JPH06320280A - 両面クラッド複層鋼材の突合せ溶接方法 - Google Patents
両面クラッド複層鋼材の突合せ溶接方法Info
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- JPH06320280A JPH06320280A JP9492493A JP9492493A JPH06320280A JP H06320280 A JPH06320280 A JP H06320280A JP 9492493 A JP9492493 A JP 9492493A JP 9492493 A JP9492493 A JP 9492493A JP H06320280 A JPH06320280 A JP H06320280A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭素鋼または低合金鋼を内層材とし、オース
テナイト系ステンレス鋼またはＮｉ基合金を表面材とす
る両面クラッド複層鋼材を突合せ溶接する場合に、表層
部の耐食性を確保しつつ成分希釈による割れ発生を防止
する方法を提供する。 【構成】 両面クラッド複層鋼材のＴＩＧ溶接法による
突合せ溶接において、開先をＶ開先とし、まず、開先底
面側の表面材のみを高合金成分のステンレス鋼またはＮ
ｉ基合金ワイヤを用いて溶接を行い、ついで重量％で、
Ｃｒ：２２〜２５％、Ｎｉ：１３〜２０％含有するステ
ンレス鋼ワイヤを用いて開先開口部側表面材の底面近く
まで溶接を行い、ついで表面材と同等以上の高合金成分
のステンレス鋼またはＮｉ基合金ワイヤを用いて溶接す
る。
テナイト系ステンレス鋼またはＮｉ基合金を表面材とす
る両面クラッド複層鋼材を突合せ溶接する場合に、表層
部の耐食性を確保しつつ成分希釈による割れ発生を防止
する方法を提供する。 【構成】 両面クラッド複層鋼材のＴＩＧ溶接法による
突合せ溶接において、開先をＶ開先とし、まず、開先底
面側の表面材のみを高合金成分のステンレス鋼またはＮ
ｉ基合金ワイヤを用いて溶接を行い、ついで重量％で、
Ｃｒ：２２〜２５％、Ｎｉ：１３〜２０％含有するステ
ンレス鋼ワイヤを用いて開先開口部側表面材の底面近く
まで溶接を行い、ついで表面材と同等以上の高合金成分
のステンレス鋼またはＮｉ基合金ワイヤを用いて溶接す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素鋼または低合金鋼
を内層材（ベースメタル、母材）とし、オーステナイト
系ステンレス鋼またはＮｉ基合金を表面材（クラッディ
ング、合わせ材）とする両面クラッド複層鋼材を突合せ
溶接する方法に関するものである。
を内層材（ベースメタル、母材）とし、オーステナイト
系ステンレス鋼またはＮｉ基合金を表面材（クラッディ
ング、合わせ材）とする両面クラッド複層鋼材を突合せ
溶接する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、経済性の観点から腐食環境での構
造用部材として、表面材をステンレス鋼やＮｉ基合金と
したクラッド鋼の適用が増加している。これらの溶接に
おいては、表面材および表面材同士の溶接金属が内層材
炭素鋼と同等成分のワイヤにより溶融されると、溶接金
属がステンレス鋼側からの希釈により、硬くて脆いマル
テンサイト組織となり、割れ発生などの問題を生じるこ
とがある。そこで、これらクラッド鋼の溶接方法として
は、特開昭５８−１６７０９４、特開昭６０−８３７９
７、特開平２−２２４８７３などの公報に開示されてい
るように、ステンレス鋼表面材同士の溶接金属の上に所
定組成の中間層を溶接し、さらにその上に内層材炭素鋼
と同等成分のワイヤで溶接する方法が示されている。
造用部材として、表面材をステンレス鋼やＮｉ基合金と
したクラッド鋼の適用が増加している。これらの溶接に
おいては、表面材および表面材同士の溶接金属が内層材
炭素鋼と同等成分のワイヤにより溶融されると、溶接金
属がステンレス鋼側からの希釈により、硬くて脆いマル
テンサイト組織となり、割れ発生などの問題を生じるこ
とがある。そこで、これらクラッド鋼の溶接方法として
は、特開昭５８−１６７０９４、特開昭６０−８３７９
７、特開平２−２２４８７３などの公報に開示されてい
