JP2003145271A - 異鋼種溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 焼き戻し温度の低い鋼種の過剰な軟化が起こ
ることを避け、且つ焼き戻し温度の高い鋼種に軟化効果
が得られ、良好な継手性能を有する溶接継手が実現でき
る異鋼種溶接方法を提供する。 【解決手段】 異鋼種溶接方法を、溶接トーチ１２によ
るアークに溶接ワイヤ１０を添加して焼き戻し温度の異
なる鋼種を溶接接合する異鋼種溶接方法において、焼き
戻し温度の高い側の鋼種に接するビード１１を形成する
ときは、溶接ワイヤを添加する溶接パス８１，８２，８
３を行なって形成されたビード上に溶接ワイヤを添加し
ない溶接パス９１，９２，９３を重ねて行い、他のビー
ドを形成するときは溶接ワイヤを添加する溶接パスのみ
を行なうように構成し、溶接ワイヤを添加しない溶接を
併用することにより、溶接後に鋼の軟化温度を越す熱サ
イクル部分の回数が複数回となり、焼き戻し温度の高い
側の鋼種の母材の溶接熱影響部の軟化効果が顕著とな
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、焼き戻し温度の異
なる異鋼種の溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一つの鋼構造体が、部分毎に異なる温度
や負荷の条件に対応しなければならない場合がある。例
えば、図７（ａ）に示すようなタービンロータ５０にお
いては、作動流体ａが下流側に行くにしたがって温度は
低下するが、流路が拡大するので、タービンロータ５０
の機体の径が大きくなり、より高い強度が求められる。
また、作動流体ａの上流側は、より高い耐高温クリープ
性が求められる。

【０００３】そのような場合、一つの鋼構造体を分割し
て異なる鋼種で製作し、溶接で一体化する方法が取られ
ることが多い。上記のタービンロータ５０の場合を例に
とると、上流の高温側と下流の低温側にそれぞれ適した
高強度調質鋼を選択して組み合わされるが、タービンロ
ータ５０に用いられる高強度調質鋼の代表的な鋼種は図
８の表に示すとおりである。

【０００４】なお、図８中の用途欄の「低温用」とは使
用温度約３８０°Ｃ以下を目安とする低温用材料を示
し、同様に「中温用」は使用温度約５５０°Ｃ以下の中
温用材料、「高温用」は使用温度約６００°Ｃ以下の高
温用材料であることを示す。

【０００５】タービンロータ５０の低温側／高温側の鋼
種の組み合わせとして、図８に示す高強度調質鋼から選
択する場合は、低温用材料／中温用材料、中温用材料／
高温用材料、低温用材料／高温用材料の組み合わせが考
えられる。

【０００６】図７の例では、高温側を耐高温クリープ性
の高い２．２５ＣｒＭｏＶ鋼（以下、単に「２．２５Ｃ
ｒ鋼」という）５１で製作し、低温側を靱性の高い３．
５ＮｉＣｒＭｏＶ鋼（以下、単に「３．５Ｎｉ鋼」とい
う）５２で製作して、溶接部３で溶接接合する。

【０００７】溶接部３の形状は、図７（ａ）中Ｂ部の拡
大断面図である図７（ｂ）に示すような狭開先溶接継手
３ａが一般的であり、１パス毎にアークによる溶融によ
って溶接ワイヤとして供給される溶加材４を積層し、狭
開先溶接継手３ａ内を溶加材４で満たして、高温側の
２．２５Ｃｒ鋼５１と低温側の３．５Ｎｉ鋼５２を接合
する。溶加材４は３．５Ｎｉ鋼系のものを用いる。以
下、溶接法としてはＴＩＧ溶接を例に説明するが、溶接
トーチによるアークに溶加材として溶接ワイヤを供給す
る溶接法一般が適合する。

【０００８】上記のような高強度調質鋼の溶接接合にお
いては、母材の溶接熱影響部５ａのうち溶接境界の近傍
は硬さが上昇し、その外側の母材側は軟化が生じる。特
に溶接境界近傍の硬さの上昇が著しく、溶接部３（３
ａ）の継手性能を確保するために溶接後熱処理が必要不
可欠となる。

