JP2001047232A - 片面突合せ溶接用開先形状及びその溶接部の検査方法 - Google Patents
片面突合せ溶接用開先形状及びその溶接部の検査方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アーク溶接による片面突合せ溶接部の溶接欠
陥の有無を、放射線透過試験や超音波探傷試験等の非破
壊検査で確実に識別可能にする開先形状と検査方法の提
供。 【解決手段】 溶加材を用いる融接方法による溶接で、
片面突合せ溶接する被溶接物である管１及び２の突合せ
面１ｂ、２ｂに、肉厚に沿った深さ（Ｄ）が肉厚の１乃
至５０％であり、突き合わせ面１ｂ、２ｂの両側に凹む
幅（２Ｗ）が裏波ビード幅の１乃至６０％程度である、
凹部５を形成して開先形状とし、これによって片面突合
せ溶接を前記凹部５が残存しないようにして溶接し、そ
の溶接部を放射線透過試験や超音波探傷試験等の非破壊
検査をする。
陥の有無を、放射線透過試験や超音波探傷試験等の非破
壊検査で確実に識別可能にする開先形状と検査方法の提
供。 【解決手段】 溶加材を用いる融接方法による溶接で、
片面突合せ溶接する被溶接物である管１及び２の突合せ
面１ｂ、２ｂに、肉厚に沿った深さ（Ｄ）が肉厚の１乃
至５０％であり、突き合わせ面１ｂ、２ｂの両側に凹む
幅（２Ｗ）が裏波ビード幅の１乃至６０％程度である、
凹部５を形成して開先形状とし、これによって片面突合
せ溶接を前記凹部５が残存しないようにして溶接し、そ
の溶接部を放射線透過試験や超音波探傷試験等の非破壊
検査をする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、片面突合せ溶接を
用いて溶接される溶接構造物の開先形状と、片面突き合
わせ溶接によって溶接された溶接部を非破壊状態で検査
する溶接部の検査方法に関し、特に中空部を有する構造
物の溶接に好適に採用し得る開先形状と検査方法であ
る。
用いて溶接される溶接構造物の開先形状と、片面突き合
わせ溶接によって溶接された溶接部を非破壊状態で検査
する溶接部の検査方法に関し、特に中空部を有する構造
物の溶接に好適に採用し得る開先形状と検査方法であ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、片面突合せ溶接を行うにあたって
は、開先の形状をＩ形、Ｖ形、レ形、Ｊ形、及びＵ形等
に加工し、アーク溶接を行っている。しかるに、これら
の開先形状で溶接を行う際に、開先部の溶接熱源側の面
と反対側の面即ち開先の底面側の面（以下「開先の底面
側の面」と称す。）が溶接されずに残存すると、強度不
足になったり、隙間腐食を惹起する原因となったり、更
には半導体製造産業分野等のガス供給用配管の溶接にお
いては、供給するガス中に極微小の金属粒等のパーティ
クルを同伴せしめて、不良品の発生をもたらす発生源と
なるという問題が生じていた。
は、開先の形状をＩ形、Ｖ形、レ形、Ｊ形、及びＵ形等
に加工し、アーク溶接を行っている。しかるに、これら
の開先形状で溶接を行う際に、開先部の溶接熱源側の面
と反対側の面即ち開先の底面側の面（以下「開先の底面
側の面」と称す。）が溶接されずに残存すると、強度不
足になったり、隙間腐食を惹起する原因となったり、更
には半導体製造産業分野等のガス供給用配管の溶接にお
いては、供給するガス中に極微小の金属粒等のパーティ
クルを同伴せしめて、不良品の発生をもたらす発生源と
なるという問題が生じていた。
【０００３】そして、その原因としては、例えば溶接時
にアーク狙いの誤った設定操作により、溶接線にズレが
生じ、裏波ビードが突合せの開先の底面側の面まで届か
ずに開先が残存したり、又溶接条件の誤った設定により
完全な溶け込みが成し得ずに、開先の底面側の面の開先
が残存したりすることがあると予測し得る。更に、異種
金属を突合せ溶接する場合、例え溶接線に沿って正確に
溶接したとしても、それぞれの金属の融点の差異により
完全溶け込み量が異なり、溶接金属が一方の金属に偏る
という片溶け込みが生じ、開先の底面側の面の開先が残
存し、溶接不良となる場合がある。更に又、同じ金属同
士を突合せ溶接したとしても、その金属の不純物含有量
の違いにより、溶融金属の表面張力が異なることから、
異種金属を突合せ溶接した場合と同様に、溶接金属が片
方の被溶接物に偏ってしまう不都合が生じていた。
にアーク狙いの誤った設定操作により、溶接線にズレが
生じ、裏波ビードが突合せの開先の底面側の面まで届か
ずに開先が残存したり、又溶接条件の誤った設定により
完全な溶け込みが成し得ずに、開先の底面側の面の開先
が残存したりすることがあると予測し得る。更に、異種
金属を突合せ溶接する場合、例え溶接線に沿って正確に
溶接したとしても、それぞれの金属の融点の差異により
完全溶け込み量が異なり、溶接金属が一方の金属に偏る
という片溶け込みが生じ、開先の底面側の面の開先が残
存し、溶接不良となる場合がある。更に又、同じ金属同
士を突合せ溶接したとしても、その金属の不純物含有量
の違いにより、溶融金属の表面張力が異なることから、
異種金属を突合せ溶接した場合と同様に、溶接金属が片
方の被溶接物に偏ってしまう不都合が生じていた。
【０００４】このようなことから、溶接施工後には通常
一般にこれらの溶接による欠陥がないかどうか、目視に
よって溶接部の裏側面の状態を確認している。しかし、
かかる目視による確認が困難な配管、圧力容器及び建築
鉄骨に用いられる箱形断面柱等の如き中空部を有する溶
接構造物類では、非破壊検査を行う必要があった。この
非破壊検査の方法としては、超音波探傷試験、放射線透
過試験が一般に採用されているが、突合せ面が比較的平
滑な場合は、開先の底面側の面の開先が何らかの原因に
よって残存しても、溶融部の凝固収縮応力により残存し
た開先が互いに密着しまうことがある。
一般にこれらの溶接による欠陥がないかどうか、目視に
よって溶接部の裏側面の状態を確認している。しかし、
かかる目視による確認が困難な配管、圧力容器及び建築
鉄骨に用いられる箱形断面柱等の如き中空部を有する溶
接構造物類では、非破壊検査を行う必要があった。この
非破壊検査の方法としては、超音波探傷試験、放射線透
過試験が一般に採用されているが、突合せ面が比較的平
滑な場合は、開先の底面側の面の開先が何らかの原因に
よって残存しても、溶融部の凝固収縮応力により残存し
た開先が互いに密着しまうことがある。
【０００５】放射線透過試験では隙間が密着しているが
ために、放射線透過量の差が小さく、欠陥の判定に使用
し得る明瞭な濃度差が得られないのが実情であった。
又、超音波探傷試験による検査では、上記した密着した
開先部に対して、超音波が透過してしまうため、十分な
Ｓ／Ｎ比が得られないという問題があった。特にオース
テナイト系のステンレス鋼よりなる被溶接物の溶接部の
超音波探傷試験においては、粗大柱状晶により林状エコ
ーと称せられる小さなノイズが生じ、Ｓ／Ｎ比が更に低
くなる問題がある。しかもこの林状エコーが重なった場
合には、大きな疑似エコーとなるため、微小な残存突合
せ部からの反射エコーと識別することが殆ど不可能であ
った。
ために、放射線透過量の差が小さく、欠陥の判定に使用
し得る明瞭な濃度差が得られないのが実情であった。
又、超音波探傷試験による検査では、上記した密着した
開先部に対して、超音波が透過してしまうため、十分な
Ｓ／Ｎ比が得られないという問題があった。特にオース
テナイト系のステンレス鋼よりなる被溶接物の溶接部の
超音波探傷試験においては、粗大柱状晶により林状エコ
ーと称せられる小さなノイズが生じ、Ｓ／Ｎ比が更に低
くなる問題がある。しかもこの林状エコーが重なった場
合には、大きな疑似エコーとなるため、微小な残存突合
せ部からの反射エコーと識別することが殆ど不可能であ
った。
【０００６】又、未溶融の残存した開先部の密着を防止
するため、ルート面の間隔を開けて溶接すると、これら
の問題の発生は低減されるが、この場合ルート面の間隔
を精度良く均等に設定するには非常に多くの時間を費や
すこととなり、しかも溶け落ちや融合不良等が生じ易い
ため、非常に高度な溶接技術と熟練度を必要としてい
た。特に薄肉配管を溶加材を用いないで溶接する円周自
