JPS6099488A - 耐熱鋼の溶接方法 - Google Patents

耐熱鋼の溶接方法

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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
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Application number
JP20655083A
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English (en)
Inventor
Ikuo Wakamoto
郁夫 若元
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/08Arrangements 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。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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:+)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP20655083A 1983-11-02 1983-11-02 耐熱鋼の溶接方法 Pending JPS6099488A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (3)

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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
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