JPS6219953B2 - - Google Patents
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- JPS6219953B2 JPS6219953B2 JP12588583A JP12588583A JPS6219953B2 JP S6219953 B2 JPS6219953 B2 JP S6219953B2 JP 12588583 A JP12588583 A JP 12588583A JP 12588583 A JP12588583 A JP 12588583A JP S6219953 B2 JPS6219953 B2 JP S6219953B2
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- austenitic
- welded
- martensitic
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 21
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
- B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子力設備、ボイラ設備、あるいは船
舶などに使用されるオーステナイト系ステンレス
鋼鋼管などを相互に突合わせて片側溶接する際に
適用され、とくに溶接継手熱影響部に発生する応
力腐食割れを有効に防止し得るオーステナイト系
ステンレス鋼の多層盛溶接方法に関するものであ
る。
舶などに使用されるオーステナイト系ステンレス
鋼鋼管などを相互に突合わせて片側溶接する際に
適用され、とくに溶接継手熱影響部に発生する応
力腐食割れを有効に防止し得るオーステナイト系
ステンレス鋼の多層盛溶接方法に関するものであ
る。
第１図および第２図に示すように管ａ，ａを突
合わせて片側溶接すると、一般に溶接部ｃの管外
面側の収縮量が管内面側のそれより大きいため、
管ａ，ａは第１図に仮想線で示すように変形し、
溶接線ｊ近傍および溶接部両側の熱影響部（また
は鋭敏化域）ｋ，ｋに引張応力を発生し、オース
テナイト系ステンレス鋼の場合、この引張応力が
大きいと熱影響部ｋ，ｋ内面に応力腐食割れを発
生する。従つて、オーステナイト系ステンレス鋼
では溶接継手部の残留応力を軽減することが極め
て重要であり、従来、この残留応力を軽減する方
法として熱的、あるいは機械的に処理する方法が
種々採用されている。
合わせて片側溶接すると、一般に溶接部ｃの管外
面側の収縮量が管内面側のそれより大きいため、
管ａ，ａは第１図に仮想線で示すように変形し、
溶接線ｊ近傍および溶接部両側の熱影響部（また
は鋭敏化域）ｋ，ｋに引張応力を発生し、オース
テナイト系ステンレス鋼の場合、この引張応力が
大きいと熱影響部ｋ，ｋ内面に応力腐食割れを発
生する。従つて、オーステナイト系ステンレス鋼
では溶接継手部の残留応力を軽減することが極め
て重要であり、従来、この残留応力を軽減する方
法として熱的、あるいは機械的に処理する方法が
種々採用されている。
第３図はいわゆるHSW法（Heat Sink Weld）
の概要を示すもので、溶接作業中、接続すべき管
ａ，ａの内面に通水するか（矢印ｂ）、あるいは
右折部ｃ近傍の管内面ｄに冷却水をスプレーし
（矢印ｅ）、これらによつて生じる溶接部ｃ内、外
面の温度差を利用して残留応力を軽減する。
の概要を示すもので、溶接作業中、接続すべき管
ａ，ａの内面に通水するか（矢印ｂ）、あるいは
右折部ｃ近傍の管内面ｄに冷却水をスプレーし
（矢印ｅ）、これらによつて生じる溶接部ｃ内、外
面の温度差を利用して残留応力を軽減する。
しかし、この方法は溶接準備に時間がかかり、
且つ少くとも一層目を溶接したあとでないと適用
できない欠点がある。
且つ少くとも一層目を溶接したあとでないと適用
できない欠点がある。
第４図はIHSI法（Induction Heating Stress
Improvement）を示すもので、溶接後、管ａ，
ａ内に冷却水を通しながら（矢印ｂ）、高周波加
熱コイルｆを用いて溶接部ｃの外側を加熱し、こ
れらによつて生ずる溶接部ｃの内外面の温度差を
利用して残留応力を軽減する。しかし、この方法
は設備費が高価になり、また施工に高度の技術を
必要とする欠点があつた。
Improvement）を示すもので、溶接後、管ａ，
ａ内に冷却水を通しながら（矢印ｂ）、高周波加
熱コイルｆを用いて溶接部ｃの外側を加熱し、こ
れらによつて生ずる溶接部ｃの内外面の温度差を
