JPS6176623A - 肉盛溶接熱影響部の衝撃特性改善方法 - Google Patents
肉盛溶接熱影響部の衝撃特性改善方法Info
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- JPS6176623A JPS6176623A JP19983384A JP19983384A JPS6176623A JP S6176623 A JPS6176623 A JP S6176623A JP 19983384 A JP19983384 A JP 19983384A JP 19983384 A JP19983384 A JP 19983384A JP S6176623 A JPS6176623 A JP S6176623A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は肉盛溶接熱影響部の衝撃特性改善方法に係り、
特に肉盛溶接熱影響部の粗粒組織を微粒化して肉盛溶接
熱影響部の衝撃特性を向上させるのに好適な肉盛溶接熱
影響部の衝撃特性改善方法に関する。
特に肉盛溶接熱影響部の粗粒組織を微粒化して肉盛溶接
熱影響部の衝撃特性を向上させるのに好適な肉盛溶接熱
影響部の衝撃特性改善方法に関する。
サブマージアーク溶接法およびエレクトロスラグ溶接法
は、大入熱の溶接法であるため、その溶接熱影響部の衝
撃特性は被覆アーク溶接法などの小人熱の熱影響部の衝
撃特性に比べて低下する傾向にある。このため、このよ
うな大入熱の溶接方法によって、母材にステンレス鋼等
の材料を肉盛溶接して得られる圧力容器において、その
熱影響部の衝撃特性が悪く改善を必要とする状況にある
、通常、ステンレス鋼の肉盛溶接には帯状電極が使用さ
れているが３近年肉盛溶接作業の高能率を目的として、
厚さＱ、４ｍｍ、幅１５０ｍｍのような広幅の帯状電極
が採用されるようになった結果、大人熱の肉盛溶接をす
ることになり溶接熱影古部の衝撃特性も著しく低下する
傾向にある。
は、大入熱の溶接法であるため、その溶接熱影響部の衝
撃特性は被覆アーク溶接法などの小人熱の熱影響部の衝
撃特性に比べて低下する傾向にある。このため、このよ
うな大入熱の溶接方法によって、母材にステンレス鋼等
の材料を肉盛溶接して得られる圧力容器において、その
熱影響部の衝撃特性が悪く改善を必要とする状況にある
、通常、ステンレス鋼の肉盛溶接には帯状電極が使用さ
れているが３近年肉盛溶接作業の高能率を目的として、
厚さＱ、４ｍｍ、幅１５０ｍｍのような広幅の帯状電極
が採用されるようになった結果、大人熱の肉盛溶接をす
ることになり溶接熱影古部の衝撃特性も著しく低下する
傾向にある。
従来、このような問題点を解決する対策として。
二層肉盛溶接法が行われている９一層肉盛溶接を行った
場合の母材と肉盛金属との境界部付近の肉盛溶接熱影響
部のミクロ組織を第４図に示し、二層肉盛溶接を行った
場合の母材と肉盛金属との境界部付近の肉盛溶接熱影響
部のミクロ組織を第５図に示す、これらのミクロ組織か
ら明らかなように二層肉盛溶接を行ったときの組織は、
結晶粒が著しく微粒化されている。この理由は第６図に
示すように、一層肉盛溶接時溶接金属１の下方に粗粒部
３と細粒部４が生じるが、この一層目の熱影響部（境界
）の粗大化組織を、二層目の溶接時における入熱によっ
て細粒化するためであり、この結果、肉盛溶接熱部の衝
撃値は目標値に達成しうるちのとなる。
場合の母材と肉盛金属との境界部付近の肉盛溶接熱影響
部のミクロ組織を第４図に示し、二層肉盛溶接を行った
場合の母材と肉盛金属との境界部付近の肉盛溶接熱影響
部のミクロ組織を第５図に示す、これらのミクロ組織か
ら明らかなように二層肉盛溶接を行ったときの組織は、
結晶粒が著しく微粒化されている。この理由は第６図に
示すように、一層肉盛溶接時溶接金属１の下方に粗粒部
３と細粒部４が生じるが、この一層目の熱影響部（境界
）の粗大化組織を、二層目の溶接時における入熱によっ
て細粒化するためであり、この結果、肉盛溶接熱部の衝
撃値は目標値に達成しうるちのとなる。
しかしながら、二層肉盛溶接法では、溶接作業が繁雑と
なるばかりでなく、溶接材料を多量に使用し、しかも肉
盛溶接部が厚（なるため、圧力容器等の溶接加工部材の
軽減化を図ることができない。
なるばかりでなく、溶接材料を多量に使用し、しかも肉
