JPS58221678A - Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接方法 - Google Patents
Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接方法Info
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- JPS58221678A JPS58221678A JP10228782A JP10228782A JPS58221678A JP S58221678 A JPS58221678 A JP S58221678A JP 10228782 A JP10228782 A JP 10228782A JP 10228782 A JP10228782 A JP 10228782A JP S58221678 A JPS58221678 A JP S58221678A
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- Japan
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- layer
- toughness
- reheating
- steel
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は溶接金属の焼戻し脆化感受性の減少ならびに靭
性向上の為、溶接金属の化学成分を規制すると共に溶接
法を改良したものである。
性向上の為、溶接金属の化学成分を規制すると共に溶接
法を改良したものである。
石油精製、石炭液化プラント等で使用′されるＣｒ−Ｍ
ｏ鋼製の圧力容器ユ４００〜５５０℃の高温度で運転さ
れるため、運転時間が長くなるにしたがって靭性が劣化
する焼戻し脆化の現象があり、この種の問題を改善する
必要に迫られている。
ｏ鋼製の圧力容器ユ４００〜５５０℃の高温度で運転さ
れるため、運転時間が長くなるにしたがって靭性が劣化
する焼戻し脆化の現象があり、この種の問題を改善する
必要に迫られている。
この問題に対して鋼材は不純物元素の低減、例えば
Ｘ＝（１０Ｐ＋ ５Ｓｂ＋４Ｓｎ＋ＡＳ／１００）（１
５とＪ＝（Ｓｔ＋Ｍｎ）（Ｐ＋５ｎ）ｘｌｏ （１５と
することによってがなり改善しているが、溶接部、特に
溶接金属については、未解決のままである。
５とＪ＝（Ｓｔ＋Ｍｎ）（Ｐ＋５ｎ）ｘｌｏ （１５と
することによってがなり改善しているが、溶接部、特に
溶接金属については、未解決のままである。
溶接金属については、従来は溶接材料の化学成分を規制
し、Ｘ≦１５、Ｊ≦２０（溶接材料は脱酸剤として８１
％ Ｍ ｎを使用するので、これらを太き（低減できな
い為）とすると共に、第１図に示すような広い開先を多
層サブマージアーク溶接するか、第２図に示すような狭
開先を狭開先サブマージアーク溶接や狭開先ＭＩＧ溶接
している。図中、１は母材鋼板、２は溶接金属、５は層
厚さである。しかし、どちらも層厚さが厚い為溶接ビー
ド中央部では靭性が悪い欠点があり、圧力容器全体の品
質低下を招いている。
し、Ｘ≦１５、Ｊ≦２０（溶接材料は脱酸剤として８１
％ Ｍ ｎを使用するので、これらを太き（低減できな
い為）とすると共に、第１図に示すような広い開先を多
層サブマージアーク溶接するか、第２図に示すような狭
開先を狭開先サブマージアーク溶接や狭開先ＭＩＧ溶接
している。図中、１は母材鋼板、２は溶接金属、５は層
厚さである。しかし、どちらも層厚さが厚い為溶接ビー
ド中央部では靭性が悪い欠点があり、圧力容器全体の品
質低下を招いている。
また従来より多層溶接金属で、次の溶接ビードの熱影響
を受けた溶接金属の靭性は、最終溶接ビード（次の溶接
ビードの熱影響を受けていない溶接金属、）に比べて改
善されることが知られており、テンパー効果と呼ばれて
いる。
を受けた溶接金属の靭性は、最終溶接ビード（次の溶接
ビードの熱影響を受けていない溶接金属、）に比べて改
善されることが知られており、テンパー効果と呼ばれて
いる。
本発明者等は、これら公知事実をふまえて、溶接金属の
化学成分と溶接金属の再加熱温度を制御する技術により
