JPS60261672A - 成形肉盛溶接により構造部材を製造する方法およびこの方法で製造される構造部材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、溶接材料が溶接ビード層を成して盛り上げら
れ、溶接ビード層の組織があとに続く層を盛り上げる際
に１回または複数回熱的に変換される、成形多層肉盛溶
接により溶接材料から構造部材を製造する方法に関する
。

従来の技術 成形溶接は、構造部材を全く溶接材料から製造する公知
の方法である０例えば核装置または化学装置製作用の通
路、底部、接続管片および曲り管のような低合金鋼およ
び高合金鋼製の製品を成形溶接製造方法により速やかに
かつ経済的に製造することができ、その際最高の材料品
質が満たされる。成形溶接は、特に等方性材料（４） 特性および可撓性成形可能性のため高い応力を受ける構
造部材の製造方法として適している。

この場合、例えば装置製作において多方面にわたって確
証されたサブマージアーク溶接法のような、高生産的な
機械化された溶接法が用いられる。成形溶接による構造
部材の製造の本質的な利点は、製造時間が短く、製造費
用が比較的小さくかつ工場および工事現場における溶接
継手なしの一体形成が可能なことである。こうして製造
された部材にとって、応力除去焼なましの他は例えば焼
き戻しによる熱処理は必要でない。

単一電極または前後に配置された２つの電極（タンデム
法）を用いてサブマージアーク溶接法における通常の肉
盛溶接法により溶接ビードを層を成して盛り上げる際は
、溶接ビードの断面に、比較的偏平な上面およびしずく
状に下方へ延びるルートを持つきのこ駄の幾何学的面が
生ずる。この溶接ビード形状によって、下にある溶接ビ
ードのかなりの部分がエネルギーを消（５） 費しながら再び溶融される結果になる。さらに新たに盛
り上げられた溶接ビード層の熱影響区域の下の範囲にお
いて、下にある溶接ビード層の鋳造組織の一部は十分に
熱的に影響されず、したがって変換されていない、新た
に盛り上げられた層が境界層の範囲においてその前の層
を熱的に一部比較的粗い組織に変換することによって、
肉盛材料に層を成して鋳造組織残留部および粗粒状区域
が生ずる。

特に溶接材料の十分なしん性を得るために組織はできる
だけ微粒でかつ均質でなければならないから、各溶接ビ
ードの下側縁範囲に形成された鋳物状および粗粒状組織
の層状区域は、特に溶接材料のしん性に関して品質低下
を生ぜしめる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の基礎になっている課題は、最初に挙げた種類の
、成形多層肉盛溶接により溶接材料から構造部材を製造
する方法において、鋳造組織範囲および粗粒状組織部分
の残留範囲が回避（６） され、微粒組織だけを持つ溶接材料が製造されるように
改良を行なうことである。成形溶接により構造部材を製
造する公知の方法は溶接用電気エネルギーの比較的大き
い消費を必要とするから、本発明では同時に、下側層の
再溶融の際失われるエネルギーを減少させることによっ
て方法の経済性を高めようと努めている。この目的の達
成と同時に、動作能力すなわち同じエネルギー供給に対
する単位時間に盛り上げられる溶接材料量ができるだけ
増大されなければならない。

問題点を解決するための手段 この課せられた課題の解決は、本発明によれば最初に挙
げた種類の成形肉盛溶接により溶接材料から構造部材を
製造する方法において、下にある組ｍ層が完全に微粒状
組織の区域に変換されかつ構造部材が等方性特性を持つ
均質微粒状組織を有するように材料に関係する有利な溶
ｒ）　接ビード層を盛り」＝げることによって実現され
る。

（７） はばレンズ状の断面を持つ偏平溶接ビードとしてのビー
ド形状を選ぶ場合は、熱影響区域の転向が前の組織層へ
の組織の完全な微粒状再転換を生ぜしめるように行なわ
れるのが有利である。

別の構成によれば、溶接ビード層は溶融池深さが溶込み
深さと微粒状の熱影響区域の深さの和と等しいかまたは
より４人さいように寸法設定されているので、構造部材
は完全に均質な微粒状組織を持っている。

さらに別の構成によれば、溶接ビード層が、浅く延びる
ルート範囲を持つように構成され有利である。

所定のビード形状を有利に簡単に得るために、本発明に
より、きのこ状のビート形状の代わりにレンズ状の偏平
なビード形状を保証する電極配置が用いられることが提
案されている。

非常に有利に簡単な構成は、本発明のさらに別の構成に
よれば、電極として偏平な金属帯が使用されることによ
って得られる。

（８） 電極として、帯または動作方向に対して横向きに平行に
案内される複数の単−電極例えばワイヤ電極を使用する
ことができる。本発明の目的である、溶接材料における
均質微粒状組織の形成を有効な補助手段によって助長す
るために、本発明によりさらに、周知のやり方で構造部
材が肉盛溶接中、高められた温度に保たれることが提案
されており、この温度は高いしん性および強度特性を得
るために最も有利な組繊形成を可能にする。

成形多層溶接により溶接材料から製造され、その際溶接
材料が順次に続く溶接ビード層を成して構成される構造
部材は、前述の特許請求の範囲に対応した方法で製造さ
れかつ等方性特性を持つ均質微粒状組織を有する点で従
来技術により製造された同じような部材と異なっている
。

この均質微粒状組織を持つ構造部材は、材料品質が鋼品
質１０　ＭｎＭｏＮ１５５と一致する溶接材料から製造
されることが特に適していることを特徴としている。

（９） 実施例 本発明は従来技術と比較して概略的に図示した実施例に
示されており、図面から本発明の有利な詳細が分かる。

第１図による従来技術の溶接ビードにおいて、溶融池深
さＳ１溶込み深さＥ１粗粒区域深さＧ１微粒区域深さＦ
および肉盛厚さＡの規定されない寸法関係を持つ断面形
状が得られる。

これによって、複数のビード層を重ねて溶接する際に規
定されない粒子変換状態が生じ、こうして生じた溶接材
料は層ごとに変化する組織範囲、すなわち変換されない
鋳造組織（斜線）、粗粒状に変換された組織（黒い範囲
）および微粒状に変換された組織（打点範囲）から成る
。

本発明の溶接実施例として第３図は、Ｓ、Ｅ、Ｇ。

ＦおよびＡの規定された寸法関係を持つ個別ビードの変
化された断面形状を示しており、この断面形状が、第４
図および第５図に概略的に示されているように、複数の
溶接ビード層の重ね合わせの際下にある溶接材料におけ
る完全な微（１０） 粒状組織変換を生せしめる。

第５図に示した条件を満たすためのＳ、Ｅ、Ｆ、Ｇおよ
びＡの設定は材料に関係して溶接パラメータ最適化によ
って保証されなければならないから、本発明は簡単にか
つ簡単な手段を用いて最初に課せられた課題を最適に果
たす。

溶接パラメータを８料に関係して選択する際、第５図に
よる次の関係が満たされるように注意しなければならな
い。

Ｓ　＜　Ｅ　十Ｆ Ｆ≧５−Ｆ ＦンＡ Ａ＞Ｇ Ｅｍｉｎ　＝＝　Ｓ　−Ｆ Ｅｍａｘ　＝　５−Ｇ

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による溶接ビードの寸法を示す概略断
面図、第２図は従来技術による３つｉｌｌ　の重なる溶
接ビードの概略断面図、第３図は本発明による溶接ビー
ドの寸法を示す概略断面図、第４図は本発明による３つ
の重なる溶接ビートの概略断面図、第５図は本発明によ
り例えば溶込み深さ決定を説明する概略図である。 シャフト 第１頁の続き ［株］）発明者　ラタン・ダツク　トイトラ ０発　明　者　ホルスト・ツインメル　トイマン　−セ ソ連邦共和国オーベルハウゼン１１・エルストネルシュ
ーセ２６ ソ連邦共和国オーベルハウゼン１４・ゲルチルシュトラ
１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　溶接材料が溶接ビード層を成して盛り上げられ、Ｗ
   ｇ接ビード層の組織があとに続く層を盛り上げる際に１
   回または複数回熱的に変換される、成形多層肉盛溶接に
   より溶接材料から構造部材を製造する方法において、下
   にある組職箒が完全に微粒状組織の区域に変換されかつ
   構造部材が均質微粒状組織を持つように、材料に関係す
   る有利な溶接と一ド形状、溶融池深さ、溶込み深さ、下
   にある粗粒跋に変換された組織区域または微粒状に変換
   された組織区域の深さが規定されることを特徴とする、
   成形多層肉盛溶接により溶接材料から構造部材を製造す
   る方法。 ２　個々の溶接ビードが、溶融池深さが溶込み深さと微
   粒区域深さの和と等しいかまたはよ（］） り小さいように寸法設定されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ３　個々の溶接ビードの肉盛厚さが微粒区域深さと等し
   くまたはより小さくかつ粗粒区域深さと等しくまたはよ
   り大きく保たれることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の方法。 ４　最小滲込み深さが溶融池深さと微粒区域深さとの差
   と等しく、最大俗語み深さが溶融池深さと粗粒区域深さ
   との差と等しいことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のうち１つに記載の方法。 ５　浴接ビード層が、浅く延びるルート範囲を持つよう
   に構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第４項のうち１つに記載の方法。 ６　電極として偏平な金属帯が使用されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第５項のうち１つに記
   載の方法。 ７　電極として、動作方向に対して横向きに平（２） 行に案内される複数の単一電極が使用されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のうち１つに
   記載の方法。 ８　構造部材が肉盛溶接中、高められた温度に保たれる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第７項の
   うち１つに記載の方法。 ９　成形多層溶接により溶接材料から製造され、その際
   溶接材料が順次に続く溶接ビード層を成して構成される
   構造部材において、下にある組織局が完全に微粒状組織
   の区域に変換されかつ構造部材が均質微粒状組織を持つ
   ように、材料に関係する有利な溶接ビード形状、溶融池
   深さ、溶込み深さ、下にある粗粒駄に変換された組織区
   域または微粒状に変換された組織区域の深さが規定され
   、溶接材料が溶接ビード層を成して盛り上げられ、溶接
   ビード層の組織があとに続く層を盛り上げる際に１回ま
   たは複数回熱的に変換される、成形多層肉盛溶接により
   溶接材料から構造部材を製１） 造する方法で構造部材が製造されかつ均質機（３） 粒状組織を持っていることを特徴とする構造部月。 １０　材料品質が鋼品質１０　ＭｎＭｏＮｊ　５５と一
   致する溶接材料から製造されることを特徴とする特許請
   求の範囲第９項に記載の構造部材。