JP2017094338A - Build-up welding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、母材が有する筒状部(母材自体が筒状を成している場合を含む)の内面に肉盛溶接を行うのに好適な肉盛溶接方法に関するものである。 The present invention relates to an overlay welding method suitable for overlay welding, for example, on the inner surface of a tubular portion (including a case where the preform itself forms a cylinder) of a base material.
従来、例えば、高温高圧のガスや液体を取り扱う圧力容器には、耐食性が求められることから、低合金鋼から成る圧力容器母材上に、耐食性金属を溶接材料とする肉盛溶接を行うことが知られている。 Conventionally, for example, pressure vessels that handle high-temperature and high-pressure gases and liquids are required to have corrosion resistance. Therefore, overlay welding using a corrosion-resistant metal as a welding material can be performed on a pressure vessel base material made of low alloy steel. Are known.
この際、母材自体が筒状を成している場合の内面に対する肉盛溶接には、エレクトロスラグアーク溶接が通常用いられるが、例えば、母材に形成された配管接続用の円筒部の内面(母材が有する筒状部の内面)に対する肉盛溶接には、小型化が難しいエレクトロスラグアーク溶接に代えて、高品質化が望めるTIG溶接による自動肉盛溶接が採用されている。
このTIG溶接に関しては、非特許文献1に詳しく記載されている。
At this time, electroslag arc welding is usually used for overlay welding on the inner surface when the base material itself has a cylindrical shape. For example, the inner surface of a cylindrical portion for pipe connection formed on the base material Instead of electroslag arc welding, which is difficult to reduce in size, automatic build-up welding by TIG welding that can be improved in quality is employed for build-up welding on the inner surface of the cylindrical portion of the base material.
This TIG welding is described in detail in
ところが、従来において、母材の筒状部、例えば、上記した配管接続用の円筒部の内面に対する肉盛溶接にTIG溶接を用いているので、高品質化が望める反面、MIG溶接等の溶極式アーク溶接と比べて溶着速度が遅いといったTIG溶接の性質上、能率よく溶接を行うことができず、工期及び工数がいずれも多くかかってしまうという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。 However, since TIG welding is conventionally used for overlay welding on the inner surface of the cylindrical portion of the base material, for example, the above-described cylindrical portion for pipe connection, it is possible to improve the quality, but a melting electrode such as MIG welding. Due to the nature of TIG welding, which has a slow welding speed compared to the type arc welding, there is a problem in that welding cannot be performed efficiently, and both the work period and the number of man-hours are increased. It was an issue.
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、例えば、圧力容器の母材における配管接続用の円筒部の内面に肉盛溶接を行うに際して、高品質化を確保したうえで、工期の短縮及び工数の削減を実現することが可能である肉盛溶接方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made by paying attention to the above-described conventional problems. For example, when performing build-up welding on the inner surface of a cylindrical portion for pipe connection in a base material of a pressure vessel, high quality is ensured. An object of the present invention is to provide a build-up welding method capable of realizing a shortening of the work period and a reduction in the number of man-hours.
本発明者らは、溶着速度を高め得る溶極式アーク溶接として、アークが外気から遮断されて安定するサブマージアーク溶接に着目した。このサブマージアーク溶接において、通常、母材に対する溶け込み量が多くなってしまうので、上記した圧力容器母材上への肉盛溶接には不向きであるが、溶接ワイヤを2本同時送給可能な2ワイヤトーチを用いることで、母材に対する溶け込み量をコントロールして溶接品質を高め得ることを見出し、本発明をするに至った。 The inventors of the present invention focused on submerged arc welding in which the arc is blocked from the outside air and stabilized as a welding electrode type arc welding capable of increasing the welding speed. In this submerged arc welding, since the amount of penetration into the base metal usually increases, it is not suitable for build-up welding on the above-mentioned pressure vessel base material, but 2 welding wires can be fed simultaneously. It has been found that by using a wire torch, the amount of penetration into the base material can be controlled to improve the welding quality, and the present invention has been achieved.
