JPH0424155B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は母材上に合わせ材を重ね合わせてコン
ポジツトを形成し、これを圧延・接合してクラツ
ド材を得る方法（所謂オープンサンドイツチ圧延
接合法）に関し、詳細には優れた接合性を有する
クラツド材を確実に得る方法に関するものであ
る。 ［従来の技術］ 例えば炭素鋼，低炭素鋼，高合金鋼をはじめと
する鉄鋼材料の表面に他の合金鋼や非鉄合金を接
合したクラツド鋼板は、材料個々の特長を生かす
ことによつて機械的強度，耐食性，耐熱性，耐摩
耗性，耐割れ性等の各種特性を複合的に備えさせ
た金属材料であり、石油プラント，海水淡水化装
置，圧力容器等の広範な分野に使用されている。
この様なクラツド鋼板の製造方法の１つとして上
述のオープンサンドイツチ圧延接合法があり、接
合操作が簡便であることから注目を集めている。 第９図はオープンサンドイツチ圧延接合法にお
けるコンポジツトＫの断面構造を示す説明図で、
コンポジツトＫは接合面を夫々清浄にした母材２
及び合わせ材１を重ね合わせ、該接合面の周縁部
を溶接することによつて合わせ材１を母材２上に
拘束して構成されている。尚周縁溶接に当たつて
は、接合面へのフラツクスの混入を防止する為に
TIG溶接、MIG溶接、炭酸ガスアーク溶接等の
フラツクスを使用しないガスシールドアーク溶接
法が適用されている。 ところで上記の様にして得られたコンポジツト
を熱間圧延すると、溶接部が破損して合わせ材が
剥離することがあり、この様な接合の不確実性が
オープンサンドイツチ圧延接合法の重大な欠陥と
なつている。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明者等はこうした事情に鑑み、熱間圧延時
における合せ材の剥離を防止すべく種々検討を重
ねた結果剥離の原因が溶接部の高温機械的特性に
あるのではないかとの知見を得るに至つた。即ち
従来周縁溶接に適用されていたTIG溶接，MIG
溶接あるいは炭酸ガスアーク溶接等のフラツクス
を使用しないガスシールドアーク溶接法は一般的
には溶込みが大きく、母材による希釈の為に溶接
部の高温延性が低くなつていることが分かつた。
その結果溶接部は圧延時の大きな塑性変形に追従
できず溶接ボンド部あるいは溶接金属に亀裂が生
じ、合せ材の剥離に発展するとの推定が得られ
た。 本発明はこうした知見を基に更に研究を重ねた
結果完成されたものであり、オープンサンドイツ
チ圧延接合法において優れた接合性を有するクラ
ツド鋼を確実に得る方法を提供することを目的と
するものである。 ［問題点を解決するための手段］ しかして上記目的を達成した本発明方法は、母
材上に合わせ材を重ね合わせてコンポジツトを形
成し、これを圧延してクラツド材を得るに当た
り、コンポジツト形成時に、まず合わせ材と母材
の接触部周縁をフラツクスを使用しないガスシー
ルドアーク溶接し、得られた溶接ビードを覆う様
にエレクトロスラグ帯状電極溶接を行なう点に要
旨を有するものである。 ［作用］ 前述の如く合わせ材剥離の原因は、母材と合わ
せ材接触部周縁の溶接部の高温延性が低いからで
あり、高温延性の高い溶接部を与える様な溶接法
を適用すれば問題を解決することができると考え
られる。但し該溶接法は母材と合わせ材の界面を
汚染する様なものであつてはならず、スラグ発生
量の少ない様な条件、できればフラツクスを使用
しないという条件が要求される。しかるにこうし
た要請に答える溶接法としては実用化し得るもの
が開発されておらず上記方針に固執しておれば問
題を解決することができないということが分かつ
た。 そこで本発明者等は考え方を転換する必要があ
ると感じて更に研究を進め、母材と合わせ材の周
縁を２段に分けて溶接することとし、第１段の溶
接では母材と合わせ材の界面にスラグ等の不純物
が侵入しない溶接法を採用し、第２段の溶接で第
１段の溶接部を完全に被包することにより、圧延
の際に万が一第１段溶接部に割れが生じたとして
も合わせ材の剥離に波及しない様にこれを防止す
るという方針を立てた。尚母材への溶込みは元々
極力回避しておく必要があることから第２段の溶
接は溶込みの少ない溶接法即ち高温延性の優れた
溶接部を得ることのできる溶接法を採用する必要
がある。こうした発想の下に検討を重ねた結果、
前記構成で示されるところの本発明を完成するに
至つた。 即ち本発明では第１段の溶接に際し、TIG溶
接，MIG溶接あるいは炭酸ガスアーク溶接等の
フラツクスを使用しないガスシールドアーク溶接
法を採用する。これらの溶接法はスラグ等の発生
が殆ど無いので母材と合わせ材の界面を汚染する
ことがなく良好な界面接触状態を提供する。但し
母材への溶込みは深くなるので溶接部の高温延性
低下は回避できない。一方第２段の溶接段階で
は、第１段溶接によつて母材と合わせ材の接触部
界面が封鎖されているので界面を汚染する恐れが
ない。そこで段２段の溶接ではフラツクスを使用
するが母材への溶込みが少ないエレクトロスラグ
帯状電極法を採用して第１段の溶接部を被包す
る。また第１段溶接部を被包するに当たつては第
２段の溶接を２層以上に分けて行なつてもよい。 上記構成により、母材と合わせ材の界面を汚染
することなく両者の接触部周縁を溶接することが
でき、さらに接合の為熱間圧延を実施した際内層
であるフラツクスを使用しないガスシールドアー
ク溶接部に亀裂が生じても、その外周のエレクト
ロスラグ溶接部に亀裂が生じることがないので亀
裂の伝播は防止され合わせ材の剥離を確実に防止
することができる。 ［実施例］ 第１図は本発明方法の一実施態様を示す断面説
明図で母材２の上に合わせ材１を重ね合わせ、接
触部周縁をまずフラツクスを使用しないガスシー
ルドアーク溶接して第１層目のビード５を形成し
ている。次いで第１層目ビード５の上からエレク
トロスラグ帯状電極溶接を２度に分けて行ない、
第２層目ビード６及び第３層目ビード８により第
１層目ビード５を完全に被包している。（尚下記
実施例では本実施例と同様第１層目ビードはフラ
ツクスを使用しないガスシールドアーク溶接によ
り、第２，３層目ビードはエレクトロスラグ帯状
電極溶接により形成することとする。）こうして
得たコンポジツトＫの接合予定面３の隙間に残存
するシールドガスと空気を、予め母材に設けてお
いた排気孔より強制排気し、排気孔に密封した
後、熱間圧延を行なうことにより接合性の優れた
クラツド材を確実に得ることができる。 第２〜８図は他の実施態様に係るコンポジツト
を示す断面説明図で、第２図は第１図と同様にフ
ラツクスを使用しないガスシールドアーク溶接し
たコンポジツトＫの第１層目ビード５上に第２層
目ビード６ａを被包するに際し、コンポジツトＫ
を矢印Ａ方向に傾転させた上でエレクトロスラグ
帯状電極溶接を行なつたものである。傾転により
２層目ビード６ａだけで第１層目ビードの被包を
達成している。 第３，４図は合わせ材１の端部を段差構造に構
成した実施例で第３図では第１層目ビードを２層
目ビード６及び３層目ビード８の２つのビードで
被包しており、第４図では第３図と同様コンポジ
ツトＫを傾転させることによつて第２層目ビード
６ａだけで被包している。 第５〜８図は合わせ材の端部をテーパ面あるい
はテーパ面を有する段差状に形成し、前記第１〜
４図に相当する溶接法を夫々適用した例を示して
いる。 上記第２〜８図のいずれにおいても第１図例と
同様、接合性の優れたクラツド材を得ることがで
きる。 実施例 本発明の効果を確認する為、合わせ材として
SUS304，母材としてSS41を用い、従来法及び本
発明方法に従い夫々コンポジツトを作製して圧延
実験を行なつた。従来法ではMIG溶接のみを行
ない、本発明方法では第１〜４図に示される態様
の溶接（第１層目：MIG溶接，第２，３層目：
エレクトロスラグ帯状電極溶接）を行なつた。更
に参考例として第２，４図の態様においてコンポ
ジツトの傾転を行なわずにエレクトロスラグ帯状
電極溶接を行なつたものを準備した。結果は第１
表に示す通りであつた。

【表】 第１表に示す様に、本発明方法による場合はい
ずれも合わせ材の剥離は発生せず、良好な接合性
を示すクラツド鋼板を得ることができた。これに
対し従来例並びに第２，４図タイプで傾転を行な
わなかつたもの（第１層が完全に被包されていな
いもの）については圧延途中に合わせ材の剥離が
生じ圧延を中止せざるを得なかつた。 ［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、オープン
サンドイツチ圧延接合法において優れた接合性を
有するクラツド材を確実に製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本発明に係るコンポジツトの断面
構造を示す説明図、第９図は従来のコンポジツト
の断面構造を示す説明図である。 １…合わせ材、２…母材、３…合わせ面、５…
第１層目ビード、６，６ａ…第２層目ビード、８
…第３層目ビード、Ｋ…コンポジツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 母材上に合わせ材を重ね合わせてコンポジツ
   トを形成し、これを圧延してクラツド材を得るに
   当たり、コンポジツト形成時に、まず合わせ材と
   母材の接触部周縁をフラツクスを使用しないガス
   シールドアーク溶接し、得られた溶接ビードを覆
   う様にエレクトロスラグ帯状電極溶接を行なうこ
   とを特徴とするクラツド材の製造方法。