JPH08152290A - 異種金属の溶接方法およびその溶接構造物 - Google Patents
異種金属の溶接方法およびその溶接構造物Info
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- JPH08152290A JPH08152290A JP6294319A JP29431994A JPH08152290A JP H08152290 A JPH08152290 A JP H08152290A JP 6294319 A JP6294319 A JP 6294319A JP 29431994 A JP29431994 A JP 29431994A JP H08152290 A JPH08152290 A JP H08152290A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
- F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/082—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
- F28F21/083—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys from stainless steel
Abstract
(57)【要約】
【目的】 例えばボイラの管と管板の溶接でフェライト
鋼の管板とオーステナイト鋼の管との異材溶接におい
て、融合不良や溶接割れ等を発生させることのない溶接
方法を提供する。 【構成】 オーステナイト鋼の管２の先端部外周に断面
が外方向に先細りする環状の突起４を管２と一体的に形
成する一方、フェライト鋼からなる管板１に、環状の突
起４を含む管２の先端面の形状に対応する円形底面と、
この底面外周から上方向に広がる傾斜面とからなるざぐ
り部を形成し、このざぐり部の底面に管２の先端面を当
接させた後、突起４を溶かすようにＮｉ基合金の溶接材
料を添加して少なくとも初層溶接を行い、この初層の溶
接金属のＮｉ含有量が４０％以上となるようＮｉ基合金
の溶接材料を添加する。
鋼の管板とオーステナイト鋼の管との異材溶接におい
て、融合不良や溶接割れ等を発生させることのない溶接
方法を提供する。 【構成】 オーステナイト鋼の管２の先端部外周に断面
が外方向に先細りする環状の突起４を管２と一体的に形
成する一方、フェライト鋼からなる管板１に、環状の突
起４を含む管２の先端面の形状に対応する円形底面と、
この底面外周から上方向に広がる傾斜面とからなるざぐ
り部を形成し、このざぐり部の底面に管２の先端面を当
接させた後、突起４を溶かすようにＮｉ基合金の溶接材
料を添加して少なくとも初層溶接を行い、この初層の溶
接金属のＮｉ含有量が４０％以上となるようＮｉ基合金
の溶接材料を添加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温高圧で運転される
ボイラ、原子力、化学プラントの管と管板あるいは管と
管寄せの溶接方法およびその溶接構造物に関するもので
ある。
ボイラ、原子力、化学プラントの管と管板あるいは管と
管寄せの溶接方法およびその溶接構造物に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ボイラ、原子力、化学プラントは数多く
の熱交換器で構成されている。熱交換器においては、配
管から供給されて来た流体を管に分配し、この管内流体
と管外流体の温度差を利用して熱交換し、熱交換した管
内流体を再度合流させ、配管によって次工程のプロセス
へと送られる。配管から管への内部流体の分配及び管か
ら配管への内部流体の合流には管板構造あるいは管寄せ
構造が採用されている。
の熱交換器で構成されている。熱交換器においては、配
管から供給されて来た流体を管に分配し、この管内流体
と管外流体の温度差を利用して熱交換し、熱交換した管
内流体を再度合流させ、配管によって次工程のプロセス
へと送られる。配管から管への内部流体の分配及び管か
ら配管への内部流体の合流には管板構造あるいは管寄せ
構造が採用されている。
【０００３】このような管板あるいは管寄せ構造におい