すなわち、本発明の第1の態様は、トーチとして、溶接ワイヤを2本同時送給可能な2ワイヤトーチを装備させたサブマージアーク溶接機により筒状部を有する母材の前記筒状部の内面に肉盛溶接を行うに際して、前記2ワイヤトーチの電極極性を直流、ワイヤマイナスとして、該2ワイヤトーチを前記母材の前記筒状部の軸心と直交する方向又は軸心に沿う方向にウィービングさせつつ、該母材の前記筒状部の内面に肉盛溶接を行う構成としている。 That is, according to the first aspect of the present invention, the inner surface of the cylindrical portion of the base material having the cylindrical portion is formed by a submerged arc welding machine equipped with a two-wire torch capable of simultaneously feeding two welding wires as a torch. When performing overlay welding, the electrode polarity of the two-wire torch is set to DC, wire minus, and the two-wire torch is weaved in a direction perpendicular to or along the axis of the cylindrical portion of the base material, It is set as the structure which performs overlay welding on the inner surface of the said cylindrical part of this base material.
本発明の第2の態様は、前記溶接ワイヤとして、細径の溶接ワイヤを用いる構成としている。ここで、細径の溶接ワイヤとは、線径が1.6mm以下の溶接ワイヤを指す。 In the second aspect of the present invention, a thin welding wire is used as the welding wire. Here, the small-diameter welding wire refers to a welding wire having a wire diameter of 1.6 mm or less.
本発明の第3の態様は、少なくとも第2層の肉を盛る場合に、前記2ワイヤトーチの電極極性を直流、ワイヤプラスに切り替える構成としている。 The third aspect of the present invention is configured to switch the electrode polarity of the two-wire torch between direct current and wire plus when at least the second layer is built up.
本発明の第4の態様は、前記母材の前記筒状部の内側に前記2ワイヤトーチを挿入し、前記母材を前記筒状部の軸心回りに回転させつつ、(母材自体が筒状を成している場合は母材自体をその軸心回りに回転させつつ)、前記2ワイヤトーチを前記筒状部の軸心に沿う方向にウィービングさせて該母材の前記筒状部の内面に肉盛溶接を行う構成としている。 According to a fourth aspect of the present invention, the two-wire torch is inserted inside the cylindrical portion of the base material, and the base material is rotated around the axis of the cylindrical portion (the base material itself is a cylinder). (When the base material itself is rotated around its axis), the two-wire torch is weaved in a direction along the axial center of the cylindrical part, and the inner surface of the cylindrical part of the base material It is configured to perform overlay welding.
本発明の第5の態様は、前記母材の前記筒状部の内側に前記2ワイヤトーチを挿入し、この挿入した前記2ワイヤトーチを前記母材の前記筒状部の軸心(母材自体が筒状を成している場合は母材の軸心)と直交する方向にウィービングさせつつ、前記筒状部の軸心に沿って進行させて該母材の前記筒状部の内面に肉盛溶接を行う構成としている。 According to a fifth aspect of the present invention, the two-wire torch is inserted inside the cylindrical portion of the base material, and the inserted two-wire torch is used as an axis of the cylindrical portion of the base material (the base material itself is In the case of a cylindrical shape, while weaving in a direction orthogonal to the axis of the base material), it advances along the axis of the cylindrical part and builds up on the inner surface of the cylindrical part of the base material It is configured to perform welding.
本発明に係る肉盛溶接方法において、母材の筒状部に肉盛溶接を行う場合には、母材を筒状部の軸心回りに回転可能に支持する母材載置台、及び、この母材載置台上にセットした母材を適宜角度回転させるポジショナをサブマージアーク溶接機による肉盛溶接の補助として用いることが望ましいほか、サブマージアーク溶接機自体を載置して走行する台車又はスライダを肉盛溶接の補助として用いることが望ましい。 In the overlay welding method according to the present invention, when overlay welding is performed on the cylindrical portion of the base material, the base material mounting table that supports the base material rotatably around the axis of the cylindrical portion, and this It is desirable to use a positioner that rotates the base material set on the base material mounting table at an appropriate angle as an aid for overlay welding by the submerged arc welding machine. It is desirable to use it as an aid for overlay welding.
本発明の第1の態様に係る肉盛溶接方法において、2ワイヤトーチにより溶接ワイヤを2本同時送給するようにしているので、細径の溶接ワイヤを用いた場合には、1本の溶接ワイヤを送給する1ワイヤトーチと比べて、抵抗発熱が増加する分だけ、低電流で1ワイヤトーチの場合と同等の溶着速度を得つつ母材への溶け込みを少なく抑え得ることとなる。 In the overlay welding method according to the first aspect of the present invention, since two welding wires are simultaneously fed by a two-wire torch, when a small-diameter welding wire is used, one welding wire is used. Compared with the one-wire torch that feeds the wire, the amount of resistance heat generation is increased, so that it is possible to suppress the penetration into the base material while obtaining a welding speed equivalent to that of the one-wire torch at a low current.
