JPS6171186A - 炭素鋼材等の溶接方法 - Google Patents

炭素鋼材等の溶接方法

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JPS6171186A
JPS6171186A JP19236984A JP19236984A JPS6171186A JP S6171186 A JPS6171186 A JP S6171186A JP 19236984 A JP19236984 A JP 19236984A JP 19236984 A JP19236984 A JP 19236984A JP S6171186 A JPS6171186 A JP S6171186A
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Tadahiro Umemoto
忠宏 梅本
Taku Kurokawa
卓 黒川
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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
    • B23K9/04Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding

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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、炭素鋼材等の溶接方法に係り、特に炭素鋳材
や低合金鋼等おける溶接熱影響部を、後熱処理なして回
復させる溶接方法に関夕るらのてあ[−従来の技術」 一般に、原子カプラント、化学プラント、火力プラント
等には、各種構造物の構成材料として、炭素鋼及び低合
金鋼等が多用されている。これら構造物において、クラ
ック発生、腐食による肉厚の誠少笠の現象が発生したと
きは、不具合部分を交換、肉盛り補強する等の対策にh
(ついて溶接作業が実施される。この場合、+iii記
炭素鋼及び低合金鋼等では、溶接部の近傍の1〒H4M
に、第4図に示すような溶接熱影響IIII Hか発生
する。即し、溶接部111(溶材)Wの一部か、は材M
の表面よりし下方の溶融線Rまて溶は込むとと乙に、溶
融線Rの周囲に、溶接熱影響部!■か発生する。この溶
接熱影響部1(は、一般的に複離な組織を有する乙ので
あるか、これを単純化して表すと、母材〜1か、炭素f
4打である場合、約1250 ”C以−1−に加熱され
て拮品粒か粗大化し割れ等が生じ易くなっている硬化域
1くと、その周辺の軟化域りとに区分される。このよう
な溶接熱影響部Hにおいて、硬化域Kかめ・で、と、4
°11を部が脆化J°ることになるため、溶接部の焼キ
戻しと応力除去とを目的とした後熱処理をiテなうごと
が安求される。
しかし、面記炭素鋼材等の後熱処理を省略できる力7丈
として、ハーフビート法かある。このハーフビード法は
、第5図(A)に示すように、母材Mの開先Fに第1ビ
ード層G1か施されているとき、この第1ビード層G1
をグラインダ等の機械的手段によって、第5図(B)に
示4−ように半分はどに削り取り、その研削面Pの上に
、第5図(C)に示すように第2ビード層G、及び第3
ビード層以降のビード層Gnを形成することにより、主
として第2ビードに?J G 2の溶接入熱をt’、l
I用して、第1ビード層G、の溶接熱影響部1−11の
熱処理を実施するしのである。即ち、ハーフビード法に
より熱処理されろ溶接部について、第4図に示す極小部
分ΔXをモデルとして考えろと、第1ビード層G1を形
成した状態のときは、第6図(A)に示すように、溶接
金属Wの溶は込みによる溶融線Rが、母材友面Nよりら
下方の位置となって、母材Mの一部が溶接熱影響部I+
、となり、硬化域K及び軟化域しか生しる。次いて、第
6図([3)のように第1ビード層G1を研削し、研削
面1ノの上に第2ビード層G、を重ねると、第2ビード
層G、単独の溶接金属Wの溶は込み現象及び溶接熱影響
部I(2:ま、第6図(C)の左側に示すようになり、
また、第1ビート層G、か第6図(C)の右側に示すよ
うになっているので、第2ビード層G、の軟化域I、か
第1ヒーF層G1の硬化域I(を焼き戻しするように覆
い、この部分か転換されて軟化域りとなり、第6図(D
)に示すように改善される乙のである。
「発明か解決しようとする問題点」 しかしなから、ハーフビード法ては、第1ビード層G1
の研削作業が伴うことにより、次のような問題点が生じ
る。
■既設プラット等では、場所や測定機器の制限か多く、
研削作業性や研削寸法測定信頼性の低下を招き易い。
■研削作業により生した研削くずの処理か必要であり、
原子カプラントの修理等であると、放射P1物質のjl
K iに現象の発生、披ばく線量の増大等の東回となる
本発明は、これらの問題点をfr効に解決するものてめ
ろ。
薯問題点を解決するための手段及び作用」前記問題点の
解決のため、本発明は、母材の開先面に第1ビード層を
形成する工程と、該第1ビード層の上に第2ビード層を
形成する工程と、第2ビード層の上に第3ビート層以降
のビード層を形成する工程とを有する溶接を行なうとと
らに、第2ビード層形成工程の人M量を第1ビード層形
成工程の入熱用と同程度以上とし、また第2ビート層形
成時の溶接熱影響部の軟化域か、第1ヒーに層形成時の
溶接熱影響部の硬化域を覆うようにノM整して、母材に
おける溶接熱影響i1(を溶接作業の進行とともに軟化
域に変換するものである。
「実施例」 本発明においてら、各ビード層を順次重ねて溶接部を慴
成していく点は、従来技術と共通するか、第1、第2ビ
ード層を形成ケろときの入熱Wを溶接熱影響部との関連
において1周整・(ろ点を特へとするらのである。
以下、本発明の炭素鋼材等の溶接方法の一実施例を第1
