WO2010064464A1 - クラッド溶接方法 - Google Patents

クラッド溶接方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2010064464A1
WO2010064464A1 PCT/JP2009/061657 JP2009061657W WO2010064464A1 WO 2010064464 A1 WO2010064464 A1 WO 2010064464A1 JP 2009061657 W JP2009061657 W JP 2009061657W WO 2010064464 A1 WO2010064464 A1 WO 2010064464A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
welding
bead
weld
clad
torch
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/061657
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
鴨 和彦
哲 銭谷
宏和 門脇
直貴 山崎
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Priority to US13/132,747 priority Critical patent/US9024225B2/en
Priority to EP09830234.2A priority patent/EP2371474B1/en
Publication of WO2010064464A1 publication Critical patent/WO2010064464A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216Seam profiling, e.g. weaving, multilayer
    • 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
    • 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
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/022Welding by making use of electrode vibrations
    • 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
    • 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
    • B23K9/044Built-up welding on three-dimensional surfaces
    • B23K9/046Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution
    • B23K9/048Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution on cylindrical surfaces
    • 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
    • B23K9/095Monitoring or automatic control of welding parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • 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
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06Tubes
    • 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
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys
    • 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
    • B23K9/16Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/167Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a non-consumable electrode
    • 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
    • B23K9/16Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode

Definitions

  • the present invention relates to a clad welding method for covering a surface of a base material with a weld metal.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the clad welding method according to the prior art.
  • a plasma arc 103 is generated between the plasma torch 101 and the base material 102 to generate a molten pool 104 of a predetermined size in the base material 102.
  • the welding wire 105 which is a weld metal
  • the plasma torch 101 is moved in the welding progress direction I while being weaved at a predetermined cycle, so that a part of the welding wire 105 is transferred to the base material 102.
  • a melted weld bead 106 is formed.
  • the symbol II indicates the trajectory of the plasma torch 101
  • the symbol III indicates the feeding direction of the welding wire 105.
  • the plasma torch 101 is moved in the welding progress direction I while weaving, so that the base material 102 is moved as shown in FIG. As a result, the weld bead 106 with less penetration of the weld metal 107 is formed.
  • reference numeral 108 indicates a penetration region in which the weld metal 107 is melted into the base material 102.
  • reference numeral 117 indicates a weld metal in the subsequent weld bead 116
  • reference numeral 118 indicates a penetration region in which the weld metal 117 in the subsequent weld bead 116 is dissolved in the base material 102. Therefore, as shown in FIG. 7C, the weld metal 109 at one end 106a of the preceding weld bead 106 is removed by a grinder, and the other end of the subsequent weld bead is overlapped at the removed portion 109. Welding to prevent the above-described poor fusion.
  • the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and by using a relatively simple method, while suppressing dilution of the weld metal, the occurrence of poor fusion is prevented, and the weld metal is used for the base metal. It is an object of the present invention to provide a clad welding method capable of covering a surface over a wide range.
  • the clad welding method according to the first invention for solving the above-described problem is as follows.
  • the weld bead is formed by feeding the weld metal to the weld pool generated by generating an arc between the welding torch and the base metal, and moving the welding torch in the welding direction while weaving the weld torch.
  • the next weld bead is formed in order in the region next to the first weld bead and the other end of the subsequent welding bead is overlapped with the other end of the preceding welding bead.
  • the welding heat input is increased as compared with a place where the preceding weld bead and the succeeding weld bead do not overlap. It is characterized by producing a deep penetration portion that is locally deep penetration.
  • the clad welding method according to the second invention for solving the above-described problem is as follows.
  • a cladding welding method according to a first invention The increase in welding heat input temporarily stops the weaving of the welding torch when the welding torch is located at one end of the preceding welding bead or the other end of the subsequent welding bead. Is performed.
  • the clad welding method according to the third invention for solving the above-described problem is as follows.
  • a cladding welding method according to a first invention When the welding heat input is increased when the welding torch is located at one end of the preceding weld bead or the other end of the subsequent welding bead, the welding torch is at one end of the preceding welding bead. It is performed by increasing the welding current as compared with the case where it is located at a place other than the part or a place other than the other end of the subsequent welding bead.
  • the clad welding method according to the fourth invention for solving the above-described problem is as follows.
  • a cladding welding method according to a first invention When the welding heat input is increased when the welding torch is located at one end of the preceding weld bead or the other end of the subsequent welding bead, the welding torch is at one end of the preceding welding bead. It is performed by reducing the feeding amount of the weld metal as compared with the case where it is located at a place other than the part or a place other than the other end of the subsequent welding bead.
  • the clad welding method according to the fifth invention for solving the above-described problem is as follows.
  • a cladding welding method according to a first invention The increase in welding heat input temporarily stops weaving of the welding torch when the welding torch is located at one end of the preceding welding bead or the other end of the subsequent welding bead,
  • the welding torch is performed by increasing the welding current as compared with a position other than one end of the preceding welding bead or a position other than the other end of the subsequent welding bead.
  • the clad welding method according to the sixth invention for solving the above-described problem is as follows.
  • a cladding welding method according to a first invention The increase in welding heat input temporarily stops weaving of the welding torch when the welding torch is located at one end of the preceding welding bead or the other end of the subsequent welding bead, And while the said welding torch increases welding current compared with when it is located in locations other than the one end part of the said prior welding bead, or a location other than the other end part of the said subsequent welding bead, the said weld metal It is carried out by reducing the amount of feed.
  • the location where one end of the preceding weld bead and the other end of the subsequent weld bead overlap at the location where one end of the preceding weld bead and the other end of the subsequent weld bead overlap, the location where the preceding weld bead and the subsequent weld bead do not overlap with each other.
  • the welding heat input is increased to produce a deep penetration part that is locally deep penetration. It is possible to prevent the occurrence of poor fusion when the two are stacked, and to cover the surface of the base material over a wide range with the weld metal.
  • FIG. 1 (a) shows the state which formed the prior welding bead in FIG. 1 (a)
  • FIG.1 (b) shows one edge part of a prior welding bead
  • FIG.1 (b) shows a state in which the other end of the succeeding weld bead is overlapped.
  • FIG. 2 (a) shows the case of the clad welding method which concerns on 1st embodiment
  • FIG.2 (b) Shows the case of the clad welding method according to the prior art.
  • FIG.2 (b) Shows the case of the clad welding method according to the prior art.
  • 2nd embodiment of the clad welding method which concerns on this invention.
  • FIG.5 shows the case of the test condition 1
  • FIG.5 (b) shows the case of the test condition 2
  • FIG.5 (c) Shows the case of comparative test condition 1.
  • FIG. 7 shows the case where a pre-welding bead is produced
  • FIG.7 (b) shows the back welding to one edge part of a pre-welding bead. A case where the other end of the bead is overlapped is shown
  • FIG. 7C shows a case where one end of the preceding weld bead is removed.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a clad welding method.
  • FIG. 1 (a) shows a state in which a preceding weld bead is formed, and FIG. 1 (b) shows subsequent welding on one end of the preceding weld bead. The state which piled up the other edge part of the bead is shown.
  • FIG. 2 is a view for explaining the clad welding method according to the first embodiment.
  • FIG. 2A shows the case of the clad welding method according to the first embodiment, and FIG. Shows the case of the clad welding method according to the prior art.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a clad welding method.
  • FIG. 1 (a) shows a state in which a preceding weld bead is formed
  • FIG. 1 (b) shows subsequent welding on one end of the preceding weld bead.
  • the state which piled up the other edge part of the bead is shown.
  • FIG. 2 is a view for explaining the
  • FIG. 3 is a view for explaining a clad welding method according to the second embodiment
  • FIG. 4 is a view for explaining a clad welding method according to the third embodiment. 2 (a), 2 (b), 3 and 4, the symbol X indicates the weaving direction of the welding torch.
  • welding metal is fed to a molten pool generated by generating an arc between a welding torch and a base material, while welding is performed by moving the welding torch in the welding direction while weaving.
  • a bead is formed.
  • the next weld bead is formed in order in the area
  • the surface of the base material is covered with the weld metal over a wide range. Then, one end portion of the preceding preceding weld bead (N-th weld bead) and the other end portion of the subsequent welding bead (the (N + 1) -th bead) are overlapped. .
  • the welding heat input is increased as compared with the place where the preceding weld bead and the succeeding weld bead do not overlap. In particular, a deep penetration portion that becomes deep penetration is produced.
  • an N-bead weld bead 10 (hereinafter referred to as a pre-weld bead) is formed on the surface 1 a of the base material 1.
  • the weld bead 20 (hereinafter referred to as the rear bead) of the (N + 1) -th bead.
  • a deep penetration portion 12a that is locally deeply penetrated into the penetration region 12 is produced by increasing the welding heat input to the base material 1 at a location overlapping the other end portion 20b of the row welding bead).
  • the penetration region 12 is a region where the weld metal 11 has melted into the base material 1. It should be noted that, in the region other than the one end portion 10a in the preceding weld bead 10, for example, the other end portion 10b, the penetration depth is the same as in the conventional clad welding method.
  • a method for producing the deep penetration portion 12a when a welding torch (not shown) is positioned at one end portion 10a of the preceding welding bead 10, a method of temporarily stopping the weaving of the welding torch, When the welding torch is positioned at one end portion 10a of the preceding welding bead 10, a method for increasing the welding current as compared to when the welding torch is positioned at a position other than the one end portion 10a of the preceding welding bead 10 or When the welding torch is positioned at one end portion 10a of the preceding welding bead 10, the welding metal feed is compared to when the welding torch is positioned at a location other than the one end portion 10a of the preceding welding bead 10. A method of reducing the amount, a method combining these, and the like can be mentioned.
  • a trailing weld bead 20 is formed on the one end 10 a side of the preceding weld bead 10.
  • the other end 20 b of the subsequent welding bead 20 is overlapped with one end 10 a of the preceding welding bead 10.
  • the preceding welding bead 10 and the subsequent welding are performed at a place where one end portion 10a of the preceding welding bead 10 and the other end portion 20b of the subsequent welding bead 20 overlap each other.
  • the depth of the penetration region 22 at the other end 20b of the succeeding weld bead 20 is increased by increasing the welding heat input and locally producing the deep penetration portion 12a as compared with the portion where the bead 20 does not overlap. It can be secured by the deep penetration portion 12a of the weld bead 10.
  • the surface of the base material 1 can be covered with metal.
  • the conventional welding bead can be formed after forming the preceding welding bead without performing the operation of removing one end portion of the preceding welding bead by a grinder or the like as in the prior art, and the operation can be performed relatively easily. .
  • the wire feed speed is set to a predetermined speed V1 from the time when the formation of the preceding welding bead 10 is started until the time when the formation of the preceding welding bead 10 is completed. Is maintained. Thereby, the amount of heat reduction from the molten pool generated in the base material 1 is kept constant. Further, the welding current is also maintained at the predetermined value A1 from the time when the formation of the preceding welding bead 10 is started to the time when the formation of the preceding welding bead 10 is finished. Thereby, a certain amount of heat is supplied to the base material 1.
  • the welding torch 101 is weaved with a width W of a predetermined amplitude, and when the welding torch 101 is positioned at one end portion 10a of the weld bead 10, the weaving of the welding torch 101 is temporarily stopped, that is, stopped for t1 seconds. I am letting. Here, the weaving of the welding torch 101 is stopped five times before the formation of the preceding weld bead 10 is completed.
  • a portion other than the one end portion is provided. Compared with the welding heat input increases.
  • the wire feed speed is set to a predetermined value from the time when the formation of the preceding weld bead 106 is started until the time when the formation of the preceding weld bead 106 is finished.
  • the welding current is maintained at a predetermined value A1, and the welding torch 101 is weaved with a width W having a predetermined amplitude, whereby a certain amount of heat is supplied to the base material 102. Therefore, the penetration region 108 is shallow at one end 106a and the other end 106b of the weld bead 106.
  • the subsequent welding bead is formed by superimposing the other end of the subsequent welding bead, which is the next welding bead, on one end 10a of the preceding welding bead 10 described above.
  • the weaving of the welding torch 101 is temporarily stopped. Increasing heat input.
  • a deep penetration portion 12a is formed in the vicinity of one end portion 10a of the preceding weld bead 10, and the other end portion of the subsequent weld bead is overlapped with the deep penetration portion 12a.
  • the depth of the penetration region at the end can be secured by the deep penetration portion 12 a of the preceding weld bead 10.
  • the conventional welding bead can be formed after forming the preceding welding bead without performing the operation of removing one end portion of the preceding welding bead by a grinder or the like as in the prior art, and the operation can be performed relatively easily. .
  • the wire feed speed is maintained at a predetermined speed V1 from the time when the formation of the preceding weld bead 10 is started until the time when the formation of the preceding weld bead 10 is finished. Yes. Thereby, the amount of heat reduction from the molten pool generated in the base material 1 is kept constant.
  • the weaving of the welding torch 101 is temporarily performed, that is, t1 seconds. Stopped. Further, when the weaving of the welding torch 101 is stopped for t1 seconds, the welding current is set to a second predetermined value larger than that when the welding torch 101 is located at a place other than the one end portion 10a of the preceding welding bead 10. The value A2 (> predetermined value A1) is maintained.
  • the welding heat input is increased on one end side of the molten pool generated by generating the arc 103 between the welding torch 101 and the base material 1 as compared with a portion other than the one end portion.
  • a deep penetration portion 12a is produced in the penetration region 12 at this location (near one end portion 10a of the preceding weld bead 10).
  • the subsequent welding bead is formed by superimposing the other end of the subsequent welding bead, which is the next welding bead, on one end 10a of the preceding welding bead 10 described above.
  • the weaving of the welding torch 101 is temporarily stopped and the welding is performed.
  • the welding heat input is increased by increasing the welding current as compared with the case where the welding torch 101 is located at a place other than the one end portion 10a of the preceding welding bead 10.
  • a deep penetration portion 12a is formed in the vicinity of one end portion 10a of the preceding weld bead 10, and the other end portion of the subsequent weld bead is overlapped with the deep penetration portion 12a.
  • the depth of the penetration region at the end can be secured by the deep penetration portion 12 a of the preceding weld bead 10. Thereby, while suppressing dilution of the weld metal, it is possible to prevent the occurrence of poor fusion at the place where one end portion 10a of the preceding weld bead 10 and the other end portion of the subsequent weld bead are overlapped.
  • the surface of the base material can be covered.
  • the conventional welding bead can be formed after forming the preceding welding bead without performing the operation of removing one end portion of the preceding welding bead by a grinder or the like as in the prior art, and the operation can be performed relatively easily. .
  • the welding current is set to a second predetermined value that is larger than when the welding torch 101 is located at a place other than the one end portion 10a of the preceding welding bead 10.
  • the value A2 (> predetermined value A1) is maintained.
  • the wire feed speed is smaller than that when the welding torch 101 is positioned at a place other than the one end 10a of the preceding welding bead 10. Is maintained at a predetermined speed V2 ( ⁇ first predetermined speed V1).
  • the welding heat input is increased on one end side of the molten pool generated by generating the arc 103 between the welding torch 101 and the base material 1 as compared with a portion other than the one end portion.
  • a deep penetration portion 12a is produced in the penetration region 12 at this location (near one end portion 10a of the preceding weld bead 10).
  • the subsequent welding bead is formed by superimposing the other end of the subsequent welding bead, which is the next welding bead, on one end 10a of the preceding welding bead 10 described above.
  • the weaving of the welding torch 101 is temporarily stopped, and the Compared to when the welding torch 101 is located at a place other than the one end 10a of the preceding welding bead 10, the welding current is increased, and the welding heat input is increased by reducing the feeding amount of the weld metal. I am letting. As a result, a deep penetration portion 12a is formed in the vicinity of one end portion 10a of the preceding weld bead 10, and the other end portion of the subsequent weld bead is overlapped with the deep penetration portion 12a.
  • the depth of the penetration region at the end can be secured by the deep penetration portion 12 a of the preceding weld bead 10. Thereby, while suppressing dilution of the weld metal, it is possible to prevent the occurrence of poor fusion at the place where one end portion 10a of the preceding weld bead 10 and the other end portion of the subsequent weld bead are overlapped.
  • the surface of the base material can be covered.
  • the conventional welding bead can be formed after forming the preceding welding bead without performing the operation of removing one end portion of the preceding welding bead by a grinder or the like as in the prior art, and the operation can be performed relatively easily. .
  • the clad welding method when performing plasma welding has been described, but it is also possible to use the clad welding method when performing TIG welding, MIG welding, or the like. Even if it is such a clad welding method, there exists an effect similar to the clad welding method which concerns on each embodiment mentioned above.
  • Test Example 1 Under the conditions of Test Example 1, as shown in Table 1 below, the number of weaving times was 16 times / minute, the end welding current was 300 A, the end wire feed speed was 6 m / min, and the end stop time was Under the welding conditions of 1.2 seconds, the depth of the deep penetration portion in the penetration region was measured.
  • Test Example 2 In the conditions of Test Example 2, as shown in Table 1 below, the number of weaving times was 16 times / min, the end welding current was 350 A, the end wire feed speed was 7 m / min, and the end stop time was Under the welding conditions of 1.2 seconds, the depth of the deep penetration portion in the penetration region was measured.
  • Comparative Test Example 1 Under the conditions of Comparative Test Example 1, as shown in Table 1 below, the number of weaving times was 16 times / min, the end welding current value was 250 A, the end wire feed speed was 7 m / min, and the end was stopped. The depth of the penetration region was measured under welding conditions with a time of 0 seconds.
  • Test Example 1 As shown in FIG. 5 (a), it was revealed that the depth d1 of the deep penetration portion 42a was 3.2 mm.
  • Test Example 2 As shown in FIG. 5 (b), it was revealed that the depth d2 of the deep penetration portion 62a was 5.4 mm.
  • Comparative Test Example 1 As shown in FIG. 5 (c), it was revealed that the depth d3 of the penetration region 82 was 1.6 mm. That is, it was confirmed that the depth of the deep penetration portion in the penetration region is increased by increasing the end welding current and the end stop time.
  • FIG. 5 (a) it was revealed that the depth d1 of the deep penetration portion 42a was 3.2 mm.
  • Test Example 2 As shown in FIG. 5 (b), it was revealed that the depth d2 of the deep penetration portion 62a was 5.4 mm.
  • Comparative Test Example 1 As shown in FIG. 5 (c), it was revealed that the depth d3 of the penetration region 82 was 1.6 mm. That is, it was confirmed that the depth of
  • reference numerals 31, 51, and 71 indicate base materials
  • reference numerals 40, 60, and 80 indicate weld beads
  • reference numerals 40a, 60a, and 80a indicate one end of the weld beads
  • reference numerals 40b indicate the other end of the weld bead
  • reference numerals 41, 61, 81 indicate the weld metal
  • reference numerals 42, 62, 82 indicate the penetration region.
  • the clad welding method according to the present invention is a relatively simple method for piping used in power plants and chemical plants, etc., while suppressing dilution of the weld metal, preventing the occurrence of poor fusion, Since the surface of the base material can be covered over a wide range with the weld metal, it can be used extremely beneficially in the industry.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

 比較的簡易な手法にて、溶接金属の希釈を抑制しつつ、融合不良の発生を防止して、当該溶接金属で母材の表面を広範囲に亘って覆うことができるクラッド溶接方法を提供することにある。そのため、先行溶接ビード(10)の一方の端部(10a)と後行溶接ビード(20)の他方の端部(20b)が重なる箇所にて、先行溶接ビード(10)と後行溶接ビード(20)が重ならない箇所と比べて溶接入熱を増加させて局部的に深溶け込み(12)となる深溶け込み部(12a)を作製した。

Description

クラッド溶接方法
 本発明は、母材の表面を溶接金属で覆うクラッド溶接方法に関する。
 発電プラントにおける亜臨界圧ボイラ、超臨界圧ボイラならびに複合発電プラント廃熱回収ボイラの最高温部や超々臨界圧ボイラの準高温部に用いられる容器や配管の耐圧部材料の多くの部分は、炭素鋼や低合金鋼から構成されている。そして、炭素鋼や低合金鋼などの母材が水や水蒸気と接触する箇所について耐食性を上げるために、母材の表面に対し、ステンレス鋼やNi基合金などの溶接金属を肉盛溶接して、母材の表面を溶接金属で覆うようにしている。
 ここで、溶接時に母材を溶かすと、母材と溶接金属が混ざり当該溶接金属に添加されているCrやNi量が減少するため、このような希釈を極力抑制する必要がある。このような溶接金属の希釈を抑制する溶接方法として、溶接方向に対して直角な方向にウィービングしながら溶接を行うクラッド溶接方法がある(例えば、特許文献1参照)。
 このクラッド溶接方法について、従来技術に係るクラッド溶接方法を説明するための図である図6を参照して説明する。同図に示すように、プラズマトーチ101と母材102の間にプラズマアーク103を発生させることで、母材102に所定の大きさの溶融池104を生じさせている。この溶融池104へ溶接金属である溶接ワイヤ105を送給する一方、プラズマトーチ101を所定の周期でウィービングさせつつ溶接進行方向Iへ移動させることで、溶接ワイヤ105の一部が母材102に溶けてなる溶接ビード106が形成される。なお、図6中にて、符号IIがプラズマトーチ101の軌跡を示し、符号IIIが溶接ワイヤ105の送給方向を示す。
 上述したように、溶融池104へ溶接ワイヤ105を送給する一方、プラズマトーチ101をウィービングさせつつ溶接進行方向Iへ移動させることで、図7(a)に示すように、母材102に対して溶接金属107の溶け込みが少ない溶接ビード106が形成される。同図において、符号108が、溶接金属107が母材102に溶け込んでなる溶け込み領域を示す。
 ところで、母材102に対して広範囲に亘ってクラッド溶接を行う場合には、溶接ビードを複数形成すると共に、先行する先行溶接ビードの一方の端部に後行する後行溶接ビードの他方の端部を重ねて行う必要がある。ここで、図7(b)に示すように、先行溶接ビード106の一方の端部106aに後行溶接ビード116の他方の端部116bを重ねて溶接すると、後行溶接ビード116の他方の端部116bにて溶接金属117が母材102に対して十分に溶けず、融合不良が生じやすい。なお、図7(b)中にて、符号117が後行溶接ビード116における溶接金属を示し、符号118が後行溶接ビード116における溶接金属117が母材102に溶け込んでなる溶け込み領域を示す。そのため、図7(c)に示すように、先行溶接ビード106の一方の端部106aにおける溶接金属109をグラインダーで除去して、この除去した箇所109に後行溶接ビードの他方の端部を重ねて溶接することで、上述した融合不良の発生を防いでいた。
国際公開第03/008142号パンフレット(第6頁第1行~同頁第32行など参照)
 しかしながら、上述したように、母材の表面を広範囲に亘って溶接金属で覆う場合には、溶接作業の他に、先行溶接ビードの一方の端部を除去する作業を行う必要が生じる上に、母材の表面を溶接金属で覆う広さに応じて除去する作業が増加するため、作業が煩雑になってしまうという問題がある。
 そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、比較的簡易な手法にて、溶接金属の希釈を抑制しつつ、融合不良の発生を防止して、当該溶接金属で母材の表面を広範囲に亘って覆うことができるクラッド溶接方法を提供することを目的とする。
 上述した課題を解決する第1の発明に係るクラッド溶接方法は、
 溶接トーチと母材の間にアークを発生させて生じた溶融池へ溶接金属を送給する一方、当該溶接トーチをウィービングさせつつ溶接方向へ移動させて溶接ビードを形成し、形成された溶接ビードの隣の領域に次の溶接ビードを順番に形成すると共に、先行する先行溶接ビードの一方の端部と後行する後行溶接ビードの他方の端部を重ねて形成するクラッド溶接方法であって、
 前記先行溶接ビードの一方の端部と前記後行溶接ビードの他方の端部が重なる箇所にて、前記先行溶接ビードと前記後行溶接ビードが重ならない箇所と比べて溶接入熱を増加させて局部的に深溶け込みとなる深溶け込み部を作製する
ことを特徴とする。
 上述した課題を解決する第2の発明に係るクラッド溶接方法は、
 第1の発明に係るクラッド溶接方法であって、
 前記溶接入熱の増加が、前記溶接トーチが前記先行溶接ビードの一方の端部又は前記後行溶接ビードの他方の端部に位置したときに、当該溶接トーチのウィービングを一時的に停止させることにより行われる
ことを特徴とする。
 上述した課題を解決する第3の発明に係るクラッド溶接方法は、
 第1の発明に係るクラッド溶接方法であって、
 前記溶接入熱の増加が、前記溶接トーチが前記先行溶接ビードの一方の端部又は前記後行溶接ビードの他方の端部に位置したときに、当該溶接トーチが当該先行溶接ビードの一方の端部以外の箇所又は当該後行溶接ビードの他方の端部以外の箇所に位置したときと比べて溶接電流を増加させることにより行われる
ことを特徴とする。
 上述した課題を解決する第4の発明に係るクラッド溶接方法は、
 第1の発明に係るクラッド溶接方法であって、
 前記溶接入熱の増加が、前記溶接トーチが前記先行溶接ビードの一方の端部又は前記後行溶接ビードの他方の端部に位置したときに、当該溶接トーチが当該先行溶接ビードの一方の端部以外の箇所又は当該後行溶接ビードの他方の端部以外の箇所に位置したときと比べて前記溶接金属の送給量を減らすことにより行われる
ことを特徴とする。
 上述した課題を解決する第5の発明に係るクラッド溶接方法は、
 第1の発明に係るクラッド溶接方法であって、
 前記溶接入熱の増加が、前記溶接トーチが前記先行溶接ビードの一方の端部又は前記後行溶接ビードの他方の端部に位置したときに、当該溶接トーチのウィービングを一時的に停止させ、且つ、当該溶接トーチが当該先行溶接ビードの一方の端部以外の箇所又は当該後行溶接ビードの他方の端部以外の箇所に位置したときと比べて溶接電流を増加させることにより行われる
ことを特徴とする。
 上述した課題を解決する第6の発明に係るクラッド溶接方法は、
 第1の発明に係るクラッド溶接方法であって、
 前記溶接入熱の増加が、前記溶接トーチが前記先行溶接ビードの一方の端部又は前記後行溶接ビードの他方の端部に位置したときに、当該溶接トーチのウィービングを一時的に停止させ、且つ、当該溶接トーチが当該先行溶接ビードの一方の端部以外の箇所又は当該後行溶接ビードの他方の端部以外の箇所に位置したときと比べて、溶接電流を増加させる一方、前記溶接金属の送給量を減らすことにより行われる
ことを特徴とする。
 本発明に係るクラッド溶接方法によれば、先行溶接ビードの一方の端部と後行溶接ビードの他方の端部が重なる箇所にて、前記先行溶接ビードと前記後行溶接ビードが重ならない箇所と比べて溶接入熱を増加させて局部的に深溶け込みとなる深溶け込み部を作製することで、比較的簡易な手法にて、溶接金属の希釈を抑制しつつ、先行溶接ビードと後行溶接ビードを重ねた場合の融合不良の発生を防止して、当該溶接金属で母材の表面を広範囲に亘って覆うことができる。
本発明に係るクラッド溶接方法の一実施形態を説明するための図であり、図1(a)に先行溶接ビードを形成した状態を示し、図1(b)に先行溶接ビードの一方の端部に後行溶接ビードの他方の端部を重ねて形成した状態を示す。 本発明に係るクラッド溶接方法の第一番目の実施の形態を説明するための図であり、図2(a)に第一番目の実施形態に係るクラッド溶接方法の場合を示し、図2(b)に従来技術に係るクラッド溶接方法の場合を示す。 本発明に係るクラッド溶接方法の第二番目の実施の形態を説明するための図である。 本発明に係るクラッド溶接方法の第三番目の実施の形態を説明するための図である。 本発明に係るクラッド溶接方法について評価した結果を示す図であり、図5(a)に試験条件1の場合を示し、図5(b)に試験条件2の場合を示し、図5(c)に比較試験条件1の場合を示す。 従来技術に係るクラッド溶接方法を説明するための図である。 従来技術に係るクラッド溶接方法を説明するための図であり、図7(a)に先行溶接ビードを作製した場合を示し、図7(b)に先行溶接ビードの一方の端部に後行溶接ビードの他方の端部を重ねて作製した場合を示し、図7(c)に先行溶接ビードの一方の端部を除去した場合を示す。
 本発明に係るクラッド溶接方法の実施の形態を図1~4に基づいて説明する。
 図1は、クラッド溶接方法を説明するための図であり、図1(a)に先行溶接ビードを形成した状態を示し、図1(b)に先行溶接ビードの一方の端部に後行溶接ビードの他方の端部を重ねて形成した状態を示す。図2は第一番目の実施形態に係るクラッド溶接方法を説明するための図であり、図2(a)に第一番目の実施形態に係るクラッド溶接方法の場合を示し、図2(b)に従来技術に係るクラッド溶接方法の場合を示す。図3は第二番目の実施形態に係るクラッド溶接方法を説明するための図であり、図4は第三番目の実施形態に係るクラッド溶接方法を説明するための図である。図2(a)、図2(b)、図3、および図4にて、符号Xが溶接トーチのウィービング方向を示す。
 本実施形態に係るクラッド溶接方法では、溶接トーチと母材の間にアークを発生させて生じた溶融池へ溶接金属を送給する一方、当該溶接トーチをウィービングさせつつ溶接方向へ移動させて溶接ビードを形成している。また、形成された溶接ビードの隣の領域に次の溶接ビードを順番に形成している。すなわち、形成された溶接ビードの隣の領域へ前記溶接トーチを移動し、当該溶接トーチと前記母材の間にアークを発生させて生じた溶融池へ溶接金属を送給する一方、当該溶接トーチをウィービングさせつつ溶接方向へ移動させて次の溶接ビードを形成している。このように溶接ビードの形成を繰返し行うことで、母材の表面が広範囲に亘って溶接金属で覆われる。そして、先行する先行溶接ビード(Nビード目の溶接ビード)の一方の端部と後行する後行溶接ビード((N+1)ビード目の溶接ビード)の他方の端部を重ねて形成している。ここで、先行溶接ビードの一方の端部と後行溶接ビードの他方の端部が重なる箇所には、先行溶接ビードと後行溶接ビードが重ならない箇所と比べて溶接入熱を増加させて局部的に深溶け込みとなる深溶け込み部が作製されている。
 具体的には、図1(a)に示すように、母材1の表面1aにNビード目の溶接ビード10(以下、先行溶接ビードと称す)が形成される。このとき、先行溶接ビード10の一方の端部10aの近傍、具体的には、先行溶接ビード10の一方の端部10aにおける、次ビードである(N+1)ビード目の溶接ビード20(以下、後行溶接ビードと称す)の他方の端部20bと重なる箇所にて母材1への溶接入熱を増加させて溶け込み領域12に局部的に深溶け込みとなる深溶け込み部12aを作製する。溶け込み領域12は、溶接金属11が母材1に溶け込んだ領域である。なお、先行溶接ビード10における一方の端部10a以外の領域、例えば、他方の端部10bでは、従来のクラッド溶接方法と同様の溶け込み深さとなっている。
 ここで、深溶け込み部12aを作製する手法としては、図示しない溶接トーチが先行溶接ビード10の一方の端部10aに位置したときに、当該溶接トーチのウィービングを一時的に停止させる手法や、前記溶接トーチが先行溶接ビード10の一方の端部10aに位置したときに、当該溶接トーチが先行溶接ビード10の一方の端部10a以外の箇所に位置したときと比べて溶接電流を増加させる手法や、前記溶接トーチが先行溶接ビード10の一方の端部10aに位置したときに、当該溶接トーチが先行溶接ビード10の一方の端部10a以外の箇所に位置したときと比べて溶接金属の送給量を減らす手法、これらを組み合わせた手法などが挙げられる。
 続いて、図1(b)に示すように、先行溶接ビード10の一方の端部10a側に後行溶接ビード20が形成される。このとき、後行溶接ビード20の他方の端部20bが先行溶接ビード10の一方の端部10aに重ね合わせられる。これにより、後行溶接ビード20の他方の端部20bにおける溶け込み領域22の深さを、先行溶接ビード10の溶け込み領域12における深溶け込み部12aで確保することができ、溶融不良の発生を抑制できる。
 経験上、溶け込み部12の深さが1mm程度であれば、先行溶接ビード10の一方の端部10aと後行溶接ビード20の他方の端部20bが重なりあう箇所にて、融合不良を発生させてしまう可能性がある。他方、深溶け込み部12aの深さが極端に深くなると、溶接金属11内のCrまたはNiが母材1側に溶け込んで部分的に希釈して、部分的に耐食性を確保できなくなる可能性がある。
 したがって、本実施形態に係るクラッド溶接方法によれば、先行溶接ビード10の一方の端部10aと後行溶接ビード20の他方の端部20bが重なる箇所にて、先行溶接ビード10と後行溶接ビード20が重ならない箇所と比べて溶接入熱を増加させて局部的に深溶け込み部12aを作製することにより、後行溶接ビード20の他方の端部20bにおける溶け込み領域22の深さを、先行溶接ビード10の深溶け込み部12aで確保することができる。これにより、溶接金属の希釈を抑制しつつ、先行溶接ビード10の一方の端部10aと後行溶接ビード20の他方の端部20bを重ねた箇所における融合不良の発生を防止して、当該溶接金属で母材1の表面を覆うことができる。さらに、従来のように、グラインダーなどによる先行溶接ビードの一方の端部を除去する作業を行わずに、先行溶接ビードを形成した後に後行溶接ビードを形成でき、作業を比較的簡易に実施できる。
[第一番目の実施の形態]
 本発明の第一番目の実施の形態では、溶接トーチが先行溶接ビードの一方の端部に位置したときに、当該溶接トーチのウィービングを一時的に停止させた場合について説明する。
 本実施の形態では、図2(a)に示すように、ワイヤ送給速度を、先行溶接ビード10の形成を開始する時から当該先行溶接ビード10の形成を終了する時まで所定の速度V1に維持している。これにより、母材1に生じた溶融池からの減熱量が一定に維持される。また、溶接電流も、先行溶接ビード10の形成を開始する時から当該先行溶接ビード10の形成を終了する時までに所定値A1に維持している。これにより、母材1に対して一定量の熱が供給される。
 そして、溶接トーチ101を所定の振幅の幅Wにてウィービングさせ、溶接トーチ101が溶接ビード10の一方の端部10aに位置したときに、溶接トーチ101のウィービングを一時的に、すなわちt1秒停止させている。ここでは、先行溶接ビード10の形成を終了するまでに、溶接トーチ101のウィービングを5回停止させている。このように溶接トーチ101のウィービングを制御することにより、溶接トーチ101と母材1の間にアーク103を発生させて生じた溶融池における一方の端部側では、この一方の端部以外の箇所と比べて溶接入熱が増加する。その結果、この箇所(先行溶接ビード10の一方の端部10a近傍)にて溶け込み領域12内に深溶け込み部12aが作製される。なお、これに対して従来技術では、図2(b)に示すように、先行溶接ビード106の形成を開始する時から当該先行溶接ビード106の形成を終了する時まで、ワイヤ送給速度を所定の速度V1に維持すると共に、溶接電流を所定値A1に維持し、溶接トーチ101を所定の振幅の幅Wにてウィービングさせることにより、母材102に対して一定量の熱が供給される。そのため、溶接ビード106における一方の端部106aおよび他方の端部106bにて、溶け込み領域108が浅くなっている。
 続いて、上述した先行溶接ビード10の一方の端部10aに次の溶接ビードである後行溶接ビードの他方の端部を重ねて当該後行溶接ビードが形成される。
 したがって、本実施形態に係るクラッド溶接方法によれば、溶接トーチ101が先行溶接ビード10の一方の端部10aに位置したときに、当該溶接トーチ101のウィービングを一時的に停止させることにより、溶接入熱を増加させている。その結果、先行溶接ビード10の一方の端部10a近傍に深溶け込み部12aが形成され、当該深溶け込み部12aに後行溶接ビードの他方の端部を重ねることで、後行溶接ビードの他方の端部における溶け込み領域の深さを、先行溶接ビード10の深溶け込み部12aで確保することができる。これにより、溶接金属の希釈を抑制しつつ、先行溶接ビード10の一方の端部10aと後行溶接ビードの他方の端部を重ねた箇所における融合不良の発生を防止して、当該溶接金属で母材の表面を覆うことができる。さらに、従来のように、グラインダーなどによる先行溶接ビードの一方の端部を除去する作業を行わずに、先行溶接ビードを形成した後に後行溶接ビードを形成でき、作業を比較的簡易に実施できる。
[第二番目の実施の形態]
 本発明の第二番目の実施の形態では、溶接トーチが先行溶接ビードの一方の端部に位置したときに、当該溶接トーチのウィービングを一時的に停止させ、かつ、このときに溶接電流を一時的に増加させた場合について説明する。
 本実施の形態では、図3に示すように、ワイヤ送給速度を、先行溶接ビード10の形成を開始する時から当該先行溶接ビード10の形成を終了する時まで所定の速度V1に維持している。これにより、母材1に生じた溶融池からの減熱量が一定に維持される。
 そして、溶接トーチ101を所定の振幅の幅Wにてウィービングさせ、溶接トーチ101が先行溶接ビード10の一方の端部10aに位置したときに、溶接トーチ101のウィービングを一時的に、すなわちt1秒停止させている。さらに、溶接トーチ101のウィービングをt1秒停止させているときに、溶接電流を、溶接トーチ101が先行溶接ビード10の一方の端部10a以外の箇所に位置したときと比べて大きい第二の所定値A2(>所定値A1)に維持している。これにより、溶接トーチ101と母材1の間にアーク103を発生させて生じた溶融池における一方の端部側では、この一方の端部以外の箇所と比べて溶接入熱が増加する。その結果、この箇所(先行溶接ビード10の一方の端部10a近傍)にて溶け込み領域12内に深溶け込み部12aが作製される。
 続いて、上述した先行溶接ビード10の一方の端部10aに次の溶接ビードである後行溶接ビードの他方の端部を重ねて当該後行溶接ビードが形成される。
 したがって、本実施形態に係るクラッド溶接方法によれば、溶接トーチ101が先行溶接ビード10の一方の端部10aに位置したときに、当該溶接トーチ101のウィービングを一時的に停止させ、且つ、溶接トーチ101のウィービングを停止しているときに、当該溶接トーチ101が当該先行溶接ビード10の一方の端部10a以外の箇所に位置したときと比べて溶接電流を増加させることにより、溶接入熱を増加させている。その結果、先行溶接ビード10の一方の端部10a近傍に深溶け込み部12aが形成され、当該深溶け込み部12aに後行溶接ビードの他方の端部を重ねることで、後行溶接ビードの他方の端部における溶け込み領域の深さを、先行溶接ビード10の深溶け込み部12aで確保することができる。これにより、溶接金属の希釈を抑制しつつ、先行溶接ビード10の一方の端部10aと後行溶接ビードの他方の端部を重ねた箇所における融合不良の発生を防止して、当該溶接金属で母材の表面を覆うことができる。さらに、従来のように、グラインダーなどによる先行溶接ビードの一方の端部を除去する作業を行わずに、先行溶接ビードを形成した後に後行溶接ビードを形成でき、作業を比較的簡易に実施できる。
[第三番目の実施の形態]
 本発明の第三番目の実施の形態では、溶接トーチが先行溶接ビードの一方の端部に位置したときに、当該溶接トーチのウィービングを一時的に停止させ、かつ、このときに溶接電流を一時的に増加させる一方、ワイヤ送給速度を一時的に低減した場合について説明する。
 本実施の形態では、図4に示すように、溶接トーチ101を所定の振幅の幅Wにてウィービングさせ、溶接トーチ101が先行溶接ビード10の一方の端部10aに位置したときに、溶接トーチ101のウィービングを一時的に、すなわちt1秒停止させている。
 そして、溶接トーチ101のウィービングをt1秒停止させているときに、溶接電流を、溶接トーチ101が先行溶接ビード10の一方の端部10a以外の箇所に位置したときと比べて大きい第二の所定値A2(>所定値A1)に維持している。さらに、溶接トーチ101のウィービングをt1秒停止させているときに、ワイヤ送給速度を、溶接トーチ101が先行溶接ビード10の一方の端部10a以外の箇所に位置したときと比べて小さい第二の所定の速度V2(<第一の所定の速度V1)に維持している。これにより、溶接トーチ101と母材1の間にアーク103を発生させて生じた溶融池における一方の端部側では、この一方の端部以外の箇所と比べて溶接入熱が増加する。その結果、この箇所(先行溶接ビード10の一方の端部10a近傍)にて溶け込み領域12内に深溶け込み部12aが作製される。
 続いて、上述した先行溶接ビード10の一方の端部10aに次の溶接ビードである後行溶接ビードの他方の端部を重ねて当該後行溶接ビードが形成される。
 したがって、本実施形態に係るクラッド溶接方法によれば、溶接トーチ101が先行溶接ビード10の一方の端部10aに位置したときに、当該溶接トーチ101のウィービングを一時的に停止させ、且つ、当該溶接トーチ101が当該先行溶接ビード10の一方の端部10a以外の箇所に位置したときと比べて、溶接電流を増加させる一方、前記溶接金属の送給量を減らすことにより、溶接入熱を増加させている。その結果、先行溶接ビード10の一方の端部10a近傍に深溶け込み部12aが形成され、当該深溶け込み部12aに後行溶接ビードの他方の端部を重ねることで、後行溶接ビードの他方の端部における溶け込み領域の深さを、先行溶接ビード10の深溶け込み部12aで確保することができる。これにより、溶接金属の希釈を抑制しつつ、先行溶接ビード10の一方の端部10aと後行溶接ビードの他方の端部を重ねた箇所における融合不良の発生を防止して、当該溶接金属で母材の表面を覆うことができる。さらに、従来のように、グラインダーなどによる先行溶接ビードの一方の端部を除去する作業を行わずに、先行溶接ビードを形成した後に後行溶接ビードを形成でき、作業を比較的簡易に実施できる。
[他の実施の形態]
 上記では、先行溶接ビード10にて深溶け込み部12aを作製する場合のクラッド溶接方法について説明したが、後行溶接ビードの他方の端部近傍に深溶け込み部を作製するクラッド溶接方法とすることも可能である。このようなクラッド溶接方法であっても、上述した各実施の形態に係るクラッド溶接方法と同様な作用効果を奏する。
 上記では、プラズマ溶接を行うときのクラッド溶接方法について説明したが、TIG溶接、MIG溶接などを行うときのクラッド溶接方法とすることも可能である。このようなクラッド溶接方法であっても、上述した各実施の形態に係るクラッド溶接方法と同様な作用効果を奏する。
 本発明に係るクラッド溶接方法の効果を確認するために行った確認試験を以下に説明するが、本発明は以下に説明する確認試験のみに限定されるものではない。
[試験方法]
 本試験では、溶け込み領域の深溶け込み部における溶け込み深さと溶接条件(端部溶接電流、端部ワイヤ送給速度、端部停止時間)の関係について評価を行った。具体的には、低合金鋼からなる母材にNi基合金からなる溶接金属をクラッド溶接した場合における、溶接条件について評価を行った。溶接トーチが溶接ビードの一方の端部以外に位置するときには、溶接電流を225Aとし、ワイヤ送給速度を11m/分とした。試験例1の条件、試験例2の条件、比較試験例1の条件におけるウィービング回数は、溶接トーチを溶接方向に対して直角な方向に所定の振幅の幅にてウィービングする回数を示す。
[試験例1の条件]
 試験例1の条件では、下記の表1に示すように、ウィービング回数を16回/分とし、端部溶接電流を300Aとし、端部ワイヤ送給速度を6m/分とし、端部停止時間を1.2秒とした溶接条件にて、溶け込み領域の深溶け込み部の深さを計測した。
[試験例2の条件]
 試験例2の条件では、下記の表1に示すように、ウィービング回数を16回/分とし、端部溶接電流を350Aとし、端部ワイヤ送給速度を7m/分とし、端部停止時間を1.2秒とした溶接条件にて、溶け込み領域の深溶け込み部の深さを計測した。
[比較試験例1の条件]
 比較試験例1の条件では、下記の表1に示すように、ウィービング回数を16回/分とし、端部溶接電流値を250Aとし、端部ワイヤ送給速度を7m/分とし、端部停止時間を0秒とした溶接条件にて、溶け込み領域の深さを計測した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
[評価]
 試験例1では、図5(a)に示すように、深溶け込み部42aの深さd1が3.2mmであることが明らかとなった。試験例2では、図5(b)に示すように、深溶け込み部62aの深さd2が5.4mmであることが明らかとなった。比較試験例1では、図5(c)に示すように、溶け込み領域82の深さd3が1.6mmであることが明らかとなった。すなわち、端部溶接電流と端部停止時間を大きくすることで、溶け込み領域における深溶け込み部の深さが大きくなることを確認した。なお、図5にて、符号31,51,71が母材を示し、符号40、60,80が溶接ビードを示し、符号40a,60a,80aが溶接ビードの一方の端部を示し、符号40b,60b,80bが溶接ビードの他方の端部を示し、符号41,61,81が溶接金属を示し、符号42,62,82が溶け込み領域を示す。
 よって、上述したように溶接ビードの一方の端部にて溶接入熱を増加させることで、局部的に深溶け込みとなる深溶け込み部が作製され、次の溶接ビードである後行溶接ビードの他方の端部を先行溶接ビードの一方の端部に重ねて形成することで、後行溶接ビードの他方の端部における溶け込み領域の深さを、先行溶接ビードの深溶け込み部で確保できる。これにより、溶接金属の希釈を抑制しつつ、先行溶接ビードの一方の端部と後行溶接ビードの他方の端部を重ねた箇所における融合不良の発生を防止して、当該溶接金属で母材の表面を覆うことができる。
 本発明に係るクラッド溶接方法は、発電プラントや化学プラントに利用される配管などに対して、比較的簡易な手法にて、溶接金属の希釈を抑制しつつ、融合不良の発生を防止して、当該溶接金属で母材の表面を広範囲に亘って覆うことができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
1  母材
10  先行溶接ビード
11,21  溶接金属
12,22  溶け込み領域
12a  深溶け込み部
20  後行溶接ビード

Claims (6)

  1.  溶接トーチと母材の間にアークを発生させて生じた溶融池へ溶接金属を送給する一方、当該溶接トーチをウィービングさせつつ溶接方向へ移動させて溶接ビードを形成し、形成された溶接ビードの隣の領域に次の溶接ビードを順番に形成すると共に、先行する先行溶接ビードの一方の端部と後行する後行溶接ビードの他方の端部を重ねて形成するクラッド溶接方法であって、
     前記先行溶接ビードの一方の端部と前記後行溶接ビードの他方の端部が重なる箇所にて、前記先行溶接ビードと前記後行溶接ビードが重ならない箇所と比べて溶接入熱を増加させて局部的に深溶け込みとなる深溶け込み部を作製する
    ことを特徴とするクラッド溶接方法。
  2.  請求項1に記載されたクラッド溶接方法であって、
     前記溶接入熱の増加が、前記溶接トーチが前記先行溶接ビードの一方の端部又は前記後行溶接ビードの他方の端部に位置したときに、当該溶接トーチのウィービングを一時的に停止させることにより行われる
    ことを特徴とするクラッド溶接方法。
  3.  請求項1に記載されたクラッド溶接方法であって、
     前記溶接入熱の増加が、前記溶接トーチが前記先行溶接ビードの一方の端部又は前記後行溶接ビードの他方の端部に位置したときに、当該溶接トーチが当該先行溶接ビードの一方の端部以外の箇所又は当該後行溶接ビードの他方の端部以外の箇所に位置したときと比べて溶接電流を増加させることにより行われる
    ことを特徴とするクラッド溶接方法。
  4.  請求項1に記載されたクラッド溶接方法であって、
     前記溶接入熱の増加が、前記溶接トーチが前記先行溶接ビードの一方の端部又は前記後行溶接ビードの他方の端部に位置したときに、当該溶接トーチが当該先行溶接ビードの一方の端部以外の箇所又は当該後行溶接ビードの他方の端部以外の箇所に位置したときと比べて前記溶接金属の送給量を減らすことにより行われる
    ことを特徴とするクラッド溶接方法。
  5.  請求項1に記載されたクラッド溶接方法であって、
     前記溶接入熱の増加が、前記溶接トーチが前記先行溶接ビードの一方の端部又は前記後行溶接ビードの他方の端部に位置したときに、当該溶接トーチのウィービングを一時的に停止させ、且つ、当該溶接トーチが当該先行溶接ビードの一方の端部以外の箇所又は当該後行溶接ビードの他方の端部以外の箇所に位置したときと比べて溶接電流を増加させることにより行われる
    ことを特徴とするクラッド溶接方法。
  6.  請求項1に記載されたクラッド溶接方法であって、
     前記溶接入熱の増加が、前記溶接トーチが前記先行溶接ビードの一方の端部又は前記後行溶接ビードの他方の端部に位置したときに、当該溶接トーチのウィービングを一時的に停止させ、且つ、当該溶接トーチが当該先行溶接ビードの一方の端部以外の箇所又は当該後行溶接ビードの他方の端部以外の箇所に位置したときと比べて、溶接電流を増加させる一方、前記溶接金属の送給量を減らすことにより行われる
    ことを特徴とするクラッド溶接方法。
PCT/JP2009/061657 2008-12-05 2009-06-25 クラッド溶接方法 WO2010064464A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/132,747 US9024225B2 (en) 2008-12-05 2009-06-25 Clad welding method
EP09830234.2A EP2371474B1 (en) 2008-12-05 2009-06-25 Clad welding method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008310406A JP2010131639A (ja) 2008-12-05 2008-12-05 クラッド溶接方法
JP2008-310406 2008-12-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010064464A1 true WO2010064464A1 (ja) 2010-06-10

Family

ID=42233121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/061657 WO2010064464A1 (ja) 2008-12-05 2009-06-25 クラッド溶接方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9024225B2 (ja)
EP (1) EP2371474B1 (ja)
JP (1) JP2010131639A (ja)
KR (1) KR20110092295A (ja)
WO (1) WO2010064464A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012114242A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 Foster Wheeler North America Corp. Weld overlay structure and a method of providing a weld overlay structure

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010131639A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd クラッド溶接方法
CN101885100A (zh) * 2010-07-28 2010-11-17 上海中船三井造船柴油机有限公司 船用柴油机气缸盖的镍铬钼合金自动堆焊工艺方法
DE102013225490A1 (de) * 2013-12-10 2015-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Oszillierendes Schweißverfahren
JP2015112636A (ja) * 2013-12-13 2015-06-22 三菱重工業株式会社 肉盛溶接装置および肉盛溶接方法
US11305366B2 (en) 2019-01-04 2022-04-19 Lincoln Global, Inc. Systems and methods providing dynamic bead spacing and weave fill in additive manufacturing
CN113070635A (zh) * 2021-04-06 2021-07-06 国家能源集团泰州发电有限公司 一种针对长期服役p92钢返修的焊接热处理工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51103842A (ja) * 1975-03-11 1976-09-14 Nippon Kokan Kk Nikumoryosetsuhoho
JPS63104782A (ja) * 1986-10-20 1988-05-10 Nkk Corp ア−ク溶接の溶込制御方法
JPH06198439A (ja) * 1993-01-07 1994-07-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 溶接方法
WO2003008142A1 (fr) 2001-07-18 2003-01-30 Kabushiki Kaisha Kokuho Soudeuse de copiage
JP2003103372A (ja) * 2001-09-26 2003-04-08 Matsumoto Kikai Kk 自動溶接機でのウィービング装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4005306A (en) * 1975-07-17 1977-01-25 Combustion Engineering, Inc. Flux breaker for submerged arc strip cladding of metallic work pieces
JPS55117563A (en) 1979-03-05 1980-09-09 Mitsubishi Electric Corp Build-up welding method
US4459062A (en) * 1981-09-11 1984-07-10 Monsanto Company Clad metal joint closure
JPS61108476A (ja) 1984-10-29 1986-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 横向溶接法
JPS62254971A (ja) 1986-04-28 1987-11-06 Nippon Kokan Kk <Nkk> 横向き溶接方法
JPS63165074A (ja) 1986-12-26 1988-07-08 Tokushu Denkyoku Kk 耐摩耗性金属の肉盛溶接方法
CA2037660C (en) * 1990-03-07 1997-08-19 Tadashi Kamimura Methods of modifying surface qualities of metallic articles and apparatuses therefor
JPH06339775A (ja) * 1991-07-15 1994-12-13 Nippon Steel Corp ニッケルおよびニッケル合金材の溶接方法
JPH0788653A (ja) 1993-09-20 1995-04-04 Japan Steel Works Ltd:The 銅合金クラッド鋼の突合わせ溶接方法
JP2698539B2 (ja) 1993-09-30 1998-01-19 株式会社神戸製鋼所 非消耗電極式自動アーク溶接方法
JP3305114B2 (ja) 1994-04-25 2002-07-22 三菱重工業株式会社 立向下進狭開先溶接方法
JP3122306B2 (ja) 1994-04-26 2001-01-09 三菱重工業株式会社 横向狭開先ガスシールドアーク溶接方法
JP3205191B2 (ja) 1994-09-14 2001-09-04 株式会社神戸製鋼所 横向き溶接継手の溶接方法
JPH10328829A (ja) 1997-05-29 1998-12-15 Kobe Steel Ltd オシレート溶接方法
JP2000246436A (ja) 1999-03-03 2000-09-12 Babcock Hitachi Kk Tigアークを用いた肉盛溶接装置
JP3970469B2 (ja) * 1999-03-24 2007-09-05 石川島播磨重工業株式会社 テンパービード工法
US6969826B2 (en) * 2004-04-08 2005-11-29 General Electric Company Welding process
EP1838483A1 (en) * 2005-01-13 2007-10-03 Illinois Tool Works Inc. Mig-mig welding process
US7847208B2 (en) * 2007-07-25 2010-12-07 United Technologies Corporation Methods for performing manual laser deposition
JP2010131639A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd クラッド溶接方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51103842A (ja) * 1975-03-11 1976-09-14 Nippon Kokan Kk Nikumoryosetsuhoho
JPS63104782A (ja) * 1986-10-20 1988-05-10 Nkk Corp ア−ク溶接の溶込制御方法
JPH06198439A (ja) * 1993-01-07 1994-07-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 溶接方法
WO2003008142A1 (fr) 2001-07-18 2003-01-30 Kabushiki Kaisha Kokuho Soudeuse de copiage
JP2003103372A (ja) * 2001-09-26 2003-04-08 Matsumoto Kikai Kk 自動溶接機でのウィービング装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2371474A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012114242A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 Foster Wheeler North America Corp. Weld overlay structure and a method of providing a weld overlay structure
CN103459076A (zh) * 2011-02-22 2013-12-18 福斯特惠勒北美有限公司 堆焊结构和提供堆焊结构的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9024225B2 (en) 2015-05-05
EP2371474A1 (en) 2011-10-05
EP2371474A4 (en) 2015-04-29
JP2010131639A (ja) 2010-06-17
KR20110092295A (ko) 2011-08-17
EP2371474B1 (en) 2016-08-10
US20110259854A1 (en) 2011-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010064464A1 (ja) クラッド溶接方法
JP5509657B2 (ja) 高密度エネルギービームで接合した溶接鋼管およびその製造方法
JP4951448B2 (ja) 両側溶接方法及び両側溶接構造物
US8350185B2 (en) Laser welding method for steel sheet
US9364921B2 (en) Method of manufacturing laser welded steel pipe
EP2698223B1 (en) A process of welding to repair thick sections using two arc welding devices and a laser device
CN107921569B (zh) 立向窄坡口气体保护弧焊方法
JP5320196B2 (ja) 異材肉盛り溶接方法及び異材肉盛り溶接構造物
JP6025620B2 (ja) サブマージアーク溶接方法、当該サブマージアーク溶接方法を用いる鋼管を製造する方法、溶接継手、及び当該溶接継手を有する鋼管
EP2695694A1 (en) Method of welding of elements for the power industry, particulary of sealed wall panels of power boilers using MIG/MAG and laser welding
WO2009075596A2 (en) Method of manufacture of finned tubes using laser welding process
JP5622887B2 (ja) クラッド溶接方法およびクラッド溶接構造
JP6619232B2 (ja) 溶接方法
JP2008055479A (ja) 金属板の突合せ接合方法および接合金属板
JP2019126842A (ja) 肉盛溶接方法
JPH067934A (ja) 二重管の管端シール溶接方法
JP6051292B2 (ja) クラッド鋼管の接合方法及び接合構造
JPH0623543A (ja) 二重管の管端シール溶接方法
JP2017094338A (ja) 肉盛溶接方法
JP2002103035A (ja) Uo鋼管のシーム溶接方法
JP5879087B2 (ja) 固定管の円周溶接方法及び消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接装置
JP4177783B2 (ja) 純チタンの造管溶接方法
JP5483553B2 (ja) レーザ・アーク複合溶接法
EP3722042A1 (en) Methods of laser additive manufacturing or welding with hydrogen shield gas
JP6485463B2 (ja) 電縫鋼管の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09830234

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2009830234

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009830234

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117012824

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13132747

Country of ref document: US