【０００９】溶接後熱処理の温度は通常、焼き戻し温度
以下で行なわれるが、異鋼種の溶接の場合、溶接後熱処
理条件は双方の母材強度を満足できる範囲にしなければ
ならない。

【００１０】両者のうちの焼き戻し温度の高い鋼種１に
合わせて焼き戻し処理を行なうと、焼き戻し温度の低い
鋼種２側がへたってしまい、硬度が低下し過ぎる。その
ため両者のうちの焼き戻し温度の低い鋼種２に合わせて
焼き戻し処理を行なうことが必要である。

【００１１】しかし、焼き戻し温度の低い鋼種２に合わ
せて焼き戻し処理を行なうと、焼き戻し温度の高い鋼種
１の溶接熱影響部５ａの硬さが過大となり、靱性の低
下、ＳＣＣ（応力腐食割れ）の発生等の問題が生じる。

【００１２】また、両者の中間の温度にすることも考え
られるが、この場合においても焼き戻し温度の低い鋼種
２の溶接境界近傍の硬化部に隣接する軟化部の強度が低
下し過ぎることがあり、好ましくない。

【００１３】図９は、上記従来法で焼き戻し温度の低い
鋼種２と焼き戻し温度の高い鋼種１とを狭開先溶接継手
３ａで溶接接合し、その後、焼き戻し温度の低い鋼種２
の焼き戻し温度で溶接後熱処理を行なった時の硬さの分
布図である。

【００１４】焼き戻し温度の低い鋼種２としては３．５
Ｎｉ鋼５２、焼き戻し温度の高い鋼種１としては２．２
５Ｃｒ鋼５１を用い、溶接の１パス毎に溶接ワイヤとし
て供給される３．５Ｎｉ鋼系の溶加材４を狭開先溶接継
手３ａ内にビードとして積層したものであり、溶接後処
理条件は３．５Ｎｉ鋼に合わせ、６２０°Ｃ×３０時間
である。

【００１５】図９に図示されるように、従来の溶接方法
によると、焼き戻し温度の低い鋼種２に合わせて溶接後
熱処理が行なわれたため、焼き戻し温度の高い鋼種１で
ある２．２５Ｃｒ鋼５１の溶接熱影響部５ａでは、著し
く硬度の上昇が見られ、ミクロビッカース硬さ（荷重５
００ｇ）は概ね３７０ｍＨＶに達している。

【００１６】ちなみに、ミクロビッカース硬さは、靱性
の確保のためには３３０ｍＨＶ以下、ＳＣＣ発生防止の
ためには３５０ｍＨＶ以下にする必要があり、この例に
おいても３３０ｍＨＶ以下とすることが望まれる。

【００１７】なお、タービンロータ５０の溶接継手以外
では、図７（ｃ）に示したようなＶ形溶接継手３ｂも用
いられるが、その場合も上記の図７（ｂ）に示した狭開
先溶接継手３ａと同様の問題が生じる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な焼き戻し温度の異なる異鋼種の溶接における問題を解
消し、焼き戻し温度の低い鋼種の過剰な軟化が起こるこ
とを避け、且つ焼き戻し温度の低い鋼種の焼き戻し温度
で溶接後熱処理を行なっても焼き戻し温度の高い鋼種に
軟化効果が得られ、良好な継手性能を有する溶接継手が
実現できる異鋼種溶接方法を提供することを課題とする
ものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】（１）本発明は上記課題
を解決するためになされたものであり、その第１の手段
として、溶接トーチによるアークに溶接ワイヤを添加し
て焼き戻し温度の異なる鋼種を溶接接合する異鋼種溶接
方法において、焼き戻し温度の高い側の鋼種に接するビ
ードを形成するときは、溶接ワイヤを添加する溶接パス
を行なって形成されたビード上に溶接ワイヤを添加しな
い溶接パスを重ねて行い、他のビードを形成するときは
溶接ワイヤを添加する溶接パスのみを行なうことを特徴
とする異鋼種溶接方法を提供する。

【００２０】上記の第１の手段によれば、溶接ワイヤを
添加しない溶接を併用することにより、焼き戻し温度の
高い側の鋼種に接するビードの溶接後に鋼の軟化温度を
越す熱サイクル部分の回数が複数回となり、焼き戻し温
度の高い側の鋼種の母材の溶接熱影響部の軟化効果が顕
著となる。