盛溶接部が厚（なるため、圧力容器等の溶接加工部材の
軽減化を図ることができない。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、二
層肉盛溶接法を採用することなく、薄肉一層の肉盛溶接
部の熱影響部の組織を微粒化することによって肉盛溶接
部分の衝撃特性を改善することができる肉盛溶接熱影響
部の衝撃特性改善方法を提供することにある。
層肉盛溶接法を採用することなく、薄肉一層の肉盛溶接
部の熱影響部の組織を微粒化することによって肉盛溶接
部分の衝撃特性を改善することができる肉盛溶接熱影響
部の衝撃特性改善方法を提供することにある。
本発明は、母材に磁性材料を肉盛溶接した後。
肉盛溶時の予熱温度よりも低い温度にまで冷却し、次い
で肉盛溶接熱影響部を高周波加熱により７００〜１１０
０°Ｃに加熱後、冷却するものであって、高周波加熱前
の温度を肉盛溶接時の予熱温度よりも低い温度にまで冷
却することによって冷却速度を早め、肉盛溶接熱影響部
の結晶粒を微細化し、更に高周波加熱により一層肉盛溶
接における熱影響部の粗大化組織を微粒化することによ
って肉盛熱影嘗部の衝撃特性を改善したものである本発
明において、母材は炭素鋼等の低合金鋼であり３一般構
造用鋼等を含む低合金鋼である。
で肉盛溶接熱影響部を高周波加熱により７００〜１１０
０°Ｃに加熱後、冷却するものであって、高周波加熱前
の温度を肉盛溶接時の予熱温度よりも低い温度にまで冷
却することによって冷却速度を早め、肉盛溶接熱影響部
の結晶粒を微細化し、更に高周波加熱により一層肉盛溶
接における熱影響部の粗大化組織を微粒化することによ
って肉盛熱影嘗部の衝撃特性を改善したものである本発
明において、母材は炭素鋼等の低合金鋼であり３一般構
造用鋼等を含む低合金鋼である。
肉盛金属は磁性材料であり、ここにいう磁性材料とは低
合金鋼からなる母材に比べれば比透磁率が小さいもので
あるが、電気的な意味での非磁性体と比較すれば磁性を
有しているものを指している。肉盛金属材料としてはス
テンレス鋼を代表例として挙げることんかでき、このよ
うなステンレス鋼として５ＵＳ３０８が有効であるが、
５ＵＳ３０８にＮｂを添加することによって肉盛金属の
腐食割れ感受性を改善させることができる。
合金鋼からなる母材に比べれば比透磁率が小さいもので
あるが、電気的な意味での非磁性体と比較すれば磁性を
有しているものを指している。肉盛金属材料としてはス
テンレス鋼を代表例として挙げることんかでき、このよ
うなステンレス鋼として５ＵＳ３０８が有効であるが、
５ＵＳ３０８にＮｂを添加することによって肉盛金属の
腐食割れ感受性を改善させることができる。
肉盛溶接法には、エレクトロスラグ溶接法、サブマージ
アーク溶接が適用できるが、エレクトロスラグ溶接法は
サブマージアーク溶接法に比べて母材の希釈率（肉盛溶
接金属に対する母材の溶は込み量の比率）が低いため肉
盛溶接金属中のＣ量を少なくコントロールすることが可
能であり、このため耐応力腐食割れ性（耐ＳＣＣ特性）
の向上を図ることができる。
アーク溶接が適用できるが、エレクトロスラグ溶接法は
サブマージアーク溶接法に比べて母材の希釈率（肉盛溶
接金属に対する母材の溶は込み量の比率）が低いため肉
盛溶接金属中のＣ量を少なくコントロールすることが可
能であり、このため耐応力腐食割れ性（耐ＳＣＣ特性）
の向上を図ることができる。
本発明において、肉盛溶接後、肉盛溶接時の予熱温度よ
りも低い温度までに冷却した後、高周波加熱を行う、す
なわち高周波加熱前の温度が低いため冷却速度を早くす
ることができ、結晶粒が微細化される。予熱温度よりも
低い温度としては実用的には室温が有効である。溶接加
工される部材が２例えば原子炉圧力容器のように大型の
構造物の場合、肉盛溶接後、一定の温度以上に保持され
た状態で直ちに高周波加熱処理を施すことは操作上繁雑
となる場合もあり、所定温度以上に保持するための熱エ
ネルギーも大きいものとなる。しかしながら肉盛溶接後
、室温程度まで冷却された後に高周波加熱処理を施すこ
とは、例えば圧力容器の内面全域に肉盛溶接を行った後
高周波加熱処理を施すことができるので操作が簡便なも
のとなり、所定温度以上に保持するための熱エネルギー
を必要としない。
りも低い温度までに冷却した後、高周波加熱を行う、す
