JP3139052B2 - 金属管端面肉盛り溶接部の応力改善方法 - Google Patents
金属管端面肉盛り溶接部の応力改善方法Info
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- JP3139052B2 JP3139052B2 JP03135552A JP13555291A JP3139052B2 JP 3139052 B2 JP3139052 B2 JP 3139052B2 JP 03135552 A JP03135552 A JP 03135552A JP 13555291 A JP13555291 A JP 13555291A JP 3139052 B2 JP3139052 B2 JP 3139052B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属管端面肉盛り溶接
部の応力改善方法に関するものである。
部の応力改善方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、原子力発電関連プラント、各種
エネルギ関連プラント、化学プラント、火力発電プラン
ト等には、炭素鋼及び低合金鋼等からなる金属管あるい
は管の類似構造体が使用されている。
エネルギ関連プラント、化学プラント、火力発電プラン
ト等には、炭素鋼及び低合金鋼等からなる金属管あるい
は管の類似構造体が使用されている。
【０００３】これらの金属管端面あるいはその溶接部等
に高い腐食性が要求される場合等にあっては、図６に示
すように、金属管（母管）１の端面に肉盛り溶接を施
し、該肉盛り溶接部２の形成によって耐食性を向上させ
る等の対策が実施される。
に高い腐食性が要求される場合等にあっては、図６に示
すように、金属管（母管）１の端面に肉盛り溶接を施
し、該肉盛り溶接部２の形成によって耐食性を向上させ
る等の対策が実施される。
【０００４】肉盛り溶接部２を形成すると、その下の金
属管端面（母材）組織中に溶接ビードの熱に基づく熱影
響部３が発生し、該熱影響部３の一部に当初の金属組織
よりも硬度の高くなった硬化部が形成されて、金属組織
の靭性の低下を招くとともに、該硬化部が水素割れ、応
力腐食割れの要因の一つとなることが考えられる。
属管端面（母材）組織中に溶接ビードの熱に基づく熱影
響部３が発生し、該熱影響部３の一部に当初の金属組織
よりも硬度の高くなった硬化部が形成されて、金属組織
の靭性の低下を招くとともに、該硬化部が水素割れ、応
力腐食割れの要因の一つとなることが考えられる。
【０００５】かかる場合には、応力除去焼鈍を実施して
引っ張り残留応力の除去と硬化部の軟化処理とを行なう
ことが有力であるが、応力除去焼鈍の実施が困難な部分
にあっては、肉盛り溶接時にテンパービード法を適用す
ることが有効であると考えられている。該テンパービー
ド法は、母材の上に溶接ビードを形成する際に、溶接ビ
ードの直下の熱影響部に硬化部が残されるので、次の溶
接ビードの熱を熱影響部の硬化部に及ぼして、硬化部の
軟化処理を行なうようにしたものである。
引っ張り残留応力の除去と硬化部の軟化処理とを行なう
ことが有力であるが、応力除去焼鈍の実施が困難な部分
にあっては、肉盛り溶接時にテンパービード法を適用す
ることが有効であると考えられている。該テンパービー
ド法は、母材の上に溶接ビードを形成する際に、溶接ビ
ードの直下の熱影響部に硬化部が残されるので、次の溶
接ビードの熱を熱影響部の硬化部に及ぼして、硬化部の
軟化処理を行なうようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、テンパービー
ド法を適用した場合、あるいはその適用をしなかった場
合にあっても、肉盛り溶接部２及びその近傍の管壁に
は、溶接金属の収縮に基づいて、図７に示すように、肉
盛り溶接範囲Ｘや熱影響範囲よりも大きくかつ高い引っ
張りの残留応力σが肉盛り溶接部２等に付与される傾向
がある。
ド法を適用した場合、あるいはその適用をしなかった場