るように、ステンレス鋼表面材同士の溶接金属の上に所
定組成の中間層を溶接し、さらにその上に内層材炭素鋼
と同等成分のワイヤで溶接する方法が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の溶接方法はいずれも表面材が片面のみの場合であっ
て、両表面が表面材からなる両面複層クラッド鋼の溶接
には適用できない。すなわち、最上層を炭素鋼と同等成
分のワイヤで溶接した場合、表層側のステンレス鋼表面
材が溶融し、割れ発生などの問題が生じる。
の溶接方法はいずれも表面材が片面のみの場合であっ
て、両表面が表面材からなる両面複層クラッド鋼の溶接
には適用できない。すなわち、最上層を炭素鋼と同等成
分のワイヤで溶接した場合、表層側のステンレス鋼表面
材が溶融し、割れ発生などの問題が生じる。
【０００４】そこで、本発明は、炭素鋼または低合金鋼
を内層材とし、オーステナイト系ステンレス鋼またはＮ
ｉ基合金を表面材とする両面クラッド複層鋼材の突合せ
溶接において、溶接欠陥がなく、良好な機械的特性を有
し、かつ、表層部の耐食性が表面材と同等となる溶接部
を確保することを目的とした溶接方法を提供するもので
ある。
を内層材とし、オーステナイト系ステンレス鋼またはＮ
ｉ基合金を表面材とする両面クラッド複層鋼材の突合せ
溶接において、溶接欠陥がなく、良好な機械的特性を有
し、かつ、表層部の耐食性が表面材と同等となる溶接部
を確保することを目的とした溶接方法を提供するもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、炭素鋼または低合金鋼を内層材と
し、オーステナイト系ステンレス鋼またはＮｉ基合金を
表面材とする両面クラッド複層鋼材のＴＩＧ溶接法によ
る突合せ溶接において、該複層鋼材溶接部端面の開先を
Ｖ開先とし、まず、開先底面側の表面材のみをそれと同
等またはそれ以上の高合金成分のステンレス鋼またはＮ
ｉ基合金ワイヤを用いて溶接を行い、ついで重量％で、
Ｃｒ：２２〜２５％、Ｎｉ：１３〜２０％含有するステ
ンレス鋼ワイヤを用いて開先開口部側表面材の底面近く
まで溶接を行い、ついで表面材と同等またはそれ以上の
高合金成分のステンレス鋼またはＮｉ基合金ワイヤを用
いて溶接し表層部を形成することを特徴とする両面クラ
ッド複層鋼材の突合せ溶接方法である。また、開先底面
側表面材を溶接時のＴＩＧトーチの角度を８〜２５°の
前進角とすること、少なくとも初層溶接時にはＴＩＧト
ーチを振幅：０．５〜２ｍｍ、周期：３０〜６０周期／
分のウィービングをさせながら溶接することも特徴とす
る。
するものであって、炭素鋼または低合金鋼を内層材と
し、オーステナイト系ステンレス鋼またはＮｉ基合金を
表面材とする両面クラッド複層鋼材のＴＩＧ溶接法によ
る突合せ溶接において、該複層鋼材溶接部端面の開先を
Ｖ開先とし、まず、開先底面側の表面材のみをそれと同
等またはそれ以上の高合金成分のステンレス鋼またはＮ
ｉ基合金ワイヤを用いて溶接を行い、ついで重量％で、
Ｃｒ：２２〜２５％、Ｎｉ：１３〜２０％含有するステ
ンレス鋼ワイヤを用いて開先開口部側表面材の底面近く
まで溶接を行い、ついで表面材と同等またはそれ以上の
高合金成分のステンレス鋼またはＮｉ基合金ワイヤを用
いて溶接し表層部を形成することを特徴とする両面クラ
ッド複層鋼材の突合せ溶接方法である。また、開先底面
側表面材を溶接時のＴＩＧトーチの角度を８〜２５°の
前進角とすること、少なくとも初層溶接時にはＴＩＧト
ーチを振幅：０．５〜２ｍｍ、周期：３０〜６０周期／
分のウィービングをさせながら溶接することも特徴とす
る。
【０００６】
【作用】本発明者らは、両面クラッド複層鋼材をＴＩＧ
溶接で突合せ溶接する最も好ましい方法について系統的
に検討を行った。すなわち、Ｃｒ，Ｎｉの２成分の複合
添加を基本に作製した溶接ワイヤで溶接継手を作製し、
溶接部の割れ調査および曲げ試験を実施した。この結
果、上記方法による溶接を行うことにより、溶接割れが
発生せず、かつ良好な曲げ延性が確保されることを見出
した。
溶接で突合せ溶接する最も好ましい方法について系統的
に検討を行った。すなわち、Ｃｒ，Ｎｉの２成分の複合
添加を基本に作製した溶接ワイヤで溶接継手を作製し、
溶接部の割れ調査および曲げ試験を実施した。この結
果、上記方法による溶接を行うことにより、溶接割れが
発生せず、かつ良好な曲げ延性が確保されることを見出
した。
【０００７】図１は本発明における溶接部の断面図で
（ａ）は開先形状、（ｂ）は溶接後の状態を示す図であ
る。以下、図１の参照符号を用いて説明すると、オース
テナイト系ステンレス鋼またはＮｉ基合金を表面材１，
２とし、炭素鋼または低合金鋼を内層材３とする板厚ｔ
の両面クラッド複層鋼材にＶ開先を設ける（開先角度
（θ）：６０°、ルート間隔（ｄ）３〜４ｍｍ）。次
に、表面材１と同等または高合金成分のステンレス鋼ま
たはＮｉ基合金ワイヤを用いてＴＩＧ溶接を行い初層ビ
ード４を形成させる。このように表面材と同等以上の合
金成分のワイヤを用いるのは溶接部の耐食性を十分に確
保するためである。この場合ＴＩＧトーチを８〜２５°
前進角とし、振幅：０．５〜２ｍｍ、３０〜６０周期／
分のウィービング操作を行うことにより良好な裏波ビー
ドが形成されることを見出した。これら条件から外れる
と溶接金属の溶け落ちを生じたり裏面まで十分な溶け込
みが得られなくなる。なお前進角θは図２に示したよう
にＴＩＧトーチを進行方向８と反対側に傾けるものであ
る。ここで１０は被溶接材である。
（ａ）は開先形状、（ｂ）は溶接後の状態を示す図であ
る。以下、図１の参照符号を用いて説明すると、オース
テナイト系ステンレス鋼またはＮｉ基合金を表面材１，
２とし、炭素鋼または低合金鋼を内層材３とする板厚ｔ
の両面クラッド複層鋼材にＶ開先を設ける（開先角度
（θ）：６０°、ルート間隔（ｄ）３〜４ｍｍ）。次
に、表面材１と同等または高合金成分のステンレス鋼ま
たはＮｉ基合金ワイヤを用いてＴＩＧ溶接を行い初層ビ
ード４を形成させる。このように表面材と同等以上の合
金成分のワイヤを用いるのは溶接部の耐食性を十分に確
保するためである。この場合ＴＩＧトーチを８〜２５°
前進角とし、振幅：０．５〜２ｍｍ、３０〜６０周期／
分のウィービング操作を行うことにより良好な裏波ビー
ドが形成されることを見出した。これら条件から外れる
と溶接金属の溶け落ちを生じたり裏面まで十分な溶け込
みが得られなくなる。なお前進角θは図２に示したよう
にＴＩＧトーチを進行方向８と反対側に傾けるものであ
る。ここで１０は被溶接材である。
【０００８】次に、この初層ビード４の上に、重量％
で、Ｃｒ：２２〜２５％、Ｎｉ：１３〜２０％含有する
ステンレス鋼ワイヤを用い、ビード（溶接金属）５を表
面材２の底面近くまで形成させる。なお、このさい前記
と同様の溶接トーチのウィービングを行うと溶着量を増
大させ高能率で溶接を行うことができる。ここで、上記
ワイヤの各元素含有量の限定理由について述べる。
で、Ｃｒ：２２〜２５％、Ｎｉ：１３〜２０％含有する
ステンレス鋼ワイヤを用い、ビード（溶接金属）５を表
面材２の底面近くまで形成させる。なお、このさい前記
と同様の溶接トーチのウィービングを行うと溶着量を増
大させ高能率で溶接を行うことができる。ここで、上記
ワイヤの各元素含有量の限定理由について述べる。
【０００９】Ｃｒ：２２〜２５％ Ｃｒが２２％未満となると内層材３からの希釈を受け、
溶接金属５が硬くて脆いマルテンサイト組織となり割れ
が生じやすい。また、２５％超となると、溶接熱サイク
ル中のσ相析出を促進するため、延性、靭性の低下が著
しい。したがって、２２〜２５％に限定した。
溶接金属５が硬くて脆いマルテンサイト組織となり割れ
が生じやすい。また、２５％超となると、溶接熱サイク
ル中のσ相析出を促進するため、延性、靭性の低下が著
しい。したがって、２２〜２５％に限定した。
【００１０】Ｎｉ：１３〜２０％ Ｎｉはオーステナイト生成元素であり、フェライト生成
元素であるＣｒとのバランスのもとにオーステナイト組
織を安定させ、延性、靭性を維持させる上で有効であ
る。この観点から１３％以上の含有が必要である。ま
た、２０％超となるとＣｒ含有量が２２〜２５％ではオ
ーステナイト単相となり、溶接高温割れが生じやすくな
る。したがって、１３〜２０％に限定した。
元素であるＣｒとのバランスのもとにオーステナイト組
織を安定させ、延性、靭性を維持させる上で有効であ
る。この観点から１３％以上の含有が必要である。ま
た、２０％超となるとＣｒ含有量が２２〜２５％ではオ
ーステナイト単相となり、溶接高温割れが生じやすくな
