JPH0760446A - 溶接部に酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法及び溶接装置並びにプロセス装置 - Google Patents
溶接部に酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法及び溶接装置並びにプロセス装置Info
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- JPH0760446A JPH0760446A JP5209779A JP20977993A JPH0760446A JP H0760446 A JPH0760446 A JP H0760446A JP 5209779 A JP5209779 A JP 5209779A JP 20977993 A JP20977993 A JP 20977993A JP H0760446 A JPH0760446 A JP H0760446A
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- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 主に、溶接工程中に溶接部およびその近傍に
耐腐食性と共に非触媒性およびアウトガス放出量のきわ
めて少ない酸化不動態膜を形成することが可能な溶接方
法を提供することを目的とする 【構成】 溶接工程中に、不活性ガス中に８００ｐｐｍ
〜２．５％の水分を含有したガスを流し、溶接部表面に
酸化クロム主成分不動態膜を形成すること。溶接工程と
不動態工程からなり、不動態工程においては不活性ガス
中に１０００ｐｐｍ〜２．５％の水分を含有したガスを
用いることを特徴とする。装置は、水分を発生させるた
めのシステムと、不活性ガスあるいは不活性ガスに水素
を添加した混合ガスをバックシールドガスとして供給す
るシステムと、水分を含有した不活性ガスからなるバッ
クシールドガスを供給するシステムと、両システムを切
り替えてを介して被溶接部に供給する手段とを有するこ
とを特徴とする。
耐腐食性と共に非触媒性およびアウトガス放出量のきわ
めて少ない酸化不動態膜を形成することが可能な溶接方
法を提供することを目的とする 【構成】 溶接工程中に、不活性ガス中に８００ｐｐｍ
〜２．５％の水分を含有したガスを流し、溶接部表面に
酸化クロム主成分不動態膜を形成すること。溶接工程と
不動態工程からなり、不動態工程においては不活性ガス
中に１０００ｐｐｍ〜２．５％の水分を含有したガスを
用いることを特徴とする。装置は、水分を発生させるた
めのシステムと、不活性ガスあるいは不活性ガスに水素
を添加した混合ガスをバックシールドガスとして供給す
るシステムと、水分を含有した不活性ガスからなるバッ
クシールドガスを供給するシステムと、両システムを切
り替えてを介して被溶接部に供給する手段とを有するこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接部に酸化クロム不
動態膜を形成する溶接方法及び溶接装置並びにプロセス
装置に係る。
動態膜を形成する溶接方法及び溶接装置並びにプロセス
装置に係る。
【０００２】
【関連する技術】半導体デバイスの高集積化・高性能化
がますます進み、それに対応できる製造装置が求めら
れ、より高真空、より高清浄な雰囲気を作り出すための
努力が精力的に行われてきた。
がますます進み、それに対応できる製造装置が求めら
れ、より高真空、より高清浄な雰囲気を作り出すための
努力が精力的に行われてきた。
【０００３】超高真空、超高清浄度雰囲気を作り出すた
めには、装置ならびにガス供給配管系からのアウトガス
を完全に抑える必要がある。本発明者らの長年の研究開
発活動により酸化クロム不動態膜処理法を完成し、表面
に耐腐食性と共に非触媒性およびアウトガスのきわめて
少ない酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜を形成す
ることが可能となった。その結果、装置内部からのアウ
トガスを現状の測定器では検知困難な量まで抑えた雰囲
気を作ることに成功した。
めには、装置ならびにガス供給配管系からのアウトガス
を完全に抑える必要がある。本発明者らの長年の研究開
発活動により酸化クロム不動態膜処理法を完成し、表面
に耐腐食性と共に非触媒性およびアウトガスのきわめて
少ない酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜を形成す
ることが可能となった。その結果、装置内部からのアウ
トガスを現状の測定器では検知困難な量まで抑えた雰囲
気を作ることに成功した。
【０００４】しかしながら、装置が一層大型化・複雑化
するにつれて、酸化クロム不動態膜形成後に配管および
装置間等を溶接により接続する必要性が増えてきた。溶
接部は表面が酸化クロム不動態膜で覆われていないため
ガスが吸脱着し易く、溶接箇所が多くなるとそこから放
出されるアウトガスが無視できない程度となり、雰囲気
が汚染されるという新たな問題が発生する。
するにつれて、酸化クロム不動態膜形成後に配管および
装置間等を溶接により接続する必要性が増えてきた。溶
接部は表面が酸化クロム不動態膜で覆われていないため
ガスが吸脱着し易く、溶接箇所が多くなるとそこから放
出されるアウトガスが無視できない程度となり、雰囲気
が汚染されるという新たな問題が発生する。
【０００５】また、腐食性ガス等を用いる装置、配管系
では溶接部が腐食され、それにより雰囲気が汚染される
という問題があった。大型で複雑な形状の装置、配管系
に酸化不動態膜を形成することは、不動態膜形成装置も
複雑となり、特にコストもかかるため溶接と同時に不動
態膜を形成できる溶接方法が強く望まる。
では溶接部が腐食され、それにより雰囲気が汚染される
という問題があった。大型で複雑な形状の装置、配管系
に酸化不動態膜を形成することは、不動態膜形成装置も
複雑となり、特にコストもかかるため溶接と同時に不動
態膜を形成できる溶接方法が強く望まる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上の点に鑑み、本発
明は溶接工程中に溶接部およびその近傍に耐腐食性と共
に非触媒性およびアウトガス放出量のきわめて少ない酸
化不動態膜を形成することが可能な溶接方法を提供する
ことを目的とする。さらに本発明は、超高清浄な雰囲気
を必要とするプロセス装置を提供することを目的とす
る。
明は溶接工程中に溶接部およびその近傍に耐腐食性と共