合にあっても、肉盛り溶接部２及びその近傍の管壁に
は、溶接金属の収縮に基づいて、図７に示すように、肉
盛り溶接範囲Ｘや熱影響範囲よりも大きくかつ高い引っ
張りの残留応力σが肉盛り溶接部２等に付与される傾向
がある。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みて提案されたもの
で、テンパービード法の適用または不適用状態の肉盛り
溶接部及びその近傍管壁の残留応力を、圧縮方向に移行
させる改善の実施を可能とするとともに、その改善作業
性を高めることを目的とするものである。
で、テンパービード法の適用または不適用状態の肉盛り
溶接部及びその近傍管壁の残留応力を、圧縮方向に移行
させる改善の実施を可能とするとともに、その改善作業
性を高めることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属管端面に
形成された肉盛り溶接部近傍の残留応力を改善する方法
であって、金属管端面の肉盛り溶接部の近傍管壁に半径
外方の押圧力を付与して拡管する工程と、該拡管により
管壁に降伏点を超えた周方向の応力を発生させる工程
と、前記押圧力を除去して肉盛り溶接部の近傍管壁にお
ける周方向の残留応力を圧縮方向に移行させる工程とを
有し、前記拡管する工程は、管の周方向に複数分割され
て全体としてリング状をなす拡径コマと、この拡径コマ
の内方に鼓状に両開口を広げた状態に形成される一対の
内向テーパ面と、該拡径コマの内側に組み合わされ管の
軸方向に間隔を空けて配される一対のテーパリングと、
一対のテーパリングの外周にそれぞれ形成される外向テ
ーパ面と、該テーパリングの穴に挿通されるボルトと、
一対のテーパリングの間隔を狭めるためのナットと、ボ
ルトの端部に配された操作部とを具備する拡管装置を用
い、前記操作部を操作して前記ボルトを回転させること
により、拡管コマを拡径して拡管させ、前記金属管の外
面に設置した歪ゲージで金属管の外径の増加を検出しな
がら行う金属管端面肉盛り溶接部の応力改善方法を採用
している。
形成された肉盛り溶接部近傍の残留応力を改善する方法
であって、金属管端面の肉盛り溶接部の近傍管壁に半径
外方の押圧力を付与して拡管する工程と、該拡管により
管壁に降伏点を超えた周方向の応力を発生させる工程
と、前記押圧力を除去して肉盛り溶接部の近傍管壁にお
ける周方向の残留応力を圧縮方向に移行させる工程とを
有し、前記拡管する工程は、管の周方向に複数分割され
て全体としてリング状をなす拡径コマと、この拡径コマ
の内方に鼓状に両開口を広げた状態に形成される一対の
内向テーパ面と、該拡径コマの内側に組み合わされ管の
軸方向に間隔を空けて配される一対のテーパリングと、
一対のテーパリングの外周にそれぞれ形成される外向テ
ーパ面と、該テーパリングの穴に挿通されるボルトと、
一対のテーパリングの間隔を狭めるためのナットと、ボ
ルトの端部に配された操作部とを具備する拡管装置を用
い、前記操作部を操作して前記ボルトを回転させること
により、拡管コマを拡径して拡管させ、前記金属管の外
面に設置した歪ゲージで金属管の外径の増加を検出しな
がら行う金属管端面肉盛り溶接部の応力改善方法を採用
している。
【０００９】
【作用】肉盛り溶接部の形成後の残留応力が、図３にお
いてＡ点にあったとする。肉盛り溶接部に半径方向外方
の力をかけ、管壁に降伏点を越えた周方向の応力を発生
させると、管壁の塑性変形発生に基づいて、図３のＢ点
まで変形が進む。この塑性変形発生後に、半径方向外方
の力を解放すると、管壁の弾性変形分の復元力により、
Ｂ点からＡ−Ｏ線に平行に与えられるＢ−Ｄ線に沿って
変形量及び応力が小さくなり、Ｃ1 ないしＣ3 の間まで
残留応力が戻る。Ｃ1 点は管壁の強度が小さい場合、Ｃ
3 点は管壁の強度が無限に大きい場合である。したがっ
て、通常の管壁強度の場合や肉盛り部と同程度の強さの
管壁である場合には、Ｃ2 点に残留応力が戻ることにな
る。したがって、肉盛り溶接後の残留応力が高い場合で
も、上述の処理を実施することにより、圧縮応力の付与
