CN104823043A - 焊接接头的检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是对于位于无法目视的部位的焊接接头面，能够在母材上不穿设检查孔而进行检查，包括如下步骤：槽形成步骤，在形成于两个母材(10、20)间的接头面(Wc)上形成坡口部(12及22)和对接面(14及24)，在该对接面的一端预先形成向母材(10及20)的表面开口的凹槽(32)；放射线照射步骤，对于坡口(12及22)进行了至少一焊道的堆焊(P1)之后，从配置在坡口部形成侧(外侧空间(O)侧)的放射线照射装置(34)将放射线朝向接头面(Wc)照射；及判定步骤，通过透过了接头面(Wc)的放射线在感光用胶片(42)上形成像，基于该像而判定焊接接头(W)的未焊透的有无。

Description

焊接接头的检查方法
技术领域
本发明涉及使用放射线而非破坏地检查焊接接头的未焊透的有无的方法。
背景技术
在蒸汽涡轮的转子中，伴随着蒸汽的高温化，暴露在高温的蒸汽下的高温部及暴露在低温蒸汽下的低温部等部位由适合于分别放置的环境的材料制造，相互通过焊接而接合。例如，高温部由高耐热钢构成，低温部由低合金钢构成。图8示出蒸汽涡轮的一般的结构。在图8中，蒸汽涡轮1在具有支承轴3的两端为圆筒形的分割中空盘5之间嵌合有多个分割中空盘7，彼此相邻的分割中空盘5及7的抵接部通过焊接接头部W而接合。这样，在将分割中空盘5及7焊接而制造的蒸汽涡轮1中，检查焊接接头部W的焊接状态的情况至关重要。需要说明的是，如图1所示，在蒸汽涡轮1的内部形成内侧空间I。
图9示出以往的焊接接头部W的焊接方法。在图9(A)中，在构成分别由不同材质组成的中空盘的母材100及200的接头面上形成有母材100的坡口部102、母材200的坡口部202、母材100的对接面104和母材200的对接面204。如图9(A)所示，坡口部102及202形成在外侧空间O侧，对接面104及204形成在内侧空间I侧。并且，从外侧空间O将焊炬300定位在坡口部102与坡口部202之间。
接着，如图9(B)所示，利用焊炬300将对接面104及204焊透，并在坡口部102及202每一焊道地进行堆焊。在焊接后，需要检查在对接面104及204上形成的焊透部M的未焊透的有无。然而，焊透部M从外侧空间O无法目视。因此，在母材100(或母材200)上穿设检查孔106，从外侧空间O向检查孔106，沿箭头a方向将未图示的管道探测镜向内侧空间I插入。或者在能够进入的情况下，将管道探测镜从内侧空间I的轴向(箭头b方向)插入至焊透部M。并且，通过管道探测镜进行目视，确认焊透部M被完全焊透的情况。该检查在1焊道焊接(初层焊接)紧后进行的情况下，确认了未焊透之后的修补作业变得容易。
在专利文献1中公开了一种对蒸汽涡轮转子的焊接接头部进行上述的检查方法的情况。而且，在专利文献1中公开了从检查孔向内侧空间I插入X射线源，进行焊接接头部的放射线透过试验，而检查焊接接头部的焊接状态的情况。而且，在专利文献2中公开了在对蒸汽涡轮等的转子进行焊接的情况下，向焊炬装入录像装置，视觉性地监视焊接部的情况。而且，在专利文献3中公开了如下技术：在对蒸汽涡轮转子等进行焊接的情况下，在接头面形成坡口和对接面，在该对接面形成彼此互补地嵌合而对2个母材的接头面进行定位的凹凸部。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开平09-108883号公报
【专利文献2】日本特开2010-201507号公报
【专利文献3】日本特开2011-177790号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
在以往的检查方法中，需要能够从外侧空间O将管道探测镜插入至焊接接头部W的检查孔或内侧空间I。然而，这样的内侧空间I并不是始终存在。而且，当在母材上穿设检查孔时，母材的强度下降，因此需要考虑检查孔周围的母材的强度的构造研究。而且，蒸汽等杂质从检查孔进入母材的内部，由此可能给蒸汽涡轮等构成母材的装置的运转带来障碍。
