JPH06182558A - 溶接ステンレス材、プロセス装置、超純水製造供給装置、超高純度ガス供給配管系及び溶接方法 - Google Patents
溶接ステンレス材、プロセス装置、超純水製造供給装置、超高純度ガス供給配管系及び溶接方法Info
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- JPH06182558A JPH06182558A JP4303681A JP30368192A JPH06182558A JP H06182558 A JPH06182558 A JP H06182558A JP 4303681 A JP4303681 A JP 4303681A JP 30368192 A JP30368192 A JP 30368192A JP H06182558 A JPH06182558 A JP H06182558A
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- welded
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、溶接部表面近傍への金属ヒューム
の発生・再付着の防止、クロム炭化物の析出量の低減が
可能な溶接方法を提供することを目的とする。また、ヒ
ュームの付着のない溶接ステンレス材、半導体製造装
置、超純水製造供給装置並びに超高純度ガス供給配管系
を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の溶接方法は、複数のステンレス材の
それぞれの所定の部分（溶接部）を溶融凝固して前記複
数のステンレス部材を接続する溶接方法において、溶接
部への入熱量を６００ジュール／ｃｍ以下とすることを
特徴とする。さらに、溶接速度を２０ｃｍ／ｍｉｎ以上
とする事を特徴とする。またステンレス材は、溶接後に
被溶接体を超純水（１５Ｌ／ｈｒの流量、６時間）で、
洗浄したときのＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ及びＭｎ溶出量の総和
が溶接長さ１ｃｍあたり０．１μｇ以下であることを特
徴とする。
の発生・再付着の防止、クロム炭化物の析出量の低減が
可能な溶接方法を提供することを目的とする。また、ヒ
ュームの付着のない溶接ステンレス材、半導体製造装
置、超純水製造供給装置並びに超高純度ガス供給配管系
を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の溶接方法は、複数のステンレス材の
それぞれの所定の部分（溶接部）を溶融凝固して前記複
数のステンレス部材を接続する溶接方法において、溶接
部への入熱量を６００ジュール／ｃｍ以下とすることを
特徴とする。さらに、溶接速度を２０ｃｍ／ｍｉｎ以上
とする事を特徴とする。またステンレス材は、溶接後に
被溶接体を超純水（１５Ｌ／ｈｒの流量、６時間）で、
洗浄したときのＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ及びＭｎ溶出量の総和
が溶接長さ１ｃｍあたり０．１μｇ以下であることを特
徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接後に金属原子等の
ヒュームの付着を防止した溶接ステンレス材、プロセス
装置、超純水製造供給装置、超高純度ガス供給配管系及
び溶接方法に関する。
ヒュームの付着を防止した溶接ステンレス材、プロセス
装置、超純水製造供給装置、超高純度ガス供給配管系及
び溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属部材の接合としてタングステンーイ
ナートガス溶接、アークガス溶接、電子ビーム溶接等が
広く用いられている。これら従来の溶接技術において
は、溶接部の表面粗度、溶融部から発生する金属ヒュ−
ムの付着について殆ど考慮が払われていない。そのた
め、溶接部において、やけの発生、表面割れ、クロム炭
化物の析出等が起こり、金属粉を中心とする不純物の発
生や機械強度の長期的な信頼性の低下という問題が生じ
る。
ナートガス溶接、アークガス溶接、電子ビーム溶接等が
広く用いられている。これら従来の溶接技術において
は、溶接部の表面粗度、溶融部から発生する金属ヒュ−
ムの付着について殆ど考慮が払われていない。そのた
め、溶接部において、やけの発生、表面割れ、クロム炭
化物の析出等が起こり、金属粉を中心とする不純物の発
生や機械強度の長期的な信頼性の低下という問題が生じ
る。
【０００３】従来の溶接技術では、溶接箇所である金属
溶融部から金属原子ならびにその塊となった金属ヒュー
ムの蒸発飛散がおこり、溶接部近傍で冷却されて再び付
着する。この付着金属は、特に腐食性ガスを流すと剥離
することが分かり、その結果プロセス雰囲気の汚染・劣
化を招くこと、特に高清浄度雰囲気が要求される半導体
製造装置、ガス供給配管系及び超純水製造供給系におい
ては大きな問題となることが分かった。
溶融部から金属原子ならびにその塊となった金属ヒュー
ムの蒸発飛散がおこり、溶接部近傍で冷却されて再び付
着する。この付着金属は、特に腐食性ガスを流すと剥離
することが分かり、その結果プロセス雰囲気の汚染・劣
化を招くこと、特に高清浄度雰囲気が要求される半導体
製造装置、ガス供給配管系及び超純水製造供給系におい
ては大きな問題となることが分かった。
【０００４】更に、従来の溶接技術では、溶接ビードは
広く、その表面は粗くなる。また、クロム炭化物の析出
が著しく、粒界腐食等が生ずるという問題がある。
広く、その表面は粗くなる。また、クロム炭化物の析出