【００２１】（２）第２の手段としては、第１の手段の
異鋼種溶接方法において、焼き戻し温度の異なる鋼種を
溶接接合した後、焼き戻し温度の低い側の鋼種の焼き戻
し温度で溶接後熱処理を行なうことを特徴とする異鋼種
溶接方法を提供する。

【００２２】第２の手段によれば、第１の手段の作用に
加え、焼き戻し温度の低い側の鋼種の過剰な軟化が起こ
ることを避け、且つ焼き戻し温度の低い側の鋼種の焼き
戻し温度で溶接後熱処理を行なっても焼き戻し温度の高
い側の鋼種に軟化効果が得られる。

【００２３】（３）また、第３の手段として、第１の手
段または第２の手段の異鋼種溶接方法において、一つの
溶接ヘッドに同じ溶接線をトレースする二つの溶接トー
チを備え、先行する前記溶接トーチでは溶接ワイヤを添
加し、後行の前記溶接トーチでは溶接ワイヤを添加しな
い溶接を行なうことにより、前記焼き戻し温度の高い側
の鋼種に接するビードを形成することを特徴とする異鋼
種溶接方法を提供する。

【００２４】第３の手段によれば、第１の手段または第
２の手段の作用に加え、溶接ヘッドの１工程で先行の溶
接トーチによる溶接ワイヤを添加する溶接パスと後行の
溶接トーチによる溶接ワイヤを添加しない溶接パスとを
同時に行なうことができる。

【００２５】（４）第４の手段として、第１の手段また
は第２の手段の異鋼種溶接方法において、円状の溶接部
を有する前記焼き戻し温度の異なる鋼種の母材を同円の
軸を鉛直に溶接開先面を水平に配し、二つの溶接トーチ
を前記円の半径方向で前記溶接部にアクセスするように
配置し、前記母材を前記円の軸回りに回転させつつ、先
行する前記溶接トーチでは溶接ワイヤを添加し、後行の
前記溶接トーチでは溶接ワイヤを添加しない溶接を行な
うことにより、前記焼き戻し温度の高い側の鋼種に接す
るビードを形成することを特徴とする異鋼種溶接方法を
提供する。

【００２６】第４の手段によれば、第１の手段または第
２の手段の作用に加え、母材の溶接部が円状である場合
は、円の軸回りの母材の回転で先行の溶接トーチによる
溶接ワイヤを添加する溶接パスと後行の溶接トーチによ
る溶接ワイヤを添加しない溶接パスとを同時に行なうこ
とができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１から図４に基づき、本発明の
実施の第１形態にかかる異鋼種溶接方法を説明する。図
１は一般的な溶接熱影響部の説明図であり、（ａ）は溶
接部の断面図、（ｂ）は溶接部の温度変化図である。図
２は本実施の形態の異鋼種溶接方法の説明図であり、
（ａ）は溶接ワイヤを添加する溶接、（ｂ）は溶接ワイ
ヤを添加しない溶接の態様説明図、（ｃ）は溶接部の断
面図、（ｄ）は溶接熱影響部の温度変化図である。図３
は、本実施の形態における焼き戻し温度の低い鋼種２と
焼き戻し温度の高い鋼種１とを狭開先溶接継手で溶接接
合した時の硬さの分布図であり、図４は従来法との比較
表である。

【００２８】前述のような従来の異鋼種溶接方法におい
て、焼き戻し温度の高い鋼種１の側の溶接熱影響部５ａ
の硬さが過剰に高くなることについて検討の結果、以下
の点が判明した。

【００２９】すなわち、図１（ａ）に示すように、焼き
戻し温度の高い鋼種１の側の母材の溶接熱影響部５ａに
温度検出点６を設け、焼き戻し温度の高い鋼種１の側の
溶接パスを温度検出点６に近い側から順に第１パス７
１、第２パス７２、第３パス７３とすると、温度検出点
６の温度は、図１（ｂ）に示すように、第１パス７１の
溶接後は、第２パス７２の溶接時に１回鋼の軟化温度約
５５０°Ｃを越えるが、その後の溶接パスの時は距離が
増すため軟化温度約５５０°Ｃを越す温度上昇が無いこ
とが分かった。

