JPS6099488A - 耐熱鋼の溶接方法 - Google Patents
耐熱鋼の溶接方法Info
- Publication number
- JPS6099488A JPS6099488A JP20655083A JP20655083A JPS6099488A JP S6099488 A JPS6099488 A JP S6099488A JP 20655083 A JP20655083 A JP 20655083A JP 20655083 A JP20655083 A JP 20655083A JP S6099488 A JPS6099488 A JP S6099488A
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- JP
- Japan
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- welding
- magnetic field
- heat resisting
- molten metal
- excitation
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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、化学機械、化学プラント、原子力機器等に使
用される耐熱鋼に関する。
用される耐熱鋼に関する。
石油精製プラントや肥料プラント等に使用されるリフオ
ーマチューブは、８００〜１０００°Ｃの高温で使用さ
れるため、その材料として高炭素−高Ｃｒ−高Ｎｉ耐熱
鋼（ＨＫ４０ 、ｌＮ５１９等）が使用されている。
ーマチューブは、８００〜１０００°Ｃの高温で使用さ
れるため、その材料として高炭素−高Ｃｒ−高Ｎｉ耐熱
鋼（ＨＫ４０ 、ｌＮ５１９等）が使用されている。
しかし、この１制熱嘴の溶接部ば、高温雰囲気で長時間
運転すると溶接金属中にクリープ割れが生じる。しかし
従来は、これをｋＩＪ市する方法が確立しておらず、こ
のためクリープｔ１１れが生じる前に定期的に交換する
しかすく、多大の費用がかかる欠点があった。
運転すると溶接金属中にクリープ割れが生じる。しかし
従来は、これをｋＩＪ市する方法が確立しておらず、こ
のためクリープｔ１１れが生じる前に定期的に交換する
しかすく、多大の費用がかかる欠点があった。
そこで本発明者は、Ｔ工Ｇ溶接、ＭＩＧ浴接等における
溶接品質に及ぼす磁気攪拌の影響について研９じした結
果、磁場強度が１５０ガウス以上で周波数１〜２０ Ｈ
ｚの攪拌がビード形状の偏平化、結晶粒微細化による高
温割れ防止、ブローホール防止等に効果があることを見
出した。
溶接品質に及ぼす磁気攪拌の影響について研９じした結
果、磁場強度が１５０ガウス以上で周波数１〜２０ Ｈ
ｚの攪拌がビード形状の偏平化、結晶粒微細化による高
温割れ防止、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、この知見にもとづいてなされたもので、その
目的とするところは、磁気撹拌により結晶粒を微細化す
るというｉＬＬ！ｌ単かつ安価な方法で、クリープ破断
強度、破断延性を向上し、耐熱鋼溶接部のクリープ割れ
を１（／Ｊ止することができる耐熱鋼の溶接方法を得ん
とするものである。
目的とするところは、磁気撹拌により結晶粒を微細化す
るというｉＬＬ！ｌ単かつ安価な方法で、クリープ破断
強度、破断延性を向上し、耐熱鋼溶接部のクリープ割れ
を１（／Ｊ止することができる耐熱鋼の溶接方法を得ん
とするものである。
すなわち本発明は、耐熱鋼を溶接する際、トーチ先端に
設けた励磁コイルに１〜２０Ｈｚの周波数（仔女流励磁
電流を与え、磁場強度（Ｇ）を１５０ガウス以上かつＧ
≧５ｆ＋１２５とし、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、結
晶粒を微細化することを特徴とする。
設けた励磁コイルに１〜２０Ｈｚの周波数（仔女流励磁
電流を与え、磁場強度（Ｇ）を１５０ガウス以上かつＧ
≧５ｆ＋１２５とし、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、結
晶粒を微細化することを特徴とする。
以下本発明を図面を参照して説明する。
第１図は、ＴＩＧ溶接用の溶接装置を示す。
この装置は、母材耐熱＠１の溶接部上にタングステン電
極２を配置し、この電極２の周囲を導磁体３で囲み、導
磁体３に励磁コイル４を巻回している。電極２と母材耐
熱鋼Ｉとは溶接電源５に溶接している。また励磁コイル
４は励磁電源６に接続している。更に溶接ワイヤ７は、
送給ローラー８によυ溶接部方向に向けられるよう罠な
っている。
極２を配置し、この電極２の周囲を導磁体３で囲み、導
磁体３に励磁コイル４を巻回している。電極２と母材耐
熱鋼Ｉとは溶接電源５に溶接している。また励磁コイル
４は励磁電源６に接続している。更に溶接ワイヤ７は、
送給ローラー８によυ溶接部方向に向けられるよう罠な
っている。
この溶接装置において、電極２と母材耐熱鋼１との間に
第２図に示す直流電流金床すと、溶接電流ａは第４図（
イ）、第５図（イ）に示すように電極２から溶融金属９
、母材耐熱鋼Ｉへと放射状に流れる。更に励磁コイル４
に第３図に示すように交流の励磁電流を流すと、磁性、
ｂはｑ’、 ４１’ｉ（イ）に示すようにプラスの励磁
