JPS62101393A - 炭素鋼材等の溶接補修方法 - Google Patents

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１４　ｆ４等の溶接補修方法に係り、特
に、炭素鋼材、低合金鋼等において、′ｈ１）修のため
に肉盛り溶接するときに形成される溶接熱影響部を、後
熱処理なして回復さＵ゛る溶接１Ｉｌｉ修方法に関する
乙のである。

［従来の技術−１ 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、腐食による肉厚の減少等の現象が発生したと
きは、不具合部分を削り取って肉盛り溶接してｈｌｉ強
する等の対策か実施される。この場合、面記原子力圧力
容器には、焼き入れ焼き戻しを施した炭素鋼等の材料が
使用されているが、肉盛り溶接を行なった後に、応力除
去焼鈍（以下ＳＲという　）が必要であるとされている
。しかし、実際のプラントに組み込まれている部材（例
えば配管、原子炉圧力容器）等では、部材の取り外しが
困％ｔな場合か多いため、Ｓ　Ｉｔを省略する従来技術
として、ハーフヒ−１・法か提案されている。

このハニフヒード法を第３図及び第・１図に括−ノいて
説明・ｊ−ろと、第３図（Ａ）で示すように、母（オＭ
のに而にクラック等の不具合部分Ｑが発生している場合
、不具合部分Ｑの付近を実線のように削り取ることによ
って、窪部状の被肉盛り部Ｆを形成しておき、該被肉盛
り部Ｆに、第３図（Ｉ３）に示すように第１ビート層Ｇ
、を形成ずろ。該第１ビード層Ｇ、をグラインダ等の機
械的手段によって、第３図（Ｃ）に示すように半分程の
厚さに削り取り、その研削面■）の上に、第３図（Ｄ）
に示すように第２ピー１ζ層Ｇ２を形成することにより
、第２ビード層Ｇ、の溶接入熱を利用して、被肉盛り部
Ｆの近傍の母材Ｍの組織をＳＲと同様に熱処理する乙の
である。

即ち、ハーフビード法により熱処理される部分について
、第３図（Ｄ）に示す極小部分ΔＸをモデルとして煮え
ると、第１ビード層Ｇ１を形成した状態のときは、第４
図（Ａ）に示すように、肉盛り溶接金属における母４４
　Ｍへの溶は込み部Ｗｐの下部に溶接熱影響部Ｈ、が発
生する。該溶接熱影響部Ｈ、は、溶は込み部ｗｐの下部
のすぐ近くにおいて、母材Ｍが高温（１２００℃以上）
に加熱されるために、結晶が粗大化するとともに急激な
冷却によって母材Ｍの一部か硬くなる祖粒硬化部ＩＩＣ
と、その若干下方で焼き入れ温度近くに加熱されるため
に硬くなる細粒硬化部ｔｔ　ｒとからなる硬化部に、細
粒硬化部１−１　［から下方に離れた部分で焼き戻しが
行なわれた軟化部Ｓが付加された状態となっている。次
いで、研削面Ｐの上に第２ビードＥＧＧ、を重ねると、
第２ビード層Ｇ２による溶接余盛り部Ｗｒ、溶は込み部
Ｗｐ及び溶接熱影響部ｔｌ　２は、第４図（Ｃ）に示す
ように、肉盛り溶接金属Ｗと溶は込み部Ｗｐとの境界を
研削面Ｉ）に合わせて重ねた状態に近似して、第２ビー
ドＦ：！ｊｃ。

の軟化部Ｓが、第１ビード層Ｇ、の形成時の祖粒硬化部
＋１ｃ及び細粒硬化部１−１　ｒを覆って熱影響を及ぼ
して焼き戻し、この部分が転換されて軟化部Ｓとなり、
第４図（Ｃ）に示すように第１ビード層Ｇ１の形成時に
おいて、母材Ｍの中に発生した溶接熱影響部ＩＩ　、の
両便化部Ｈｃｉ−１ｒが軟化部Ｓに改迎されるものであ
る。

「発明か解決しようとする問題点」 しかしながら、ハーフビード法ては、第１ビート層Ｇ、
の研削作業が伴うことにより、■既設プラント等では、
場所や測定機器の制限が多く、研削作業性や研削寸法測
定信頼性の低下を招き易い。

■研削作業により生じた研削くずの処理が必要であり、
原子カプラントの修理等であると、放射性物質の飛散現
象の発生、被ばく線量の増大等の原因となる。■第１ビ
ード層Ｇ１を形成したときに生じたｆｉ１粒硬化部Ｈｃ
が、粗粒のまま軟化されて、被肉盛り部Ｆあるいは溶接
ポンドＮの下方におけろ母材中に残される可能性があり
、部材の靭性を低下さＵ゛てしまう等の問題点か生じる
。

本発明は、これらの問題点を有効に解決する乙のである
。

「問題点を解決するための手段及び作用　」自記問題点
の解決のため、本発明は、母材等の肢肉盛り部に第１ビ
ード層ないし第３ビード層からなる肉盛り溶接金属を形
成する工程を有し、該肉盛り溶接金属におけろ第１、第
２、第３ビード層の入熱量を順次大きくするとともに、
ビード層形成時に生じた溶接熱影響部の担粒硬化部及び
細゛拉硬化部をそれぞれ次のビード層形成時における溶
接熱影響部の細粒硬化部及び軟化部により）■うように
して、母材等の肉盛り部における溶接熱影響部を溶接作
業の進行とともに細粒化し、さらに焼き戻して、靭性の
高い軟化部に変換するものである。

「実施例」 本発明においてら、ビード層を重ねて溶接部を構成して
いく点は、従来技術と共通ずるが、第１、第２、第３ビ
ード層を順次重ねて形成するとと乙に、入熱塁を、溶接
熱影響部との関連において調整する点を特徴とずろらの
である。

以下、本発明の炭素制＋４等の溶接補修方法の一実施例
を第１図及び第２図に基づいて説明する。

該−実施例では、対象熱処理（４が原子炉圧力容器とし
て多用されている低合金鋼（例えば１〕３１才）である
場合について説明するものである。

第１図（Ａ）で示すように、１号材Ｍの表面に不具合部
分Ｑが発生している場合、不具合部分Ｑの付近を実線で
示すように削り取ることによって、窪部状の被肉盛り部
Ｆを形成するまての工程は、第３図の従来例の通りであ
るか、該工程に続いて母材Ｍの被肉盛り部Ｆに、自動テ
ィグ溶接機により第１図（Ｂ）に示ず第１ビード盾Ｇ１
、第１図（Ｃ）に示す第２ビード層０２％第１図（Ｄ）
に示ず第３ビード層Ｇ３を順次積重ねて溶接余盛り部Ｗ
ｒを形成する。そして、このとき、例えば第１ビードＧ
１の溶接熱影響部０−１４　ＫＪ／ｃｍ、肉盛り厚さか
２．５ｍｍ、第２ビード層Ｇ２の溶接入熱量が１３−　
Ｉ　７　ＫＪ／ｃｍ、肉盛り厚さが２．８ｍｍ、第３ビ
ート層Ｇ３の溶接入熱量が１６〜２０　ＫＪ／ｃｍ、肉
盛り厚さが３．１ｍｍのように、順次大きくなる関係を
６丁するように設定する。

このような関係を持たせることにより、各ピーＦ’　ｌ
會ｃ　＋〜Ｇ３を形成するときの溶接熱影響部ト１１〜
！（３は、第２図に示すように変化する。即ち、第１ビ
ード層Ｇ１を形成することによって生じる溶接熱影響部
１−１　、は、第２図の左側のモデルで示すように、比
較的小さく形成されるか、次いで、第１ビード層Ｇ１の
上に、入熱量及び厚さが太きい第２ビード層Ｇ、を積み
重ねると、第２図の中央のモデルで示すように、第２ビ
ード層Ｇ２を形成するときにおける溶接熱影響部１１２
の細粒硬化部Ｉｆｆが、第１ビード層Ｇ１の形成によっ
て生した祖粒硬化部ｔｉｃを覆うのて、該祖拉硬化部Ｉ
Ｉ　ｒが細粒化され、また、第１ビードＧ１の形成によ
−て生した細粒硬化部１−１　ｆのうち、第２ビードＧ
２形成時の軟化部Ｓで覆イつれたところか焼き戻しされ
て、この部分が軟化部Ｓに転換される。さらに、第２図
の右側のモデルで示すように、第２ビード層Ｇ、の上に
第３ビード層６．３をｈ’ｔみ重ね状態に形成すると、
第３ビード層Ｇ３の細粒硬化部１１ｆが第２ビート層Ｇ
２形成時の用拉硬化部１１Ｃ’２葭って細粒化し、第２
ビードＧ、形成時の細粒硬化部■１　ｒのうら、第３ビ
ードＧ３形成時の軟化部Ｓによって覆われる部分か焼き
戻しされ、この部分ら軟化部Ｓに転換する。このような
細粒化しさらに軟化部Ｓべの転換は、第２図における左
右のモデルを比較することにより明らかなように、第１
と一ド層Ｇ１の形成時の溶接ボンドＮよりら下には、祖
拉部ム硬化部ら存在することがなく、部材としての靭性
を低下させる等の問題点を生じない。つまり、第２図の
右側のモデルで示す両便化部１（ｃ・ｌ−ｆ　ｆについ
て検討ずろと、両便化部１−１　ｃ　−）１　「は溶接
ボンドＮの表面よりも上方に位置して、母（」〜Ｉとの
境界において機械的強度を損なうことがなく、一方、母
材Ｍよりら物理的及び機械的強度に浸れた溶接金属の中
に生しるので、問題化ずろことが少ない。

なお、母材Ｍの被肉盛り部Ｆに、自動ティグ溶接機によ
〜て山盛り溶接を行なうことにより、入熱量及び肉盛り
量の調整を容易として設定を正確に４”ることと、各ビ
ート層の表面状態を滑らかにすることと、不活性ガス雰
囲気として水素、窒素、酸素ガスに侵される現象の発生
を防止′４′ろこととをを可能としているが、イナート
ガスアーク溶接による他の溶接手段等によって実施“４
゛ることら可能である。また、溶接補修対象＋４料は、
面述した炭素鋼、低合金鋼と同様の溶接熱影響部が形成
されるｔｌの奉句含十乙ｌ、のである、 「発明の効果Ｊ 以」−１悦明したように、本発明は、母（Ａ等の肢肉盛
り部に第１ビード層ないし第３ビード層からなる肉盛り
溶接金属を形成する乙のであり、第１、第２、第３と一
ド層の入熱量を順次大きくするとと６に、ビード層形成
時に生じた溶接熱影響部の粗粒硬化部及び細粒硬化ｒ’
ｉ１＋をそれぞれ次のビード層形成時における溶接熱影
響部の細粒便化ｊＭ≦及び軟化部により覆うようにして
、母（オ等の肉盛り、′１；における溶接熱影響部を溶
接作業の進行とと乙に細粒化しさらに焼き戻して、軟化
部に変換するらのであるから、従来技術例のハーフビー
ド法の研削作業を省略し得て、研削作業に（Ｉ’う諸問
題をｊＶｉ決し得ることに加えて、溶接補修作業の進行
と同時に溶接熱形′を一部の一層の改善を行な一層）こ
とにより、靭性をとしく向上さＵ゛ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の炭素ｍｉｌ＋　＋４等の
溶接ｈｌｉ修方法の一実施例を説明するらので、第１図
に、１’；　Ｉｊろ（Δ）ないしくＤ）は工ｈ１図、第
２図は溶接熱影響部のモデル図、第３図における（Ａ）
ないしくＤ）は従来技術であるハーフビード法の例を説
明する工程図、第４図における（Ａ）ないしくＣ）は第
３図例の溶接熱影響部のモデル図である。 Ｍ・・・・・１ユ材、Ｆ・・・・・・被肉盛り部、Ｇ、
・・・・・・第１と−ト層、Ｇ、・・・・第２ビード層
、Ｇ３・・・・・・第３ピード層、ｔｌ　、・Ｉ−１、
・Ｉ−［３・・・・・・溶接熱影響部、ｌ−ＩＣ・　用
拉硬化部、Ｈｃ　・・・・細粒硬化部、Ｎ・・・・・・
溶接ポンド、Ｑ・・・・・・不具合部分、Ｓ・・・・・
・軟化部、Ｗｐ　・・・溶は込み部、Ｗｒ・・・・・溶
接余盛り部。 出願人　　石川島播磨重工業株式会社 第１図 第１図 第２図 第３図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 母材等の被肉盛り部に第１ビード層ないし第３ビード層
   からなる肉盛り溶接金属を形成する工程を有し、該肉盛
   り溶接金属における第１、第２、第３ビード層の入熱量
   を順次大きくするとともに、ビード層形成時に生じた溶
   接熱影響部の硬化部を次のビード層形成時における溶接
   熱影響部の軟化部により覆い、さらにビード形成時に生
   じた粗粒硬化部を次のビード形成時の細粒硬化部で覆う
   ことを特徴とする炭素鋼材等の溶接補修方法。