動ティグ溶接では、この問題が著しくなり、ルート間隔
を開けて溶接することは極めて困難であって、ルート間
隔が無い状態で溶接せざるを得なかった。更に、ルート
面が粗い場合にも、これらの問題が軽減されるが、この
場合突合せ部の空隙が多くなり、ブローホールの発生な
ど他の溶接欠陥が生じ易くなる。
するため、ルート面の間隔を開けて溶接すると、これら
の問題の発生は低減されるが、この場合ルート面の間隔
を精度良く均等に設定するには非常に多くの時間を費や
すこととなり、しかも溶け落ちや融合不良等が生じ易い
ため、非常に高度な溶接技術と熟練度を必要としてい
た。特に薄肉配管を溶加材を用いないで溶接する円周自
動ティグ溶接では、この問題が著しくなり、ルート間隔
を開けて溶接することは極めて困難であって、ルート間
隔が無い状態で溶接せざるを得なかった。更に、ルート
面が粗い場合にも、これらの問題が軽減されるが、この
場合突合せ部の空隙が多くなり、ブローホールの発生な
ど他の溶接欠陥が生じ易くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した不都合や問題
の存在に鑑み、本発明は、片面突合せ溶接において、高
度な溶接技術を必要とするルート間隔を設定すること無
く、溶け込み不良、溶接線のズレ、異種金属や不純物の
存在に起因して生ずる、開先の底面側の面における開先
の残存による欠陥を、放射線透過試験や超音波探傷試験
の如き非破壊検査で確実に検査・評価することが可能な
開先形状を得ることと、片面突合せ溶接部の欠陥を確実
に検査・評価可能な方法を確率することを本発明の目的
とするものである。
の存在に鑑み、本発明は、片面突合せ溶接において、高
度な溶接技術を必要とするルート間隔を設定すること無
く、溶け込み不良、溶接線のズレ、異種金属や不純物の
存在に起因して生ずる、開先の底面側の面における開先
の残存による欠陥を、放射線透過試験や超音波探傷試験
の如き非破壊検査で確実に検査・評価することが可能な
開先形状を得ることと、片面突合せ溶接部の欠陥を確実
に検査・評価可能な方法を確率することを本発明の目的
とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するため、請求項１に係わる発明は、溶加材を用いる融
接方法で片面突き合わせ溶接するにあたって、片面突合
せ溶接する被溶接物の突合せ面に凹部を形成してなると
ともに、溶接後凹部が残存しないように該凹部の肉厚に
沿った深さ（Ｄ）は肉厚の１乃至５０％であり、開先面
で形成される突き合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅
（２Ｗ）は、形成される所定の裏波のビード幅の１乃至
６０％程度でなることを特徴とする片面突合せ溶接用開
先形状としたものである。請求項２に係わる発明は、非
溶加材による融接方法で片面突き合わせ溶接するにあた
って、片面突合せ溶接する被溶接物の突合せ面に凹部を
形成してなり、溶接後凹部が残存しないように開先面で
形成される突き合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅（２
Ｗ）は、形成される所定の裏波のビード幅の１乃至４０
％程度であり、肉厚方向の深さ（Ｄ）は溶接部の金属容
積の７％以内でなることを特徴とする片面突合せ溶接用
開先形状としたものである。請求項３に係わる発明は、
凹部の一部が溶接熱源側の面と反対側の面に面している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の片面突合せ溶
接用開先形状としたものである。請求項４に係わる発明
は、被溶接物が管であることを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれか１項に記載の片面突合せ溶接用開先
形状としたものである。請求項５に係わる発明は、被溶
接物がオーステナイト系ステンレス鋼の材料であること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記
載の片面突合せ溶接用開先形状としたものである。
するため、請求項１に係わる発明は、溶加材を用いる融
接方法で片面突き合わせ溶接するにあたって、片面突合
せ溶接する被溶接物の突合せ面に凹部を形成してなると
ともに、溶接後凹部が残存しないように該凹部の肉厚に
沿った深さ（Ｄ）は肉厚の１乃至５０％であり、開先面
で形成される突き合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅
（２Ｗ）は、形成される所定の裏波のビード幅の１乃至
６０％程度でなることを特徴とする片面突合せ溶接用開
先形状としたものである。請求項２に係わる発明は、非
溶加材による融接方法で片面突き合わせ溶接するにあた
って、片面突合せ溶接する被溶接物の突合せ面に凹部を
形成してなり、溶接後凹部が残存しないように開先面で
形成される突き合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅（２
Ｗ）は、形成される所定の裏波のビード幅の１乃至４０
％程度であり、肉厚方向の深さ（Ｄ）は溶接部の金属容
積の７％以内でなることを特徴とする片面突合せ溶接用
開先形状としたものである。請求項３に係わる発明は、
凹部の一部が溶接熱源側の面と反対側の面に面している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の片面突合せ溶
接用開先形状としたものである。請求項４に係わる発明
は、被溶接物が管であることを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれか１項に記載の片面突合せ溶接用開先
形状としたものである。請求項５に係わる発明は、被溶
接物がオーステナイト系ステンレス鋼の材料であること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記
載の片面突合せ溶接用開先形状としたものである。
【０００９】請求項６に係わる発明は、溶加材を用いる
融接方法によって片面突合せ溶接する被溶接物を、その
少なくとも一方の突合せ面に、開先面で形成される突き
合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅（２Ｗ）が、形成さ
れる所定の裏波のビード幅の１乃至６０％程度であり、
そして肉厚方向の深さ（Ｄ）が肉厚の１乃至５０％以内
でなる凹部を形成し、該凹部が残存しないように突合せ
溶接して、その突合せ溶接部を超音波探傷試験により検
査することを特徴とする片面突合せ溶接部の検査方法と
したものである。請求項７に係わる発明は、非溶加材に
よる融接方法によって片面突合せ溶接する被溶接物を、
その少なくとも一方の突合せ面に、開先面で形成される
突き合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅（２Ｗ）が、形
成される所定の裏波のビード幅の１乃至４０％程度であ
り、そして肉厚方向の深さ（Ｄ）が溶接部の金属容積の
７％以内でなる凹部を形成し、該凹部が残存しないよう
に突合せ溶接して、その突合せ溶接部を超音波探傷試験
により検査することを特徴とする片面突合せ溶接部の検
査方法としたものである。請求項８に係わる発明は、溶
加材を用いる融接方法によって片面突合せ溶接する被溶
接物を、その少なくとも一方の突合せ面に、開先面で形
成される突き合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅（２
Ｗ）が、形成される所定の裏波のビード幅の１乃至６０
％程度であり、そして肉厚方向の深さ（Ｄ）が肉厚の１
乃至５０％以内でなる凹部を形成し、該凹部が残存しな
いように突合せ溶接して、その突合せ溶接部を放射線透
過試験により検査することを特徴とする片面突合せ溶接
部の検査方法としたものである。請求項９に係わる発明
は、非溶加材による融接方法によって片面突合せ溶接す
る被溶接物を、その少なくとも一方の突合せ面に、開先