、靭性向上と焼戻し脆化感受性を一低減できることを各
種試験で見出し、本発明に到達したものである。
化学成分と溶接金属の再加熱温度を制御する技術により
、靭性向上と焼戻し脆化感受性を一低減できることを各
種試験で見出し、本発明に到達したものである。
本発明はＣｒ−Ｍｏ鋼、Ｎｉ −Ｏｒ −Ｍｏ −Ｖ
鋼等の溶接金属の焼戻し脆化防止と靭性向上をはかる為
、溶接材料の成分を Ｓｉ：０．１ 〜０２ Ｘ（１０Ｐ＋５Ｓｂ＋４Ｓｎ＋Ａｓ／１００）（１５と
すると共に、溶接後、溶接部（溶接金属、熱形“警部）
を５００〜１０００℃に再加熱することを特徴とする高
品質、高能率溶接方法に関す為ものである。
鋼等の溶接金属の焼戻し脆化防止と靭性向上をはかる為
、溶接材料の成分を Ｓｉ：０．１ 〜０２ Ｘ（１０Ｐ＋５Ｓｂ＋４Ｓｎ＋Ａｓ／１００）（１５と
すると共に、溶接後、溶接部（溶接金属、熱形“警部）
を５００〜１０００℃に再加熱することを特徴とする高
品質、高能率溶接方法に関す為ものである。
本発明方法における溶接は狭開先溶接、多層溶接のいず
れでもよく、また再加熱は次層溶接熱サイクルや高周波
加熱装置を用いて行うことができるが、次層溶接熱サイ
クルによる再加熱は、１パスルヤー狭開先溶接に、そし
て高周波による再加熱は多層溶接に用いると効果的であ
る。
れでもよく、また再加熱は次層溶接熱サイクルや高周波
加熱装置を用いて行うことができるが、次層溶接熱サイ
クルによる再加熱は、１パスルヤー狭開先溶接に、そし
て高周波による再加熱は多層溶接に用いると効果的であ
る。
第３図に、次層溶接金属による再加熱法を採る本願発明
方法の態様を示す。図中、Ｏは母材鋼板、１は前層溶接
金属、２は次層溶接金属、３は層厚さ、４は前層溶接金
属１に次層溶接金属２が溶は込んだ量、５は一層肉盛厚
さ、６は粗粒域、７は靭性劣化域であり、この靭性劣化
域を次層溶接金属２により均一に５００〜１０００°Ｃ
に再加熱している。
方法の態様を示す。図中、Ｏは母材鋼板、１は前層溶接
金属、２は次層溶接金属、３は層厚さ、４は前層溶接金
属１に次層溶接金属２が溶は込んだ量、５は一層肉盛厚
さ、６は粗粒域、７は靭性劣化域であり、この靭性劣化
域を次層溶接金属２により均一に５００〜１０００°Ｃ
に再加熱している。
第４図−１に、低温割れ防止のために破溶接部材を予熱
するが、この予熱温度を２００″Ｃにした場合の、溶接
熱影響部の温度とボンド部からの一距離ｒ （ＩＥ ４
図−２参照）と溶接入熱の関□係を、瞬間線熱源による
計算値で示すが、この図より粗粒域Ａ及び靭性改善域Ｂ
を求め、（層厚さ）＋（粗粒域）〈（粗粒域）＋（靭性
改善域）を満足するように、靭性劣化域を次層溶接で完
全に５００°Ｃ以上にするための溶接入熱と最大層厚さ
く第５図−１）の関係を設定したの力く第５図−２であ
る、。第５図−２における斜線部カー適正域にあられす
。この条件を満たすように、開先中、溶接電流、電圧、
速度を設定するものとする。
するが、この予熱温度を２００″Ｃにした場合の、溶接
熱影響部の温度とボンド部からの一距離ｒ （ＩＥ ４
図−２参照）と溶接入熱の関□係を、瞬間線熱源による
計算値で示すが、この図より粗粒域Ａ及び靭性改善域Ｂ
を求め、（層厚さ）＋（粗粒域）〈（粗粒域）＋（靭性
改善域）を満足するように、靭性劣化域を次層溶接で完
全に５００°Ｃ以上にするための溶接入熱と最大層厚さ
く第５図−１）の関係を設定したの力く第５図−２であ
る、。第５図−２における斜線部カー適正域にあられす
。この条件を満たすように、開先中、溶接電流、電圧、
速度を設定するものとする。
第１表および第６図で溶接金属の焼戻し脆イヒ感受性低
減効果及ｑ靭性向上に及ぼす溶接金属の化学成分と再加
熱温度の影響につ〜・て説明する０ 第１表は供試溶接材料の化学成分で、Ｎα１しま高Ｓｉ
系、Ｎｎ２は中８１系、ＮｃＬＭしま低Ｓｌ系である。
減効果及ｑ靭性向上に及ぼす溶接金属の化学成分と再加
熱温度の影響につ〜・て説明する０ 第１表は供試溶接材料の化学成分で、Ｎα１しま高Ｓｉ
系、Ｎｎ２は中８１系、ＮｃＬＭしま低Ｓｌ系である。
第１表の材料から形成された１５ｍｍ厚の板より第６図
−１のように１０−のシャルピー衝撃試験片を採取して