ては、管への内部流体の分配が均一でないため、管のメ
タル温度も不均一となる。このように、管ではメタル温
度のアンバランスを考慮するために、管が加熱されるプ
ロセスにおいては管の設計温度は管板あるいは管寄せよ
りも高くなる。管板と管，管寄せと管とはこのような設
計条件を考慮した材料と形状寸法が選定される。
ては、管への内部流体の分配が均一でないため、管のメ
タル温度も不均一となる。このように、管ではメタル温
度のアンバランスを考慮するために、管が加熱されるプ
ロセスにおいては管の設計温度は管板あるいは管寄せよ
りも高くなる。管板と管，管寄せと管とはこのような設
計条件を考慮した材料と形状寸法が選定される。
【０００４】ところで、フェライト鋼とオーステナイト
鋼を比較すると、高温強度はオーステナイト鋼の方が高
いが、線膨張係数が大きく、熱伝導率が小さいこと及び
高価であることから、薄肉の管にはオーステナイト鋼が
使用されるが、厚肉の管板や管寄せにはフェライト鋼を
使用するのが一般的である。
鋼を比較すると、高温強度はオーステナイト鋼の方が高
いが、線膨張係数が大きく、熱伝導率が小さいこと及び
高価であることから、薄肉の管にはオーステナイト鋼が
使用されるが、厚肉の管板や管寄せにはフェライト鋼を
使用するのが一般的である。
【０００５】しかしフェライト鋼管板とオーステナイト
鋼管を直接溶接すると、後述する問題点があるために、
従来は図６に示すように、オーステナイト鋼管２にフェ
ライト鋼管７をインコネル（インコネル社商標名であ
る）系溶接金属３で溶接し、このフェライト鋼管７とフ
ェライト鋼管板１とをフェライト系溶接金属８で溶接す
る構造が採用されている。高温条件において本溶接構造
を採用すると、内部流体温度の上昇によりフェライト鋼
管７の設計温度も高くなり、フェライト鋼の使用上限温
度を上回るため、図６に示す溶接構造は成立しなくな
る。したがってオーステナイト鋼管を直接フェライト鋼
管板へ溶接する構造とせざるを得なくなる。
鋼管を直接溶接すると、後述する問題点があるために、
従来は図６に示すように、オーステナイト鋼管２にフェ
ライト鋼管７をインコネル（インコネル社商標名であ
る）系溶接金属３で溶接し、このフェライト鋼管７とフ
ェライト鋼管板１とをフェライト系溶接金属８で溶接す
る構造が採用されている。高温条件において本溶接構造
を採用すると、内部流体温度の上昇によりフェライト鋼
管７の設計温度も高くなり、フェライト鋼の使用上限温
度を上回るため、図６に示す溶接構造は成立しなくな
る。したがってオーステナイト鋼管を直接フェライト鋼
管板へ溶接する構造とせざるを得なくなる。
【０００６】フェライト鋼のオーステナイト鋼との異材
溶接においては両材料の中間的な線膨張係数を有し、炭
化物生成傾向も大きくないＮｉ基合金であるインコネル
系溶接材料を使用する。図７はオーステナイト鋼管２を
直接フェライト鋼管板１へインコネル系溶接金属３で溶
接する従来構造を示す。従来構造によれば、管２を溶接
するべき管板１の位置を皿状に座ぐり加工し、この箇所
の底面に鋼管２の先端面を当接し、管２先端部の外周と
管板１の座ぐり部の立上り傾斜部分との間にレ形開先を
形成し、このレ形開先を溶接する。ところで、インコネ
ルの溶接金属は溶融状態において表面張力が大きく、開
先角度αの小さいレ形開先における狭い開先面への濡れ
性が悪い。このため、溶接ルート部において融合不良、
溶接割れやブローホールが多く発生し、また初層の溶接
において、フェライト鋼管板の溶融により溶接金属中の
Ｎｉ成分が希釈されるため、安定したオーステナイト金
属組織が得られない。したがって、管２の先端と管板１
の当接部分で溶接時に溶融しない未溶着部９を起点とし
た溶接高温割れが発生しやすい。このように、従来の溶
接構造では溶接施工が非常に困難であった。
溶接においては両材料の中間的な線膨張係数を有し、炭
化物生成傾向も大きくないＮｉ基合金であるインコネル
系溶接材料を使用する。図７はオーステナイト鋼管２を
直接フェライト鋼管板１へインコネル系溶接金属３で溶
接する従来構造を示す。従来構造によれば、管２を溶接
するべき管板１の位置を皿状に座ぐり加工し、この箇所
の底面に鋼管２の先端面を当接し、管２先端部の外周と
管板１の座ぐり部の立上り傾斜部分との間にレ形開先を
