JPH0663044B2 - 肉盛溶接熱処理方法 - Google Patents
肉盛溶接熱処理方法Info
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- JPH0663044B2 JPH0663044B2 JP59199833A JP19983384A JPH0663044B2 JP H0663044 B2 JPH0663044 B2 JP H0663044B2 JP 59199833 A JP59199833 A JP 59199833A JP 19983384 A JP19983384 A JP 19983384A JP H0663044 B2 JPH0663044 B2 JP H0663044B2
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- overlay welding
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は肉盛溶接熱処理方法に係り、肉盛溶接熱影響部
の粗粒組織を微粒化して肉盛溶接熱影響部の衝撃特性を
向上させ、特に圧力容器等の大型の溶接加工部材に適用
して有効な肉盛溶接熱処理方法に関する。
の粗粒組織を微粒化して肉盛溶接熱影響部の衝撃特性を
向上させ、特に圧力容器等の大型の溶接加工部材に適用
して有効な肉盛溶接熱処理方法に関する。
サブマージアーク溶接法およびエレクトロスラグ溶接法
は、大入熱の溶接法であるため、その溶接熱影響部の衝
撃性は被覆アーク溶接法などの小入熱の熱影響部の衝撃
特性に比べ低下する傾向にある。このため、このような
大入熱の溶接方法によって、母材にステンレス鋼等の材
料を肉盛溶接して得られる圧力容器において、その熱影
響部の衝撃特性が悪く改善を必要とする状況にある。
は、大入熱の溶接法であるため、その溶接熱影響部の衝
撃性は被覆アーク溶接法などの小入熱の熱影響部の衝撃
特性に比べ低下する傾向にある。このため、このような
大入熱の溶接方法によって、母材にステンレス鋼等の材
料を肉盛溶接して得られる圧力容器において、その熱影
響部の衝撃特性が悪く改善を必要とする状況にある。
通常、ステンレス鋼の肉盛溶接には帯状電極が使用され
ているが、近年肉盛溶接作業の高能率を目的として、厚
さ0.4mm、幅150mmのような広幅の帯状電極が採用される
ようになった結果、大入熱の肉盛溶接をすることになり
溶接熱影響部の衝撃特性も著しく低下する傾向にある。
ているが、近年肉盛溶接作業の高能率を目的として、厚
さ0.4mm、幅150mmのような広幅の帯状電極が採用される
ようになった結果、大入熱の肉盛溶接をすることになり
溶接熱影響部の衝撃特性も著しく低下する傾向にある。
従来、このような問題点を解決する対策として、二層肉
盛溶接法が行われている。一層肉盛溶接を行った場合の
母材と肉盛金属との境界部付近の肉盛溶接熱影響部のミ
クロ金属組織を第４図に示し、二層肉盛溶接を行った場
合の母材と肉盛金属との境界部付近の肉盛溶接熱影響部
のミクロ金属組織を第５図に示す。
盛溶接法が行われている。一層肉盛溶接を行った場合の
母材と肉盛金属との境界部付近の肉盛溶接熱影響部のミ
クロ金属組織を第４図に示し、二層肉盛溶接を行った場
合の母材と肉盛金属との境界部付近の肉盛溶接熱影響部
のミクロ金属組織を第５図に示す。
これらのミクロ金属組織から明らかなように二層肉盛溶
接を行ったときの組織は、結晶粒が著しく微粒化されて
いる。この理由は第６図に示すように、一層肉盛溶接時
溶接金属１の下方に粗粒部３と細粒部４が生じるが、こ
の一層目の熱影響部（境界））の粗大化組織を、二層目
の溶接時における入熱によって細粒化するためであり、
この結果、肉盛溶接熱部の衝撃値は目標値に達成しうる
ものとなる。
接を行ったときの組織は、結晶粒が著しく微粒化されて
いる。この理由は第６図に示すように、一層肉盛溶接時
溶接金属１の下方に粗粒部３と細粒部４が生じるが、こ
の一層目の熱影響部（境界））の粗大化組織を、二層目
の溶接時における入熱によって細粒化するためであり、
この結果、肉盛溶接熱部の衝撃値は目標値に達成しうる
ものとなる。
しかしながら、二層肉盛溶接法では、溶接作業が繁雑と
なるばかりでなく、溶接材料を多量に使用し、しかも肉
盛溶接部が厚くなるため、圧力容器等の溶接加工部材の
軽減化を図ることができない。
なるばかりでなく、溶接材料を多量に使用し、しかも肉
