JP2003053533A - 構造物の補修方法および補修溶接装置 - Google Patents

構造物の補修方法および補修溶接装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】構造物に発生したき裂を除去し、またはき裂の
表面開口部を封止するとともに、補修溶接部の表面部に
おける引張りの残留応力を低減してき裂の再発生を抑制
することのできる構造物の補修方法および補修溶接装置
を提供する。 【解決手段】Ｆｅ基合金またはＮｉ基合金からなり溶接
熱影響部の鋭敏化領域に応力腐食割れなどの開口欠陥が
存在する構造物１の補修方法であって、前記開口欠陥４
の全部または一部を含む領域を除去して凹部８を形成し
たのち、前記凹部８を充填する肉盛溶接層５を形成する
第１の工程と、前記肉盛溶接層５を形成された表面部
（１０）における引張りの残留応力を低減する処理を施
す第２の工程とを有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造物のき裂によ
る事故の防止および構造物の長寿命化を目的とした構造
物の補修方法および補修溶接装置に係り、とくに、応力
腐食割れや疲労き裂を生じた構造物の補修方法および補
修溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、原子炉炉内の構造物や機器など
（以下、構造物という）にき裂が発生した場合には、そ
の構造物全体を交換するか、あるいは補強金具を取り付
けるなどの処置が施されている。また、き裂自体の補修
方法としては、主としてＴＩＧ溶接方法（Tungsten Ine
rt Gas Welding）が検討されている。しかしながら、既
設原子炉の場合には、長期間の運転により中性子の照射
を受け、基材そのものが劣化している可能性がある。こ
のように、中性子の照射により劣化している基材にＴＩ
Ｇ溶接法を適用すると入熱が多く、ＴＩＧ溶接施工後、
再度溶接欠陥が発生する惧れがある。
【０００３】また、ＴＩＧ溶接法は、基本的に基材とト
ーチ電極との間にアークを発生させながら基材を溶融す
る方法であるので、基材に酸化皮膜が付着していたり、
開口欠陥の内部に酸化物が付着していたり、水が入りこ
んでいる場合、アークが不安定となり、安定した溶接が
行なえない欠点がある。
【０００４】こうした点に鑑みて近年、レーザ光を用い
た補修方法が発明されている。特開平７−６２８９３号
公報には、構造物の構造強度を低下させる、またはその
可能性を有する欠陥において、切削と肉盛とを組み合わ
せた補修方法が開示されている。この補修方法では、補
修によりき裂は一旦除去されるものの、補修のための肉
盛溶接により補修溶接部表面に引張りの残留応力が生起
され、き裂の再発生を抑制できない可能性がある。
【０００５】また、特開平７−７５８９３号公報には、
構造物の欠陥を含む領域を取り除き凹部を形成した後、
前記構造物を構成する材料に含まれる元素を少なくとも
一部含む材料による肉盛溶接で前記凹部を充填する第１
の工程と、前記領域の表面部にエネルギーを投入し、前
記領域の表面部を再溶融した後、０．１μｍ以上３．０
μｍ以下の大きさの樹枝状結晶が形成される冷却速度で
凝固させる第２の工程とからなる構造物の補修方法が開
示されている。この補修方法では、補修溶接部の表面部
を再溶融することにより、補修溶接部の表面に発生した
鋭敏化領域を脱鋭敏化することは可能であると考えられ
る。しかしながら、補修溶接時および再溶融時における
凝固収縮により引張りの残留応力の生起は避けられず、
き裂の再発生を抑制できない可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来知ら
れている補修方法では、補修溶接部に引張りの残留応力
の発生が不可避であり、補修溶接施工後の応力腐食割れ
などのき裂の再発生を抑制できないおそれがある。
