JP3146918B2 - オーステナイト系ステンレス鋼溶接管の製造方法 - Google Patents
オーステナイト系ステンレス鋼溶接管の製造方法Info
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- JP3146918B2 JP3146918B2 JP08695995A JP8695995A JP3146918B2 JP 3146918 B2 JP3146918 B2 JP 3146918B2 JP 08695995 A JP08695995 A JP 08695995A JP 8695995 A JP8695995 A JP 8695995A JP 3146918 B2 JP3146918 B2 JP 3146918B2
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- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
- B23K2103/05—Stainless steel
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オーステナイト系ステ
ンレス鋼溶接管の製造方法、より詳しくは化工機用配管
などに用いて好適な、溶接部の延性および耐食性に優れ
たオーステナイト系ステンレス鋼溶接管の製造方法に関
する。
ンレス鋼溶接管の製造方法、より詳しくは化工機用配管
などに用いて好適な、溶接部の延性および耐食性に優れ
たオーステナイト系ステンレス鋼溶接管の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】オーステナイト系ステンレス鋼は、耐孔
食性、機械的性質および溶接性に優れているため、各種
化工機の配管用材料などに広く用いられている。このオ
ーステナイト系ステンレス鋼は、通常、１０００〜１１
００℃の温度域に１０分〜１時間加熱保持後、急冷する
溶体化熱処理を施して使用される。これは、オーステナ
イト系ステンレスを、６００〜８００℃の温度域に長時
間保持した場合には、結晶粒界にＣｒ炭化物が析出して
その周囲にＣｒ欠乏層が形成され、これによって粒界腐
食が生じる、いわゆる鋭敏化現象が生じないようにする
ためである。
食性、機械的性質および溶接性に優れているため、各種
化工機の配管用材料などに広く用いられている。このオ
ーステナイト系ステンレス鋼は、通常、１０００〜１１
００℃の温度域に１０分〜１時間加熱保持後、急冷する
溶体化熱処理を施して使用される。これは、オーステナ
イト系ステンレスを、６００〜８００℃の温度域に長時
間保持した場合には、結晶粒界にＣｒ炭化物が析出して
その周囲にＣｒ欠乏層が形成され、これによって粒界腐
食が生じる、いわゆる鋭敏化現象が生じないようにする
ためである。
【０００３】従来、オーステナイト系ステンレス鋼溶接
管は、通常、素材帯鋼をオープンパイプ状に成形し、そ
の突き合わせ部をガス−タングステン−アーク溶接（以
下、ＧＴＡＷ法という）することによって造管溶接を行
って製造されている。この際、母材に近い溶接部（溶接
金属）の性能を得るため、フィラーワイヤを用いて溶接
時に溶融金属中へ適宜な合金元素を添加する方法や、造
管溶接後に後熱処理を施す方法が採用されている。
管は、通常、素材帯鋼をオープンパイプ状に成形し、そ
の突き合わせ部をガス−タングステン−アーク溶接（以
下、ＧＴＡＷ法という）することによって造管溶接を行
って製造されている。この際、母材に近い溶接部（溶接
金属）の性能を得るため、フィラーワイヤを用いて溶接
時に溶融金属中へ適宜な合金元素を添加する方法や、造
管溶接後に後熱処理を施す方法が採用されている。
【０００４】また近年では、ＧＴＡＷ法に比べて溶接速
度の非常に速いレーザー溶接法の開発が進められてい
る。しかし、レーザー溶接法では、設備上の制約から、
上記フィラーワイヤを用いて溶接時中に溶融金属中へ適
宜な合金元素を添加することが事実上困難である。この
ため、例えば特開昭６３−２７８６８８号公報に示され
るように、所定条件でのレーザー造管溶接後に３００〜
６００℃の後熱処理を施し、これによって溶接金属の延
性改善を図ることとしている。
度の非常に速いレーザー溶接法の開発が進められてい
る。しかし、レーザー溶接法では、設備上の制約から、
上記フィラーワイヤを用いて溶接時中に溶融金属中へ適
宜な合金元素を添加することが事実上困難である。この
ため、例えば特開昭６３−２７８６８８号公報に示され
るように、所定条件でのレーザー造管溶接後に３００〜