が著しく、粒界腐食等が生ずるという問題がある。
【０００５】以上の金属ヒュームの付着、溶接部の表面
荒れ、表面クロム炭化物の析出について図を用いて更に
詳しく述ベる。従来法における配管材料のタングステン
イナートガス溶接の構成を図１３に示す。図において、
４０３はタングステン電極であり、４０１は溶接を行う
配管材料である。４０６は溶接部を示し、４０８はこの
溶融部で発生する金属ヒュームである。この金属ヒュー
ム４０８はアークガスやバックシールガスの流れにより
溶接部４０７の下流側の配管材料４０１の表面に付着
し、付着金属４０９となる。また従来の溶接法では、溶
接雰囲気は特に制御されていないため、大気が混入し溶
接部表面に焼け４０６が発生する。付着金属４０９は、
不活性ガスに対しては剥離という問題は生じないが腐食
性ガス、例えば塩化水素ガス等を流すと剥離し、ガス雰
囲気を汚染してしまう。剥離する金属としては、金属材
料に主として含まれるＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｎ等であ
り、これらがガス雰囲気中に検出されている。これらの
不純物はＬＳＩの特性を著しく劣化させるため、半導体
製造において重大な問題となっている。
荒れ、表面クロム炭化物の析出について図を用いて更に
詳しく述ベる。従来法における配管材料のタングステン
イナートガス溶接の構成を図１３に示す。図において、
４０３はタングステン電極であり、４０１は溶接を行う
配管材料である。４０６は溶接部を示し、４０８はこの
溶融部で発生する金属ヒュームである。この金属ヒュー
ム４０８はアークガスやバックシールガスの流れにより
溶接部４０７の下流側の配管材料４０１の表面に付着
し、付着金属４０９となる。また従来の溶接法では、溶
接雰囲気は特に制御されていないため、大気が混入し溶
接部表面に焼け４０６が発生する。付着金属４０９は、
不活性ガスに対しては剥離という問題は生じないが腐食
性ガス、例えば塩化水素ガス等を流すと剥離し、ガス雰
囲気を汚染してしまう。剥離する金属としては、金属材
料に主として含まれるＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｎ等であ
り、これらがガス雰囲気中に検出されている。これらの
不純物はＬＳＩの特性を著しく劣化させるため、半導体
製造において重大な問題となっている。
【０００６】従って現在ヒュームの付着のない半導体製
造装置、超純水製造供給装置、超高純度ガス供給配管系
の要望が強く、同時にヒューム付着を発生しない溶接方
法が望まれている。
造装置、超純水製造供給装置、超高純度ガス供給配管系
の要望が強く、同時にヒューム付着を発生しない溶接方
法が望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上の点に鑑み、本発
明は、溶接部表面近傍への金属ヒュームの発生・再付着
の防止、クロム炭化物の析出量の低減することを可能に
する溶接方法を提供することを目的とする。また、本発
明はヒュームの付着のない溶接ステンレス材、更にはヒ
ュームの付着のない半導体製造装置、超純水製造供給装
置並びに超高純度ガス供給配管系を提供することを目的
とする。
明は、溶接部表面近傍への金属ヒュームの発生・再付着
の防止、クロム炭化物の析出量の低減することを可能に
する溶接方法を提供することを目的とする。また、本発
明はヒュームの付着のない溶接ステンレス材、更にはヒ
ュームの付着のない半導体製造装置、超純水製造供給装
置並びに超高純度ガス供給配管系を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の溶接方法は、複
数のステンレス部材のそれぞれの所定の部分（溶接部）
を溶融凝固して前記複数のステンレス部材を接続する溶
接方法において、溶接部への入熱量を６００ジュール／
ｃｍ以下としたことを特徴とする。また、溶接速度は２
０ｃｍ／ｍｉｎ以上が望ましい。
数のステンレス部材のそれぞれの所定の部分（溶接部）
を溶融凝固して前記複数のステンレス部材を接続する溶
接方法において、溶接部への入熱量を６００ジュール／
ｃｍ以下としたことを特徴とする。また、溶接速度は２
０ｃｍ／ｍｉｎ以上が望ましい。
【０００９】さらに、本発明の溶接方法は、溶接部の表
面に対し垂直な成分を有する磁場を印加しながら溶接す
ることを特徴とする。また、配管内溶接ビードの幅を１
ｍｍ以下とすることが好ましい。さらに、溶接時に発生
するヒュームの主原因となるＭｎを低減するために、溶
接に使用するステンレス材のＭｎ含有率は、０．８重量
％以下で構成されたステンレス材を用いることが好まし
い。特に、０．５重量％以下のＭｎ含有量のステンレス
材を用いることがより好ましい。
面に対し垂直な成分を有する磁場を印加しながら溶接す
ることを特徴とする。また、配管内溶接ビードの幅を１
ｍｍ以下とすることが好ましい。さらに、溶接時に発生
するヒュームの主原因となるＭｎを低減するために、溶
接に使用するステンレス材のＭｎ含有率は、０．８重量
％以下で構成されたステンレス材を用いることが好まし
い。特に、０．５重量％以下のＭｎ含有量のステンレス
材を用いることがより好ましい。
【００１０】
【作用】本発明者は、半導体関連装置を開発する過程
で、前述したように溶接により発生するヒュームが半導
体デバイスの性能を劣化させ、素子の更なる高性能化を
阻む要因となることを見いだし、この知見を基に溶接条
件とヒューム発生の関係を鋭意研究した結果、本発明の
完成に至ったものである。
で、前述したように溶接により発生するヒュームが半導
体デバイスの性能を劣化させ、素子の更なる高性能化を
