JPH0557450A - 異材の溶接方法 - Google Patents
異材の溶接方法Info
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- JPH0557450A JPH0557450A JP22003291A JP22003291A JPH0557450A JP H0557450 A JPH0557450 A JP H0557450A JP 22003291 A JP22003291 A JP 22003291A JP 22003291 A JP22003291 A JP 22003291A JP H0557450 A JPH0557450 A JP H0557450A
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Abstract
抑え、初層溶接金属の割れ、溶込み不良等の欠陥の発生
を防止することにある。 【構成】 ステンレス鋼管1の開先ルート長さ3、とC
r−Mo鋼管2の開先ルート長さ4は異なり、開先ルー
ト面6の合わせ位置を開先中心線よりもCr−Mo鋼管
2側に近接して設定する。 【効果】 異材の溶接において初層溶接金属の割れ、溶
込み不良等の欠陥の発生を防止する効果が得られる。
Description
法に係り、溶接欠陥の発生を防止するに好適な異材の溶
接方法に関する。
コイル27、3次過熱器コイル28、再熱器コイル29
等は、一定間隔をおいて平行に配置された複数本の小径
管で構成され、同一コイルでも、場所により設計温度が
異なる。
料として、高温となるコイル出口側では高温強度が優れ
たCr−Mo鋼またはMo鋼などのフェライト系耐熱鋼
管22、23、26やステンレス鋼管21、24、25
を異材溶接している。これらの鋼管の突合わせ溶接部3
0は化学成分や物理的性質(熱膨張係数、熱伝導度な
ど)、機械的性質(引張強度、クリープ破断強度な
ど)、さらに金属組織学的にも異なる鋼種の溶接となる
ために、溶接時の割れ、溶接継手部の性能の確保等に問
題があり、溶接施工に際しては、溶接材料、溶接方法、
溶接条件、開先形状、の選定等を十分に検討しなければ
ならない。
て、母材の特にCr−Mo鋼希釈をできるだけ抑えるこ
とがあげられ、その要因としては、溶接条件(電流、電
圧、溶接速度など)、開先形状がある。
の異材溶接を自動TIG(TungstenInert Gas)溶接法で
行う場合の従来技術の開先形状を示し、図3はステンレ
ス鋼管31の開先長さ33と、Cr−Mo鋼管32の開
先長さ34は同じ長さであり、開先角度5も同じ角度で
ありルートギャップ37を0として、相互のルート面3
6を直接突合わせたものである。また、図4はステンレ
ス鋼管31の開先長さ33、とCr−Mo鋼管32の開
先長さ34は同じ長さであり、相互のルート面36の間
にルートギャップ37を設け、インコネル系インサート
リング41を挿入したものである。図3、図4とも、イ
ンコネル系溶接ワイヤを送給して、全層自動TIG溶接
を行うものである。
示すような上記従来技術ではCr−Mo鋼管側母材の希
釈が大きく、表1に示すように、インコネル系溶接ワイ
ヤ径1.2mmでワイヤ送給量700mm/min以下
では初層溶接金属に割れが発生することがあり、割れ発
生を防止するためにはワイヤ送給量を800mm/mi
n以上にしなければならず、溶接中のワイヤ送給量も管
理する必要がある。
表記しない溶接ワイヤ送給量が400mm/minでも
割れは発生しないが、インサートリング41の位置設定
時、ルート面に対し、リングの芯ずれがあると新たな欠
陥(溶込み不良、ビード形状不良など)が発生しやすい
だけでなくリングの設定は手動TIG溶接による仮付溶
接が必要であるため非能率的で、しかもリングの製作に
多大な費用を要する等の問題がある。
の母材の希釈を極力抑え、初層溶接金属の割れ、溶込み
不良等の溶接欠陥の発生を防止することにある。
を形成して異材を突合せ溶接する異材の溶接方法におい
て、前記開先のルート面の合わせ位置を開先中心線より
も何れか一方に近接して設定することにより達成され
る。
テナイト系耐熱鋼の双方に開先を形成して突合せ溶接す
る異材の溶接方法において、前記開先のルート面の合わ
せ位置を開先中心線よりも前記フェライト系耐熱鋼側に
近接して設定し、溶接材料としてインコネルを用いその
溶着量を3.5g/min以上とし、TIG溶接するこ
とにより達成される。
ブ溶接であることにより達成される。 上記目的は、初
層溶接金属中の成分量がNi:38.4%以上、Fe:
44.0%以下とすることにより達成される。
に相互の母材の希釈が問題となり、初層溶接時に溶接ア
ークにより溶融される開先ルート部の形状は希釈率に大
きく影響する。従って、ステンレス鋼管とCr−Mo鋼
管の異材溶接の開先ルート面の合わせ位置を開先中心線
よりもCr−Mo鋼管側に設定することにより、Cr−
Mo鋼の希釈率を抑え、溶接割れが発生し易いマルテン
サイト組織の生成を防止し、割れにくい安定したオース
テナイト組織が得られる。
の合わせ位置を開先中心線よりフェライト系耐熱鋼側に
寄せて設定した本発明の開先形状と開先ルート面の合わ
せ位置を開先中心線とした従来例の開先形状とで比較す
ると、初層溶接割れの発生しないためのNi含有量を得
るための条件は本発明の開先形状でワイヤ送給量400
mm/min、従来例の開先形状でワイヤ送給量900
mm/minとなり、本発明の開先形状は小さいワイヤ
送給量で溶接が可能となる。従って、本発明の開先形状
を採用すれば溶接条件範囲は格段に広くなり、インサー
トリングを採用する必要もないので経済的で、安定した
品質が得られる。
る。
ル、再熱器コイル等は、一定間隔をあけて平行に配置さ
れた複数の小径管で構成され、同一コイルでも、場所に
より設計温度が異なる場合が生じてくる。従って、各部
には使用条件により異種金属による継手が必要となる。
特にコイル出口側では局部的にCr−Mo鋼管とオース
テナイト系ステンレス鋼管の異種継手がある。
面図である。
ステンレス鋼管1に所定の角度で形成した開先角度5
と、母材から延長した開先ルート長さ3と、開先ルート
端部に形成した開先ルート面6と、異種継手の他方の母
材であるCr−Mo鋼管2に所定の角度で形成した開先
角度5と、母材から延長した開先ルート長さ4と、開先
ルート端部に形成した開先ルート面6とが、ルートギャ
ップ7を介して対峙している。ステンレス鋼管1の開先
ルート長さ3、とCr−Mo鋼管2の開先ルート長さ4
は異なり、開先ルート面6の合わせ位置を開先中心線よ
りもCr−Mo鋼管2側に近接して設定する。ルートギ
ャップ7は0とし、相互のルート面6を直接突合わせた
形状とし、開先中心線上に設置された図示しないTIG
溶接トーチのタングステン電極のアークによって、相互
の母材を溶融し、溶接ワイヤの添加によって溶接され
る。この時開先ルート面の合わせ位置の開先中心線から
オフセットは1〜5mmが適当であり、過大なオフセッ
トは継手部の溶込み不良の発生要因となり、また非能率
的である。また過小なオフセットでは本発明の効果が得
られない。この本実施例の開先形状により、Cr−Mo
鋼の希釈率を抑え、割れ易いマルテンサイト組織の生成
を防止し、割れにくい安定したオーステナイト組織が得
られる。また、ステンレス鋼管1の開先ルート長さ3が
3.5mm、Cr−Mo鋼管2の開先ルート長さ4が
1.5mmのとき、溶接材料としてインコネルワイヤを
用いワイヤ送給量400mm/minで溶着量を3.5
g/min以上とした時、初層溶接金属に割れは発生せ
ず、その初層溶接金属の成分はNi:43.8wt%、
Fe:38.7wt%であった。
ュブに限定されるもので無く大口径管や胴板、ボイラプ
ラント以外の石油精製プラント、石油化学プラント等の
全ての異種金属による鋼種の組合わせの継手の溶接に適
用が可能である。
異種継手の溶接方法は、Cr−Mo鋼母材の希釈を抑え
ることができるので、初層溶接金属の割れ発生防止の効
果がある。また従来技術での割れ発生限界値は、ワイヤ
送給量800mm/minであるが、本実施例の開先形
状では、ワイヤ送給量400mm/min以上であり、
広範な条件での溶接となり作業性が向上する。さらにイ
ンサートリングを採用しないため、開先合わせ作業が自
動化可能となり、仮付作業時間が不要であり、リングの
製作費もなくなり経済的で高品質の溶接部を得ることが
可能である。
ト面の合わせ位置を開先中心線よりも何れか一方に寄せ
て設定することにより、一方の母材の希釈を極力抑え、
初層溶接金属の割れ、溶込み不良等の欠陥の発生を防止
する効果が得られる。
る。
である。
を示す断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 双方に開先を形成して異材を突合せ溶接
する異材の溶接方法において、前記開先のルート面の合
わせ位置を開先中心線よりも何れか一方に近接して設定
することを特徴とする異材の溶接方法。 - 【請求項2】 フェライト系耐熱鋼とオーステナイト系
耐熱鋼の双方に開先を形成して突合せ溶接する異材の溶
接方法において、前記開先のルート面の合わせ位置を開
先中心線よりも前記フェライト系耐熱鋼側に近接して設
定し、溶接材料としてインコネルを用いその溶着量を
3.5g/min以上とし、TIG溶接することを特徴
とする異材の溶接方法。 - 【請求項3】 前記溶接は完全溶込みグルーブ溶接であ
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の異
材の溶接方法。 - 【請求項4】 初層溶接金属中の成分量がNi:38.
4%以上、Fe:44.0%以下とすることを特徴とす
る請求項2に記載の異材の溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22003291A JP3170720B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 異材の溶接方法 |
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-
1991
- 1991-08-30 JP JP22003291A patent/JP3170720B2/ja not_active Expired - Lifetime
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