形成し、このレ形開先を溶接する。ところで、インコネ
ルの溶接金属は溶融状態において表面張力が大きく、開
先角度αの小さいレ形開先における狭い開先面への濡れ
性が悪い。このため、溶接ルート部において融合不良、
溶接割れやブローホールが多く発生し、また初層の溶接
において、フェライト鋼管板の溶融により溶接金属中の
Ｎｉ成分が希釈されるため、安定したオーステナイト金
属組織が得られない。したがって、管２の先端と管板１
の当接部分で溶接時に溶融しない未溶着部９を起点とし
た溶接高温割れが発生しやすい。このように、従来の溶
接構造では溶接施工が非常に困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フェ
ライト鋼管板あるいは管寄せとオーステナイト鋼管の異
材溶接において、融合不良や溶接割れ等の溶接欠陥を発
生させることなく、しかも簡便に溶接可能な溶接方法お
よびその溶接構造物を提供することにある。
ライト鋼管板あるいは管寄せとオーステナイト鋼管の異
材溶接において、融合不良や溶接割れ等の溶接欠陥を発
生させることなく、しかも簡便に溶接可能な溶接方法お
よびその溶接構造物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の異種金属の溶接方法は、フェライト鋼から
なる管板あるいは管寄せ（管板／管寄せ）と、オーステ
ナイト鋼からなる管との溶接において、少なくとも初層
溶接の際に初層の溶接金属のＮｉ含有量が４０％以上に
なるようにＮｉ基合金の溶接材料を添加することを特徴
とする。
に、本発明の異種金属の溶接方法は、フェライト鋼から
なる管板あるいは管寄せ（管板／管寄せ）と、オーステ
ナイト鋼からなる管との溶接において、少なくとも初層
溶接の際に初層の溶接金属のＮｉ含有量が４０％以上に
なるようにＮｉ基合金の溶接材料を添加することを特徴
とする。
【０００９】さらに詳しくは、オーステナイト鋼からな
る管の先端部外周に、断面が外方向に先細りする環状の
突起を管と一体的に形成し、またフェライト鋼からなる
管板／管寄せに、環状の突起を含む管の先端面の形状に
対応する円形底面と、この底面外周から上方向に広がる
傾斜面とからなるざぐり部を形成し、このざぐり部の底
面に管の先端面を当接させた後に、突起を溶かすように
初層溶接を行う。
る管の先端部外周に、断面が外方向に先細りする環状の
突起を管と一体的に形成し、またフェライト鋼からなる
管板／管寄せに、環状の突起を含む管の先端面の形状に
対応する円形底面と、この底面外周から上方向に広がる
傾斜面とからなるざぐり部を形成し、このざぐり部の底
面に管の先端面を当接させた後に、突起を溶かすように
初層溶接を行う。
【００１０】また、上記のごとくオーステナイト鋼の管
の先端部外周に環状の突起を一体的に設ける代わりに、
オーステナイト鋼からなる管の先端部外周回りに外形を
末広がり状とする凹溝を切削加工して、管先端部の壁外
周側角を鋭角に形成し、この管先端部に合わせてフェラ
イト鋼からなる管板／管寄せにざぐり部を形成し、この
ざぐり部の管先端を当接して管先端の鋭角部分を溶かす
ように初層の溶接を行ってもよい。
の先端部外周に環状の突起を一体的に設ける代わりに、
オーステナイト鋼からなる管の先端部外周回りに外形を
末広がり状とする凹溝を切削加工して、管先端部の壁外
周側角を鋭角に形成し、この管先端部に合わせてフェラ
イト鋼からなる管板／管寄せにざぐり部を形成し、この
ざぐり部の管先端を当接して管先端の鋭角部分を溶かす
ように初層の溶接を行ってもよい。
【００１１】さらに、上記のごとくオーステナイト鋼の
管の先端部外周に環状の突起を一体的に設ける代わり
に、オーステナイト鋼からなる管の先端部外周に、この
オーステナイト鋼よりＮｉ含有量が多いまたは同等のオ
ーステナイト鋼、あるいはＮｉ基合金のリングを嵌め
て、この管と管板／管寄せの初層溶接を行ってもよい。
管の先端部外周に環状の突起を一体的に設ける代わり
に、オーステナイト鋼からなる管の先端部外周に、この
オーステナイト鋼よりＮｉ含有量が多いまたは同等のオ
ーステナイト鋼、あるいはＮｉ基合金のリングを嵌め
て、この管と管板／管寄せの初層溶接を行ってもよい。
【００１２】また本発明の異種金属の溶接構造物は、フ