【０００７】そこで、本発明は、構造物に発生したき裂
を除去し、またはき裂の表面開口部を封止するととも
に、補修溶接部の表面部における引張りの残留応力を低
減してき裂の再発生を抑制することのできる構造物の補
修方法および補修溶接装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、Ｆｅ基合金またはＮｉ基合金から
なり溶接熱影響部の鋭敏化領域に応力腐食割れなどの開
口欠陥が存在する構造物の補修方法であって、前記開口
欠陥の全部または一部を含む領域を除去して凹部を形成
したのち、前記凹部を充填する肉盛溶接層を形成する第
１の工程と、前記肉盛溶接層を形成された表面部におけ
る引張りの残留応力を低減する処理を施す第２の工程と
を有する構成とする。
【０００９】本発明によれば、構造物に発生したき裂な
どの開口欠陥の全部または一部を除去し、除去した後の
凹部に肉盛溶接層を形成し、肉盛溶接層を形成した表面
における引張りの残留応力を低減する処理を施すことに
より、き裂などの再発生を防止して補修溶接部の長期健
全性を得ることができる。
【００１０】請求項２の発明は、前記第１の工程の前
に、溶接熱影響部をクリーニングする前処理工程を有す
る構成とする。本発明によれば、溶接熱影響部の検査が
行いやすくなり、開口欠陥の除去と肉盛溶接を確実に行
うことができる。
【００１１】請求項３の発明は、Ｆｅ基合金またはＮｉ
基合金からなり溶接熱影響部の鋭敏化領域に応力腐食割
れなどの開口欠陥が存在する構造物の補修方法であっ
て、前記溶接熱影響部をクリーニングする前処理工程
と、前記開口欠陥を含む領域に前記開口欠陥を封止する
肉盛溶接層を形成する第１の工程と、前記肉盛溶接層を
形成された表面部における引張りの残留応力を低減する
処理を施す第２の工程とを有する構成とする。本発明に
よれば、溶接熱影響部の鋭敏化領域に応力腐食割れなど
の開口欠陥が存在する構造物を簡易に補修することがで
きる。
【００１２】請求項４の発明は、前処理工程における溶
接熱影響部のクリーニングは、レーザ光の照射、グライ
ンダ加工、フラップホイール加工の少なくともいずれか
一つの方法による構成とする。本発明によれば、構造物
表面のスラグや酸化膜を除去して開口欠陥の検査を容易
にすることができる。
【００１３】請求項５の発明は、第１の工程における凹
部の形成は、機械的研削または放電加工による構成とす
る。本発明によれば、必要な部位・形状の凹部を確実に
形成することができる。
【００１４】請求項６の発明は、凹部の形状は台形であ
る構成とする。本発明によれば、凹部の形成と肉盛溶接
を容易に行うことができる。請求項７の発明は、台形の
傾斜角度は６０°から８２°である構成とする。本発明
によれば、凹部の形成と肉盛溶接に大型の工具や装置を
用いることができる。
【００１５】請求項８の発明は、請求項１記載の構造物
の補修方法において開口欠陥が凹部に一部残留した場
合、あるいは請求項３記載の構造物の補修方法におい
て、第１の工程における肉盛溶接の初層により前記開口
欠陥を封止する構成とする。本発明によれば、開口欠陥
が確実に封止され、後日同じ開口欠陥からの劣化進展の
おそれの少ない構造物を提供することができる。
【００１６】請求項９の発明は、初層の肉盛溶接は、開
口欠陥内部の水を除去しながら行う構成とする。本発明
によれば、開口欠陥内部に残留した水による補修部の劣
化を未然に防ぐことができる。
【００１７】請求項１０の発明は、第１の工程の肉盛溶
接層の形成は、溶接ワイヤを供給しながら、レーザ光の
照射またはアーク溶接によって行う構成とする。本発明
によれば、入熱の少ない肉盛溶接を行うことができる。
【００１８】請求項１１の発明は、溶接の入熱量は０．
１ｋＪ／ｃｍから５ｋＪ／ｃｍである構成とする。本発
明によれば、中性子照射などを受けた構造物を補修する
ことができる。
