DE60027640T2 - Spaltform zum einseitigen Stumpfschweissen und Verfahren zur Inspektion der Schweisszone - Google Patents

Spaltform zum einseitigen Stumpfschweissen und Verfahren zur Inspektion der Schweisszone Download PDF

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Nutgestalt einer geschweißten Struktur, die unter Verwendung einseitigen Stumpfschweißens geschweißt wird. Sie betrifft des Weiteren ein zerstörungsfreies Verfahren für die Untersuchung einer Schweißzone, die mittels einseitigen Stumpfschweißens geschweißt wurde, und insbesondere eine Nutgestalt und ein Untersuchungsverfahren, das bzw. die in geeigneter Weise zum Schweißen einer Struktur mit einem hohlen Bereich geeignet ist.
  • BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
  • Herkömmlicherweise wurde beim Durchführen von Schweißungen mit einseitigem Stumpfschweißen eine Nut in Form einer rechteckigen Nut, einer einseitigen V-förmigen Nut, einer einseitigen Schrägkantennut, einer einseitigen J-förmigen Nut, einer einseitigen U-förmigen Nut oder dergleichen in ein Formstück eingearbeitet. Falls jedoch eine Oberfläche der einer Schweißwärmequelle zugewandten Seite eines Nutbereichs und eine Oberfläche einer entgegengesetzten Seite davon, d.h. eine Oberfläche der Seite einer unteren Oberfläche der Nut (nachstehend als Oberfläche der unteren Seite der Nut bezeichnet) ungeschweißt bleiben, wenn das Schweißen mit diesen Nutgestalten durchgeführt wird, verursacht dies eine mangelnde Festigkeit oder wird Ursache für eine Risskorrosion. Des Weiteren bewirkt dies beim Schweißen eines Rohrs zur Zuführung eines Gases, das auf einem Gebiet der Halbleiterherstellung verwendet wird, dass mikroskopische Teilchen, wie Metallteilchen oder dergleichen, in dem zugeführten Gas enthalten sind, was das Problem der Erzeugung minderwertiger Waren aufwirft.
  • Der Grund für das vorstehend angegebene Problem kann beispielsweise in der Tatsache bestehen, dass eine Abweichung von der Schweißlinie durch eine falsche Einrichtung und Bedienung der Ausrichtung des Lichtbogens während des Schweißens verursacht wird, so dass auf der Oberfläche der unteren Seite der Nut eines Stoßbereichs keine Gegenraupe ausgebildet wird und die Nut verbleibt oder eine vollständige Einbrandtiefe aufgrund der falschen Festlegung der Schweißbedingungen nicht erreicht wird, so dass die Nut an der unteren Seite der Nut verbleibt.
  • Da die Größe der vollständigen Einbrandtiefe unterschiedlicher Metalle beispielsweise aufgrund verschiedener Schmelzpunkte unterschiedlich ist, kann des Weiteren beim Stoßschweißen von unterschiedlichen Metallen, obgleich genau entlang der Schweißlinie geschweißt wird, ein schräger Einbrand dort, wo die Naht zu einem Metall einer Seite einseitig geneigt ist, derart geschaffen werden, dass die Nut an der Oberfläche der unteren Seite der Nut verbleibt, was so eine minderwertige Schweißung bewirkt.
  • Auch wenn gleiche Metalle mittels Stumpfschweißen geschweißt werden, gibt es des Weiteren den Nachteil, dass die Naht zu einem Schweißteil einer Seite einseitig geneigt ist – ähnlich wie in dem Fall, bei dem die unterschiedlichen Metalle mittels Stumpfschweißen verschweißt werden – da die Oberflächenspannung des geschmolzenen Metalls aufgrund eines unterschiedlichen Verunreinigungsgehalts jedes Metalls unterschiedlich ist.
  • Aufgrund des vorstehend angegebenen Problems wurde im Allgemeinen der Zustand einer Innenfläche einer Schweißzone nach dem Durchführen des Schweißens mit bloßem Auge untersucht, um zu bestimmen, ob in den Schweißteilen nach dem Schweißen ein Defekt vorliegt oder nicht. Eine zerstörungsfreie Untersuchung muss jedoch für Schweißstrukturen mit einem hohlen Bereich wie ein Rohr, ein unter Druck stehender Behälter und ein Pfeiler mit einem kastenförmigen Querschnitt, der bei einem Stahlrahmen für den Bau verwendet wird, durchgeführt werden, die schwer mit bloßem Auge untersucht werden können.
  • Als zerstörungsfreies Untersuchungsverfahren werden im Allgemeinen eine Ultraschalluntersuchung und eine Röntgenuntersuchung verwendet. Wenn jedoch eine Stoßfläche relativ flach ist, kann, obgleich die Nut an der Oberfläche der unteren Seite der Nut aus irgendeinem Grund verbleibt, die verbleibende Nut aufgrund von Spannungen in der Schweißzone durch die Erstarrungsschrumpfung zusammen gepresst werden.
  • Da der Unterschied der Übertragungsmenge der radioaktiven Strahlen aufgrund des engen Spaltmaßes bei einer Röntgenuntersuchung gering ist, ist es schwierig, klar unterschiedliche Intensitäten zu erhalten, die beim Untersuchen des Defekts verwendet werden können.
  • Des Weiteren gibt es bei einer Untersuchung mittels Ultraschall das Problem, dass kein ausreichender Rauschabstand erhalten werden kann, da die Ultraschallwelle durch den eng anhaftenden Nutbereich übertragen wird.
  • Bei der Ultraschalluntersuchung der Schweißzone einer Schweißkonstruktion aus einem rostfreien, austenitischen Stahl besteht insbesondere das Problem, dass durch die groben, säulenförmigen Kristalle ein schwaches Rauschen erzeugt wird, das als waldförmiges Echo bezeichnet wird und das Rauschverhältnis absenkt. Da die waldförmigen Echos bei einer Überlappung ein stärkeres Pseudoecho werden, ist es des Weiteren fast unmöglich, sie von einem Reflexionsecho zu unterscheiden, das von einem feinen verbleibenden Stoßbereich stammt.