あるいは引っ張り残留応力を低減した残留応力改善状態
とすることができる。
いてＡ点にあったとする。肉盛り溶接部に半径方向外方
の力をかけ、管壁に降伏点を越えた周方向の応力を発生
させると、管壁の塑性変形発生に基づいて、図３のＢ点
まで変形が進む。この塑性変形発生後に、半径方向外方
の力を解放すると、管壁の弾性変形分の復元力により、
Ｂ点からＡ−Ｏ線に平行に与えられるＢ−Ｄ線に沿って
変形量及び応力が小さくなり、Ｃ1 ないしＣ3 の間まで
残留応力が戻る。Ｃ1 点は管壁の強度が小さい場合、Ｃ
3 点は管壁の強度が無限に大きい場合である。したがっ
て、通常の管壁強度の場合や肉盛り部と同程度の強さの
管壁である場合には、Ｃ2 点に残留応力が戻ることにな
る。したがって、肉盛り溶接後の残留応力が高い場合で
も、上述の処理を実施することにより、圧縮応力の付与
あるいは引っ張り残留応力を低減した残留応力改善状態
とすることができる。
【００１０】
【実施例】以下、図１及び図２に示す拡管装置による金
属管端面肉盛り溶接部の応力改善方法の一実施例につい
て工程順に説明する。図１及び図２において、符号１０
は拡管装置、１１は拡管コマ、１２はテーパリング、１
３はボルト、１４はナット、１５はスラストワッシャ、
１６は突条部、１７は内向テーパ面、１８は外向テーパ
面、１９は操作部、２０は歪ゲージである。
属管端面肉盛り溶接部の応力改善方法の一実施例につい
て工程順に説明する。図１及び図２において、符号１０
は拡管装置、１１は拡管コマ、１２はテーパリング、１
３はボルト、１４はナット、１５はスラストワッシャ、
１６は突条部、１７は内向テーパ面、１８は外向テーパ
面、１９は操作部、２０は歪ゲージである。
【００１１】［拡管装置の構造］該拡管装置１０は、周
方向に複数分割（図２では６分割）されて全体としてリ
ング状をなす拡管コマ１１と、該拡管コマ１１の内側に
組み合わされボルト１３の軸方向に間隔を空けて配され
る一対のテーパリング１２と、該テーパリング１２の穴
に挿通されるボルト１３と、一対のテーパリング１２の
間隔を狭めるためのナット１４と、テーパリング１２と
ナット１４との間に介在させられるスラストワッシャ１
５と、拡管コマ１１の外周面に突出状態に配され肉盛り
溶接部２の内面に接触させられる突条部１６と、拡管コ
マ１１の内方に鼓状に両開口を広げた状態に形成される
一対の内向テーパ面１７と、一対のテーパリング１２の
外周にそれぞれ形成される外向テーパ面１８と、ボルト
１３の端部に配され例えば角柱状の操作部１９とを具備
する構造である。
方向に複数分割（図２では６分割）されて全体としてリ
ング状をなす拡管コマ１１と、該拡管コマ１１の内側に
組み合わされボルト１３の軸方向に間隔を空けて配され
る一対のテーパリング１２と、該テーパリング１２の穴
に挿通されるボルト１３と、一対のテーパリング１２の
間隔を狭めるためのナット１４と、テーパリング１２と
ナット１４との間に介在させられるスラストワッシャ１
５と、拡管コマ１１の外周面に突出状態に配され肉盛り
溶接部２の内面に接触させられる突条部１６と、拡管コ
マ１１の内方に鼓状に両開口を広げた状態に形成される
一対の内向テーパ面１７と、一対のテーパリング１２の
外周にそれぞれ形成される外向テーパ面１８と、ボルト
１３の端部に配され例えば角柱状の操作部１９とを具備
する構造である。
【００１２】［拡管装置の設定］金属管（母管）１の端
面に肉盛り溶接部２が形成されている場合、図１に示す
ように、肉盛り溶接部２の内側に拡管装置１０を挿入す
る。
面に肉盛り溶接部２が形成されている場合、図１に示す
ように、肉盛り溶接部２の内側に拡管装置１０を挿入す
る。
【００１３】［肉盛り溶接部の拡管］ナット１４及び操
作部１９にスパナ等の工具を掛けて回転操作する等によ
り、一対のテーパリング１２の間隔を小さくし、内向テ
ーパ面１７と外向テーパ面１８との間にずれを生じさ
せ、拡管コマ１１の外径を大きくすることによって、肉
盛り溶接部２の近傍管壁に半径外方の押圧力を付与して
拡管を行なう。
作部１９にスパナ等の工具を掛けて回転操作する等によ
り、一対のテーパリング１２の間隔を小さくし、内向テ
ーパ面１７と外向テーパ面１８との間にずれを生じさ
せ、拡管コマ１１の外径を大きくすることによって、肉
盛り溶接部２の近傍管壁に半径外方の押圧力を付与して
拡管を行なう。
【００１４】［拡管程度の設定］ 拡管程度は、肉盛り溶接部２の外径の増加を図１に示す
歪ゲージ２０で検出することによって行なわれ、例えば
肉盛り溶接部２を半径方向外側に０．２％ないし１％程
度変形させる。
歪ゲージ２０で検出することによって行なわれ、例えば
肉盛り溶接部２を半径方向外側に０．２％ないし１％程
度変形させる。
【００１５】［拡管による塑性変形の発生］拡管に基づ
く管壁の変形が弾性変形範囲を越えると、周方向の引っ
張り応力が降伏点を越えることにより、塑性変形が発生
して直径が大きくなる。
く管壁の変形が弾性変形範囲を越えると、周方向の引っ
張り応力が降伏点を越えることにより、塑性変形が発生
して直径が大きくなる。
【００１６】［残留応力の圧縮方向への移行］拡管装置
１０による拡管力の付与を解除すると、肉盛り溶接部２
の近傍管壁の弾性変形分が元に戻ろうとするとともに、
塑性変形の発生箇所が塑性変形分が圧縮されるために、
肉盛り溶接部２及び熱影響部３等における周方向の応力
が、圧縮方向に移行させられるものとなる。したがっ
て、図３によって説明したように、残留応力の改善がな
されるものである。
１０による拡管力の付与を解除すると、肉盛り溶接部２
の近傍管壁の弾性変形分が元に戻ろうとするとともに、
塑性変形の発生箇所が塑性変形分が圧縮されるために、
肉盛り溶接部２及び熱影響部３等における周方向の応力
が、圧縮方向に移行させられるものとなる。したがっ
て、図３によって説明したように、残留応力の改善がな
されるものである。
【００１７】＜残留応力改善の検討例＞残留応力改善の
ための変形量（拡管量）について検討した。 （１） 図６に示されているように肉盛り量（Ｘ）が管
壁厚さ（ｈ）に比べて小さい場合（例えばＸ≦０．５ｈ
でかつ肉盛り量が５ｍｍ以下）には、肉盛り溶接部２の
残留応力がほぼ一様で、溶接金属の降伏強さに近い値と
なる。通常使用される炭素鋼、ステンレス鋼の溶接金属
の降伏強さは、３０〜４０Ｋｇ／ｍｍ2 程度であるた
め、肉盛り溶接部２の残留応力が３０Ｋｇ／ｍｍ2 であ
るとすれば、図３におけるＡ点とＢ点との変形量を例え
ば０．２％とすることによって、肉盛り溶接部２及び熱
影響部３の残留応力を改善できることが求められた。 （２） 肉盛り量（Ｘ）が管壁厚さ（ｈ）に比べて大き
く、高力鋼を対象としている場合（例えばＸ≒ｈ、ただ
し、管壁厚さより肉盛り量を大きくすることは一般に実
施されない）には、肉盛り溶接部２の範囲内の残留応力
が一様とならず、図４に示すように、端部に高い周方向
残留応力が存在する。 また、端面に力を加えて、肉盛り溶接部２を変形させる
場合のモデルを検討すると、変形が一様にならず、図５
に示すように、端面からの距離にしたがって変形が徐々
に小さくなる。したがって、熱影響部３に十分な圧縮応
力を導入しようとするときには、肉盛り端部でそれだけ
大きい変形を付与する必要がある。この場合の変形量は
近似的に Ｗ＝Ｗ0 ｅxp（−βξ）ＣＯＳ（βξ） ……（１）式 で表わされる。 ただし、Ｗ0 ：肉盛り端部の変形量 β4 ＝３（１−ν2 ）／（ａ2 ｈ2 ） ……（２）式 ξ ：肉盛り端部からの距離 ａ ：管壁の平均半径 ｈ ：管壁厚さ ここで、Ｘ＝ｈ、熱影響部の大きさ＝ｈ／２、ａ＝５ｈ
（比較的厚い管）とすると、 Ｗ＝Ｗ0 ×０．３７７……（３）式 となる。一方、高張力鋼の場合、肉盛り溶接部は、５０
〜５５ｋｇ／ｍｍ2 程度の降伏応力となる。したがっ
て、肉盛り溶接部を十分に降伏させて応力を改善するの
に必要な歪は、 Ｗ／ａ＝σy ／Ｅ＝５５／（２．０×１０4 ）＝０．００２７５ そして、（３）式より、 Ｗ0 ＝Ｗ／０．３７７＝０．００７３ （≒１％） このように、肉盛り量の少ない普通鋼では、０．２％程
度、肉盛り量の多い高張力鋼では約１％程度の歪を与え
ることで、肉盛り溶接部及び熱影響部における残留応力
を改善することができる。
ための変形量（拡管量）について検討した。 （１） 図６に示されているように肉盛り量（Ｘ）が管
壁厚さ（ｈ）に比べて小さい場合（例えばＸ≦０．５ｈ
でかつ肉盛り量が５ｍｍ以下）には、肉盛り溶接部２の
残留応力がほぼ一様で、溶接金属の降伏強さに近い値と
なる。通常使用される炭素鋼、ステンレス鋼の溶接金属
の降伏強さは、３０〜４０Ｋｇ／ｍｍ2 程度であるた
め、肉盛り溶接部２の残留応力が３０Ｋｇ／ｍｍ2 であ
るとすれば、図３におけるＡ点とＢ点との変形量を例え
ば０．２％とすることによって、肉盛り溶接部２及び熱
影響部３の残留応力を改善できることが求められた。 （２） 肉盛り量（Ｘ）が管壁厚さ（ｈ）に比べて大き
く、高力鋼を対象としている場合（例えばＸ≒ｈ、ただ
し、管壁厚さより肉盛り量を大きくすることは一般に実
施されない）には、肉盛り溶接部２の範囲内の残留応力
が一様とならず、図４に示すように、端部に高い周方向
残留応力が存在する。 また、端面に力を加えて、肉盛り溶接部２を変形させる
場合のモデルを検討すると、変形が一様にならず、図５
に示すように、端面からの距離にしたがって変形が徐々
に小さくなる。したがって、熱影響部３に十分な圧縮応
力を導入しようとするときには、肉盛り端部でそれだけ
大きい変形を付与する必要がある。この場合の変形量は
近似的に Ｗ＝Ｗ0 ｅxp（−βξ）ＣＯＳ（βξ） ……（１）式 で表わされる。 ただし、Ｗ0 ：肉盛り端部の変形量 β4 ＝３（１−ν2 ）／（ａ2 ｈ2 ） ……（２）式 ξ ：肉盛り端部からの距離 ａ ：管壁の平均半径 ｈ ：管壁厚さ ここで、Ｘ＝ｈ、熱影響部の大きさ＝ｈ／２、ａ＝５ｈ
（比較的厚い管）とすると、 Ｗ＝Ｗ0 ×０．３７７……（３）式 となる。一方、高張力鋼の場合、肉盛り溶接部は、５０
〜５５ｋｇ／ｍｍ2 程度の降伏応力となる。したがっ
て、肉盛り溶接部を十分に降伏させて応力を改善するの
に必要な歪は、 Ｗ／ａ＝σy ／Ｅ＝５５／（２．０×１０4 ）＝０．００２７５ そして、（３）式より、 Ｗ0 ＝Ｗ／０．３７７＝０．００７３ （≒１％） このように、肉盛り量の少ない普通鋼では、０．２％程
度、肉盛り量の多い高張力鋼では約１％程度の歪を与え
ることで、肉盛り溶接部及び熱影響部における残留応力
を改善することができる。
【００１８】＜他の実施態様＞本発明にあっては、次の
技術を包含するものである。 （１）処理対象物が金属管の類似構造体であること。 （２）肉盛り溶接金属を任意とすること。 （３）図１及び図２例構造以外の拡管手段によって拡管
を行なうこと。
技術を包含するものである。 （１）処理対象物が金属管の類似構造体であること。 （２）肉盛り溶接金属を任意とすること。 （３）図１及び図２例構造以外の拡管手段によって拡管
を行なうこと。
【００１９】
【発明の効果】本発明に係る金属管端面肉盛り溶接部の
応力改善方法によれば、金属管端面の肉盛り溶接部の近
傍管壁に半径外方の押圧力を付与して拡管し、管壁に降
伏点を超えた周方向の応力を発生させ、押圧力の除去後
に応力を圧縮方向に移行させるものとし、拡管する際
に、金属管の外面に設置した歪ゲージで金属管の外径の
増加を検出しながら行うものとし、拡管する際は、管の
周方向に複数分割されて全体としてリング状をなす拡径
コマと、この拡径コマの内方に鼓状に両開口を広げた状
態に形成される一対の内向テーパ面と、該拡径コマの内
側に組み合わされ管の軸方向に間隔を空けて配される一
対のテーパリングと、一対のテーパリングの外周にそれ
ぞれ形成される外向テーパ面と、該テーパリングの穴に
挿通されるボルトと、一対のテーパリングの間隔を狭め
るためのナットと、ボルトの端部に配された操作部とを
具備する拡管装置を用い、前記操作部を操作して前記ボ
ルトを回転させることにより、拡管コマを拡径して拡管
させるものとしているから、以下のような効果を奏す
る。 （１）肉盛り溶接部に高い残留応力が付与されている場
合にあっても、拡管の程度の調整によって、肉盛り溶接
部及びその近傍管壁の残留応力を圧縮方向に移行させ、
引っ張り残留応力の低減及び圧縮残留応力の付与を行な
うことができる。 （２）金属管の端部近傍を拡管するものであるから、テ
ンパービード法の適用によって肉盛り溶接部の応力が大
きくなった場合、あるいは、テンパービード法を適用し
なかった場合の両方について、肉盛り溶接部及び熱膨張
部の管壁の残留応力をそれぞれ圧縮方向に移行させるこ
とができる。 （３）金属管の端部近傍を拡管することによって残留応
力の改善を行なうものであるため、その改善作業を簡便
に実施することができる。
応力改善方法によれば、金属管端面の肉盛り溶接部の近
傍管壁に半径外方の押圧力を付与して拡管し、管壁に降
伏点を超えた周方向の応力を発生させ、押圧力の除去後
に応力を圧縮方向に移行させるものとし、拡管する際
に、金属管の外面に設置した歪ゲージで金属管の外径の
増加を検出しながら行うものとし、拡管する際は、管の
周方向に複数分割されて全体としてリング状をなす拡径
コマと、この拡径コマの内方に鼓状に両開口を広げた状
態に形成される一対の内向テーパ面と、該拡径コマの内
側に組み合わされ管の軸方向に間隔を空けて配される一
対のテーパリングと、一対のテーパリングの外周にそれ
ぞれ形成される外向テーパ面と、該テーパリングの穴に
挿通されるボルトと、一対のテーパリングの間隔を狭め
るためのナットと、ボルトの端部に配された操作部とを
具備する拡管装置を用い、前記操作部を操作して前記ボ
ルトを回転させることにより、拡管コマを拡径して拡管
させるものとしているから、以下のような効果を奏す
る。 （１）肉盛り溶接部に高い残留応力が付与されている場
合にあっても、拡管の程度の調整によって、肉盛り溶接
部及びその近傍管壁の残留応力を圧縮方向に移行させ、
引っ張り残留応力の低減及び圧縮残留応力の付与を行な
うことができる。 （２）金属管の端部近傍を拡管するものであるから、テ
ンパービード法の適用によって肉盛り溶接部の応力が大
きくなった場合、あるいは、テンパービード法を適用し
なかった場合の両方について、肉盛り溶接部及び熱膨張
部の管壁の残留応力をそれぞれ圧縮方向に移行させるこ
とができる。 （３）金属管の端部近傍を拡管することによって残留応
力の改善を行なうものであるため、その改善作業を簡便
に実施することができる。
【図１】本発明に係る金属管端面肉盛り溶接部の応力改
善方法の実施のために拡管装置を組み付けた実施例を示
す一部を省略した正断面図である。
善方法の実施のために拡管装置を組み付けた実施例を示
す一部を省略した正断面図である。
【図２】図１の拡管装置の左側面図である。
【図３】本発明に係る金属管端面肉盛り溶接部の応力改
善方法にの実施によって生じる変形及び応力改善状態を
示す応力−歪線図である。
善方法にの実施によって生じる変形及び応力改善状態を
示す応力−歪線図である。
【図４】金属管端部の肉盛り量が多い場合の残留応力曲
線図である。
線図である。
【図５】図４における金属管端面を拡管させた場合にお
ける端面からの距離と変形量との関係曲線図である。
ける端面からの距離と変形量との関係曲線図である。
【図６】金属管端面に肉盛り溶接部を形成した場合のモ
デル図である。
デル図である。
【図７】図６の肉盛り溶接部の形成によって生じる残留
応力の状態を示す残留応力曲線図である。
応力の状態を示す残留応力曲線図である。
１ 金属管（母管） ２ 肉盛り溶接部 ３ 熱影響部 １０ 拡管装置 １１ 拡管コマ １２ テーパリング １３ ボルト １４ ナット １５ スラストワッシャ １６ 突条部 １７ 内向テーパ面 １８ 外向テーパ面 １９ 操作部 ２０ 歪ゲージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−133442（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−75296（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−264276（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−127927（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−4682（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−32023（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭48−32906（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/235 B23K 9/04 B23K 31/00
Claims (1)
- 【請求項１】 金属管端面に形成された肉盛り溶接部近
傍の残留応力を改善する方法であって、金属管端面の肉
盛り溶接部の近傍管壁に半径外方の押圧力を付与して拡
管する工程と、該拡管により管壁に降伏点を超えた周方
向の応力を発生させる工程と、前記押圧力を除去して肉
盛り溶接部の近傍管壁における周方向の残留応力を圧縮
方向に移行させる工程とを有し、 前記拡管する工程は、管の周方向に複数分割されて全体
としてリング状をなす拡径コマと、この拡径コマの内方
に鼓状に両開口を広げた状態に形成される一対の内向テ
ーパ面と、該拡径コマの内側に組み合わされ管の軸方向
に間隔を空けて配される一対のテーパリングと、一対の
テーパリングの外周にそれぞれ形成される外向テーパ面
と、該テーパリングの穴に挿通されるボルトと、一対の
テーパリングの間隔を狭めるためのナットと、ボルトの
端部に配された操作部とを具備する拡管装置を用い、前
記操作部を操作して前記ボルトを回転させることによ
り、拡管コマを拡径して拡管させ、 前記金属管の外面に設置した歪ゲージで金属管の外径の
増加を検出しながら行うことを特徴とする金属管端面肉
盛り溶接部の応力改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03135552A JP3139052B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 金属管端面肉盛り溶接部の応力改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03135552A JP3139052B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 金属管端面肉盛り溶接部の応力改善方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04339569A JPH04339569A (ja) | 1992-11-26 |
| JP3139052B2 true JP3139052B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=15154464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03135552A Expired - Fee Related JP3139052B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 金属管端面肉盛り溶接部の応力改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3139052B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP03135552A patent/JP3139052B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04339569A (ja) | 1992-11-26 |
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