ェライト鋼からなる管板／管寄せと、オーステナイト鋼
からなる管とを上記各種の継手形状のいずれかを用いる
溶接方法により製作された構造物により達成される。
ェライト鋼からなる管板／管寄せと、オーステナイト鋼
からなる管とを上記各種の継手形状のいずれかを用いる
溶接方法により製作された構造物により達成される。
【００１３】
【作用】本発明においては、Ｎｉ基合金の溶接材料を添
加し、またオーステナイト鋼管先端の突起、鋭角部分あ
るいはリングがフェライト鋼管板よりも優先的に溶融す
るので、初層の溶接金属中のＮｉ成分量を４０％以上に
高くしてこの溶接金属を安定なオーステナイト金属組織
とすることができ、溶接割れを防止できる。また、突
起、鋭角部分あるいはリングを設けるため、溶接開先の
角度は従来のレ形開先よりも広くなり、融合不良等の溶
接欠陥も生じ難く、健全な溶接部を得ることができる。
加し、またオーステナイト鋼管先端の突起、鋭角部分あ
るいはリングがフェライト鋼管板よりも優先的に溶融す
るので、初層の溶接金属中のＮｉ成分量を４０％以上に
高くしてこの溶接金属を安定なオーステナイト金属組織
とすることができ、溶接割れを防止できる。また、突
起、鋭角部分あるいはリングを設けるため、溶接開先の
角度は従来のレ形開先よりも広くなり、融合不良等の溶
接欠陥も生じ難く、健全な溶接部を得ることができる。
【００１４】
【実施例】以下に、本発明の実施例を具体的に説明す
る。図１は本発明になる異種金属の溶接構造の断面図で
ある。図１に示すフェライト鋼管板とオーステナイト鋼
管の溶接構造において、フェライト鋼管板１はＪＩＳの
ＳＣＭＶ４（２.２５Ｃｒ−１Ｍｏ）材からなり、そし
てオーステナイト鋼管２はＪＩＳのＳＵＳ３２１ＨＴＢ
材からなる。各種材料の化学成分は表１に示す。
る。図１は本発明になる異種金属の溶接構造の断面図で
ある。図１に示すフェライト鋼管板とオーステナイト鋼
管の溶接構造において、フェライト鋼管板１はＪＩＳの
ＳＣＭＶ４（２.２５Ｃｒ−１Ｍｏ）材からなり、そし
てオーステナイト鋼管２はＪＩＳのＳＵＳ３２１ＨＴＢ
材からなる。各種材料の化学成分は表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】オーステナイト鋼管２は、先端部を拡管し
て外周側が円弧状に末広がりするラッパ形にし、それか
ら内周側を加工して内周が管２の元々の内径になる位置
まで浅い円錐状に削り込むことにより、管２先端部の外
周回りに略三角形で先細り断面をもつ環状の突起４を形
成して、溶接開先を設ける。フェライト鋼管板１の溶接
する部分はオーステナイト管２の先端面の切削角度に併
せて皿状にざぐり加工し、このざぐり部分の円周部は板
表面側に向かって広がる傾斜面とする。上記のように加
工したフェライト鋼管板１とオーステナイト鋼管２とを
突き合わせると、管２先端部の外周における末広がり部
分と管板１のざぐり部分の傾斜面によって略Ｖ開先が形
成される。この開先内を溶接する際、特に初層でオース
テナイト鋼管２先端の突起４が溶けるようにインコネル
系溶接材料等、Ｎｉ基合金溶接材料を添加して溶接を行
う。この溶接構造の場合、図６に示した従来技術のレ形
開先の角度と比較して、本実施例における鋼管２と管板
１との間のＶ開先の角度が広くなり、濡れ性の悪いイン
コネル系溶接材料でも融合不良を生じることなく溶接す
ることができる。
て外周側が円弧状に末広がりするラッパ形にし、それか
ら内周側を加工して内周が管２の元々の内径になる位置
まで浅い円錐状に削り込むことにより、管２先端部の外
周回りに略三角形で先細り断面をもつ環状の突起４を形
成して、溶接開先を設ける。フェライト鋼管板１の溶接
する部分はオーステナイト管２の先端面の切削角度に併
せて皿状にざぐり加工し、このざぐり部分の円周部は板
表面側に向かって広がる傾斜面とする。上記のように加
工したフェライト鋼管板１とオーステナイト鋼管２とを
突き合わせると、管２先端部の外周における末広がり部
分と管板１のざぐり部分の傾斜面によって略Ｖ開先が形
成される。この開先内を溶接する際、特に初層でオース
テナイト鋼管２先端の突起４が溶けるようにインコネル
系溶接材料等、Ｎｉ基合金溶接材料を添加して溶接を行
う。この溶接構造の場合、図６に示した従来技術のレ形
