JPH02224889A - ステンレス鋼と異種金属との溶接方法 - Google Patents
ステンレス鋼と異種金属との溶接方法Info
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- JPH02224889A JPH02224889A JP1047375A JP4737589A JPH02224889A JP H02224889 A JPH02224889 A JP H02224889A JP 1047375 A JP1047375 A JP 1047375A JP 4737589 A JP4737589 A JP 4737589A JP H02224889 A JPH02224889 A JP H02224889A
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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】
「産業上の利用分野」
本発明は、ステンレス鋼材と異種金属材との溶接方法に
係り、特に、鉄に対して金属間化合物を生成し易いＴｉ
、Ｚｒ等の異種金属材をステンレス鋼材に溶接する方法
に関するものである。
係り、特に、鉄に対して金属間化合物を生成し易いＴｉ
、Ｚｒ等の異種金属材をステンレス鋼材に溶接する方法
に関するものである。
「従来の技術」
従来、原子力発電プラント、化学プラントなどには、耐
食性に優れたステンレス鋼が多用されている。このステ
ンレス鋼には、他種金属との溶接が難しいという弱点が
ある。すなわちステンレス鋼とＴ（（チタン）あるいは
Ｚｒ（ジルコニウム）との溶接を例に挙げれば、溶接時
の熱により融合部に脆弱な金属間化合物（Ｆ ｅ−Ｔ
ｉあるいはＦｅ−Ｚｒ）が生成されるため、十分な溶接
強度が得られず、実際上、これらの金属を溶接すること
は困難である。したがって、上記ステンレス鋼と異種金
属とを結合しようとする°場合、機械的な結合手段、す
なわち配管の場合にあっては７ランジ継手を用いて結合
するのが一般的であった。
食性に優れたステンレス鋼が多用されている。このステ
ンレス鋼には、他種金属との溶接が難しいという弱点が
ある。すなわちステンレス鋼とＴ（（チタン）あるいは
Ｚｒ（ジルコニウム）との溶接を例に挙げれば、溶接時
の熱により融合部に脆弱な金属間化合物（Ｆ ｅ−Ｔ
ｉあるいはＦｅ−Ｚｒ）が生成されるため、十分な溶接
強度が得られず、実際上、これらの金属を溶接すること
は困難である。したがって、上記ステンレス鋼と異種金
属とを結合しようとする°場合、機械的な結合手段、す
なわち配管の場合にあっては７ランジ継手を用いて結合
するのが一般的であった。
「発明が解決しようとする課題」
しかしながら、７ランジ継手による機械的な結合は、高
い加工精度が要求されるためコストが高くなる傾向があ
り、また、溶接継手に比して施工上の融通性に欠け、さ
らには、重量が大きくなるという問題がある。
い加工精度が要求されるためコストが高くなる傾向があ
り、また、溶接継手に比して施工上の融通性に欠け、さ
らには、重量が大きくなるという問題がある。
また、ステンレス鋼と異種金属との連結手段の他の例と
して、拡散接合、すなわち、異種金属の接合面を強固に
密着させて再結晶温度以上に加熱することにより、境界
面を通じて内金、属の原子を拡散させて一体化する技術
が知られているが、この拡散接合における金属間化合物
の発生を防止するには、両金属の接合面を例えば真空下
で処理するなどの処理が必要となって生産性の面で問題
がある。
して、拡散接合、すなわち、異種金属の接合面を強固に
密着させて再結晶温度以上に加熱することにより、境界
面を通じて内金、属の原子を拡散させて一体化する技術
が知られているが、この拡散接合における金属間化合物
の発生を防止するには、両金属の接合面を例えば真空下
で処理するなどの処理が必要となって生産性の面で問題
がある。
本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、金属間化
合物を発生させることなくステンレス鋼と異種金属との
溶接を可能にすることを目的としている。
合物を発生させることなくステンレス鋼と異種金属との
溶接を可能にすることを目的としている。
［課題を解決するための手段」
上記目的を達成するため、ステンレス鋼材と、Ｆｅｉ二
対して金属間化合物を生成し易いＴ ｉ、Ｚ ｒ等の異
種金属材との溶接方法において、ステンレス鋼材の表面
に異種金属材と同質の粉末を塗布した後、該粉末をレー
ザ照射により短時間焼成してステンレス鋼材表面に異種
金属の焼成層を形成するとともに、該焼成層の形成を複
数回繰り返すことによりコーティング層を厚く形成し、
次いで該コーティング層と異種金属材との間を異種金属
材と同質の溶接材により溶接するステンレス鋼と異種金
属との溶接方法としている。
対して金属間化合物を生成し易いＴ ｉ、Ｚ ｒ等の異
種金属材との溶接方法において、ステンレス鋼材の表面
に異種金属材と同質の粉末を塗布した後、該粉末をレー
ザ照射により短時間焼成してステンレス鋼材表面に異種
金属の焼成層を形成するとともに、該焼成層の形成を複
数回繰り返すことによりコーティング層を厚く形成し、
次いで該コーティング層と異種金属材との間を異種金属
材と同質の溶接材により溶接するステンレス鋼と異種金
属との溶接方法としている。
「作用」
ステンレス鋼材の表面に塗布された粉末を焼成するとき
の熱の影響は、レーザ焼成の特性により短時間加熱とな
って、ステンレス鋼材側の温度上昇が小さく、シたがっ
て、ステンレス鋼材に含まれるＦｅをほとんど拡散させ
ることなく焼成層が形成される。焼成層を厚くしたコー
ティング層の形成後に、異種金属材と同質の溶接材で溶
接を施すことにより溶接を容易にし、かつ、コーティン
グ層の厚さにより、この時の溶接熱がステンレス鋼材に
影響を及ぼすことを避けるも、のである。
の熱の影響は、レーザ焼成の特性により短時間加熱とな
って、ステンレス鋼材側の温度上昇が小さく、シたがっ
て、ステンレス鋼材に含まれるＦｅをほとんど拡散させ
ることなく焼成層が形成される。焼成層を厚くしたコー
ティング層の形成後に、異種金属材と同質の溶接材で溶
接を施すことにより溶接を容易にし、かつ、コーティン
グ層の厚さにより、この時の溶接熱がステンレス鋼材に
影響を及ぼすことを避けるも、のである。
「実施例」
第１図ないし第３図は、本発明に係るステンレス鋼と異
種金属との溶接方法の実施工程順を示すものである。
種金属との溶接方法の実施工程順を示すものである。
図中符号１は例えば板状のステンレス鋼材であり、該ス
テンレス鋼材ｌには溶接開先１１が形成されている。符
号２はＴｉ、Ｚｒ等のＦｅに対して金属間化合物を生成
し易い異種金属材であり、該異種金属材２にも溶接開先
２１が形成されている。そして、符号３はコーティング
層、４は完成状態の溶接部である。
テンレス鋼材ｌには溶接開先１１が形成されている。符
号２はＴｉ、Ｚｒ等のＦｅに対して金属間化合物を生成
し易い異種金属材であり、該異種金属材２にも溶接開先
２１が形成されている。そして、符号３はコーティング
層、４は完成状態の溶接部である。
前記コーティング層３は、異種金属材２と同質の材料か
らなるもので、以下の工程順に形成される。
らなるもので、以下の工程順に形成される。
■ 前記異種金属材２と同質の金属材料の粉末を例えば
油脂類のようなバインダーと練り合わせて塗布性を高め
たものを、はけなどによってステンレス鋼材ｌにおける
溶接開先１１に塗布する。
油脂類のようなバインダーと練り合わせて塗布性を高め
たものを、はけなどによってステンレス鋼材ｌにおける
溶接開先１１に塗布する。
■ 塗布された粉末金属にレーザ光線を照射して瞬間的
に加熱すると、粉末金属が溶融して溶接開先１ａの表面
に一体に溶着した焼成状態となり、前記バインダーは加
熱によって気化することにより除去され、溶接開先１１
の表面には、異種金属材２と同質の薄い焼成層が形成さ
れる。
に加熱すると、粉末金属が溶融して溶接開先１ａの表面
に一体に溶着した焼成状態となり、前記バインダーは加
熱によって気化することにより除去され、溶接開先１１
の表面には、異種金属材２と同質の薄い焼成層が形成さ
れる。
なお、このレーザ光線の照射は、局部的なものであるか
ら、ステンレス鋼材１の内壁における温度上昇は極めて
小さく、ステンレス鋼材１の内部からＦｅが拡散してレ
ーザによる焼成層に移行する現象の発生が抑制される。
ら、ステンレス鋼材１の内壁における温度上昇は極めて
小さく、ステンレス鋼材１の内部からＦｅが拡散してレ
ーザによる焼成層に移行する現象の発生が抑制される。
１回の焼成層の厚さは、短時間焼成を目的とするために
、例えば０．３ｍｍないし０．４ｍｔａ程度に設定され
る。このような焼成層の形成を複数回繰り返すことによ
り、コーティング層３を次第に厚く形成する。
、例えば０．３ｍｍないし０．４ｍｔａ程度に設定され
る。このような焼成層の形成を複数回繰り返すことによ
り、コーティング層３を次第に厚く形成する。
第１図に示すコーティング層３の厚さ寸法Ｓは、後述す
る溶接部４の形成時の溶接熱による影響が、ステンレス
鋼材ｌに及ばないように（当初からの溶接開先１ムのス
テンレス鋼層の界面が再度溶融状態とならないように）
、３ｍｍないし５■程度に設定される。
る溶接部４の形成時の溶接熱による影響が、ステンレス
鋼材ｌに及ばないように（当初からの溶接開先１ムのス
テンレス鋼層の界面が再度溶融状態とならないように）
、３ｍｍないし５■程度に設定される。
■ 上記コーティング層３の厚さを十分なものとした後
、第２図に示すように、異種金属材２の溶接開先２ａを
コーティング層３に突き合わせた状態に配置する。
、第２図に示すように、異種金属材２の溶接開先２ａを
コーティング層３に突き合わせた状態に配置する。
■ 次いで、コーティング層３と異種金属材２における
溶接開先２１との間を、異種金属材２と同質の溶接材に
より溶接すると、第３図に示すように、溶接部４を介し
てステンレス鋼材１と異種金属材２とが相互に溶接され
る。
溶接開先２１との間を、異種金属材２と同質の溶接材に
より溶接すると、第３図に示すように、溶接部４を介し
てステンレス鋼材１と異種金属材２とが相互に溶接され
る。
この溶接部４の形成時においては、コーティング１１３
の厚さにより、溶接熱がステンレス鋼材２に影響を及ぼ
さないので、つまり、溶接時の熱によりステンレス鋼材
１とコーティング層３との界面が伝導熱ζこよって加熱
されるが、溶接開先Ｉｎが溶融状態となる加熱がなされ
ないので、金属間化合物が生成されることがなく、十分
な溶接部４の強度を得ることができるものである。
の厚さにより、溶接熱がステンレス鋼材２に影響を及ぼ
さないので、つまり、溶接時の熱によりステンレス鋼材
１とコーティング層３との界面が伝導熱ζこよって加熱
されるが、溶接開先Ｉｎが溶融状態となる加熱がなされ
ないので、金属間化合物が生成されることがなく、十分
な溶接部４の強度を得ることができるものである。
なお、コーティング層３の厚さＳの値は、上記実施例に
限定されるものではなく、ステンレス鋼材１に溶接すべ
き異種金属材２の材質、寸法、あるいは、これに伴う溶
接温度に応じて、ステンレス鋼材ｌの温度上昇を抑制し
得る程度に設定される。
限定されるものではなく、ステンレス鋼材１に溶接すべ
き異種金属材２の材質、寸法、あるいは、これに伴う溶
接温度に応じて、ステンレス鋼材ｌの温度上昇を抑制し
得る程度に設定される。
「発明の効果」
以上の説明で明らかなように、本発明に係るステンレス
鋼と異種金属との溶接方法によれば、ステンレス鋼材の
表面に異種金属材と同質のコーティング層がレーザ焼成
によって形成され、レーザ焼成時の加熱状態が従来の溶
接による加熱状態と比較して、著しく短時間で小熱量と
なるために、金属間化合物の発生を防止する。また、異
種金属材は同質のコーティング層と溶接することになる
ため、脆性物質を生じることなく溶接することができる
。加えて、上記手法によって異種金属を自由に接合する
範囲が拡大されるから、プラント配管系等に用いられて
、一部の箇所だけに必要とされる耐食性、耐熱性など性
能を容易に満足させることができる等の効果を奏するも
のである。
鋼と異種金属との溶接方法によれば、ステンレス鋼材の
表面に異種金属材と同質のコーティング層がレーザ焼成
によって形成され、レーザ焼成時の加熱状態が従来の溶
接による加熱状態と比較して、著しく短時間で小熱量と
なるために、金属間化合物の発生を防止する。また、異
種金属材は同質のコーティング層と溶接することになる
ため、脆性物質を生じることなく溶接することができる
。加えて、上記手法によって異種金属を自由に接合する
範囲が拡大されるから、プラント配管系等に用いられて
、一部の箇所だけに必要とされる耐食性、耐熱性など性
能を容易に満足させることができる等の効果を奏するも
のである。
図面は本発明に係るステンレス鋼と異種金属との溶接方
法の実施工程順を示すもので、第１図はコーティング層
形成時の断面図、第２図は突き合わせ時の断面図、第３
図は溶接終了後の断面図である。 第１図 １・・・・・・ステンレス鋼材、 ｌａ・・・・・・溶接開先、 ２・・・・・・異種金属材、 ２為・・・・・・溶接開先、 ３・・・・・・コーティング層、 ４・・・・・・溶接部。 第２図 出願人 石川島播磨重工業株式会社 第３図
法の実施工程順を示すもので、第１図はコーティング層
形成時の断面図、第２図は突き合わせ時の断面図、第３
図は溶接終了後の断面図である。 第１図 １・・・・・・ステンレス鋼材、 ｌａ・・・・・・溶接開先、 ２・・・・・・異種金属材、 ２為・・・・・・溶接開先、 ３・・・・・・コーティング層、 ４・・・・・・溶接部。 第２図 出願人 石川島播磨重工業株式会社 第３図
Claims (1)
- ステンレス鋼材と、Ｆｅに対して金属間化合物を生成し
易いＴｉ、Ｚｒ等の異種金属材との溶接方法において、
ステンレス鋼材の表面に異種金属材と同質の粉末を塗布
した後、該粉末をレーザ照射により短時間焼成してステ
ンレス鋼材表面に異種金属の焼成層を形成するとともに
、該焼成層の形成を複数回繰り返すことによりコーティ
ング層を厚く形成し、次いで該コーティング層と異種金
属材との間を異種金属材と同質の溶接材により溶接する
ことを特徴とするステンレス鋼と異種金属との溶接方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1047375A JPH02224889A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | ステンレス鋼と異種金属との溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1047375A JPH02224889A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | ステンレス鋼と異種金属との溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224889A true JPH02224889A (ja) | 1990-09-06 |
Family
ID=12773354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1047375A Pending JPH02224889A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | ステンレス鋼と異種金属との溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02224889A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105345233A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-24 | 天津威尔朗科技有限公司 | 中锰耐磨钢与q345b低合金钢熔化极气体保护焊工艺 |
| WO2018074312A1 (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 三菱重工業株式会社 | 異種金属接合方法 |
| CN110238525A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-17 | 东莞材料基因高等理工研究院 | 一种低碳钢与铸铁的异种金属焊接方法 |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP1047375A patent/JPH02224889A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105345233A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-24 | 天津威尔朗科技有限公司 | 中锰耐磨钢与q345b低合金钢熔化极气体保护焊工艺 |
| WO2018074312A1 (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 三菱重工業株式会社 | 異種金属接合方法 |
| JP2018065144A (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 三菱重工業株式会社 | 異種金属接合方法 |
| CN110238525A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-17 | 东莞材料基因高等理工研究院 | 一种低碳钢与铸铁的异种金属焊接方法 |
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