に非触媒性およびアウトガス放出量のきわめて少ない酸
化不動態膜を形成することが可能な溶接方法を提供する
ことを目的とする。さらに本発明は、超高清浄な雰囲気
を必要とするプロセス装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の要旨は、
溶接工程中に、不活性ガス中に８００ｐｐｍ〜２．５％
（体積％）の水分を含有したガスからなるバックシール
ドガスを流し、溶接部表面に酸化クロムを主成分とする
酸化不動態膜を形成することを特徴とする溶接と同時に
溶接部に酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法に存在
する。
溶接工程中に、不活性ガス中に８００ｐｐｍ〜２．５％
（体積％）の水分を含有したガスからなるバックシール
ドガスを流し、溶接部表面に酸化クロムを主成分とする
酸化不動態膜を形成することを特徴とする溶接と同時に
溶接部に酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法に存在
する。
【０００８】本発明の第２の要旨は、溶接工程と溶接後
に行われる不動態処理工程との２工程を含む、溶接部に
酸化クロム不動態膜を形成する方法において、溶接工程
においては不活性ガスあるいは不活性ガス中に水素を添
加したバックシールドガスに用い、また不動態処理工程
においては不活性ガス中に８００ｐｐｍ〜２．５％の水
分を含有したバックシールドガスを用いることを特徴と
する溶接部に酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法に
存在する。
に行われる不動態処理工程との２工程を含む、溶接部に
酸化クロム不動態膜を形成する方法において、溶接工程
においては不活性ガスあるいは不活性ガス中に水素を添
加したバックシールドガスに用い、また不動態処理工程
においては不活性ガス中に８００ｐｐｍ〜２．５％の水
分を含有したバックシールドガスを用いることを特徴と
する溶接部に酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法に
存在する。
【０００９】本発明の第３の要旨は、水分を発生させる
ためのシステムと、不活性ガスあるいは不活性ガスに水
素を添加した混合ガスをバックシールドガスとして供給
するシステムと、水分を含有した不活性ガスからなるバ
ックシールドガスを供給するシステムと、両システムを
切り替えてを介して被溶接部に供給する手段とを有する
ことを特徴とする溶接装置に存在する。
ためのシステムと、不活性ガスあるいは不活性ガスに水
素を添加した混合ガスをバックシールドガスとして供給
するシステムと、水分を含有した不活性ガスからなるバ
ックシールドガスを供給するシステムと、両システムを
切り替えてを介して被溶接部に供給する手段とを有する
ことを特徴とする溶接装置に存在する。
【００１０】本発明の第４の要旨は、装置の組立に溶接
を用いるプロセス装置において、溶接工程中に、不活性
ガス中に８００ｐｐｍ〜２．５％の水分を含有したガス
からなるバックシールドガスス流すことにより形成され
た酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜が溶接部に形
成されていることを特徴とする溶接部に酸化クロム不動
態膜が形成されたプロセス装置に存在する。
を用いるプロセス装置において、溶接工程中に、不活性
ガス中に８００ｐｐｍ〜２．５％の水分を含有したガス
からなるバックシールドガスス流すことにより形成され
た酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜が溶接部に形
成されていることを特徴とする溶接部に酸化クロム不動
態膜が形成されたプロセス装置に存在する。
【００１１】本発明の溶接部に酸化クロム不動態膜を形
成する溶接方法は、溶接工程中に８００ｐｐｍ〜２．５
％の水分を含有した不活性ガスからなるバックシールド
ガスを流し、溶接部表面に酸化クロムを主成分とする酸
化不動態膜を形成することを特徴とする。
成する溶接方法は、溶接工程中に８００ｐｐｍ〜２．５
％の水分を含有した不活性ガスからなるバックシールド
ガスを流し、溶接部表面に酸化クロムを主成分とする酸
化不動態膜を形成することを特徴とする。
【００１２】また、本発明のプロセス装置は、装置の施
工に溶接を用いるプロセス装置において、溶接工程中に
８００ｐｐｍ〜２．５％の水分を含有した不活性ガスか
らなるバックシールドガスを流し、溶接部表面に酸化ク
ロムを主成分とする酸化不動態膜を形成したことを特徴
とする。
工に溶接を用いるプロセス装置において、溶接工程中に
８００ｐｐｍ〜２．５％の水分を含有した不活性ガスか
らなるバックシールドガスを流し、溶接部表面に酸化ク
ロムを主成分とする酸化不動態膜を形成したことを特徴
とする。
【００１３】
【作用】溶接時に、バックシールドガス中に水分を適量
含有させることにより、溶接と同時に表面に酸化クロム
を主成分とする緻密な酸化不動態膜を形成することが可
能となる。
含有させることにより、溶接と同時に表面に酸化クロム
を主成分とする緻密な酸化不動態膜を形成することが可
能となる。
【００１４】以下に本発明の作用を実施態様例とともに
説明する。
説明する。
【００１５】（溶接時バックシールドガス）溶接時のバ
ックシールドガス中の水分量は、酸化クロム不動態膜を
形成するうえで非常に重要な要因であり、適正な量は８
００ｐｐｍ以上２．５％以下である。この内特に、３０
００ｐｐｍ〜１．５％の範囲が好ましく、この範囲内で
不動態膜中の酸化クロム含有量は増加し、より緻密な膜
となる。一方、８００ｐｐｍ未満では、十分な膜厚の酸
化不動態膜は形成されず、また２．５％を超えると、酸
化クロムの膜厚が厚くなり、溶接割れ等の問題が生じ
る。
ックシールドガス中の水分量は、酸化クロム不動態膜を
形成するうえで非常に重要な要因であり、適正な量は８
００ｐｐｍ以上２．５％以下である。この内特に、３０
００ｐｐｍ〜１．５％の範囲が好ましく、この範囲内で
不動態膜中の酸化クロム含有量は増加し、より緻密な膜
となる。一方、８００ｐｐｍ未満では、十分な膜厚の酸
化不動態膜は形成されず、また２．５％を超えると、酸
化クロムの膜厚が厚くなり、溶接割れ等の問題が生じ
る。
【００１６】（水素ガスの添加）溶接と不動態膜形成を
同時に行う場合における、前記バックシールドガスは１
〜１０％の水素ガスを含有することが好ましい。かかる