利用して残留応力を軽減する。しかし、この方法
は設備費が高価になり、また施工に高度の技術を
必要とする欠点があつた。
本発明は、前述の欠点に鑑み、溶着金属が冷
却、凝固する際の物理的特性の変化を利用し溶接
完了時の残留応力を軽減することによつて溶接施
工の簡便、容易化を図ると共に応力腐食割れの発
生を防止するためになしたもので、その方法は、
オーステナイト系ステンレス鋼でつくつた管材、
板などを相互に突き合わせて片側溶接する際に、
開先最深部に近い側の層をオーステナイト系溶加
材を用いて溶着し、前記層に隣接する外側の少く
とも１つの層をマルテンサイト系溶加材を用いて
溶着するものである。
却、凝固する際の物理的特性の変化を利用し溶接
完了時の残留応力を軽減することによつて溶接施
工の簡便、容易化を図ると共に応力腐食割れの発
生を防止するためになしたもので、その方法は、
オーステナイト系ステンレス鋼でつくつた管材、
板などを相互に突き合わせて片側溶接する際に、
開先最深部に近い側の層をオーステナイト系溶加
材を用いて溶着し、前記層に隣接する外側の少く
とも１つの層をマルテンサイト系溶加材を用いて
溶着するものである。
溶着金属が冷却、凝固する際、開先最深部に近
い層のオーステナイト系溶着金属の収縮量に比べ
この層の外側のマルテンサイト系溶着金属の収縮
量が小さいので、両溶着金属の相互作用によつて
収縮量が相殺、平均化され、熱影響部内面の残留
応力が軽減される。
い層のオーステナイト系溶着金属の収縮量に比べ
この層の外側のマルテンサイト系溶着金属の収縮
量が小さいので、両溶着金属の相互作用によつて
収縮量が相殺、平均化され、熱影響部内面の残留
応力が軽減される。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。第５図ないし第７図は本発明の一実施例を
示すもので図中、符号１，１は接続すべきオース
テナイト系ステンレス鋼鋼管、２は溶接部であ
り、１層目３の溶加材としてオーステナイト系溶
加棒を、２層目４および３層目５の溶加材として
マルテンサイト系溶加棒を、４層目６の溶加材と
してオーステナイト系溶加棒をそれぞれ使用す
る。
する。第５図ないし第７図は本発明の一実施例を
示すもので図中、符号１，１は接続すべきオース
テナイト系ステンレス鋼鋼管、２は溶接部であ
り、１層目３の溶加材としてオーステナイト系溶
加棒を、２層目４および３層目５の溶加材として
マルテンサイト系溶加棒を、４層目６の溶加材と
してオーステナイト系溶加棒をそれぞれ使用す
る。
次に、各溶着金属が冷却・凝固する際の作用を
第７図を参照して説明する。第７図はオーステナ
イト系溶着金属の収縮曲線ｌ（点ABDCを通る曲
線）とマルテンサイト系溶着金属の収縮曲線ｍ
（点ABDEを通る曲線）を示し、オーステナイト
系溶着金属（以下、オーステナイト系と称す）の
収縮量は或る温度の状態Ａから温度が低下するの
に従つて曲線ｌに沿つて単調に増大する（膨張係
数が常に正である）。
第７図を参照して説明する。第７図はオーステナ
イト系溶着金属の収縮曲線ｌ（点ABDCを通る曲
線）とマルテンサイト系溶着金属の収縮曲線ｍ
（点ABDEを通る曲線）を示し、オーステナイト
系溶着金属（以下、オーステナイト系と称す）の
収縮量は或る温度の状態Ａから温度が低下するの
に従つて曲線ｌに沿つて単調に増大する（膨張係
数が常に正である）。
一方マルテンサイト系溶着金属（以下、マルテ
ンサイト系と称す）は状態Ａから450℃まではオ
ーステナイト系とほぼ同様に収縮するが、約450
℃と約150℃間の温度域でマルテンサイト変態を
生じ、収縮量が大幅に減少する（膨張係数がＢ―
Ｄ間で負になる）。そして、150℃以下の温度域で
は、再び収縮量が増大する（Ｄ―Ｅ間参照）。上
記150℃〜450℃の温度域に示されるように収縮特
性が異なる二種の溶着金属が溶融状態で相互に隣
接した状態（例えば第２層目を第１層目の外側に
盛ると第１層目は部分的に溶融してこの状態がつ
くられる）から冷却してゆくと、約800℃で収縮
量の差が溶着金属間で機械的な相互作用を生ずる
ようになり、収縮量が相殺されて平均化し、残留
応力が軽減される。上述の平均化はオーステナイ
ト系とマルテンサイト系とを交互に積み重ねるご
とにその度合が高まるが、開先最深部に近いオー
ステナイト系とマルテンサイト系との組み合わせ
が熱影響部内面の残留応力の軽減に支配的な役割
りを果す。
ンサイト系と称す）は状態Ａから450℃まではオ
ーステナイト系とほぼ同様に収縮するが、約450
℃と約150℃間の温度域でマルテンサイト変態を
生じ、収縮量が大幅に減少する（膨張係数がＢ―