る。したがって、１３〜２０％に限定した。
【００１１】最後に、表面材２と同等または高合金成分
のステンレス鋼あるいはＮｉ基合金ワイヤを用いて溶接
を行い、ビード６を形成させる。
のステンレス鋼あるいはＮｉ基合金ワイヤを用いて溶接
を行い、ビード６を形成させる。
【００１２】
【実施例】表面材ＪＩＳ規格ＳＵＳ３１６Ｌ（各々厚み
２ｍｍ）、内層材がＳＭ４００からなる板厚２０ｍｍの
両面クラッド複層鋼材に図１（ａ）に示すＶ形開先を設
け、表１の溶接ワイヤを用いて、表２の組合せによりＴ
ＩＧ溶接を行った。その後、各溶接部についてＲ＝２ｔ
の側曲げ試験を実施し、その結果を表２に合せて示す。
２ｍｍ）、内層材がＳＭ４００からなる板厚２０ｍｍの
両面クラッド複層鋼材に図１（ａ）に示すＶ形開先を設
け、表１の溶接ワイヤを用いて、表２の組合せによりＴ
ＩＧ溶接を行った。その後、各溶接部についてＲ＝２ｔ
の側曲げ試験を実施し、その結果を表２に合せて示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】表２の番号１，２は比較例であり、各溶接
ビードの外観は良好であったが、側曲げ試験の結果、割
れが発生した。また、番号３も比較例で、ビード５（図
１（ｂ））を形成時に高温割れが発生した。一方、本発
明である番号４，５の試験体では溶接時および溶接後の
割れ試験においても割れは発生せず良好な溶接継手が得
られた。したがって、以上の結果より、本発明の溶接方
法は比較例に比べ、溶接部の欠陥が無く、良好な機械的
特性が得られる溶接法であることが明らかである。
ビードの外観は良好であったが、側曲げ試験の結果、割
れが発生した。また、番号３も比較例で、ビード５（図
１（ｂ））を形成時に高温割れが発生した。一方、本発
明である番号４，５の試験体では溶接時および溶接後の
割れ試験においても割れは発生せず良好な溶接継手が得
られた。したがって、以上の結果より、本発明の溶接方
法は比較例に比べ、溶接部の欠陥が無く、良好な機械的
特性が得られる溶接法であることが明らかである。
【００１６】
【発明の効果】従来の片面クラッド鋼材の溶接方法では
困難であった両面クラッド複層鋼材の突合せ溶接に本発
明を適用することにより、複層鋼材の持つ特性と同等の
特性を有する溶接継手を得ることができる。したがっ
て、新たな素材の利用加工に広く適用できる技術であ
り、産業上の効果は極めて顕著である。
困難であった両面クラッド複層鋼材の突合せ溶接に本発
明を適用することにより、複層鋼材の持つ特性と同等の
特性を有する溶接継手を得ることができる。したがっ
て、新たな素材の利用加工に広く適用できる技術であ
り、産業上の効果は極めて顕著である。
【図１】本発明における溶接部の断面図で（ａ）は開先
形状、（ｂ）は溶接後の状態を示す
形状、（ｂ）は溶接後の状態を示す
【図２】ＴＩＧトーチの前進角を説明する図
１，２ 表面材 ３ 内層材 ４，５，６ ビード ７ ＴＩＧトーチ ８ 溶接進行方向
Claims (3)
- 【請求項１】 炭素鋼または低合金鋼を内層材とし、オ
ーステナイト系ステンレス鋼またはＮｉ基合金を表面材
とする両面クラッド複層鋼材のＴＩＧ溶接法による突合
せ溶接において、該複層鋼材溶接部端面の開先をＶ開先
とし、まず、開先底面側の表面材のみをそれと同等また
はそれ以上の高合金成分のステンレス鋼またはＮｉ基合
金ワイヤを用いて溶接を行い、ついで重量％で、Ｃｒ：
２２〜２５％、Ｎｉ：１３〜２０％含有するステンレス
鋼ワイヤを用いて開先開口部側表面材の底面近くまで溶
接を行い、ついで表面材と同等またはそれ以上の高合金
成分のステンレス鋼またはＮｉ基合金ワイヤを用いて溶
接し表層部を形成することを特徴とする両面クラッド複
層鋼材の突合せ溶接方法。 - 【請求項２】 開先底面側表面材を溶接時のＴＩＧトー
チの角度を８〜２５°の前進角とすることを特徴とする
請求項１に記載の両面クラッド複層鋼材の突合せ溶接方
法。 - 【請求項３】 少なくとも初層溶接時にはＴＩＧトーチ
を振幅：０．５〜２ｍｍ、周期：３０〜６０周期／分の
ウィービングをさせながら溶接することを特徴とする請
求項１または２に記載の両面クラッド複層鋼材の突合せ
溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9492493A JPH06320280A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 両面クラッド複層鋼材の突合せ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9492493A JPH06320280A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 両面クラッド複層鋼材の突合せ溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320280A true JPH06320280A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=14123526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9492493A Withdrawn JPH06320280A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 両面クラッド複層鋼材の突合せ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06320280A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010229894A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 羽根車およびその製造方法 |
| CN101947697A (zh) * | 2010-08-17 | 2011-01-19 | 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 | 提高焊缝耐磨损性的焊接方法 |
| CN111673217A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-09-18 | 首钢集团有限公司 | 一种采用陶瓷衬垫单面焊接复合板的方法 |
| CN113996978A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-02-01 | 河南恒天久大实业有限公司 | 一种低成本简易复合筒体的方法 |
| WO2023248650A1 (ja) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | 三菱電機株式会社 | 溶接方法、缶体の製造方法および溶接装置 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP9492493A patent/JPH06320280A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010229894A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 羽根車およびその製造方法 |
| CN101947697A (zh) * | 2010-08-17 | 2011-01-19 | 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 | 提高焊缝耐磨损性的焊接方法 |
| CN111673217A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-09-18 | 首钢集团有限公司 | 一种采用陶瓷衬垫单面焊接复合板的方法 |
| CN113996978A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-02-01 | 河南恒天久大实业有限公司 | 一种低成本简易复合筒体的方法 |
| WO2023248650A1 (ja) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | 三菱電機株式会社 | 溶接方法、缶体の製造方法および溶接装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |