JP2014079800A - クラッド材補修方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】低合金鋼12aからなる母材12の表面に合材11が肉盛溶接されてなるクラッド材1から、合材11中の欠陥3を補修するクラッド材補修方法であって、合材11の表面から回転工具2を回転させながら挿入して、回転工具2を母材12の表面に沿って移動させることを特徴とする
【選択図】図1
Description
これを抑制するために、従来は、自動TIG溶接による溶接入熱量の制御や、自動TIG溶接よりさらに入熱を抑制できるレーザービーム溶接等による肉盛溶接法が用いられている。
本発明の一態様に係るクラッド材補修方法は、低合金鋼からなる母材の表面に合材が肉盛溶接されてなるクラッド材から、前記合材中の欠陥を補修するクラッド材補修方法であって、前記合材の表面から回転工具を回転させながら挿入して、該回転工具を前記母材の表面に沿って移動させることを特徴とする。
また、塑性流動によって周辺の金属を攪拌するだけのため、母材に余計な入熱等の影響を与えることがない。そのため、合材と母材が混在してかたまってしまうことがほとんどなく、補修後の合材の組成は補修前の合材の組成からほとんど変化することがない。これによって、補修後も合材の性能が低下することを防止できる。
また、液中で行うことで、クラッド材の合材や母材を冷やしながら攪拌を行うことができ、合材を攪拌する際の摩擦熱がすぐに冷却され母材まで熱が伝わりづらくなる。そのため、母材の表面の温度上昇を抑えることができ、攪拌された合材に母材がより混ざりづらくなり補修後も合材の性能が低下することを確実に防止できる。
図1(a)に示すように、第一実施形態のクラッド材補修方法は、低合金鋼12aを母材12としステンレス鋼11aを合材11とするクラッド材1で形成された原子炉容器の内壁面に欠陥3がある場合に、原子炉容器内に張られた水Wを抜くことなく、水Wの中で摩擦攪拌接合(FSW)による補修を実施する。
回転工具本体21は、軸線Oを中心とする円筒状に形成されており、軸線方向の一端にプローブ22が形成されており、他端にモーター等を有する装置が接続されており、軸線Oを中心として回転されている。
プローブ22は、回転工具2の一端から突出して回転工具本体21よりも小さい径の円筒形状で形成されており、より詳細には軸線Oに沿って先端に向かうにしたがってわずかに縮径する円錐台形状をなしている。
なお、プローブ22は、公知の摩擦攪拌接合に用いられるものが使用でき本実施形態の形状に限定されない。例えば、らせん形状の溝を表面に有する形状としても良い。
本実施形態におけるクラッド材1は、低合金鋼12aからなる母材12の表面に、ステンレス鋼11aからなる合材11を二層になるように肉盛溶接によって接合した材料であり、原子炉容器の内壁面を形成している。
さらに、水Wの中で行うことで、水Wが冷却材の役割を果たすため、摩擦攪拌接合を実施する際に新たな冷却材を用いる必要がなく効率的に補修を実施することができる。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第二実施形態のクラッド材補修方法は、プローブ22の先端形状及び回転工具2の施工条件について第一実施形態と相違する
半球プローブ22aは、低合金鋼12aの表面と接する側の先端が凸曲面形状をなしており、本実施形態では半球形状をなしている。
なお、移動速度及び回転速度によって低合金鋼12aに半球回転工具2aを接触させた際の温度が鋼の変態する温度である700℃以下となるように適宜設定されれば良く、例えば、回転速度が一定の場合には移動速度が250〜300[mm/分]程度に設定されることが好ましい。
第三実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第三実施形態のクラッド材補修方法は、センサー5を有する点について第一実施形態と相違する
センサー5は、プローブ22の先端部分に埋め込まれ、超音波によって欠陥3の水W側の表面からの深さを計測する。
なお、センサー5の種類は超音波によるものに限られず、放射線を用いたものや渦電流を用いたものなど公知の計測器が使用されれば良い。
また、本実施形態では、クラッド材で内壁面を形成された原子炉容器等の内部に水が満たされていたが、水に限られるものではなく、使用される装置によって液体の種類は適宜変更される。例えば、油が満たされていても良く、他の水溶液であっても良い。
Claims (5)
- 低合金鋼からなる母材の表面に合材が肉盛溶接されてなるクラッド材から、前記合材中の欠陥を補修するクラッド材補修方法であって、
前記合材の表面から回転工具を回転させながら挿入して、該回転工具を前記母材の表面に沿って移動させることを特徴とするクラッド材補修方法。 - 前記回転工具を液中で移動させることを特徴とする請求項1に記載のクラッド材補修方法。
- 前記回転工具を移動する際の前記母材の表面の温度が700℃よりも低いことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のクラッド材補修方法。
- 前記回転工具の先端が凸曲面形状をなしていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のクラッド材補修方法。
- 前記欠陥における前記合材の表面から深さを測定することで、
前記合材の表面から回転工具を回転させながら挿入する深さを決定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のクラッド材補修方法。
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