′電流により上〃）ら下へ向かう。この磁界すと溶接’
ｆＥ ＋ｊ’ｆｆ、 ａによりローレンツ力による左回
転のＪＷｉ半フ〕Ｃズノλ生じる（第５図（イ）及び第
６図（イ）参照）。次ｉＣマイナスの励磁電流により、
磁界すは第４区（ロ）に７Ｊテすように下から上へ向い
、右回転の１諏１半力ｉ＝生じる（第５図（ロ）及び第
６図（ロ）参照）。このように溶−金属９を振動攪拌す
ることにより結晶粒を１敢に４１）化することができる
。
第２図に示す直流電流金床すと、溶接電流ａは第４図（
イ）、第５図（イ）に示すように電極２から溶融金属９
、母材耐熱鋼Ｉへと放射状に流れる。更に励磁コイル４
に第３図に示すように交流の励磁電流を流すと、磁性、
ｂはｑ’、 ４１’ｉ（イ）に示すようにプラスの励磁
′電流により上〃）ら下へ向かう。この磁界すと溶接’
ｆＥ ＋ｊ’ｆｆ、 ａによりローレンツ力による左回
転のＪＷｉ半フ〕Ｃズノλ生じる（第５図（イ）及び第
６図（イ）参照）。次ｉＣマイナスの励磁電流により、
磁界すは第４区（ロ）に７Ｊテすように下から上へ向い
、右回転の１諏１半力ｉ＝生じる（第５図（ロ）及び第
６図（ロ）参照）。このように溶−金属９を振動攪拌す
ることにより結晶粒を１敢に４１）化することができる
。
ここで励磁コイル４に流す１７ｉＪＪ ｌｉ在電流のｌ
？ｉ３ ｍ Ｗ夕を１〜２０Ｈｚの範囲とし、ＩｊＢ場
！ｉｍ 度を１５０ガウス以上かつＧ≧５ｆ＋ｔ２５と
する。ただしＧは磁場強度（ガウス）、ｆは励磁電流の
周波数（Ｈ２）である。この範囲としたのは、距れ囲力
・ら外れると結晶粒微ｉ１Ｂ化の効果カニなくなるため
で、このことは本発明考カニ実験自勺に１男ら力・とじ
たものである。その実験結果を：゛４７図に示す。
？ｉ３ ｍ Ｗ夕を１〜２０Ｈｚの範囲とし、ＩｊＢ場
！ｉｍ 度を１５０ガウス以上かつＧ≧５ｆ＋ｔ２５と
する。ただしＧは磁場強度（ガウス）、ｆは励磁電流の
周波数（Ｈ２）である。この範囲としたのは、距れ囲力
・ら外れると結晶粒微ｉ１Ｂ化の効果カニなくなるため
で、このことは本発明考カニ実験自勺に１男ら力・とじ
たものである。その実験結果を：゛４７図に示す。
なお本発明は、ＴＩｃ） 溶接に１鼓らず、プラズマ溶
接や１ｖｌＩ（） 溶接などにも〕５用できる。また溶
接電流は、正極性、逆極性のいずれでもよい。
接や１ｖｌＩ（） 溶接などにも〕５用できる。また溶
接電流は、正極性、逆極性のいずれでもよい。
次に本発明方法をリフ％−−マチューブ（利゛質ＨＫ４
０）の溶接に適用した具１本部１ｊを従来ｌ９１ｊと比
較して説明する。ここで溶接音μの開先形状、寸法を第
８図に、また溶接条件、溶接結果（溶接欠陥の有無）を
第１表に示す。更に第９図＠）に従来法の断面マクロ組
織の一例１をＩＷＪ図（ロ）に本発明法の断面マクロ組
織の一部１ｊを示す。また第１０図にクリープ破断試験
結果を示す。
０）の溶接に適用した具１本部１ｊを従来ｌ９１ｊと比
較して説明する。ここで溶接音μの開先形状、寸法を第
８図に、また溶接条件、溶接結果（溶接欠陥の有無）を
第１表に示す。更に第９図＠）に従来法の断面マクロ組
織の一例１をＩＷＪ図（ロ）に本発明法の断面マクロ組
織の一部１ｊを示す。また第１０図にクリープ破断試験
結果を示す。
第１表
以上の結果から本発明によれば、結晶粒カニ微細化し、
高温割れが防止され、母材と１貨１じようなりリープ強
度が得られるのに対し、Ｉｌｌ光来法は一部高温割れが
生じ、母材と比較してり１ノ一ブ強麗がかなり低下して
いること力１つカ＼る。
高温割れが防止され、母材と１貨１じようなりリープ強
度が得られるのに対し、Ｉｌｌ光来法は一部高温割れが
生じ、母材と比較してり１ノ一ブ強麗がかなり低下して
いること力１つカ＼る。
以上説明したように本発明によね、ば、７１′手岬状金
属を磁気攪拌して柱状晶の成長を防止し、斜キ翳ム粒を
微細化し、耐熱鋼の溶接品質を向上することができる１
口著な効果を奏する。
属を磁気攪拌して柱状晶の成長を防止し、斜キ翳ム粒を
微細化し、耐熱鋼の溶接品質を向上することができる１
口著な効果を奏する。
第１図は本発明方法を行なうためのＴＩＧ 溶接装置の
一例を示す説明図、第２図は溶接部１流を示す特性図、
第３図は励磁電流を示す特性図、；乃４図（ｒ）及び同
図（ロ）は溶接電流及び磁界の流れ方向を横方向から見
た説明図、第５図（イ）及び同１自（ロ）は溶接電流及
び磁界の流れ方向を上方向から見た説明図、第６図（イ
）及び同図（ロ）はピード形状の説明図、第７図は結晶
粒微細化に及ぼす磁場強度と磁場周波数との関係を示す
特性図、第８図は実７７！！ｉ列における開先形状、寸
法を示す説明図、第９図（イ）は従来法における溶接部
の断面マクロ組織の一列を示す説明図、同図（ロ）は実
施列における溶接部の断面マクロ組織の一例を示す説明
図、第１０図はクリープ破断の試験結果を示す特性図で
ある。 Ｉ・・・母材耐熱く覗、２・・・タングステン電極、３
・・・導磁体、４・・・励磁コイル、５・・・溶接電源
、６・・・励磁電源、７・・・溶接ワイヤ、８・・・送
給ローラー、９・・・溶融金属。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第４１″′７
ｉ（イ） （ロ） 第 ６ にｊ （イ） （Ｉ：＋）
一例を示す説明図、第２図は溶接部１流を示す特性図、
第３図は励磁電流を示す特性図、；乃４図（ｒ）及び同
図（ロ）は溶接電流及び磁界の流れ方向を横方向から見
た説明図、第５図（イ）及び同１自（ロ）は溶接電流及
び磁界の流れ方向を上方向から見た説明図、第６図（イ
）及び同図（ロ）はピード形状の説明図、第７図は結晶
粒微細化に及ぼす磁場強度と磁場周波数との関係を示す
特性図、第８図は実７７！！ｉ列における開先形状、寸
法を示す説明図、第９図（イ）は従来法における溶接部
の断面マクロ組織の一列を示す説明図、同図（ロ）は実
施列における溶接部の断面マクロ組織の一例を示す説明
図、第１０図はクリープ破断の試験結果を示す特性図で
ある。 Ｉ・・・母材耐熱く覗、２・・・タングステン電極、３
・・・導磁体、４・・・励磁コイル、５・・・溶接電源
、６・・・励磁電源、７・・・溶接ワイヤ、８・・・送
給ローラー、９・・・溶融金属。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第４１″′７
ｉ（イ） （ロ） 第 ６ にｊ （イ） （Ｉ：＋）
Claims (1)
- １制熱鋼を間接する際、トーチ先端に設けた励磁コイル
に１〜２０ Ｈｚの周波数（ｆ）の交流励磁電流を与え
、磁場強度（Ｇ）を１５０ガウス以上かつＧ≧５ｆ＋１
２５とし、これにより生じた磁界と溶接′４流によるロ
ーレンツ力により、溶融金属を振動攪拌し、結晶粒を微
細比することを特徴とする耐熱鋼の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20655083A JPS6099488A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 耐熱鋼の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20655083A JPS6099488A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 耐熱鋼の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6099488A true JPS6099488A (ja) | 1985-06-03 |
Family
ID=16525240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20655083A Pending JPS6099488A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 耐熱鋼の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6099488A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014508646A (ja) * | 2011-01-28 | 2014-04-10 | エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー | 優れた延性引き裂き強度を持つ高靱性溶接金属 |
| DE102019130643A1 (de) * | 2019-11-13 | 2021-05-20 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Richtapparatur zur Ausrichtung eines Lichtbogens eines Lichtbogenschweißgerätes zum Lichtbogenschweißen mit magnetisch bewegtem Lichtbogen und Verwendung der Richtapparatur |
-
1983
- 1983-11-02 JP JP20655083A patent/JPS6099488A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014508646A (ja) * | 2011-01-28 | 2014-04-10 | エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー | 優れた延性引き裂き強度を持つ高靱性溶接金属 |
| US9821401B2 (en) | 2011-01-28 | 2017-11-21 | Exxonmobil Upstream Research Company | High toughness weld metals with superior ductile tearing resistance |
| DE102019130643A1 (de) * | 2019-11-13 | 2021-05-20 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Richtapparatur zur Ausrichtung eines Lichtbogens eines Lichtbogenschweißgerätes zum Lichtbogenschweißen mit magnetisch bewegtem Lichtbogen und Verwendung der Richtapparatur |
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