盛溶接部が厚くなるため、圧力容器等の溶接加工部材の
軽減化を図ることができない。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、二
層肉盛溶接法を採用することなく、薄肉一層の肉盛溶接
部の熱影響部の組織を微粒化することによって肉盛溶接
分の衝撃特性を改善することができ、しかも圧力容器等
の大型の溶接加工部材に有効な肉盛溶接熱処理法を提供
することにある。
層肉盛溶接法を採用することなく、薄肉一層の肉盛溶接
部の熱影響部の組織を微粒化することによって肉盛溶接
分の衝撃特性を改善することができ、しかも圧力容器等
の大型の溶接加工部材に有効な肉盛溶接熱処理法を提供
することにある。
本発明は、低合金鋼母材にステンレス磁性材料を予熱処
理後エレクトロスラグ溶接法により肉盛溶接し、次いで
予熱処理における温度とほぼ同程度の温度に保持して後
熱処理した後室温まで冷却し、しかる後肉盛溶接の熱影
響部を高周波加熱に700〜11000℃に加熱後冷却するもの
であって、肉盛金金属と母材間の相互溶融希釈を最小に
し、肉盛金属の耐応力腐食割れ性等の特性を向上させ、
肉盛溶接後、高周波熱前までの冷却速度を早め、肉盛溶
接熱影響部の結晶粒を微細化し、更に高周波加熱により
一層肉盛溶接における熱影響部の粗大化組織を微粒化す
ることによって肉盛熱影響部の衝撃特性を改善したもの
である。
理後エレクトロスラグ溶接法により肉盛溶接し、次いで
予熱処理における温度とほぼ同程度の温度に保持して後
熱処理した後室温まで冷却し、しかる後肉盛溶接の熱影
響部を高周波加熱に700〜11000℃に加熱後冷却するもの
であって、肉盛金金属と母材間の相互溶融希釈を最小に
し、肉盛金属の耐応力腐食割れ性等の特性を向上させ、
肉盛溶接後、高周波熱前までの冷却速度を早め、肉盛溶
接熱影響部の結晶粒を微細化し、更に高周波加熱により
一層肉盛溶接における熱影響部の粗大化組織を微粒化す
ることによって肉盛熱影響部の衝撃特性を改善したもの
である。
本発明において、母材は炭素鋼等の低合金鋼であり、一
般構造用鋼等を含む低合合金鋼である。
般構造用鋼等を含む低合合金鋼である。
肉盛金属としてのステンレス磁性材料は低合金鋼からな
る母材に比べれば比透磁率が小さいものであるが、電気
的な意味での非磁性体と比較すれば磁性を有しているも
のを指している。肉盛金属材料のステンレス鋼としてSU
S308が有効であるが、SUS308にNbを添加することによっ
て肉盛金属の腐食割れ感受性を改善させることができ
る。
る母材に比べれば比透磁率が小さいものであるが、電気
的な意味での非磁性体と比較すれば磁性を有しているも
のを指している。肉盛金属材料のステンレス鋼としてSU
S308が有効であるが、SUS308にNbを添加することによっ
て肉盛金属の腐食割れ感受性を改善させることができ
る。
肉盛溶接法には、エレクトロスラグ容接法が適用される
が、エレクトロスラグ容接法はサブマージアーク容接法
に比べて母材の希釈率（肉盛溶接金属に対する母材の溶
け込み量の比率）が低いため肉盛溶接金属中のＣ量を少
なくコントロールすることが可能であり、このため耐応
力腐食割れ性（耐SCC特性）の向上を図ることができ
る。
が、エレクトロスラグ容接法はサブマージアーク容接法
に比べて母材の希釈率（肉盛溶接金属に対する母材の溶
け込み量の比率）が低いため肉盛溶接金属中のＣ量を少
なくコントロールすることが可能であり、このため耐応
力腐食割れ性（耐SCC特性）の向上を図ることができ
る。
本発明において、予熱処理後肉盛溶接し、次いで予熱処
理における温度とほぼ同程度の温度に保持して後熱処理
した後室温まで冷却し、しかる後前記肉盛溶接のの熱影
響部に高周波加熱を行う。すなわち高周波加熱前の温度
が低いため冷却速度を早くすることができ、結晶粒が微
細化される。
理における温度とほぼ同程度の温度に保持して後熱処理
した後室温まで冷却し、しかる後前記肉盛溶接のの熱影
響部に高周波加熱を行う。すなわち高周波加熱前の温度
が低いため冷却速度を早くすることができ、結晶粒が微
細化される。
また、溶接加工される部材が、例えば原子炉圧力容器の
ように大型の構造物の場合、肉盛溶接後、一定の温度以
上に保持された状態で直ちに高周波加熱処理を施すこと
は操作上繁雑となる場合もあり、所定温度以上に保持す
るための熱エネルギーも大きいものとなる。しかしなが