、第６図−２のような溶接サイクル（Ｃ） 幇よび再加
熱（Ｒ）（８ｏｏ〜５ｏｏ℃までの冷却を１０〜５０秒
で行う）を適用した後の、各供試丼の一層溶接金属の吸
収エネルギーと再加熱温度の関係を第６図−６に示すが
、いずれの溶接金属も５ｏｏから１０００″Ｃに再加熱
されると、溶接のままの場合に比べ靭性が向上すること
を示している。ここで○、△、口は脆化前、・、ム、■
は脆化後であるが、脆化量は各温度における○→・、△
→ム、口→■の靭性値の低下量に相当し、５ｉ）０．２
の高ｓｌ系（△→ム）では焼戻し脆化が太き（、またＳ
ｉ （０，１の低Ｓｌ系（口→■）では脆化量は小さ
いが脱酸が十分性なわれず溶金中の酸素が大きい為、靭
性が低い。したがって０．１≦Ｓｉ≦０．２の中Ｓｉ系
溶接材料（○→・）を用い、次溶接金属の熱サイクルを
用いて５００〜１０００℃に再加熱すると靭性向上と焼
戻し脆化低減が可能となる。
−１のように１０−のシャルピー衝撃試験片を採取して
、第６図−２のような溶接サイクル（Ｃ） 幇よび再加
熱（Ｒ）（８ｏｏ〜５ｏｏ℃までの冷却を１０〜５０秒
で行う）を適用した後の、各供試丼の一層溶接金属の吸
収エネルギーと再加熱温度の関係を第６図−６に示すが
、いずれの溶接金属も５ｏｏから１０００″Ｃに再加熱
されると、溶接のままの場合に比べ靭性が向上すること
を示している。ここで○、△、口は脆化前、・、ム、■
は脆化後であるが、脆化量は各温度における○→・、△
→ム、口→■の靭性値の低下量に相当し、５ｉ）０．２
の高ｓｌ系（△→ム）では焼戻し脆化が太き（、またＳ
ｉ （０，１の低Ｓｌ系（口→■）では脆化量は小さ
いが脱酸が十分性なわれず溶金中の酸素が大きい為、靭
性が低い。したがって０．１≦Ｓｉ≦０．２の中Ｓｉ系
溶接材料（○→・）を用い、次溶接金属の熱サイクルを
用いて５００〜１０００℃に再加熱すると靭性向上と焼
戻し脆化低減が可能となる。
第７図に高周波加熱法を用いる本発明の方法を示す。図
中、○は母材鋼板、１は前層溶接金属、２は次層溶接金
属、３は層厚さ、５は一層肉盛厚さ、７は靭性劣化域、
８は高周波加熱コイル、９は高周波加熱による５００〜
１０００℃の加熱範囲であり、各層溶接後１〜１００
ＫＨｚの高周波加熱により靭性劣化域を５００〜１００
０°Ｃに加熱する方法である。
中、○は母材鋼板、１は前層溶接金属、２は次層溶接金
属、３は層厚さ、５は一層肉盛厚さ、７は靭性劣化域、
８は高周波加熱コイル、９は高周波加熱による５００〜
１０００℃の加熱範囲であり、各層溶接後１〜１００
ＫＨｚの高周波加熱により靭性劣化域を５００〜１００
０°Ｃに加熱する方法である。
靭性、焼戻し脆化感受性低減効果は前記の次層ビードに
よる再加熱法と同じ原理によるが、溶接熱サイクル利用
に比較して、本方法はより深（加熱できるので、一層肉
盛り厚さを１０關程度まで厚くすることができるので、
更に高能率化が可能となる。
よる再加熱法と同じ原理によるが、溶接熱サイクル利用
に比較して、本方法はより深（加熱できるので、一層肉
盛り厚さを１０關程度まで厚くすることができるので、
更に高能率化が可能となる。
本発明の溶接方法の採用により、母材鋼板と同程度の性
能（靭性、焼戻し脆化感受性）を有する溶接継手を高能
率、低コストに製作することが可能となる。本廃明方法
は石油精製、石炭液化プラント等の高温用圧力容器、各
種タービン、ボイラー等、高温で運転される機械等、Ｃ
ｒ−Ｍｏ、 Ｎｉ −Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼、その他、炭素
鋼、低合金鋼からなる溶接構造物全般の製造に有効であ
る。
能（靭性、焼戻し脆化感受性）を有する溶接継手を高能
率、低コストに製作することが可能となる。本廃明方法
は石油精製、石炭液化プラント等の高温用圧力容器、各
種タービン、ボイラー等、高温で運転される機械等、Ｃ
ｒ−Ｍｏ、 Ｎｉ −Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼、その他、炭素
鋼、低合金鋼からなる溶接構造物全般の製造に有効であ
る。
実施例
本発明の次層ビードによる再加熱法を、１００ｍｍ厚の
２７Ｃｙ−ＩＭｏ鋼の狭開先ＭＩＧ溶接に適用した際の
靭性、焼戻し脆化の変化を第８回のグラフに示す。用い
た溶接ワイヤーは１．２０．５ｉ＝０．１８％、Ｘ＝１
５、溶接入熱は２０ＫＪ／ｃｒＩＬと一定とした。開先
中を第４図を満足するように１１韮（最大層厚り中３．
５ ｍｍ ）とした本発明方法と、９朋（最大層厚Ｄ
＝ ５．０ ｍｍ ）とした比較例とで比較した。靭性
劣化部が５００〜１０’００”（３の再加熱を完全に受
ける新方法（○→・）では、比較例（口→酎）に比べて
各試験温度での靭性が改善され、また焼戻し脆化も小さ
いことが判る。
２７Ｃｙ−ＩＭｏ鋼の狭開先ＭＩＧ溶接に適用した際の
靭性、焼戻し脆化の変化を第８回のグラフに示す。用い
た溶接ワイヤーは１．２０．５ｉ＝０．１８％、Ｘ＝１
５、溶接入熱は２０ＫＪ／ｃｒＩＬと一定とした。開先
中を第４図を満足するように１１韮（最大層厚り中３．
５ ｍｍ ）とした本発明方法と、９朋（最大層厚Ｄ
＝ ５．０ ｍｍ ）とした比較例とで比較した。靭性
劣化部が５００〜１０’００”（３の再加熱を完全に受
ける新方法（○→・）では、比較例（口→酎）に比べて
各試験温度での靭性が改善され、また焼戻し脆化も小さ
いことが判る。
第１図および第２図は各々多層サブマージアーク溶接と
狭開先ＭＩＧ溶接を一般的に示した図であり、第５図お
よび第７図は本発明方法の実施態様を示す模式図であり
、第４図−２は溶゛０接入熱と熱影響部の温度の関係を
熱影響部のボンド部からの距離（第４図−１）との関係
で示したグラフであり、第５図−２は第４図に基き本発
明で選択すべき溶接入熱と最大層厚（第５図−１）の範
囲を示すグラフであり、第６図−３および第８図は、本
発明の例および比較例の効果の差を示すグラフであり、
第６図−１、第６図−２は第６図−５で行なわれた試験
の試験片の採取の仕方および試験方法を示す図である。 復代理人 内 １） 明復代理人
萩 原 亮 − 馬１図 馬２図 −１００−８０−６０−４０−２００２０４０額挾温度
（°Ｃ） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５７年特許願第１０２２５１７ 号３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号住 所
東京都港区虎ノ門−丁目２４番１１号Ｉ Ｚ補正の対象 （１）明細書の「図面の簡単な説明」の項（２）明細書
の第６頁 ａ補正の内容 （１）明細書の第１０゛頁、第１行〜第６行の「第４図
−２は〜グラフであシ、」なる記載を、「第４図−１は
溶接入熱と熱影響部の温度の関係を熱影響部のボンド部
からの距離との関係で示し九グラフであシ、第４図−２
は熱影響部のボンド部からの距離について説明した図で
あゐ。第５図−２は第４図に基き本発明で選択すべき溶
接入熱と最大層厚の範囲を示すグラフであシ、第５図−
１は最大層厚について説明した図である。」と訂正する
。 （２） 明細書の第６頁の第１表を別紙の通シ訂正す
る。 （内容に変更なし）
狭開先ＭＩＧ溶接を一般的に示した図であり、第５図お
よび第７図は本発明方法の実施態様を示す模式図であり
、第４図−２は溶゛０接入熱と熱影響部の温度の関係を
熱影響部のボンド部からの距離（第４図−１）との関係
で示したグラフであり、第５図−２は第４図に基き本発
明で選択すべき溶接入熱と最大層厚（第５図−１）の範
囲を示すグラフであり、第６図−３および第８図は、本
発明の例および比較例の効果の差を示すグラフであり、
第６図−１、第６図−２は第６図−５で行なわれた試験
の試験片の採取の仕方および試験方法を示す図である。 復代理人 内 １） 明復代理人
萩 原 亮 − 馬１図 馬２図 −１００−８０−６０−４０−２００２０４０額挾温度
（°Ｃ） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５７年特許願第１０２２５１７ 号３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号住 所
東京都港区虎ノ門−丁目２４番１１号Ｉ Ｚ補正の対象 （１）明細書の「図面の簡単な説明」の項（２）明細書
の第６頁 ａ補正の内容 （１）明細書の第１０゛頁、第１行〜第６行の「第４図
−２は〜グラフであシ、」なる記載を、「第４図−１は
溶接入熱と熱影響部の温度の関係を熱影響部のボンド部
からの距離との関係で示し九グラフであシ、第４図−２
は熱影響部のボンド部からの距離について説明した図で
あゐ。第５図−２は第４図に基き本発明で選択すべき溶
接入熱と最大層厚の範囲を示すグラフであシ、第５図−
１は最大層厚について説明した図である。」と訂正する
。 （２） 明細書の第６頁の第１表を別紙の通シ訂正す
る。 （内容に変更なし）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１Ｃｒ−Ｍｏ鋼溶接材料の成分を、Ｓｉ：０．１〜
０，２、 ｘ （ＩＱＰ＋５Ｓｂ＋４Ｓｎ＋ＡＳ／１００）＜１５
’とすると共に、溶接後、溶接部を５００〜１０００°
Ｃに再加熱することを特徴とする溶接方法。 （２）１パスルヤー狭開先溶接において次層溶接金属の
熱サイクルで靭性劣化域を５００〜１０ｑＯ°Ｃに再加
熱する特許請求の範囲１記載の溶接方法。 （３） 多層・溶接において、各層溶接゛後、高周波
加熱により靭性劣化域を５００〜１０００°Ｃに再加熱
する特許請求の範囲１記載の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228782A JPS58221678A (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228782A JPS58221678A (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58221678A true JPS58221678A (ja) | 1983-12-23 |
Family
ID=14323390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10228782A Pending JPS58221678A (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | Ｃｒ−Ｍｏ鋼の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58221678A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016141846A (ja) * | 2015-02-02 | 2016-08-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接金属及び溶接構造体 |
| CN113165094A (zh) * | 2018-11-22 | 2021-07-23 | 日立造船株式会社 | 极厚板的对接焊接方法以及极厚板的对接焊接设备 |
-
1982
- 1982-06-16 JP JP10228782A patent/JPS58221678A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016141846A (ja) * | 2015-02-02 | 2016-08-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接金属及び溶接構造体 |
| CN107208218A (zh) * | 2015-02-02 | 2017-09-26 | 株式会社神户制钢所 | 焊接金属和焊接结构体 |
| CN113165094A (zh) * | 2018-11-22 | 2021-07-23 | 日立造船株式会社 | 极厚板的对接焊接方法以及极厚板的对接焊接设备 |
| EP3885068A4 (en) * | 2018-11-22 | 2022-01-19 | Hitachi Zosen Corporation | BUTT WELDING PROCESS FOR ULTRA-THICK PLATE, AND BUTT WELDING EQUIPMENT FOR ULTRA-THICK PLATE |
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