６００℃の後熱処理を施し、これによって溶接金属の延
性改善を図ることとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記ＧＴＡＷ法では、
溶接金属の冷却速度が遅いため、溶接金属に隣接して熱
影響部（以下、ＨＡＺという）が生じる。このＨＡＺで
は、６００〜８００℃での保持時間が比較的長いため鋭
敏化現象が起こり、耐食性が著しく劣化する。しかし、
このＨＡＺに対しては、溶接金属とは異なり溶接時にお
いても固体状態であるので、フィラーワイヤを用いての
適宜な合金元素の添加による組織制御による耐食性改善
を図ることができない。このため、造管溶接後に後熱処
理を施すことが必要となり、製品のコストが高くなると
いう問題がある。
溶接金属の冷却速度が遅いため、溶接金属に隣接して熱
影響部（以下、ＨＡＺという）が生じる。このＨＡＺで
は、６００〜８００℃での保持時間が比較的長いため鋭
敏化現象が起こり、耐食性が著しく劣化する。しかし、
このＨＡＺに対しては、溶接金属とは異なり溶接時にお
いても固体状態であるので、フィラーワイヤを用いての
適宜な合金元素の添加による組織制御による耐食性改善
を図ることができない。このため、造管溶接後に後熱処
理を施すことが必要となり、製品のコストが高くなると
いう問題がある。
【０００６】これに対し、レーザー溶接法では、ＧＴＡ
Ｗ法同様、フィラーワイヤを用いての適宜な合金元素添
加による組織制御はできないが、低入熱量で造管溶接す
る場合には、溶接金属の冷却が早いため、ＨＡＺにあた
る部位が６００〜８００℃の温度域に保持される時間が
短くなるので、ＨＡＺに鋭敏化現象が起こらず、耐食性
が劣化することはない。しかし、この場合には、溶接金
属が溶体化温度である１０００〜１１００℃の温度域に
十分な時間保持されず、急速加熱かつ急速冷却されるた
め溶接金属に歪みが集中し、溶接金属の延性が著しく低
下する。したがって、この場合も上記特開昭６３−２７
８６８８号公報に見られるように、造管溶接後に後熱処
理を施すことが必要となり、製品のコストが高くなると
いう問題がある。
Ｗ法同様、フィラーワイヤを用いての適宜な合金元素添
加による組織制御はできないが、低入熱量で造管溶接す
る場合には、溶接金属の冷却が早いため、ＨＡＺにあた
る部位が６００〜８００℃の温度域に保持される時間が
短くなるので、ＨＡＺに鋭敏化現象が起こらず、耐食性
が劣化することはない。しかし、この場合には、溶接金
属が溶体化温度である１０００〜１１００℃の温度域に
十分な時間保持されず、急速加熱かつ急速冷却されるた
め溶接金属に歪みが集中し、溶接金属の延性が著しく低
下する。したがって、この場合も上記特開昭６３−２７
８６８８号公報に見られるように、造管溶接後に後熱処
理を施すことが必要となり、製品のコストが高くなると
いう問題がある。
【０００７】本発明の目的は、上記の実状に鑑みてなさ
れたもので、高速溶接が可能なレーザー溶接法を用いて
の造管溶接後に後熱処理を施すことなく、優れた延性と
耐食性を備えた溶接部を有するオーステナイト系ステン
レス鋼溶接管の得られる製造方法を提供することにあ
る。
れたもので、高速溶接が可能なレーザー溶接法を用いて
の造管溶接後に後熱処理を施すことなく、優れた延性と
耐食性を備えた溶接部を有するオーステナイト系ステン
レス鋼溶接管の得られる製造方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次のオ
ーステナイト系ステンレス鋼溶接管の製造方法にある。
ーステナイト系ステンレス鋼溶接管の製造方法にある。
【０００９】オーステナイト系ステンレス鋼からなる素
材帯鋼を成形ロール群に通して連続的にオープンパイプ
状に成形し、帯鋼両エッジをスクイズロールによって相
互に突き合わせ、この突き合わせ部にレーザービームを
照射して造管溶接するに際し、レーザー出力をＰ（ｋ
Ｗ）、溶接速度をＶ（ｍ／ｍｉｎ）、素材帯鋼肉厚をｔ
（ｍｍ）、帯鋼両エッジ部の予熱温度をＴ（℃）とした
とき、下式（１）、（２）および（３）を満たす条件で
レーザー溶接を行うことを特徴とするオーステナイト系
ステンレス鋼溶接管の製造方法。
材帯鋼を成形ロール群に通して連続的にオープンパイプ
状に成形し、帯鋼両エッジをスクイズロールによって相
互に突き合わせ、この突き合わせ部にレーザービームを
照射して造管溶接するに際し、レーザー出力をＰ（ｋ
Ｗ）、溶接速度をＶ（ｍ／ｍｉｎ）、素材帯鋼肉厚をｔ
（ｍｍ）、帯鋼両エッジ部の予熱温度をＴ（℃）とした
とき、下式（１）、（２）および（３）を満たす条件で
レーザー溶接を行うことを特徴とするオーステナイト系
ステンレス鋼溶接管の製造方法。
【００１０】 ０．４≦Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ≦１ ・・・・・・・・ （１） Ｐ≧１５ｋＷ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （２） ８００℃≦Ｔ≦１２００℃ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （３） ただし、定数ａを０．０００６、予熱無しの場合のＴを
０℃とする。
０℃とする。
【００１１】レーザー溶接時に係わらず、オーステナイ
ト系ステンレス鋼溶接管の溶接金属の延性低下の原因
は、前述したように、溶接金属の急速加熱と急速冷却に
よる高温域、具体的には溶体化温度である１０００〜１
１００℃の温度域での保持時間が短いことによる。した
がって、レーザー溶接時の入熱量を大きくして溶接金属
を高温域に長時間保持できれば、溶接金属に集中する歪
みが少なくなり、延性低下を防ぐことが可能となる。し
かし、この場合には、ＨＡＺが上記６００〜８００℃の
鋭敏化温度域に長時間保持されることになるので、ＨＡ
Ｚに起こる鋭敏化現象が顕著になり、耐食性がより一層
劣化することになる。
ト系ステンレス鋼溶接管の溶接金属の延性低下の原因
は、前述したように、溶接金属の急速加熱と急速冷却に
よる高温域、具体的には溶体化温度である１０００〜１
１００℃の温度域での保持時間が短いことによる。した
がって、レーザー溶接時の入熱量を大きくして溶接金属
を高温域に長時間保持できれば、溶接金属に集中する歪
みが少なくなり、延性低下を防ぐことが可能となる。し
かし、この場合には、ＨＡＺが上記６００〜８００℃の
鋭敏化温度域に長時間保持されることになるので、ＨＡ
Ｚに起こる鋭敏化現象が顕著になり、耐食性がより一層
劣化することになる。
【００１２】そこで、本発明者らは、溶接金属自体を上
記溶体化温度域により長時間保持でき、かつＨＡＺに鋭
敏化現象が起こらないようにするためのレーザー溶接条
件としてのレーザー出力、溶接速度、素材帯鋼肉厚およ
び素材帯鋼の両エッジ部の局部的な予熱温度との関係に
ついて鋭意実験研究の結果、次の〜の知見を得て本
発明をなした。
記溶体化温度域により長時間保持でき、かつＨＡＺに鋭
敏化現象が起こらないようにするためのレーザー溶接条
件としてのレーザー出力、溶接速度、素材帯鋼肉厚およ
び素材帯鋼の両エッジ部の局部的な予熱温度との関係に
ついて鋭意実験研究の結果、次の〜の知見を得て本
発明をなした。
【００１３】 使用するレーザー発振機のレーザー出
力Ｐを１５ｋＷ以上とする場合には、溶接時の溶接金属
の頂点温度がより高くなるため、溶接後の溶接金属を上
記溶体化温度域に長時間保持できて歪みが溶接金属に集
中するのを軽減でき、延性低下を小さくできること。
力Ｐを１５ｋＷ以上とする場合には、溶接時の溶接金属
の頂点温度がより高くなるため、溶接後の溶接金属を上
記溶体化温度域に長時間保持できて歪みが溶接金属に集
中するのを軽減でき、延性低下を小さくできること。
【００１４】 この場合、素材帯鋼の両エッジ部を局
部的に８００〜１２００℃に予熱する場合には、溶接後
の溶接金属の冷却速度がより遅くなり、溶接金属を上記
溶体化温度域により長時間保持でき、歪みが溶接金属に
集中するのを防止できること。
部的に８００〜１２００℃に予熱する場合には、溶接後
の溶接金属の冷却速度がより遅くなり、溶接金属を上記
溶体化温度域により長時間保持でき、歪みが溶接金属に
集中するのを防止できること。
【００１５】 上記と同時に、溶接速度Ｖ（ｍ／ｍ
ｉｎ）を、素材帯鋼肉厚ｔ（ｍｍ）と照射レーザー出力
Ｐに応じて「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ≦１」を満た
す速度にする場合には、ＨＡＺが６００〜８００℃の温
度域に保持される時間が極めて短くなってＨＡＺに鋭敏
化現象が起こらなくなり、溶接ままでも延性低下および
耐食性低下の両方を防ぐことができること。
ｉｎ）を、素材帯鋼肉厚ｔ（ｍｍ）と照射レーザー出力
Ｐに応じて「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ≦１」を満た
す速度にする場合には、ＨＡＺが６００〜８００℃の温
度域に保持される時間が極めて短くなってＨＡＺに鋭敏
化現象が起こらなくなり、溶接ままでも延性低下および
耐食性低下の両方を防ぐことができること。
【００１６】 さらに、健全な継手強度および形状を
得るためには完全貫通溶接を行う必要があるが、このた
めには上記溶接速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）を素材帯鋼肉厚ｔ
（ｍｍ）と照射レーザー出力Ｐに応じて「０．４≦Ｐ・
ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」を満たす速度にする必要のあ
ること。
得るためには完全貫通溶接を行う必要があるが、このた
めには上記溶接速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）を素材帯鋼肉厚ｔ
（ｍｍ）と照射レーザー出力Ｐに応じて「０．４≦Ｐ・
ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」を満たす速度にする必要のあ
ること。
【００１７】
【作用】以下、本発明の方法を上記のように限定した理
由について詳細に説明する。
由について詳細に説明する。
【００１８】本発明の方法によって造管溶接して製造さ
れたオーステナイト系ステンレス鋼溶接管は、当然のこ
とながら母材部の延性および耐食性が優れたものでなけ
ればならないため、その製造履歴に関係なく、優れた延
性と耐食性を有する素材帯鋼（熱延鋼板）を用いる必要
があるが、その成分組成は特に限定されない。しかし、
優れた延性と耐食性を有するものとしては、例えばＪＩ
Ｓ規格に規定されるＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、Ｓ
ＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌなどの規格材であって、オ
ーステナイト率が９０％以上となるように溶体化処理調
整された素材帯鋼を用いるのが好ましい。
れたオーステナイト系ステンレス鋼溶接管は、当然のこ
とながら母材部の延性および耐食性が優れたものでなけ
ればならないため、その製造履歴に関係なく、優れた延
性と耐食性を有する素材帯鋼（熱延鋼板）を用いる必要
があるが、その成分組成は特に限定されない。しかし、
優れた延性と耐食性を有するものとしては、例えばＪＩ
Ｓ規格に規定されるＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、Ｓ
ＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌなどの規格材であって、オ
ーステナイト率が９０％以上となるように溶体化処理調
整された素材帯鋼を用いるのが好ましい。
【００１９】上記の素材帯鋼を、常法によって成形ロー
ル群に通してオープンパイプ状に連続的に成形し、帯鋼
両エッジ相互をスクイズロールによって突き合わせ、こ
の突き合わせ部に上方よりレーザービームを照射して造
管溶接する。この時、本発明では、素材帯鋼の両エッジ
部を局部的に８００〜１２００℃に予熱した後、レーザ
ー出力Ｐが１５ｋＷ以上であるレーザー発振機を用い、
かつ素材帯鋼肉厚をｔ（ｍｍ）、溶接速度をＶ（ｍ／ｍ
ｉｎ）および上記素材帯鋼の両エッジ部の予熱温度をＴ
（℃）とした場合に、「０．４≦Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／
Ｖ・ｔ≦１」を満たす溶接速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）でレー
ザー溶接を行い、このまま後熱処理を施すことなく製品
とされる。
ル群に通してオープンパイプ状に連続的に成形し、帯鋼
両エッジ相互をスクイズロールによって突き合わせ、こ
の突き合わせ部に上方よりレーザービームを照射して造
管溶接する。この時、本発明では、素材帯鋼の両エッジ
部を局部的に８００〜１２００℃に予熱した後、レーザ
ー出力Ｐが１５ｋＷ以上であるレーザー発振機を用い、
かつ素材帯鋼肉厚をｔ（ｍｍ）、溶接速度をＶ（ｍ／ｍ
ｉｎ）および上記素材帯鋼の両エッジ部の予熱温度をＴ
（℃）とした場合に、「０．４≦Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／
Ｖ・ｔ≦１」を満たす溶接速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）でレー
ザー溶接を行い、このまま後熱処理を施すことなく製品
とされる。
【００２０】上記において、素材帯鋼の両エッジ部の局
部的な予熱温度Ｔが８００℃未満では、溶接後の溶接金
属を溶体化温度域に十分な時間保持できず、延性低下を
防止することができない。一方、１２００℃を超える
と、δフェライトの析出量が増加し、成分分配がフェラ
イト／オーステナイト間で著しくなることによる耐食性
劣化が予熱された部位に生じる。
部的な予熱温度Ｔが８００℃未満では、溶接後の溶接金
属を溶体化温度域に十分な時間保持できず、延性低下を
防止することができない。一方、１２００℃を超える
と、δフェライトの析出量が増加し、成分分配がフェラ
イト／オーステナイト間で著しくなることによる耐食性
劣化が予熱された部位に生じる。
【００２１】また、素材帯鋼全体を上記８００〜１２０
０℃に予加熱すると、素材帯鋼の冷却が遅くなり、６０
０〜８００℃の温度域に長時間保持されることになって
素材帯鋼自体が鋭敏化して耐食性が劣化する。
０℃に予加熱すると、素材帯鋼の冷却が遅くなり、６０
０〜８００℃の温度域に長時間保持されることになって
素材帯鋼自体が鋭敏化して耐食性が劣化する。
【００２２】レーザー出力Ｐが１５ｋＷ未満、または溶
接速度Ｖが「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」で１を超え
ると、溶接後の溶接金属を溶体化温度域に十分な時間保
持できないか、またはＨＡＺに鋭敏化現象が生じ、溶接
部の延性または耐食性が著しく低下する。一方、溶接速
度Ｖが「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」で０．４未満で
あると、素材帯鋼の所定肉厚に対する入熱量が不足する
ため、完全貫通溶接が不可能になる。
接速度Ｖが「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」で１を超え
ると、溶接後の溶接金属を溶体化温度域に十分な時間保
持できないか、またはＨＡＺに鋭敏化現象が生じ、溶接
部の延性または耐食性が著しく低下する。一方、溶接速
度Ｖが「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」で０．４未満で
あると、素材帯鋼の所定肉厚に対する入熱量が不足する
ため、完全貫通溶接が不可能になる。
【００２３】なお、レーザー出力Ｐの上限は特に定める
必要はない。しかし、上記「０．４≦Ｐ・ｅｘｐ（ａ
Ｔ）／Ｖ・ｔ≦１」の関係から明らかなように、レーザ
ー出力Ｐが大きければ大きいほど溶接速度Ｖを速くでき
るので、生産性の向上を図る観点からはレーザー出力Ｐ
を可能な限り大きくするのが好ましい。
必要はない。しかし、上記「０．４≦Ｐ・ｅｘｐ（ａ
Ｔ）／Ｖ・ｔ≦１」の関係から明らかなように、レーザ
ー出力Ｐが大きければ大きいほど溶接速度Ｖを速くでき
るので、生産性の向上を図る観点からはレーザー出力Ｐ
を可能な限り大きくするのが好ましい。
【００２４】また、上記帯鋼両エッジ部の予熱は、周知
のＥＲＷ法で用いられている局部加熱可能な環状の誘導
加熱コイルあるいはコンタクトチップを用いた高周波加
熱手段をスクイズロールの前段に配置し、その投入電力
を制御して所定の温度に予加熱するようにすればよい。
のＥＲＷ法で用いられている局部加熱可能な環状の誘導
加熱コイルあるいはコンタクトチップを用いた高周波加
熱手段をスクイズロールの前段に配置し、その投入電力
を制御して所定の温度に予加熱するようにすればよい。
【００２５】
【実施例】表１に示す成分組成を有する４種類のオース
テナイト系ステンレス鋼からなる素材帯鋼（熱延鋼板）
を準備した。
テナイト系ステンレス鋼からなる素材帯鋼（熱延鋼板）
を準備した。
【００２６】
【表１】
【００２７】これらの素材帯鋼を、常法によって表２お
よび表３に示す各外径のオープンパイプ状に成形し、帯
鋼両エッジ相互の突き合わせ部に上方よりレーザービー
ムを照射するに当たり、表２および表３に示す各条件で
レーザー溶接を行ってそのまま製品とした。また、比較
のためにＧＴＡＷ法で造管溶接したままの溶接管も準備
した。
よび表３に示す各外径のオープンパイプ状に成形し、帯
鋼両エッジ相互の突き合わせ部に上方よりレーザービー
ムを照射するに当たり、表２および表３に示す各条件で
レーザー溶接を行ってそのまま製品とした。また、比較
のためにＧＴＡＷ法で造管溶接したままの溶接管も準備
した。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】得られた溶接管の溶接部（ＨＡＺを含む）
から、管軸長方向寸法が１０ｍｍ、管円周方向寸法が３
０ｍｍで、円弧断面中央に溶接シーム部が位置するよう
に試験片を採取した。これらの試験片を研磨し、ＪＩＳ
−Ｇ０５７５に規定されるストラウス試験に従って、
６．０重量％ＣｕＳＯ4 ＋１６．０重量％Ｈ2 ＳＯ4 沸
騰水溶液中に１６時間浸漬した。この時、ＪＩＳ−Ｈ３
１００に規定のＣ１１００と同等品質を有する小銅片を
多数ともに浸漬し、試験片に接触させた。その後、試験
片を取り出し、溶接金属部またはＨＡＺ部を中心にして
曲げ試験を行い、しかる後２００倍の光学顕微鏡で観察
し、粒界腐食による割れ発生の有無を確認して耐食性を
評価した。
から、管軸長方向寸法が１０ｍｍ、管円周方向寸法が３
０ｍｍで、円弧断面中央に溶接シーム部が位置するよう
に試験片を採取した。これらの試験片を研磨し、ＪＩＳ
−Ｇ０５７５に規定されるストラウス試験に従って、
６．０重量％ＣｕＳＯ4 ＋１６．０重量％Ｈ2 ＳＯ4 沸
騰水溶液中に１６時間浸漬した。この時、ＪＩＳ−Ｈ３
１００に規定のＣ１１００と同等品質を有する小銅片を
多数ともに浸漬し、試験片に接触させた。その後、試験
片を取り出し、溶接金属部またはＨＡＺ部を中心にして
曲げ試験を行い、しかる後２００倍の光学顕微鏡で観察
し、粒界腐食による割れ発生の有無を確認して耐食性を
評価した。
【００３１】同様に、得られた溶接管の溶接部（ＨＡＺ
を含む）から、管軸長方向寸法が１０〜２０ｍｍ、管円
周方向寸法が４０〜１００ｍｍで、円弧断面中央に溶接
シーム部が位置するように試験片を採取し、溶接部を中
心に各試験片厚さ（素材帯鋼肉厚）の３倍を曲げ半径と
する１８０°曲げ試験を行って溶接部の割れ発生の有無
を調べ、溶接部の延性を評価した。これらの試験結果
を、表２および表３に併記して示す。
を含む）から、管軸長方向寸法が１０〜２０ｍｍ、管円
周方向寸法が４０〜１００ｍｍで、円弧断面中央に溶接
シーム部が位置するように試験片を採取し、溶接部を中
心に各試験片厚さ（素材帯鋼肉厚）の３倍を曲げ半径と
する１８０°曲げ試験を行って溶接部の割れ発生の有無
を調べ、溶接部の延性を評価した。これらの試験結果
を、表２および表３に併記して示す。
【００３２】表２および表３から明らかなように、本発
明の方法で造管溶接した溶接管の溶接部の耐食性および
延性は良好であるが、本発明の方法で規定する条件を外
れる比較例では溶接部の耐食性あるいは延性の何れか一
方または両方が劣っている。
明の方法で造管溶接した溶接管の溶接部の耐食性および
延性は良好であるが、本発明の方法で規定する条件を外
れる比較例では溶接部の耐食性あるいは延性の何れか一
方または両方が劣っている。
【００３３】すなわち、レーザー出力Ｐが１５ｋＷ未満
の比較例（No. １〜５）では、溶接金属の高温域での保
持時間が短いか、またはＨＡＺの鋭敏化温度域での保持
時間が長くなるため、耐食性と延性のいずれか一方また
は両方が劣っている。また、レーザー出力Ｐは１５ｋＷ
以上であるが、「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」値が１
を超える比較例（No. ６）では、ＨＡＺの鋭敏化温度域
での保持時間が長くなるため、耐食性が劣っている。同
様に、レーザー出力Ｐは１５ｋＷ以上であるが、素材帯
鋼のエッジ部の予熱温度が本発明の範囲を外れる比較例
（No. ７〜９）では、溶接金属の高温域での保持時間が
短くなるか、もしくは溶体化温度以上の熱影響のためδ
フェライトの析出量が増加し、耐食性もしくは延性の何
れか一方が劣っている。さらに、レーザー出力Ｐは１５
ｋＷ以上であるが、「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」値
が０．４未満の比較例（No. １０）では、入熱量が少な
すぎるため、貫通溶接が不可能であった。またさらに、
レーザー出力Ｐ、「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」値お
よび素材帯鋼の予熱温度Ｔは本発明の範囲内であるが、
素材帯鋼全体を予熱した比較例（No. １１）では、ＨＡ
Ｚの鋭敏化温度域での保持時間が長くなるため、溶接部
のみならず素材帯鋼全体の耐食性が劣っている。
の比較例（No. １〜５）では、溶接金属の高温域での保
持時間が短いか、またはＨＡＺの鋭敏化温度域での保持
時間が長くなるため、耐食性と延性のいずれか一方また
は両方が劣っている。また、レーザー出力Ｐは１５ｋＷ
以上であるが、「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」値が１
を超える比較例（No. ６）では、ＨＡＺの鋭敏化温度域
での保持時間が長くなるため、耐食性が劣っている。同
様に、レーザー出力Ｐは１５ｋＷ以上であるが、素材帯
鋼のエッジ部の予熱温度が本発明の範囲を外れる比較例
（No. ７〜９）では、溶接金属の高温域での保持時間が
短くなるか、もしくは溶体化温度以上の熱影響のためδ
フェライトの析出量が増加し、耐食性もしくは延性の何
れか一方が劣っている。さらに、レーザー出力Ｐは１５
ｋＷ以上であるが、「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」値
が０．４未満の比較例（No. １０）では、入熱量が少な
すぎるため、貫通溶接が不可能であった。またさらに、
レーザー出力Ｐ、「Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ」値お
よび素材帯鋼の予熱温度Ｔは本発明の範囲内であるが、
素材帯鋼全体を予熱した比較例（No. １１）では、ＨＡ
Ｚの鋭敏化温度域での保持時間が長くなるため、溶接部
のみならず素材帯鋼全体の耐食性が劣っている。
【００３４】
【発明の効果】本発明の方法によれば、溶接部の延性と
耐食性に優れるオーステナイト系ステンレス鋼溶接管
を、造管溶接後に後熱処理を施すことなく安価かつ高能
率に製造できる。したがって、その工業的価値は極めて
大きい。
耐食性に優れるオーステナイト系ステンレス鋼溶接管
を、造管溶接後に後熱処理を施すことなく安価かつ高能
率に製造できる。したがって、その工業的価値は極めて
大きい。
【００３５】
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/44 Ｃ２２Ｃ 38/44 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 B21C 37/08 B23K 31/00 C22C 38/44
Claims (1)
- 【請求項１】オーステナイト系ステンレス鋼からなる素
材帯鋼を成形ロール群に通して連続的にオープンパイプ
状に成形し、帯鋼両エッジをスクイズロールによって相
互に突き合わせ、この突き合わせ部にレーザービームを
照射して造管溶接するに際し、レーザー出力をＰ（ｋ
Ｗ）、溶接速度をＶ（ｍ／ｍｉｎ）、素材帯鋼肉厚をｔ
（ｍｍ）、帯鋼両エッジ部の予熱温度をＴ（℃）とした
とき、下式（１）、（２）および（３）を満たす条件で
レーザー溶接を行うことを特徴とするオーステナイト系
ステンレス鋼溶接管の製造方法。 ０．４≦Ｐ・ｅｘｐ（ａＴ）／Ｖ・ｔ≦１ ・・・・・・・・ （１） Ｐ≧１５ｋＷ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （２） ８００℃≦Ｔ≦１２００℃ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （３） ただし、定数ａを０．０００６、予熱無しの場合のＴを
０℃とする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08695995A JP3146918B2 (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08695995A JP3146918B2 (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08281458A JPH08281458A (ja) | 1996-10-29 |
| JP3146918B2 true JP3146918B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=13901420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08695995A Expired - Fee Related JP3146918B2 (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | オーステナイト系ステンレス鋼溶接管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3146918B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4664603B2 (ja) * | 2004-02-09 | 2011-04-06 | 本田技研工業株式会社 | 金属薄板の突合せ溶接方法 |
-
1995
- 1995-04-12 JP JP08695995A patent/JP3146918B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08281458A (ja) | 1996-10-29 |
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