また、本発明の第1の態様に係る肉盛溶接方法では、上記のような2ワイヤトーチを装備させたサブマージアーク溶接機により肉盛溶接を行うに際して、2ワイヤトーチの電極極性を直流、ワイヤマイナスとしているので、母材に対する溶け込み量を少なく抑えつつ大溶着量が得られることとなる。 Further, in the overlay welding method according to the first aspect of the present invention, when performing overlay welding by the submerged arc welding machine equipped with the two-wire torch as described above, the electrode polarity of the two-wire torch is set to DC and wire minus. Therefore, a large welding amount can be obtained while suppressing the amount of penetration into the base material.
さらに、本発明の第1の態様に係る肉盛溶接方法では、肉盛溶接を行うに際して、2ワイヤトーチをウィービングさせるようにしているので、ウィービング幅及び速度を調整することで、幅が広く且つ余盛が低い扁平な溶接ビードが得られることとなる。 Furthermore, in the build-up welding method according to the first aspect of the present invention, the 2-wire torch is made to weave when performing build-up welding. Therefore, by adjusting the weaving width and speed, the width can be increased. A flat weld bead with a low height is obtained.
つまり、本発明の第1の態様に係る肉盛溶接方法では、母材に対する溶け込み量を少なく抑えて溶接品質を高めることができ、そのうえで、溶着速度を落とすことなく幅広の扁平な溶接ビードを形成することができるため、パス数を減らすことが可能であり、その結果、パス数を減らし得る分だけ工期の短縮及び工数の削減を実現し得ることとなる。 That is, in the overlay welding method according to the first aspect of the present invention, it is possible to increase the welding quality by suppressing the amount of penetration into the base material, and further, to form a wide flat weld bead without reducing the welding speed. Therefore, the number of passes can be reduced, and as a result, the work period can be shortened and the number of steps can be reduced by the amount that the number of passes can be reduced.
さらにまた、本発明の第2の態様に係る肉盛溶接方法では、線径が1.6mm以下の細径の溶接ワイヤを用いるようにしているので、線径が1.6mmを上回る太い溶接ワイヤを1本送給する1ワイヤトーチと比べて、抵抗発熱がより増加することとなり、その分だけ、低電流で1ワイヤトーチの場合と同等の溶着速度を得つつ母材への溶け込みを少なく抑え得ることとなる。 Furthermore, in the overlay welding method according to the second aspect of the present invention, since a thin welding wire having a wire diameter of 1.6 mm or less is used, a thick welding wire having a wire diameter exceeding 1.6 mm is used. As compared with a 1-wire torch that feeds a single wire, resistance heat generation is further increased, and accordingly, it is possible to suppress the penetration into the base material while obtaining a welding speed equivalent to that of a 1-wire torch at a low current. It becomes.
さらにまた、本発明の第3の態様に係る肉盛溶接方法では、例えば、低合金鋼から成る母材上に、耐食性金属として異種金属であるステンレス鋼を2層盛る場合において、まず、2ワイヤトーチの電極極性を直流、ワイヤマイナスとしてフェライト生成元素(Si,Cr,Nb等のフェライト化元素)を多く含むステンレス鋼を初層として肉盛すると、母材に対する溶け込み量が少なく抑えられるのに加えて、フェライトが適正量生成されることによって肉盛部に割れが生じ難くなる。 Furthermore, in the overlay welding method according to the third aspect of the present invention, for example, in a case where two layers of stainless steel, which is a different metal as a corrosion-resistant metal, are stacked on a base material made of low alloy steel, first, a two-wire torch In addition to being able to suppress the amount of penetration into the base metal when overlaying stainless steel containing a large amount of ferrite-forming elements (Si, Cr, Nb, etc.) as the first layer, with the electrode polarity of DC being negative and wire minus When the appropriate amount of ferrite is generated, cracks are hardly generated in the built-up portion.
次いで、2ワイヤトーチの電極極性を直流、ワイヤプラスに切り替えて、耐食性に優れていて適量のフェライト生成元素を含むステンレス鋼を第2層として初層に重ねて肉盛すると、第2層の初層に対する溶け込み量が増して、初層の厚みが減ることになる。
つまり、耐食性に優れた第2層のステンレス鋼の厚みが大きくなり、この肉盛の後に機械加工を行う場合には、機械加工代が十分確保されて初層の耐食性に乏しいステンレス鋼が機械加工によって露出することが回避されることとなる。
Next, when the electrode polarity of the two-wire torch is switched between direct current and wire plus, and the stainless steel having excellent corrosion resistance and containing an appropriate amount of ferrite-forming element is overlaid on the first layer as the second layer, the first layer of the second layer The amount of penetration with respect to increases, and the thickness of the first layer decreases.