面で形成される突き合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅
（２Ｗ）が、形成される所定の裏波のビード幅の１乃至
４０％程度であり、そして肉厚方向の深さ（Ｄ）が溶接
部の金属容積の７％以内でなる凹部を形成し、該凹部が
残存しないように突合せ溶接して、その突合せ溶接部を
放射線透過試験により検査することを特徴とする片面突
合せ溶接部の検査方法としたものである。
融接方法によって片面突合せ溶接する被溶接物を、その
少なくとも一方の突合せ面に、開先面で形成される突き
合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅（２Ｗ）が、形成さ
れる所定の裏波のビード幅の１乃至６０％程度であり、
そして肉厚方向の深さ（Ｄ）が肉厚の１乃至５０％以内
でなる凹部を形成し、該凹部が残存しないように突合せ
溶接して、その突合せ溶接部を超音波探傷試験により検
査することを特徴とする片面突合せ溶接部の検査方法と
したものである。請求項７に係わる発明は、非溶加材に
よる融接方法によって片面突合せ溶接する被溶接物を、
その少なくとも一方の突合せ面に、開先面で形成される
突き合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅（２Ｗ）が、形
成される所定の裏波のビード幅の１乃至４０％程度であ
り、そして肉厚方向の深さ（Ｄ）が溶接部の金属容積の
７％以内でなる凹部を形成し、該凹部が残存しないよう
に突合せ溶接して、その突合せ溶接部を超音波探傷試験
により検査することを特徴とする片面突合せ溶接部の検
査方法としたものである。請求項８に係わる発明は、溶
加材を用いる融接方法によって片面突合せ溶接する被溶
接物を、その少なくとも一方の突合せ面に、開先面で形
成される突き合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅（２
Ｗ）が、形成される所定の裏波のビード幅の１乃至６０
％程度であり、そして肉厚方向の深さ（Ｄ）が肉厚の１
乃至５０％以内でなる凹部を形成し、該凹部が残存しな
いように突合せ溶接して、その突合せ溶接部を放射線透
過試験により検査することを特徴とする片面突合せ溶接
部の検査方法としたものである。請求項９に係わる発明
は、非溶加材による融接方法によって片面突合せ溶接す
る被溶接物を、その少なくとも一方の突合せ面に、開先
面で形成される突き合わせ部を挟む両側に凹む凹部の幅
（２Ｗ）が、形成される所定の裏波のビード幅の１乃至
４０％程度であり、そして肉厚方向の深さ（Ｄ）が溶接
部の金属容積の７％以内でなる凹部を形成し、該凹部が
残存しないように突合せ溶接して、その突合せ溶接部を
放射線透過試験により検査することを特徴とする片面突
合せ溶接部の検査方法としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の片面突合せ溶接用の開先
部の形状は、放射線透過試験、超音波探傷試験で検知可
能な程度の凹部を、突合せ面に形成することを第１の特
徴とするものである。そして、かかる被溶接物の突合せ
面に凹部を形成して溶接し、溶接後該溶接部を放射線透
過試験や超音波探傷試験等の非破壊検査によって極めて
確実に欠陥部を認知可能とした片面突合せ溶接部の検査
方法を第２の特徴とするものである。以下図面により本
発明の実施形態について説明する。
部の形状は、放射線透過試験、超音波探傷試験で検知可
能な程度の凹部を、突合せ面に形成することを第１の特
徴とするものである。そして、かかる被溶接物の突合せ
面に凹部を形成して溶接し、溶接後該溶接部を放射線透
過試験や超音波探傷試験等の非破壊検査によって極めて
確実に欠陥部を認知可能とした片面突合せ溶接部の検査
方法を第２の特徴とするものである。以下図面により本
発明の実施形態について説明する。
【００１１】図１は、本発明の片面突合せ溶接用の開先
部の第１の実施態様を説明する部分断面図である。図１
において、Ｉ形開先とした管１と管２とはそれぞれの開
先面１ａと開先面２ａとで突き合わせて突合せ部３を形
成せしめている。そして、突合せ部３の外壁３ａに沿っ
てＴＩＧ溶接機やＭＩＧ溶接機等のアーク溶接機の電極
Ｅによってアーク４を発生せしめて、このアーク４によ
って突合せ部３を溶け込ませて、管１の開先面１ａと管
２の開先面２ａを溶融し、これらを結合せしめるもので
ある。
部の第１の実施態様を説明する部分断面図である。図１
において、Ｉ形開先とした管１と管２とはそれぞれの開
先面１ａと開先面２ａとで突き合わせて突合せ部３を形
成せしめている。そして、突合せ部３の外壁３ａに沿っ
てＴＩＧ溶接機やＭＩＧ溶接機等のアーク溶接機の電極
Ｅによってアーク４を発生せしめて、このアーク４によ
って突合せ部３を溶け込ませて、管１の開先面１ａと管
２の開先面２ａを溶融し、これらを結合せしめるもので
ある。
【００１２】しかるに、本発明は上記した突合せ部３を
形成する管１の開先面である突合せ面１ｂ及び管２の開
先面である突合せ面２ｂに凹部５を形成せしめたもので
ある。図１においては、管１の突合せ面１ｂと管２の突
合せ面２ｂとでＶ字状を画する形状の凹部５を形成せし
めている。なお、この凹部５の形状や寸法は、被溶接物
の肉厚や施工する溶接部の形状及び溶接方法の相違によ
って異なるものである。ＭＡＧ溶接やＭＩＧ溶接等の如
き溶加材を用いる融接方法による溶接の場合は、凹部５
の肉厚に沿った深さ（Ｄ）は肉厚の１乃至５０％、又開
先面１ａと２ａで形成される突合せ部３を挟んだ両側に
凹む凹部５の幅（２Ｗ）は、形成される所定の裏波のビ
ード幅の１乃至６０％程度なるように形成すると良い。
形成する管１の開先面である突合せ面１ｂ及び管２の開
先面である突合せ面２ｂに凹部５を形成せしめたもので
ある。図１においては、管１の突合せ面１ｂと管２の突
合せ面２ｂとでＶ字状を画する形状の凹部５を形成せし
めている。なお、この凹部５の形状や寸法は、被溶接物
の肉厚や施工する溶接部の形状及び溶接方法の相違によ
って異なるものである。ＭＡＧ溶接やＭＩＧ溶接等の如
き溶加材を用いる融接方法による溶接の場合は、凹部５
の肉厚に沿った深さ（Ｄ）は肉厚の１乃至５０％、又開
先面１ａと２ａで形成される突合せ部３を挟んだ両側に
凹む凹部５の幅（２Ｗ）は、形成される所定の裏波のビ
ード幅の１乃至６０％程度なるように形成すると良い。
【００１３】なお、図２、図３に示す凹部の寸法も図１
と同様に、凹部５の肉厚に沿った深さ（Ｄ）は肉厚の１
乃至５０％、また開先面１ａと２ａとで形成される突き
合わせ部３を挟む両側に凹む凹部５の幅（２Ｗ）は、形
成される所定の裏波のビード幅の１乃至６０％程度にな
るように形成するとよい。又、凹部は開先面１ａと２ａ
との両方に設ける必要はなく、片面のみでもよい。その
場合、肉厚に沿った深さ（Ｄ）は肉厚の１乃至５０％、
凹部５の幅（Ｗ）は、形成される所定の裏波のビード幅
の１乃至３０％程度になるように形成するとよい。そし
て、上記した寸法をもって溶接することにより、溶接後
の溶接内面に凹部５が残らない溶接とすることができ
る。
と同様に、凹部５の肉厚に沿った深さ（Ｄ）は肉厚の１
乃至５０％、また開先面１ａと２ａとで形成される突き
合わせ部３を挟む両側に凹む凹部５の幅（２Ｗ）は、形
成される所定の裏波のビード幅の１乃至６０％程度にな
るように形成するとよい。又、凹部は開先面１ａと２ａ
との両方に設ける必要はなく、片面のみでもよい。その
場合、肉厚に沿った深さ（Ｄ）は肉厚の１乃至５０％、
凹部５の幅（Ｗ）は、形成される所定の裏波のビード幅
の１乃至３０％程度になるように形成するとよい。そし
て、上記した寸法をもって溶接することにより、溶接後
の溶接内面に凹部５が残らない溶接とすることができ
る。
【００１４】又、溶加材を用いないＴＩＧ溶接、レーザ
溶接、及びプラズマ溶接等の非溶加材による融接方法の
如き溶接の場合は、凹部５の欠落容積分を溶加材で補充
することができないので、溶接部の肉厚が薄くなり、強
度不足をもたらすこととなる。しかし、この場合、凹部
５の幅（２Ｗ）の寸法を溶接で形成される所定の裏波ビ
ード幅の１乃至４０％とし、そして、凹部５の深さ
（Ｄ）の寸法を、溶接部の金属容積の７％以内になるよ
