JP2000102890A - 溶接方法,溶接継手及び溶接構造物 - Google Patents
溶接方法,溶接継手及び溶接構造物Info
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Abstract
と溶接金属量低減による引張残留応力の低減が図れる溶
接方法,溶接継手及び溶接構造物を提供する。 【解決手段】 板厚が所定値を越えるステンレス鋼母材
1同士を突合せ溶接する際に、所定のルート高さを有す
るI型部2aと該I型部2aから所定の角度で拡がるV
型部2bと該V型部2bに連接するU型部2cとからな
る開先2を選択・加工し、前記V型部2b及びU型部2
cに金属酸化物の粉末と溶媒を混合してなるスラリー状
の溶込み促進剤3を塗布した後、通常の TIG溶接を施工
する。
Description
のステンレス鋼配管継手に適用して好適な溶接方法,溶
接継手及び溶接構造物に関する。
ス鋼(オーステナイト系ステンレス鋼等)配管の取付工
事が行われるが、この際の配管継手(溶接継手)は、例
えば図10に示すような溶接方法で施工される。
ス鋼からなる管母材100 同士を、幅広のU型開先101 で
単に突合せ溶接をしていた。溶接法としては、TIG 溶接
を手動又は自動で行っていた。
系ステンレス鋼の溶接部は、前述したように幅広のU型
開先101 で単に突合せ溶接されているため、板厚によっ
ては、多層のパス(図中では7層/7パス)により溶接
されることから、入熱量が大きく、熱影響部が鋭敏化
(炭化物の析出に伴って粒界腐食が起こりやすくなるこ
と)され易いという不具合があった。
力も増大することから、前記鋭敏化と相俟って耐SCC
(Stress Corrosion Cracking-応力腐食割れ)性が相対
的に不十分である。また、溶接工数増大によりコストア
ップも招来していた。
え、溶接パス数の低減による熱影響部の低鋭敏化と溶接
金属量低減による引張残留応力の低減が図れる溶接方
法,溶接継手及び溶接構造物を提供することを目的とす
る。
の本発明に係る溶接方法は、ステンレス鋼母材同士を所
定の開先形状で突合せ溶接する際に、前記ステンレス鋼
母材表面に金属酸化物の粉末と溶媒を混合してなる溶込
み促進剤を塗布した後 TIG溶接することを特徴とする。
また、前記開先形状は、ステンレス鋼母材の板厚が所定
値以下の場合はI型に形成されることを特徴とする。ま
た、前記開先形状は、ステンレス鋼母材の板厚が所定値
を越える場合は所定のルート高さを有するI型部と該I
型部から所定の角度で拡がるV型部と該V型部に連接す
る所定の幅及び高さを有するU型部とを有するように形
成され、前記V型部及びU型部に前記溶込み促進剤が塗
布されることを特徴とする。
接継手は、ステンレス鋼母材同士がその表面に金属酸化
物の粉末と溶媒を混合してなる溶込み促進剤を塗布した
状態で TIG溶接により突合せ溶接されてなることを特徴
とする。また、前記溶接継手は、原子力機器の配管継手
に適用されることを特徴とする。
接構造物は、腐食性流体が接触する面を有する溶接構造
物において、溶接部における前記流体が接する側を、金
属酸化物の粉末と溶媒を混合してなる溶込み促進剤を用
いた溶込み深さの深い層としてあることを特徴とする。
接継手及び溶接構造物を実施例により図面を用いて詳細
に説明する。
板(肉)厚(約6mm)を越える例えば約8.5mmのSUS3
04やSUS316等のステンレス鋼母材(配管)1同士を突合
せ溶接する際には、先ず、図示のような基本的には狭開
先の開先2形状(寸法)が選択・加工される。
(で示す3〜7mm)を有するI型部2aと、該I型部
2aから所定の高さ(で示す0〜2mmであるが、+
=3〜7mmを満たすと好適である)及び角度(で示
す60〜170°)で拡がるV型部2bと、該V型部2
bに連接する所定の幅(で示す5〜8mm)及び高さ
(で示す全板厚(約8.5mm)−(3〜7)mm)のU
型部2cとからなる。尚、前記U型部2cに所定の拡が
り(で示す0〜30°)を持たせても良い。また、全
板厚が約7mmを越えない場合は前記U型部2cは特に設
けなくても良い。
2c(側壁部を除く)の表面に、例えば下記の表1で示
す金属酸化物の粉末と有機溶媒を混合してなるスラリー
状の溶込み促進剤(複組成フラックス)3を、数百μm
程度の厚さで、刷毛塗りする。
後、例えば下記の表2で示す溶接要領で、通常の TIG溶
接を行う。
びU型部2cの表面に塗布した溶込み促進剤3の溶込み