量の水素を添加することにより酸化クロム含有量の大き
な酸化不動態膜が形成される。この理由の詳細は明かで
ないが、水素を添加することにより、酸化還元反応が同
時に起こり、選択的にクロムを酸化し、鉄を還元する反
応が起こるためと推測される。１％未満では、かかる効
果は生じにくい。一方、１０％を超えるとビード部表面
が粗くなり好ましくない。すなわち、１０％以下の場合
には０．５μｍ程度の表面粗さが得られるが、１０％を
超えると表面粗度は１μｍ程度になってしまう。
同時に行う場合における、前記バックシールドガスは１
〜１０％の水素ガスを含有することが好ましい。かかる
量の水素を添加することにより酸化クロム含有量の大き
な酸化不動態膜が形成される。この理由の詳細は明かで
ないが、水素を添加することにより、酸化還元反応が同
時に起こり、選択的にクロムを酸化し、鉄を還元する反
応が起こるためと推測される。１％未満では、かかる効
果は生じにくい。一方、１０％を超えるとビード部表面
が粗くなり好ましくない。すなわち、１０％以下の場合
には０．５μｍ程度の表面粗さが得られるが、１０％を
超えると表面粗度は１μｍ程度になってしまう。
【００１７】（溶接条件） ・溶接回数 溶接回数は、作業効率の向上という観点、また、ヒュー
ムの付着防止という観点等から１回溶接が好ましい。１
回溶接によっても健全な溶接を行うことができる。特
に、以下に入熱量、溶接速度のもとで行うことによりよ
り健全な溶接を保証することが可能となる。
ムの付着防止という観点等から１回溶接が好ましい。１
回溶接によっても健全な溶接を行うことができる。特
に、以下に入熱量、溶接速度のもとで行うことによりよ
り健全な溶接を保証することが可能となる。
【００１８】被溶接物が管の場合においては、管あるい
は溶接電極を１回転させて溶接を行えばよい。
は溶接電極を１回転させて溶接を行えばよい。
【００１９】・入熱量 本発明においては、溶接部への入熱量を６００ジュール
／ｃｍ以下とすることが好ましい。
／ｃｍ以下とすることが好ましい。
【００２０】６００ジュール／ｃｍ以下とすることによ
り溶接後の表面におけるＦｅ，Ｎ，Ｃｒ，Ｍｎなどの金
属ヒュームの残存量を著しく減少させることができる。
り溶接後の表面におけるＦｅ，Ｎ，Ｃｒ，Ｍｎなどの金
属ヒュームの残存量を著しく減少させることができる。
【００２１】・溶接速度 溶接速度としては、１ｃｍ／ｓｅｃ以上とすることが好
ましい。単位長さ当たり同じ入熱量であっても溶接速度
によりヒュームの発生量が異なり、１ｃｍ／ｓｅｃ以上
とした場合にはヒュームの発生量は著しく減少する。な
お、１．５ｃｍ／ｓｅｃ以下がより好ましい。１．５ｃ
ｍ／ｓｅｃを超えると溶接部における表面粗度が低下す
る場合がある。
ましい。単位長さ当たり同じ入熱量であっても溶接速度
によりヒュームの発生量が異なり、１ｃｍ／ｓｅｃ以上
とした場合にはヒュームの発生量は著しく減少する。な
お、１．５ｃｍ／ｓｅｃ以下がより好ましい。１．５ｃ
ｍ／ｓｅｃを超えると溶接部における表面粗度が低下す
る場合がある。
【００２２】・溶接機 本発明の溶接機としては、例えば放電、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。
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。
【００２３】（二工程不動態膜の形成）溶接工程と溶接
後に行われる不動態処理工程との２工程を含む、溶接部
に酸化クロム不動態膜を形成する方法において、溶接工
程においては不活性ガスあるいは不活性ガスに水素を添
加した混合ガスをバックシールドガスに用い、また不動
態処理工程においては不活性ガス中に１０００ｐｐｍ〜
２．５％の水分を含有したガスを用いる。
後に行われる不動態処理工程との２工程を含む、溶接部
に酸化クロム不動態膜を形成する方法において、溶接工
程においては不活性ガスあるいは不活性ガスに水素を添
加した混合ガスをバックシールドガスに用い、また不動
態処理工程においては不活性ガス中に１０００ｐｐｍ〜
２．５％の水分を含有したガスを用いる。
【００２４】溶接後に不動態膜を形成する場合の水分添
加量は、１０００ｐｐｍ〜２．５％である。１０００ｐ
ｐｍ以下では、十分な膜厚の酸化不動態膜は形成され
ず、また２．５％以上では酸化クロムの膜厚が厚くなり
溶接割れ等の問題が生じる。更に、この場合においても
前述した理由により、バックシールドガス中に水素を１
〜１０％添加させることが望ましい。
加量は、１０００ｐｐｍ〜２．５％である。１０００ｐ
ｐｍ以下では、十分な膜厚の酸化不動態膜は形成され
ず、また２．５％以上では酸化クロムの膜厚が厚くなり
溶接割れ等の問題が生じる。更に、この場合においても
前述した理由により、バックシールドガス中に水素を１
〜１０％添加させることが望ましい。
【００２５】不動態処理は、別途加熱手段を用いてもよ
いが、溶接機をそのまま加熱手段として用いれば余分な
加熱手段を使用する必要がなく、また、溶接部のみの限
定された範囲だけを加熱することが可能となるため好ま
しい。例えば、溶接機の加熱源（アーク、レーザ）を相
対的に移動させて加熱を行えばよい。ただその際、既に
完了した溶接部の溶融が生じない程度の入熱量、加熱速
度とする必要があり、これらは、適宜実験等により求め
て決定すればよい。
いが、溶接機をそのまま加熱手段として用いれば余分な
加熱手段を使用する必要がなく、また、溶接部のみの限
定された範囲だけを加熱することが可能となるため好ま
しい。例えば、溶接機の加熱源（アーク、レーザ）を相
対的に移動させて加熱を行えばよい。ただその際、既に
完了した溶接部の溶融が生じない程度の入熱量、加熱速
度とする必要があり、これらは、適宜実験等により求め
て決定すればよい。
【００２６】一方、加熱回数は、作業能率上１回加熱が
好ましいが、１回加熱で酸化クロム不動態膜を形成する
ためには、加熱源の相対的移動速度を０．５ｃｍ／ｓｅ
ｃ以上１ｃｍ／ｓｅｃ以下とし、入熱量を２００ジュー
ル／ｃｍ以上とすればよい。
好ましいが、１回加熱で酸化クロム不動態膜を形成する
ためには、加熱源の相対的移動速度を０．５ｃｍ／ｓｅ
ｃ以上１ｃｍ／ｓｅｃ以下とし、入熱量を２００ジュー
ル／ｃｍ以上とすればよい。
【００２７】なお、この不動態膜形成処理は、溶接直後
に溶接部の温度が所定の温度に下がったところで、バッ
クシールドガス中に水分を導入して行うことが好まし
い。溶接直後の不動態膜形成処理を行うためにも、溶接
機の加熱源を用いることが有利である。
に溶接部の温度が所定の温度に下がったところで、バッ