需要说明的是，如专利文献1公开那样，在向检查孔插入X射线源而进行的放射线透过试验中，利用映现在感光用胶片上的透过X射线的像来确认对接面的残存状态，由此，确认对接面的未焊透的有无。然而，对接面难以映现在感光用胶片上，进而，在感光用胶片上映现出距X射线产生装置远的一侧的部位，因此难以从感光用胶片来确认对接面的有无。
本发明鉴于上述现有技术的课题，其目的在于实现一种能够在母材上不穿设检查孔，而对位于无法目视的部位的对接面进行检查的焊接接头的检查方法。
【用于解决课题的方案】
为了实现上述目的，本发明的焊接接头的检查方法是形成在两个母材间的焊接接头的检查方法，其特征在于，包括如下步骤：槽形成步骤，在形成于两个母材间的接头面上形成坡口部和对接面，在对接面的一端预先形成向母材的表面开口的凹槽；放射线照射步骤，对于坡口部进行了至少一焊道的堆焊之后，从坡口形成侧将放射线朝向接头面照射；及判定步骤，利用透过了接头面的放射线在感光用胶片上形成像，基于该像来判定焊接接头的未焊透的有无。
在本发明中，预先形成所述凹槽，在焊接后进行所述放射线照射步骤。并且，通过形成于感光用胶片上的像来确认凹槽的有无。与对接面不同，凹槽的有无通过该像能够明确地确认。在能够确认到凹槽时，可认为未焊透，在无法确认到凹槽时，可认为对接面完全焊透。由此，无需穿设检查孔，能够消除上述问题。需要说明的是，放射线照射步骤在1焊道焊接(初层焊接)紧后进行的情况下，确认到未焊透之后的修补作业变得容易。
在本发明中，凹槽的截面积将通过在判定步骤中得到的像而能够识别的大小作为下限，且将通过一焊道的堆焊而能够填埋的大小作为上限。由此，能够基于放射线照射确认焊接后的凹槽的有无，并通过焊接能够填埋凹槽，因此能够消除对母材的强度面等造成的影响。
就凹槽的横截面形状而言，与圆弧状相比，矩形形状能够将凹槽的轮廓更明确地映现在通过放射线照射得到的图像上。凹槽为矩形形状时，例如，若开口的长度为0.3mm以上且0.5mm以下，进深长度为0.2mm以上且1.0mm以下，则能够满足所述条件。
在本发明中，凹槽可以仅形成在一方的母材的接头面上。由此，凹槽的加工变得容易。而且，可以在接头面上形成与所述凹槽相邻且彼此互补地嵌合的凹凸部。由此，在两个母材间，接头面的定位变得容易。
两个母材分别具有中空筒形，经由接头面而沿轴向被焊接时，通过适用本发明，能够不穿设检查孔而检查面向中空筒型的内侧空间所形成的对接面的未焊透的有无。例如，若适用于将多个中空圆筒体经由接头面沿轴向焊接而成的涡轮用焊接转子，则不穿设检查孔而能够检查形成于接头面的对接面的未焊透的有无。
【发明效果】
根据本发明，在焊接接头面上，在母材上不穿设检查孔而能够检查无法直接目视的对接面的未焊透的有无，因此不需要加工检查孔的多余的作业，且不会妨碍母材的强度，进而，能够保持母材的内侧空间的气密。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的焊接接头部的剖视图。
图2是图1的局部放大剖视图。
图3是图2中的A部的放大剖视图。
图4是第一实施方式所使用的感光用胶片的剖视图。
图5是本发明的第二实施方式的焊接接头部的剖视图。
图6涉及本发明的第三实施方式，(A)是焊接前的焊接接头面的剖视图，(B)是焊接后的焊接接头部的剖视图。
图7(A)涉及所述第三实施方式，是表示映现在感光用胶片上的焊接前的焊接接头面的像的说明图，(B)是映现在感光用胶片上的焊接后的焊接接头面的像的说明图，(C)是未形成凹槽的焊接接头部的焊接前的像(比较例)的说明图。
图8是蒸汽涡轮转子的主视剖视图。
图9表示以往的焊接方法，(A)是焊接前，(B)是1焊道焊接后的焊接接头面的剖视图。
具体实施方式
以下，使用图示的实施方式，详细说明本发明。但是，该实施方式记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别特定的记载，就不是将本发明的范围仅限定于此。
(实施方式1)
基于图1～图4，说明本发明的第一实施方式。图1示出将构成蒸汽涡轮转子的分割中空盘10及20利用焊接接头部W焊接之后的状态。蒸汽涡轮转子是将包含分割中空盘10及20的多个分割中空盘沿轴向焊接而构成。在焊接接头部W的内侧形成内侧空间I。图2及图3示出焊接前的接头面Wc。
在图2及图3中，接头面Wc在外侧空间O的一侧形成坡口部12及22，在内侧空间I的一侧形成对接面14及24。对接面14及24相互抵接。
如图3所示，在与坡口部12及22相反的一侧的对接面14及24的一端，沿着分割中空盘10及20的周向形成向内侧空间I开口的环状的凹槽32。凹槽32将形成在分割中空盘10的对接面14上的四边形的切口16和形成在分割中空盘20的对接面24上的四边形的切口26相对配置而形成。凹槽32相对于对接面14及24而具有对称的形状。在本实施方式中，凹槽32的轴向开口长度X为X＝0.3～0.5mm，凹槽32的进深Y具有Y＝0.2～1.0mm的尺寸。
如图2所示，接头面Wc的焊接从外侧空间O向利用坡口部12及22形成的槽内配置焊炬30，使焊炬30朝向对接面14及24。并且，使分割中空盘10及20在位置对合的状态下旋转。在该状态下，利用焊炬30在由坡口部12及22形成的槽进行堆焊。通过1焊道焊接(初层焊接)而在对接面14及24上形成焊透部，将凹槽32填埋。接着，进行10～20焊道的堆焊，由此将坡口部12及22填埋。
在1焊道焊接后，如图1所示，为了检查对接面14及24的未焊透的有无，在外侧空间O配置X射线产生装置34。进而，在相对于X射线产生装置34存在180°相位差的分割中空盘10及20的外周面上，在跨焊接接头部W的位置粘贴高温用胶片盒36。
图4示出高温用胶片盒36的结构。高温用胶片盒36具有从内侧将特氟纶(注册商标)板38、由隔热材料构成的隔热板40、感光透过了焊接接头部W的放射线的感光用胶片42层叠而成的结构。当放射线透过试验体时，放射线一边透过，一边由于与试验体的相互作用而逐渐减弱。在焊接部的情况下，具有气孔等缺陷的区域与不具有缺陷的区域相比，放射线良好地透过。其结果是，具有气孔等缺陷的区域在感光用胶片42上被检测作为黑的像。
在上述结构中，从X射线产生装置34朝向焊接接头部W照射的X射线透过焊接接头部W，透过了的X射线使感光用胶片42感光，在感光用胶片42上形成像。在感光用胶片42上映现出距X射线产生装置34远的一方的焊接接头部W，因此若对接面14及24存在未焊透，则在感光用胶片42上明确地映现出凹槽32的像。
根据本实施方式，在对接面14及24存在未焊透时，凹槽32作为黑的像而在感光用胶片42上明确地映现出，因此能够准确地掌握对接面14及24的未焊透的有无。因此，在分割中空盘10、20无需穿设检查孔，因此不需要对检查孔进行加工的多余的作业，且不会妨碍分割中空盘10、20的强度。
另外，能够气密地保持内侧空间I，不存在蒸汽侵入内侧空间I而给蒸汽涡轮的运转带来障碍或者使运转效率下降的可能性。而且，由于凹槽32的截面为矩形，因此能够在感光用胶片42上更明确地映现出凹槽32的像。此外，凹槽32的截面具有所述尺寸，因此能够在感光用胶片42上鲜明地映现出凹槽32的像，并且能够通过1焊道的堆焊可靠地进行凹槽32的填埋。需要说明的是，在1焊道焊接后进行X射线照射，由此确认了未焊透之后的修补作业变得容易。
(实施方式2)
接着，基于图5来说明本发明的第二实施方式。在本实施方式中，与第一实施方式同样，在与坡口部12及22相反的一侧的对接面14及24的一端，沿着分割中空盘10及20的周向形成向内侧空间I开口的环状的凹槽44。凹槽44将仅形成在分割中空盘20的对接面24上的四边形的切口46与分割中空盘10相对配置而形成。其他的结构与第一实施方式相同。根据本实施方式，通过仅加工对接面24，就能够形成凹槽44，因此凹槽44的加工容易。
(实施方式3)
接着，基于图6及图7，说明本发明的第三实施方式。在图6(A)中，在本实施方式中，与第二实施方式同样，向内侧空间I开口的凹槽44使仅形成在分割中空盘20的对接面24上的四边形的切口46与分割中空盘10相对配置而形成。此外，除了凹槽44之外，与凹槽44相邻而在凹槽44的里侧(外侧空间O侧)，在分割中空盘20的对接面上形成凸部48，在分割中空盘10的对接面上形成凸部50。上述凸部48及凸部50具有彼此互补地嵌合的形状。
图6(B)示出进行了第一焊道的堆焊P1、第二焊道的堆焊P2及第三焊道的堆焊P3的焊接接头面Wc的状态。通过1焊道的堆焊P1，在对接面上形成焊透部M，将凹槽44填埋。图7示出实际上在感光用胶片42上映现出的焊接接头部W的像。图7(A)是焊接前的像，图7(B)是第一焊道的堆焊后的像。在图7(A)中，明确地映现出凹槽44的像S44。另一方面，可知，在图7(B)中，什么也未映现出，在对接面上形成焊透部M，凹槽44被填埋。
图7(C)是作为比较例表示的焊接接头部W的像。该比较例是将未形成凹槽44的焊接接头部W映现在感光用胶片42上的像。从图7(C)能够隐约微妙地确认对接面的线，但是周围几乎无法辨别。这样，进行了第一焊道的堆焊后，难以判定焊透部M是否正常形成。
根据本实施方式，能得到与第二实施方式同样的作用效果，并且形成与分割中空盘10、20的对接面彼此互补地嵌合的凸部48及50，因此能够提高焊接接头部W的内侧空间I的密封效果。而且，通过形成凸部48及50，存在焊接时的分割中空盘10及20间的定位变得容易这样的优点。
【工业实用性】
根据本发明，对于位于无法目视的部位的焊接接头面的对接面，能够在母材不穿设检查孔而进行焊接接头部的检查。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种焊接接头的检查方法，是形成在两个母材间的焊接接头的检查方法，所述焊接接头的检查方法的特征在于，
所述两个母材是将多个中空圆筒体经由接头面沿轴向焊接而形成的涡轮用焊接转子的相邻的部分，
所述焊接接头的检查方法包括如下步骤：
槽形成步骤，在形成于该两个母材的部分间的所述接头面上形成坡口部和对接面，在所述对接面的一端预先形成向所述母材的表面开口的凹槽；
放射线照射步骤，对于所述坡口部进行了初层焊接紧后，从坡口形成侧将放射线朝向所述接头面照射；及
判定步骤，利用透过了所述接头面的放射线在感光用胶片上形成像，基于该像来判定所述焊接接头的未焊透的有无。
2.一种焊接接头的检查方法，是形成在两个母材间的焊接接头的检查方法，所述焊接接头的检查方法的特征在于，
所述两个母材是将多个中空圆筒体经由接头面沿轴向焊接而形成的涡轮用焊接转子的相邻的部分，
所述焊接接头的检查方法包括如下步骤：
槽形成步骤，在形成于该两个母材的部分间的所述接头面上形成坡口部和对接面，在所述对接面的一端预先形成向所述母材的表面开口的凹槽，在所述接头面上形成与所述凹槽相邻且彼此互补地嵌合的凹凸部；
放射线照射步骤，对于所述坡口部进行了初层焊接紧后，从坡口形成侧将放射线朝向所述接头面照射；及
判定步骤，利用透过了所述接头面的放射线在感光用胶片上形成像，基于该像来判定所述焊接接头的未焊透的有无。
3.根据权利要求1或2所述的焊接接头的检查方法，其特征在于，
所述凹槽的截面积将通过在所述判定步骤中得到的像而能够识别的大小作为下限，且将通过所述一焊道的堆焊而能够填埋的大小作为上限。
4.根据权利要求1或2所述的焊接接头的检查方法，其特征在于，
所述凹槽仅形成在一方的母材的接头面上。

Claims (6)

1.一种焊接接头的检查方法，是形成在两个母材间的焊接接头的检查方法，所述焊接接头的检查方法的特征在于，包括如下步骤：
槽形成步骤，在形成于所述两个母材间的接头面上形成坡口部和对接面，在所述对接面的一端预先形成向所述母材的表面开口的凹槽；
放射线照射步骤，对于所述坡口部进行了至少一焊道的堆焊之后，从坡口形成侧将放射线朝向所述接头面照射；及
判定步骤，利用透过了所述接头面的放射线在感光用胶片上形成像，基于该像来判定所述焊接接头的未焊透的有无。
2.根据权利要求1所述的焊接接头的检查方法，其特征在于，
所述凹槽的截面积将通过在所述判定步骤中得到的像而能够识别的大小作为下限，且将通过所述一焊道的堆焊而能够填埋的大小作为上限。
3.根据权利要求1或2所述的焊接接头的检查方法，其特征在于，
所述凹槽仅形成在一方的母材的接头面上。
4.根据权利要求1或2所述的焊接接头的检查方法，其特征在于，
在所述接头面上形成与所述凹槽相邻且彼此互补地嵌合的凹凸部。
5.根据权利要求1或2所述的焊接接头的检查方法，其特征在于，
所述两个母材分别具有中空筒形，经由所述接头面而沿轴向被焊接。
6.根据权利要求5所述的焊接接头的检查方法，其特征在于，
所述两个母材是将多个中空圆筒体经由所述接头面沿着轴向焊接而形成的涡轮用焊接转子的相邻的所述中空圆筒体。
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