【００３０】一方、溶接後に鋼の軟化温度約５５０°Ｃ
以上に鋼を加熱すると鋼が軟化する効果があることが分
かり、従来は図１（ｂ）に示されるように、溶接熱影響
部５ａの軟化に有効な熱サイクル部分が１回しかないこ
とが分かった。

【００３１】本発明は、軟化を促進したい焼き戻し温度
の高い鋼種１の側の溶接熱影響部５ａのみを５５０°Ｃ
以上に加熱する工程を加える異鋼種溶接方法としたもの
である。

【００３２】本実施の形態においては、焼き戻し温度の
高い鋼種１の側では、図２（ａ）に示す溶接ワイヤ１０
を添加する溶接パスの後に、（ｂ）に示す溶接ワイヤ１
０を添加しない溶接パスを続けて行って焼き戻し温度の
高い鋼種１に接するビードを形成し、他の、焼き戻し温
度の高い鋼種１に接しないビードは、図２（ａ）に示す
溶接ワイヤ１０を添加する溶接パスのみでビードの形成
を行なうこととしている。

【００３３】溶接ワイヤ１０を添加しない溶接パスは、
溶接ワイヤ１０を添加する溶接パスでのビード１１を再
度加熱し溶融するもので溶加材を加えるものではないの
で、両パスで形成されるビードは、溶接ワイヤ１０を添
加する溶接パスのみによる他のビードと同じ量のビード
となって狭開先溶接がなされる。図２（ａ）、（ｂ）に
おいて、１２は溶接トーチ、１３は溶融部である。

【００３４】図２（ｃ）に示すように、焼き戻し温度の
高い鋼種１の側の母材の溶接熱影響部５ａに温度検出点
６を設け、焼き戻し温度の高い鋼種１の側の溶接パスを
温度検出点６に近い側から順に、溶接ワイヤ１０を添加
する溶接パスは第１パス８１、第２パス８２、第３パス
８３、……、溶接ワイヤ１０を添加しない溶接パスは第
１’パス９１、第２’パス９２、第３’パス９３、……
とすると、第１パス８１、第１’パス９１、第２パス８
２、第２’パス９２、第３パス８３、第３’パス９３、
……の順に形成され、第１パス８１と第１’パス９１、
第２パス８２と第２’パス９２、第３パス８３と第３’
パス９３、……がそれぞれ通常の溶接ワイヤ１０を添加
する溶接パスのビードと同等のビードを形成する。

【００３５】したがって、焼き戻し温度の高い鋼種１に
接するビードは、通常の溶接ワイヤ１０を添加する１溶
接パスによるビードと同等量のビードを形成するのに。
２回の溶接パスがなされ、２回加熱が行なわれることに
なる。

【００３６】図（ｄ）に温度検出点６における温度変化
を示すと、第１パス８１の溶接後は、第１’パス９１、
第２パス８２、第２’パス９２の溶接時に鋼の軟化温度
約５５０°Ｃを越え、第１パスの溶接後に鋼の軟化温度
を越す熱サイクル部分の回数が３回となり、図１（ｂ）
に示す従来法に比べ３倍の回数となる。その結果、溶接
ワイヤ１０を添加しない溶接を併用することにより、母
材の溶接熱影響部５ａの軟化効果が顕著となり、焼き戻
し温度の低い鋼種２の焼き戻し温度で溶接後熱処理を行
なっても焼き戻し温度の高い鋼種１に軟化効果が得られ
る。

【００３７】図３は、上記本実施の形態の、溶接ワイヤ
を添加しない溶接を併用することにより、焼き戻し温度
の低い鋼種２と焼き戻し温度の高い鋼種１とを狭開先溶
接継手３ａで溶接接合し、その後、焼き戻し温度の低い
鋼種２の焼き戻し温度で溶接後熱処理を行なった実施例
の硬さの分布図である。