図ないし第3図に基づいて説明する。
第1図(A)に示すように、母材Mの開先Fi、:第1
ビード層G、を形成する。このとき、第1ビード層Gl
の肉盛り厚さが例えば1〜2.5111mの範囲、また
、大熱量が例えばlO〜15K J / cmの範囲て
ほぼ一定に調節する。第1ビード層Glを形成すること
によって生じる溶接熱影響部H1は、ハーフビード法の
ときと同様で、第2図(A)に示すようになる。
次いで、第1ビート層Glの上に人M[を例えば1.0
ないし1.5fき程度とした第2ビート層G2を第1図
(I3)のように形成する。なお、第2ビード層G、の
厚さは、入熱量を基壁とするため(士官であるが、第1
ビード層G1よりら厚くなることか多い。そして、入熱
mの設定をすることによ〜て、第2ビード層G、の溶接
金属Wと溶接、熱影響耶1−1 、とを合ワt!°t、
=高サバ、第2 [;1J(U )ノL側に示十ように
、全体的に大きくなって、その軟化域1、か、第2図(
13)のG側に示セ第1ビード層G。
J)溶接熱影響部H1の便化域I(を覆うようになる。
つまり、第2ビード層G、の軟化域りの上限と下限との
中に、第1ビード層G1の硬化域Iくが収まるよっな第
2ビード層G2の溶接入熱を与えることにより、母材M
の内部に発生した溶接熱影響部H、の硬化域Kを軟化域
しに変換できることになる。
さらに、第2ビート層G、の上に、第1図(C)鎖線で
示すように、第3ビード層以降のビード層Gnts次形
成することにより、溶接部を構成する。かつ、第3ビー
ト層以降のビート層Gnを形f戊するときの入熱量は、
例えば第2ビード層G。
と同程度とする。
次いで、第4図の極小部分△Xについて、第1ビード層
G1形成後と、第2ビード層G、の形成1麦とを第3図
に基づいて比較すると、肉厚さ32mmの炭素鋼管の例
において、第1ビード層G1と第2ビード層G、との入
熱量をそれぞれtQKJ/cmの条件における母+4M
の基準点(溶接熱影響部を除いた点)から母材Mの表面
への寸法と硬さとの関係は、第1ビート層G、の形成状
態で、溶接熱影響部I]1の硬化域I(と推定される点
Yの硬さか、例えば硬さHV330てめるか、第2ビー
ド層G。
の形成後には、同し点Yの硬さかHV 220に改良さ
れることを表しており、溶接金属Wである部分を除くと
、母材Mの基準点の硬さと類似した状態となっている。
なお、入熱量の設定を正確に行なうためには、自動溶接
が好適であり、また、入熱量か著しく大きいと、第2ビ
ート層G、の硬化域Kか、第1ビード層G1の軟化域り
を越えて、母材〜1に達してしまうので、このようなこ
とが起こらないようにユIJ整され、さらに、第3ビー
ド層以降のビード層形成1こついてら同様である。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明は、第1ビード層に第2ピ
ード層を重ね合わせて形成するときに、入熱量により溶
接熱影響部の軟化域の範囲を調整1、て、第1と一ド層
の硬化域を軟化域j、:変換する乙のであるから、従来
技術例のハーフピード法の1i1F削作業を省略し得て
、研削作業に伴う諸問題を解決し、溶接作業と同時に溶
接熱影響部の改善を1テなって、作業性を著しく向上さ
けることができ、また、既設プラントの各種構造物や配
管等−2の適用性を高めることができる等の効果を奏す
るものである。
1 、 LIJ 面(1) lii’i !l’! i
t説明第1図ないし第3図は本発明の炭素鋼材等の溶接
方法の一実施例を説明するもので、第1図(A)(B 
)(C)は工程図、第2図は溶接熱影響部のモデル図、
第3図(A )(13)は第1ビード層及び第2ビード
層形成時の溶接各部の硬さを示す分布図、第4図は溶接
熱影響部を説明する概略図、第5図(A )(B )(
C)は従来技術であるハーフビード法の例を説明ずろ工
程図、第6図(Δ)ないしくD)は第5図例の溶接熱影
響部のモデル図である。
N!  母材、F・・ 開先、G、   ・・第1ビー
ト層、G、・・・・・第2ビード層、Gn  ・ ビー
ト層、H、・H2・・・・溶接熱影響部、K−硬化域、
し・・軟化域、W・・・・・溶接金属。
出願人  石川島播磨重工業妹式会社 (A) 寸j人(mm) 第3図 (B) 寸β人 (mm)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 母材の開先面に第1ビード層を形成する工程と、該第1
    ビード層の上に第2ビード層を形成する工程と、第2ビ
    ード層の上に第3ビード層以降のビード層を形成する工
    程とを有し、第2ビード層形成工程の入熱量を第1ビー
    ド層形成工程の入熱量と同程度以上とするとともに、第
    2ビード層形成時の溶接熱影響部の軟化域により、第1
    ビード層形成時の溶接熱影響部の硬化域を覆うことを特
    徴とする炭素鋼材等の溶接方法。
JP19236984A 1984-09-13 1984-09-13 炭素鋼材等の溶接方法 Granted JPS6171186A (ja)

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JPH0523874B2 JPH0523874B2 (ja) 1993-04-06

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0729804A1 (en) * 1995-03-02 1996-09-04 Westinghouse Electric Corporation Optimized welding technique for nimov rotors for high temperature applications
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