JPH02224873A - クラッド鋼の溶接部構造および溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ　−Ｍｏを主成分とする高
合金またはステンレス鋼を合せ材とし、炭素鋼または低
合金鋼を母材とするクラッド鋼を多層溶接にて継手接合
したクラッド鋼の溶接部構造およびこれを得るための溶
接方法に関する。

〔従来の技術〕

Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏを主成分とする高合金を合せ材
、炭素鋼を母材とする高合金クラッド鋼は、耐食性、機
械的強度、コスト等についての両者の欠点を効果的に補
い合うことができ、工業上有意義な材料と言われている
。

このような高合金クランド鋼を継手接合する場合、従来
より多層溶接が採用されている。そして１、この多層溶
接では、合せ打倒の溶接金属と母材例の溶接金属との間
の成分干渉を避けることが重要である。

合せ打倒と母材例の双方から溶接が可能な場合は、双方
の溶接を独立的に行うことができるし、また合せ打倒か
ら溶接可能な場合も、母材を溶接後その溶接金属上に合
せ材と同等かそれ以上の高合金を盛ることになる。従っ
て、いずれの場合も合せ材と母材例の溶接金属間の成分
干渉は大きな問題にならない。

しかるに、クラッド鋼は合せ打倒が腐食環境の厳しい側
に接するようにして使用されるのが通例であり、パイプ
や化学装置では合せ打倒が内側となる場合が多い、その
場合は、合せ打倒で溶接作業を行うことが困難となり、
母材側で溶接作業が全て行われることになる。すなわち
、合せ打倒に開先ルート部を設け、合せ打倒から母材側
へ順番に溶接金属が盛られる。

このような片側溶接で、合せ材を高合金溶接材料で溶接
した後、母材を炭素鋼溶接材料で溶接すると、Ｆｅ−Ｃ
ｒ−Ｎｉ−Ｍｏを主成分とする高合金クラッド鋼の場合
、先に形成された高合金溶接金属が炭素ａｉ接接時一部
溶融し、その主成分であるＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ等が炭素鋼
溶接金属に侵入し、炭素鋼溶接材料での溶接金属を硬化
させる。

硬化は、延性、耐硫化物割れ性等に悪影響を及ぼすので
、通常は全店を高合金溶接材料で溶接することが行われ
る。しかし、高合金溶接材料は高価であり、全層をこの
材料で溶接すると、溶接材料コストが嵩み、且つ継手強
度等を不足させる問題も生じる。

オーステナイトステンレス鋼を合せ材とするクラッド鋼
の場合には、このような問題に対して、合せ打倒をステ
ンレス鯛溶接材料で溶接した後に、Ｔ１、Ｎｂを含む低
Ｃ鋼の溶接材料で中間層を形成するのが有効なことが、
特開昭５８−１６７０９４号公報に開示されている。こ
れによると、合せ材であるステンレス鋼の成分の一部が
中間層に溶は込むが、中間層中のＣがＴｉ、Ｎｂで固定
されるので、中間層の上に炭素鋼からなる溶接金属を形
成しても、硬化は防止される。

〔発明が解決しようとする課題〕

この対策は、通常のオーステナイトステンレス鋼を合せ
材とするクラッド鋼の場合は有効であるが、合せ材が高
Ｎｉステンレス鋼、高Ｎｉ合金といったＮｉを多量に含
有する合金の場合は、溶接金属に溶接高温割れを発生さ
せる。その原因は、Ｎｉ合金溶接金属から中間層にＮｉ
が多量に入り込み、中間層が完全オーステナイト凝固と
なることに加え、中間層に当初より含有されるＴｉ、Ｎ
ｂの影響によって割れ感受性が高くなるためと考えられ
る。したがって、この溶接高温割れは、合せ材が安定化
元素としてＮｂ、Ｔｉを含有する合金の場合に顕著にな
る。

本発明は、斯かる状況に鑑みなされたもので、Ｆｅ−Ｃ
ｒ−Ｎｉ−Ｍｏを主成分とし、且つＣｒを多量に含有す
る合金を合せ材とするクラッド鋼を合せ打倒から母材側
へ多層溶接する場合においても、溶接材料コスト上昇と
継手強度不足を防ぎ、なおかつ溶接金属の硬化と溶接高
温割れを防ぐクラッド鋼の溶接部構造および溶接方法を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏを主成分とする高合金が合せ材
であるクラッド鋼を、合せ打倒から母材側へ多層溶接し
て継手接合する場合の問題点を整理すると、次のとおり
である。

全層を高合金溶接材料で溶接すると、溶接材料コストが
嵩むとともに、必要な継手強度が確保できなくなる危険
性があり、更に母材側の最終溶接層が母材と異なった材
質となるため、腐食電位、表面コーテイング性等に差異
が生じる問題もある。

合せ打倒を高合金溶接材料で溶接し、その上から直接母
材側を炭素鋼溶接材料で溶接した場合は、前層の主成分
であるＣｒＳＭｏ、Ｎｉ等が炭素鋼溶接金属に溶は込ん
で合金成分量およびＣ量の高いマルテンサイト相を生じ
、硬化が生じる。

高合金溶接金属と炭素ｗ４溶接金属との間にＴｌ。

Ｎｂ含有の低Ｃ鋼からなる中間層を形成した場合、合せ
材が通常のオーステナイトステンレス鋼の時は、Ｔｉ、
ＮｂによるＣの固定により上記硬化が防止されるが、合
せ材のＮｉ含有量が高くそれに見合った高合金溶接材料
を合せ打倒に使用した時は、高合金溶接材料から中間層
へのＮｉ侵入に起因する完全オーステナイト凝固と、中
間層に当初より含まれるＴｌ５Ｎｂとによって割れ感受
性が高まり、溶接高温割れが新たに生じる。

本発明者らは、このような問題点を体系的に解析し、次
の結論に到達した。

金属を高合金溶接材料で溶接した時の材料コスト、継手
強度等の問題を解決し、且つ高合金溶接金属から炭素鋼
溶接材料へのＣｒ、Ｍｏ５Ｎ＋等の侵入に起因する硬化
を防ぐには、中間層の形成が効果的であること。

高合金溶接金属のＣｒ量が多い場合の溶接高温割れを防
ぐには、その原因となるＮｂ５Ｔ１等の元素を中間層か
ら権力排除すること。

Ｎｂ、Ｔｉ等を排除すると、硬化を防止し得なくなるが
、それは中間層中の他の成分の規制により補い得ること
。

中間層中の他の成分規制は、次層の母材側溶接金属の硬
化防止に効果的に寄与すること。

中間層からの排除の対象となる元素としてＰ、Ｓ、Ｎｂ
、Ｔｌを選択し、中間層中の他の成分規制の対象となる
元素としてＣ，Ｓ　Ｌ　Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏを選択
すること、の以上５点である。

本発明の第１の溶接部構造は、斯かる結論に基づき開発
されたもので、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍ。

を主成分とする高合金またはステンレス鋼を合せ材とし
、炭素鋼または低合金鋼を母材とするクランド鋼を多Ｉ
Ｉ溶接にて継手接合したクラット鋼の溶接部構造であっ
て、合せ柱側溶接金属と母材側溶接金属との間に一層ま
たは複数層の中間層が介在し、その内の母材側溶接金属
に接する層を含む少なくとも一層がＣ＜０．０４重量％
、Ｓ［＜１．０重量％、Ｍｎ＜２．０重量％、Ｐ＜０．
０２５重量％、Ｓ＜０．０１重量％、Ｎｉ＜３．０重量
、Ｃｒ　＜　１．０ｔ！ｔ％、Ｍ　ｏ　＜　１．０重量
％、Ｔ　Ｉ　＜０．１重量％、Ｎ　ｂ　＜０．１重量％
で残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなることを特徴と
する。

また、合せ材が耐食性確保等のために安定化元素として
Ｎｂ、Ｔｉが添加されている場合は、本発明の第１の溶
接部構造でも、完全には溶接高温割れを防止し得ない、
しかし、中間層を高Ｎｉ、低Ｆｅとしながら合せ打倒か
ら母材側へＮｂ、Ｔｉを順次希釈して行く複数層とすれ
ば、合せ材にＮｂ、Ｔｉが添加されていても中間層にお
ける溶接高温割れが防止できることが、本発明者らの研
究から判明した。その基本的な考え方は以下のとおりで
ある。

Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ系合金において、Ｎｉが特定量
を超えると、完全オーステナイト凝固となる。この凝固
過程ではＮｂやＴｉよ残留融液中に濃化し、マトリック
スとの間に低融点の共晶物を形成する。そのため、溶接
高温割れが発生しゃすくなる。しかし、本発明者らの研
究によれば、ＴｉやＮｂの共晶物が存在していても、マ
トリックス中のＦｅ量が抑制されているなら、共晶物と
マトリックスとの融点差が小さくなり、割れ感受性が低
下することが明らかになった。したがって、中間層を高
Ｎｉ、低Ｆｅに維持しながら、合せ打倒から母材側へＮ
ｂ、Ｔｉを順次希釈して行く複数層として、母材側溶接
金属につなげて行くならば、中間層における溶接高温割
れが防止され、かつ中間層形成後に母材側を炭素鋼等で
溶接する際の中間層の割れも防止される。

本発明の第２の溶接部構造は、斯かる知見に基づき開発
されたもので、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍ。

を主成分とし、安定化元素としてＮｂ、Ｔｌの少なくと
も一方を０．１重量％以上含有する高合金またはステン
レス鋼を合せ材とし、炭素鋼または低合金鋼を母材とす
るクラッド鋼を多層溶接にて継手接合てしたクラッド鋼
の溶接部構造であって、合せ柱側溶接金属と母材側溶接
金属との間に夫々が１層または複数層からなる二種類の
中間層が介在し、合せ打倒溶接金属に隣接して形成され
た第１中間層では、母材側溶接金属に隣接して形成され
た第２中間層と接する層がＴｉ＜０．２重量％、Ｎｂ＜
０．２重量％で残部ＦｅＸＮｂ、、Ｃｒ、、Ｍ。

および不可避的不純物よりなり、他の層がＴｉ＜０．２
重量％、Ｎ　ｂ　＜０．２重量％またはＦｅ＜２０重量
％で残部Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏおよび不可避的不純物よりな
り、第２中間層では母材側溶接金属に接する層を含む少
なくとも一層がＣ＜０．０４重量％、Ｓｔ＜１．０重量
％、Ｍｎ＜２．０重量％、Ｐく０、０２５重量％、Ｓ＜
０．０１重量％、Ｎ　ｉ　＜　３．０重量％、Ｃｒ　＜
　１．０重量％、Ｍ　ｏ　＜　１．０重量％、Ｔｉ＜０
．１１量％、Ｎｂ＜０゜１重量％で残部Ｆｅおよび不可
避的不純物よりなることを特徴とするクラッド鋼の溶接
部構造である。

また、本発明の溶接方法は、本発明の第１または第２の
溶接部構造を形成するにあたり、多層溶接を合せ打倒か
ら母材側へ行うもので、合せ打倒から母材側へ多層溶接
を行うにもかかわらず、溶接金属での溶接高温割れを防
止し得る。

以下に本発明を更に詳しく説明する。

Ｏ母材 一般に用いられている炭素鋼、低合金鋼を母材とする。

炭素鋼の例としては軟鋼、高張力鋼が、また、低合金鋼
の例としてはｌＣｒ−０，５Ｍｏ鋼、２％Ｃｒ−ｌＭｏ
綱等がある。溶接材料は、母材として選択される材料の
組成に応して適宜選択され、通常は共金溶接材料が用い
られる。

○　合せ材 本発明の第１の溶接部構造では、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍ
ｏを主成分とするステンレス鋼または高Ｎｉ合金を合せ
材とする。ステンレス鋼の例とし゛では５ＵＳ３１６．
　　５ｔＪＳ３１６Ｌ、　　　５ＵＳ３１７．５ＵＳ３
１７Ｌ等がある。また、高Ｎｉ合金の例としては、Ａ１
１ｏｙ６００　（１５Ｃｒ−７５Ｎｉ）。

Ａ１１ｏｙ　Ｃ２７６（１６Ｃｒ−１６Ｎｉ−５８Ｎｉ
）等がある。

本発明の第２の溶接部構造では、合せ材にＮｂ、Ｔｉの
少なくとも一方が０．１％以上含有され、具体的には５
ＵＳ３２１．５ＵＳ３４７、Ａｌ［ｏｙ６２５　（２１
ｃｒ−６ＯＮ＋−９Ｍｏ−３，５Ｎｂ）＾１１ｏｙ８２
５　（２２Ｃｒ−４２Ｎ＋−３Ｍｏ−ＩＴｉ）等が使用
される。

溶接材料は、合せ材として選択される材料の組成に応じ
て適宜選択され、通常は合せ材と同等か、これより合金
元素（特にＭｏ　、　Ｎｉ　）か多いものが使用される
。

Ｏ中間層 本発明の第１の溶接部構造では、母材側溶接金属と接す
る層の化学成分がＣ＜０．０４重量％、Ｓｉ　＜　１．
０重量％、Ｍｎ＜２．．０重量％、Ｐ＜０．０２５重量
％、Ｓ＜０．０１重量％、Ｎ　ｉ　＜　３．０重量％、
Ｃｒ　＜　１．０重量％、Ｍ　ｏ　＜　１．０重量％、
Ｔｉ＜０゜１重量％、Ｎ　ｂ　＜Ｏ，１重量％とされ、
いずれの元素も少ないほど好ましい。その理由は次のと
おりである。

Ｃ，ＳＬ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍ。

溶接金属はオーステナイ］・マルテンサイトもしくはオ
ーステナイト／マルテンサイトフェライト／マルテンサ
イト和からなる。ｃＳ　ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ５Ｎｉ、ＭＯ
がマルテンサイト相に含有されると、その含有量が多い
ほどマルテンサイト相の硬化が著しくなる。特に、本発
明の溶接方法では中間層からＴｉ、Ｎｂを排除し、Ｃの
固定が期待できないため、硬化防止が大きな課題となる
。中間層において、これらの元素全てを制限することに
より、Ｔｉ、Ｎｂが制限されていても中間層の硬化が抑
制され、更に中間層がその上の母材側溶接金属と融合し
たときの母材側溶接金属の硬化も抑制される。硬化抑制
に対する影響は各元素によって異なるので、Ｃ＜０．０
４重量％、Ｓｉ＜１．０重量％、Ｍ　ｎ　＜　２．０重
量％、Ｃｒ　＜　１．０重量％、Ｎｉ＜３．０重量％、
ＭＯ＜１．０ｆｆｉ！１％とし、いずれの元素も少ない
ほど望ましい。

Ｐ、Ｓ、Ｎｂ、Ｔ１ Ｎｂ、ＴｌはＣｒの固定により硬化防止に寄与するが、
その一方で溶接高温割れ感受性を高める。

また、Ｐ、Ｓも溶接高温割れ感受性を高める。すなわち
、溶接高温割れは、溶接金属の凝固後期に低融点の共晶
物が生成し、固液共存状態で熱ひずみが加わることによ
り生じると言われており、これらの元素は溶接金属中に
あって凝固時に低融点の共晶物を形成しやす（、溶接高
温割れ感受性を高めるのである。本発明ではＣ，、Ｓ　
ｉ、Ｍｎ、Ｃｒ　。

Ｎｉ、Ｍｎの規制により硬化防止を図ることを前提ニ、
Ｐ、Ｓ、Ｎｂ、Ｔｉ　を制限してｌ接高１割れの防止を
図る。各元素によって溶接高温割れに対する影否力が異
なるので、Ｐ＜０．０２５重璽％、Ｓ＜０．０１ｆｆｉ
計％、Ｔ　Ｊ　＜０．１重量％、Ｎ　ｂ　＜０゜１重量
％とじ、いずれの元素も少ないほど好ましい。

中間層が一層の場合、その成分は上記成分に管理される
。？１数層の場合は、少なくとも母材側溶接金属と接す
る層が上記成分を有しておればよく、他の層は上記成分
を有する必要はない、中間層が複数層の場合の通常の考
え方は、合せ打倒から母材側へ段階的に成分を調整して
行き、母材側溶接金属と接する層または、この層を含む
母材側の２〜３層で上記成分を確保するものとする。

このような中間層を形成するためには、通常は溶接材料
として純鉄に近いものを使用し、且つ前層による稀釈を
抑え、合金成分の混入を抑えるために溶接入熱量を２０
ｋＪ／ｃｍ以下に抑えるのがよい。

本発明の第２の溶接部構造では、第１図に示すように、
中間層２０が第１中間層２１と第２中間１？！２２とか
らなり、いずれもｌまたは複数の層か構成される。なお
、１０は合せ材、１１は合せ柱側溶接金属、３０は母材
、３１は母材側溶接金属を示している。

第１中間層は合せ打倒に位置し、Ｎｉをベースとしてい
る。第１巾間屓の上に母材側溶接金属が直接形成される
と、第１中間層中にＣ，Ｎｉを含むマルテンサイト相が
生じ、第１中間層が硬化する。これを防止するために、
母材側に第２中間層を設ける。第２中間層は、本発明の
第１の溶接部・構造における中間層に該当し、詳しく説
明は省略する。第１中間眉がなく、第２中間層が直接合
せ柱側溶接金属に直接接すると、第２中間層形成の際に
第２中間層中にＮｂ、Ｔｉが多く含有され、溶接高温割
れが生じる。

第１中間層の成分範囲を図示すると、第２図のようにな
る。第１中間層での溶接高温割れを防止するには、第１
中間層か■Ｎ　ｂ　＜０．２％およびＴｉ＜０．２％、
■Ｆｅ＜２０％の少なくとも一方の条件を満足する必要
がある。その理由は、第１中間層にＮｂ５Ｔｉが多く含
有されると、低融点共晶物が形成され、凝固中に固液共
存温度範囲が広くなること、またＮｂ、Ｔｉが含有され
ていてもＦｅ量を制限すれば共晶物の生成が抑制され、
固液共存温度範囲が狭くなって割れ感受性が改善される
ことによる。

ただし、第１中間゛層の第２中間層と接する層は、へ条
件を必ず満足する必要がある。この層にＮｂ、Ｔｉが多
く含有されていると、第２中間層形成の際に第１中間層
から第２中間層にＮｂ、Ｔｉが溶は込んで、第２中間層
で溶接高温割れが生じる。

Ｎｂ、Ｔｉの制限により固液共存温度範囲が狭くなって
いるので、Ｂ条件は必ずしも必要ではないが、Ｂ条件を
排除するものではない。

０　溶接方法 本発明では、通常は、第３図（ａ）（ｔ）ｌに示される
ように、合せ材ｌＯをルート部とするＹ開先または■開
先ｔこ、合せ材ｌＯの打倒から母材３０の側へ多Ｍ［６
接を施す、開先寸法は、合せ材１０、母材３０の厚み等
に応じて適宜決定される。

溶接法としては、合せ打倒の溶接及び中間層を得るため
の溶接には、溶接入熱を抑えるためにＴ［０溶接法の適
用が好ましい。一方、母材例の溶接では、ＴｉＧ溶接法
、ＭＩＧ溶接法、被覆アーク溶接法等の通用が可能であ
る。

本発明は、母材側から合せ打倒への多層溶接に対しても
通用可能である。

（実施例３ 以下に実施例を説明する。

合せ材、母材が第１表にＣＡ、ＣＢで示す成分を有し、
合せ材、母材の厚みがそれぞれ３皺、１２■である２種
類のクラッド鋼板ＣＡ、ＣＢに第３図（ａ）に示す開先
を設けた０次に、合せ打倒からＴｉＧ溶接にて第２表に
ＨＣ，ＨＮで示す高合金溶接材料を用いて２パスの溶接
を行った。その後、高合金溶接金属の上から第２表にＰ
Ｉ、ＰＴ、ＰＮ。

ｐｐ、ｐｓ、ｐｃで示す中間層用溶接材料を用いて１〜
４バスの溶接を行い、更にその上から第２表にＣ３で示
す炭素鋼溶接材料で溶接を行い、第３図（ｂ）に示す全
９層の溶接部を形成した。

また、中間層用溶接材料を使用せずに２層目の高合金溶
接金属の上から直接炭素鋼溶接材料で７バスの溶接を行
った。溶接材料は全て外径２ＩＩｌ１ｍであり、溶接条
件は第３表に示すとおりである。

溶接後、第４図に示す側曲げ試験片を採取し、曲げ半径
１９−にて１８０度曲げ試験を行い、溶接金属の割れを
調査することにより、溶接金属の硬化および溶接高温割
れを調べた。結果をクラッド鋼溶接材料、中間層成分と
ともに第４表に示す。

中間層成分の具体的内容は、第５表に示されている。

なお、後述する第４表および第５表の説明において、本
発明規制とは、本発明の第１の溶接部構造における中間
層の成分規制のことである。

第４表において、Ｂ１はクラッド鋼ＣＡに高合金溶接材
料Ｉ　Ｃで２パスの溶接を施した後、炭素鋼溶接材料Ｃ
５で７バスの溶接を施した例である。

高合金溶接金属から炭素鋼溶接金属へ合金成分が侵入し
、炭素鋼溶接金属の硬化により曲げ延性が不足し、割れ
が生じた。

Ｂ２では、クラッド鋼ＣＡに高合金溶接材料ＨＣで２バ
ス溶接を施した後、中間層溶接材料ＰＴで２バスの溶接
を施し、更にその後で炭素鋼溶接材ｔ／４ｃｓにより５
バスの溶接を施した。形成された中間層の成分は１層目
がＳｌａ、２層目がＳ１ｂであり、その内容は第５表に
示されている。

第５表に見るように、１層目の中間層の成分Ｓ１ａはＮ
ｉ、ＣｒＳＭｏおよびＴｉｌが本発明規制外であり、２
層目の中間層の成分ＳｌｂもＴｉ量が本発明規制外であ
る。２層目の中間層でもＴｉが過剰のため、中間層を設
けているにもかかわらず溶接高温別れが発生した。

Ｂ３では、２Ｎ目の中間層においても、その成分Ｓ２ｂ
でＮｂが本発明規制外となっているため、溶接高温割れ
が発生した。

Ｂ４は、中間層を１層設けた場合であるが、その成分が
ｌａで、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏが本発明規制外のため、硬化
による割れが発生した。

Ｂ５では、中間層の１層目が３３ａ、２層目がＳ３ｂの
成分を有している。２層目でもＰが本発明規制外のため
、高温溶接割れを生じた。

Ｂ６では、中間層の１層目がＳ４ａ、２層目がＳ４ｂの
成分を有している９両層でＳが本発明規制外のため、溶
接高温割れを生じた。

Ｂ７では、中間層の１層目がＳ５ａ、２層目が５５ｂの
成分を有している。２層目でもＣ，Ｓｉ。

Ｍｎが本発明規制外のため、硬化による割れを生じた。

これらに対し、Ａ１では中間層のＩＮ目が１ａ、２層目
が１ｂの成分を有している。ｌａではＮｉ３Ｃｒ、Ｍｏ
が本発明規制外であるが、２層目の１５では全元素が本
発明規制内に制限されているため、割れを生じていない
。

Ａ２は中間層を３層設けた例である。中間層の１層目が
ｌａ、２層目がｉｂ、３層目がＩＣの成分になっており
、２層目、３層目の中間層でその成分が本発明規制を満
足しているために、割れを生していない。

Ａ３では、中間層の２層目、３層目、４１ｉ目が本発明
規制を満足するために、割れを生じていない。

Ａ４では２層目、Ａ５では２層目および３層目、八６で
は２層目の中間層が本発明規制を満足し、いずれも母材
側溶接金属と接する中間層で本発明規制が満足されてい
るた・めに、割れを生じていない。

このように、本発明規制を満足する中間層が母材側に少
なくともｌｉ影形成れていると、硬化および溶接高温割
れが防止される。

以上は本発明の第１の溶接部構造についての例である０
本発明の第２の溶接部構造についての例は次のとおりで
ある。

先ず、合せ材、母材が第１表にＣＣで示される成分を有
し、合せ材、母材の厚みがそれぞれ３謡、１２鵬である
クラッド綱板ＣＣに第３図（ａ）に示す開先を設けた０
次に、合せ打倒からＴ　１．Ｇ溶接にて第２表にＨＣ，
ＮＮで示す高合金溶接材料を用いて２パスの溶接を行っ
た。その後、高合金溶接金属の上から第２表にＰｌ、Ｎ
Ｐ、ＰＰで示す中間層用溶接材料を用いて１〜４バスの
溶接を行い、更にその上から第２表にＣ８で示す炭素ｔ
！Ａｉ接材料で溶接を行い、全１０層の溶接部を形成し
た。

また、参考のため前記實施例と同様に中間層用溶接材料
を使用せずに２層の高合金溶接金属の上から直接炭素鋼
溶接材料で７バスの溶接も行った。

溶接材料は全て外径２■であり、溶接条件は第３表に示
すとおりである。

溶接後、第４図に示す側曲げ試験片を採取し、曲げ半径
を板厚の２倍（１９ｓｓＲ）にて１８０℃曲げを行い、
表面の割れの有無を観察した。結果をクラッド＃Ａ溶接
材料、中間層成分とともに第６表に示す、中間層成分の
具体的内容は第７表に示されている。なお、以後の説明
で本発明規制とは、本発明の第２の溶接部構造における
中間層の成分規制のことである。

第６表において、Ｂ１はクラッド鋼ＣＣに高合金溶接材
料ＨＣで２バスの溶接を施した後、炭素鋼溶接材料Ｃ８
で８バスの溶接を施した例である。

高合金溶接金属から炭素＠溶接金属へ合金成分が侵入し
、炭素ｗ４溶接金属の硬化により曲げ延性が不足し、割
れが生じた。

Ｂ２では、クラッド鋼ＣＣに高合金溶接材料ＨＣで２バ
ス溶接を施した後、第２中間層溶接材料ＰＩで３バスの
溶接を施し、更にその後で炭素鋼溶接材料Ｃ３により５
パスの溶接を施した。形成された第２中間層の成分は最
終層目がＳ２ｘであり、その内容は第５表に示されると
おり、本発明規制を満足している。それにもかかわらず
、第１中間層が形成されていないために溶接高温割れが
発生２した。

Ｂ３では、本発明規制を満足する第１中間層が設けられ
ているために、溶接高温割れは生じなかったが、第２中
間層が形成されていないために、溶接金属に硬化層が生
じ、側曲げ試験で割れが生じた。

８４〜Ｂ６では第１中間層、第２中間層が設けられてい
るが、いずれか一方の成分が本発明規制外のため、溶接
高温割れが発生した。

これらに対し、Ａ１−Ａ３では、本発明規制を満足する
第１中間層および第２中間層が設けられており、溶接金
属に溶接高温割れはなく、側曲げ試験での割れも生じて
いない。

このように本発明の第２の溶接部構造では、第１の溶接
部構造では阻止し得ない合せ材中のＮｂ、Ｔｌに起因す
る割れも防止することができる。

〔発明の効果〕

本発明は、合せ打倒の溶接金属中にＣｒ、Ｍｏ。

Ｎｉ等の合金元素量が多い場合に、合せ打倒から母材側
へ多Ｎ溶接を行い、且つ母材側を低コストな炭素鋼溶接
材料で溶接するにかかわらず、その溶接金属硬化を確実
に防止し、しかも溶接高温割れを発生させない、従って
、溶接材料コストの節減が達成され、継手強度も十分な
レベルが確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溶接部構造の説明図、第２図は本
発明に係る中間層の成分範囲を示す図表、第３図は本発
明の実施例で使用された開先およびｉ８接法の説明図、
第４図は同じく試験片の説明図である。 図中、ｌＯ；合せ材、ｌｌ：合せ打倒溶接金属、３０：
母材、３１：母材側溶接金属、２０：中間層、２１：第
１中間層、２２：第２中間層ＮＩ十〇ｒ＋Ｍｏ（重量

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏを主成分とする高合金また
   はステンレス鋼を合せ材とし、炭素鋼または低合金鋼を
   母材とするクラッド鋼を多層溶接にて継手接合したクラ
   ッド鋼の溶接部構造であって、合せ材側溶接金属と母材
   側溶接金属との間に一層または複数層の中間層が介在し
   、その内の母材側溶接金属に接する層を含む少なくとも
   一層がＣ＜０．０４重量％、Ｓｉ＜１．０重量％、Ｍｎ
   ＜２．０重量％、Ｐ＜０．０２５重量％、Ｓ＜０．０１
   重量％、Ｎｉ＜３．０重量％、Ｃｒ＜１．０重量％、Ｍ
   ｏ＜１．０重量％、Ｔｉ＜０．１重量％、Ｎｂ＜０．１
   重量％で残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなることを
   特徴とするクラッド鋼の溶接部構造。 ２、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏを主成分とし、安定化元素
   としてＮｂ、Ｔｉの少なくとも一方を０．１重量％以上
   含有する高合金またはステンレス鋼を合せ材とし、炭素
   鋼または低合金鋼を母材とするクラッド鋼を多層溶接に
   て継手接合したクラッド鋼の溶接部構造であって、合せ
   材側溶接金属と母材側溶接金属との間に夫々が１層また
   は複数層からなる二種類の中間層が介在し、合せ材側溶
   接金属に隣接して形成された第１中間層では、母材側溶
   接金属に隣接して形成された第２中間層と接する層がＴ
   ｉ＜０．２重量％、Ｎｂ＜０．２重量％で残部Ｆｅ、Ｎ
   ｂ、Ｃｒ、Ｍｏおよび不可避的不純物よりなり、他の層
   がＴｉ＜０．２重量％、Ｎｂ＜０．２重量％、またはＦ
   ｅ＜２０重量％で残部Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏおよび不可避的
   不純物よりなり、第２中間層では母材側溶接金属に接す
   る層を含む少なくとも一層がＣ＜０．０４重量％、Ｓｉ
   ＜１．０重量％、Ｍｎ＜２．０重量％、Ｐ＜０．０２５
   重量％、Ｓ＜０．０１重量％、Ｎｉ＜３．０重量％、Ｃ
   ｒ＜１．０重量％、Ｍｏ＜１．０重量％、Ｔｉ＜０．１
   重量％、Ｎｂ＜０．１重量％で残部Ｆｅおよび不可避的
   不純物よりなることを特徴とするクラッド鋼の溶接部構
   造。 ３、請求項１または２に記載のクラッド鋼の溶接部構造
   を形成するにあたり、多層溶接を合せ材側から母材側へ
   行うことを特徴とするクラッド鋼の溶接方法。