クシールドガス中に水分を導入して行うことが好まし
い。溶接直後の不動態膜形成処理を行うためにも、溶接
機の加熱源を用いることが有利である。
【００２８】（溶接システム）溶接システムとしては、
例えば、図１に示すものを用いればよい。
例えば、図１に示すものを用いればよい。
【００２９】図１において、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，
１５はマスフローコントローラである。酸素とアルゴン
との混合ガスと、水素とアルゴンとの混合ガスとが水分
発生器４に導入される。水分発生器４の内表面は例え
ば、ＳＵＳ３１６Ｌ等のＮｉを含有する合金からなり、
その表面には酸化不動態膜が形成されている。この酸化
不動態膜は、電解研磨あるいは複合電解研磨後、不純物
濃度が数ｐｐｂ以下の酸化性あるいは弱酸化性雰囲気中
で熱処理することにより形成されている（例えば、特願
昭６３−５３８９号、ＰＣＴ／ＪＰ９２／６９９号、特
願平４−１６４３７７号参照）。そして、この水分発生
器は、例えば、マイクロヒータ１６により５０〜５００
℃（好ましくは３００〜５００℃）に加熱されている。
１５はマスフローコントローラである。酸素とアルゴン
との混合ガスと、水素とアルゴンとの混合ガスとが水分
発生器４に導入される。水分発生器４の内表面は例え
ば、ＳＵＳ３１６Ｌ等のＮｉを含有する合金からなり、
その表面には酸化不動態膜が形成されている。この酸化
不動態膜は、電解研磨あるいは複合電解研磨後、不純物
濃度が数ｐｐｂ以下の酸化性あるいは弱酸化性雰囲気中
で熱処理することにより形成されている（例えば、特願
昭６３−５３８９号、ＰＣＴ／ＪＰ９２／６９９号、特
願平４−１６４３７７号参照）。そして、この水分発生
器は、例えば、マイクロヒータ１６により５０〜５００
℃（好ましくは３００〜５００℃）に加熱されている。
【００３０】この水分発生器４内に、上記、水素とアル
ゴンとの混合ガスと、酸素とアルゴンガスとの混合ガス
とを導入すると、上記不動態膜が触媒作用をなして、水
素、酸素はラジカルとなるとともに、両ラジカルは反応
して、水分を生成する。この際、酸素量の水素量に対す
る割合を２分の１以下としておけば、水分とアルゴンガ
スとの混合ガス、あるいは水分と水素とアルゴンガスと
の混合ガスが得られる。従って、水素濃度、酸素濃度を
適宜調整すれば、所望の濃度で水分あるいは水素を含有
するアルゴンガスとの混合ガスが得られる。この混合ガ
スを切り替えバルブ５を介して試料（図１では管）１１
の内部に導入し、試料を所定の速度で回転させ、溶接器
１３により溶接を行えばよい。
ゴンとの混合ガスと、酸素とアルゴンガスとの混合ガス
とを導入すると、上記不動態膜が触媒作用をなして、水
素、酸素はラジカルとなるとともに、両ラジカルは反応
して、水分を生成する。この際、酸素量の水素量に対す
る割合を２分の１以下としておけば、水分とアルゴンガ
スとの混合ガス、あるいは水分と水素とアルゴンガスと
の混合ガスが得られる。従って、水素濃度、酸素濃度を
適宜調整すれば、所望の濃度で水分あるいは水素を含有
するアルゴンガスとの混合ガスが得られる。この混合ガ
スを切り替えバルブ５を介して試料（図１では管）１１
の内部に導入し、試料を所定の速度で回転させ、溶接器
１３により溶接を行えばよい。
【００３１】なお、水分発生器４は内面に上記不動態膜
が形成されたものでなくともよく、内部にＮｉ（触媒）
を充填させておいたものでもよい。
が形成されたものでなくともよく、内部にＮｉ（触媒）
を充填させておいたものでもよい。
【００３２】一方、２工程不動態膜形成の場合は、ま
ず、切り替えバルブ５のバルブ５ｂを閉、バルブ５ａを
開とし、ボンベ７から水素含有ガスを切り替えバルブ５
を介して試料１１内部に導入し、溶接を行う。ついで、
バルブ５ａを閉、バルブ５ｂを開として、水分発生器４
から所定の濃度で水分を含有するアルゴンガスを試料１
１内に導入し、溶接部に不動態膜の形成を行う。
ず、切り替えバルブ５のバルブ５ｂを閉、バルブ５ａを
開とし、ボンベ７から水素含有ガスを切り替えバルブ５
を介して試料１１内部に導入し、溶接を行う。ついで、
バルブ５ａを閉、バルブ５ｂを開として、水分発生器４
から所定の濃度で水分を含有するアルゴンガスを試料１
１内に導入し、溶接部に不動態膜の形成を行う。
【００３３】（プロセス装置）本発明におけるプロセス
装置とは、半導体製造装置、超伝導薄膜製造装置、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、真空蒸着、ＣＶＤ、ＰＣＶ
Ｄ、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および処理装置、また例
えばオージェ電子分光、ＸＰＳ、ＳＩＭＳ、ＲＨＥＥ
Ｄ、ＴＲＥＸ等の評価装置である。また、これらにガス
を供給するための配管系ならびに超純水製造供給装置も
本発明のプロセス装置に含まれる。
装置とは、半導体製造装置、超伝導薄膜製造装置、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、真空蒸着、ＣＶＤ、ＰＣＶ
Ｄ、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および処理装置、また例
えばオージェ電子分光、ＸＰＳ、ＳＩＭＳ、ＲＨＥＥ
Ｄ、ＴＲＥＸ等の評価装置である。また、これらにガス
を供給するための配管系ならびに超純水製造供給装置も
本発明のプロセス装置に含まれる。
【００３４】
【実施例】以下本発明を実施例を挙げて詳細に説明す
る。
る。
【００３５】（実施例１）１／４インチ径のＳＵＳ３１
６Ｌ配管を、表面粗度１μｍ以下に電解研磨したチュー
ブを溶接サンプルに用い、管内部にバックシールドガス
として５０００ｐｐｍの水分を含有した１０％Ｈ2／Ａ
ｒを用いた。溶接はＴＩＧ溶接を用いて行った。溶接条
件は３０ｒｐｍ（１／４インチ系で１ｃｍ／ｓｅｃ）の
溶接速度で１周溶接を行った。
６Ｌ配管を、表面粗度１μｍ以下に電解研磨したチュー
ブを溶接サンプルに用い、管内部にバックシールドガス
として５０００ｐｐｍの水分を含有した１０％Ｈ2／Ａ
ｒを用いた。溶接はＴＩＧ溶接を用いて行った。溶接条
件は３０ｒｐｍ（１／４インチ系で１ｃｍ／ｓｅｃ）の
溶接速度で１周溶接を行った。
【００３６】上記のバックシールドガスを流しながら突
き合わせ溶接を行った後の溶接部表面の深さ方向の組成
分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた。結果を
図１に示す。図１において縦軸は原子組成比を示し、横