促進機能により、I型部2aとV型部2bが1層/1パ
スで溶接される。しかも、この時の溶接金属4aは幅が
狭く深い溶込み形状を呈する(図2の(a)参照)。そ
して、残りのU型部2cは2層/2パスで溶接される
(図2の(b)の溶接金属4b及び図2の(c)の溶接
金属4c参照)。
験結果参照)により、前記1層目の溶込みは溶込み促進
剤3を塗布しない従来の TIG溶接法の約3倍の深さとな
ることを確認しているが、これは、前記溶込み促進剤3
が TIGアークを開先2中に絞る効果があるため、溶融池
の対流が中央に流れ込む形となり、これがためにビード
(溶接金属4a)幅が狭くなり溶込みが大きくなるので
ある。
(肉)厚が32mmのビードオンプレート溶接におけるも
のであるが、これからは、溶込み促進剤3を何度ぬって
もビード幅と溶込み深さはさほど変わらないことと、ア
ロンセラミックDを塗布した場合にも同様の効果が得ら
れることが判る。尚、溶込み促進剤3の溶込み促進機能
については、ビードオンプレート溶接ではあるが、1997
年4 月発行のWELDING JOURNAL 57〜62頁,特開昭52-395
44号公報等で既に知られている。
より、上記表2からも判るように、入熱量の低減による
熱影響部の低鋭敏化と溶接金属量低減による引張残留応
力の低減が図れ、耐SCC性が著しく向上する。勿論、
溶接パス数の低減により、溶接工数が削減され、コスト
ダウンが図れる。これらの結果、溶存酸素を含む高温高
圧水等の腐食性雰囲気下にさらされる配管継手に適用す
ると好適である。
(肉)厚が約6mmの下記の表3に示すような化学成分の
ステンレス鋼母材(配管)10同士を突合せ溶接する際
には、先ず、I型開先11が選択・加工される。
の表面に、第1実施例と同一の溶込み促進剤3を、図5
に示すフラックス塗布方法中、例えばNo.1〜No.3の塗
布方法を参照して刷毛塗りする。
揮発して乾燥した後、例えば下記の表4で示す溶接要領
で、通常の TIG溶接を行う。
らも判るように、ステンレス鋼母材(配管)10の表面
に塗布した溶込み促進剤3の溶込み促進機能により、前
記I型開先11が1層/1パスで溶接される。しかも、
この時の溶接金属4の幅も狭い。
能試験評価結果を下記の表5乃至表7と図6乃至図8に
基づいて説明する。
比較を示すもので、この成分分析結果から、母材及び溶
接金属部の化学成分に有意差は認められなかった。
真及び溶接金属部・境界部(HAZ部)・母材のミクロ
組織写真を示すもので、これらから判るように、割れ等
の溶接欠陥はなく、良好であった。
で、室温(RT)での引張強度はmin.633N/mm2,また高温
(360°)での引張強度はmin.457N/mm2であり、それ
ぞれ告示501 号に規定されている最小引張強さを満足し
ており、良好であった。
示すもので、溶接金属部(Depo) の硬さはHv=174 〜 1
88であり、従来 TIG溶接法による溶金部の硬さHv=170
〜 210と同等であり、良好であった。
材のシャルピー衝撃試験結果を示すもので、吸収エネル
ギ等靭性の低下はなく、良好であった。
を示すもので、全ての試験片において割れ等はなく、良
好であった。
に入れて腐食試験後、曲げ試験を行った結果、割れはな
く良好であった。更に、放射線透過試験及び液体浸透探
傷試験を行った結果、欠陥の指示はなく、良好であっ
た。
よる深溶込み溶接試験結果(母材SUS304,板厚6mm)を
示すものである。これらによっても、ビード幅の狭い1
パス貫通溶接が可能となる。
本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であ
ることはいうまでもない。
母材同士を所定の開先形状で突合せ溶接する際に、前記
ステンレス鋼母材表面に金属酸化物の粉末と溶媒を混合
してなる溶込み促進剤を塗布した後 TIG溶接することを
特徴とするので、溶接パス数が低減され、入熱量の低減
による熱影響部の低鋭敏化と溶接金属量低減による引張
残留応力の低減が図れ、耐SCC性が著しく向上する。
勿論、溶接パス数の低減により、溶接工数が削減され、
コストダウンが図れる。
は、ステンレス鋼母材の板厚が所定値以下の場合はI型
に形成されることを特徴とするので、1パスの全溶込み
溶接が可能となり、請求項1の発明と同様の効果が得ら
れる。
は、ステンレス鋼母材の板厚が所定値を越える場合は所
定のルート高さを有するI型部と該I型部から所定の角
度で拡がるV型部と該V型部に連接する所定の幅と高さ
を有するU型部とを有するように形成され、前記V型部
及びU型部に前記溶込み促進剤が塗布されることを特徴
とするので、請求項1の発明と同様の効果が得られる。
材同士がその表面に金属酸化物の粉末と溶媒を混合して
なる溶込み促進剤を塗布した状態で TIG溶接により突合
せ溶接されてなることを特徴とするので、請求項1の発
明と同様の効果が得られ、溶接継手の信頼性が高まる。
は、原子力機器の配管継手に適用されることを特徴とす
るので、原子力機器において信頼性の高い配管継手が実
現される。
触する面を有する溶接構造物において、溶接部における
前記流体が接する側を、金属酸化物の粉末と溶媒を混合
してなる溶込み促進剤を用いた溶込み深さの深い層とし
てあることを特徴とするので、請求項1の発明と同様の
効果が得られ、信頼性の高い溶接構造物が実現される。
説明図である。
である。
説明図である。
る。
る。
溶接試験結果の説明図である。
9)
Claims (6)
- 【請求項1】 ステンレス鋼母材同士を所定の開先形状
で突合せ溶接する際に、前記ステンレス鋼母材表面に金
属酸化物の粉末と溶媒を混合してなる溶込み促進剤を塗
布した後 TIG溶接することを特徴とする溶接方法。 - 【請求項2】 前記開先形状は、ステンレス鋼母材の板
厚が所定値以下の場合はI型に形成されることを特徴と
する請求項1に記載の溶接方法。 - 【請求項3】 前記開先形状は、ステンレス鋼母材の板
厚が所定値を越える場合は所定のルート高さを有するI
型部と該I型部から所定の角度で拡がるV型部と該V型
部に連接する所定の幅及び高さのU型部とを有するよう
に形成され、前記V型部及びU型部に前記溶込み促進剤
が塗布されることを特徴とする請求項1に記載の溶接方
法。 - 【請求項4】 ステンレス鋼母材同士がその表面に金属
酸化物の粉末と溶媒を混合してなる溶込み促進剤を塗布
した状態で TIG溶接により突合せ溶接されてなることを
特徴とする溶接継手。 - 【請求項5】 前記溶接継手は、原子力機器の配管継手
に適用されることを特徴とする請求項4に記載の溶接継
手。 - 【請求項6】 腐食性流体が接触する面を有する溶接構
造物において、溶接部における前記流体が接する側を、
金属酸化物の粉末と溶媒を混合してなる溶込み促進剤を
用いた溶込み深さの深い層としてあることを特徴とする
溶接構造物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27496998A JP3530395B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 溶接方法,溶接継手及び溶接構造物 |
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JP27496998A JP3530395B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 溶接方法,溶接継手及び溶接構造物 |
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JP3530395B2 JP3530395B2 (ja) | 2004-05-24 |
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Family Applications (1)
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JP27496998A Expired - Lifetime JP3530395B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 溶接方法,溶接継手及び溶接構造物 |
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RU2757447C1 (ru) * | 2020-12-21 | 2021-10-15 | Дмитрий Борисович Фрункин | Способ сварки прямошовных труб большого диаметра |
-
1998
- 1998-09-29 JP JP27496998A patent/JP3530395B2/ja not_active Expired - Lifetime
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