In other words, the thickness of the second layer of stainless steel, which has excellent corrosion resistance, increases. When machining is performed after this build-up, stainless steel with sufficient machining allowance and poor corrosion resistance of the first layer is machined. This avoids exposure.
つまり、本発明の第3の態様に係る肉盛溶接方法では、例えば、低合金鋼から成る母材上に、耐食性金属として異種金属であるステンレス鋼を2層盛る場合において、母材に対する溶け込み量をコントロールして初層及び第2層の各溶接品質を確保したうえで、溶着速度を落とすことなく幅広の扁平な溶接ビードを形成することができるため、パス数を減らすことが可能であり、その結果、パス数を減らし得る分だけ工期の短縮及び工数の削減が図られることとなる。 That is, in the overlay welding method according to the third aspect of the present invention, for example, in the case where two layers of stainless steel, which are different metals as corrosion resistant metals, are stacked on a base material made of low alloy steel, the amount of penetration into the base material It is possible to reduce the number of passes because it is possible to form a wide flat weld bead without reducing the welding speed after controlling the welding quality of the first layer and the second layer by controlling As a result, the work period can be shortened and the man-hours can be reduced by the amount that can reduce the number of passes.
さらにまた、本発明の第4の態様に係る肉盛溶接方法では、例えば、母材自体が円筒状を成している場合には、母材の内側に2ワイヤトーチを挿入し、この母材をその軸心回りに回転させつつ、2ワイヤトーチを母材の軸心に沿う方向にウィービングさせれば、要求される幅の溶接ビードが母材の内面において周方向に沿って盛られることとなり、この溶接ビードを母材の軸心に沿う方向に並ぶようにして順次盛ることで、母材の内面に対する肉盛溶接が能率よく成されることとなる。 Furthermore, in the overlay welding method according to the fourth aspect of the present invention, for example, when the base material itself has a cylindrical shape, a two-wire torch is inserted inside the base material, If the 2-wire torch is weaved in the direction along the axis of the base material while rotating around the axis, the required weld bead is piled up along the circumferential direction on the inner surface of the base material. By sequentially depositing the weld beads in a direction along the axis of the base material, overlay welding on the inner surface of the base material is efficiently performed.
一方、本発明の第5の態様に係る肉盛溶接方法において、例えば、母材が重量物であって連続回転させつつ溶接を行うことが難しい場合などには、母材の筒状部の内側に2ワイヤトーチを挿入し、この挿入した2ワイヤトーチを母材の筒状部の軸心と直交する方向にウィービングさせつつ、2ワイヤトーチの方を筒状部の軸心に沿う方向に進行させれば、要求される幅の溶接ビードが母材の内面において軸心方向に沿って盛られることとなり、母材を所定量ずつ回転させてこの溶接ビードを母材の周方向に並ぶようにして順次盛ることで、母材の筒状部の内面に対する肉盛溶接が能率よく成されることとなる。 On the other hand, in the overlay welding method according to the fifth aspect of the present invention, for example, when the base material is heavy and it is difficult to perform welding while continuously rotating, the inside of the cylindrical portion of the base material If a two-wire torch is inserted into the base and the inserted two-wire torch is weaved in a direction perpendicular to the axis of the cylindrical portion of the base material, the two-wire torch is advanced in a direction along the axis of the cylindrical portion. The weld bead having the required width is piled up along the axial direction on the inner surface of the base material, and the base material is rotated by a predetermined amount so that the weld beads are sequentially arranged in the circumferential direction of the base material. Thus, build-up welding on the inner surface of the cylindrical portion of the base material is efficiently performed.
本発明に係る肉盛溶接方法において、母材の筒状部の内面、例えば、圧力容器における配管接続用の円筒部の内面に肉盛溶接を行う場合に、高品質化を確保したうえで、工期の短縮及び工数の削減を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。 In the overlay welding method according to the present invention, when performing overlay welding on the inner surface of the cylindrical portion of the base material, for example, the inner surface of the cylindrical portion for pipe connection in the pressure vessel, after ensuring high quality, A very excellent effect that it is possible to shorten the work period and reduce the number of man-hours is brought about.
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図1及び図2は、本発明の一実施例に係る肉盛溶接方法に用いるサブマージアーク溶接機を示しており、この実施例では、円筒状の圧力容器母材の内面に肉盛溶接を行う場合を例に挙げて説明する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a submerged arc welding machine used in a build-up welding method according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, build-up welding is performed on the inner surface of a cylindrical pressure vessel base material. A case will be described as an example.