うな凹部５の容積を形成せしめる寸法にすれば良い。こ
のようにすると、凝固収縮時の肉厚増加現象により相殺
され、溶接部の金属の肉厚が薄くなることは無い。
溶接、及びプラズマ溶接等の非溶加材による融接方法の
如き溶接の場合は、凹部５の欠落容積分を溶加材で補充
することができないので、溶接部の肉厚が薄くなり、強
度不足をもたらすこととなる。しかし、この場合、凹部
５の幅（２Ｗ）の寸法を溶接で形成される所定の裏波ビ
ード幅の１乃至４０％とし、そして、凹部５の深さ
（Ｄ）の寸法を、溶接部の金属容積の７％以内になるよ
うな凹部５の容積を形成せしめる寸法にすれば良い。こ
のようにすると、凝固収縮時の肉厚増加現象により相殺
され、溶接部の金属の肉厚が薄くなることは無い。
【００１５】なお、図２、図３に示す凹部の寸法も図１
と同様に、開先面１ａと２ａとでとで形成される突き合
わせ部３を挟む両側に凹む凹部５の幅（２Ｗ）は、形成
される所定の裏波のビード幅の１乃至４０％程度であ
り、肉厚に沿う方向の深さ（Ｄ）は、溶接部の金属容積
の７％以内になるように形成するとよい。又、凹部は開
先面１ａと２ａとの両方に設ける必要はなく、片面のみ
でもよい。その場合、肉厚に沿った深さ（Ｄ）は溶接部
の金属容積の７％以内になるように形成し、凹部５の幅
（Ｗ）は、形成される所定の裏波のビード幅の１乃至２
０％程度になるように形成するとよい。そして、非溶加
材での融接方法による溶接の場合、上記した寸法をもっ
て溶接することにより、溶接後の溶接内面に凹部５が残
らない溶接とすることができる。
と同様に、開先面１ａと２ａとでとで形成される突き合
わせ部３を挟む両側に凹む凹部５の幅（２Ｗ）は、形成
される所定の裏波のビード幅の１乃至４０％程度であ
り、肉厚に沿う方向の深さ（Ｄ）は、溶接部の金属容積
の７％以内になるように形成するとよい。又、凹部は開
先面１ａと２ａとの両方に設ける必要はなく、片面のみ
でもよい。その場合、肉厚に沿った深さ（Ｄ）は溶接部
の金属容積の７％以内になるように形成し、凹部５の幅
（Ｗ）は、形成される所定の裏波のビード幅の１乃至２
０％程度になるように形成するとよい。そして、非溶加
材での融接方法による溶接の場合、上記した寸法をもっ
て溶接することにより、溶接後の溶接内面に凹部５が残
らない溶接とすることができる。
【００１６】そして、この凹部５の形状は、図１では被
溶接物の突合せ面１ｂ又は２ｂの一部を基点として被溶
接物の溶接部内に向けてテーパ面を形成したＶ字形状を
した凹部を例示した。しかし、この凹部の形状はこれに
限定されるものでなく、図２に図示する如きＵ字状凹部
５Ａに形成する第２の実施態様の形状としたり、更に図
３に図示する如く段部を有した形状の凹部５Ｂに形成す
る第３の実施態様の如き形状とすることもできる。そし
て、これらは被溶接物の形状、肉厚、及び溶接方法によ
って適宜選択して使用するものである。なお、前記図２
乃至図３において図１で図示した第１の実施態様の構成
部と共通する構成部は同一符号を付して詳細な説明は省
略した。
溶接物の突合せ面１ｂ又は２ｂの一部を基点として被溶
接物の溶接部内に向けてテーパ面を形成したＶ字形状を
した凹部を例示した。しかし、この凹部の形状はこれに
限定されるものでなく、図２に図示する如きＵ字状凹部
５Ａに形成する第２の実施態様の形状としたり、更に図
３に図示する如く段部を有した形状の凹部５Ｂに形成す
る第３の実施態様の如き形状とすることもできる。そし
て、これらは被溶接物の形状、肉厚、及び溶接方法によ
って適宜選択して使用するものである。なお、前記図２
乃至図３において図１で図示した第１の実施態様の構成
部と共通する構成部は同一符号を付して詳細な説明は省
略した。
【００１７】このように形成した凹部５、５Ａ、及び５
Ｂ（以下特別に指摘を必要とする以外は全て符号５で表
示して説明する。）は、溶接時にこれが溶融されなかっ
た場合には、そのままこれらの凹部は残ることとなる。
従って、これによる放射線透過試験では、そのＸ線写真
に濃度差が極めて明白となって映し出される。又、超音
波探傷試験では、超音波が透過することなく、極めて有
効な反射源となる部位になり、Ｓ／Ｎ比を極めて明瞭に
採取することができる。なお、この超音波探傷試験で
は、使用する探触子の屈折角が予め認識し得ている場合
には、その屈折角に合わせて凹部５のテーパ角度を形成
すれば、更に欠陥の有無を判断するに適した明瞭なＳ／
Ｎ比信号を採取できる。
Ｂ（以下特別に指摘を必要とする以外は全て符号５で表
示して説明する。）は、溶接時にこれが溶融されなかっ
た場合には、そのままこれらの凹部は残ることとなる。
従って、これによる放射線透過試験では、そのＸ線写真
に濃度差が極めて明白となって映し出される。又、超音
波探傷試験では、超音波が透過することなく、極めて有
効な反射源となる部位になり、Ｓ／Ｎ比を極めて明瞭に
採取することができる。なお、この超音波探傷試験で
は、使用する探触子の屈折角が予め認識し得ている場合
には、その屈折角に合わせて凹部５のテーパ角度を形成
すれば、更に欠陥の有無を判断するに適した明瞭なＳ／
Ｎ比信号を採取できる。
【００１８】又、突合せ部３が、完全溶融した状態で溶
接することができた場合には、突合せ面１ｂ、２ｂに形
成した凹部５は溶接による溶融金属により充填されるた
め、溶接部は所定の強度が得られ、その上隙間腐食やパ
ーティクル発生原因になることはない。そしてこの凹部
５の一部が開先面１ａや２ａの内面に面するようにする
と、加工の上で容易となる。更に、凹部５の形成は、繋
ぎ合わせる被溶接物の両方の突合せ面１ｂ、２ｂにわた
って必ずしも形成する必要はなく、少なくとも一方の突
合せ面に形成すればよい。
接することができた場合には、突合せ面１ｂ、２ｂに形
成した凹部５は溶接による溶融金属により充填されるた
め、溶接部は所定の強度が得られ、その上隙間腐食やパ
ーティクル発生原因になることはない。そしてこの凹部
５の一部が開先面１ａや２ａの内面に面するようにする
と、加工の上で容易となる。更に、凹部５の形成は、繋
ぎ合わせる被溶接物の両方の突合せ面１ｂ、２ｂにわた
って必ずしも形成する必要はなく、少なくとも一方の突
合せ面に形成すればよい。
【００１９】
【実施例】次に実施例として、被溶接物に上記した本発
明の片面突合せ溶接用の開先形状を形成せしめて、これ
らを溶接条件を変えて溶接して以下の如き試験用試料を
作成した。なお、以下の実施例に使用した共通する条件
は次の通りである。 （共通する条件） ・被溶接物：ステンレス鋼配管（ＳＵＳ３１６Ｌ材）、
外径３／８インチ、肉厚１ｍｍ。 ・凹部５の加工形状：図１に図示した如くＶ字状凹部と
し、深さ（Ｄ）を０.２ｍｍ、幅（２Ｗ）を０.４ｍｍと
した。 ・溶接方法：円周自動ＴＩＧ溶接（溶加材を用いない）
により行った。 ・開先面の形状：Ｉ形の開先面とした。
明の片面突合せ溶接用の開先形状を形成せしめて、これ
らを溶接条件を変えて溶接して以下の如き試験用試料を
作成した。なお、以下の実施例に使用した共通する条件
は次の通りである。 （共通する条件） ・被溶接物：ステンレス鋼配管（ＳＵＳ３１６Ｌ材）、
外径３／８インチ、肉厚１ｍｍ。 ・凹部５の加工形状：図１に図示した如くＶ字状凹部と
し、深さ（Ｄ）を０.２ｍｍ、幅（２Ｗ）を０.４ｍｍと
した。 ・溶接方法：円周自動ＴＩＧ溶接（溶加材を用いない）
により行った。 ・開先面の形状：Ｉ形の開先面とした。
【００２０】［実施例１］実施例１として、図１の如き
Ｖ字凹部５を有する開先加工し、上記共通する条件を使
用して片面突合せ溶接を行った。溶接にあたっては、表
ビード幅が３ｍｍ、裏ビード幅が２ｍｍの完全溶け込み
溶接した試料（標準試料）を作成した。
Ｖ字凹部５を有する開先加工し、上記共通する条件を使
用して片面突合せ溶接を行った。溶接にあたっては、表
ビード幅が３ｍｍ、裏ビード幅が２ｍｍの完全溶け込み
溶接した試料（標準試料）を作成した。
【００２１】［実施例２］実施例２として、図１の如き
Ｖ字凹部５を有する開先加工し、上記共通する条件を使
用して片面突合せ溶接を行った。溶接にあたっては、溶
接線をルート面から１.２ｍｍずらし、溶接金属が配管
内面に達しているが、開先残存高さ（未溶接高さ）が
０.５ｍｍになるように溶接した試料（溶接線ズレ・溶