ら肉盛溶接し、後熱処理、室温程度まで冷却された後に
高周波加熱処理を施すことは、例えば圧力容器の内面全
域に肉盛溶接を行った後高周波加熱処理を施すことがで
きるので操作が簡便なものとなり、所定温度以上に保持
するための熱エネルギーを必要としない。
ように大型の構造物の場合、肉盛溶接後、一定の温度以
上に保持された状態で直ちに高周波加熱処理を施すこと
は操作上繁雑となる場合もあり、所定温度以上に保持す
るための熱エネルギーも大きいものとなる。しかしなが
ら肉盛溶接し、後熱処理、室温程度まで冷却された後に
高周波加熱処理を施すことは、例えば圧力容器の内面全
域に肉盛溶接を行った後高周波加熱処理を施すことがで
きるので操作が簡便なものとなり、所定温度以上に保持
するための熱エネルギーを必要としない。
次に高周波加熱処理によって、肉盛溶接熱影響部を700
〜1100℃に加熱する。高周波加熱処理では、高周波加熱
時の板厚方向の温度分布がほとんど同一であり、また内
部温度は有効加熱幅全域にわたり、均一な分布を示す。
肉盛熱影響部の加熱条件が700℃よりも低いと、結晶粒
が微粒化しないため衝撃特性が改善されず、また、1100
℃よりも高いと結晶粒が成長して粗粒化するため衝撃特
性が低下し高周波加熱の意味がなくなる。更に高周波加
熱条件として、より望ましくは800〜1100℃である。
〜1100℃に加熱する。高周波加熱処理では、高周波加熱
時の板厚方向の温度分布がほとんど同一であり、また内
部温度は有効加熱幅全域にわたり、均一な分布を示す。
肉盛熱影響部の加熱条件が700℃よりも低いと、結晶粒
が微粒化しないため衝撃特性が改善されず、また、1100
℃よりも高いと結晶粒が成長して粗粒化するため衝撃特
性が低下し高周波加熱の意味がなくなる。更に高周波加
熱条件として、より望ましくは800〜1100℃である。
高周波加熱により肉盛熱影響部を加熱するに際し、ボン
ド部から母材側に少なくとも5mm以上にわたって700〜11
00℃に加熱することが望ましい。すなわち、ボンド部か
ら母材側に5mmまでは結晶粒の粗大化が特に著しく、高
周波加熱処理をしない状態ではその部分が衝撃特性に問
題のある領域となるためである。高周波加熱するに際
し、肉盛表面温度を1000〜1300℃に維持すれば肉盛熱影
響部をほぼ7700〜1100℃に保つことができる。高周波加
熱の際の被加熱体の移動速度は肉盛表面温度を1050℃と
し、有効加熱幅を150mmとした場合、被加熱体の移動速
度を150mm／min以下とすれば肉盛熱影響部を所定の温度
に維持できる。
ド部から母材側に少なくとも5mm以上にわたって700〜11
00℃に加熱することが望ましい。すなわち、ボンド部か
ら母材側に5mmまでは結晶粒の粗大化が特に著しく、高
周波加熱処理をしない状態ではその部分が衝撃特性に問
題のある領域となるためである。高周波加熱するに際
し、肉盛表面温度を1000〜1300℃に維持すれば肉盛熱影
響部をほぼ7700〜1100℃に保つことができる。高周波加
熱の際の被加熱体の移動速度は肉盛表面温度を1050℃と
し、有効加熱幅を150mmとした場合、被加熱体の移動速
度を150mm／min以下とすれば肉盛熱影響部を所定の温度
に維持できる。
高周波加熱後、冷却する温度は室温が望ましい。原子炉
圧力容器のような大型の溶接加工部材の場合、通常高周
波加熱後、応力除去焼鈍を行うが、圧力容器の内面すべ
ててに高周波加熱施工後、焼鈍に入るまでに日数を要す
る。このため、このような日数を要する期間の間、溶接
加工部材を一定の温度に保持することは熱エネルギーの
大きな損失を伴うことになる。高周波加熱後、室温にま
で冷却すれば上記のような熱エネルギーの損失を回避で
きると同時に高周波加熱を肉盛溶接全域に施した後、こ
の肉盛溶接を含む溶接加工部材全体に応力除去焼鈍を施
すことができる利点がある。
圧力容器のような大型の溶接加工部材の場合、通常高周
波加熱後、応力除去焼鈍を行うが、圧力容器の内面すべ
ててに高周波加熱施工後、焼鈍に入るまでに日数を要す
る。このため、このような日数を要する期間の間、溶接
加工部材を一定の温度に保持することは熱エネルギーの
大きな損失を伴うことになる。高周波加熱後、室温にま
で冷却すれば上記のような熱エネルギーの損失を回避で
きると同時に高周波加熱を肉盛溶接全域に施した後、こ
の肉盛溶接を含む溶接加工部材全体に応力除去焼鈍を施
すことができる利点がある。
第１図は本発明を実施する時の手順と熱処理の一例を示