Ｄ間で負になる）。そして、150℃以下の温度域で
は、再び収縮量が増大する（Ｄ―Ｅ間参照）。上
記150℃〜450℃の温度域に示されるように収縮特
性が異なる二種の溶着金属が溶融状態で相互に隣
接した状態（例えば第２層目を第１層目の外側に
盛ると第１層目は部分的に溶融してこの状態がつ
くられる）から冷却してゆくと、約800℃で収縮
量の差が溶着金属間で機械的な相互作用を生ずる
ようになり、収縮量が相殺されて平均化し、残留
応力が軽減される。上述の平均化はオーステナイ
ト系とマルテンサイト系とを交互に積み重ねるご
とにその度合が高まるが、開先最深部に近いオー
ステナイト系とマルテンサイト系との組み合わせ
が熱影響部内面の残留応力の軽減に支配的な役割
りを果す。
第６図に本発明の方法（第５図参照）および従
来の方法（オーステナイト系溶加棒のみを使用）
を用いて管を突合わせ片面溶接した場合の管内面
７の残留応力の分布状態を、それぞれ実線ｇおよ
び破線ｈを用いて示す。なお、図の横軸は溶接線
ｏを起点とし各管内面７，７に沿つて溶接線ｏに
対し直角方向に測つた距離、縦軸は管内面７にお
ける引張および圧縮応力を示す。図示のように溶
接線ｏ近傍および熱影響部９，９における引張応
力は従来の溶接継手に比べて大幅に軽減され、熱
影響部９，９における応力腐食割れの発生を防止
する。なお、１０は溶接ビードを示す。
来の方法（オーステナイト系溶加棒のみを使用）
を用いて管を突合わせ片面溶接した場合の管内面
７の残留応力の分布状態を、それぞれ実線ｇおよ
び破線ｈを用いて示す。なお、図の横軸は溶接線
ｏを起点とし各管内面７，７に沿つて溶接線ｏに
対し直角方向に測つた距離、縦軸は管内面７にお
ける引張および圧縮応力を示す。図示のように溶
接線ｏ近傍および熱影響部９，９における引張応
力は従来の溶接継手に比べて大幅に軽減され、熱
影響部９，９における応力腐食割れの発生を防止
する。なお、１０は溶接ビードを示す。
上記の説明では第１層目にオーステナイト系溶
加材を、また、第２層目にマルテンサイト系溶加
材を使用すると述べたが、口径の大きい管（約６
吋以上）を相互に溶接する際は開先寸法に対応さ
せて第１層目の溶着金属を充分大きく盛ることが
困難なため（溶着金属量が大き過ぎると母材が溶
融して良好なビードが得られない）、第１層目お
よび第２層目にオーステナイト系を使用して第３
層目にマルテンサイト系を使用し、第２層目と第
３層目間の収縮量の差を利用して残量応力の軽減
を図るようにする。
加材を、また、第２層目にマルテンサイト系溶加
材を使用すると述べたが、口径の大きい管（約６
吋以上）を相互に溶接する際は開先寸法に対応さ
せて第１層目の溶着金属を充分大きく盛ることが
困難なため（溶着金属量が大き過ぎると母材が溶
融して良好なビードが得られない）、第１層目お
よび第２層目にオーステナイト系を使用して第３
層目にマルテンサイト系を使用し、第２層目と第
３層目間の収縮量の差を利用して残量応力の軽減
を図るようにする。
なお、本発明は前述の実施例だけに限定される
ものではなく、例えばステンレス鋼鋼板相互間の
突合わせ溶接継手に適用してもよいことなど、そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。
ものではなく、例えばステンレス鋼鋼板相互間の
突合わせ溶接継手に適用してもよいことなど、そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明のオーステナイト系ステンレス鋼の多層
盛溶接方法は、前述の構成を有するので次の優れ
た効果を発揮する。
盛溶接方法は、前述の構成を有するので次の優れ
た効果を発揮する。
(i) 開先最深部に近い層にオーステナイト系溶加
材を用い、前記層の外側に隣接する層にマルテ
ンサイト系溶加材を用いるので、溶着金属が冷
却、凝固する際の収縮量が相殺、平均化され、
溶接継手熱影響部内面の残量応力を大幅に軽減
でき、その結果、応力腐食割れの発生を防止す
ることができる。
材を用い、前記層の外側に隣接する層にマルテ
ンサイト系溶加材を用いるので、溶着金属が冷
却、凝固する際の収縮量が相殺、平均化され、
溶接継手熱影響部内面の残量応力を大幅に軽減
でき、その結果、応力腐食割れの発生を防止す
ることができる。
(ii) 第(i)項の結果、従来のごとき残留応力除去の
ための高価な設備を設けたり、準備作業に時間
をかける必要がなく、また高度の技術に頼る必
要がない。
ための高価な設備を設けたり、準備作業に時間
をかける必要がなく、また高度の技術に頼る必
要がない。
第１図および第２図は溶接継手熱影響部に引張
応力が発生するメカニズムを説明するための図
で、第１図は管の断面図、第２図は溶接継手部の
断面図、第３図および第４図はいずれも従来の残
留応力軽減方法を説明するための管断面図、第５
図ないし第７図は本方法の実施例を示し、第５図
は溶接部の断面図、第６図は管内面における残溜
応力の分布状態を示す図、第７図は溶接金属の収
縮曲線の説明図である。 図中、１はオーステナイト系ステンレス鋼鋼
管、２は溶接継手部を示す。
応力が発生するメカニズムを説明するための図
で、第１図は管の断面図、第２図は溶接継手部の
断面図、第３図および第４図はいずれも従来の残
留応力軽減方法を説明するための管断面図、第５
図ないし第７図は本方法の実施例を示し、第５図
は溶接部の断面図、第６図は管内面における残溜
応力の分布状態を示す図、第７図は溶接金属の収
縮曲線の説明図である。 図中、１はオーステナイト系ステンレス鋼鋼
管、２は溶接継手部を示す。
Claims (1)
- １ オーステナイト系ステンレス鋼でつくつた管
材、板などを相互に突き合わせて片側溶接する際
に、開先最深部に近い側の層をオーステナイト系
溶加材を用いて溶着し、前記層に隣接する外側の
少くとも１つの層をマルテンサイト系溶加材を用
いて溶着することを特徴とするオーステナイト系
ステンレス鋼の多層盛溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12588583A JPS6018293A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | オ−ステナイト系ステンレス鋼の多層盛溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12588583A JPS6018293A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | オ−ステナイト系ステンレス鋼の多層盛溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6018293A JPS6018293A (ja) | 1985-01-30 |
| JPS6219953B2 true JPS6219953B2 (ja) | 1987-05-01 |
Family
ID=14921327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12588583A Granted JPS6018293A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | オ−ステナイト系ステンレス鋼の多層盛溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018293A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4633554A (en) * | 1985-08-08 | 1987-01-06 | Westinghouse Electric Corp. | Method for repairing a steam turbine or generator rotor |
| JPH05169401A (ja) * | 1991-12-20 | 1993-07-09 | Ishita:Kk | 製材方法 |
| JP2007044698A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-22 | Toshiba Corp | 溶接構造物及び構造物の溶接方法 |
| JP4912097B2 (ja) * | 2006-09-08 | 2012-04-04 | 東電工業株式会社 | ステンレス鋼管の多層溶接方法及び多層溶接物 |
| CN110434503A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-11-12 | 沈阳露天采矿设备制造有限公司 | 一种a743-ca6nm材料的焊接工艺 |
-
1983
- 1983-07-11 JP JP12588583A patent/JPS6018293A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6018293A (ja) | 1985-01-30 |
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