【００３８】焼き戻し温度の低い鋼種２としては３．５
Ｎｉ鋼５２、焼き戻し温度の高い鋼種１としては２．２
５Ｃｒ鋼５１を用い、焼き戻し温度の高い鋼種１の側は
溶接ワイヤ１０を添加する溶接パスと添加しない溶接パ
スを続けて行い、他の溶接パスは溶接ワイヤ１０を添加
し、溶接ワイヤ１０による溶加材４を狭開先溶接継手３
ａ内に積層したものであり、溶接後熱処理条件は３．５
Ｎｉ鋼５２に合わせ、６２０°Ｃ×３０時間である。溶
加材４は３．５Ｎｉ鋼系のものを用いた。

【００３９】図３に示されるように、焼き戻し温度の高
い鋼種１である２．２５Ｃｒ鋼５１の溶接熱影響部で
も、硬度の上昇が抑制され、概ねミクロビッカース硬さ
（荷重５００ｇ）は２９１ｍＨＶに止まった。

【００４０】上記の実施例のほか、図４に異鋼種の組み
合わせを変えて行なった本実施の形態の異鋼種溶接方法
と従来法との比較結果を示す。何れの異鋼種の組み合わ
せにおいても溶接熱影響部５ａの最高硬さの低下の効果
が顕著に得られている。

【００４１】以上のように、本実施の形態の異鋼種溶接
方法によれば、焼き戻し温度の高い鋼種１の焼き戻し温
度で溶接後熱処理を行なって焼き戻し温度の低い鋼種２
の過剰な軟化が起こることを避け、且つ焼き戻し温度の
低い鋼種２の焼き戻し温度で溶接後熱処理を行なっても
焼き戻し温度の高い鋼種１に軟化効果が得られ、良好な
継手性能を有する溶接継手が実現できる。

【００４２】図５に基づき、本発明の実施の第２形態に
かかる異鋼種溶接方法を説明する。図５は本実施の形態
で用いられる溶接ヘッドの説明図である。

【００４３】本実施の形態においては、一つの溶接ヘッ
ド１４に同じ溶接線をトレースする２つの溶接トーチ１
２ａ、１２ｂを備え、先行する溶接トーチ１２ａでは溶
接ワイヤ１０を添加し、後行の溶接トーチ１２ｂでは溶
接ワイヤ１０を添加しない溶接を行なうようにして、焼
き戻し温度の高い側の鋼種１に接するビードを形成する
ようにしたものである。

【００４４】本実施の形態によれば、実施の第１形態と
同じ作用効果を奏するとともに、溶接ヘッド１４の１工
程で先行の溶接トーチ１２ａによる溶接パスと後行の溶
接トーチ１２ｂによる溶接パスとを行なうことができ、
溶接の効率化が達成できるものとなる。

【００４５】図６に基づき、本発明の実施の第３形態に
かかる異鋼種溶接方法を説明する。図６（ａ）は本実施
の形態の異鋼種溶接方法を示す立面図であり、（ｂ）は
（ａ）中Ａ−Ａ矢視断面図である。

【００４６】本実施の形態においては、焼き戻し温度の
異なる鋼種１、２の母材１５ａ、１５ｂが円状の溶接部
３ｃを有する場合、円の軸Ｘを鉛直に、溶接開先面を水
平に配して、溶接トーチ１６ａ、１６ｂを円の半径方向
で溶接部３ｃにアクセスするように配置し、母材１５
ａ、１５ｂを円の軸Ｘ回りに回転させつつ、先行の溶接
トーチ１６ａでは溶接ワイヤ１０を添加し、後行の溶接
トーチ１６ｂでは溶接ワイヤ１０を添加しない溶接を行
なうようにして、焼き戻し温度の高い側の鋼種１に接す
るビードを形成する。

【００４７】本実施の形態によれば、実施の第１形態と
同じ作用効果を奏するとともに、母材１５ａ、１５ｂの
溶接部３ｃが円状である場合は、円の軸Ｘ回りの母材１
５ａ、１５ｂの回転で先行の溶接トーチ１６ａによる溶
接パスと後行の溶接トーチ１６ｂによる溶接パスとを同
時に行なうことができ、溶接の効率化が達成できるもの
となり、全周にわたって均一な条件の溶接を行なうこと
ができ、製品の精度の向上に効果がある。

【００４８】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の
範囲でその具体的構成に種々の変更を加えてもよいこと
は言うまでもない。

【００４９】また、上記の実施の形態はＴＩＧ溶接を例
に説明したが、本発明はＴＩＧ溶接に限らず、溶加材を
溶接ワイヤとして供給する溶接法一般に適用できるもの
である。

【００５０】

【発明の効果】（１）請求項１の発明によれば、異鋼種
溶接方法を、溶接トーチによるアークに溶接ワイヤを添
加して焼き戻し温度の異なる鋼種を溶接接合する異鋼種
溶接方法において、焼き戻し温度の高い側の鋼種に接す
るビードを形成するときは、溶接ワイヤを添加する溶接
パスを行なって形成されたビード上に溶接ワイヤを添加
しない溶接パスを重ねて行い、他のビードを形成すると
きは溶接ワイヤを添加する溶接パスのみを行なうように
構成したので、溶接ワイヤを添加しない溶接を併用する
ことにより、焼き戻し温度の高い側の鋼種に接するビー
ドの溶接後に鋼の軟化温度を越す熱サイクル部分の回数
が複数回となり、焼き戻し温度の高い側の鋼種の母材の
溶接熱影響部の軟化効果が顕著となる。

【００５１】（２）請求項２の発明によれば、請求項１
に記載の異鋼種溶接方法において、焼き戻し温度の異な
る鋼種を溶接接合した後、焼き戻し温度の低い側の鋼種
の焼き戻し温度で溶接後熱処理を行なうように構成した
ので、請求項１の効果に加え、焼き戻し温度の低い側の
鋼種の過剰な軟化が起こることを避け、且つ焼き戻し温
度の低い側の鋼種の焼き戻し温度で溶接後熱処理を行な
っても焼き戻し温度の高い側の鋼種に軟化効果が得ら
れ、良好な継手性能を有する溶接継手が実現できる。

【００５２】（３）請求項３の発明によれば、請求項１
または請求項２に記載の異鋼種溶接方法において、一つ
の溶接ヘッドに同じ溶接線をトレースする二つの溶接ト
ーチを備え、先行する前記溶接トーチでは溶接ワイヤを
添加し、後行の前記溶接トーチでは溶接ワイヤを添加し
ない溶接を行なうことにより、前記焼き戻し温度の高い
側の鋼種に接するビードを形成するように構成したの
で、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、溶接
ヘッドの１工程で先行の溶接トーチによる溶接ワイヤを
添加する溶接パスと後行の溶接トーチによる溶接ワイヤ
を添加しない溶接パスとを同時に行なうことができ、溶
接の効率化が達成できるものとなる。

【００５３】（４）請求項４の発明によれば、請求項１
または請求項２に記載の異鋼種溶接方法において、円状
の溶接部を有する前記焼き戻し温度の異なる鋼種の母材
を同円の軸を鉛直に溶接開先面を水平に配し、二つの溶
接トーチを前記円の半径方向で前記溶接部にアクセスす
るように配置し、前記母材を前記円の軸回りに回転させ
つつ、先行する前記溶接トーチでは溶接ワイヤを添加
し、後行の前記溶接トーチでは溶接ワイヤを添加しない
溶接を行なうことにより、前記焼き戻し温度の高い側の
鋼種に接するビードを形成するように構成したので、請
求項１または請求項２の発明の効果に加え、母材の溶接
部が円状である場合は、円の軸回りの母材の回転で先行
の溶接トーチによる溶接ワイヤを添加する溶接パスと後
行の溶接トーチによる溶接ワイヤを添加しない溶接パス
とを同時に行なうことができ、溶接の効率化が達成でき
るものとなり、全周にわたって均一な条件の溶接を行な
うことができ、製品の精度の向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な異鋼種溶接での溶接熱影響部の説明図
であり、（ａ）は溶接部の断面図、（ｂ）は溶接部の温
度変化図である。

【図２】本発明の実施の第１形態にかかる異鋼種溶接方
法の説明図であり、（ａ）は溶接ワイヤを添加する溶
接、（ｂ）は溶接ワイヤを添加しない溶接の態様説明
図、（ｃ）は溶接部の断面図、（ｄ）は溶接熱影響部の
温度変化図である。

【図３】実施の第１形態における、焼き戻し温度の低い
鋼種と焼き戻し温度の高い鋼種とを狭開先溶接継手で溶
接接合した時の硬さの分布図である。

【図４】実施の第１形態と従来法との異鋼種溶接継手の
硬さの比較表である。

【図５】本発明の実施の第２形態にかかる異鋼種溶接方
法で用いられる溶接ヘッドの説明図である。

【図６】（ａ）は、本発明の実施の第３形態にかかる異
鋼種溶接方法を示す立面図であり、（ｂ）は（ａ）中Ａ
−Ａ矢視断面図である。

【図７】（ａ）は、タービンロータの縦断面図であり、
（ｂ）は（ａ）中Ｂ部を拡大した狭開先溶接継手の断面
図、（ｃ）はＶ形溶接継手の断面図である。

【図８】タービンロータに用いられる高強度調質鋼の代
表的な鋼種の表である。

【図９】従来法で焼き戻し温度の低い鋼種と焼き戻し温
度の高い鋼種とを狭開先溶接継手で溶接接合した時の硬
さの分布図である。

【符号の説明】

１ 焼き戻し温度の高い鋼種 ２ 焼き戻し温度の低い鋼種 ３ 溶接部 ３ａ 狭開先溶接継手 ３ｂ Ｖ型溶接継手 ３ｃ 溶接部 ４ 溶加材 ５ａ 溶接熱影響部 ６ 温度検出点 １０ 溶接ワイヤ １１ ビード １２、１２ａ、１２ｂ 溶接トーチ １３ 溶融部 １４ 溶接ヘッド １５ａ、１５ｂ 母材 １６ａ、１６ｂ 溶接トーチ ５０ タービンロータ ５１ ２．２５Ｃｒ鋼 ５２ ３．５Ｎｉ鋼 ７１ 第１パス ７２ 第２パス ７３ 第３パス ８１ 第１パス ８２ 第２パス ８３ 第３パス ９１ 第１’パス ９２ 第２’パス ９３ 第３’パス

───────────────────────────────────────────────────── 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 103:18 Ｂ２３Ｋ 103:18 (72)発明者 西本 慎 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 城 克英 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 CA07 DA02 DB01 DG04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接トーチによるアークに溶接ワイヤを
   添加して焼き戻し温度の異なる鋼種を溶接接合する異鋼
   種溶接方法において、焼き戻し温度の高い側の鋼種に接
   するビードを形成するときは、溶接ワイヤを添加する溶
   接パスを行なって形成されたビード上に溶接ワイヤを添
   加しない溶接パスを重ねて行い、他のビードを形成する
   ときは溶接ワイヤを添加する溶接パスのみを行なうこと
   を特徴とする異鋼種溶接方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の異鋼種溶接方法におい
   て、焼き戻し温度の異なる鋼種を溶接接合した後、焼き
   戻し温度の低い側の鋼種の焼き戻し温度で溶接後熱処理
   を行なうことを特徴とする異鋼種溶接方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の異鋼種
   溶接方法において、一つの溶接ヘッドに同じ溶接線をト
   レースする二つの溶接トーチを備え、先行する前記溶接
   トーチでは溶接ワイヤを添加し、後行の前記溶接トーチ
   では溶接ワイヤを添加しない溶接を行なうことにより、
   前記焼き戻し温度の高い側の鋼種に接するビードを形成
   することを特徴とする異鋼種溶接方法。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の異鋼種
   溶接方法において、円状の溶接部を有する前記焼き戻し
   温度の異なる鋼種の母材を同円の軸を鉛直に溶接開先面
   を水平に配し、二つの溶接トーチを前記円の半径方向で
   前記溶接部にアクセスするように配置し、前記母材を前
   記円の軸回りに回転させつつ、先行する前記溶接トーチ
   では溶接ワイヤを添加し、後行の前記溶接トーチでは溶
   接ワイヤを添加しない溶接を行なうことにより、前記焼
   き戻し温度の高い側の鋼種に接するビードを形成するこ
   とを特徴とする異鋼種溶接方法。