軸はスパッタによる表面のエッチング時間である。エッ
チング速度は約１０ｎｍ／ｍｉｎとした。得られた溶接
配管サンプルをａ：酸化クロム不動態未処理［バックシ
ールドガス：５％Ｈ2／Ａｒ］（図１）、ｂ：酸化クロ
ム不動態処理［バックシールドガス：５０００ｐｐｍＨ
2Ｏ＋１０％Ｈ2／Ａｒ］（図２）とする。
き合わせ溶接を行った後の溶接部表面の深さ方向の組成
分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた。結果を
図１に示す。図１において縦軸は原子組成比を示し、横
軸はスパッタによる表面のエッチング時間である。エッ
チング速度は約１０ｎｍ／ｍｉｎとした。得られた溶接
配管サンプルをａ：酸化クロム不動態未処理［バックシ
ールドガス：５％Ｈ2／Ａｒ］（図１）、ｂ：酸化クロ
ム不動態処理［バックシールドガス：５０００ｐｐｍＨ
2Ｏ＋１０％Ｈ2／Ａｒ］（図２）とする。
【００３７】図から明らかなように、溶接時に水分を含
有したバックシールドガスで溶接を施すことにより、溶
接部には酸化クロムが多量に含まれた厚い酸化不動態膜
が形成されていることが分かる。
有したバックシールドガスで溶接を施すことにより、溶
接部には酸化クロムが多量に含まれた厚い酸化不動態膜
が形成されていることが分かる。
【００３８】また、バックシールドガスの流れに対して
溶接ビード部上流１０ｍｍから下流３５ｍｍの範囲にお
いて最表面のＣｒ組成率を調べた。その結果を図３に示
す。図３において横軸は測定点を、縦軸はＦｅ、Ｃｒ、
Ｎｉ及びＭｎの全検出量に対するＣｒの検出量の比率を
示す。（ａ）はバックシールドガスとして従来の水素、
アルゴン混合ガスを用いて行った場合、（ｂ）はバック
シールドガスとして５０００ｐｐｍＨ2Ｏ＋１０％Ｈ2／
Ａｒを用いて行った場合を示す。図から明らかなように
酸化クロム不動態処理を施したサンプルのビード部にお
けるＣｒの組成率は、バックグランドレベルより約５％
増加した。明らかに溶接ビード部に酸化クロム不動態処
理を施すことにより、溶接ビード部近傍におけるＣｒの
組成率は従来と比較して劇的に向上した。
溶接ビード部上流１０ｍｍから下流３５ｍｍの範囲にお
いて最表面のＣｒ組成率を調べた。その結果を図３に示
す。図３において横軸は測定点を、縦軸はＦｅ、Ｃｒ、
Ｎｉ及びＭｎの全検出量に対するＣｒの検出量の比率を
示す。（ａ）はバックシールドガスとして従来の水素、
アルゴン混合ガスを用いて行った場合、（ｂ）はバック
シールドガスとして５０００ｐｐｍＨ2Ｏ＋１０％Ｈ2／
Ａｒを用いて行った場合を示す。図から明らかなように
酸化クロム不動態処理を施したサンプルのビード部にお
けるＣｒの組成率は、バックグランドレベルより約５％
増加した。明らかに溶接ビード部に酸化クロム不動態処
理を施すことにより、溶接ビード部近傍におけるＣｒの
組成率は従来と比較して劇的に向上した。
【００３９】次に、溶接部を含む配管チューブを１％の
ＨＣｌ溶液に７時間浸漬した。浸漬に用いた溶接サンプ
ルはバックシールドガスに従来の水素、アルゴン混合ガ
スを用いて溶接を行ったもの（ａ）と上記に示す水分を
含むバックシールドガスを用いて溶接を施したもの
（ｂ）の２種類である。いずれのサンプルもＨＣｌに浸
漬後十分に超純水で洗浄を施し乾燥後溶接ビード部の内
表面を光学顕微鏡で観察したところ（ａ）のサンプルの
溶接部表面には腐食が認められたが、（ｂ）のサンプル
では非溶接部と同様全く腐食は認められなかった。その
後、（ｂ）のサンプルに対して溶接部表面の深さ方向の
組成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた。そ
の結果を図４に示す。浸漬前のプロファイル（図２）と
比較しても明らかなように塩素は検出されず、深さ方向
における各元素の組成率はほとんど変化がみられなかっ
た。つまり本実施例のバックシールドガスに水分を含有
するガスを用いることにより耐腐食性に優れた酸化不動
態膜が形成されることが分かった。
ＨＣｌ溶液に７時間浸漬した。浸漬に用いた溶接サンプ
ルはバックシールドガスに従来の水素、アルゴン混合ガ
スを用いて溶接を行ったもの（ａ）と上記に示す水分を
含むバックシールドガスを用いて溶接を施したもの
（ｂ）の２種類である。いずれのサンプルもＨＣｌに浸
漬後十分に超純水で洗浄を施し乾燥後溶接ビード部の内
表面を光学顕微鏡で観察したところ（ａ）のサンプルの
溶接部表面には腐食が認められたが、（ｂ）のサンプル
では非溶接部と同様全く腐食は認められなかった。その
後、（ｂ）のサンプルに対して溶接部表面の深さ方向の
組成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた。そ
の結果を図４に示す。浸漬前のプロファイル（図２）と
比較しても明らかなように塩素は検出されず、深さ方向
における各元素の組成率はほとんど変化がみられなかっ
た。つまり本実施例のバックシールドガスに水分を含有
するガスを用いることにより耐腐食性に優れた酸化不動
態膜が形成されることが分かった。
【００４０】（実施例２）１／４インチ径のＳＵＳ３１
６Ｌ配管を電解研磨したチューブを溶接サンプルに用
い、まず最初にバックシールドガスとして５％の水素を
含むアルゴンガスを用いて３０ｒｐｍの溶接速度で１周
溶接を行った。次に、バックシールドガスを５０００ｐ
ｐｍの水分を含有する１０％Ｈ2／Ａｒに切り換え、溶
接速度７．５ｒｐｍ、溶接電流を初期の電流値の約１／
３に下げて再度１周溶接を行った。２回目の溶接工程は
最初の溶接で形成されたビード部を加熱して、酸化クロ
ムの不動態膜を形成しやすくするためのものであり、か
つ溶接部のビード幅に影響を及ぼさない入熱量に調整さ
れている。つまりこの実施例に示す溶接方法は２工程か
らなり最初の工程は被溶接部を確実に接合するためのも
のであり、次の工程は溶接部の酸化クロム不動態処理工
程からなる。このフロー図を図５に示す。
６Ｌ配管を電解研磨したチューブを溶接サンプルに用
い、まず最初にバックシールドガスとして５％の水素を
含むアルゴンガスを用いて３０ｒｐｍの溶接速度で１周
溶接を行った。次に、バックシールドガスを５０００ｐ
ｐｍの水分を含有する１０％Ｈ2／Ａｒに切り換え、溶
接速度７．５ｒｐｍ、溶接電流を初期の電流値の約１／
３に下げて再度１周溶接を行った。２回目の溶接工程は
最初の溶接で形成されたビード部を加熱して、酸化クロ
ムの不動態膜を形成しやすくするためのものであり、か
つ溶接部のビード幅に影響を及ぼさない入熱量に調整さ
れている。つまりこの実施例に示す溶接方法は２工程か
らなり最初の工程は被溶接部を確実に接合するためのも
のであり、次の工程は溶接部の酸化クロム不動態処理工
程からなる。このフロー図を図５に示す。
【００４１】この溶接方法により作成した溶接サンプル
のビード部表面の深さ方向の組成分布をＸＰＳにより調
べた結果を図６に示す。溶接時にバックシールドガスに
水分を５０００ｐｐｍ含むガスで処理したプロファイル
（図２）と比較して、ＦｅとＣｒが交差するエッチング
時間は短くなっているもののクロムを主成分とする酸化
膜が形成されている。
のビード部表面の深さ方向の組成分布をＸＰＳにより調
べた結果を図６に示す。溶接時にバックシールドガスに
水分を５０００ｐｐｍ含むガスで処理したプロファイル
（図２）と比較して、ＦｅとＣｒが交差するエッチング
時間は短くなっているもののクロムを主成分とする酸化
膜が形成されている。
【００４２】また実施例１と同様に１％ＨＣｌ溶液を用
いて７時間の浸漬テストを行ったが、実施例１の結果と
同様腐食は観察されず、ＸＰＳによる深さ方向において
も塩素は検出されなかった。要するに、きわめて耐腐食
性に優れた酸化クロム膜がこの溶接方法においても形成
されていることが分かる。
いて７時間の浸漬テストを行ったが、実施例１の結果と
同様腐食は観察されず、ＸＰＳによる深さ方向において
も塩素は検出されなかった。要するに、きわめて耐腐食
性に優れた酸化クロム膜がこの溶接方法においても形成
されていることが分かる。
【００４３】（実施例３）１／４インチ径のＳＵＳ３１
６Ｌ配管を電解研磨したチューブを溶接サンプルに用
い、まず最初にバックシールドガスとして５％の水素を
含むアルゴンガスを用いて３０ｒｐｍの溶接速度で１周
溶接を行った。次に、この溶接サンプルチューブの中に
５０００ｐｐｍの水分を含有する１０％Ｈ2／Ａｒを、
溶接サンプルを大気に晒すことなく切り換えて流した。
この状態で溶接部を通電加熱方式により所定の温度に加
熱した。一定時間加熱後、降温し室温に戻した。実施例
１、２と同様に溶接部をＸＰＳにより評価を行った。そ
の結果を図７に示す。ＦｅとＣｒが交差するエッチング
時間は実施例２（図６）に示す値より短いが、不動態処
理工程に通電加熱方式を採用し、所定の濃度の水分を含
有するガスを流しながら溶接部を加熱することでも同様
に酸化クロムを主成分とする膜を形成することが可能で
ある。
６Ｌ配管を電解研磨したチューブを溶接サンプルに用
い、まず最初にバックシールドガスとして５％の水素を
含むアルゴンガスを用いて３０ｒｐｍの溶接速度で１周
溶接を行った。次に、この溶接サンプルチューブの中に
５０００ｐｐｍの水分を含有する１０％Ｈ2／Ａｒを、
溶接サンプルを大気に晒すことなく切り換えて流した。
この状態で溶接部を通電加熱方式により所定の温度に加
熱した。一定時間加熱後、降温し室温に戻した。実施例
１、２と同様に溶接部をＸＰＳにより評価を行った。そ
の結果を図７に示す。ＦｅとＣｒが交差するエッチング
時間は実施例２（図６）に示す値より短いが、不動態処
理工程に通電加熱方式を採用し、所定の濃度の水分を含
有するガスを流しながら溶接部を加熱することでも同様
に酸化クロムを主成分とする膜を形成することが可能で
ある。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、溶接
工程中バックシールドガスに水分を含んだガスを供給し
て溶接を施すことで、あるいはいは溶接後、バックシー
ルドガスに水分を含んだガスを供給しながら再度溶接部
を加熱することによって、クロム酸化膜の厚い溶接部の
不動態化処理を行うことができ、超高清浄なプロセス装
置、超高純度ガス供給配管系、並びに超純水製造供給装
置を提供することが可能となる。
工程中バックシールドガスに水分を含んだガスを供給し
て溶接を施すことで、あるいはいは溶接後、バックシー
ルドガスに水分を含んだガスを供給しながら再度溶接部
を加熱することによって、クロム酸化膜の厚い溶接部の
不動態化処理を行うことができ、超高清浄なプロセス装
置、超高純度ガス供給配管系、並びに超純水製造供給装
置を提供することが可能となる。
【００４５】
【図１】溶接システムの概念図である。
【００４６】
【図２】比較例における、溶接部表面の深さ方向の組成
分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた結果を示
すグラフ。
分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた結果を示
すグラフ。
【００４７】
【図３】実施例１における、溶接部表面の深さ方向の組
成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた結果を
示すグラフ。
成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた結果を
示すグラフ。
【００４８】
【図４】実施例１における、溶接部の最表面におけるＣ
ｒ組成率をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた結果
を示すグラフ。
ｒ組成率をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた結果
を示すグラフ。
【００４９】
【図５】実施例１における、腐食試験後の溶接部表面の
深さ方向の組成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により
調べた結果を示すグラフ。
深さ方向の組成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により
調べた結果を示すグラフ。
【００５０】
【図６】実施例２における、溶接部表面の深さ方向の組
成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた結果を
示すグラフ。
成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた結果を
示すグラフ。
【００５１】
【図７】実施例３における、溶接部表面の深さ方向の組
成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた結果を
示すグラフ。
成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた結果を
示すグラフ。
【００５２】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１５ マスフローコントロー