なわち高周波加熱前の温度が低いため冷却速度を早くす
ることができ、結晶粒が微細化される。予熱温度よりも
低い温度としては実用的には室温が有効である。溶接加
工される部材が２例えば原子炉圧力容器のように大型の
構造物の場合、肉盛溶接後、一定の温度以上に保持され
た状態で直ちに高周波加熱処理を施すことは操作上繁雑
となる場合もあり、所定温度以上に保持するための熱エ
ネルギーも大きいものとなる。しかしながら肉盛溶接後
、室温程度まで冷却された後に高周波加熱処理を施すこ
とは、例えば圧力容器の内面全域に肉盛溶接を行った後
高周波加熱処理を施すことができるので操作が簡便なも
のとなり、所定温度以上に保持するための熱エネルギー
を必要としない。
次に高周波加熱処理によって、肉盛溶接熱影響部を７０
０〜１１００℃に加熱する。高周波加熱処理では、高周
波加熱時の板厚方向の温度分布がほとんど同一であり、
また内部温度は有効加熱幅全域にわたり、均一な分布を
示す。肉盛熱影響部の加熱条件が７００°Ｃよりも低い
と、結晶粒が微粒化しないため衝撃特性が改善されず、
また、］ １００ ′ｃよりも高いと結晶粒が成長して
粗粒化するため衝撃特性が低下し高周波加熱の意味がな
くなる。更に高周波加熱条件として、より望ましくは８
００”ｌ］００’ｃである、 高周波加熱により肉盛熱影響部を加熱するに際し、ボン
ド部から母材側に少なくとも５ｍｍ以上にわたって７０
０〜１１００°Ｃに加熱することが望ましい、すなわち
、ポンド部から母材側に５ｍｍまでは結晶粒の粗大化が
特に著しく、高周波加熱処理をしない状態ではその部分
が衝撃特性に問題のある領域となるためである。高周波
加熱するに際し、肉盛表面温度を１０００〜ｌ３００°
Ｃに維持すれば肉盛熱影響部をほぼ７００〜１１００°
Ｃに保つことができる。高周波加熱の際の被加熱体の移
動速度は肉盛表面温度を１０５０℃とし。
０〜１１００℃に加熱する。高周波加熱処理では、高周
波加熱時の板厚方向の温度分布がほとんど同一であり、
また内部温度は有効加熱幅全域にわたり、均一な分布を
示す。肉盛熱影響部の加熱条件が７００°Ｃよりも低い
と、結晶粒が微粒化しないため衝撃特性が改善されず、
また、］ １００ ′ｃよりも高いと結晶粒が成長して
粗粒化するため衝撃特性が低下し高周波加熱の意味がな
くなる。更に高周波加熱条件として、より望ましくは８
００”ｌ］００’ｃである、 高周波加熱により肉盛熱影響部を加熱するに際し、ボン
ド部から母材側に少なくとも５ｍｍ以上にわたって７０
０〜１１００°Ｃに加熱することが望ましい、すなわち
、ポンド部から母材側に５ｍｍまでは結晶粒の粗大化が
特に著しく、高周波加熱処理をしない状態ではその部分
が衝撃特性に問題のある領域となるためである。高周波
加熱するに際し、肉盛表面温度を１０００〜ｌ３００°
Ｃに維持すれば肉盛熱影響部をほぼ７００〜１１００°
Ｃに保つことができる。高周波加熱の際の被加熱体の移
動速度は肉盛表面温度を１０５０℃とし。
有効加熱幅を１５０ｍｍとした場合、被加熱体の移動速
度を１５０ ｍｍ／ｍ ｉ ｎ以下とすれば肉盛熱影響
部を所定の温度に維持できる。
度を１５０ ｍｍ／ｍ ｉ ｎ以下とすれば肉盛熱影響
部を所定の温度に維持できる。
高周波加熱後、冷却する温度は室温が望ましい。原子炉
圧力容器のような大型の溶接加工部材の場合、通常高周
波加熱後、応力除去焼鈍を行うが、圧力容器の内面すべ
てに高周波加熱施工後、焼鈍に入るまでに日数を要する
。このためこのような日数を要する期間の間、溶接加工
部材を一定の温度に保持することば熱エネルギーの大き
な損失を伴うことになる。高周波加熱後、室温にまで冷
却すれば上記のような熱エネルギーの損失を回避できる
と同時に高周波加熱を肉盛溶接部全域に施した後、この
肉盛溶接を含む溶接加工部材全体に応力除去焼鈍を施す
ことができる利点がある。
圧力容器のような大型の溶接加工部材の場合、通常高周
波加熱後、応力除去焼鈍を行うが、圧力容器の内面すべ
てに高周波加熱施工後、焼鈍に入るまでに日数を要する
。このためこのような日数を要する期間の間、溶接加工
部材を一定の温度に保持することば熱エネルギーの大き
な損失を伴うことになる。高周波加熱後、室温にまで冷
却すれば上記のような熱エネルギーの損失を回避できる
と同時に高周波加熱を肉盛溶接部全域に施した後、この
