JPS6264478A - ニツケル基合金材等の溶接方法 - 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】 Ｆ産業上の利用分野」 庫発明は、ニッケル基合金材等の溶接方法に係り、特に
、母材の開先な傍に残留し易い鋭敏化域による応力腐食
割れ等の発生及び成長を抑制する場合に好適な溶接方法
に関するものである。

「従来の技術とその問題点Ｊ 一般に、原子力発電プラント・、化学プラント等の構造
材、装置、部品等には、耐熱外皮び耐食性に浸れたニッ
ケル駅合金材が多く使用されている。

ところで、該ニッケル基合金材は、溶接継手を形成した
場合に、その溶接部近傍で応力腐食や粒界腐食を生じ易
いという問題点を有している。

ニッケル基合金材、例えば、インコネル材、ステンレス
悶等における一般的な溶接方法の従来例を説明すると、
第３図に示すように、一般の溶接方法に準じて母材１・
２の開先３に、多層状の溶接ビード４を順次重積して、
ビードを・・・・ｘ、ｙ、ｚで終了さ仕るらのである。

しかしながら、ニッケル基合金材では、前述したように
、溶接熱を繰り返し受けろことによって、母け１・２の
組織の一部が変質した７私影響部Ｙが発生する。該熱影
響部Ｙは、発明者等の研究によれば、ニッケル基合金材
、例えば、インコネル６００、オーステナイト系ステン
レス鋼等を溶接した場合、第４図に（ｉ　）（ｉｉ　）
（ｉｉｉ　：！・・　で示すように、クローム炭化物の
固溶化領域が、加熱量に応じて゛１４固溶化領域を経て
、クローム炭化物が析出した（１１出領域に移行して行
く現象で、溶接ビード４を第３図矢印で示すように順次
形成して、Ｚで終了さけたと４−れば、ビードＺの近傍
に位置している熱影響部Ｙの一部に半円溶化領域が残さ
れ、該半円溶化領域が、前記応力腐食や粒界腐食を生じ
易い鋭敏化域Ｘとなるしのと考えられる。

また、鋭敏化域Ｘは、溶接入熱の程度によって＋（１：
　Ｇされるが、その発生源である熱影響部Ｙは、第；３
図に示すように、ｎ材１・２の厚さ方向に存（Ｅ　□Ｊ
−るので、溶接条件によっては、厚さ方向に連続して鋭
敏化域Ｘか形成される可能性を存することになる。した
がって、１は材Ｉ・２の表面に腐食流体が接触している
とともに、表面に引っ張り応力が生じているような悪条
件であると、母材１・２のすさ方向の鋭敏化域Ｘを連結
するように、応力腐食割れ等が徐々に進行するという問
題点が発生する。

「問題点を解決するための手段Ｊ 本発明は、このような問題点をａ効に解決すべくなされ
たもので、ニッケル堪合金からなる母材の開先に、多層
状の溶接ビードを順次重積するとと乙に、最終層を構成
する溶接ビードを前記開先の幅よりも広く形成するよう
になし、また、最終層を構成する溶接ビードを前記開先
の幅よりも両側に離間した位置から中央部に向けて順次
重積して形成することにより、ニッケル基母材表面近傍
の熱影響部の方向を、引っ張り応力によって応力腐食割
れ等の成長する方向から外すようにしているものである
。

「実施例」 以下、本発明のニッケル基合金材等の溶接方法の一実施
例を第１図に基づいて説明すると、母材Ｉ・２の開先３
に、多層状の溶接ビード４を順次重積する溶接を行なう
点は、第３図の例と同様であるが、溶接ビード４の最終
層が、開先３の幅よりも広くなるように形成している点
と、第１図の矢印（イＸＧ）で示すように、開先３の両
側部から−Ｉｒ−７；に離間した位置から開先３の中央
部に向けて溶接ビード４を形成する点とに大きな相異が
あり、ｉ　ノー、表面側にビート用窪部５をあらかじめ
形成しておいて、溶接ヒート・１の最終層を母材ｌ・２
０表面から大きく突出しないようにしているものである
。

即ち、第１図において、溶接ビード４を順次重積して、
ヒートを・・・Ｘ、Ｙ、Ｚまで形成すると、溶接熱によ
−）で、母ＲＩ・２の内部に、開先３の側部に沿った熱
影響部Ｙが生じるとともに、特に、ビート′Ｚの近傍の
熱影響部Ｙには、固溶化領域が′１′−固溶化領域、つ
まり鋭敏化域Ｘに移行した状態で残されたままとなる可
能性がある。そこで、第１図矢印（イ）（ロ）で示すよ
う゛に、ビート用窪部５に、ａ　、　”、＋　、　ｃ　
、・・・・・・ならびにｉ、ｊ、に、・・・・・・ｐと
ビートを重積して形成すると、鋭敏化域Ｘが加熱履歴を
受ＩＩで、ｉＦｊ述シタｍ４　図（１）Ｃ１）（ｉｉ）
（ｉｉｉ）−−ノヨウに移行１２、第１図の熱影響部Ｙ
の全域を鋭敏化域Ｘから離脱させることができるのであ
る。また、この場合における溶接条件は、本発明台等が
先に提案した「インコネル溶接継手の加工方法　」特願
昭５８−２０３０７号に錦じるものとする。

なお、第１図例では、矢印（イ）（ロ）で示すように、
開先３の両側部の左右に離間した位置から、中央に向け
てと−ドを重積して形成するようにしているため、ビー
ド用窪部５の窪部にし、熱影響部Ｚが生じ、ビードａ、
ｉの近傍には、溶接入熱が少なくなることに基づいて、
鋭敏化域Ｘが形成されろ可能性を何する。

しかし、ｌｔｌ・２に付与される引っ張り応力は、その
表面に沿った方向（例えば管であると、管軸方向及び円
周方向）であって、厚さの方向に対しては無視すること
かできるので、開先３から離間した位置に鋭敏化域Ｘか
存在しても、引っ張り応力の方向が表面に沿・う方向で
あるために、引っ張り応力によって応力腐食割れ等が成
長する方向が、前述したように厚さ方向であるのに対し
て、熱影響部Ｚの方向から外れて、はぼ直交しているか
ら、鋭敏化域Ｘを次々に連結して、欠陥部が成長するよ
うな現象の発生を防止することができるのである。

次いで、本発明のニッケル基合金材等の溶接方法を原子
炉圧力容器の底部に適用した他の実施例を第２図に基づ
いて説明する。第２図において、符号６は原子炉圧力容
器の下鏡部、符号７はスタブチューブ、符号８は下鏡部
６の内面を覆っているクラッド層、符号９は溶接金属で
ある。この例の場合においてら、開先３の開口部のＬ方
に、ビード用窪部５を形成１、でおいて、多層状の溶接
ビードを順次重積するとともに、その最終層を構成する
溶接ビードを溶接金属９の中央部に向けて順次”ｎ　％
（して形成することにより、鋭敏化域の発生部分を溶接
金属９から除去するとともに、スタブデユープ７の管壁
の厚さ方向−・の応力腐食割れの成長を抑制するもので
ある。この例の場合は、スタブチューブ７の外側に流体
、つまり、原子炉冷却水が充満される。

なお、第１’Ｋ及び第２図では、ビード用窪部５を′形
成してから、最終層の溶接ビードを重積するとしている
が、ビード用窪部５を省略して、母材の表面に直接溶接
ビードの最終層を重積するようにしても良い。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明のニッケル基合金等の溶接
方法は、以下のような優れた効果を奏するものである。

■母材の開先に、多層状の溶接ビードを順次重積すると
ともに、最終層を構成する溶接ビードを前記開先の幅よ
りも広く形成するようにしているから、開先の両側の熱
影響部に鋭敏化域が生じても、これを除去することがで
き、応力腐食や粒界腐食に対する感受性を低くし、ニッ
ケル基合金材の溶接継手部等の強度向上を図ることがで
きる。

■最終層を構成する溶接ビードを開先の幅よりも両側に
離間した位置から中央部に向けて順次重積して形成する
ことにより、ニッケル基母材表面近傍の熱影響部の方向
を、引っ張り応力によって応力腐食割れ等の成長する方
向から外し、溶接継手部の安定性を高めることができる
。

■最終層の溶接ビードを幅広く重積するものであるから
、溶接終了と同時に溶接熱影響部の鋭敏化域の除去を実
施し得て、応力腐食割れ等の成長阻止を行なうとともに
、作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインコネル材等の溶接方法の一実施例
における溶接ビード形成工程の説明図、第２図は本発明
のインコネル材等の溶接方法を適用した他の実施例にお
ける溶接ビード形成工程の説明図、第３図は溶接方法の
従来例の溶接ビード杉成工程の説明図、第４図は溶接熱
影響部の加熱温１ｙ一時間−説歓化域の関係図である。 １・・・・・・母材、２・・・・・・母材、３・・・・
・・開先、４・・・・・・溶接ビード、５・・・・ビー
ド用窪部、６・・・・・・下鏡２部、７・・・・・・ス
タブチューブ、８・・・・・・りづラド層、９・・・・
・・溶接金属、Ｘ・・・・・・鋭敏化域、Ｙ・−・・・
・島影ち部、Ｚ・・・・・・熱影響部。 第１図 第２図 第３図 第４図 乃ロ　！外　吟　閣

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ニッケル基合金からなる母材の開先に、多層状の
   溶接ビードを順次重積するとともに、最終層を構成する
   溶接ビードを前記開先の幅よりも広く形成することを特
   徴とするニッケル基合金材等の溶接方法。
2. （２）ニッケル基合金からなる母材の開先に、多層状の
   溶接ビードを順次重積するとともに、最終層を構成する
   溶接ビードを前記開先の幅よりも両側に離間した位置か
   ら中央部に向けて順次重積して形成することを特徴とす
   るニッケル基合金材等の溶接方法。