JPH0212670B2 - - Google Patents
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- JPH0212670B2 JPH0212670B2 JP54130873A JP13087379A JPH0212670B2 JP H0212670 B2 JPH0212670 B2 JP H0212670B2 JP 54130873 A JP54130873 A JP 54130873A JP 13087379 A JP13087379 A JP 13087379A JP H0212670 B2 JPH0212670 B2 JP H0212670B2
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- welding
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- welded
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Description
本発明は10〜20wt％のCrを含有する高純度フ
エライトステンレス鋼の溶接方法に関する。 近年、SUS304やSUS316等で代表されるオー
ステナイトステンレス鋼は応力腐食割れに対する
抵抗性が低いことから、これら応力腐食割れを防
止し得るステンレス鋼として10〜20wt％のCrを
含有し、ＣおよびＮを低減した高純度フエライト
ステンレス鋼が注目されている。これら高純度フ
エライトステンレス鋼（以下、本鋼材という）、
例えば最近開発された18Cr−2Mo鋼や19Cr−
2Mo鋼等は耐食性、加工性ともSUS304や
SUS316と同等の性質を有し、なおかつ応力腐食
割れに対して高い抵抗性を有し、これら本鋼材単
独で、もしくはクラツド鋼板の合板として化学装
置等の各種用途に適用が図られている。 本鋼材を溶接構造物として使用する場合のよう
に、本鋼材を片側突合せ多層溶接する場合、従来
は本鋼材と同一組成を有する溶接棒を用いてTIG
溶接等により全層共金溶接する方法、もしくは
D316L溶接棒のようなオーステナイトステンレス
溶接棒を用いてTIG溶接等により全層共金溶接す
る方法等によつていた。 しかしながら、前者の方法は溶着金属の全組織
がフエライト相となつて応力腐食割れを生じさせ
る可能性のある雰囲気と接触する部分（以下これ
を雰囲気接触部という）がすべて応力腐食割れに
対して高い抵抗性を有するが、溶着金属の結晶粒
が粗大化し、靭性値が低下するものであつた。ま
た後者の方法は溶接部の機械的特性は満足して
も、雰囲気接触部にオーステナイト相が残るため
に応力腐食割れの起こる問題が解決されず、本鋼
材を溶接構造物に適用することが制限される場合
があつた。 本発明は本鋼材を溶接構造物として使用する場
合に、溶接部の良好な機械的特性並びに耐応力腐
食割れ性を共に満足し得る溶接方法を提供するこ
とを目的とするものである。 本発明者らの研究によれば、本鋼材を片側突合
せ多層溶接するに際し、本鋼材と同組成を有する
溶接棒を用いて初層から第３層またはそれ以上の
層数までを共金溶接すると溶着金属の結晶粒が粗
大化するようになり割れ等の溶接欠陥も生じやす
くなること、従つて共金溶接は初層のみ、もしく
は第２層までとしなければならないこと、第２層
もしくは第３層から最終層まではオーステナイト
ステンレス鋼溶接棒またはインコネル系溶接棒に
より溶接すればよいこと、そしてこのようにして
溶接した溶接部の初層側を雰囲気接触部側となる
ようにすれば耐応力腐食割れ性および機械的特性
が共に満足されることを知見した。本発明はこれ
ら知見に基づくものであり、その要点は本鋼材を
片側突合せ多層溶接するに際し、初層もしくは第
２層までを本鋼材と同一組成の溶接棒により共金
溶接し、第２層もしくは第３層から最終層までを
オーステナイトステンレス鋼溶接棒またはインコ
ネル系溶接棒により溶接することにある。 本発明では前記の如き本鋼材を片側突合せ溶接
することから、溶接に先だつて片側溶接可能な開
先形状とし、初層側が雰囲気接触部側となるよう
にする。 本発明における各層の溶接は通常の溶接方法に
従えばよいが、本鋼材との共金溶接は溶接電流と
して90〜140A、溶接電圧として10〜15V、溶接
入熱として20KJ／cm以下を目標にして実施する
のが好ましい。 なお本鋼材を炭素鋼、低合金鋼等の母材上に合
板として用いたクラツド鋼板についての溶接は前
記と同様にして合板としての本鋼材が初層側とな
るような開先形状を形成し、片側突合せ溶接すれ
ばよい。この場合、本鋼材と共金溶接した後に行
う第２層もしくは第３層から最終層までの溶接
は、オーステナイトステンレス鋼溶接棒もしくは
インコネル系溶接棒の他にクラツド母材である炭
素鋼、低合金鋼等と同一組成を有する溶接棒をも
使用できる。 オーステナイトステンレス鋼溶接棒には
D316L、D308L、D309L等の溶接棒が含まれ、ま
たインコネル系溶接棒にはAWS規格のER NiCr
−３等が含まれ、これらはいずれも本発明に好ま
しく使用できる。 以上のような本発明によれば、本鋼材との共金
溶接を初層のみ、もしくは第２層までとするた
め、その溶着金属組織がフエライト相になると共
に結晶粒が粗大化することが回避され、また第２
層から最終層まで（共金溶接を第２層まで実施し
た場合には第３層から最終層まで）をオーステナ
イトステンレス鋼溶接棒またはインコネル系溶接
棒（本鋼材をクラツド鋼板の合板として用いる場
合にはクラツド鋼板の母材と同一組成を有する溶
接棒を含む）で溶接するため、溶着金属の機械的
特性が向上する。 従つて、初層側が雰囲気接触部側となるように
して溶接を行えば、溶接部の雰囲気接触部のすべ
てがフエライト相となり、応力腐食割れに対して
高い抵抗性を有し、しかもその結晶粒は微細であ
るため、靭性並びに機械的強度も良好である。 以下に本発明を実施例につきより詳細に説明す
る。 実施例 １ 本鋼材として第１表に示す化学組成の厚さ75mm
の19Cr−2Mo鋼を用い、60゜V型開先で突合せ溶
接を行つた。
エライトステンレス鋼の溶接方法に関する。 近年、SUS304やSUS316等で代表されるオー
ステナイトステンレス鋼は応力腐食割れに対する
抵抗性が低いことから、これら応力腐食割れを防
止し得るステンレス鋼として10〜20wt％のCrを
含有し、ＣおよびＮを低減した高純度フエライト
ステンレス鋼が注目されている。これら高純度フ
エライトステンレス鋼（以下、本鋼材という）、
例えば最近開発された18Cr−2Mo鋼や19Cr−
2Mo鋼等は耐食性、加工性ともSUS304や
SUS316と同等の性質を有し、なおかつ応力腐食
割れに対して高い抵抗性を有し、これら本鋼材単
独で、もしくはクラツド鋼板の合板として化学装
置等の各種用途に適用が図られている。 本鋼材を溶接構造物として使用する場合のよう
に、本鋼材を片側突合せ多層溶接する場合、従来
は本鋼材と同一組成を有する溶接棒を用いてTIG
溶接等により全層共金溶接する方法、もしくは
D316L溶接棒のようなオーステナイトステンレス
溶接棒を用いてTIG溶接等により全層共金溶接す
る方法等によつていた。 しかしながら、前者の方法は溶着金属の全組織
がフエライト相となつて応力腐食割れを生じさせ
る可能性のある雰囲気と接触する部分（以下これ
を雰囲気接触部という）がすべて応力腐食割れに
対して高い抵抗性を有するが、溶着金属の結晶粒
が粗大化し、靭性値が低下するものであつた。ま
た後者の方法は溶接部の機械的特性は満足して
も、雰囲気接触部にオーステナイト相が残るため
に応力腐食割れの起こる問題が解決されず、本鋼
材を溶接構造物に適用することが制限される場合
があつた。 本発明は本鋼材を溶接構造物として使用する場
合に、溶接部の良好な機械的特性並びに耐応力腐
食割れ性を共に満足し得る溶接方法を提供するこ
とを目的とするものである。 本発明者らの研究によれば、本鋼材を片側突合
せ多層溶接するに際し、本鋼材と同組成を有する
溶接棒を用いて初層から第３層またはそれ以上の
層数までを共金溶接すると溶着金属の結晶粒が粗
大化するようになり割れ等の溶接欠陥も生じやす
くなること、従つて共金溶接は初層のみ、もしく
は第２層までとしなければならないこと、第２層
もしくは第３層から最終層まではオーステナイト
ステンレス鋼溶接棒またはインコネル系溶接棒に
より溶接すればよいこと、そしてこのようにして
溶接した溶接部の初層側を雰囲気接触部側となる
ようにすれば耐応力腐食割れ性および機械的特性
が共に満足されることを知見した。本発明はこれ
ら知見に基づくものであり、その要点は本鋼材を
片側突合せ多層溶接するに際し、初層もしくは第
２層までを本鋼材と同一組成の溶接棒により共金
溶接し、第２層もしくは第３層から最終層までを
オーステナイトステンレス鋼溶接棒またはインコ
ネル系溶接棒により溶接することにある。 本発明では前記の如き本鋼材を片側突合せ溶接
することから、溶接に先だつて片側溶接可能な開
先形状とし、初層側が雰囲気接触部側となるよう
にする。 本発明における各層の溶接は通常の溶接方法に
従えばよいが、本鋼材との共金溶接は溶接電流と
して90〜140A、溶接電圧として10〜15V、溶接
入熱として20KJ／cm以下を目標にして実施する
のが好ましい。 なお本鋼材を炭素鋼、低合金鋼等の母材上に合
板として用いたクラツド鋼板についての溶接は前
記と同様にして合板としての本鋼材が初層側とな
るような開先形状を形成し、片側突合せ溶接すれ
ばよい。この場合、本鋼材と共金溶接した後に行
う第２層もしくは第３層から最終層までの溶接
は、オーステナイトステンレス鋼溶接棒もしくは
インコネル系溶接棒の他にクラツド母材である炭
素鋼、低合金鋼等と同一組成を有する溶接棒をも
使用できる。 オーステナイトステンレス鋼溶接棒には
D316L、D308L、D309L等の溶接棒が含まれ、ま
たインコネル系溶接棒にはAWS規格のER NiCr
−３等が含まれ、これらはいずれも本発明に好ま
しく使用できる。 以上のような本発明によれば、本鋼材との共金
溶接を初層のみ、もしくは第２層までとするた
め、その溶着金属組織がフエライト相になると共
に結晶粒が粗大化することが回避され、また第２
層から最終層まで（共金溶接を第２層まで実施し
た場合には第３層から最終層まで）をオーステナ
イトステンレス鋼溶接棒またはインコネル系溶接
棒（本鋼材をクラツド鋼板の合板として用いる場
合にはクラツド鋼板の母材と同一組成を有する溶
接棒を含む）で溶接するため、溶着金属の機械的
特性が向上する。 従つて、初層側が雰囲気接触部側となるように
して溶接を行えば、溶接部の雰囲気接触部のすべ
てがフエライト相となり、応力腐食割れに対して
高い抵抗性を有し、しかもその結晶粒は微細であ
るため、靭性並びに機械的強度も良好である。 以下に本発明を実施例につきより詳細に説明す
る。 実施例 １ 本鋼材として第１表に示す化学組成の厚さ75mm
の19Cr−2Mo鋼を用い、60゜V型開先で突合せ溶
接を行つた。
【表】
初層は1.6mmφのYUS190L共金TIG溶接を行つ
た。その時の溶接電流は120A、溶接電圧は
12.5V、溶接入熱は19.1KJ／cmであつた。第２層
から第５層（最終層）までは1.6mmφのD316ULC
溶接棒を用いてTIG溶接を行つた。その時の溶接
電流は110〜140A、溶接電圧は12〜14Vであつ
た。 得られた溶接部の機械的特性を第２表に、硬さ
分布測定結果を第１図に、断面組織写真を第２図
にそれぞれ示す。なお、第１図においてＡは溶接
部、Ｂは母材を示し、測定位置は最終層側表面か
ら約１mmの深さの部位とし、溶接部分は２mm間隔
で、母材部分は１mm間隔で測定した。これらの試
験結果から溶接部の特性としては良好であること
がわかる。
た。その時の溶接電流は120A、溶接電圧は
12.5V、溶接入熱は19.1KJ／cmであつた。第２層
から第５層（最終層）までは1.6mmφのD316ULC
溶接棒を用いてTIG溶接を行つた。その時の溶接
電流は110〜140A、溶接電圧は12〜14Vであつ
た。 得られた溶接部の機械的特性を第２表に、硬さ
分布測定結果を第１図に、断面組織写真を第２図
にそれぞれ示す。なお、第１図においてＡは溶接
部、Ｂは母材を示し、測定位置は最終層側表面か
ら約１mmの深さの部位とし、溶接部分は２mm間隔
で、母材部分は１mm間隔で測定した。これらの試
験結果から溶接部の特性としては良好であること
がわかる。
【表】
＊ ５mmサブサイズ
実施例 ２ 第１表に示した化学組成の板厚12mmの19Cr−
2Mo鋼を用いてレ型開先で、本発明による溶接
方法および全層共金溶接方法による溶接方法によ
つて溶接し、溶接部の硬さ、衝撃特性および耐応
力腐食割れ性を比較した。 溶接条件として、本発明方法の場合は、初層共
金溶接を溶接電流120A、溶接電圧12V、第２層
から第８層をD316L溶接棒により電流160〜
190A、電圧13〜14.5Vとした。また全層共金溶接
は初層から第８層（最終層）までを電流120〜
190A、電圧12〜14.5Vで行つた。 (1) 溶接部の硬さおよび靭性値の比較 本発明による溶接方法と全層共金溶接による
方法とで得られた溶接部の断面ミクロ組織写真
および硬さ分布をそれぞれ第３図および第４図
に示す。第３図におけるａは本発明方法によつ
た場合、ｂは全層共金溶接によつた場合を示
す。また第４図は第１図と同様の測定方法によ
るものであり、図中○印は本発明方法、△印は
全層共金溶接によつた場合を示す。また溶接熱
影響部にノツチを有する衝撃試験片により衝撃
試験を行つた。その結果を第５図に示す。第５
図において、一点鎖線ではさまれた斜線部分は
本発明方法で得られた溶接部について、また実
線ではさまれた斜線部分は全層共金溶接で得ら
れた溶接部についての結果を示す。これらの結
果より、全層共金溶接による溶接部は結晶が著
しく粗大化しており、衝撃特性が非常に低下し
ていた。 (2) 溶接部の耐応力腐食割れ性の比較 JIS Ｇ 0576に規定される「ステンレス鋼の
42％塩化マグネシウム腐食試験法」に準拠し
て、本発明による溶接方法で得られた初層溶接
部とSUS316Lの共金溶接部から採取した板状
試験片の耐応力腐食割れ性の評価試験を行つ
た。本発明による溶接方法で得られた試験片は
初層溶接部側を残して板厚２mmとし、Ｕ曲げ加
工後、沸騰42％塩化マグネシウム溶液中に浸漬
して行つた。その結果を第３表に示す。
実施例 ２ 第１表に示した化学組成の板厚12mmの19Cr−
2Mo鋼を用いてレ型開先で、本発明による溶接
方法および全層共金溶接方法による溶接方法によ
つて溶接し、溶接部の硬さ、衝撃特性および耐応
力腐食割れ性を比較した。 溶接条件として、本発明方法の場合は、初層共
金溶接を溶接電流120A、溶接電圧12V、第２層
から第８層をD316L溶接棒により電流160〜
190A、電圧13〜14.5Vとした。また全層共金溶接
は初層から第８層（最終層）までを電流120〜
190A、電圧12〜14.5Vで行つた。 (1) 溶接部の硬さおよび靭性値の比較 本発明による溶接方法と全層共金溶接による
方法とで得られた溶接部の断面ミクロ組織写真
および硬さ分布をそれぞれ第３図および第４図
に示す。第３図におけるａは本発明方法によつ
た場合、ｂは全層共金溶接によつた場合を示
す。また第４図は第１図と同様の測定方法によ
るものであり、図中○印は本発明方法、△印は
全層共金溶接によつた場合を示す。また溶接熱
影響部にノツチを有する衝撃試験片により衝撃
試験を行つた。その結果を第５図に示す。第５
図において、一点鎖線ではさまれた斜線部分は
本発明方法で得られた溶接部について、また実
線ではさまれた斜線部分は全層共金溶接で得ら
れた溶接部についての結果を示す。これらの結
果より、全層共金溶接による溶接部は結晶が著
しく粗大化しており、衝撃特性が非常に低下し
ていた。 (2) 溶接部の耐応力腐食割れ性の比較 JIS Ｇ 0576に規定される「ステンレス鋼の
42％塩化マグネシウム腐食試験法」に準拠し
て、本発明による溶接方法で得られた初層溶接
部とSUS316Lの共金溶接部から採取した板状
試験片の耐応力腐食割れ性の評価試験を行つ
た。本発明による溶接方法で得られた試験片は
初層溶接部側を残して板厚２mmとし、Ｕ曲げ加
工後、沸騰42％塩化マグネシウム溶液中に浸漬
して行つた。その結果を第３表に示す。
【表】
○：割れなし
●：割れ
これらの結果より、本発明による溶接方法で
得られた溶接部の特性は機械的特性、対応力腐
食割れ性とも従来の溶接方法で得られた溶接部
よりも優れていることがわかる。 実施例 ３ 板厚８mmの19Cr−2Mo鋼（YUS190L）を用い
て、塔径が１ｍ、胴高が２ｍ、上下に10％皿型鏡
を有する容器を本発明方法により作製した。その
時の溶接条件を第４表に示す。
●：割れ
これらの結果より、本発明による溶接方法で
得られた溶接部の特性は機械的特性、対応力腐
食割れ性とも従来の溶接方法で得られた溶接部
よりも優れていることがわかる。 実施例 ３ 板厚８mmの19Cr−2Mo鋼（YUS190L）を用い
て、塔径が１ｍ、胴高が２ｍ、上下に10％皿型鏡
を有する容器を本発明方法により作製した。その
時の溶接条件を第４表に示す。
【表】
この容器の胴縦溶接線を溶接時に同時に採取し
て本体付溶接試験片とし、各種試験を行つた。そ
の結果を第５表に示す。第５表より、本発明方法
を適用して得た溶接構造物においても、実施例１
および実施例２で示した特性が十分に発揮できる
ことが確証された。
て本体付溶接試験片とし、各種試験を行つた。そ
の結果を第５表に示す。第５表より、本発明方法
を適用して得た溶接構造物においても、実施例１
および実施例２で示した特性が十分に発揮できる
ことが確証された。
【表】
＊ ５mmサブサイズ
第１図は実施例１による硬さ分布図である。第
２図は実施例１で溶接された溶接部の断面組織写
真である。第３図は実施例２で溶接された溶接部
の断面組織写真である。第４図は実施例２による
硬さ分布図である。第５図は実施例２における衝
撃試験結果図である。
２図は実施例１で溶接された溶接部の断面組織写
真である。第３図は実施例２で溶接された溶接部
の断面組織写真である。第４図は実施例２による
硬さ分布図である。第５図は実施例２における衝
撃試験結果図である。
Claims (1)
- １ 10〜20wt％のCrを含有する高純度フエライ
トステンレス鋼を突合せ多層溶接する方法におい
て、片側突合せ溶接とし、初層もしくは第２層ま
でを前記ステンレス鋼と同一組成の溶接棒により
共金溶接し、第２層もしくは第３層から最終層ま
でをオーステナイトステンレス鋼溶接棒もしくは
インコネル系溶接棒により溶接することを特徴と
する高純度フエライトステンレス鋼の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13087379A JPS5656797A (en) | 1979-10-12 | 1979-10-12 | Welding method of high purity ferrite stainless steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13087379A JPS5656797A (en) | 1979-10-12 | 1979-10-12 | Welding method of high purity ferrite stainless steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5656797A JPS5656797A (en) | 1981-05-18 |
| JPH0212670B2 true JPH0212670B2 (ja) | 1990-03-23 |
Family
ID=15044685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13087379A Granted JPS5656797A (en) | 1979-10-12 | 1979-10-12 | Welding method of high purity ferrite stainless steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5656797A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS597483A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-14 | Japan Steel Works Ltd:The | 高純度フエライト系ステンレスクラツド鋼の片面溶接方法 |
| JPS597484A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-14 | Japan Steel Works Ltd:The | 高純度フエライト系ステンレスクラツド鋼の突合せ溶接方法 |
| JPS6072681A (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-24 | Japan Steel Works Ltd:The | ステンレスクラツド鋼の突合せ溶接方法 |
| RU2452779C2 (ru) | 2007-02-27 | 2012-06-10 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Сварные конструкции из коррозионно-устойчивых сплавов в конструкциях из углеродистой стали и трубопроводах, выдерживающие высокие осевые пластические деформации |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5315235A (en) * | 1976-07-29 | 1978-02-10 | Nippon Steel Corp | Consumable electrode arc welding for chromium stainless steel |
| JPS5811309B2 (ja) * | 1977-02-17 | 1983-03-02 | 三菱電機株式会社 | フエライト系ステンレス鋼の溶接方法 |
| JPS5937157B2 (ja) * | 1979-08-20 | 1984-09-07 | 株式会社日本製鋼所 | ステンレスクラツド鋼継手の片面溶接方法 |
-
1979
- 1979-10-12 JP JP13087379A patent/JPS5656797A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5656797A (en) | 1981-05-18 |
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