す。第１図から明らかなように常温（室）の溶接加工部
材を予熱した後、肉盛溶接し、次いで予熱処理とほぼ同
程度の温度に保持して後熱処理し、そ後常温に至るまで
冷却した後、700〜1100℃の条件で高周波加熱し次いで
肉盛溶接部を含む溶接加工部材に応力除去焼鈍を行う。
す。第１図から明らかなように常温（室）の溶接加工部
材を予熱した後、肉盛溶接し、次いで予熱処理とほぼ同
程度の温度に保持して後熱処理し、そ後常温に至るまで
冷却した後、700〜1100℃の条件で高周波加熱し次いで
肉盛溶接部を含む溶接加工部材に応力除去焼鈍を行う。
第１図に示す熱処理例では、後熱処理後に肉盛溶接金属
からの水素の拡散により肉盛溶接金属中る水素が減少
し、水素割れを防止することができる。
からの水素の拡散により肉盛溶接金属中る水素が減少
し、水素割れを防止することができる。
第２図は高周波加熱操作の例を示し、肉盛金属１の表面
上に加熱コイル５を走行させる。第２図において、２は
母材、３は粗粒部、４は細粒部を示している。
上に加熱コイル５を走行させる。第２図において、２は
母材、３は粗粒部、４は細粒部を示している。
母材にSQV2A（JIS G 3120 1970年制定）を用い、溶接材
料としてSUS308LにNbを少量添加したものを用いた。
料としてSUS308LにNbを少量添加したものを用いた。
溶接条件は下記の通りである。
溶接方法：エレクトロスラグ法 電 流 :2500（Ａ） 電 圧 :26（Ｖ） 速 度 :140（mm／min） 入 熱 :278.5（KJ／cm） 予 熱 :Min.93（℃） パス間温度:Max.204（℃） 高周波加熱条件は下記の通りである。
肉盛溶接部表面温度:1150℃ 1050℃ 1250℃ 移動速度 :150mm／min 応力除去焼鈍条件 :620℃×50h 上記のような条件で得られ試験片の衝撃試験を行った結
果を第３図に示す。第３図から明らかなように高周波加
熱処理しない試験片に比べ本実施例による試験片はいず
れも衝撃特性が優れている。
果を第３図に示す。第３図から明らかなように高周波加
熱処理しない試験片に比べ本実施例による試験片はいず
れも衝撃特性が優れている。
以上のように本発明によれば、一層肉盛溶接によって生
ずる粗粒部を二層肉盛溶接を施すことなく高周波加熱処
理によって細粒化して肉盛溶接部の衝撃特性を改善で
き、また一層肉盛溶接を採用できるので一層分の溶接材
料を少なくすることができるとともに肉盛溶接後の冷却
温度を室温としているので結晶粒が微細化されやすくか
つ温度管理も容易である。
ずる粗粒部を二層肉盛溶接を施すことなく高周波加熱処
理によって細粒化して肉盛溶接部の衝撃特性を改善で
き、また一層肉盛溶接を採用できるので一層分の溶接材
料を少なくすることができるとともに肉盛溶接後の冷却
温度を室温としているので結晶粒が微細化されやすくか
つ温度管理も容易である。
また、低合金鋼母材にステンレス磁性材料をエレクトロ
スラグ溶接法により肉盛溶接したものを高周波加熱の対
象としているため、肉盛金属と母材間の相互溶融希釈を
最小にでき、肉盛金属の耐応力腐食割れ性の向上と母材
の熱影響部の衝撃特性を改善することができる。
スラグ溶接法により肉盛溶接したものを高周波加熱の対
象としているため、肉盛金属と母材間の相互溶融希釈を
最小にでき、肉盛金属の耐応力腐食割れ性の向上と母材
の熱影響部の衝撃特性を改善することができる。
第１図は本発明を実施する時の手順と熱処理の一例を示
す操作図、第２図は本発明における高周波加熱操作の例
を示す概略説明図、第３図は高周波加熱処理による衝撃
特性を示すグラフ、第４図は一層肉盛溶接熱影響部のミ
クロ金属組織を示す顕微鏡写真、第５図は二層肉盛溶接
熱影響部のミクロ金属組織を示す顕微鏡写真、第６図は
肉盛溶接によって生ずる肉盛溶接部の断面を模式的に示
す説明図である。 １……肉盛金属、２……母材 ３……粗粒部、４……細粒部 ５……加熱コイル
す操作図、第２図は本発明における高周波加熱操作の例
を示す概略説明図、第３図は高周波加熱処理による衝撃
特性を示すグラフ、第４図は一層肉盛溶接熱影響部のミ
クロ金属組織を示す顕微鏡写真、第５図は二層肉盛溶接
熱影響部のミクロ金属組織を示す顕微鏡写真、第６図は
肉盛溶接によって生ずる肉盛溶接部の断面を模式的に示