  • Des Weiteren kann bei einem Schweißen mit einer Öffnung zwischen den Stoßflächen zum Vermeiden einer engen Haftung des nicht geschmolzenen Nutbereichs die Erzeugung der vorstehend angegebenen Probleme verringert werden. Da es jedoch sehr viel Zeit benötigt, um gleichwertig eine Öffnung zwischen den Wurzelflächen mit einer hohen Genauigkeit herzustellen, und des Weiteren ein Durchbrennen oder ein unvollständiges Schmelzen oder dergleichen leicht erzeugt wird, ist eine hoch entwickelte Schweißtechnik und -geschicklichkeit erforderlich. Insbesondere beim automatischen Umfangs-WIG-Schweißen, bei dem ein dünnes Rohr unter Verwendung eines Füllstoffmetalls geschweißt wird, ist dieses Problem beträchtlich. Es ist sehr schwierig, unter Belassung einer Wurzelöffnung zu schweißen, so dass die Schweißung ohne die Wurzelöffnung durchgeführt werden muss. Bei einer rauen Stoßfläche kann das vorstehend angegebene Problem verringert werden. In diesem Fall wird jedoch ein Schweißfehler wie ein Gaseinschluss leicht erzeugt, da es viele Hohlräume in dem Stoßbereich gibt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, unter Berücksichtigung der vorstehend angegebenen Probleme, eine Nutgestalt zu schaffen, mit der ein Defekt aufgrund der Existenz der Nut an einer Oberfläche der unteren Seite der Nut sicher untersucht und bestimmt werden kann, der aufgrund einer unvollständigen Einbrandtiefe, einer Schweißlinienabweichung, des Vorhandenseins unterschiedlicher Arten von Metallen oder Verunreinigungen mittels einer zerstörungsfreien Untersuchung wie einer Ultraschall- oder einer Röntgenuntersuchung ohne Einrichten einer Wurzelöffnung erzeugt wird, was ein hohes Maß an Schweißgeschicklichkeit bei dem einseitigen Stumpfschweißen erfordert. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Untersuchungsverfahrens, mit dem ein Defekt einer einseitigen Stumpfschweißzone sicher untersucht und bestimmt werden kann.
  • Zur Lösung der vorstehend angegebenen Aufgaben wird gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum einseitigen Stumpfschweißen vorgeschlagen, das folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines konkaven Bereichs mit einer Breite und einer Tiefe auf einer ersten Seite wenigstens einer der Stoßflächen eines ersten Werkstücks und eines zweiten Werkstücks, wobei die Breite (2W) des konkaven Bereichs innerhalb eines Bereichs von etwa 1 bis 60% einer vorgegebenen Breite einer Einbrandraupe liegt, die nach dem einseitigen Stumpfschweißen an einer zweiten oder der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Stoßflächen gebildet wird, und wobei die Tiefe (D) in der Dickenrichtung des konkaven Bereichs innerhalb eines Bereichs von 1 bis 50% der Dicke jedes der Werkstücke vor dem Bilden des konkaven Bereichs liegt; und einseitiges Stumpfschweißen des ersten Werkstücks an dem zweiten Werkstück unter Ausbildung einer Schweißkonstruktion, wobei das einseitige Stumpfschweißen mittels eines Schweißschmelzverfahrens unter Verwendung eines Füllmetalls durchgeführt wird, wobei das einseitige Stumpfschweißen von der zweiten, der ersten Seite gegenüber liegenden Seite der Stoßfläche her erfolgt, so dass der konkave Bereich (5) nach dem einseitigen Stumpfschweißen nicht verbleibt.
  • Des Weiteren wird gemäß Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum einseitigen Stumpfschweißen geschaffen, das die Schritte umfasst: Bereitstellen eines konkaven Bereichs mit einer Breite und einer Tiefe auf einer ersten Seite mindestens einer der Stoßflächen eines ersten Werkstücks und eines zweiten Werkstücks, wobei die Breite (2W) des konkaven Bereichs innerhalb des Bereichs von etwa 1 bis 40% einer vorgegebenen Breite einer Einbrandraupe liegt, die nach dem einseitigen Stumpfschweißen auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüber liegenden Seite der Stoßfläche gebildet wird, und wobei die Tiefe (D) in der Dickenrichtung 7% oder weniger eines Metall-Volumens einer Schweißzone beträgt; und ein einseitiges Stumpfschweißen des ersten Werkstücks an das zweite Werkstück unter Ausbildung einer Schweißkonstruktion, wobei das einseitige Stumpfschweißen mittels eines Schmelzschweißverfahrens ohne Verwendung eines Füllstoffmetalls durchgeführt wird und das einseitige Stumpfschweißen von der zweiten, der ersten Seite gegenüber liegenden Seite der Stoßfläche her erfolgt, so dass der konkave Bereich nach dem einseitigen Stumpfschweißen nicht verbleibt.
  • Des Weiteren umfasst das Verfahren den Schritt des Überprüfens der einseitig stumpfgeschweißten Zone mittels einer Ultraschall- oder einer Röntgenuntersuchung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Für ein besseres Verständnis der Art und der Ziele der vorliegenden Erfindung wird auf die nachstehende detaillierte Beschreibung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
  • 1 eine teilweise geschnittene Ansicht ist, die eine erste Ausführungsform eines Nutbereichs für das einseitige Stumpfschweißen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine Schnittansicht ist, die eine konkave Form an einer Stoßfläche der zweiten Ausführungsform des Nutbereichs zum einseitigen Stumpfschweißen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 eine Schnittansicht ist, die eine konkave Form an einer Stoßfläche der dritten Ausführungsform des Nutbereichs zum einseitigen Stumpfschweißen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ein bei einer Ultraschalluntersuchung einer Standardprobe gemäß der ersten Ausführungsform aufgenommenes Sonogramm zeigt, die mit einem vollständigen Einbrand in der Nut geschweißt ist, die durch einen konkaven Bereich an deren Stoßflächen gebildet ist;
  • 5 ein Sonogramm zeigt, das bei einer Ultraschalluntersuchung einer zweiten Ausführungsform einer Probe gemacht wurde, die mit mangelnder Einbrandtiefe und mit einer Schweißlinienabweichung in der Nut geschweißt ist, die durch einen konkaven Bereich an deren Stoßflächen gebildet ist;
  • 6 ein Sonogramm zeigt, das bei einer Ultraschalluntersuchung einer dritten Ausführungsform einer Probe gemacht wurde, die mit mangelnder Einbrandtiefe in der Nut geschweißt ist, die durch einen konkaven Bereich an deren Stoßflächen gebildet ist;
  • 7 ein Sonogramm zeigt, das bei einer Ultraschalluntersuchung des ersten Vergleichsbeispiels einer Probe gemacht wurde, die mit mangelnder Einbrandtiefe und mit einer Schweißlinienabweichung in einer Nut geschweißt ist, bei der kein konkaver Bereich an deren Stoßflächen gebildet ist;
  • 8 ein Sonogramm zeigt, das bei einer Ultraschalluntersuchung des zweiten Vergleichsbeispiels einer Probe gemacht wurde, die mit mangelnder Einbrandtiefe in der Nut geschweißt ist, bei der kein konkaver Bereich an deren Stoßflächen gebildet ist;
  • 9 ein Röntgenbild zeigt, das von einer Standardprobe gemäß der ersten Ausführungsform gemacht wurde, die mit vollständiger Einbrandtiefe in der Nut geschweißt ist, die durch den konkaven Bereich an deren Stoßflächen gebildet ist;
  • 10 ein Röntgenbild zeigt, das von einer Probe gemäß der zweiten Ausführungsform gemacht wurde, die mit mangelnder Einbrandtiefe und mit einer Schweißlinienabweichung in der Nut geschweißt ist, die durch den konkaven Bereich an deren Stoßflächen gebildet ist;
  • 11 ein Röntgenbild zeigt, das von einer Probe gemäß der dritten Ausführungsform gemacht wurde, die mit mangelnder Einbrandtiefe in der Nut geschweißt ist, die durch den konkaven Bereich an deren Stoßflächen gebildet ist;
  • 12 ein Röntgenbild zeigt, das von einer Probe gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel gemacht wurde, die mit mangelnder Einbrandtiefe und mit einer Schweißlinienabweichung in der Nut geschweißt ist, bei der kein konkaver Bereich an deren Stoßflächen gebildet ist;
  • 13 ein Röntgenbild zeigt, das von einer Probe gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel gemacht wurde, die mit mangelnder Einbrandtiefe in der Nut geschweißt ist, bei der kein konkaver Bereich an deren Stoßflächen gebildet ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die erste Besonderheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Gestalt eines Nutabschnitts für das einseitige Stumpfschweißen, bei der ein konkaver Bereich, der mittels einer Röntgen- und einer Ultraschalluntersuchung erkannt werden kann, an einer Stoßfläche davon gebildet wird. Des Weiteren ist die zweite Besonderheit der vorliegenden Erfindung ein Untersuchungsverfahren eines einseitig stumpfgeschweißten Bereiches, bei dem ein Defektbereich der Schweißzone mittels einer zerstörungsfreien Untersuchung wie einer Röntgen- oder einer Ultraschalluntersuchung nach dem Ausbilden des konkaven Bereichs an der Stoßfläche eines Werkstücks und dessen Verschweißen sehr sicher festgestellt werden kann.
  • 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die die erste Ausführungsform des Nutbereichs für ein einseitiges Stumpfschweißen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In 1 stoßen ein Rohr 1 und ein Rohr 2, die jeweils eine quadratische Nut aufweisen, an einer Nutfläche 1a und einer Nutfläche 2a aneinander, um einen Stoßbereich 3 zu bilden. Dann wird ein Lichtbogen 4 durch eine Elektrode einer Lichtbogenschweißmaschine wie einer WIG-Schweißmaschine oder einer MIG-Schweißmaschine entlang einer Außenwand 3a des Stoßbereichs 3 erzeugt und der Stoßbereich 3 wird durch den Lichtbogen 4 derart durchdrungen, dass die Nutfläche 1a des Rohrs 1 und die Nutfläche 2a des Rohrs 2 geschmolzen wird, um dadurch verbunden zu werden.
  • Dann wird bei der vorliegenden Erfindung der konkave Bereich 5 an der Stoßfläche 1b der Nutfläche des Rohrs 1 und der Stoßfläche 2b der Nutfläche des Rohrs 2 gebildet, die den vorstehend erwähnten Stoßbereich 3 bilden. In 1 wird der konkave Bereich 5, der eine einzige V-Nut aufweist, die durch die Stoßfläche 1b des Rohrs 1 und die Stoßfläche 2b des Rohrs 2 gebildet ist, gebildet. Des Weiteren variieren die Gestalt und die Abmessung des konkaven Bereichs 5 entsprechend Änderungen der Dicke des Werkstücks oder der Gestalt der zu erstellenden Schweißzone und des Schweißverfahrens. In dem Fall eines Schmelzschweißens unter Verwendung eines Füllstoffmetalls, wie MAG-Schweißen und MIG-Schweißen, ist es bevorzugt, dass er so gebildet ist, dass eine Tiefe (D) in Richtung einer Dicke des konkaven Bereichs 5 innerhalb eines Bereichs von 1 bis 50% der Dicke jedes der Werkstücke liegt und eine Breite (2W) des konkaven Bereichs 5, der dem zwischen den Nutflächen 1a, 2a ausgebildeten Stoßbereich 3 zwischenliegend zu beiden Seiten konkav ausgebildet ist, in einem Bereich von etwa 1 bis 60% einer vorgegebenen Breite einer ausgebildeten Einbrandraupe liegt.
  • Des Weiteren ist bevorzugt, dass die Abmessung des konkaven Bereichs 5, der in 2 und 3 dargestellt ist, ähnlich wie in 1 derart ausgebildet ist, dass die Tiefe (D) in Richtung mit der Dicke des konkaven Bereichs 5 innerhalb eines Bereichs von 1 bis 50% der Dicke jedes der Werkstücke liegt und die Breite (2W) des konkaven Bereichs 5, der dem zwischen den Nutflächen 1a, 2a ausgebildeten Stoßbereich 3 zwischenliegend zu beiden Seiten konkav ausgebildet ist, im Bereich von etwa 1 bis 60% einer vorgegebenen Breite einer ausgebildeten Einbrandraupe liegt.
  • Des Weiteren muss der konkave Bereich nicht auf beiden Seiten der Nutflächen 1a, 2a vorgesehen werden, sondern kann an nur einer Seite davon vorgesehen werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, diesen derart zu formen, dass die Tiefe (D) in Richtung der Dicke des konkaven Bereichs innerhalb des Bereichs von 1 bis 50% der Dicke des Werkstücks liegt und die Breite (W) des konkaven Bereichs 5 innerhalb des Bereichs von etwa 1 bis 30% der vorgegebenen Breite der gebildeten Einbrandraupe liegt.
  • Es ist möglich, derart zu schweißen, dass der konkave Bereich nach dem Schweißen mit der vorstehend erwähnten Abmessung nicht in einer inneren Schweißfläche bleibt.
  • Des Weiteren ist in dem Fall eines Schmelzschweißens ohne Füllstoffmetall, wie bei einem WIG-Schweißen, einem Laserschweißen und einem Plasmaschweißen, wo kein Füllstoffmetall verwendet wird, da es unmöglich ist, eine Menge des fehlenden Volumens des konkaven Bereichs 5 mit dem Füllstoffmetall aufzufüllen, die Dicke der Schweißzone dünn, was zu einer mangelnden Festigkeit führt. In diesem Fall ist es jedoch bevorzugt, eine solche ein Volumen des konkaven Bereichs 5 ausbildende Abmessung zu haben, dass die Abmessung der Breite (2W) des konkaven Bereichs 5 so eingestellt ist, dass sie im Bereich von 1 bis 40% der Breite der durch das Schweißen gebildeten Einbrandraupe liegt und die Abmessung der Tiefe (D) des konkaven Bereichs 5 7% und weniger des Metallvolumens der Schweißzone beträgt. So gibt es, wenn das Schweißen mit diesen Abmessungen durchgeführt wird, keinen solchen Fall, bei dem die Dicke des Metalls in der Schweißzone dünn wird, da sie aufgrund des Phänomens der Dickenvergrößerung während der Verfestigungsschrumpfung oder dergleichen ausgeglichen wird.
  • Des Weiteren ist bevorzugt, dass die Abmessung des in 2 und 3 gezeigten konkaven Bereichs vorzugsweise ähnlich wie 1 derart ausgebildet wird, dass die Breite (2W) des konkaven Bereichs 5, der dem zwischen den Nutflächen 1a, 2a ausgebildeten Stoßbereich 3 zwischenliegend zu beiden Seiten konkav ausgebildet ist, in einem Bereich von etwa 1 bis 40% einer vorgegebenen Breite der gebildeten Einbrandraupe liegt und die Tiefe (D) entlang der Dickenrichtung 7% oder weniger des Metallvolumens der Schmelzzone beträgt.
  • Des Weiteren muss der konkave Bereich nicht an beiden Seiten der Nutflächen 1a, 2a vorgesehen werden und kann an nur einer Seite davon vorgesehen werden. In diesem Fall wird er vorzugsweise derart gebildet, dass die Tiefe (D) entlang der Dickenrichtung 7% und weniger des Metallvolumens der Schweißzone beträgt und die Breite (W) des konkaven Bereichs 5 innerhalb eines Bereichs von etwa 1 bis 20% der vorbestimmten Breite der gebildeten Einbrandraupe liegt.
  • Es ist möglich, derart zu schweißen, dass der konkave Bereich nach dem Schweißen mit der vorstehend angegebenen Abmessung nicht in einer inneren Schweißfläche verbleibt.
  • Die Gestalt des konkaven Bereichs 5 ist in 1 als ein konkaver Bereich mit einer einzigen V-förmigen Nut gezeigt, wo eine geneigte Fläche in Richtung zum Inneren der Schweißzone der Schweißkonstruktion gebildet ist, wobei eine Seite der Stoßflächen 1b und 2b der Werkstücke zur Hauptrichtung gemacht wird. Die Gestalt des konkaven Bereichs ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Gestalt der zweiten Ausführungsform, bei der eine einzige U-förmige Nut des konkaven Bereichs 5A – wie in 2 gezeigt – ausgeführt ist, kann möglich sein. Des Weiteren kann die Gestalt der dritten Ausführungsform, bei der die Gestalt des konkaven Bereichs 5B – wie in 3 gezeigt – Stufen aufweist, möglich sein. Die vorstehend angegebenen Gestalten können in angemessener Weise entsprechend der Gestalt und der Dicke der Werkstücke und des Schweißverfahrens gewählt und verwendet werden. Des Weiteren werden in 2 und 3 für die gleichen Teile wie bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen verwendet und die detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
  • Die so gebildeten konkaven Bereiche 5, 5A und 5B (nachstehend immer mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet, außer in dem Fall, in dem eine spezielle Richtung erforderlich ist) bleiben unverändert, falls sie nicht während des Schweißens geschmolzen werden.
  • Deshalb wird bei der Röntgenuntersuchung ein Röntgenbild des konkaven Bereichs gemacht, so dass ein Unterschied der Intensität sehr klar wird. Des Weiteren wird bei der Ultraschalluntersuchung der konkave Bereich ein Bereich einer sehr wirksamen Reflexionsquelle ohne die Übertragung einer Ultraschallwelle, so dass es möglich ist, ein sehr klares Rauschverhältnis zu erhalten. Des Weiteren ist es bei der Ultraschalluntersuchung, falls ein Reflexionswinkel einer verwendeten Sonde im voraus erkannt werden kann und ein spitz zulaufender Winkel des konkaven Bereichs 5 entsprechend dem Reflexionswinkel gebildet wird, möglich, ein klares Signal des Rauschverhältnisses zu erhalten, das für die Bestimmung des Vorhandenseins eines Defekts geeignet ist.
  • Des Weiteren kann in dem Fall, in dem der Stoßbereich 3 in dem Zustand einer vollständigen Aufschmelzung geschweißt werden kann, da der konkave Bereich 5, der an den Stoßflächen 1b, 2b gebildet ist, durch das Schweißen mit geschmolzenem Metall aufgefüllt wird, eine vorbestimmte Festigkeit in der Schweißzone erhalten werden und wird darüber hinaus nicht Grund für die Erzeugung einer Risskorrosion oder von Teilchen. Des Weiteren ist ein Bereich des konkaven Bereichs 5 so gestaltet, das er einer Innenfläche der Nutflächen 1a oder 1b zugewandt ist, wodurch das Arbeiten leichter wird. Des Weiteren muss der konkave Bereich 5 nicht über beiden Stoßflächen 1b, 2b der aneinander anliegenden Werkstücke gebildet werden und kann an mindestens einer Seite der Stoßflächen gebildet werden.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Als nächstes wurde als Ausführungsform die folgende Probe für einen Test durch Bilden der vorstehend angegebenen Nutgestalt für ein einseitiges Stumpfschweißen gemäß der vorliegenden Erfindung an Werkstücken und durch Schweißen mit sich ändernden Schweißbedingungen hergestellt.
  • (Allgemeine Bedingungen)
    • • Schweißkonstruktion: Rohr aus rostfreiem Stahl (hergestellt aus SUS316L) mit einem Außendurchmesser von 9,53 mm (3/8 Zoll) und einer Dicke von 1 mm.
    • • Bearbeitungsgestalt des konkaven Bereichs 5: die einzelne V-förmige Nut des konkaven Bereichs – wie in 1 gezeigt – wurde derart hergestellt, dass deren Tiefe (D) 0,2 mm betrug und deren Breite (2W) 0,4 mm betrug.
    • • Schweißverfahren: durchgeführt mittels automatischen Umfangs-WIG-Schweißen (ohne Verwendung eines Füllstoffmetalls).
    • • Gestalt der Nutfläche: Die Nutfläche wurde zu einer quadratischen Nut gemacht.
  • [Ausführungsform 1]
  • Als Ausführungsform 1 wurde die Nut als einzige V-förmige Nut des konkaven Bereichs 5 – wie in 1 gezeigt – hergestellt, und das einseitige Stumpfschweißen unter den vorstehend angegebenen allgemeinen Bedingungen durchgeführt. Bei dem Schweißen wurde eine Probe (Standardprobe) mit einer äußeren Raupenbreite von 3 mm und einer inneren Raupenbreite von 2 mm, die mit einer vollständigen Einbrandtiefe geschweißt wurde, hergestellt.
  • [Ausführungsform 2]
  • Als Ausführungsform 2 wurde die Nut als einzige V-förmige Nut des konkaven Bereichs 5 – wie in 1 gezeigt – hergestellt. Das einseitige Stumpfschweißen wurde unter den vorstehend angegebenen allgemeinen Bedingungen durchgeführt. Bei dem Schweißen wurde eine Probe (Schweißprobe mit einer Schweißlinienabweichung und einer mangelnden Einbrandtiefe) hergestellt, die derart geschweißt wurde, dass, obgleich die Schweißlinie um 1,2 mm von der Wurzelfläche abwich und die Schweißnaht die Innenfläche eines Rohrs erreichte, die Höhe der verbleibenden Nut (die Höhe des nicht geschweißten Bereichs) 0,5 mm betrug.
  • [Ausführungsform 3]
  • Als Ausführungsform 3 wurde die Nut als einzige V-förmige Nut des konkaven Bereichs 5 – wie in 1 gezeigt – hergestellt. Das einseitige Stumpfschweißen wurde unter den vorstehend angegebenen allgemeinen Bedingungen durchgeführt. Bei dem Schweißen wurde eine Probe hergestellt (eine Schweißprobe mit einer mangelnden Einbrandtiefe), die derart geschweißt wurde, dass die mangelnde Einbrandtiefe 0,5 mm betrug.
  • Für den Vergleich mit den Proben der vorstehend angegebenen Ausführungsformen 1 bis 3 wurden als Vergleichsbeispiel Proben mittels des einseitigen Stumpfschweißens mit einer herkömmlichen Nut hergestellt, bei der kein konkaver Bereich an deren Stoßfläche vorgesehen wurde. Die allgemeinen Schweißbedingungen waren die gleichen wie bei der vorstehend angegebenen Ausführungsform mit dem Unterschied, dass die Stoßfläche nicht mit dem konkaven Bereich versehen wurde.
  • [Vergleichsbeispiel 1]
  • Als Vergleichsbeispiel 1 wurde die Nut zu einer quadratischen Nut geformt und das einseitige Stumpfschweißen durchgeführt. Bei dem Schweißen wurde – wie bei der Ausführungsform 2 – eine Probe (eine Schweißprobe mit einer Schweißlinienabweichung und einer mangelnden Einbrandtiefe) derart geschweißt, dass, obgleich die Schweißlinie um 1,2 mm von der Wurzelfläche abwich und die Schweißnaht die Innenfläche des Rohrs erreichte, die Höhe der verbleibenden Nut (Höhe des nicht geschweißten Bereichs) 0,5 mm betrug.
  • [Vergleichsbeispiel 2]
  • Als Vergleichsbeispiel 2 wurde die Nut zu einer quadratischen Nut geformt und das einseitige Stumpfschweißen durchgeführt. Bei dem Schweißen wurde – wie bei der Ausführungsform 3 – eine Probe (eine Schweißprobe mit einem Fehlen der Einbrandtiefe) derart geschweißt, dass eine mangelnde Einbrandtiefe von 0,5 mm erzeugt wurde.
  • Als nächstes wurden die jeweiligen Proben, die auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung in den vorstehend angegebenen Ausführungsformen 1 bis 3 hergestellt wurden, wobei das Rohr, d.h. das Werkstück, mit dem konkaven Bereich 5 an der Stoßfläche versehen war, mittels des einseitige Stumpfschweißens geschweißt. Die jeweiligen Proben, die in den vorstehend angegebenen Vergleichsbeispielen hergestellt wurden, wobei das Rohr, d.h. das Werkstück, nicht mit einer herkömmlichen Nut mit einem konkaven Bereich 5 versehen wurde, wurden mittels des einseitigen Stumpfschweißens geschweißt. Die entsprechenden Experimente einer Ultraschalluntersuchung (Experiment 1), einer Röntgenuntersuchung (Experiment 2) und einer Spannungsuntersuchung (Experiment 3) wurden wie folgt durchgeführt.
  • [Experiment 1]
  • Als Experiment 1 wurde die Ultraschalluntersuchung des Schweißbereichs der jeweiligen Proben, die mittels des einseitigen Stumpfschweißens in der Nutgestalt der vorliegenden Erfindung geschweißt und die in den vorstehend angegebenen Ausführungsformen 1 bis 3 hergestellt wurden, und des Schweißbereichs der jeweiligen Proben durchgeführt, die mittels des einseitigen Stumpfschweißens bei den herkömmlichen Nuten des Vergleichsbeispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 2 hergestellt wurden. Die Ultraschalluntersuchung wurde mit folgenden Vorrichtungen und Bedingungen durchgeführt.
    • • Ultraschalluntersuchungsvorrichtung: Typ USIP-11, hergestellt von KRAUTKRAMER JAPAN COMPANY LIMITED:
    • • Testfrequenz: 5 MHz.
    • • Abmessung des Oszillators: 5 mm 3 3 mm.
    • • Zur Einwirkung gebrachte Ultraschallwelle: Querwelle mit einem Reflexionswinkel von 70°.
    • • Kontaktmedium: Glycerinpaste
  • Die Ergebnisse der Ultraschalluntersuchung sind anhand von Sonogrammen der Ultraschallwellendefektfeststellung in den 4 bis 8 (nachstehend als Sonogramm bezeichnet) gezeigt. D.h., dass 4 ein Sonogramm ist, das bei der ersten Ausführungsform einer Standardprobe gemacht wurde, die mit einer vollständigen Einbrandtiefe geschweißt wurde. 5 ist ein Sonogramm, das bei der zweiten Ausführungsform einer Probe (Schweißprobe mit einer Schweißlinienabweichung und einer mangelnden Einbrandtiefe) gemacht wurde. 6 ist ein Sonogramm, das bei der dritten Ausführungsform einer Probe (Schweißprobe mit mangelnder Einbrandtiefe) gemacht wurde.
  • 7 ist ein Sonogramm einer Probe (Schweißprobe mit einer Schweißlinienabweichung und einer mangelnden Einbrandtiefe), die in dem Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde. 8 ist ein Sonogramm einer Probe (Schweißprobe mit mangelnder Einbrandtiefe), das in dem Vergleichsbeispiel 2 hergestellt wurde.
  • Wie aus den in 4 bis 8 gezeigten Sonogrammen ersichtlich ist, weist das Sonogramm jeder Probe der Ausführungsform 2 und der Ausführungsform 3, bei denen das einseitige Stumpfschweißen mit dem Defekt einer mangelnden Einbrandtiefe in der Nut durchgeführt wurde, die mit dem konkaven Bereich 5 an der Stoßfläche auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung gebildet wurde, eine sehr auffällige Änderung der Wellenform – wie in 5 und 6 gezeigt – auf. Wenn 5 und 6 mit 4 der Standardprobe verglichen werden, die mit einer vollständigen Einbrandtiefe der Ausführungsform 1 geschweißt wurde, sind die Höhen der Echos der 5 und 6 um etwa 5 dB oder darüber höher als die Höhe des Echos von 4. Da es möglich ist, beim einseitigen Stumpfschweißen, bei dem der konkave Bereich an der Stoßfläche auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung vorgesehen wird, zu erkennen, dass die Wellenform des Sonogramms der Schweißzone mit dem Schweißdefekt, wie in 5 und 6 gezeigt, einen großen Unterschied zu einer Wellenform einer normalen Standardschweißzone zeigt, wird bestätigt, dass es möglich ist, ein Rauschsignal zu erhalten, das es ermöglicht, die Erkennung des Vorhandenseins des Schweißdefekts sehr leicht und sicher mittels der Ultraschalluntersuchung durchzuführen.
  • Andererseits konnte in 7 und 8, die Sonogramme der jeweiligen Proben zeigen, die den Schweißdefekt des Vergleichsbeispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 2 aufweisen, bei denen das einseitige Stumpfschweißen in der herkömmlichen Nut durchgeführt wurde, bei der kein konkaver Bereich an der Stoßfläche gebildet wurde, der Schweißdefekt davon nicht gefunden werden, da deren Wellenform keine Änderung zeigt, die ausreicht, um aus der Wellenform von 4 erkannt zu werden, die ein Sonogramm der Standardprobe der Ausführungsform 1 ist.
  • Des Weiteren wurde bei der Ultraschalluntersuchung bestätigt, dass der an der Stoßfläche des Rohrs vorgesehene konkave Bereich vorzugsweise als konkaver Bereich mit einem einzigen V-Nutquerschnitt auszubilden ist. Dabei beträgt in 1 die Breite (2W) der Oberfläche der unteren Seite der Nut 0,4 mm und bildet mit einem Schnittpunkt der Stoßfläche und der Innenfläche des Rohrs (der Oberfläche der unteren Seite der Nut) einen rechten Winkel. Der konkave Bereich ist als rechtwinkliges gleichschenkliges Dreieck gebildet, das aus zwei Rändern von 0,2 mm (= Tiefe (D) = Breite (2W)/2) besteht. Da es unmöglich ist, das Volumen des konkaven Bereichs bei einem WIG-Schweißen ohne Verwendung eines Füllstoffmetalls aufzufüllen, wird die Dicke der Schweißnaht um die Menge des Volumens dünner, was zu dem Mangel an Festigkeit führt. In diesem Fall wurde jedoch bestätigt, dass die Menge der Dickenminderung durch eine Erhöhung der Dicke entsprechend der Verfestigungsschrumpfung ausgeglichen wird, so dass das Problem der abnehmenden Dicke der Schweißnaht gelöst wird, falls der konkave Bereich derart geformt wurde, dass dessen Volumen auf innerhalb von 5% des Volumens der Schweißnaht eingestellt wurde.
  • [Experiment 2]
  • Als Experiment 2 wurde eine Röntgenuntersuchung an dem Schweißbereich der jeweiligen Proben, die mittels des einseitigen Stumpfschweißens und der Nutgestalt der vorliegenden Erfindung geschweißt und in den vorstehend angegebenen Ausführungsformen 1 bis 3 hergestellt wurden, und an dem Schweißbereich der jeweiligen Proben durchgeführt, die mittels einseitigen Stumpfschweißens bei den herkömmlichen Nuten des Vergleichsbeispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 2 geschweißt wurden. Die Röntgenuntersuchung wurde mit der folgenden Vorrichtung und unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
    • • Röntgenvorrichtung: RIX200C, hergestellt von der RIKOH Corporation.
    • • Untersuchungsverfahren: Verfahren der Aufnahme einer Seite einer Doppelwand.
    • • Penetrationsmesser: S01
    • • Brennweite des Films: 1200 mm
    • • Röhrenspannung: 175 kV.
    • • Röhrenstrom: 5 mA.
    • • Belichtungszeit: 60 Sekunden.
  • 9 bis 13 sind Röntgenbilder, die die Ergebnisse der Röntgenuntersuchungen zeigen. 9 ist ein Röntgenbild, das bei der ersten Ausführungsform einer Standardprobe gemacht wurde, die mit einer vollständigen Einbrandtiefe geschweißt wurde. 10 ist ein Röntgenbild, das bei der zweiten Ausführungsform einer Probe (Schweißprobe mit einer Schweißlinienabweichung und einer mangelnden Einbrandtiefe) aufgenommen wurde. 11 ist ein Röntgenbild, das bei der dritten Ausführungsform einer Probe (Schweißprobe mit einer mangelnden Einbrandtiefe) aufgenommen wurde.
  • 12 ist ein Röntgenbild, das bei dem ersten Vergleichsbeispiel einer Probe (Schweißprobe mit einer Schweißlinienabweichung und einer mangelnden Einbrandtiefe) aufgenommen wurde. 13 ist ein Röntgenbild, das bei dem zweiten Vergleichsbeispiel einer Probe (Schweißprobe mit mangelnder Einbrandtiefe) aufgenommen wurde.
  • Wie in den in 9 bis 13 gezeigten Röntgenbildern ersichtlich ist, war bei dem Röntgenbild jeder Probe der Ausführungsform 2 und der Ausführungsform 3, bei denen das Schweißen mit einem Defekt der Schweißlinienabweichung oder mangelnder Einbrandtiefe mittels des einseitigen Stumpfschweißens bei der Nut durchgeführt wurde, die durch den konkaven Bereich 5 an der Stoßfläche auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung gebildet ist, der konkave Bereich klar als schwarze Ringgestalt in dem Röntgenbild ersichtlich, wie in 10 und 11 gezeigt ist.
  • Wenn 10 und 11 mit 9 verglichen werden, die ein Röntgenbild der Standardprobe der Ausführungsform 1 zeigt, bei der das Schweißen mit vollständiger Einbrandtiefe durchgeführt wurde, war es so erkennbar, dass es einen klaren Unterschied mit Bezug auf das Röntgenbild von 9 der Standardprobe der Ausführungsform 1 gab, bei der das Schweißen mit einer vollständigen Einbrandtiefe durchgeführt wurde, da die Röntgenbilder der Proben der Ausführungsform 2 und der Ausführungsform 3 mit dem Schweißdefekt von 10 und 11 derart erstellt wurden, dass eine Schattierung und ein Schatten der Ringgestalt (einer ovalen Gestalt) scharf ist. Deshalb wurde für das einseitige Stumpfschweißen mit einem konkaven Bereich an der Stoßfläche auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung bestätigt, dass Schweißdefekte sehr leicht und sicher mit der Röntgenuntersuchung erkannt werden können.
  • Andererseits ist es in 12 und 13, die Röntgenbilder der jeweiligen Proben mit dem Schweißdefekt des Vergleichsbeispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 2 zeigen, bei denen das einseitige Stumpfschweißen in der herkömmlichen Nut durchgeführt wurde, unmöglich, das Vorhandensein des Schweißdefekts zu erkennen, da kein konkaver Bereich an der Stoßfläche gebildet war, der Schatten und die Schattierung der Ringform (einer ovalen Form) beim Erreichen des Inneren schwach wurden und kein Unterschied wie bei der Konzentration von Schatten und Schattierung in 9 gezeigt war, die ein Röntgenbild der Standardprobe der Ausführungsform 1 ist. Der Schweißdefekt konnte daher nicht gefunden werden.
  • Bei dem einseitigen Stumpfschweißen mit konkavem Bereich 5 an der Stoßfläche wurde daher bestätigt, dass das Erkennen von Schweißdefekten mittels Röntgenuntersuchungen so wirksam ist wie Untersuchungen mittels Ultraschall.
  • [Experiment 3]
  • Als nächstes wurde als Experiment 3 eine Spannungsuntersuchung der in der Ausführungsform 1 hergestellten Standardprobe, die mit einer vollständigen Einbrandtiefe durch Bilden des konkaven Bereichs an der Stoßfläche gemäß der Erfindung einseitig stumpfgeschweißt wurde, durchgeführt. Die Bedingungen der Spannungsuntersuchungen waren wie folgt.
    • • Spannungstestgerät: AG-5000D, hergestellt von der Shimadzu Corp.
    • • Lastzelle: 5 Tonnen.
    • • Spannungsgeschwindigkeit: 200 mm/Min.
    • • Länge des Testrohrs: 700 mm
    • • Freie Länge des Testrohrs zwischen dem Greifer: 45 mm.
    • • Spalt des eingesetzten Kernmetalls: 20 mm
    • • Anzahl der Proben: 3
  • Die Zugfestigkeiten der Spannungsuntersuchungen sind in der Tabelle 1 angegeben. Des Weiteren sind für Bezugszwecke (a) die Zugfestigkeit eines Rohrs mit der gleichen Spezifikation wie in der Ausführungsform 1, und (b) die Zugfestigkeit eines Rohrs, das mit vollständiger Einbrandtiefe in der Nut einseitig stumpfgeschweißt wurde, ohne konkaven Bereich an der Stoßfläche, auch in Tabelle 1 gezeigt.
  • Tabelle 1
    Figure 00170001
  • Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, beträgt die Zugfestigkeit der Standardprobe der Ausführungsform 1, die mit vollständiger Einbrandtiefe durch Bilden des konkaven Bereichs an der Stoßfläche auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung geschweißt wurde, 53,7 kgf/mm2. Der Wert der Zugfestigkeit ist etwas geringer als derjenige der Zugfestigkeit von 54,7 kgf/mm2 des Rohrs selbst mit der gleichen Spezifikation wie bei der Ausführungsform 1, weist jedoch fast den gleichen Wert der Zugfestigkeit von 53,6 kgf/mm2 des Rohrs auf, das mit vollständiger Einbrandtiefe in der quadratischen Nut ohne konkave Bereiche an deren Stoßfläche geschweißt wurde. Des Weiteren erfüllt eine Zugfestigkeit von 53,7 kgf/mm2 den Wert einer vorgegebenen Zugfestigkeit von 480 N/mm2 (48,98 kgf/mm2) ausreichend, der in JIS (Japan Industrie Standart) festgelegt ist, und es wurde so bestätigt, dass die Zugfestigkeit unproblematisch ist
  • Die zuvor erläuterte Nutgestalt für das einseitige Stumpfschweißen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt ihre Wirkung bei der Ultraschalluntersuchung und der Röntgenuntersuchung für die Schweißzone. Des Weiteren kann in geeigneter Weise ein Untersuchungsverfahren wie ein Wirbelstromtest und eine visuelle Untersuchung unter Verwendung eines Endoskops angewandt werden, bei dem bzw. der es schwierig ist, auch einen eng anhaftenden Defekt zu untersuchen.
  • Des Weiteren ist bei den vorstehend angegebenen Ausführungsformen das Beispiel, bei dem als Form des konkaven Bereichs der Stoßfläche eine einzige V-Nut verwendet wird, wie in 1 gezeigt ist, nur beschreibend. Die Gestalt des konkaven Bereichs der vorliegenden Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt und kann in geeigneter Weise aus den konkaven Bereichen der 2 und 3 ausgewählt werden, so dass die gleiche Wirkung erzielt werden kann.
  • Des Weiteren ist bei den vorstehend angegebenen Ausführungsformen der konkave Bereich an der Nutfläche gebildet, die die Stoßfläche der quadratischen Nut ist, es ist jedoch möglich, die gleiche Wirkung durch Bilden des konkaven Bereichs an der Wurzelfläche zu erzielen, die der Stoßbereich im Fall einer Y-förmigen Nut ist. Es ist selbstverständlich möglich, die gleiche Wirkung selbst im Fall der jeweiligen Nuten als einzige Schrägkantennut, einzige J-förmige Nut und einzige U-förmige Nut durch Bilden des konkaven Bereichs an der Stoßfläche zu erzielen.