け込み不足溶接試料）を作成した。
Ｖ字凹部５を有する開先加工し、上記共通する条件を使
用して片面突合せ溶接を行った。溶接にあたっては、溶
接線をルート面から１.２ｍｍずらし、溶接金属が配管
内面に達しているが、開先残存高さ（未溶接高さ）が
０.５ｍｍになるように溶接した試料（溶接線ズレ・溶
け込み不足溶接試料）を作成した。
【００２２】［実施例３］実施例３として、図１の如き
Ｖ字凹部５を有する開先加工し、上記共通する条件を使
用して片面突合せ溶接を行った。溶接にあたっては、溶
け込み不足が０.５ｍｍ生じるように溶接した試料（溶
け込み不足溶接試料）を作成した。
Ｖ字凹部５を有する開先加工し、上記共通する条件を使
用して片面突合せ溶接を行った。溶接にあたっては、溶
け込み不足が０.５ｍｍ生じるように溶接した試料（溶
け込み不足溶接試料）を作成した。
【００２３】上記実施例１乃至実施例３の試料と比較す
るため、比較例として従来の突合せ面に凹部を設けない
開先によって、片面突き合わせ溶接した比較用試料を作
成した。共通の溶接条件は突合せ面に凹部を設けない点
以外は、上記した実施例の共通条件と同じである。 ［比較例１］比較例１として、開先形状をＩ形開先と
し、片面突き合わせ溶接を行った。溶接にあたっては、
実施例２と同様に溶接線をルート面から１.２ｍｍずら
し、溶接金属が配管内面に達しているが、開先残存高さ
（未溶接高さ）が０.５ｍｍになるように溶接した試料
（溶接線ずれ・溶け込み不足溶接試料）を作成した。
るため、比較例として従来の突合せ面に凹部を設けない
開先によって、片面突き合わせ溶接した比較用試料を作
成した。共通の溶接条件は突合せ面に凹部を設けない点
以外は、上記した実施例の共通条件と同じである。 ［比較例１］比較例１として、開先形状をＩ形開先と
し、片面突き合わせ溶接を行った。溶接にあたっては、
実施例２と同様に溶接線をルート面から１.２ｍｍずら
し、溶接金属が配管内面に達しているが、開先残存高さ
（未溶接高さ）が０.５ｍｍになるように溶接した試料
（溶接線ずれ・溶け込み不足溶接試料）を作成した。
【００２４】［比較例２］比較例２として、開先形状を
Ｉ形開先とし、片面突き合わせ溶接を行った。溶接にあ
たっては、実施例３と同様に溶け込み不足が０.５ｍｍ
生じるように溶接した試料（溶け込み不足溶接試料）を
作成した。
Ｉ形開先とし、片面突き合わせ溶接を行った。溶接にあ
たっては、実施例３と同様に溶け込み不足が０.５ｍｍ
生じるように溶接した試料（溶け込み不足溶接試料）を
作成した。
【００２５】次に上記実施例１乃至実施例３で作成し
た、本発明に基づく突合せ面に凹部５を設けた被溶接物
である配管を片面突合せ溶接した各試料、及び比較例１
及び比較例２で作成した、凹部５を設けていない従来の
開先とした被溶接物である配管を片面突合せ溶接した各
試料について、超音波探傷試験（実験１）、放射線透過
試験（実験２）、及び引張試験（実験３）の各実験を以
下の如く行った。
た、本発明に基づく突合せ面に凹部５を設けた被溶接物
である配管を片面突合せ溶接した各試料、及び比較例１
及び比較例２で作成した、凹部５を設けていない従来の
開先とした被溶接物である配管を片面突合せ溶接した各
試料について、超音波探傷試験（実験１）、放射線透過
試験（実験２）、及び引張試験（実験３）の各実験を以
下の如く行った。
【００２６】［実験１］実験１として上記実施例１乃至
実施例３で作成した本発明の開先形状で、片面突合せ溶
接した各試料、及び比較例１乃至比較例２の従来の開先
で片面突合せ溶接した各試料の溶接部を超音波探傷試験
を行った。超音波探傷試験は以下の如き装置、及び条件
で行った。 ・超音波検査装置：クラウトクレーマー社製、ＵＳＩＰ
ー１１型 ・探傷周波数：５ＭＨz ・振動子寸法：５ｍｍ×３ｍｍ ・適用超音波：横波、屈折角７０度 ・接触媒質：グリセリンペースト
実施例３で作成した本発明の開先形状で、片面突合せ溶
接した各試料、及び比較例１乃至比較例２の従来の開先
で片面突合せ溶接した各試料の溶接部を超音波探傷試験
を行った。超音波探傷試験は以下の如き装置、及び条件
で行った。 ・超音波検査装置：クラウトクレーマー社製、ＵＳＩＰ
ー１１型 ・探傷周波数：５ＭＨz ・振動子寸法：５ｍｍ×３ｍｍ ・適用超音波：横波、屈折角７０度 ・接触媒質：グリセリンペースト
【００２７】この超音波探傷試験の結果を、図４乃至図
８の超音波探傷エコーグラフで示す（以下「エコーグラ
フ」と称す）。即ち、図４は実施例１で作成した完全溶
け込み状態で溶接した標準試料のエコーグラフであり、
図５は実施例２で作成した試料（溶接線ずれ・溶け込み
不足溶接試料）のエコーグラフ、図６は実施例３で作成
した試料（溶け込み不足溶接試料）のエコーグラフであ
る。そして図７は比較例１で作成した試料（溶接線ずれ
・溶け込み不足溶接試料）のエコーグラフ、図８は比較
例２で作成した試料（溶け込み不足溶接試料）のエコー
グラフである。
８の超音波探傷エコーグラフで示す（以下「エコーグラ
フ」と称す）。即ち、図４は実施例１で作成した完全溶
け込み状態で溶接した標準試料のエコーグラフであり、
図５は実施例２で作成した試料（溶接線ずれ・溶け込み
不足溶接試料）のエコーグラフ、図６は実施例３で作成
した試料（溶け込み不足溶接試料）のエコーグラフであ
る。そして図７は比較例１で作成した試料（溶接線ずれ
・溶け込み不足溶接試料）のエコーグラフ、図８は比較
例２で作成した試料（溶け込み不足溶接試料）のエコー
グラフである。
【００２８】図４乃至図８に図示したエコーグラフから
明らかなように、本発明に基づいて突合せ面に凹部５を
設けた開先で片面突合せ溶接して、溶け込み不足の欠陥
を有する溶接状態で溶接した実施例２及び実施例３の各
試料のエコーグラフは、図５及び図６に図示した如くそ
の波形の変化が極めて顕著である。そして、実施例１の
完全溶け込み状態で溶接した標準試料のエコーグラフで
ある図４と比較すると、前記図５及び図６のエコーの高
さは、図４のエコーの高さに比べて約５dＢ以上の高さ
の差異が認められた。従って、図５及び図６の如き溶接
欠陥のある溶接部のエコーグラフの波形が正常な標準的
な溶接部の波形とに大きな差異を認めることができるこ
とから、本発明に基づいて突合せ面に凹部を設けて片面
突合せ溶接すると、超音波探傷試験で溶接欠陥の有無の
識別が極めて容易かつ確実に成し得るＳ／Ｎ比信号を得
ることができることが確認できた。
明らかなように、本発明に基づいて突合せ面に凹部５を
設けた開先で片面突合せ溶接して、溶け込み不足の欠陥
を有する溶接状態で溶接した実施例２及び実施例３の各
試料のエコーグラフは、図５及び図６に図示した如くそ
の波形の変化が極めて顕著である。そして、実施例１の
完全溶け込み状態で溶接した標準試料のエコーグラフで
ある図４と比較すると、前記図５及び図６のエコーの高
さは、図４のエコーの高さに比べて約５dＢ以上の高さ
の差異が認められた。従って、図５及び図６の如き溶接
欠陥のある溶接部のエコーグラフの波形が正常な標準的
な溶接部の波形とに大きな差異を認めることができるこ
とから、本発明に基づいて突合せ面に凹部を設けて片面
突合せ溶接すると、超音波探傷試験で溶接欠陥の有無の
識別が極めて容易かつ確実に成し得るＳ／Ｎ比信号を得
ることができることが確認できた。
【００２９】一方、突合せ面に凹部を形成しない従来の
開先で、片面突合せ溶接した比較例１及び比較例２の溶
接欠陥を有する各試料のエコーグラフである図７及び図
８では、その波形が実施例１の標準試料のエコーグラフ
である図４の波形と、その差異が認め得るほどの変化が
無く、その溶接欠陥を見逃すこととなった。
開先で、片面突合せ溶接した比較例１及び比較例２の溶
接欠陥を有する各試料のエコーグラフである図７及び図
８では、その波形が実施例１の標準試料のエコーグラフ
である図４の波形と、その差異が認め得るほどの変化が
無く、その溶接欠陥を見逃すこととなった。
【００３０】なお、この超音波探傷試験において、配管
の突合せ面に設ける凹部は、その断面形状が、図１にお
いて、開先の底面側の面の幅（２Ｗ）が０.４ｍｍで、
突合せ面と配管内面（開先の底面側の面）との交点が直
角をなし、深さ（Ｄ）＝幅（２Ｗ）／２＝０.２ｍｍの
２辺でなる、直角二等辺三角形としたＶ字状の凹部に形
成すると良いことが判明した。 又、溶加材を用いない
ＴＩＧ溶接で行う場合、凹部の容積分を補充することが
できないため、その分溶接金属の肉厚が薄くなり、強度
不足となってしまう。しかし、この場合溶接金属容積の
５％以内の容積となるよう凹部を形成すれば、凝固収縮
時における肉厚増によって、肉厚不足分は相殺され、溶
接金属の肉厚が薄くなることが解消されることが確認さ
れた。
の突合せ面に設ける凹部は、その断面形状が、図１にお
いて、開先の底面側の面の幅（２Ｗ）が０.４ｍｍで、
突合せ面と配管内面（開先の底面側の面）との交点が直
角をなし、深さ（Ｄ）＝幅（２Ｗ）／２＝０.２ｍｍの
２辺でなる、直角二等辺三角形としたＶ字状の凹部に形
成すると良いことが判明した。 又、溶加材を用いない
ＴＩＧ溶接で行う場合、凹部の容積分を補充することが
できないため、その分溶接金属の肉厚が薄くなり、強度
不足となってしまう。しかし、この場合溶接金属容積の
５％以内の容積となるよう凹部を形成すれば、凝固収縮
時における肉厚増によって、肉厚不足分は相殺され、溶
接金属の肉厚が薄くなることが解消されることが確認さ
れた。
【００３１】［実験２］実験２として、上記実施例１乃
至実施例３で作成した本発明の開先形状で、片面突合せ
溶接した各試料、及び比較例１乃至比較例２の従来の開
先で片面突合せ溶接した各試料の溶接部を放射線透過試
験を行った。放射線透過試験は以下の如き装置、及び条
件で行った。 ・放射線透過試験装置：理工電気株式会社製、RIX200Ｃ ・検査方法：２重壁片面撮影方法 ・透過度計：Ｓ01 ・フィルム焦点距離：１２００ｍｍ ・管電圧：１７５ＫＶ ・管電流：５ｍＡ ・露出時間：６０秒
至実施例３で作成した本発明の開先形状で、片面突合せ
溶接した各試料、及び比較例１乃至比較例２の従来の開
先で片面突合せ溶接した各試料の溶接部を放射線透過試
験を行った。放射線透過試験は以下の如き装置、及び条
件で行った。 ・放射線透過試験装置：理工電気株式会社製、RIX200Ｃ ・検査方法：２重壁片面撮影方法 ・透過度計：Ｓ01 ・フィルム焦点距離：１２００ｍｍ ・管電圧：１７５ＫＶ ・管電流：５ｍＡ ・露出時間：６０秒
【００３２】この放射線透過試験の結果を、図９乃至図
１３に図示するＸ線写真で示す。即ち、図９は実施例１
で作成した完全溶け込み状態で溶接した標準試料のＸ線
写真であり、図１０は実施例２で作成した試料（溶接線
ずれ・溶け込み不足溶接試料）のＸ線写真、図１１は実
施例３で作成した試料（溶け込み不足溶接試料）のＸ線
写真である。そして図１２は比較例１で作成した試料
（溶接線ずれ・溶け込み不足溶接試料）のＸ線写真、図
１３は比較例２で作成した試料（溶け込み不足溶接試
料）のＸ線写真である。
１３に図示するＸ線写真で示す。即ち、図９は実施例１
で作成した完全溶け込み状態で溶接した標準試料のＸ線
写真であり、図１０は実施例２で作成した試料（溶接線
ずれ・溶け込み不足溶接試料）のＸ線写真、図１１は実
施例３で作成した試料（溶け込み不足溶接試料）のＸ線
写真である。そして図１２は比較例１で作成した試料
（溶接線ずれ・溶け込み不足溶接試料）のＸ線写真、図
１３は比較例２で作成した試料（溶け込み不足溶接試
料）のＸ線写真である。
【００３３】図９乃至図１３に図示するＸ線写真で明ら
かなように、本発明の突合せ面に凹部５を設けた開先で
片面突合せ溶接して、溶接線のズレや溶け込み不足の欠
陥を有する溶接状態で溶接した実施例２及び実施例３の
各試料のＸ線写真は、図１０及び図１１に図示した如
く、そのＸ線写真に凹部が黒色でリング状に明瞭に写し
出されている。そして完全溶け込み溶接された実施例１
の標準試料のＸ線写真の図９と比較すると、前記図１０
及び図１１の溶接欠陥を有する実施例２及び実施例３の
試料のＸ線写真はリング状（楕円形）の陰影がシャープ
に写し出されていて、完全溶け込み溶接された実施例１
の標準試料の図９のＸ線写真と明らかに差異があること
が認められる。従ってこれにより、本発明に基づいて突
合せ面に凹部を設けて片面突合せ溶接すると、放射線透
過試験で溶接欠陥の有無の識別が極めて容易かつ確実に
成し得ることができることが確認できた。
かなように、本発明の突合せ面に凹部５を設けた開先で
片面突合せ溶接して、溶接線のズレや溶け込み不足の欠
陥を有する溶接状態で溶接した実施例２及び実施例３の
各試料のＸ線写真は、図１０及び図１１に図示した如
く、そのＸ線写真に凹部が黒色でリング状に明瞭に写し
出されている。そして完全溶け込み溶接された実施例１
の標準試料のＸ線写真の図９と比較すると、前記図１０
及び図１１の溶接欠陥を有する実施例２及び実施例３の
試料のＸ線写真はリング状（楕円形）の陰影がシャープ
に写し出されていて、完全溶け込み溶接された実施例１
の標準試料の図９のＸ線写真と明らかに差異があること
が認められる。従ってこれにより、本発明に基づいて突
合せ面に凹部を設けて片面突合せ溶接すると、放射線透
過試験で溶接欠陥の有無の識別が極めて容易かつ確実に
成し得ることができることが確認できた。
【００３４】一方、突合せ面に凹部を形成しない従来の
開先で、片面突合せ溶接した比較例１及び比較例２の溶
接欠陥を有する各試料におけるＸ線写真である図１２及
び図１３では、前記したリング状（楕円形）の陰影が惚
けて内部まで至り、実施例１の標準試料のＸ線写真であ
る図９の陰影と、その濃度差に差異が無く、溶接欠陥の
有無を識別することができず、その溶接欠陥を見逃すこ
ととなった。従って、突合せ面に凹部５を設けて、片面
突合せ溶接すると、溶接部の欠陥の有無を識別するため
の放射線透過試験にも超音波探傷試験と同様に極めて効
果的であることが確認された。
開先で、片面突合せ溶接した比較例１及び比較例２の溶
接欠陥を有する各試料におけるＸ線写真である図１２及
び図１３では、前記したリング状（楕円形）の陰影が惚
けて内部まで至り、実施例１の標準試料のＸ線写真であ
る図９の陰影と、その濃度差に差異が無く、溶接欠陥の
有無を識別することができず、その溶接欠陥を見逃すこ
ととなった。従って、突合せ面に凹部５を設けて、片面
突合せ溶接すると、溶接部の欠陥の有無を識別するため
の放射線透過試験にも超音波探傷試験と同様に極めて効
果的であることが確認された。
【００３５】［実験３］次に実験３として、本発明に基
づいて突合せ面に凹部を形成して、片面突合せ溶接を行
い、完全溶け込み状態に溶接した実施例１で作成した標
準試料の引張試験を行った。引張試験の試験条件は以下
の通りである。 ・引張試験機：島津製作所製、ＡＧー５０００Ｄ ・ロードセル：５トン ・引張速度：２０ｍｍ／ｍｉｎ ・試験片長さ：７００ｍｍ ・つかみ部間隔：４５ｍｍ ・挿入心金の間隔：２０ｍｍ ・試料数：３
づいて突合せ面に凹部を形成して、片面突合せ溶接を行
い、完全溶け込み状態に溶接した実施例１で作成した標
準試料の引張試験を行った。引張試験の試験条件は以下
の通りである。 ・引張試験機：島津製作所製、ＡＧー５０００Ｄ ・ロードセル：５トン ・引張速度：２０ｍｍ／ｍｉｎ ・試験片長さ：７００ｍｍ ・つかみ部間隔：４５ｍｍ ・挿入心金の間隔：２０ｍｍ ・試料数：３
【００３６】その引張試験で得られた結果の引張強度を
表１に表示する。なお、参考のため、（イ）実施例１で
使用した配管と同一規格の配管自体の引張強度、及び
（ロ）突合せ面に凹部を設けない開先で、片面突合せ溶
接により完全溶け込み状態に溶接した配管の引張強度と
を合わせて表１に表示した。
表１に表示する。なお、参考のため、（イ）実施例１で
使用した配管と同一規格の配管自体の引張強度、及び
（ロ）突合せ面に凹部を設けない開先で、片面突合せ溶
接により完全溶け込み状態に溶接した配管の引張強度と
を合わせて表１に表示した。
【００３７】
【表１】
【００３８】表１で明らかなように、本発明に基づいて
突合せ面に凹部を形成して完全溶け込み状態に溶接した
実施例１の標準試料の引張強度は、５３.７ｋｇｆ／ｍ
ｍ2であった。この引張強度の値は該実施例１の試料と
同一規格の配管自体の引張強度５４.３ｋｇｆ／ｍｍ2よ
りは若干低い値であるが、突合せ面に凹部のないＩ形開
先で完全溶け込み状態に溶接した配管の引張強度５３.
６ｋｇｆ／ｍｍ2とほとんど同じ値を示した。しかも、
この引張強度の値５３.７ｋｇｆ／ｍｍ2は、ＪＩＳで規
定されている所定の引張強度４８０Ｎ／ｍｍ2（４８.９
８ｋｇｆ／ｍｍ2）の値を十分に満たしており、何等問
題の無い引張強度であることが確認できた。
突合せ面に凹部を形成して完全溶け込み状態に溶接した
実施例１の標準試料の引張強度は、５３.７ｋｇｆ／ｍ
ｍ2であった。この引張強度の値は該実施例１の試料と
同一規格の配管自体の引張強度５４.３ｋｇｆ／ｍｍ2よ
りは若干低い値であるが、突合せ面に凹部のないＩ形開
先で完全溶け込み状態に溶接した配管の引張強度５３.
６ｋｇｆ／ｍｍ2とほとんど同じ値を示した。しかも、
この引張強度の値５３.７ｋｇｆ／ｍｍ2は、ＪＩＳで規
定されている所定の引張強度４８０Ｎ／ｍｍ2（４８.９
８ｋｇｆ／ｍｍ2）の値を十分に満たしており、何等問
題の無い引張強度であることが確認できた。
【００３９】以上の如く本発明の片面突合せ溶接のため
の開先形状は、これによって片面突合せ溶接した溶接部
の超音波探傷試験及び放射線透過試験に効果を発揮する
ことは勿論のこと、その他渦流探傷試験及び内視鏡を使
用した目視検査等、密着した欠陥の検出が困難な検査方
法にも適宜適用し得ることは勿論である。又上記実施例
では、突合せ面の凹部の形状を図１に図示したＶ字状の
凹部を用いた例を例示して説明したが、本発明の凹部の
形状はこれに限定されるものでなく、図２及び図３に図
示した如き形状の凹部も適宜選択して使用し得るもので
あり、そして同様の効果を奏する。なお更に、上記実施
例では、Ｉ形開先の突合せ部である開先面に凹部を形成
したが、Ｙ形開先の場合には突合せ部であるルート面に
凹部を形成することで同様の効果を得ることができる。
その他レ形、Ｊ形、Ｕ形の各開先においても、突合せ面
に凹部を形成することで同じ効果を奏することは言うま
でもない。
の開先形状は、これによって片面突合せ溶接した溶接部
の超音波探傷試験及び放射線透過試験に効果を発揮する
ことは勿論のこと、その他渦流探傷試験及び内視鏡を使
用した目視検査等、密着した欠陥の検出が困難な検査方
法にも適宜適用し得ることは勿論である。又上記実施例
では、突合せ面の凹部の形状を図１に図示したＶ字状の
凹部を用いた例を例示して説明したが、本発明の凹部の
形状はこれに限定されるものでなく、図２及び図３に図
示した如き形状の凹部も適宜選択して使用し得るもので
あり、そして同様の効果を奏する。なお更に、上記実施
例では、Ｉ形開先の突合せ部である開先面に凹部を形成
したが、Ｙ形開先の場合には突合せ部であるルート面に
凹部を形成することで同様の効果を得ることができる。
その他レ形、Ｊ形、Ｕ形の各開先においても、突合せ面
に凹部を形成することで同じ効果を奏することは言うま
でもない。
【００４０】
【発明の効果】本発明の片面突合せ溶接用開先形状及び
溶接部の検査方法は、以上のような形態で実施され、以
下の如き効果を奏する。即ち、本発明の開先形状では、
突合せ面に凹部を形成したので、入熱不足による溶け込
み不足、溶接線のズレ、並びに異種材料の溶接において
生じる片溶け込みによる未溶融部分の発生、しかも溶接
部端面同士が溶接金属の凝固収縮で完全密着したとして
も、その溶接部の欠陥部の有無を超音波探傷試験及び放
射線透過試験の如き非破壊検査で確実に検査することが
できる。
溶接部の検査方法は、以上のような形態で実施され、以
下の如き効果を奏する。即ち、本発明の開先形状では、
突合せ面に凹部を形成したので、入熱不足による溶け込
み不足、溶接線のズレ、並びに異種材料の溶接において
生じる片溶け込みによる未溶融部分の発生、しかも溶接
部端面同士が溶接金属の凝固収縮で完全密着したとして
も、その溶接部の欠陥部の有無を超音波探傷試験及び放
射線透過試験の如き非破壊検査で確実に検査することが
できる。
【００４１】又、突合せ面に凹部を形成したことによ
り、ルート間隔を設ける必要が無くなり、このための精
度を要する調整が省略できて、溶接前の熟練を要する調
整作業が無くなり、調整を短時間に行うことができる。
り、ルート間隔を設ける必要が無くなり、このための精
度を要する調整が省略できて、溶接前の熟練を要する調
整作業が無くなり、調整を短時間に行うことができる。
【００４２】そして、超音波探傷試験においては、大き
なＳ／Ｎ比信号を得ることができるようになったので、
自動操作で試験を行うことができ、しかも検査時間を短
縮することができるとともに、検査精度の向上を図るこ
とができる。そして又、超音波探傷試験において、従来
溶接欠陥の有無の明確な判断が困難であったオーステナ
イト系ステンレス鋼の溶接部の試験も、Ｓ／Ｎ比が十分
大きな信号で得られるので、超音波探傷試験を適用する
ことが可能となった。
なＳ／Ｎ比信号を得ることができるようになったので、
自動操作で試験を行うことができ、しかも検査時間を短
縮することができるとともに、検査精度の向上を図るこ
とができる。そして又、超音波探傷試験において、従来
溶接欠陥の有無の明確な判断が困難であったオーステナ
イト系ステンレス鋼の溶接部の試験も、Ｓ／Ｎ比が十分
大きな信号で得られるので、超音波探傷試験を適用する
ことが可能となった。
【００４３】更に、放射線透過試験においても、突合せ
面に凹部を形成したことにより、溶接部の欠陥部の有無
で、放射線の透過量の差異による陰影濃淡の差が明瞭と
なり、より正確に溶接欠陥の有無を識別判断することが
できる効果を奏する。
面に凹部を形成したことにより、溶接部の欠陥部の有無
で、放射線の透過量の差異による陰影濃淡の差が明瞭と
なり、より正確に溶接欠陥の有無を識別判断することが
できる効果を奏する。
【図１】 本発明の片面突合せ溶接用の開先部の第１の
実施態様を説明する部分断面図である。
実施態様を説明する部分断面図である。
【図２】 本発明の片面突合せ溶接用の開先部の第２の
実施態様の突合せ面に形成する凹部形状を説明する断面
図である。
実施態様の突合せ面に形成する凹部形状を説明する断面
図である。
【図３】 本発明の片面突合せ溶接用の開先部の第３の
実施態様の突合せ面に形成する凹部形状を説明する断面
図である。
実施態様の突合せ面に形成する凹部形状を説明する断面
図である。
【図４】 実施例１で作成した、突合せ面に凹部を設け
た開先で完全溶け込み状態で溶接した標準試料の超音波
探傷試験のエコーグラフである。
た開先で完全溶け込み状態で溶接した標準試料の超音波
探傷試験のエコーグラフである。
【図５】 実施例２で作成した、突合せ面に凹部を設け
た開先で溶接線をずらし、溶け込み不足で溶接した試料
の超音波探傷試験のエコーグラフである。
た開先で溶接線をずらし、溶け込み不足で溶接した試料
の超音波探傷試験のエコーグラフである。
【図６】 実施例３で作成した、突合せ面に凹部を設け
た開先で溶け込み不足で溶接した試料の超音波探傷試験
のエコーグラフである。
た開先で溶け込み不足で溶接した試料の超音波探傷試験
のエコーグラフである。
【図７】 比較例１で作成した、突合せ面に凹部が無い
開先で溶接線をずらし、溶け込み不足で溶接した試料の
超音波探傷試験のエコーグラフである。
開先で溶接線をずらし、溶け込み不足で溶接した試料の
超音波探傷試験のエコーグラフである。
【図８】 比較例２で作成した、突合せ面に凹部が無い
開先で溶け込み不足で溶接した試料の超音波探傷試験の
エコーグラフである。
開先で溶け込み不足で溶接した試料の超音波探傷試験の
エコーグラフである。
【図９】 実施例１で作成した、突合せ面に凹部を設け
た開先で完全溶け込み状態で溶接した標準試料のＸ線写
真である。
た開先で完全溶け込み状態で溶接した標準試料のＸ線写
真である。
【図１０】 実施例２で作成した、突合せ面に凹部を設
けた開先で溶接線をずらし、溶け込み不足で溶接した試
料のＸ線写真である。
けた開先で溶接線をずらし、溶け込み不足で溶接した試
料のＸ線写真である。
【図１１】 実施例３で作成した、突合せ面に凹部を設
けた開先で溶け込み不足で溶接した試料のＸ線写真であ
る。
けた開先で溶け込み不足で溶接した試料のＸ線写真であ
る。
【図１２】 比較例１で作成した、突合せ面に凹部が無
い開先で溶接線をずらし、溶け込み不足で溶接した試料
のＸ線写真である。
い開先で溶接線をずらし、溶け込み不足で溶接した試料
のＸ線写真である。
【図１３】 比較例２で作成した、突合せ面に凹部が無
い開先で溶け込み不足で溶接した試料のＸ線写真であ
る。
い開先で溶け込み不足で溶接した試料のＸ線写真であ
る。
１、２…管、 １ａ、２ａ…開先面、 １ｂ、２ｂ…突
合せ面、 Ｅ…電極、３…突合せ部、 ３ａ…突合せ部
外壁、 ４…アーク、 ５…凹部
合せ面、 Ｅ…電極、３…突合せ部、 ３ａ…突合せ部
外壁、 ４…アーク、 ５…凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２３Ｋ 103:04
Claims (9)
- 【請求項１】 溶加材を用いる融接方法で片面突き合わ
せ溶接するにあたって、片面突合せ溶接する被溶接物の
突合せ面に凹部を形成してなるとともに、溶接後凹部が
残存しないように該凹部の肉厚に沿った深さ（Ｄ）は肉
厚の１乃至５０％であり、開先面で形成される突き合わ
せ部を挟む両側に凹む凹部の幅（２Ｗ）は、形成される
所定の裏波のビード幅の１乃至６０％程度でなることを
特徴とする片面突合せ溶接用開先形状。 - 【請求項２】 非溶加材による融接方法で片面突き合わ
せ溶接するにあたって、片面突合せ溶接する被溶接物の
突合せ面に凹部を形成してなり、溶接後凹部が残存しな
いように開先面で形成される突き合わせ部を挟む両側に
凹む凹部の幅（２Ｗ）は、形成される所定の裏波のビー
ド幅の１乃至４０％程度であり、肉厚方向の深さ（Ｄ）
は溶接部の金属容積の７％以内でなることを特徴とする
片面突合せ溶接用開先形状。 - 【請求項３】 凹部の一部が溶接熱源側の面と反対側の
面に面していることを特徴とする請求項１又は２に記載
の片面突合せ溶接用開先形状。 - 【請求項４】 被溶接物が管であることを特徴とする請
求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の片面突合せ
溶接用開先形状。 - 【請求項５】 被溶接物がオーステナイト系ステンレス
鋼の材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項４
のいずれか１項に記載の片面突合せ溶接用開先形状。 - 【請求項６】 溶加材を用いる融接方法によって片面突
合せ溶接する被溶接物を、その少なくとも一方の突合せ
面に、開先面で形成される突き合わせ部を挟む両側に凹
む凹部の幅（２Ｗ）が、形成される所定の裏波のビード
幅の１乃至６０％程度であり、そして肉厚方向の深さ
（Ｄ）が肉厚の１乃至５０％以内でなる凹部を形成し、
該凹部が残存しないように突合せ溶接して、その突合せ
溶接部を超音波探傷試験により検査することを特徴とす
る片面突合せ溶接部の検査方法。 - 【請求項７】 非溶加材による融接方法によって片面突
合せ溶接する被溶接物を、その少なくとも一方の突合せ
面に、開先面で形成される突き合わせ部を挟む両側に凹
む凹部の幅（２Ｗ）が、形成される所定の裏波のビード
幅の１乃至４０％程度であり、そして肉厚方向の深さ
（Ｄ）が溶接部の金属容積の７％以内でなる凹部を形成
し、該凹部が残存しないように突合せ溶接して、その突
合せ溶接部を超音波探傷試験により検査することを特徴
とする片面突合せ溶接部の検査方法。 - 【請求項８】 溶加材を用いる融接方法によって片面突
合せ溶接する被溶接物を、その少なくとも一方の突合せ
面に、開先面で形成される突き合わせ部を挟む両側に凹
む凹部の幅（２Ｗ）が、形成される所定の裏波のビード
幅の１乃至６０％程度であり、そして肉厚方向の深さ
（Ｄ）が肉厚の１乃至５０％以内でなる凹部を形成し、
該凹部が残存しないように突合せ溶接して、その突合せ
溶接部を放射線透過試験により検査することを特徴とす
る片面突合せ溶接部の検査方法。 - 【請求項９】 非溶加材による融接方法によって片面突
合せ溶接する被溶接物を、その少なくとも一方の突合せ
面に、開先面で形成される突き合わせ部を挟む両側に凹
む凹部の幅（２Ｗ）が、形成される所定の裏波のビード
幅の１乃至４０％程度であり、そして肉厚方向の深さ
（Ｄ）が溶接部の金属容積の７％以内でなる凹部を形成
し、該凹部が残存しないように突合せ溶接して、その突
合せ溶接部を放射線透過試験により検査することを特徴
とする片面突合せ溶接部の検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000139009A JP2001047232A (ja) | 1999-06-03 | 2000-05-11 | 片面突合せ溶接用開先形状及びその溶接部の検査方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-157146 | 1999-06-03 | ||
| JP15714699 | 1999-06-03 | ||
| JP2000139009A JP2001047232A (ja) | 1999-06-03 | 2000-05-11 | 片面突合せ溶接用開先形状及びその溶接部の検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001047232A true JP2001047232A (ja) | 2001-02-20 |
Family
ID=26484705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000139009A Pending JP2001047232A (ja) | 1999-06-03 | 2000-05-11 | 片面突合せ溶接用開先形状及びその溶接部の検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001047232A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101173070B1 (ko) | 2006-05-17 | 2012-08-13 | 현대자동차주식회사 | 초음파를 이용한 점용접부의 용접성 평가방법 |
| WO2012164701A1 (ja) * | 2011-06-01 | 2012-12-06 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接による継手構造及びその溶接品質検査方法 |
| WO2013076850A1 (ja) * | 2011-11-24 | 2013-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接溶け込み深さ検査方法 |
| WO2014087680A1 (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-12 | 三菱重工業株式会社 | 溶接継手の検査方法 |
| JPWO2013076850A1 (ja) * | 2011-11-24 | 2015-04-27 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接溶け込み深さ検査方法 |
| WO2015175125A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Solar Turbines Incorporated | Radiographic markers for partial penetration welded joints |
| CN108857112A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-23 | 佛山科学技术学院 | 一种二维超声振动辅助熔化焊接装置及方法 |
| CN115055791A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-16 | 广船国际有限公司 | 一种船舶用铜镍合金管的焊接方法 |
| CN115383257A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-25 | 广船国际有限公司 | 一种对接焊接方法及合金管的对接焊接结构 |
-
2000
- 2000-05-11 JP JP2000139009A patent/JP2001047232A/ja active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101173070B1 (ko) | 2006-05-17 | 2012-08-13 | 현대자동차주식회사 | 초음파를 이용한 점용접부의 용접성 평가방법 |
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| CN103596721A (zh) * | 2011-06-01 | 2014-02-19 | 丰田自动车株式会社 | 基于焊接的接头构造及其焊接质量检查方法 |
| EP2716400A1 (en) * | 2011-06-01 | 2014-04-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Welded joint structure and weld quality detection method |
| EP2716400A4 (en) * | 2011-06-01 | 2015-06-03 | Toyota Motor Co Ltd | WELDED CONNECTION STRUCTURE AND WELD QUALITY DETECTION METHOD |
| JP5660209B2 (ja) * | 2011-06-01 | 2015-01-28 | トヨタ自動車株式会社 | 溶接による継手構造の溶接品質検査方法 |
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| KR20150079954A (ko) * | 2012-12-05 | 2015-07-08 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 용접 조인트의 검사 방법 |
| JP2014111274A (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶接継手の検査方法 |
| WO2014087680A1 (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-12 | 三菱重工業株式会社 | 溶接継手の検査方法 |
| US9194820B2 (en) | 2012-12-05 | 2015-11-24 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Method for manufacturing a turbine rotor |
| KR101658746B1 (ko) * | 2012-12-05 | 2016-09-21 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 용접 조인트의 검사 방법 |
| WO2015175125A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Solar Turbines Incorporated | Radiographic markers for partial penetration welded joints |
| CN106460666A (zh) * | 2014-05-15 | 2017-02-22 | 索拉透平公司 | 用于部分穿透焊接接头的射线照相标记物 |
| US9724785B2 (en) | 2014-05-15 | 2017-08-08 | Solar Turbines Incorporated | Radiographic markers for partial penetration welded joints |
| CN106460666B (zh) * | 2014-05-15 | 2017-11-14 | 索拉透平公司 | 用于部分穿透焊接接头的射线照相标记物 |
| CN108857112A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-23 | 佛山科学技术学院 | 一种二维超声振动辅助熔化焊接装置及方法 |
| CN115055791A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-16 | 广船国际有限公司 | 一种船舶用铜镍合金管的焊接方法 |
| CN115383257A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-25 | 广船国际有限公司 | 一种对接焊接方法及合金管的对接焊接结构 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040217 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |