な硬化と内部応力によって割れが発生しやすくなります。

👉 高硬度鋼は溶接時に割れが発生しやすい


■ 熱影響部(HAZ)の問題

溶接部周辺では硬さが大きく変化し、
強度や耐久性に影響を与えます。

👉 溶接熱により組織と硬さが変化する


■溶接時の対策


■ 予熱(プリヒート)

👉 ほぼ必須です

  • 目安:200〜400℃程度(材質・状態による)
  • 急冷を防ぐ

予熱を行うことで、
溶接時の温度差を緩和し割れを防ぎます。


■ 溶接後の徐冷

👉 これをやらないと割れる可能性が高いです

  • 断熱材で包む
  • 砂中で冷却

などにより、ゆっくり冷却させます。


■ 後熱・焼戻し

溶接後に焼戻しを行うことで👇

  • 内部応力の除去
  • 硬さの調整
  • 靭性の向上

が可能になります。


SKD材の溶接事例を紹介します。

溶接においては溶接方法を選ぶことが重要で通常TIG溶接やMIG溶接が用いられます。

溶接の温度なども重要になってくるので、SKDの特性を理解し、その特性を生かした適切な溶接技術を選択することが品質の高い溶接を実現するために必要になります。

この状態で持参されてきました。

どのような依頼内容かというと挟んである小さいブロックを溶接してほしい、という依頼です。

溶接していきます

社長からしっかり指導してもらい、溶接開始です。

溶接する際に使用する棒はBKD-61Rを使いました。

SKD材に予熱を与えている写真

まずはしっかりと予熱を与えていきます。

この大きさの物だと200℃ぐらいが良いかと思いますが、それも焼き入れしている製品だと管理する温度も変わりますので要確認です。

そして取れないように仮止めしていきます。

余熱をしっかりして適正温度で溶接しないと少し割れてしまったりするので、しっかりと温度管理もしないといけないです。

しっかり補修していきどんどん溶接していきます。

溶接しやすいように向きも変えつつ、強度を加えるためにも棒を入れて溶接していきます。

この時にアークを出しっぱなしにしてしまうと、熱を加えすぎてしまうため溶接に割れが生じることが多いです。

なので、アークを切りつつ、ちょんちょんと溶接していきます(語彙力(笑))

万力を取って溶接していきます

外側の溶接が完了したので、万力を取って溶接していきます。

熱管理が大変な材質のため、再度余熱を与えていき、溶接していきます。

熱を与える箇所も一ヶ所のみではなく、溶接する周辺をまんべんなく熱していき、

全体的に熱を加えてムラがないようにしていきます。

この熱の加え方もしっかり管理していく必要がありますが、職人の感も大事になってくると思います。

上面から溶接していきます。

この時も先ほどと同じように、熱を与えすぎるとだめなのでアークも切りつつちょんちょん溶接しています。

TIG溶接真っ最中

最後に中の方も溶接していきます。

何度も言いますがSKDの溶接は熱管理が大切です。

難しいですが、そこを怠ると、溶接割れ(溶接不良)が発生してしまいます。

無事に溶接終了しました。

完成!!

と思いましたが、よく見ると割れがあったので社長がしっかり修正していました。

完成後は写真を撮る前にお客様に渡してしまっていました🙇‍♂️💦

このようなケースで対応可能

  • 金型の欠け・摩耗
  • 工具の補修
  • 部品の再生

👉 状態に応じて最適な方法をご提案します

注意点(重要)

SKD材の溶接には制約があります。

  • 完全な強度保証ができない場合がある
  • 使用条件によって再発する可能性がある
  • 状態によっては修理不可

👉 事前確認が非常に重要で

SKDの溶接はやはり難しい

このように、SKD材の溶接は、通常の材料よりも高度な知識と技術が求められます。
当社では、難溶接材に対しても、適切な余熱・溶接条件・後処理を施し、品質の高い仕上がりを実現しています。

「SKD材の溶接で困っている」「クラックが入ってしまった」などのお悩みがありましたら、ぜひ一度ご相談ください。

  • 写真だけでもご相談OK
  • 図面なしでも対応可能
  • 現物確認も対応

「これ直せるかな?」という段階でも構いません。
まずはお気軽にご相談ください。
経験と実績をもとに、最適な方法をご提案いたします。

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