阻む要因となることを見いだし、この知見を基に溶接条
件とヒューム発生の関係を鋭意研究した結果、本発明の
完成に至ったものである。
【００１１】図１に、アーク溶接時の入熱量と発熱量の
関係を示す。図１において、縦軸は溶接後に１５Ｌ／ｈ
ｒの流量で６時間超純水を流したときのＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｎの溶出量の総和を単位溶接長について示したも
のである。図から明らかなように、溶接時に発生するヒ
ュームは、入熱量と大きく係わり、発生量は入熱量の対
数値と比例関係にある。入熱量を７０Ａ・ｓｅｃ（６０
０ジュール／ｃｍに対応）以下にするとヒュームの発生
は確認されなくなる。
関係を示す。図１において、縦軸は溶接後に１５Ｌ／ｈ
ｒの流量で６時間超純水を流したときのＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｎの溶出量の総和を単位溶接長について示したも
のである。図から明らかなように、溶接時に発生するヒ
ュームは、入熱量と大きく係わり、発生量は入熱量の対
数値と比例関係にある。入熱量を７０Ａ・ｓｅｃ（６０
０ジュール／ｃｍに対応）以下にするとヒュームの発生
は確認されなくなる。
【００１２】即ち、本発明において、入熱量は６００ジ
ュール／ｃｍ以下であり、また、同じ入熱量でも溶接速
度の速い方がヒューム発生量は少なくなる。溶接速度は
２０ｃｍ／ｍｉｎ以上が好ましく、２０ｃｍ／ｍｉｎ以
上とする事でヒューム発生量は更に低減させることがで
きる。
ュール／ｃｍ以下であり、また、同じ入熱量でも溶接速
度の速い方がヒューム発生量は少なくなる。溶接速度は
２０ｃｍ／ｍｉｎ以上が好ましく、２０ｃｍ／ｍｉｎ以
上とする事でヒューム発生量は更に低減させることがで
きる。
【００１３】さらに、電磁石または永久磁石等を用いて
溶融部に表面に対し垂直な成分を有する磁場を形成する
ことにより、溶接時に発生する金属ヒュームを溶融部に
とどめ、溶接施工部の下流側への流れをより一層防止
し、被溶接部材上に金属ヒュームが析出するのを防止す
る。また、金属溶融物は電気伝導が大きいため、上記磁
場により溶接部の平坦性は向上する。
溶融部に表面に対し垂直な成分を有する磁場を形成する
ことにより、溶接時に発生する金属ヒュームを溶融部に
とどめ、溶接施工部の下流側への流れをより一層防止
し、被溶接部材上に金属ヒュームが析出するのを防止す
る。また、金属溶融物は電気伝導が大きいため、上記磁
場により溶接部の平坦性は向上する。
【００１４】また、前記磁場は、溶融手段にて発生した
イオンまたは電子を収束させることが可能なため、ビー
ムを絞り込むことができ、溶接ビード幅を狭く仕上げる
ことが可能となる。同時に、溶接入熱量を低減すること
が可能となり、クロム炭化物の析出量は大きく低減さ
れ、粒界腐食は著しく低減される。
イオンまたは電子を収束させることが可能なため、ビー
ムを絞り込むことができ、溶接ビード幅を狭く仕上げる
ことが可能となる。同時に、溶接入熱量を低減すること
が可能となり、クロム炭化物の析出量は大きく低減さ
れ、粒界腐食は著しく低減される。
【００１５】本発明における好適な磁場の強さは、溶接
部表面で５０ガウス以上である。より好ましくは３００
ガウス以上である。３００ガウス以上でヒューム飛散防
止効果はより向上する。
部表面で５０ガウス以上である。より好ましくは３００
ガウス以上である。３００ガウス以上でヒューム飛散防
止効果はより向上する。
【００１６】磁場を印加する手段は、例えば永久磁石ま
たは電磁石が用いられる。永久磁石としては、通常アル
ニコ系の磁石が用いられるが、透磁率の高い材料の溶接
をする場合にはサマリウム・コバルト系の磁石が用いら
れる。
たは電磁石が用いられる。永久磁石としては、通常アル
ニコ系の磁石が用いられるが、透磁率の高い材料の溶接
をする場合にはサマリウム・コバルト系の磁石が用いら
れる。
【００１７】溶接部を溶融する手段としては、例えば放
電、電子ビーム、レーザーを用いたものが用いられる。
放電を用いたものとして、例えばタングステンイナート
ガス溶接、アークガス溶接等が例示される。
電、電子ビーム、レーザーを用いたものが用いられる。
放電を用いたものとして、例えばタングステンイナート
ガス溶接、アークガス溶接等が例示される。
【００１８】本発明のプロセス装置とは、半導体製造装
置、超電導薄膜製造装置、磁性薄膜製造装置、金属薄膜
製造装置、誘電体薄膜製造装置等であり、例えばスパッ
タ、蒸着、ＣＶＤ，ＰＣＶＤ，ＭＯＣＶＤ，ＭＢＥ，ド
ライエッチング、イオン注入、拡散・酸化炉等の成膜装
置及び処理装置、また、例えばオージェ電子分光、ＸＰ
Ｓ，ＳＩＭＳ，ＲＨＥＥＤ，ＴＲＥＸ等の評価装置であ
る。
置、超電導薄膜製造装置、磁性薄膜製造装置、金属薄膜
製造装置、誘電体薄膜製造装置等であり、例えばスパッ
タ、蒸着、ＣＶＤ，ＰＣＶＤ，ＭＯＣＶＤ，ＭＢＥ，ド
ライエッチング、イオン注入、拡散・酸化炉等の成膜装
置及び処理装置、また、例えばオージェ電子分光、ＸＰ
Ｓ，ＳＩＭＳ，ＲＨＥＥＤ，ＴＲＥＸ等の評価装置であ
る。
【００１９】配管内部の溶接ビード幅を従来のビード幅
からｌｍｍ以下に縮小することにより、溶接時において
ビード部下流側に付着する金属ヒュームｌが低減でき、
その結果Ｍｎ量を低減させることが可能となる。さら
に、これは溶接速度を速めることにより電流値を下げる
ことが可能となり、その結果入熱量が低減されなお一層
の効果がはかられる。
からｌｍｍ以下に縮小することにより、溶接時において
ビード部下流側に付着する金属ヒュームｌが低減でき、
その結果Ｍｎ量を低減させることが可能となる。さら
に、これは溶接速度を速めることにより電流値を下げる
ことが可能となり、その結果入熱量が低減されなお一層
の効果がはかられる。
【００２０】また、溶接ステンレス中に含まれるＭｎ量
を、現状の０．５〜０．８％からさらにそれ以下に低減
することにより、溶接時においてビード部下流側に付着
するＭｎ量をより一層低減させることが可能となる。特
に、溶接ビード幅を１ｍｍ以下に縮小した場合には、な
お一層の効果がはかられる。
を、現状の０．５〜０．８％からさらにそれ以下に低減
することにより、溶接時においてビード部下流側に付着
するＭｎ量をより一層低減させることが可能となる。特
に、溶接ビード幅を１ｍｍ以下に縮小した場合には、な
お一層の効果がはかられる。
【００２１】
【実施例】以下本発明実施例を挙げて詳細に説明する。
【００２２】（実施例１及び比較例１）１／４インチ径
（６．３５ｍｍ径）、長さ４０ｃｍのＳＵＳ３１６Ｌ配
管をタングステンイナートガス溶接法により、配管内に
Ａｒ及び５％Ｈ２を流しながら表１に示す本発明と従来
例の溶接条件でそれぞれ１０本溶接し、長さ４ｍの配管
を作製した。
（６．３５ｍｍ径）、長さ４０ｃｍのＳＵＳ３１６Ｌ配
管をタングステンイナートガス溶接法により、配管内に
Ａｒ及び５％Ｈ２を流しながら表１に示す本発明と従来
例の溶接条件でそれぞれ１０本溶接し、長さ４ｍの配管
を作製した。
【００２３】
【表１】
【００２４】その後、配管中に超純水（ＵＰＷ：ｕｌｔ
ｒａ ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ）を１０Ｌ／ｈｒの流量で
流し、配管から溶出する金属濃度を経時的に測定した。
結果を図２に示す。なお、超純水は、電気抵抗が１８．
２５ＭΩ以上のものを用いることが好ましい。
ｒａ ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ）を１０Ｌ／ｈｒの流量で
流し、配管から溶出する金属濃度を経時的に測定した。
結果を図２に示す。なお、超純水は、電気抵抗が１８．
２５ＭΩ以上のものを用いることが好ましい。
【００２５】図２が示す様に、本実施例の溶接方法で溶
接した配管の内部のヒューム付着量は、従来例に比べ無
視できる程度であり、本実施例で作製したステンレス配
管が高清浄装置に適用できることが分かった。
接した配管の内部のヒューム付着量は、従来例に比べ無
視できる程度であり、本実施例で作製したステンレス配
管が高清浄装置に適用できることが分かった。
【００２６】また、溶接後配管内部に１．４ｐｐｍの水
分を含むＨＣｌガスを２．５Ｋｇ／ｃｍ2で封入して１
２時間放置した後、配管を切断し内表面を観察したとこ
ろ、比較例１の溶接部は粒界腐食がみられたのに対し、
実施例１の溶接部に腐食は全く起こっていないことが確
認された。
分を含むＨＣｌガスを２．５Ｋｇ／ｃｍ2で封入して１
２時間放置した後、配管を切断し内表面を観察したとこ
ろ、比較例１の溶接部は粒界腐食がみられたのに対し、
実施例１の溶接部に腐食は全く起こっていないことが確
認された。
【００２７】（実施例２）図３に示すように、配管をコ
イル３０２、３０２’を巻き付け、溶接部で配管表面に
対し垂直な磁界を形成して、溶接条件は実施例１と同様
にして溶接を行い長さ４ｍの配管を作製した。
イル３０２、３０２’を巻き付け、溶接部で配管表面に
対し垂直な磁界を形成して、溶接条件は実施例１と同様
にして溶接を行い長さ４ｍの配管を作製した。
【００２８】実施例１と同様にして金属の溶出量を求め
た。磁場の強さを変えたときの溶出量の変化を図２に示
す。図２から明らかなように、磁場を印加しながら低入
熱量で溶接することにより、ヒュームの発生はより一層
抑えられることが分かる。特に３００ガウス以上では、
金属溶出は全く認められなかった。
た。磁場の強さを変えたときの溶出量の変化を図２に示
す。図２から明らかなように、磁場を印加しながら低入
熱量で溶接することにより、ヒュームの発生はより一層
抑えられることが分かる。特に３００ガウス以上では、
金属溶出は全く認められなかった。
【００２９】また、実施例１と同様に溶接後配管内部に
ＨＣｌガスを封入して１２時間放置した後、配管を切断
しない表面を観察したところ、粒界腐食は全く観察され
ず、しかも溶接のビードは更に狭くなり、また平坦とな
った。なお、本発明の実施例に示すような高速溶接（回
転数１９．８ＲＰＭ）の場合にあっては、図５に示すよ
うに、ステンレス管の外側に約０．１ｍｍの深さを有す
るすじが肉眼により認められた。それに対し、回転数
７．５ＲＰＭの場合には、かかるすじは認められなかっ
た。
ＨＣｌガスを封入して１２時間放置した後、配管を切断
しない表面を観察したところ、粒界腐食は全く観察され
ず、しかも溶接のビードは更に狭くなり、また平坦とな
った。なお、本発明の実施例に示すような高速溶接（回
転数１９．８ＲＰＭ）の場合にあっては、図５に示すよ
うに、ステンレス管の外側に約０．１ｍｍの深さを有す
るすじが肉眼により認められた。それに対し、回転数
７．５ＲＰＭの場合には、かかるすじは認められなかっ
た。
【００３０】（実施例３）１／４インチ径（６．３５ｍ
ｍ径）、長さ４０ｃｍのＥＰ（電解研磨）処理したＳＵ
Ｓ３１６Ｌ配管をタングステンイナートガス溶接法によ
り、実施例１と同様の条件で７．５ＲＰＭの２回転溶接
と７．５〜６０ＲＰＭの１回転溶接の突き合わせ自動溶
接を行った。
ｍ径）、長さ４０ｃｍのＥＰ（電解研磨）処理したＳＵ
Ｓ３１６Ｌ配管をタングステンイナートガス溶接法によ
り、実施例１と同様の条件で７．５ＲＰＭの２回転溶接
と７．５〜６０ＲＰＭの１回転溶接の突き合わせ自動溶
