JPS606276A - オ−ステナイト系金属の溶接方法 - Google Patents
オ−ステナイト系金属の溶接方法Info
- Publication number
- JPS606276A JPS606276A JP11545083A JP11545083A JPS606276A JP S606276 A JPS606276 A JP S606276A JP 11545083 A JP11545083 A JP 11545083A JP 11545083 A JP11545083 A JP 11545083A JP S606276 A JPS606276 A JP S606276A
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- welding current
- magnetic field
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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
- B23K9/08—Arrangements or circuits for magnetic control of the arc
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (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、オーステナイト系金属の溶接方法の改良に関
する。
する。
耐食性や低温靭性を要求される溶接構造物（例えば化学
機器、化学プラント、ＬＮＧプラント、原子力機器等）
においては、オーステナイト系ステンレス鋼や高Ｎ１合
金のインコネルやハステロイ等のオーステナイト系金属
が溶接金属として用いられる。
機器、化学プラント、ＬＮＧプラント、原子力機器等）
においては、オーステナイト系ステンレス鋼や高Ｎ１合
金のインコネルやハステロイ等のオーステナイト系金属
が溶接金属として用いられる。
第１図に溶接継手形状の一例を示す。同図（イ）はライ
ニング溶接継手、同図（ロ）は突合せ溶接継手の一例で
ある。ここで１は母材炭素鋼、２はオーステナイト系ス
テンレス鋼ライニング板、３はオーステナイト系溶接金
属、４はオーステナイト系金属（オーステナイト系ステ
ンレス鋼や９％Ｎｉ鋼）である。
ニング溶接継手、同図（ロ）は突合せ溶接継手の一例で
ある。ここで１は母材炭素鋼、２はオーステナイト系ス
テンレス鋼ライニング板、３はオーステナイト系溶接金
属、４はオーステナイト系金属（オーステナイト系ステ
ンレス鋼や９％Ｎｉ鋼）である。
しかし、溶接金属としてオーステナイト系のステンレス
鋼や高Ｎｉ合金のインコネルやハステロイを用いると、
第２図に示す様に超音波探傷検査時に粗大オーステナイ
ト粒からノイズエコｅ／が反射し、このノイズエコーｅ
′により微少欠陥を検出することが困難となる。なお図
中ｅ１は裏面からの反射エコー、ｅ、Ｌは表面からの反
射エコーである。また第３図に示す様に放射線透過検査
時にも粗大オーステナイト粒により回折が生じる１、こ
のため欠陥がないのにＸ線フィルム５に写された溶接部
６上に欠陥状のゴースト７が生じ、誤判定を行うことに
なり、補イωや再検査に多大の時間を要している。
鋼や高Ｎｉ合金のインコネルやハステロイを用いると、
第２図に示す様に超音波探傷検査時に粗大オーステナイ
ト粒からノイズエコｅ／が反射し、このノイズエコーｅ
′により微少欠陥を検出することが困難となる。なお図
中ｅ１は裏面からの反射エコー、ｅ、Ｌは表面からの反
射エコーである。また第３図に示す様に放射線透過検査
時にも粗大オーステナイト粒により回折が生じる１、こ
のため欠陥がないのにＸ線フィルム５に写された溶接部
６上に欠陥状のゴースト７が生じ、誤判定を行うことに
なり、補イωや再検査に多大の時間を要している。
この問題に鑑み本発明者らは、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接
や潜弧溶接等における溶接品質に及ぼす磁気攪拌の影響
について調査した。その結果、周波数１〜２０１Ｔｚの
攪拌がビーＰ形状の偏平化、結晶粒微細化による高温割
れ防止やブローホール防止等に効果があることを見出し
た。
や潜弧溶接等における溶接品質に及ぼす磁気攪拌の影響
について調査した。その結果、周波数１〜２０１Ｔｚの
攪拌がビーＰ形状の偏平化、結晶粒微細化による高温割
れ防止やブローホール防止等に効果があることを見出し
た。
本発明は磁気攪拌による効果の中で結晶粒微細化効果に
注目してなされたもので、その目的とするととろけ、超
音波探傷検査におけるノイズエコーの防止や放射線透過
検査におけるゴースト防止を簡便な装置により、低コス
トに防止することができるオーステナイト系金属の溶接
方法を得んとするものである。
注目してなされたもので、その目的とするととろけ、超
音波探傷検査におけるノイズエコーの防止や放射線透過
検査におけるゴースト防止を簡便な装置により、低コス
トに防止することができるオーステナイト系金属の溶接
方法を得んとするものである。
す々わち本発明はオーステナイト系金属を溶接するトー
チの先端に励磁コイルを配設し、溶接電流が直流電流の
場合励磁コイルに１〜２０Ｆｌｚの交流励磁電流を、又
溶接電流が交流電流の場合交流電源に同期した磁化電流
と１８０°位相差のある磁化電流とを１〜２０Ｈｚで切
り変えた励磁電流を流し、これにより生じた磁界と溶接
電流によるローレンツ力により、溶融金属を振動攪拌し
て結晶粒を微細化して、オーステナイト系溶接金属部の
超音波検査や放射線透過検査におけるノイズやデースト
を防止することを特徴とする。
チの先端に励磁コイルを配設し、溶接電流が直流電流の
場合励磁コイルに１〜２０Ｆｌｚの交流励磁電流を、又
溶接電流が交流電流の場合交流電源に同期した磁化電流
と１８０°位相差のある磁化電流とを１〜２０Ｈｚで切
り変えた励磁電流を流し、これにより生じた磁界と溶接
電流によるローレンツ力により、溶融金属を振動攪拌し
て結晶粒を微細化して、オーステナイト系溶接金属部の
超音波検査や放射線透過検査におけるノイズやデースト
を防止することを特徴とする。
以下本発明を図示する実施例にもとづいて説明する。
第４図は、直流ＴＩＧ溶接に適用した一例を示す。図面
は母材炭素鋼１１表面のステンレス鋼ライニング板１２
を溶接する状態を示しだもので、タングステン電極１３
のトーチ先端周囲に導電体１４を配置して導電体１４に
励磁コイル１５を巻回し、タングステン電極１３とライ
ニング板１２との間に溶接電源１６で電圧を印加し、第
５図に示す如き直流の溶接電流１＝を流すとともに送給
ローラー１７で溶接ワイヤー１８を送り、溶融金属１２
′を形成する。この方法では、同時に励磁電源１９によ
り励磁コイル１５に第６図に示す如き１〜２０Ｈｚの交
流励磁電流を流す。
は母材炭素鋼１１表面のステンレス鋼ライニング板１２
を溶接する状態を示しだもので、タングステン電極１３
のトーチ先端周囲に導電体１４を配置して導電体１４に
励磁コイル１５を巻回し、タングステン電極１３とライ
ニング板１２との間に溶接電源１６で電圧を印加し、第
５図に示す如き直流の溶接電流１＝を流すとともに送給
ローラー１７で溶接ワイヤー１８を送り、溶融金属１２
′を形成する。この方法では、同時に励磁電源１９によ
り励磁コイル１５に第６図に示す如き１〜２０Ｈｚの交
流励磁電流を流す。
溶接電流Ｉｗは、第７図（磁化電流が正の場合を示す）
及び第８図（磁化電流が負の場合を示す）の場合、いず
れも実線の矢印で示すようにタングステン電極１３から
溶融金属１２′、ライニング板１２へと放射状に流れる
。この時励磁電流が正の場合、第７図に破線で示すよう
に上から下へ向う磁界が生じ、ローレンツ力により左回
転の攪拌力が生じる。次に励磁電流が負となると第８図
に示すように下から上へ向う磁界が生じ、右回転の攪拌
力が生じる。従ってこれを１〜２０ｒｌｚの周期で繰り
返すことにより、溶融金属１２′が振動攪拌され、結晶
粒が微細化する。
及び第８図（磁化電流が負の場合を示す）の場合、いず
れも実線の矢印で示すようにタングステン電極１３から
溶融金属１２′、ライニング板１２へと放射状に流れる
。この時励磁電流が正の場合、第７図に破線で示すよう
に上から下へ向う磁界が生じ、ローレンツ力により左回
転の攪拌力が生じる。次に励磁電流が負となると第８図
に示すように下から上へ向う磁界が生じ、右回転の攪拌
力が生じる。従ってこれを１〜２０ｒｌｚの周期で繰り
返すことにより、溶融金属１２′が振動攪拌され、結晶
粒が微細化する。
この方法で、交流励磁電流の周波数を１〜２０Ｈｚとし
たのは、この範囲から外れると結晶粒微細化効果が少な
いためであるっ なお溶接方法としてＴＩＧ溶接の他にプラズマ溶接、Ｍ
ＩＧ溶接、サブマージアーク溶接等の直流溶接法がある
。また溶接電流は正極性、逆極性のいずれでもよい。
たのは、この範囲から外れると結晶粒微細化効果が少な
いためであるっ なお溶接方法としてＴＩＧ溶接の他にプラズマ溶接、Ｍ
ＩＧ溶接、サブマージアーク溶接等の直流溶接法がある
。また溶接電流は正極性、逆極性のいずれでもよい。
次に本発明を交流サブマージアーク溶接に適用した例に
つき説明する。この溶接方法は、第９図に示すように送
給ローラー２０で送給される溶接ワイヤー２１に給電チ
ップ２２から給電して溶接する際に、励磁電源１９で励
磁コイル１５に通電する。ここで交流溶接電源２３から
第１０図に示す如き交流溶接電流Ｉｆを流すが、励磁電
源２４では、第１１図（イ）に示すように交流溶接電源
２３に同期した磁化電流Ｉムと、同図←）に示すように
１８０°位相差のある磁化電流１１とを１〜２０Ｈｚで
切り変えた励磁電流を流す。
つき説明する。この溶接方法は、第９図に示すように送
給ローラー２０で送給される溶接ワイヤー２１に給電チ
ップ２２から給電して溶接する際に、励磁電源１９で励
磁コイル１５に通電する。ここで交流溶接電源２３から
第１０図に示す如き交流溶接電流Ｉｆを流すが、励磁電
源２４では、第１１図（イ）に示すように交流溶接電源
２３に同期した磁化電流Ｉムと、同図←）に示すように
１８０°位相差のある磁化電流１１とを１〜２０Ｈｚで
切り変えた励磁電流を流す。
まず交流溶接電流Ｉｗの位相に同期した磁化電流１．の
場合、第１２図（イ）の如く交流溶接電流Ｉｆが実線で
示すように流れ、磁化電流ＩＡによる磁界が破線で示す
ように流れる。その結果同図（ロ）に示すようにローレ
ンツ力により左回転の攪拌力が生じ、同図（ハ）の如く
溶融金属１２′が左回転する。
場合、第１２図（イ）の如く交流溶接電流Ｉｆが実線で
示すように流れ、磁化電流ＩＡによる磁界が破線で示す
ように流れる。その結果同図（ロ）に示すようにローレ
ンツ力により左回転の攪拌力が生じ、同図（ハ）の如く
溶融金属１２′が左回転する。
次に上記磁化電流ｒＡと１８０°位相差のある磁化電流
ＩＢの場合、第１３図（イ）の如く交流溶接電流Ｉｗが
実線で示すように、又磁化電流Ｔｅｌによる磁界が破線
で示すように流れる。その結果同図（ロ）に示すように
ローレンツ力により左回転の攪拌力が生じ、同図（ハ）
の如く溶融金属１２′が右回転する。
ＩＢの場合、第１３図（イ）の如く交流溶接電流Ｉｗが
実線で示すように、又磁化電流Ｔｅｌによる磁界が破線
で示すように流れる。その結果同図（ロ）に示すように
ローレンツ力により左回転の攪拌力が生じ、同図（ハ）
の如く溶融金属１２′が右回転する。
従ってこれを１〜２０ｎｚの周期で繰り返すことにより
、溶融金属１２′を振動攪拌し、結晶粒を微細化する。
、溶融金属１２′を振動攪拌し、結晶粒を微細化する。
第１４図は、この方法で磁場攪拌しながら溶接した場合
の磁場周波数、磁場強度と結晶粒の大きさの関係を示す
。図示する関係から、磁気攪拌の磁場周波数が１〜２０
ＩＴｚにおいて、磁場強度が大きくなるほど結晶粒が
微細化し、超音波探傷検査時のノイズや放射線透過検査
時のゴーストが減少していることがわかる。
の磁場周波数、磁場強度と結晶粒の大きさの関係を示す
。図示する関係から、磁気攪拌の磁場周波数が１〜２０
ＩＴｚにおいて、磁場強度が大きくなるほど結晶粒が
微細化し、超音波探傷検査時のノイズや放射線透過検査
時のゴーストが減少していることがわかる。
次に本発明をオーステナイト系ステンレス鋼ライニング
溶接と９ ％ Ｎｌ鋼の継手溶接に適用しだ具体例につ
き、その溶接条件及び検査結果を第１表に示す。寸たオ
ーステナイト系ステンレス鋼の場合の断面マクロ組織の
一例を第１５図（イ）に、又９％ＮＩ鋼の場合の断面マ
クロ組織の一例を同図（ロ）に示す。
溶接と９ ％ Ｎｌ鋼の継手溶接に適用しだ具体例につ
き、その溶接条件及び検査結果を第１表に示す。寸たオ
ーステナイト系ステンレス鋼の場合の断面マクロ組織の
一例を第１５図（イ）に、又９％ＮＩ鋼の場合の断面マ
クロ組織の一例を同図（ロ）に示す。
従来法では超音波探傷検査や放射線透過検査時のノイズ
やゴーストにより高精度の検査が不可能であった。しか
し本発明方法では第１表から明らかなように２００Ｇ、
５Ｈ２の磁気攪拌により結晶粒が微細化し、ノイズやゴ
ーストは防止され高精度の非破壊検査が可能となってい
る。
やゴーストにより高精度の検査が不可能であった。しか
し本発明方法では第１表から明らかなように２００Ｇ、
５Ｈ２の磁気攪拌により結晶粒が微細化し、ノイズやゴ
ーストは防止され高精度の非破壊検査が可能となってい
る。
以上の如く本発明によれば、磁界と溶接電流によるロー
レンツ力により、溶融金属を振動攪拌して結晶粒を微細
化し、もって超音波探傷検査時のノイズや放射線透過検
査時のゴーストを防止できる顕著な効果を奏する。
レンツ力により、溶融金属を振動攪拌して結晶粒を微細
化し、もって超音波探傷検査時のノイズや放射線透過検
査時のゴーストを防止できる顕著な効果を奏する。
第１図（イ）はライニング溶接継手の断面図、同図（ロ
）は突合せ溶接継手の断面図、第２図は従来のオーステ
ナイト系溶接金属の超音波探傷検査時におけるノイズエ
コーを示す説明図、第３図は同溶接金属の超音波探傷検
査時におけるゴーストを示す説明図、第４図は本発明溶
接方法の一実施例を示す全体構成図、第５図は同方法に
おける溶接電流を示す図、第６図は同方法における磁化
電流を示す図、第７図（イ）は励磁電流が正の場合の電
流、磁界の方向を示す断面図、同図（ロ）は同表面図、
同図（ハ）はビード形状を示す説明図、第８図（イ）は
励磁電流が負の場合の電流。 磁界の方向を示す断面図、同図（ロ）は同表面図、同図
（ハ）はビード形状を示す説明図、第９図は、本発明溶
接方法の他の実施例を示す全体構成図、第１０図は同方
法における溶接電流を示す図、第１１図（イ）及び同図
（ロ）は同方法における磁化電流（励磁電流）を示す図
、第１２図（イ）は第１１図（イ）の磁化電流の場合の
電流、磁界の方向を示す断面図、同図（ロ）は同表面図
、同図（ハ）は溶融池回転方向を示す図、第１３図（イ
）は第１１図←）の磁化電流の場合の電流、磁界の方向
を示す断面図、同図（ロ）は同表面図、同図（ハ）は溶
融池回転方向を示す図、第１４図は磁場強度を変えた場
合の磁場周波数（Ｈｚ ）と結晶粒の大きさくμ）との
関係を示す特性図、第１５図（イ）及び同図←）はそれ
ぞれ本発明方法の具体的実施例における断面マクロ組織
を示す断面図である。 １１・・・母材炭素鋼、１２・・・ステンレス鋼ライニ
ング板、１３・・・タングステン電極、１４・・・導電
体、１５・・・励磁コイル、１６・・・溶接電源、ノア
・・・送給ローラー、１８・・・溶接ワイヤー、１９・
・・励磁電源、２０・・・送給ローラ、２ノ・・溶接ワ
イヤー、２２・・・給電チップ、２３・・・交流溶接電
源、２４・・・励磁電源。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１ 口 （イ） （ロ） 狽 Ａ曙 “ １フ 第１５図 （ロ） ２
）は突合せ溶接継手の断面図、第２図は従来のオーステ
ナイト系溶接金属の超音波探傷検査時におけるノイズエ
コーを示す説明図、第３図は同溶接金属の超音波探傷検
査時におけるゴーストを示す説明図、第４図は本発明溶
接方法の一実施例を示す全体構成図、第５図は同方法に
おける溶接電流を示す図、第６図は同方法における磁化
電流を示す図、第７図（イ）は励磁電流が正の場合の電
流、磁界の方向を示す断面図、同図（ロ）は同表面図、
同図（ハ）はビード形状を示す説明図、第８図（イ）は
励磁電流が負の場合の電流。 磁界の方向を示す断面図、同図（ロ）は同表面図、同図
（ハ）はビード形状を示す説明図、第９図は、本発明溶
接方法の他の実施例を示す全体構成図、第１０図は同方
法における溶接電流を示す図、第１１図（イ）及び同図
（ロ）は同方法における磁化電流（励磁電流）を示す図
、第１２図（イ）は第１１図（イ）の磁化電流の場合の
電流、磁界の方向を示す断面図、同図（ロ）は同表面図
、同図（ハ）は溶融池回転方向を示す図、第１３図（イ
）は第１１図←）の磁化電流の場合の電流、磁界の方向
を示す断面図、同図（ロ）は同表面図、同図（ハ）は溶
融池回転方向を示す図、第１４図は磁場強度を変えた場
合の磁場周波数（Ｈｚ ）と結晶粒の大きさくμ）との
関係を示す特性図、第１５図（イ）及び同図←）はそれ
ぞれ本発明方法の具体的実施例における断面マクロ組織
を示す断面図である。 １１・・・母材炭素鋼、１２・・・ステンレス鋼ライニ
ング板、１３・・・タングステン電極、１４・・・導電
体、１５・・・励磁コイル、１６・・・溶接電源、ノア
・・・送給ローラー、１８・・・溶接ワイヤー、１９・
・・励磁電源、２０・・・送給ローラ、２ノ・・溶接ワ
イヤー、２２・・・給電チップ、２３・・・交流溶接電
源、２４・・・励磁電源。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１ 口 （イ） （ロ） 狽 Ａ曙 “ １フ 第１５図 （ロ） ２
Claims (1)
- オーステナイト系金属を溶接するトーチの先端に励磁コ
イルを配設し、溶接電流が直流電流の場合励磁コイルに
１〜２０Ｈｚの交流励磁電流を、又溶接電流が交流電流
の場合交流電源に同期した磁化電流と１８００位相差の
ある磁化電流とを１〜２０Ｈｚで切り変えた励磁電流を
流し、これにより生じた磁界と溶接電流によるローレン
ツ力により、溶融金属を振動攪拌して結晶粒を微細化す
ることを特徴とするオーステナイト系金属の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11545083A JPS606276A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | オ−ステナイト系金属の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11545083A JPS606276A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | オ−ステナイト系金属の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS606276A true JPS606276A (ja) | 1985-01-12 |
Family
ID=14662847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11545083A Pending JPS606276A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | オ−ステナイト系金属の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS606276A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109867U (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-13 |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP11545083A patent/JPS606276A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109867U (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-13 | ||
| JPH0530857Y2 (ja) * | 1985-12-27 | 1993-08-06 |
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