肉盛溶接を含む溶接加工部材全体に応力除去焼鈍を施す
ことができる利点がある。
第１図は本発明を実施する時の手順と熱処理の一例を示
す。第１図から明らかなように常温（室温）の溶接加工
部材を予熱した後、肉盛溶接し常温に至るまで冷却した
後、７００〜１１００°Ｃの条件で高周波加熱し次いで
肉盛溶接部を含む／８接加工部材に応力除去焼鈍を行う
。
す。第１図から明らかなように常温（室温）の溶接加工
部材を予熱した後、肉盛溶接し常温に至るまで冷却した
後、７００〜１１００°Ｃの条件で高周波加熱し次いで
肉盛溶接部を含む／８接加工部材に応力除去焼鈍を行う
。
第２図は高周波加熱操作の例を示し、肉盛金属ｌの表面
上に加熱コイル５を走行させる。第２図において、２は
母材、３は粗粒部、４は細粒部を示している。
上に加熱コイル５を走行させる。第２図において、２は
母材、３は粗粒部、４は細粒部を示している。
母材に５ＱＶＺ八を用い、溶接材料として５ＵＳ３０８
ＬにＮｂを少量添加したものを用いた。
ＬにＮｂを少量添加したものを用いた。
溶接条件は下記の通りである。
溶接方法 ： エレクトロスラグ法
電流 ： ２５００（Ａ）
電圧 ：２６（Ｖ）
速度 ： Ｌ ４０ （ｍｍ／ｍ ｉ ｎ）入
熱 ： ２７８．５ （ＫＪ／ｃｍ）予熱
： Ｍｉｎ、９３ （’Ｃ）パス間温度 ：
Ｍａｘ、２０４ （℃）高周波加熱条件は下記の通
りである。
熱 ： ２７８．５ （ＫＪ／ｃｍ）予熱
： Ｍｉｎ、９３ （’Ｃ）パス間温度 ：
Ｍａｘ、２０４ （℃）高周波加熱条件は下記の通
りである。
肉盛溶接部表面温度 ： １１５０℃１０５０℃
１２５０′Ｃ
移動速度 ： １５０ｍｍ／ｍｉｎ応力除去焼鈍条
件 ： ６２０°ｃｘ５０ｈ上記のような条件で得ら
れた試験片の衝撃試験を行った結果を第３図に示す。第
３図から明らかなように高周波加熱処理しない試験片に
比べ本実施例による試験片はいずれも衝撃特性が優れて
いる。
件 ： ６２０°ｃｘ５０ｈ上記のような条件で得ら
れた試験片の衝撃試験を行った結果を第３図に示す。第
３図から明らかなように高周波加熱処理しない試験片に
比べ本実施例による試験片はいずれも衝撃特性が優れて
いる。
以上のように本発明によれば、一層肉盛溶接によって生
ずる粗粒部を二層肉盛溶接を施すなく高周波加熱処理に
よって細粒化して肉盛溶接部の衝撃特性を改善でき、ま
た一層肉盛溶接を採用できるので一層分の溶接材料を少
なくすることができるとともに肉盛溶接後の冷却温度を
肉盛溶接時の予熱温度以下としているので結晶粒が微細
化されやすくかつ温度管理も容易である。
ずる粗粒部を二層肉盛溶接を施すなく高周波加熱処理に
よって細粒化して肉盛溶接部の衝撃特性を改善でき、ま
た一層肉盛溶接を採用できるので一層分の溶接材料を少
なくすることができるとともに肉盛溶接後の冷却温度を
肉盛溶接時の予熱温度以下としているので結晶粒が微細
化されやすくかつ温度管理も容易である。
第１図は本発明を実施する時の手順と熱処理の一例を示
す操作図、第２図は本発明における高周波加熱操作の例
を示す概略説明図、第３図は高周波加熱処理による衝撃
特性を示すグラフ、第４図は一層肉盛溶接熱影曾部のミ
クロ組織を示す顕微鏡写真、第５図は二層肉盛溶接熱形
舌部のミクロ組織を示す顕微鏡写真、第６図は肉盛）容
接によって生ずる肉盛溶接部の断面を模式的に示す説明
図である。 ■・・・・・・肉盛金属 ２・・・・・・母材３・・
・・・・粗粒部 ４・・・・・・細粒部５・・・・
・・加熱コイル
す操作図、第２図は本発明における高周波加熱操作の例
を示す概略説明図、第３図は高周波加熱処理による衝撃
特性を示すグラフ、第４図は一層肉盛溶接熱影曾部のミ
クロ組織を示す顕微鏡写真、第５図は二層肉盛溶接熱形
舌部のミクロ組織を示す顕微鏡写真、第６図は肉盛）容
接によって生ずる肉盛溶接部の断面を模式的に示す説明
図である。 ■・・・・・・肉盛金属 ２・・・・・・母材３・・
・・・・粗粒部 ４・・・・・・細粒部５・・・・
・・加熱コイル
Claims (4)
- （１）母材に磁性材料を肉盛溶接後、肉盛溶接時の予熱
温度よりも低い温度に冷却し、次いで肉盛溶接熱影響部
を高周波加熱により ７００〜１１００℃に加熱後、冷却することを特徴とす
る肉盛溶接熱影響部の衝撃特性改善方法 - （２）前記予熱温度よりも低い温度が、室温であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の肉盛溶接熱影
響部の衝撃特性改善方法 - （３）前記高周波加熱後に、室温まで冷却することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の肉盛溶接熱影響部
の衝撃特性改善方法 - （４）前記高周波加熱後に室温まで冷却した後、肉盛溶
接部を含む溶接加工部材に応力除去焼鈍処理を施すこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の肉盛溶接熱影
響部の衝撃特性改善方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59199833A JPH0663044B2 (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 肉盛溶接熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59199833A JPH0663044B2 (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 肉盛溶接熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6176623A true JPS6176623A (ja) | 1986-04-19 |
| JPH0663044B2 JPH0663044B2 (ja) | 1994-08-17 |
Family
ID=16414396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59199833A Expired - Fee Related JPH0663044B2 (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 肉盛溶接熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663044B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014161858A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 硬化肉盛溶接装置及び方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4874414A (ja) * | 1971-12-30 | 1973-10-06 | ||
| JPS5634619A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-06 | Ono Pharmaceut Co Ltd | Production of prostaglandin vaginal suppository |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59199833A patent/JPH0663044B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4874414A (ja) * | 1971-12-30 | 1973-10-06 | ||
| JPS5634619A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-06 | Ono Pharmaceut Co Ltd | Production of prostaglandin vaginal suppository |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014161858A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 硬化肉盛溶接装置及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0663044B2 (ja) | 1994-08-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |