JPS596743B2 - 溶接方法 - Google Patents
溶接方法Info
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- JPS596743B2 JPS596743B2 JP5550175A JP5550175A JPS596743B2 JP S596743 B2 JPS596743 B2 JP S596743B2 JP 5550175 A JP5550175 A JP 5550175A JP 5550175 A JP5550175 A JP 5550175A JP S596743 B2 JPS596743 B2 JP S596743B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
- B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は溶接方法に係るもので、特に高温高圧で使用し
かつ耐食性を必要とする圧力容器内面に別の器捲部品等
を取付けるための溶接方法の改善に関する。
かつ耐食性を必要とする圧力容器内面に別の器捲部品等
を取付けるための溶接方法の改善に関する。
一般に高温高圧ガスを取扱う圧力容器で、しかも水素ガ
ス雰囲気のもとで使用するものに耘いては、高温、高圧
下に耘ける強度的な要件を満足するものであることはも
ちろん、耐食性の面でも厳しい要件を満足することが要
求される。
ス雰囲気のもとで使用するものに耘いては、高温、高圧
下に耘ける強度的な要件を満足するものであることはも
ちろん、耐食性の面でも厳しい要件を満足することが要
求される。
したがつてクローム(以下Crと記載)、モリブデン(
以下Moと記載)等を含む特殊鋼その他炭素鋼等の内面
に耐食性の優れたステンレス鋼を肉盛し、圧力容器を形
成しているのが普通である。このような溶接を行なつた
のち、溶接の際発生した応力を除去するため9焼鈍や、
高温、高圧のもとで使用することから必然的に高温に加
熱されることになるが、この際、溶接部と肉盛金属との
境界部に割れが発生する傾向がみられる。すなわち、応
力除去焼鈍(焼鈍温度は通常650〜700℃)の際や
、あるいは400℃以上の高温、高圧の条件のもとで使
用している際に、クローム系炭化物あるぃはσ相(クロ
ーム、鉄を主成分とした金属間化合物)などがδフェラ
イト相中から析出するために溶接部分等が脆化し、割れ
の発生する傾向がみられる。また高温、高圧ガス等を取
扱う圧力容器によつては、その内部に別の内部装置を取
付けることが必要である場合が多く、当該内部装置取付
けのための溶接に際してその溶接の熱サイクルのため脆
化がさらに促進され、上記のごとさ割れの発生がいよい
よ顕著となる事態が生ずる。第1図及び第2図は以上に
説明したような事情を示す説明図で、圧力容器等の母材
1(2れCr−lMo鋼を使用している例が多い)の内
表面にステンレス鋼SUS309からなる肉盛金属2、
さらに別のステンレス鋼SUS347肉盛金属3を肉盛
し、その上さらに内部装置4の一部を当該肉盛金属3の
上に溶接して取付けた状況を示したものである。この際
、当該内部装置4の一部は、溶接金続5(SUS347
ステンレス鋼を用いることが多い)によつて上記肉盛金
属3の土に溶接され、取り付けられる場合が多く、当該
溶接金属5と、上記肉盛金属3との境界部分に肉盛溶接
金属3の脆化等に起因する割れ6の発生がみられ易いも
のである。また圧力容器等を水素ガス雰囲気中で使用す
る場合には、当該割れ6の直下の部分にある上記圧力容
器母材1(2kCr−1M0鋼)が水素損傷を受け、こ
の面でも当該圧力容器の破損を促進することもあり、圧
力容器製作上の大きな問題となつている。上記で説明し
た割れ6は特に上記溶接金属5の端部であつてかつ上記
肉盛金属3と接する部分に発生し易いものである。また
上記のごとき内部装置4の取付けには一般に多層溶接を
行なうことが多く各層の溶接の熱サイクルによつて脆化
現象にさらに拍車がかかることにもなる。このような脆
化現象は、前記でも簡単に説明したように〜炭化物等の
析出、すなわち、高温割れを防止する目的で晶出させた
δフエライト相からのクローム系炭化物あるいはσ相の
析出とオーステナイト母相中に訃けるニオビウム炭化物
(以下NbCと記載する)析出の相乗効果によるもので
あり、肉盛金属2のSUS3O9系ステンレス鋼よりも
激しく脆化する。以上の観点から、溶接時あるいは溶接
後に寂ける前記のような脆化を防止する方法として、δ
フエライト相の量を少なくすることにより脆化原因の一
つである、Cr系炭化物あるいはσ相の析出を少なくす
る等の対策や配慮がとられているが、このような手段で
は溶接の施工がいろいろと面倒であり、また溶接熱サイ
クルに起因するような脆化の促進に対してはほとんど効
果がみられない。本発明は以上に説明したような従来技
術にみられる問題点に鑑みて提案するもので、特に水素
雰囲気のもとで使用する、高温高圧圧力容器の内部装置
を取付けるに際し、溶接後の熱処理、あるいは加熱サイ
クル等によつても溶接部に脆化がみられず、また溶接部
と微小なクラツクが発生しても圧力容器等の母材に対す
る水素損傷を少なくし得るような、改善された新規な溶
接方法に関するものである。
以下Moと記載)等を含む特殊鋼その他炭素鋼等の内面
に耐食性の優れたステンレス鋼を肉盛し、圧力容器を形
成しているのが普通である。このような溶接を行なつた
のち、溶接の際発生した応力を除去するため9焼鈍や、
高温、高圧のもとで使用することから必然的に高温に加
熱されることになるが、この際、溶接部と肉盛金属との
境界部に割れが発生する傾向がみられる。すなわち、応
力除去焼鈍(焼鈍温度は通常650〜700℃)の際や
、あるいは400℃以上の高温、高圧の条件のもとで使
用している際に、クローム系炭化物あるぃはσ相(クロ
ーム、鉄を主成分とした金属間化合物)などがδフェラ
イト相中から析出するために溶接部分等が脆化し、割れ
の発生する傾向がみられる。また高温、高圧ガス等を取
扱う圧力容器によつては、その内部に別の内部装置を取
付けることが必要である場合が多く、当該内部装置取付
けのための溶接に際してその溶接の熱サイクルのため脆
化がさらに促進され、上記のごとさ割れの発生がいよい
よ顕著となる事態が生ずる。第1図及び第2図は以上に
説明したような事情を示す説明図で、圧力容器等の母材
1(2れCr−lMo鋼を使用している例が多い)の内
表面にステンレス鋼SUS309からなる肉盛金属2、
さらに別のステンレス鋼SUS347肉盛金属3を肉盛
し、その上さらに内部装置4の一部を当該肉盛金属3の
上に溶接して取付けた状況を示したものである。この際
、当該内部装置4の一部は、溶接金続5(SUS347
ステンレス鋼を用いることが多い)によつて上記肉盛金
属3の土に溶接され、取り付けられる場合が多く、当該
溶接金属5と、上記肉盛金属3との境界部分に肉盛溶接
金属3の脆化等に起因する割れ6の発生がみられ易いも
のである。また圧力容器等を水素ガス雰囲気中で使用す
る場合には、当該割れ6の直下の部分にある上記圧力容
器母材1(2kCr−1M0鋼)が水素損傷を受け、こ
の面でも当該圧力容器の破損を促進することもあり、圧
力容器製作上の大きな問題となつている。上記で説明し
た割れ6は特に上記溶接金属5の端部であつてかつ上記
肉盛金属3と接する部分に発生し易いものである。また
上記のごとき内部装置4の取付けには一般に多層溶接を
行なうことが多く各層の溶接の熱サイクルによつて脆化
現象にさらに拍車がかかることにもなる。このような脆
化現象は、前記でも簡単に説明したように〜炭化物等の
析出、すなわち、高温割れを防止する目的で晶出させた
δフエライト相からのクローム系炭化物あるいはσ相の
析出とオーステナイト母相中に訃けるニオビウム炭化物
(以下NbCと記載する)析出の相乗効果によるもので
あり、肉盛金属2のSUS3O9系ステンレス鋼よりも
激しく脆化する。以上の観点から、溶接時あるいは溶接
後に寂ける前記のような脆化を防止する方法として、δ
フエライト相の量を少なくすることにより脆化原因の一
つである、Cr系炭化物あるいはσ相の析出を少なくす
る等の対策や配慮がとられているが、このような手段で
は溶接の施工がいろいろと面倒であり、また溶接熱サイ
クルに起因するような脆化の促進に対してはほとんど効
果がみられない。本発明は以上に説明したような従来技
術にみられる問題点に鑑みて提案するもので、特に水素
雰囲気のもとで使用する、高温高圧圧力容器の内部装置
を取付けるに際し、溶接後の熱処理、あるいは加熱サイ
クル等によつても溶接部に脆化がみられず、また溶接部
と微小なクラツクが発生しても圧力容器等の母材に対す
る水素損傷を少なくし得るような、改善された新規な溶
接方法に関するものである。
本発明になる新規な溶接方法は、内部装置等の溶接部直
下の肉盛金属に超低炭素のステンレス鋼を使用し、また
肉盛金属を:層盛りとしかつ溶接後の熱処理を省略する
ことを骨子とするものである。以下に訃いて、本発明に
なる溶接方法の実施例に基づき本発明についてさらに具
体的に説明する。前記ですでに説明したように、溶接部
に}いて脆化が起こり、さらに加熱サイクルが加わるこ
と等によつて熱応力の発生にともなうクラツクが生成す
る原因としては、たとえばSUS347系ステンレス鋼
の場合、憎処理、加熱サイクル等によつて析出する炭化
物、あるいはσ相と、その他オーステナイト母材中に析
出するNbC等が主な原因であるとされている。
下の肉盛金属に超低炭素のステンレス鋼を使用し、また
肉盛金属を:層盛りとしかつ溶接後の熱処理を省略する
ことを骨子とするものである。以下に訃いて、本発明に
なる溶接方法の実施例に基づき本発明についてさらに具
体的に説明する。前記ですでに説明したように、溶接部
に}いて脆化が起こり、さらに加熱サイクルが加わるこ
と等によつて熱応力の発生にともなうクラツクが生成す
る原因としては、たとえばSUS347系ステンレス鋼
の場合、憎処理、加熱サイクル等によつて析出する炭化
物、あるいはσ相と、その他オーステナイト母材中に析
出するNbC等が主な原因であるとされている。
そこで溶接部に}ける炭化物の生成、析出の主原因を断
つために母相金属中の炭素含有量を好ましくは0.03
%以下にするとともに、Nbの含有量もなるべく少なく
するように考慮したものである。第3図は本発明になる
溶接方法の実施例を示す説明図である。な}図中、前出
の第1図}よび第2図と同一の符号はそれぞれ同一の部
分、素材を示すものである。第3図に訃いて、圧力容器
母材1(2cr一1M0鋼)にSUS3O9系ステンレ
ス鋼肉盛金属2SUS347系ステンレス鋼肉盛金属3
を肉盛し、さらに当該肉盛金属3の上に炭素含有量が0
.03%以下の超低炭素ステンレス鋼SUS347(以
下SUS347−ULCと記載する)7を肉盛し、当該
SUS347系ステンレス鋼肉盛金属3訃よび超低炭素
のステンレス鋼SUS347−ULC肉盛金属7の上に
圧力容器等の内部装置4の一部を溶接した状況が示さた
ている。
つために母相金属中の炭素含有量を好ましくは0.03
%以下にするとともに、Nbの含有量もなるべく少なく
するように考慮したものである。第3図は本発明になる
溶接方法の実施例を示す説明図である。な}図中、前出
の第1図}よび第2図と同一の符号はそれぞれ同一の部
分、素材を示すものである。第3図に訃いて、圧力容器
母材1(2cr一1M0鋼)にSUS3O9系ステンレ
ス鋼肉盛金属2SUS347系ステンレス鋼肉盛金属3
を肉盛し、さらに当該肉盛金属3の上に炭素含有量が0
.03%以下の超低炭素ステンレス鋼SUS347(以
下SUS347−ULCと記載する)7を肉盛し、当該
SUS347系ステンレス鋼肉盛金属3訃よび超低炭素
のステンレス鋼SUS347−ULC肉盛金属7の上に
圧力容器等の内部装置4の一部を溶接した状況が示さた
ている。
当該内部装置4の一部は上記肉盛金属7の上に直接溶接
されているが、溶接に際しては当該肉盛金属7と同様、
SUS347一ULC系の超低炭素含有量のステンレス
鋼を溶接部8に使用するものである。第1表にSUS3
47一ULC肉盛金属7及び溶接金属8の化学成分を示
す。このように炭素含有量がたとえば0.03%以下の
ようにきわめて低いステンレス鋼を上記溶接部(溶接金
属)8、肉盛金属1等として使用することにより、当該
溶接部8等の脆化の主原因となるCr系炭化物、あるい
はσ相の析出が少なくなるばかりでなく、炭素含有量の
低いことにともな(、Nbの含有量も低くなり、したが
つてオーステナイト母相中に析出するNbC量も少なく
なり、溶接部における優れた靭性を維持することが可能
である。ちなみに、通常のSUS347系ステンレス鋼
の場合、Nb含有量の規格値はC含有量の8倍、C含有
量を0.03%とした場合、0.24%程度のNbが含
まれていると理解してよい。ステンレス鋼SUS347
−ULCはC含有量が低イ・く、同時に上述のようにN
b含有量も低いので、靭性の面でもきわめて優れた特質
を有し、溶接部の靭性を保持する上で有利である。
されているが、溶接に際しては当該肉盛金属7と同様、
SUS347一ULC系の超低炭素含有量のステンレス
鋼を溶接部8に使用するものである。第1表にSUS3
47一ULC肉盛金属7及び溶接金属8の化学成分を示
す。このように炭素含有量がたとえば0.03%以下の
ようにきわめて低いステンレス鋼を上記溶接部(溶接金
属)8、肉盛金属1等として使用することにより、当該
溶接部8等の脆化の主原因となるCr系炭化物、あるい
はσ相の析出が少なくなるばかりでなく、炭素含有量の
低いことにともな(、Nbの含有量も低くなり、したが
つてオーステナイト母相中に析出するNbC量も少なく
なり、溶接部における優れた靭性を維持することが可能
である。ちなみに、通常のSUS347系ステンレス鋼
の場合、Nb含有量の規格値はC含有量の8倍、C含有
量を0.03%とした場合、0.24%程度のNbが含
まれていると理解してよい。ステンレス鋼SUS347
−ULCはC含有量が低イ・く、同時に上述のようにN
b含有量も低いので、靭性の面でもきわめて優れた特質
を有し、溶接部の靭性を保持する上で有利である。
第2表に応力除去焼鈍後の曲げ試験結果を従来溶接法と
比較して示すが、本発明になる溶接方法によれば700
℃×50hの応力除去焼鈍を行なつても割れは発生して
おらず、良好な結果が得られることが明らかである。ま
た、2イCr−1M0鋼母材から、内部装置の一部にわ
たる継手の引張破断試験においては、溶接金属8で破断
したが、その強度は60k,以上であり、内部装置であ
るステンレ又鋼材材において要求されている最低強度5
3kg/一を十分に上廻つていた。以上に詳細に説明し
たように、本発明になる溶接方法は、圧力容器等の内表
面に溶接する内部装置の一部との溶接部分、あるいは当
該溶接部分と接する部分をさらに肉盛して、超低炭素の
ステンレス鋼を使用して溶接することを骨子とするもの
で、当該内部装置の取付け溶接部は溶接後の熱処理を省
略することも可能であり、したがつて熱処理に起因する
脆化を防止することが可能である。
比較して示すが、本発明になる溶接方法によれば700
℃×50hの応力除去焼鈍を行なつても割れは発生して
おらず、良好な結果が得られることが明らかである。ま
た、2イCr−1M0鋼母材から、内部装置の一部にわ
たる継手の引張破断試験においては、溶接金属8で破断
したが、その強度は60k,以上であり、内部装置であ
るステンレ又鋼材材において要求されている最低強度5
3kg/一を十分に上廻つていた。以上に詳細に説明し
たように、本発明になる溶接方法は、圧力容器等の内表
面に溶接する内部装置の一部との溶接部分、あるいは当
該溶接部分と接する部分をさらに肉盛して、超低炭素の
ステンレス鋼を使用して溶接することを骨子とするもの
で、当該内部装置の取付け溶接部は溶接後の熱処理を省
略することも可能であり、したがつて熱処理に起因する
脆化を防止することが可能である。
またクローム系炭化物はもとより、NbCその他の炭化
物、σ相等の析出を十分に抑制することが可能となり、
したがつてこれら炭化物等の析出の母体となるδフエラ
イト母相の少なくするための調整、熱処理等も不要とな
り、またオーステナイト母相中へ主として析出するNb
系炭化物NbCによつて溶接部等の靭性が害されること
も全くみられなくなつた。また溶接部の周辺に発生する
、高温加熱に起因する応力にも耐えることができ、クラ
ツクの発生、クラツクにともなう圧力容器等の水素ガス
損傷の防止にも優れた効果を呈するものであることがわ
かつた。また従来技術になる溶接方法では、溶接後の応
力除去焼鈍、あるいは溶接加熱サイクルによつて脆化が
起こることを防止し、抑制する観点から、溶接作業条件
に大きな制約がみられたが、本発明の溶接方法を適用す
ればこのような溶接施工上の大きな困難はみられず、熟
練した溶接作業者によらないでも高い熱応力に耐え、か
つ靭性に優れた溶接部を得ることが可能となつた。
物、σ相等の析出を十分に抑制することが可能となり、
したがつてこれら炭化物等の析出の母体となるδフエラ
イト母相の少なくするための調整、熱処理等も不要とな
り、またオーステナイト母相中へ主として析出するNb
系炭化物NbCによつて溶接部等の靭性が害されること
も全くみられなくなつた。また溶接部の周辺に発生する
、高温加熱に起因する応力にも耐えることができ、クラ
ツクの発生、クラツクにともなう圧力容器等の水素ガス
損傷の防止にも優れた効果を呈するものであることがわ
かつた。また従来技術になる溶接方法では、溶接後の応
力除去焼鈍、あるいは溶接加熱サイクルによつて脆化が
起こることを防止し、抑制する観点から、溶接作業条件
に大きな制約がみられたが、本発明の溶接方法を適用す
ればこのような溶接施工上の大きな困難はみられず、熟
練した溶接作業者によらないでも高い熱応力に耐え、か
つ靭性に優れた溶接部を得ることが可能となつた。
したがつて経済的にみても、、溶接経費、省力化等の面
でも大きな効果の得られることがわかつた。
でも大きな効果の得られることがわかつた。
第1図及び第2図は従来技術によつて溶接した圧力容器
と肉盛金属、内部装置の一部とクラツクの発生状況を示
した斜視図及び断面図、第3図は本発明になる溶接方法
を説明するための断面図である。 1:圧力容器母材、2:肉盛金属、3:肉盛金属、4:
内部装置の一部、5:溶接金属、6:クラツク、7:肉
盛金属、8:溶接金属。
と肉盛金属、内部装置の一部とクラツクの発生状況を示
した斜視図及び断面図、第3図は本発明になる溶接方法
を説明するための断面図である。 1:圧力容器母材、2:肉盛金属、3:肉盛金属、4:
内部装置の一部、5:溶接金属、6:クラツク、7:肉
盛金属、8:溶接金属。
Claims (1)
- 1 鋼材表面上に接合したステンレス鋼系肉盛金属上に
、同じくステンレス鋼系素材よりなる部品を溶接する方
法において、当該ステンレス鋼系肉盛金属上にさらに別
の炭素含有量が0.03%以下のステンレス鋼系肉盛金
属を部品溶接箇所に少なくとも一層以上肉盛溶接し、か
つ炭素含有量が0.03%以下のステンレス鋼系肉盛金
属と、上記ステンレス鋼系素材よりなる部品との溶接接
合部に同じく炭素含有量が0.03%以下のステンレス
鋼系溶接材を使用することを特徴とする溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5550175A JPS596743B2 (ja) | 1975-05-13 | 1975-05-13 | 溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5550175A JPS596743B2 (ja) | 1975-05-13 | 1975-05-13 | 溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51131436A JPS51131436A (en) | 1976-11-15 |
| JPS596743B2 true JPS596743B2 (ja) | 1984-02-14 |
Family
ID=13000389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5550175A Expired JPS596743B2 (ja) | 1975-05-13 | 1975-05-13 | 溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596743B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61137242U (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-26 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS594971A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-11 | Kawasaki Steel Corp | 肉盛り溶接方法 |
| JP5940311B2 (ja) * | 2012-01-24 | 2016-06-29 | 三菱重工業株式会社 | 接合方法および接合構造 |
-
1975
- 1975-05-13 JP JP5550175A patent/JPS596743B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61137242U (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51131436A (en) | 1976-11-15 |
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