図1及び図2に示すように、このサブマージアーク溶接機1は、基礎E上に設置されたベース2と、このベース2の図示左端部に配置された支柱3と、この支柱3に上下方向に移動可能に支持された水平梁4と、この水平梁4に支持されて水平方向(図1矢印方向)に摺動するスライダ5と、水平梁4に固定されて線径が1.6mm又は1.2mmの細径の溶接ワイヤ6をそれぞれ巻き付け状態で保持する2個のリール7,7と、スライダ5の先端に配置されて2本の溶接ワイヤ6,6の各先端部を同時送給可能に保持する2ワイヤトーチ8と、バー9を介して水平梁4に支持されて2個のリール7,7から溶接ワイヤ6,6を引き出して2ワイヤトーチ8に送るフィーダ10と、デジタル電源11と、制御部12を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the submerged
この場合、2ワイヤトーチ8は、ウィーバ13を介してスライダ5の先端に取り付けられており、この2ワイヤトーチ8は、ウィーバ13により図2矢印方向に25〜40mmの振り幅でウィービングするようになっている。
In this case, the two-
一方、ベース2の図1右端部には、円筒状の圧力容器母材Wをその軸心C回りに回転可能に支持する母材載置台14と、この母材載置台14上にセットした圧力容器母材Wを適宜角度回転させるポジショナ15が配置されており、これらの母材載置台14及びポジショナ15で、サブマージアーク溶接機1の肉盛溶接用補助機材を構成している。
サブマージアーク溶接機1のデジタル電源11は、制御部12と接続していると共に、図1に破線で示すように、ウィーバ13等と接続している。また、デジタル電源11は、2ワイヤトーチ8及び圧力容器母材Wに対して電極極性を切り替え可能に接続している。
On the other hand, at the right end portion of the
The
上記したサブマージアーク溶接機1と、肉盛溶接用補助機材としての母材載置台14及びポジショナ15を用いて、円筒状の圧力容器母材Wの内面Waに肉盛溶接を行うに際しては、まず、2ワイヤトーチ8の電極極性を直流、ワイヤマイナスとして、スライダ5を摺動させて、図1に一点鎖線で示すように、圧力容器母材Wの内側に2ワイヤトーチ8を挿入する。
When performing the overlay welding on the inner surface Wa of the cylindrical pressure vessel base W using the submerged
次いで、母材載置台14にセットした圧力容器母材Wをポジショナ15により軸心C回りに回転させ、これと同時に、制御部12の指令に基づいて2ワイヤトーチ8をウィーバ13により圧力容器母材Wの軸心Cに沿う方向に25〜40mmの振り幅でウィービングさせれば、図1に二点鎖線で示すように、要求される幅の1Pass分の溶接ビードBが圧力容器母材Wの内面Waにおいて周方向に沿って盛られることとなる。
Next, the pressure vessel base material W set on the base material mounting table 14 is rotated around the axis C by the
続いて、圧力容器母材Wの内側において2ワイヤトーチ8を奥(図示右方向)に進めながら、この溶接ビードBを圧力容器母材Wの軸心Cに沿う方向に並ぶようにして、定められたPassの数だけ順次盛ることで、圧力容器母材Wの内面Waに対する初層の肉盛溶接が成されることとなる。
Subsequently, the welding bead B is aligned in the direction along the axis C of the pressure vessel base material W while the two-
そして、この肉盛溶接動作を定められた層の数だけ繰り返せば、圧力容器母材Wの内面Waに対する複数層の肉盛溶接が成されることとなる。 And if this build-up welding operation is repeated by the number of layers determined, build-up welding of a plurality of layers with respect to the inner surface Wa of the pressure vessel base material W will be performed.
このように、上記したサブマージアーク溶接機1による肉盛溶接では、2ワイヤトーチ8により線径が1.6mm又は1.2mmの細径の溶接ワイヤ6,6を2本同時送給するようにしているので、線径が太い溶接ワイヤを送給する1ワイヤトーチと比べて、抵抗発熱が増加する分だけ低電流で1ワイヤトーチの場合と同等の溶着速度が得られることとなる。
Thus, in overlay welding by the submerged
また、上記したサブマージアーク溶接機1による肉盛溶接では、2ワイヤトーチ8の電極極性を直流、ワイヤマイナスとしているので、圧力容器母材Wに対する初層の溶け込み量を少なく抑えつつ大溶着量が得られることとなる。
Further, in the overlay welding by the submerged
さらに、上記したサブマージアーク溶接機1による肉盛溶接では、電極極性を直流正極とした2ワイヤトーチ8を圧力容器母材Wの軸心Cに沿う方向にウィービングさせるようにしているので、2ワイヤトーチ8のウィービング幅及び速度を調整することで、幅が広く且つ余盛が低い扁平な溶接ビードBが得られることとなる。
Further, in the overlay welding by the submerged
つまり、上記したサブマージアーク溶接機1による肉盛溶接では、圧力容器母材Wに対する溶け込み量を少なく抑えて溶接品質を高めたうえで、サブマージアーク溶接機1の溶着速度を落とすことなく幅広の扁平な溶接ビードを形成することができるため、パス数を減らすことが可能であり、その結果、パス数を減らし得る分だけ工期の短縮及び工数の削減を実現し得ることとなる。
That is, in the overlay welding by the submerged
そこで、上記した実施例に係る肉盛溶接方法の効果を確かめるために、図3に示すように、上記したサブマージアーク溶接機1を用いて平板状を成す試験用の母材We上に、長さl=300mm×幅w=200mmの肉盛部Beを形成した。比較のため、TIG溶接により同じく試験用の母材上に上記肉盛部に相当する肉盛部を形成した(図示せず)。
Therefore, in order to confirm the effect of the overlay welding method according to the above-described embodiment, as shown in FIG. 3, on the test base material We having a flat plate shape using the above-described submerged
サブマージアーク溶接機1を用いた肉盛溶接では、約40mmのウィービング幅で5Pass、溶接速度80mm/min、溶着速度80g/minで行い、アークタイムが18.8minであったのに対して、TIG溶接では、約15mmのウィービング幅で13Pass、溶接速度80mm/min、溶着速度30g/minで行い、アークタイムが48.8minであり、肉盛部Beの溶接品質はTIG溶接により形成した肉盛部とほぼ同等であった。
In overlay welding using the submerged
したがって、サブマージアーク溶接機1を用いた上記した実施例に係る肉盛溶接方法では、溶接品質を確保したうえで、サブマージアーク溶接機1の溶着速度を落とすことなく幅広の扁平な溶接ビードを形成することができるので、パス数を減らし得る分だけ極めて能率よく肉を盛ることが可能であることが実証できた。
Therefore, in the overlay welding method according to the above-described embodiment using the submerged
上記した実施例では、圧力容器母材W自体が円筒状を成していて、この圧力容器母材Wをその軸心C回りに回転させつつ、2ワイヤトーチ8を圧力容器母材Wの軸心Cに沿う方向にウィービングさせることで、圧力容器母材Wの内面Waに対して周方向の肉盛溶接を行うようにしている。
In the above-described embodiment, the pressure vessel base material W itself has a cylindrical shape, and the 2-
この際、例えば、圧力容器母材Wが重量物であったりして連続回転させながら溶接を行うことが難しい場合には、圧力容器母材Wの内側に挿入した2ワイヤトーチ8を圧力容器母材Wの軸心Cと直交する方向にウィービングさせつつ、2ワイヤトーチ8の方を軸心Cに沿って進行させることで、圧力容器母材Wの内面Waに対して軸心C方向に沿って肉盛溶接を行い得ることとなる。
At this time, for example, when the pressure vessel base material W is heavy and it is difficult to perform welding while continuously rotating, the two-
次に、本発明の他の実施例に係る肉盛溶接方法について説明する。
この実施例では、上記したサブマージアーク溶接機1と、肉盛溶接用補助機材としての母材載置台14及びポジショナ15を用いて、低合金鋼から成る円筒状の圧力容器母材Wの内面Waに、耐食性金属として異種金属であるステンレス鋼を2層盛る場合を例に挙げて説明する。
Next, the overlay welding method according to another embodiment of the present invention will be described.
In this embodiment, the inner surface Wa of the cylindrical pressure vessel base material W made of low alloy steel using the submerged
まず、線径が1.6mm又は1.2mmの細径のフェライト生成元素(Si,Cr,Nb等のフェライト化元素)を多く含むステンレス鋼の溶接ワイヤ6を使用し、2ワイヤトーチ8の電極極性を直流、ワイヤマイナスとして、スライダ5を摺動させて圧力容器母材Wの内側に2ワイヤトーチ8を挿入する。
First, the electrode polarity of the two-
次いで、母材載置台14にセットした圧力容器母材Wをポジショナ15により軸心C回りに回転させ、これと同時に、制御部12の指令に基づいて2ワイヤトーチ8をウィーバ13により圧力容器母材Wの軸心Cに沿う方向に25〜40mmの振り幅でウィービングさせれば、圧力容器母材Wの内面Waに対する周方向の1Pass分の肉盛溶接が成されることとなる。
Next, the pressure vessel base material W set on the base material mounting table 14 is rotated around the axis C by the
続いて、圧力容器母材Wの内側において2ワイヤトーチ8を奥に進めながら、この溶接動作を定められたPassの数だけ繰り返せば、図4(a)に示すように、圧力容器母材Wに対する初層L1の肉盛溶接が成されることとなる。
Subsequently, if this welding operation is repeated by the predetermined number of passes while advancing the two-
このように、2ワイヤトーチ8の電極極性を直流、ワイヤマイナスとして、フェライト生成元素を多く含むステンレス鋼を初層L1として肉盛すると、圧力容器母材Wに対するステンレス鋼の溶け込み量(図4(a)に破線で示す圧力容器母材Wの内面Waからの溶け込み量)d1が少なく抑えられるのに加えて、フェライトが適正量含まれることで肉盛部に割れが生じ難くなる。
As described above, when the electrode polarity of the two-
上記初層L1の肉盛に続いて、耐食性に優れていて適量のフェライト生成元素を含む線径が1.6mm又は1.2mmの細径のステンレス鋼の溶接ワイヤ6を使用し、デジタル電源11により2ワイヤトーチ8の電極極性を直流、ワイヤプラスに切り替えた後、圧力容器母材Wの外側に待避させていた2ワイヤトーチ8を再度圧力容器母材Wの内側に挿入する。
Following the build-up of the first layer L1, a stainless
そして、圧力容器母材Wをポジショナ15により軸心C回りに回転させつつ、2ワイヤトーチ8をウィーバ13により圧力容器母材Wの軸心Cに沿う方向に25〜40mmの振り幅でウィービングさせれば、2層目の1Pass分の肉盛溶接が成されることとなる。
Then, while the pressure vessel base material W is rotated around the axis C by the
これに続いて、2ワイヤトーチ8を奥に進めながら、この溶接動作を定められたPassの数だけ繰り返せば、図4(b)に示すように、耐食性に優れた適量のフェライト生成元素を含むステンレス鋼が第2層L2として初層L1に重ねて肉盛されることとなる。
Subsequently, if the welding operation is repeated by the predetermined number of passes while the two-
このように、2ワイヤトーチ8の電極極性を直流、ワイヤプラスとして、耐食性に優れていて適量のフェライト生成元素を含むステンレス鋼を第2層L2として初層L1に重ねて肉盛すると、第2層L2のステンレス鋼の初層L1に対する溶け込み量(図4(b)に二点鎖線で示す初層L1の肉盛高さからの溶け込み量)d2が増して、初層L1のステンレス鋼の厚み(圧力容器母材Wの内面Waからの高さ)t1が減ることになる。
As described above, when the electrode polarity of the two-
つまり、耐食性に優れた第2層L2のステンレス鋼の厚み(圧力容器母材Wの図4(b)に破線で示す内面Waからの高さ)t2が大きくなり、図4(c)に示すように、この肉盛の後に機械加工を行う場合には、機械加工代(図4(c)に一点鎖線で示す第2層L2の肉盛高さからの溶け込み量)Mが十分に確保されて、初層L1の耐食性に乏しいステンレス鋼が機械加工による加工面Ma上に露出することが回避されることとなる。 That is, the thickness (the height from the inner surface Wa of the pressure vessel base material W shown by the broken line in FIG. 4B) t2 of the stainless steel of the second layer L2 having excellent corrosion resistance is increased, and is shown in FIG. 4C. Thus, when machining is performed after this build-up, a machining allowance (the amount of penetration from the build-up height of the second layer L2 shown by the one-dot chain line in FIG. 4C) is sufficiently secured. Thus, it is avoided that the stainless steel having poor corrosion resistance of the first layer L1 is exposed on the machined surface Ma by machining.
したがって、この実施例に係る肉盛溶接方法では、低合金鋼から成る円筒状の圧力容器母材Wの内面Waに、耐食性金属として異種金属であるステンレス鋼を2層盛る場合において、圧力容器母材Wに対する溶け込み量をコントロールして初層L1及び第2層L2の各溶接品質を確保したうえで、サブマージアーク溶接機1の溶着速度を落とすことなく幅広の扁平な溶接ビードを形成することができるので、パス数を減らし得る分だけ工期の短縮及び工数の削減が図られることとなる。
Therefore, in the overlay welding method according to this embodiment, in the case where two layers of stainless steel, which is a dissimilar metal, are deposited on the inner surface Wa of the cylindrical pressure vessel base material W made of low alloy steel, the pressure vessel mother It is possible to form a wide and flat weld bead without reducing the welding speed of the submerged
なお、この実施例では、低合金鋼から成る円筒状の圧力容器母材Wの内面Waに、耐食性金属として異種金属であるステンレス鋼を2層盛る場合を例に挙げて説明したが、本発明に係る肉盛溶接方法を、例えば、ステンレス鋼を3層以上盛る場合に採用してもよい。 In this embodiment, the case where two layers of stainless steel, which is a dissimilar metal, are stacked on the inner surface Wa of the cylindrical pressure vessel base material W made of low alloy steel has been described as an example. You may employ | adopt the overlay welding method which concerns on, for example, when three or more layers of stainless steel are built.
このようにステンレス鋼を3層以上盛る場合には、少なくとも第2層の肉盛において2ワイヤトーチ8の電極極性を直流、ワイヤプラスに切り替えるが、第3層以上の層の肉盛において、2ワイヤトーチ8の電極極性は、直流、ワイヤマイナス及び直流、ワイヤプラスのいずれであってもよい。
As described above, when three or more layers of stainless steel are stacked, the electrode polarity of the two-
また、例えば、割れ感受性が高く母材への初層の溶け込みを抑えたいNi基合金等の各種合金の肉盛に本発明に係る肉盛溶接方法を採用してもよい。 Further, for example, the overlay welding method according to the present invention may be employed for overlaying various alloys such as a Ni-based alloy that is highly susceptible to cracking and is desired to suppress the first layer from being melted into the base material.
上記した実施例では、圧力容器母材W自体が円筒状を成している場合であって、この円筒状の圧力容器母材Wの内面Waに肉盛溶接を行う場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、本発明に係る肉盛溶接方法を母材が有する筒状部、すなわち、母材の一部に筒状部が形成されている場合に、この筒状部の内面に肉盛溶接を行うのに採用してもよい。 In the above embodiment, the case where the pressure vessel base material W itself has a cylindrical shape and the welding is performed on the inner surface Wa of the cylindrical pressure vessel base material W will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and this cylinder is formed when the base material has a tubular part that the base material has the overlay welding method according to the present invention, that is, when the cylindrical part is formed in a part of the base material. You may employ | adopt to perform overlay welding to the inner surface of a shape part.
また、上記した実施例では、2ワイヤトーチ8を1極装備させたサブマージアーク溶接機1により圧力容器母材Wの内面Waに肉盛溶接を行う場合を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、2ワイヤトーチ8を2極装備させたサブマージアーク溶接機により圧力容器母材Wの内面Waに肉盛溶接を行うようにしてもよい。
Moreover, although the above-mentioned Example showed the case where build-up welding was performed to the inner surface Wa of the pressure vessel base material W with the submerged
本発明に係る肉盛溶接方法の構成は、上記した実施例の構成に限定されるものではない。 The configuration of the overlay welding method according to the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
1 サブマージアーク溶接機
6 溶接ワイヤ
8 2ワイヤトーチ
C 母材の軸心
L2 第2層
W 圧力容器母材(母材)
Wa 母材の内面
DESCRIPTION OF
Wa Inside surface of base material
Claims (5)
前記2ワイヤトーチの電極極性を直流、ワイヤマイナスとして、該2ワイヤトーチを前記母材の前記筒状部の軸心と直交する方向又は軸心に沿う方向にウィービングさせつつ、該母材の前記筒状部の内面に肉盛溶接を行う肉盛溶接方法。 When performing overlay welding on the inner surface of the cylindrical part of the base material having a cylindrical part by a submerged arc welding machine equipped with a two-wire torch capable of simultaneously feeding two welding wires as a torch,
While the electrode polarity of the two-wire torch is direct current and wire minus, the two-wire torch is weaved in a direction orthogonal to or along the axis of the cylindrical portion of the base material, and the cylindrical shape of the base material Overlay welding method in which overlay welding is performed on the inner surface of the part.
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CN113210803A (en) * | 2021-05-07 | 2021-08-06 | 武汉钢铁有限公司 | Two-way double-wire submerged arc welding method for deep melting of thick plate |
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