  • Die Nutgestalt für das einseitige Stumpfschweißen und das Untersuchungsverfahren der Schweißzone gemäß der vorliegenden Erfindung werden wie bei den vorstehend angegebenen Ausführungsformen durchgeführt und die folgenden Wirkungen erzielt.
  • In Folge der Nutgestalt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Vorhandensein eines Defektbereichs in der Schweißzone aufgrund einer mangelnden Einbrandtiefe durch eine mangelnde an Wärmezuführung, eine Schweißlinienabweichung, eine Erzeugung einer nicht geschmolzenen Zone aufgrund einer schrägen Einbrandtiefe, die während des Schweißens von unterschiedlichen Arten von Metallen erzeugt wird, und selbst in dem Fall, in dem die Endflächen der Schweißzone aufgrund von Verfestigungsschrumpfungen vollständig aneinander haften, mittels der zerstörungsfreien Untersuchung wie Ultraschall und Röntgen sicher zu untersuchen, da der konkave Bereich an der Stoßfläche gebildet wird
  • Des Weiteren besteht durch das Bilden des konkaven Bereichs an der Stoßfläche kein Bedarf an einer Wurzelöffnung. Es ist daher möglich, eine Genauigkeit erfordernde Einstellung auszuschließen, so dass die Einstellungsarbeiten, die vor dem Schweißen Geschicklichkeit erfordern, ausgeschlossen werden können und die Einstellung in kurzer Zeit erfolgen kann.
  • Bei der Ultraschalluntersuchung ist es des Weiteren möglich, die Untersuchung automatisch durchzuführen, da ein großes Rauschsignal erhalten werden kann. Es ist des Weiteren möglich, die Untersuchungszeit zu verkürzen und gleichzeitig den Grad der Untersuchungsgenauigkeit zu verbessern.
  • Des Weiteren kann bei der Ultraschalluntersuchung eine herkömmliche Ultraschalluntersuchung einer Schweißzone eines rostfreien austenitischen Stahls verwendet werden, bei dem es schwierig ist, das Vorhandensein eines Schweißdefekts klar zu bestimmen, da es möglich ist, ein ausreichend großes Rauschsignal zu erhalten.
  • Des Weiteren wird bei der Röntgenuntersuchung durch Bilden des konkaven Bereichs an der Stoßfläche der Unterschied der Schattierung eines Schattens und einer Schattierung aufgrund eines Unterschieds der Übertragungsmenge der radioaktiven Strahlen entsprechend dem Vorhandensein des Defektbereichs der Schweißzone klar. Es ist so möglich, das Vorhandensein von Schweißdefekten genauer zu erkennen und zu bestimmen.

Claims (4)

  1. Verfahren zum einseitigen Stumpfschweißen, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines konkaven Bereichs (5) mit einer Breite und einer Tiefe auf einer ersten Seite wenigstens einer von Stoß-Oberflächen (1b, 2b) eines ersten Werkstücks (1) und eines zweiten Werkstücks (2), worin die Breite (2W) des konkaven Bereichs (5) innerhalb eines Bereichs von etwa 1 bis 60% einer vorgegebenen Breite einer Einbrand-Raupe liegt, die nach dem einseitigen Stumpfschweißen auf einer zweiten, der ersten Seite gegenübergelegenen Seite der Stoß-Oberflächen gebildet wird, und worin die Tiefe (D) in einer Dicken-Richtung des konkaven Bereichs (5) innerhalb eines Bereichs von 1 bis 50% der Dicke eines jeden der Werkstücke (1, 2) vor dem Bilden des konkaven Bereichs (5) liegt; und einseitiges Stumpfschweißen des ersten Werkstücks (1) an das zweite Werkstück (2) unter Ausbildung einer Schweißkonstruktion, worin das einseitige Stumpfschweißen durch ein Fusionsschweiß-Verfahren unter Verwendung eines Zusatzguts (Füllmetalls) durchgeführt wird, und worin das einseitige Stumpfschweißen von der zweiten, der ersten Seite gegenübergelegenen Seite der Stoß-Oberfläche her erfolgt, derart, dass der konkave Bereich (5) nach dem das einseitige Stumpfschweißen betreffenden zerstörungsfreien Prüfen der einseitigen Stumpfschweißzone nicht verbleibt.
  2. Verfahren zum einseitigen Stumpfschweißen, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines konkaven Bereichs (5) mit einer Breite und einer Tiefe auf einer ersten Seite wenigstens einer von Stoß-Oberflächen (1b, 2b) eines ersten Werkstücks (1) und eines zweiten Werkstücks (2), worin die Breite (2W) des konkaven Bereichs (5) innerhalb eines Bereichs von etwa 1 bis 40% einer vorgegebenen Breite einer Einbrand-Raupe liegt, die nach dem einseitigen Stumpfschweißen auf einer zweiten, der ersten Seite gegenübergelegenen Seite der Stoß-Oberfläche gebildet wird, und worin die Tiefe (D) in einer Dicken-Richtung 7% oder weniger eines Metall-Volumens einer Schweißzone beträgt; und einseitiges Stumpfschweißen des ersten Werkstücks (1) an das zweite Werkstück (2) unter Ausbildung einer Schweißkonstruktion, worin das einseitige Stumpfschweißen durch ein Fusionsschweiß-Verfahren ohne Verwendung eines Zusatzguts (eines Füllmetalls) durchgeführt wird, und worin das einseitige Stumpfschweißen von der zweiten, der ersten Seite gegenübergelegenen Seite der Stoß-Oberfläche her erfolgt, derart, dass der konkave Bereich (5) nach dem das einseitige Stumpfschweißen betreffenden zerstörungsfreien Prüfen der einseitigen Stumpfschweißzone nicht verbleibt.
  3. Verfahren zum einseitigen Stumpfschweißen gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin das Verfahren weiterhin den Schritt des Überprüfens der einseitigen Stumpfschweißzone mit Hilfe einer Ultraschall-Prüfung umfasst.
  4. Verfahren zum einseitigen Stumpfschweißen gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin das Verfahren weiterhin den Schritt des Überprüfens der einseitigen Stumpfschweißzone mit Hilfe einer radiographischen Prüfung umfasst.
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