接を行った。
【００３１】図５に突き合わせ溶接によるビード部の表
面粗度と溶接速度との関係を示す。
面粗度と溶接速度との関係を示す。
【００３２】溶接部の内表面粗度には図５に示す挙動が
見られた。なお、図５において、表面粗度は中心線平均
粗度（Ｒａ）によって示されている。
見られた。なお、図５において、表面粗度は中心線平均
粗度（Ｒａ）によって示されている。
【００３３】３０ＲＰＭ以下の溶接速度においてはほぼ
Ｒａが０．３μｍの表面粗度をもつ溶接部表面となって
いるが、４０ＲＰＭ以上の溶接速度においては溶接速度
の増加とともにＲａの値が増加していることがわかる。
Ｒａが０．３μｍの表面粗度をもつ溶接部表面となって
いるが、４０ＲＰＭ以上の溶接速度においては溶接速度
の増加とともにＲａの値が増加していることがわかる。
【００３４】図６に各溶接条件における回転数と電流値
及び入熱量との関係を示す。
及び入熱量との関係を示す。
【００３５】図６中（○）が突き合わせ自動溶接の入熱
量を示している。３０ＲＰＭを超えると入熱量がほぼ一
定の値に収束していることがわかる。
量を示している。３０ＲＰＭを超えると入熱量がほぼ一
定の値に収束していることがわかる。
【００３６】図７に溶接条件の違いによるビード部近傍
における最表面でのＭｎ含有率を示す。すなわち、溶接
部を中心として、バックシールデイングガスの流れ方向
に対し上流側１５ｍｍ、下流側３５ｍｍの範囲における
配管内面のＭｎ付着量を評価した結果である。
における最表面でのＭｎ含有率を示す。すなわち、溶接
部を中心として、バックシールデイングガスの流れ方向
に対し上流側１５ｍｍ、下流側３５ｍｍの範囲における
配管内面のＭｎ付着量を評価した結果である。
【００３７】７．５ＲＰＭで２回転溶接による結果が、
Ｍｎ付着量が最も多く、溶接速度が上昇するにつれＭｎ
付着量が低減していることがわかる。
Ｍｎ付着量が最も多く、溶接速度が上昇するにつれＭｎ
付着量が低減していることがわかる。
【００３８】図８に溶接条件の違いによる超純水清浄
（リンス）の金属ヒューム除去効果を示す。
（リンス）の金属ヒューム除去効果を示す。
【００３９】すなわち、溶接部近傍に付着した金属ヒュ
ームを１８．２５ＭΩ以上の超純水で洗浄する場合の洗
浄効果を溶接速度似たいし確認した結果である。
ームを１８．２５ＭΩ以上の超純水で洗浄する場合の洗
浄効果を溶接速度似たいし確認した結果である。
【００４０】溶接速度が上昇するにつれ金属ヒュームの
付着量が減少するため、洗浄を繰り返す毎に金属ヒュー
ムの減少傾向が速くなっている。
付着量が減少するため、洗浄を繰り返す毎に金属ヒュー
ムの減少傾向が速くなっている。
【００４１】図８の結果より、溶接部近傍に付着した金
属ヒュームの総量わかり、その結果を図９に溶接速度と
発生した金属ヒューム量との関係として示す。
属ヒュームの総量わかり、その結果を図９に溶接速度と
発生した金属ヒューム量との関係として示す。
【００４２】ほぼ３０ＲＰＭ近傍の溶接速度において金
属ヒュームの付着量が一定化しており、図６に示した溶
接部への入熱量の結果と近似している。
属ヒュームの付着量が一定化しており、図６に示した溶
接部への入熱量の結果と近似している。
【００４３】結局、溶接部内表面の表面粗度、溶接部へ
の入熱量、金属ヒュームの発生量の観点から見て、３０
ＲＰＭ近傍における溶接条件が最適であることがわか
る。
の入熱量、金属ヒュームの発生量の観点から見て、３０
ＲＰＭ近傍における溶接条件が最適であることがわか
る。
【００４４】なお、１／２インチ径（１２．７ｍｍ径）
のものについても上記と同様の結果が得られた。
のものについても上記と同様の結果が得られた。
【００４５】（実施例４）図ｌ０に溶接ビード幅１ｍｍ
における溶接条件の違いによるビード部近傍における最
表面でのＭｎ含有率を示す。すなわち、溶接部を中心と
して、バックシールガスの流れ方向に対し上流側ｌ５ｍ
ｍ、下流側３５ｍｍの範囲における配管内面のＭｎ付着
量を評価した結果である。
における溶接条件の違いによるビード部近傍における最
表面でのＭｎ含有率を示す。すなわち、溶接部を中心と
して、バックシールガスの流れ方向に対し上流側ｌ５ｍ
ｍ、下流側３５ｍｍの範囲における配管内面のＭｎ付着
量を評価した結果である。
【００４６】この結果から、図７に示す溶接ビード幅２
ｍｍでのＭｎ付着量と比較してビード幅を１ｍｍに縮小
することによりＭｎ付着量は低減していることがわか
る。図ｌｌに各溶接速度における溶接ビード部から下流
３５ｍｍ秒範囲で付着したＭｎの総量と溶接ビード幅と
の関係を示す。なお、この図において７．５回転２周溶
接でのＭｎの総量を１００とする。
ｍｍでのＭｎ付着量と比較してビード幅を１ｍｍに縮小
することによりＭｎ付着量は低減していることがわか
る。図ｌｌに各溶接速度における溶接ビード部から下流
３５ｍｍ秒範囲で付着したＭｎの総量と溶接ビード幅と
の関係を示す。なお、この図において７．５回転２周溶
接でのＭｎの総量を１００とする。
【００４７】この図から溶接ビード幅が一定の場合、溶
接速度が速くなるにつれＭｎの総量は減少し、溶接速度
が一定の場合はビード幅が縮小するにつれてＭｎ総量は
減少することが分かる。図１２に３種類のＭｎ含有率の
異なる溶接ステンレス材を用いて、各溶接速度における
ビード部下流側に付着した最表面のＭｎ量を測定した結
果を示す。ここで、Ｍｎ含有率としては０．２４％、
０．６５％、１．７％のステンレス材をそれぞれ用い
た。又、溶接ビード幅は１ｍｍとしビード部から下流３
５ｍｍの範囲で付着したＭｎの総量を相対的に比較し
た。７．５回転２周溶接でのＭｎの総量をｌ００とす
る。この結果から、溶接ステンレス中に含まれるＭｎ量
が少ないほど溶接時に発生するＭｎヒューム量は減少
し、これは溶接速度が速くなるほどその効果がより一層
高められる。
接速度が速くなるにつれＭｎの総量は減少し、溶接速度
が一定の場合はビード幅が縮小するにつれてＭｎ総量は
減少することが分かる。図１２に３種類のＭｎ含有率の
異なる溶接ステンレス材を用いて、各溶接速度における
ビード部下流側に付着した最表面のＭｎ量を測定した結
果を示す。ここで、Ｍｎ含有率としては０．２４％、
０．６５％、１．７％のステンレス材をそれぞれ用い
た。又、溶接ビード幅は１ｍｍとしビード部から下流３
５ｍｍの範囲で付着したＭｎの総量を相対的に比較し
た。７．５回転２周溶接でのＭｎの総量をｌ００とす
る。この結果から、溶接ステンレス中に含まれるＭｎ量
が少ないほど溶接時に発生するＭｎヒューム量は減少
し、これは溶接速度が速くなるほどその効果がより一層
高められる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、溶
融部から発生した金属フュームによる溶接部表面近傍の
付着金属の汚染が低減でき、るクロム炭化物の析出量の
低減することが可能となる。
融部から発生した金属フュームによる溶接部表面近傍の
付着金属の汚染が低減でき、るクロム炭化物の析出量の
低減することが可能となる。
【００４９】また、溶融部表面に対し垂直な成分を有す
る磁場を設けることにより、金属ヒュームの発生・再付
着を一層防止でき、被溶接体の汚染を防止することが可
能となる。更には溶接部表面の平坦性向上並びに溶接ビ
ード幅の縮小化が可能となる。
る磁場を設けることにより、金属ヒュームの発生・再付
着を一層防止でき、被溶接体の汚染を防止することが可
能となる。更には溶接部表面の平坦性向上並びに溶接ビ
ード幅の縮小化が可能となる。
【００５０】本発明の溶接方法により、ヒューム付着の
ないステンレス材、プロセス装置、超高純度ガス供給配
管系、超純水製造供給装置等を提供することが可能とな
る。
ないステンレス材、プロセス装置、超高純度ガス供給配
管系、超純水製造供給装置等を提供することが可能とな
る。
【図１】入熱量とヒューム発生量の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図２】超純水で洗浄したときの金属溶出量を示すグラ
フである。
フである。
【図３】実施例２の溶接方法を示す概略図である。
【図４】高速溶接時に発生するすじを示すステンレス材
の外観図である。
の外観図である。
【図５】突き合わせ溶接によるビード部の表面粗度と溶
接速度との関係を示すグラフである。
接速度との関係を示すグラフである。
【図６】各溶接条件における回転数と電流値及び入熱量
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図７】溶接条件の違いによるビード部近傍における最
表面でのＭｎ含有率を示すグラフである。
表面でのＭｎ含有率を示すグラフである。
【図８】溶接条件の違いによる超純水清浄（リンス）の
金属ヒューム除去効果を示すグラフである。
金属ヒューム除去効果を示すグラフである。
【図９】溶接速度と発生した金属ヒューム量との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図１０】ビード幅のＭｎ付着量に与える影響を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図１１】ビード幅及び溶接速度のＭｎ付着量に与える
影響を示すグラフである
影響を示すグラフである
【図１２】ステンレス母材中のＭｎ含有量のＭｎ付着量
に与える影響を示すグラフである
に与える影響を示すグラフである
【図１３】従来の溶接方法を示す概念図である。
３０１，３０１’ 溶接ステンレス管、 ３０２、３０２’ コイル ３０３ 電極、 ３０４ 絶縁体、 ４０６ 焼け、 ４０７ 溶接部、 ４０８ ヒューム、 ４０９ 金属付着物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 9/095 ５０１ Ｂ 7920−4Ｅ 9/23 Ｂ 7920−4Ｅ (72)発明者 中村 雅一 埼玉県東松山市新郷75番１号大阪酸素工業 株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 溶接後に溶接放しの被溶接体を、１５Ｌ
／ｈｒの流量で６時間超純水で洗浄したときのＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ及びＭｎ溶出量の総和が溶接長さ１ｃｍあたり
０．１μｇ以下であることを特徴とするステンレス材。 - 【請求項２】 溶接後に溶接放しの被溶接体を、１５Ｌ
／ｈｒの流量で６時間超純水で洗浄したときのＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ及びＭｎ溶出量の総和が溶接長さ１ｃｍあたり
０．１μｇ以下であるステンレス材により構成されたプ
ロセス装置。 - 【請求項３】 溶接後に溶接放しの被溶接体を、１５Ｌ
／ｈｒの流量で６時間超純水で洗浄したときのＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ及びＭｎ溶出量の総和が溶接長さ１ｃｍあたり
０．１μｇ以下であるステンレス材により構成された超
純水製造供給装置。 - 【請求項４】 溶接後に溶接放しの被溶接体を、１５Ｌ
／ｈｒの流量で６時間超純水で洗浄したときのＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ及びＭｎ溶出量の総和が溶接長さ１ｃｍあたり
０．１μｇ以下であるステンレス材により構成された超
高純度ガス供給装置。 - 【請求項５】 複数のステンレス材のそれぞれの所定の
部分（溶接部）を溶融凝固して前記複数のステンレス部
材を接続する溶接方法において、溶接部への入熱量を６
００ジュール／ｃｍ以下とすることを特徴とするステン
レス溶接方法。 - 【請求項６】 溶接速度を２０ｃｍ／ｍｉｎ以上とする
ことを特徴とする請求項５記載のステンレス溶接方法。 - 【請求項７】 前記溶接部の表面に対し垂直な成分を有
する磁場を印加しながら溶接することを特徴とする請求
項５または６記載のステンレス溶接方法。 - 【請求項８】 前記溶接部における磁場の強さは、５０
ガウス以上であることを特徴とする請求項７記載のステ
ンレス溶接方法。 - 【請求項９】 配管内部の溶接ビード幅を１ｍｍ以下と
することを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項
記載のステンレス溶接方法。 - 【請求項１０】 溶接ステンレス材として材料中に含ま
れるＭｎ含有量が、０．８重量％以下で構成されたステ
ンレス材を用いることを特徴とする請求項５ないし９の
いずれか１項記載のステンレス溶接方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30368192A JP3261768B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-11-13 | 溶接ステンレス材、プロセス装置、超純水製造供給装置、超高純度ガス供給配管系及び溶接方法 |
| EP93910411A EP0642872A1 (en) | 1992-05-29 | 1993-05-28 | Welding stainless material, process apparatus, ultra-pure water feeding apparatus, ultrahigh-pure gas feeding piping system, and welding method |
| PCT/JP1993/000719 WO1993024268A1 (en) | 1992-05-29 | 1993-05-28 | Welding stainless material, process apparatus, ultra-pure water feeding apparatus, ultrahigh-pure gas feeding piping system, and welding method |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16437592 | 1992-05-29 | ||
| JP4-282711 | 1992-10-21 | ||
| JP28271192 | 1992-10-21 | ||
| JP4-164375 | 1992-10-21 | ||
| JP30368192A JP3261768B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-11-13 | 溶接ステンレス材、プロセス装置、超純水製造供給装置、超高純度ガス供給配管系及び溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06182558A true JPH06182558A (ja) | 1994-07-05 |
| JP3261768B2 JP3261768B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=27322321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30368192A Expired - Lifetime JP3261768B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-11-13 | 溶接ステンレス材、プロセス装置、超純水製造供給装置、超高純度ガス供給配管系及び溶接方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0642872A1 (ja) |
| JP (1) | JP3261768B2 (ja) |
| WO (1) | WO1993024268A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6129098A (en) * | 1997-08-29 | 2000-10-10 | Kabushiki Kaisha Ultraclean Technology Research Institute | Apparatus for injecting constant quantitative chemicals and a method thereof |
| US6220500B1 (en) | 1997-08-08 | 2001-04-24 | Tadahiro Ohmi | Welding method for fluorine-passivated member for welding, fluorine-passivation method after being weld, and welded parts |
| US6348157B1 (en) | 1997-06-13 | 2002-02-19 | Tadahiro Ohmi | Cleaning method |
| US6462298B1 (en) | 1997-03-20 | 2002-10-08 | Fujikin Inc. | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head and welding method |
| US6940034B2 (en) | 1997-03-20 | 2005-09-06 | Tadahiro Ohmi | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head, and welding method |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57159514A (en) * | 1981-03-28 | 1982-10-01 | Tsuchiya Mfg Co Ltd | Chemical resistant filter and preparation thereof |
| JPS59209488A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 完全オ−ステナイト系ステンレス鋼の溶接方法 |
| JP2517727B2 (ja) * | 1987-07-25 | 1996-07-24 | 忠弘 大見 | 半導体製造装置用ステンレス鋼部材の製造方法 |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP30368192A patent/JP3261768B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-05-28 EP EP93910411A patent/EP0642872A1/en not_active Withdrawn
- 1993-05-28 WO PCT/JP1993/000719 patent/WO1993024268A1/ja not_active Application Discontinuation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6462298B1 (en) | 1997-03-20 | 2002-10-08 | Fujikin Inc. | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head and welding method |
| US6940034B2 (en) | 1997-03-20 | 2005-09-06 | Tadahiro Ohmi | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head, and welding method |
| US8420974B2 (en) | 1997-03-20 | 2013-04-16 | Tadahiro Ohmi | Long life welding electrode and its fixing structure, welding head, and welding method |
| US6348157B1 (en) | 1997-06-13 | 2002-02-19 | Tadahiro Ohmi | Cleaning method |
| US6220500B1 (en) | 1997-08-08 | 2001-04-24 | Tadahiro Ohmi | Welding method for fluorine-passivated member for welding, fluorine-passivation method after being weld, and welded parts |
| US6818320B2 (en) | 1997-08-08 | 2004-11-16 | Tadahiro Ohmi | Welding method for welded members subjected to fluoride passivation treatment, fluoride passivation retreatment method, and welded parts |
| US6962283B2 (en) | 1997-08-08 | 2005-11-08 | Tadahiro Ohmi | Welding method for fluorine-passivated member for welding, fluorine-passivated method after being weld, and welded parts priority data |
| US6129098A (en) * | 1997-08-29 | 2000-10-10 | Kabushiki Kaisha Ultraclean Technology Research Institute | Apparatus for injecting constant quantitative chemicals and a method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3261768B2 (ja) | 2002-03-04 |
| EP0642872A1 (en) | 1995-03-15 |
| WO1993024268A1 (en) | 1993-12-09 |
| EP0642872A4 (ja) | 1995-03-29 |
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