開先の角度と比較して、本実施例における鋼管２と管板
１との間のＶ開先の角度が広くなり、濡れ性の悪いイン
コネル系溶接材料でも融合不良を生じることなく溶接す
ることができる。
【００１７】さらにＮｉを含有するオーステナイト鋼管
２の開先を優先的に溶融させることにより、フェライト
鋼による溶接金属中のＮｉ成分の希釈を抑制できるの
で、特に初層の溶接割れを防止する効果がある。種々の
溶接材料を用いて溶接を行った結果、溶接金属中のＮｉ
量を４０％以上にすれば、高温割れを抑えられることが
分かった。また溶接後、溶接部断面の組織検査、側曲げ
試験を実施したが、溶接欠陥や割れは全く発生しておら
ず、健全な溶接部が得られることを確認した。
２の開先を優先的に溶融させることにより、フェライト
鋼による溶接金属中のＮｉ成分の希釈を抑制できるの
で、特に初層の溶接割れを防止する効果がある。種々の
溶接材料を用いて溶接を行った結果、溶接金属中のＮｉ
量を４０％以上にすれば、高温割れを抑えられることが
分かった。また溶接後、溶接部断面の組織検査、側曲げ
試験を実施したが、溶接欠陥や割れは全く発生しておら
ず、健全な溶接部が得られることを確認した。
【００１８】本発明になる溶接構造において、図６に示
した従来溶接構造のようなオーステナイト鋼管とフェラ
イト鋼管接合の際の開先加工、溶接に要する時間も低減
できる。
した従来溶接構造のようなオーステナイト鋼管とフェラ
イト鋼管接合の際の開先加工、溶接に要する時間も低減
できる。
【００１９】図２は図１と同じ思想による発明の他の実
施例である。オーステナイト鋼管２の先端面は平で、先
端部外周には三角形で先細り断面をもつ環状の突起４が
設けられている。一方、フェライト鋼管板１の溶接する
部分はオーステナイト管２の先端面に併せて皿状にざぐ
り加工して開先を設ける。オーステナイト鋼管２の環状
突起４は、この管２の設計肉厚より厚肉の管を切削加工
することで、容易に設けることができる。この場合も、
オーステナイト鋼管２側の突起４を優先的に溶融するこ
とにより、管板１を構成するフェライト鋼による溶接金
属中のＮｉ成分の希釈を抑えることができるので、初層
の溶接割れを防止することができる。またオーステナイ
ト鋼管２の先端外面側に突起４をつける方法として、先
端外面側にオーステナイト鋼、インコネルあるいはＮｉ
基合金で肉盛りし、機械加工をすることも可能である。
施例である。オーステナイト鋼管２の先端面は平で、先
端部外周には三角形で先細り断面をもつ環状の突起４が
設けられている。一方、フェライト鋼管板１の溶接する
部分はオーステナイト管２の先端面に併せて皿状にざぐ
り加工して開先を設ける。オーステナイト鋼管２の環状
突起４は、この管２の設計肉厚より厚肉の管を切削加工
することで、容易に設けることができる。この場合も、
オーステナイト鋼管２側の突起４を優先的に溶融するこ
とにより、管板１を構成するフェライト鋼による溶接金
属中のＮｉ成分の希釈を抑えることができるので、初層
の溶接割れを防止することができる。またオーステナイ
ト鋼管２の先端外面側に突起４をつける方法として、先
端外面側にオーステナイト鋼、インコネルあるいはＮｉ
基合金で肉盛りし、機械加工をすることも可能である。
【００２０】図３は、図１，２に示すようにオーステナ
イト鋼管２の先端部外面側に突起４を設ける代わりに、
先端部外周面を一回りし断面が円弧状の窪み６を切削加
工して管２の壁の外側角を鋭角にして、管２の先端部に
擬似的な突起部４を設ける方法を示す。これを初層から
インコネル系溶接材料等のＮｉ基合金で溶接する。当該
擬似的な突起部４が優先的に溶融するので、溶接金属中
のＮｉ成分の希釈を抑制でき、初層の溶接割れを防止す
ることができる。また本実施例の溶接構造では未溶着長
さが小さくなるので、未溶着部を起点とする破損を少な
くすることができる。
イト鋼管２の先端部外面側に突起４を設ける代わりに、
先端部外周面を一回りし断面が円弧状の窪み６を切削加
工して管２の壁の外側角を鋭角にして、管２の先端部に
擬似的な突起部４を設ける方法を示す。これを初層から
インコネル系溶接材料等のＮｉ基合金で溶接する。当該
擬似的な突起部４が優先的に溶融するので、溶接金属中
のＮｉ成分の希釈を抑制でき、初層の溶接割れを防止す
ることができる。また本実施例の溶接構造では未溶着長
さが小さくなるので、未溶着部を起点とする破損を少な
くすることができる。
【００２１】図４はオーステナイト鋼管２の先端部外周
にインコネル等のＮｉ基合金製またはオーステナイト鋼
製で断面が三角形のリング５をはめて、溶接するもので
ある。初層で、このリング５が溶融するようにインコネ
ル系溶接材料等、Ｎｉ基合金で溶接することにより、管
板２の材料であるフェライト鋼による溶接金属中のＮｉ
成分の希釈を抑制でき、初層での溶接割れを生じること
なく溶接できる。本実施例の場合、オーステナイト鋼管
２に特別の加工をすることなく従来技術の開先形状にも
適用できるものである。
にインコネル等のＮｉ基合金製またはオーステナイト鋼
製で断面が三角形のリング５をはめて、溶接するもので
ある。初層で、このリング５が溶融するようにインコネ
ル系溶接材料等、Ｎｉ基合金で溶接することにより、管
板２の材料であるフェライト鋼による溶接金属中のＮｉ
成分の希釈を抑制でき、初層での溶接割れを生じること
なく溶接できる。本実施例の場合、オーステナイト鋼管
２に特別の加工をすることなく従来技術の開先形状にも
適用できるものである。
【００２２】図５は、オーステナイト鋼管２先端部の外
周に、断面が四角形で環状の突起４を管２と一体にして
形成し、さらに突起４の外周に図４に示すようにインコ
ネル等のＮｉ基合金製あるいはオーステナイト鋼製のリ
ング５を嵌合して設けたものである。本溶接構造の場
合、インコネル系溶接材料等のＮｉ基合金を溶融させる
ことで、溶接金属中のＮｉ量を高めることができ、初層
の溶接割れを皆無とすることができる。
周に、断面が四角形で環状の突起４を管２と一体にして
形成し、さらに突起４の外周に図４に示すようにインコ
ネル等のＮｉ基合金製あるいはオーステナイト鋼製のリ
ング５を嵌合して設けたものである。本溶接構造の場
合、インコネル系溶接材料等のＮｉ基合金を溶融させる
ことで、溶接金属中のＮｉ量を高めることができ、初層
の溶接割れを皆無とすることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フェライト鋼からなる管板あるいは管寄せとオーステナ
イト鋼からなる管との異材溶接において、Ｎｉ基合金の
溶接材料を添加し初層の溶接金属のＮｉ成分量を４０％
以上とするので、初層の溶接金属は安定なオーステナイ
ト金属組織となり、初層の溶接割れを防止できる。また
管の先端外周に突起、鋭角部分あるいはリングを設け、
また管板あるいは管寄せには管の先端部に対応してざぐ
り加工して、管外周壁とざぐり部分の上広がりの傾斜面
の間に形成される開先を従来のレ形開先より大きくする
ので、融合不良等の溶接欠陥の発生を防止できる。
フェライト鋼からなる管板あるいは管寄せとオーステナ
イト鋼からなる管との異材溶接において、Ｎｉ基合金の
溶接材料を添加し初層の溶接金属のＮｉ成分量を４０％
以上とするので、初層の溶接金属は安定なオーステナイ
ト金属組織となり、初層の溶接割れを防止できる。また
管の先端外周に突起、鋭角部分あるいはリングを設け、
また管板あるいは管寄せには管の先端部に対応してざぐ
り加工して、管外周壁とざぐり部分の上広がりの傾斜面
の間に形成される開先を従来のレ形開先より大きくする
ので、融合不良等の溶接欠陥の発生を防止できる。
【００２４】かくして従来技術の諸問題であった溶接欠
陥を生じることなく施工可能で、蒸気条件の高温化に対
応できるとともに、高温高圧で運転されるプラントの信
頼性を高めることができる等の効果を奏するものであ
る。
陥を生じることなく施工可能で、蒸気条件の高温化に対
応できるとともに、高温高圧で運転されるプラントの信
頼性を高めることができる等の効果を奏するものであ
る。
【図１】本発明の一実施例であるフェライト鋼管板とオ
ーステナイト鋼管の異材溶接で、管の先端部を拡管して
外周に突起を設けて形成した溶接開先を示す図である。
ーステナイト鋼管の異材溶接で、管の先端部を拡管して
外周に突起を設けて形成した溶接開先を示す図である。
【図２】本発明の別の実施例であるフェライト鋼管板と
オーステナイト鋼管の溶接で、管先端部を切削加工して
突起を設けて形成した溶接開先を示す図である。
オーステナイト鋼管の溶接で、管先端部を切削加工して
突起を設けて形成した溶接開先を示す図である。
【図３】本発明の別の実施例であるフェライト鋼管板と
オーステナイト鋼管の溶接で、管先端部に凹みを加工し
て管先端の外壁角を鋭角にして形成した溶接開先を示す
図である。
オーステナイト鋼管の溶接で、管先端部に凹みを加工し
て管先端の外壁角を鋭角にして形成した溶接開先を示す
図である。
【図４】本発明の別の実施例であるフェライト鋼管板と
オーステナイト鋼管の溶接で、管先端部に断面が三角形
のリングを嵌めて形成した溶接開先を示す図である。
オーステナイト鋼管の溶接で、管先端部に断面が三角形
のリングを嵌めて形成した溶接開先を示す図である。
【図５】本発明の別の実施例であるフェライト鋼管板と
オーステナイト鋼管の溶接で、管先端部に断面が四角形
のリングを嵌めて形成した溶接開先を示す図である。
オーステナイト鋼管の溶接で、管先端部に断面が四角形
のリングを嵌めて形成した溶接開先を示す図である。
【図６】従来のフェライト鋼管板とオーステナイト鋼管
の溶接方法で、両材間にフェライト鋼管を介在させた溶
接方法を示す図である。
の溶接方法で、両材間にフェライト鋼管を介在させた溶
接方法を示す図である。
【図７】図６におけるフェライト鋼管板とオーステナイ
ト鋼管の溶接開先を示す図である。
ト鋼管の溶接開先を示す図である。
１ フェライト鋼管板 ２ オーステナイト鋼管 ３ インコネル系溶接材料 ４ 突起 ５ リング ６ 窪み ７ フェライト鋼管 ８ フェライト系溶接材料
Claims (5)
- 【請求項１】 フェライト鋼からなる管板あるいは管寄
せとオーステナイト鋼からなる管とを溶接する異種金属
の溶接方法において、少なくとも初層溶接の際に該初層
の溶接金属のＮｉ含有量が４０％以上となるようＮｉ基
合金の溶接材料を添加することを特徴とする異種金属の
溶接方法。 - 【請求項２】 前記オーステナイト鋼からなる管の先端
部外周に断面が外方向に先細りする環状の突起を該管と
一体的に形成する一方、前記フェライト鋼からなる管板
あるいは管寄せに、前記環状の突起を含む前記管の先端
面の形状に対応する円形底面と、該底面外周から上方向
に広がる傾斜面とからなるざぐり部を形成し、該ざぐり
部の底面に前記管の先端面を当接させた後、前記突起を
溶かすように前記初層の溶接を行うことを特徴とする請
求項１記載の異種金属の溶接方法。 - 【請求項３】 前記オーステナイト鋼からなる管の先端
部外周回りに外形を末広がり状とする凹溝を切削加工し
て該管先端部の壁外周側角を鋭角に形成する一方、前記
フェライト鋼からなる管板あるいは管寄せに、前記管の
先端面の形状に対応する円形底面と、該底面外周から上
方向に広がる傾斜面とからなるざぐり部を形成し、該ざ
ぐり部の底面に前記管の先端面を当接させた後、前記管
先端の鋭角部分を溶かすように前記初層の溶接を行うこ
とを特徴とする請求項１記載の異種金属の溶接方法。 - 【請求項４】 前記オーステナイト鋼からなる管の先端
部外周に、該オーステナイト鋼よりＮｉ含有量が多いま
たは同等のオーステナイト鋼、あるいはＮｉ基合金のリ
ングを嵌める一方、前記フェライト鋼からなる管板ある
いは管寄せに、前記リングを含む前記管の先端面の形状
に対応する円形底面と、該底面外周から上方向に広がる
傾斜面とからなるざぐり部を形成し、該ざぐり部の底面
に前記管の先端面を当接させた後、前記リングを溶かす
ように前記初層の溶接を行うことを特徴とする請求項１
記載の異種金属の溶接方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし４いずれかに記載の異種
金属の溶接方法を用いて製作されたことを特徴とする異
種金属の溶接構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6294319A JPH08152290A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 異種金属の溶接方法およびその溶接構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6294319A JPH08152290A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 異種金属の溶接方法およびその溶接構造物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08152290A true JPH08152290A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=17806161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6294319A Pending JPH08152290A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 異種金属の溶接方法およびその溶接構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08152290A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150267973A1 (en) * | 2012-10-17 | 2015-09-24 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Tube holding element |
| JP2016197004A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | セウォン セロンテック カンパニー リミテッドＳｅｗｏｎ Ｃｅｌｌｏｎｔｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | シェルアンドチューブ熱交換器 |
| JP2016197003A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | セウォン セロンテック カンパニー リミテッドＳｅｗｏｎ Ｃｅｌｌｏｎｔｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | シェルアンドチューブ溶接方法 |
| EP2233876A4 (en) * | 2008-10-07 | 2017-06-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welded header/nozzle structure |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP6294319A patent/JPH08152290A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2233876A4 (en) * | 2008-10-07 | 2017-06-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welded header/nozzle structure |
| US20150267973A1 (en) * | 2012-10-17 | 2015-09-24 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Tube holding element |
| JP2016197004A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | セウォン セロンテック カンパニー リミテッドＳｅｗｏｎ Ｃｅｌｌｏｎｔｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | シェルアンドチューブ熱交換器 |
| JP2016197003A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | セウォン セロンテック カンパニー リミテッドＳｅｗｏｎ Ｃｅｌｌｏｎｔｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | シェルアンドチューブ溶接方法 |
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