【００１９】請求項１２の発明は、第２の工程は、レー
ザピーニング、ショットブラスト、ウォータジェットの
少なくともいずれか一つの方法を用いる構成とする。本
発明によれば、構造物表面部における肉盛溶接による引
張り残留応力を効果的に低減することができる。
【００２０】請求項１３の発明は、レーザ発振器および
シールドガス供給源に接続され構造物の部材面上に移動
可能に設置される加工ヘッドを備え、この加工ヘッド
は、溶接ワイヤの供給源および供給系と、レーザ光を集
束し前記部材面上の溶接個所に照射する光学系と、超音
波振動素子を備えシールドガス、レーザ光および溶接ワ
イヤの出口を形成するノズルとを備えた構成とする。本
発明の補修溶接装置によれば、構造物の肉盛溶接補修を
遠隔で行うことができる。
【００２１】請求項１４の発明は、溶接ワイヤを供給す
るモータとして、サーボモータまたは超音波モータを備
えた構成とする。本発明によれば、小型軽量なモータに
よって溶接ワイヤを供給することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。補修の対象である構造物は
例えば図１のようになっている。すなわち、構造物部材
１は、オーステナイト系ステンレス鋼などのＦｅ基合金
あるいはインコネルなどのＮｉ基合金からなる。構造物
部材１を溶接部２によって溶接すると、溶接熱影響部３
を生じる。溶接熱影響部３においては材料の結晶粒界に
Ｃｒ炭化物が析出し、鋭敏化している。そのため、溶接
熱影響部３にはき裂状の開口欠陥４が存在する可能性が
ある。
【００２３】本発明の第１の実施の形態として、肉盛溶
接と引張り残留応力の低減処理の２段階の工程を含む補
修方法について図２を用いて説明する。まず前処理工程
として、溶接熱影響部３表面に付着したクラッドや酸化
皮膜を除去し、溶接熱影響部３の表面部のクリーニング
を実施する。これには、レーザ光の照射またはグライン
ダ加工やフラップホイール加工などによる機械的な研削
を用いる。このうち、レーザ光の照射では、パルス幅を
５ｎｓ〜１００ｎｓとすることにより、溶接熱影響部３
の表面部のみを瞬間的に加熱し、クラッドもしくは酸化
皮膜を除去することが可能である。
【００２４】溶接熱影響部３の表面部をクリーニングし
た後、外観観察や超音波による非破壊検査を実施し、き
裂状の開口欠陥４の有無や開口欠陥４が存在する場合は
その存在位置および開口幅を把握する。これにより、開
口欠陥４が存在する場合は、第１の工程の前半におい
て、開口欠陥４の全部または一部を含む溶接熱影響部３
を除去して凹部８を形成する。ここでは、グラインダや
フラップホイールなどによる機械的な研削または放電加
工を用いる。
【００２５】凹部８の形状は、傾斜のついた台形とし、
その傾斜角度θは６０°から８２°とすることが望まし
い。これは、補修溶接に用いる後述する加工ヘッドの先
端のノズルと凹部８との干渉を避けるためのもので、傾
斜角度θを６０°から８２°とすることによって外径７
ｍｍから３０ｍｍのノズルが使用可能である。なお、開
口欠陥４は一部残留しても良い。
【００２６】次に、第１の工程の後半として、補修溶接
によりこの凹部８を肉盛溶接層５で充填する。肉盛溶接
層５の形成は、後に説明する補修溶接装置によって溶接
ワイヤ６とシールドガスを供給しながら、レーザ光７を
照射して行う。ここで、補修溶接の加工条件の一例を図
３の表に示す。すなわち、ＹＡＧレーザ発振器を用い、
波長１．０６μｍ、出力０．５ｋＷ〜４．０ｋＷ、加工
速度０．１ｍ／ｍｉｎ〜５ｍ／ｍｉｎ、溶接ワイヤ直径
０．４ｍｍ〜１．０ｍｍ、ワイヤ供給速度０．５ｍ／ｍ
ｉｎ〜８ｍ／ｍｉｎの範囲で行うと、安定した補修溶接
を施すことができる。
【００２７】なお、原子炉炉内の構造物や機器を対象と
した場合、中性子照射により基材が劣化し、溶接時の入
熱により溶接欠陥が発生する可能性がある。中性子照射
などによる劣化を受けた構造物を対象とした場合では、
補修溶接時の入熱量は０．１ｋＪ／ｃｍ〜５ｋＪ／ｃｍ
と低入熱化することが望ましい。
【００２８】次に第２の工程として、肉盛溶接層５を含
む表面部にレーザ光を照射するレーザピーニングあるい
は鋼球をあてるショットブラストにより、肉盛溶接層５
を含む表面部における残留応力を除去または低減して残
留応力低減層１０を形成させる。レーザピーニングで
は、レーザ光の照射により５ｎｓ〜１００ｎｓという短
時間の瞬間的に肉盛溶接部の表面部を加熱し、その表面
部を塑性変形させることにより、肉盛溶接層５の表面部
における引張りの残留応力を低減することができる。ま
た、ショットブラストでは、直径０．１ｍｍ〜５ｍｍの
鋼球を肉盛溶接層５を含む表面部に当てることにより、
表面部の塑性変形を起こし肉盛溶接層５の表面部におけ
る引張りの残留応力を低減することができる。
【００２９】以上のように、補修溶接および残留応力低
減処理という２段階の工程を含んだ補修を施すことによ
り、き裂進展による事故を防止し、かつ補修後の経年劣
化による応力腐食割れなどのき裂の再発生を抑制し、補
修溶接部ひいては構造物全体の長寿命化を図ることが可
能になる。
【００３０】上述のような構造物の補修を施工する補修
溶接装置は、図４に示すような加工ヘッド１１を備えて
いる。加工ヘッド１１内部には、光ファイバ１２と、複
数枚のコリメータレンズ１３と集光レンズ１４、折返し
ミラー１５からなる光学系と、溶接ワイヤ６を供給する
ワイヤ供給装置とを一体化して内蔵する。
【００３１】光学系は、光ファイバ１２から出たレーザ
光７を、複数枚のコリメータレンズ１３により平行光に
して伝送し、補修溶接部２３近傍で集光レンズ１４によ
り集光し、最後に折返しミラー１５で折り返して、構造
物１６の表面にレーザ光７を照射する。レーザ光７は構
造物１６に対して垂直にではなく、１０°〜２０°傾け
て照射し、反射光が加工ヘッド１１内部に入ってくるの
を回避する。
【００３２】溶接ワイヤ６を供給するワイヤ供給装置１
７は、溶接ワイヤ６のリール１８、圧着ローラ１９、サ
ーボモータ２０、ワイヤ供給パイプ２１、ワイヤチップ
２２からなる。サーボモータ２０で駆動される圧着ロー
ラ１９により、溶接ワイヤ６をワイヤ供給パイプ２１に
送り出し、ワイヤチップ２２から補修溶接部２３に供給
する。なお、サーボモータ２０の代わりに超音波モータ
を用いても良い。超音波モータを用いることにより軽量
化を図ることができる。
【００３３】このような構成の加工ヘッド１１によれ
ば、ワイヤ供給装置１７と補修溶接部２３が近いため、
溶接ワイヤ６を滑らかに供給することができる。また、
ワイヤ供給パイプ２１とワイヤチップ２２はろう付によ
り一体化しており、溶接ワイヤ６をぬらすことなく、ド
ライな状態で補修溶接部２３に供給することができる。
さらに、ワイヤチップ２２をノズル２４の内部に入れる
ことにより、溶接ワイヤ６をドライな状態で補修溶接部
２３に供給することができる。
【００３４】加工ヘッド１１の後方には倣い用ローラ２
５を設け、かつ加工ヘッド１１と加工機２６とをばね機
構２７を介して結合してある。例えば、構造物１６に大
きな凹凸があるような場合、倣い用ローラ２５が構造物
１６面に接触することにより、構造物１６表面の凹凸に
合わせてばね機構２７が伸びたり縮んだりして、加工ヘ
ッド１１全体が前後に移動する。この機構により、ノズ
ル２４の端面と構造物１６の距離、すなわちノズルギャ
ップを一定に保つことができる。ノズルギャップは、シ
ールドガスによる気体環境３０ａ形成と溶接ビード形成
に影響を及ぼすため、これを一定に保つことにより、安
定した水中レーザ補修溶接を行うことができる。
【００３５】さらに、ノズル２４の先端に超音波振動素
子２８を取り付けてある。この超音波振動素子２８はノ
ズル２４を超音波振動させる。この作用を、図５を用い
て説明する。すなわち、構造物部材１上に形成した凹部
８に開口欠陥４が一部残留した場合は、肉盛溶接層５の
初層により開口欠陥４の開口部のみを封止するが、この
際に、加工ヘッド１１のノズル２４において超音波振動
を発生させ、開口欠陥４内部の水を噴霧状にして、開口
欠陥４の外部に放出させることができる。
【００３６】図６に本実施形態の補修溶接装置の全体構
成を示す。本装置は、レーザ発振器３１、加工機２６お
よび加工ヘッド１１を主な構成要素とする。レーザ発振
器３１は、Ａｒガスボンベ３３とともに構造物１６の外
部の大気中に設置される。レーザ発振器３１から出射さ
れたレーザ光７を伝えるため、加工ヘッド１１まで光フ
ァイバ１２で結ばれる。ここで、光ファイバ１２の保護
カバーを利用して、シールドガスＡｒを加工ヘッド１１
まで送る。この構成により、シールドガス用に別途チュ
ーブを設ける必要がなくなる。
【００３７】加工機２６は、円筒状の構造物１６の上部
に設けられた梁３４に中心軸を取り付けられた回転装置
３５と、中心軸から半径方向に移動するスライダ３６
と、スライダ３６の先端から鉛直方向に移動するスライ
ダ３７で構成され、スライダ３７の先端には加工ヘッド
１１が取り付けられる。この機構により、加工ヘッド１
１を補修溶接部２３に大まかに位置決めする。スライダ
３７の先端では、吸着パット３８によりスライダ３７を
構造物１６に固定し、マジックハンド３９により加工ヘ
ッド１１の最終的な位置決めをし、２軸のスライダ４０
により加工ヘッド１１を移動しながら補修溶接を行う。
【００３８】次に本発明の第２の実施の形態として、開
口欠陥を除去することなく、肉盛溶接と引張り残留応力
の低減処理の２段階の工程からなる補修方法について図
７を用いて説明する。
【００３９】まず前処理工程として、溶接熱影響部３表
面に付着したクラッドや酸化皮膜を除去し、溶接熱影響
部３の表面部のクリーニングを実施する。これには、レ
ーザ光の照射またはグラインダ加工やフラップホイール
加工などによる機械的な研削を用いる。このうち、レー
ザ光の照射では、パルス幅を５ｎｓ〜１００ｎｓとする
ことにより、溶接熱影響部３の表面部のみを瞬間的に加
熱することにより、クラッドもしくは酸化皮膜を除去す
ることが可能である。溶接熱影響部３の表面部をクリー
ニングした後、外観観察や超音波による非破壊検査を実
施してき裂状の開口欠陥４の有無を調べ、開口欠陥４が
存在する場合はその存在位置および開口幅を把握する。
【００４０】次に第１の工程として、開口欠陥４の発生
している溶接熱影響部３に、補修溶接により肉盛溶接層
５を形成する。肉盛溶接層５の形成時には、溶接ワイヤ
６を供給しながら、レーザ光７の照射を行い、開口欠陥
４の封止を実施する。本実施の形態で用いる加工ヘッド
は、第１の実施の形態で先に説明したものと同じであ
る。
【００４１】原子炉炉内の構造物や機器を対象とした場
合、中性子照射により基材が劣化し、溶接時の入熱によ
り溶接欠陥が発生する可能性がある。そのため、補修溶
接時の入熱量は０．１ｋＪ／ｃｍ〜５ｋＪ／ｃｍとする
ことが望ましい。さらに、開口欠陥４の開口部を肉盛溶
接層５により封止する際に、加工ヘッド１１のノズル２
４において超音波振動を発生させ、開口欠陥４内部の水
を噴霧状にして、開口欠陥４の外部に放出させることも
有効である。
【００４２】次に第２の工程として、肉盛溶接層５を含
む表面部にレーザ光を照射するレーザピーニングあるい
は鋼球をあてるショットブラストにより、肉盛溶接層５
を含む表面部における残留応力を除去または低減して残
留応力低減層１０を形成させる。レーザピーニングで
は、レーザ光の照射により５ｎｓ〜１００ｎｓという短
時間で瞬間的に肉盛溶接部の表面部を加熱し、その表面
部を塑性変形させることにより、肉盛溶接層５の表面部
における引張りの残留応力を低減することができる。ま
た、ショットブラストでは、直径０．１ｍｍ〜５ｍｍの
鋼球を肉盛溶接層５を含む表面部に当てることにより、
表面部の塑性変形を起こし肉盛溶接層５の表面部におけ
る引張りの残留応力を低減することができる。
【００４３】以上のように、開口欠陥部を除去すること
なく、補修溶接および残留応力低減処理という２段階の
工程を含んだ補修を施すことにより、き裂進展による事
故を防止し、かつ補修後の経年劣化による応力腐食割れ
などのき裂の再発生を抑制し、補修溶接部ひいては構造
物全体の長寿命化を図ることが可能となる。
【００４４】以上、第１の実施の形態においては、き裂
を除去するため開先（凹部）を加工した後、肉盛補修溶
接を行う開先肉盛の方法を説明し、第２の実施の形態で
は、き裂を除去しないで表面の開口部だけを封止するき
裂封止の方法を説明した。
【００４５】いずれの方法においても、溶接前にはスラ
グと酸化膜の除去が不可欠である。ただ、開先肉盛では
開先を形成するときにスラグと酸化膜も除去するので、
き裂の有無を問わず全溶接線を肉盛補修する場合は、ク
リーニングは不要である。一方、肉盛補修前にき裂の有
無と位置を検査し確認する場合は、上述した前処理工程
によりクリーニングを行うことが好適である。
【００４６】
【発明の効果】本発明の構造物の補修方法および補修溶
接装置によれば、構造物に発生したき裂を除去し、また
はき裂の表面開口部を封止するとともに、補修溶接部の
表面部における引張りの残留応力を低減してき裂の再発
生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の補修方法によって補修される構造物の
要部を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の補修方法によって
補修した構造物の要部断面を示す図。
【図３】本発明の実施の形態の補修方法における肉盛溶
接の条件を示す表。
【図４】本発明の実施の形態の補修溶接装置の加工ヘッ
ドを示す断面図。
【図５】本実施の形態の補修溶接装置の動作を説明する
図。
【図６】本発明の実施の形態の補修溶接装置を示し、
（ａ）は全体の構成図、（ｂ）は（ａ）のｂ部詳細図。
【図７】本発明の第２の実施の形態の補修方法を示す構
造物の要部断面図。
【符号の説明】
１…構造物部材、２…溶接部、３…溶接熱影響部、４…
開口欠陥、５…肉盛溶接層、６…溶接ワイヤ、７…レー
ザ光、８…凹部、１０…残留応力低減層、１１…加工ヘ
ッド、１２…光ファイバ、１３…コリメータレンズ、１
４…集光レンズ、１５…折返しミラー、１６…構造物、
１７…ワイヤ供給装置、１８…ワイヤリール、１９…圧
着ローラ、２０…サーボモータ、２１…ワイヤ供給パイ
プ、２２…ワイヤチップ、２３…補修溶接部、２４…ノ
ズル、２５…倣いローラ、２６…加工機、２７…ばね機
構、２８…超音波振動素子、２９…水、３０…気泡、３
０ａ…気体環境、３１…レーザ発振器、３３…Ａｒガス
ボンベ、３４…梁、３５…回転装置、３６、３７…スラ
イダ、３８…吸着パッド、３９…マジックハンド、４０
…２軸スライダ。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ２４Ｃ 1/10 Ｂ２４Ｃ 1/10 Ｆ Ｅ０４Ｇ 23/02 Ｅ０４Ｇ 23/02 Ｂ Ｇ２１Ｃ 19/02 Ｇ２１Ｃ 19/02 Ｊ (72)発明者 河野 渉 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 末園 暢一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 木村 盛一郎 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 高橋 英則 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2E176 AA17 BB01

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｆｅ基合金またはＮｉ基合金からなり溶
    接熱影響部の鋭敏化領域に応力腐食割れなどの開口欠陥
    が存在する構造物の補修方法であって、前記開口欠陥の
    全部または一部を含む領域を除去して凹部を形成したの
    ち、前記凹部を充填する肉盛溶接層を形成する第１の工
    程と、前記肉盛溶接層を形成された表面部における引張
    りの残留応力を低減する処理を施す第２の工程とを有す
    ることを特徴とする構造物の補修方法。
  2. 【請求項２】 第１の工程の前に、溶接熱影響部をクリ
    ーニングする前処理工程を有することを特徴とする請求
    項１記載の構造物の補修方法。
  3. 【請求項３】 Ｆｅ基合金またはＮｉ基合金からなり溶
    接熱影響部の鋭敏化領域に応力腐食割れなどの開口欠陥
    が存在する構造物の補修方法であって、前記溶接熱影響
    部をクリーニングする前処理工程と、前記開口欠陥を含
    む領域に前記開口欠陥を封止する肉盛溶接層を形成する
    第１の工程と、前記肉盛溶接層を形成された表面部にお
    ける引張りの残留応力を低減する処理を施す第２の工程
    とを有することを特徴とする構造物の補修方法。
  4. 【請求項４】 前処理工程における溶接熱影響部のクリ
    ーニングは、レーザ光の照射、グラインダ加工、フラッ
    プホイール加工の少なくともいずれか一つの方法による
    ことを特徴とする請求項２または３記載の構造物の補修
    方法。
  5. 【請求項５】 第１の工程における凹部の形成は、機械
    的研削または放電加工によることを特徴とする請求項１
    記載の構造物の補修方法。
  6. 【請求項６】 凹部の形状は台形であることを特徴とす
    る請求項１記載の構造物の補修方法。
  7. 【請求項７】 台形の傾斜角度は６０°から８２°であ
    ることを特徴とする請求項６記載の構造物の補修方法。
  8. 【請求項８】 請求項１記載の構造物の補修方法におい
    て開口欠陥が凹部に一部残留した場合、あるいは請求項
    ３記載の構造物の補修方法において、第１の工程におけ
    る肉盛溶接の初層により前記開口欠陥を封止することを
    特徴とする構造物の補修方法。
  9. 【請求項９】 初層の肉盛溶接は、開口欠陥内部の水を
    除去しながら行うことを特徴とする請求項８記載の構造
    物の補修方法。
  10. 【請求項１０】 第１の工程の肉盛溶接層の形成は、溶
    接ワイヤを供給しながら、レーザ光の照射またはアーク
    溶接によって行うことを特徴とする請求項１または３記
    載の構造物の補修方法。
  11. 【請求項１１】 溶接の入熱量は０．１ｋＪ／ｃｍから
    ５ｋＪ／ｃｍであることを特徴とする請求項１０記載の
    構造物の補修方法。
  12. 【請求項１２】 第２の工程は、レーザピーニング、シ
    ョットブラスト、ウォータジェットの少なくともいずれ
    か一つの方法を用いることを特徴とする請求項１または
    ２記載の構造物の補修方法。
  13. 【請求項１３】 レーザ発振器およびシールドガス供給
    源に接続され構造物の部材面上に移動可能に設置される
    加工ヘッドを備え、この加工ヘッドは、溶接ワイヤの供
    給源および供給系と、レーザ光を集束し前記部材面上の
    溶接個所に照射する光学系と、超音波振動素子を備えシ
    ールドガス、レーザ光および溶接ワイヤの出口を形成す
    るノズルとを備えたことを特徴とする補修溶接装置。
  14. 【請求項１４】 溶接ワイヤを供給するモータとして、
    サーボモータまたは超音波モータを備えたことを特徴と
    する請求項１３記載の補修溶接装置。
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