ラ、 ２、３ ２連３方バルブ ４ 水分発生器、 ５ａ、５ｂ 切替バルブ ６、７ ボンベ ８ フィルター ９ 溶接ヘッド １０ シールキャップ １１ 試料（図１では管） １２ メーター １３ 溶接器 １４ ドライヤー １６ マイクロヒータ
ラ、 ２、３ ２連３方バルブ ４ 水分発生器、 ５ａ、５ｂ 切替バルブ ６、７ ボンベ ８ フィルター ９ 溶接ヘッド １０ シールキャップ １１ 試料（図１では管） １２ メーター １３ 溶接器 １４ ドライヤー １６ マイクロヒータ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年９月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】本発明の第４の要旨は、装置の組立に溶接
を用いるプロセス装置において、溶接工程中に、不活性
ガス中に８００ｐｐｍ〜２．５％の水分を含有したガス
からなるバックシールドガスを流すことにより形成され
た酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜が溶接部に形
成されていることを特徴とする溶接部に酸化クロム不動
態膜が形成されたプロセス装置に存在する。
を用いるプロセス装置において、溶接工程中に、不活性
ガス中に８００ｐｐｍ〜２．５％の水分を含有したガス
からなるバックシールドガスを流すことにより形成され
た酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜が溶接部に形
成されていることを特徴とする溶接部に酸化クロム不動
態膜が形成されたプロセス装置に存在する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】上記のバックシールドガスを流しながら突
き合わせ溶接を行った後の溶接部表面の深さ方向の組成
分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた。結果を
図３に示す。図３において縦軸は原子組成比を示し、横
軸はスパッタによる表面のエッチング時間である。エッ
チング速度は約１０ｎｍ／ｍｉｎとした。得られた溶接
配管サンプルをａ：酸化クロム不動態未処理［バックシ
ールドガス：５％Ｈ2／Ａｒ］（図２）、ｂ：酸化クロ
ム不動態処理［バックシールドガス：５０００ｐｐｍＨ
2Ｏ＋１０％Ｈ2／Ａｒ］（図３）とする。
き合わせ溶接を行った後の溶接部表面の深さ方向の組成
分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた。結果を
図３に示す。図３において縦軸は原子組成比を示し、横
軸はスパッタによる表面のエッチング時間である。エッ
チング速度は約１０ｎｍ／ｍｉｎとした。得られた溶接
配管サンプルをａ：酸化クロム不動態未処理［バックシ
ールドガス：５％Ｈ2／Ａｒ］（図２）、ｂ：酸化クロ
ム不動態処理［バックシールドガス：５０００ｐｐｍＨ
2Ｏ＋１０％Ｈ2／Ａｒ］（図３）とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】また、バックシールドガスの流れに対して
溶接ビード部上流１０ｍｍから下流３５ｍｍの範囲にお
いて最表面のＣｒ組成率を調べた。その結果を図４に示
す。図４において横軸は測定点を、縦軸はＦｅ、Ｃｒ、
Ｎｉ及びＭｎの全検出量に対するＣｒの検出量の比率を
示す。（ａ）はバックシールドガスとして従来の水素、
アルゴン混合ガスを用いて行った場合、（ｂ）はバック
シールドガスとして５０００ｐｐｍＨ2Ｏ＋１０％Ｈ2／
Ａｒを用いて行った場合を示す。図から明らかなように
酸化クロム不動態処理を施したサンプルのビード部にお
けるＣｒの組成率は、バックグランドレベルより約５％
増加した。明らかに溶接ビード部に酸化クロム不動態処
理を施すことにより、溶接ビード部近傍におけるＣｒの
組成率は従来と比較して劇的に向上した。
溶接ビード部上流１０ｍｍから下流３５ｍｍの範囲にお
いて最表面のＣｒ組成率を調べた。その結果を図４に示
す。図４において横軸は測定点を、縦軸はＦｅ、Ｃｒ、
Ｎｉ及びＭｎの全検出量に対するＣｒの検出量の比率を
示す。（ａ）はバックシールドガスとして従来の水素、
アルゴン混合ガスを用いて行った場合、（ｂ）はバック
シールドガスとして５０００ｐｐｍＨ2Ｏ＋１０％Ｈ2／
Ａｒを用いて行った場合を示す。図から明らかなように
酸化クロム不動態処理を施したサンプルのビード部にお
けるＣｒの組成率は、バックグランドレベルより約５％
増加した。明らかに溶接ビード部に酸化クロム不動態処
理を施すことにより、溶接ビード部近傍におけるＣｒの
組成率は従来と比較して劇的に向上した。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】次に、溶接部を含む配管チューブを１％の
ＨＣｌ溶液に７時間浸漬した。浸漬に用いた溶接サンプ
ルはバックシールドガスに従来の水素、アルゴン混合ガ
スを用いて溶接を行ったもの（ａ）と上記に示す水分を
含むバックシールドガスを用いて溶接を施したもの
（ｂ）の２種類である。いずれのサンプルもＨＣｌに浸
漬後十分に超純水で洗浄を施し乾燥後溶接ビード部の内
表面を光学顕微鏡で観察したところ（ａ）のサンプルの
溶接部表面には腐食が認められたが、（ｂ）のサンプル
では非溶接部と同様全く腐食は認められなかった。その
後、（ｂ）のサンプルに対して溶接部表面の深さ方向の
組成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた。そ
の結果を図５に示す。浸漬前のプロファイル（図３）と
比較しても明らかなように塩素は検出されず、深さ方向
における各元素の組成率はほとんど変化がみられなかっ
た。つまり本実施例のバックシールドガスに水分を含有
するガスを用いることにより耐腐食性に優れた酸化不動
態膜が形成されることが分かった。
ＨＣｌ溶液に７時間浸漬した。浸漬に用いた溶接サンプ
ルはバックシールドガスに従来の水素、アルゴン混合ガ
スを用いて溶接を行ったもの（ａ）と上記に示す水分を
含むバックシールドガスを用いて溶接を施したもの
（ｂ）の２種類である。いずれのサンプルもＨＣｌに浸
漬後十分に超純水で洗浄を施し乾燥後溶接ビード部の内
表面を光学顕微鏡で観察したところ（ａ）のサンプルの
溶接部表面には腐食が認められたが、（ｂ）のサンプル
では非溶接部と同様全く腐食は認められなかった。その
後、（ｂ）のサンプルに対して溶接部表面の深さ方向の
組成分布をＸＰＳ（Ｘ線光電子分布）により調べた。そ
の結果を図５に示す。浸漬前のプロファイル（図３）と
比較しても明らかなように塩素は検出されず、深さ方向
における各元素の組成率はほとんど変化がみられなかっ
た。つまり本実施例のバックシールドガスに水分を含有
するガスを用いることにより耐腐食性に優れた酸化不動
態膜が形成されることが分かった。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】（実施例２）１／４インチ径のＳＵＳ３１
６Ｌ配管を電解研磨したチューブを溶接サンプルに用
い、まず最初にバックシールドガスとして５％の水素を
含むアルゴンガスを用いて３０ｒｐｍの溶接速度で１周
溶接を行った。次に、バックシールドガスを５０００ｐ
ｐｍの水分を含有する１０％Ｈ2／Ａｒに切り換え、溶
接速度７．５ｒｐｍ、溶接電流を初期の電流値の約１／
３に下げて再度１周溶接を行った。２回目の溶接工程は
最初の溶接で形成されたビード部を加熱して、酸化クロ
ムの不動態膜を形成しやすくするためのものであり、か
つ溶接部のビード幅に影響を及ぼさない入熱量に調整さ
れている。つまりこの実施例に示す溶接方法は２工程か
らなり最初の工程は被溶接部を確実に接合するためのも
のであり、次の工程は溶接部の酸化クロム不動態処理工
程からなる。このフロー図を図１に示す。
６Ｌ配管を電解研磨したチューブを溶接サンプルに用
い、まず最初にバックシールドガスとして５％の水素を
含むアルゴンガスを用いて３０ｒｐｍの溶接速度で１周
溶接を行った。次に、バックシールドガスを５０００ｐ
ｐｍの水分を含有する１０％Ｈ2／Ａｒに切り換え、溶
接速度７．５ｒｐｍ、溶接電流を初期の電流値の約１／
３に下げて再度１周溶接を行った。２回目の溶接工程は
最初の溶接で形成されたビード部を加熱して、酸化クロ
ムの不動態膜を形成しやすくするためのものであり、か
つ溶接部のビード幅に影響を及ぼさない入熱量に調整さ
れている。つまりこの実施例に示す溶接方法は２工程か
らなり最初の工程は被溶接部を確実に接合するためのも
のであり、次の工程は溶接部の酸化クロム不動態処理工
程からなる。このフロー図を図１に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三好 伸二 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉（無番地) 東北大学工学部電子工学科内 (72)発明者 水口 泰光 埼玉県東松山市新郷75−１大阪酸素工業株 式会社開発センター内
Claims (15)
- 【請求項１】 溶接工程中に、不活性ガス中に８００ｐ
ｐｍ〜２．５％（体積％）の水分を含有したガスをバッ
クシールドガスとして流し、溶接部表面に酸化クロムを
主成分とする酸化不動態膜を形成することを特徴とする
溶接と同時に溶接部に酸化クロム不動態膜を形成する溶
接方法。 - 【請求項２】 前記バックシールドガスは１〜１０％の
水素ガスを含有することを特徴とする請求項１記載の溶
接部に酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法。 - 【請求項３】 前記溶接は１回溶接であることを特徴と
する請求項１または２記載の酸化クロム不動態膜を形成
する溶接方法。 - 【請求項４】 溶接部への入熱量を６００ジュール／ｃ
ｍ以下として溶接を行うことを特徴とする請求項３記載
の酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法。 - 【請求項５】 溶接速度を１ｃｍ／ｓｅｃ以上１．５ｃ
ｍ／ｓｅｃ以下とすることを特徴とする請求項４記載の
溶接部に酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法。 - 【請求項６】 溶接工程と溶接後に行われる不動態処理
工程との２工程を含む、溶接部に酸化クロム不動態膜を
形成する方法において、溶接工程においては不活性ガス
あるいは不活性ガス中に水素を添加したガスをバックシ
ールドガスとして流し、不動態処理工程においては不活
性ガス中に１０００ｐｐｍ〜２．５％の水分を含有した
ガスを用いることを特徴とする溶接部に酸化クロム不動
態膜を形成する溶接方法。 - 【請求項７】 前記不動態処理工程におけるバックシー
ルドガスは１〜１０％の水素ガスを含有することを特徴
とする請求項６記載の溶接部に酸化クロム不動態膜を形
成する溶接方法。 - 【請求項８】 前記溶接は１回溶接であることを特徴と
する請求項６または７記載の酸化クロム不動態膜を形成
する溶接方法。 - 【請求項９】 溶接工程における溶接部への入熱量を６
００ジュール／ｃｍ以下として溶接を行うことを特徴と
する請求項８記載の酸化クロム不動態膜を形成する溶接
方法。 - 【請求項１０】 溶接速度を１ｃｍ／ｓｅｃ以上１．５
ｃｍ／ｓｅｃ以下とすることを特徴とする請求項９記載
の溶接部に酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法。 - 【請求項１１】 不動態処理工程における加熱は、溶接
機の加熱源を相対的に移動させながら行うことを特徴と
する請求項６ないし１０のいずれか１項記載の酸化クロ
ム不動態膜を形成する溶接方法。 - 【請求項１２】 前記加熱は１回加熱であることを特徴
とする請求項１１記載の酸化クロム不動態膜を形成する
溶接方法。 - 【請求項１３】 前記加熱源の相対的移動速度を０．５
ｃｍ／ｓｅｃ以上１ｃｍ／ｓｅｃ以下とし、入熱量を２
００ジュール／ｃｍ以上とすることを特徴とする請求項
１２記載の酸化クロム不動態膜を形成する溶接方法。 - 【請求項１４】 水分を発生させるためのシステムと、
不活性ガスあるいは不活性ガスに水素を添加した混合ガ
スをバックシールドガスとして供給するシステムと、水
分を含有した不活性ガスからなるバックシールドガスを
供給するシステムと、両システムを切り替えてを介して
被溶接部に供給する手段とを有することを特徴とする溶
接装置。 - 【請求項１５】 装置の組立に溶接を用いるプロセス装
置において、溶接工程中に、不活性ガス中に８００ｐｐ
ｍ〜２．５％の水分を含有したガスからなるバックシー
ルドガスス流すことにより形成された酸化クロムを主成
分とする酸化不動態膜が溶接部に形成されていることを
特徴とする溶接部に酸化クロム不動態膜が形成されたプ
ロセス装置。
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