す説明図である。 １……肉盛金属、２……母材 ３……粗粒部、４……細粒部 ５……加熱コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河原 渉 広島県呉市宝町６番９号 バブコツク日立 株式会社呉工場内 (56)参考文献 特開 昭48−74414（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−34619（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (3)
- 【請求項１】低合金鋼母材にステンレス磁性材料を予熱
処理後エレクトロスラグ溶接法により肉盛溶接し、次い
で前記予熱処理における温度とほぼ同程度の温度に保持
して後熱処理した後室温まで冷却し、しかる後前記肉盛
溶接の熱影響部を高周波加熱により700〜1100℃に加熱
後冷却することを特徴とする肉盛溶接熱処理方法。 - 【請求項２】前記低合金鋼母材が、SQV2A（JIS G3120）
であり、前記肉盛溶接用の溶接材料SUS308Lであること
を特徴とする特許請求の範囲１項記載の肉盛溶接熱処理
方法。 - 【請求項３】前記高周波加熱後に室温まで冷却した後、
肉盛溶接部を含む溶接加工部材に応力除去焼鈍処理を施
すことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の肉盛溶
接熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59199833A JPH0663044B2 (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 肉盛溶接熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59199833A JPH0663044B2 (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 肉盛溶接熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6176623A JPS6176623A (ja) | 1986-04-19 |
| JPH0663044B2 true JPH0663044B2 (ja) | 1994-08-17 |
Family
ID=16414396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59199833A Expired - Fee Related JPH0663044B2 (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 肉盛溶接熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663044B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6050141B2 (ja) * | 2013-02-22 | 2016-12-21 | 三井造船株式会社 | 硬化肉盛溶接装置及び方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE793529A (nl) * | 1971-12-30 | 1973-06-29 | Rotterdamsche Droogdok Mij N V | Werkwijze voor het rekristalliseren van een onder een opgelastelaag gelegen basismateriaal |
| JPS5634619A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-06 | Ono Pharmaceut Co Ltd | Production of prostaglandin vaginal suppository |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59199833A patent/JPH0663044B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6176623A (ja) | 1986-04-19 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |