JPS6016314B2 - オ−ステナイト系ステンレス鋼の溶接方法 - Google Patents
オ−ステナイト系ステンレス鋼の溶接方法Info
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- JPS6016314B2 JPS6016314B2 JP13189776A JP13189776A JPS6016314B2 JP S6016314 B2 JPS6016314 B2 JP S6016314B2 JP 13189776 A JP13189776 A JP 13189776A JP 13189776 A JP13189776 A JP 13189776A JP S6016314 B2 JPS6016314 B2 JP S6016314B2
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- Japan
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- welding
- stainless steel
- austenitic stainless
- ferrite
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はオーステナィト系ステンレス鋼、特に、原子炉
用オーステナィト系ステンレス鋼配管、その他腐食環境
で使用されるオーステナィト系ステンレス鋼溶接構造物
の熔接方法に関するものである。
用オーステナィト系ステンレス鋼配管、その他腐食環境
で使用されるオーステナィト系ステンレス鋼溶接構造物
の熔接方法に関するものである。
オーステナイト系ステンレス鋼は溶接すると、熱影響部
の接合部から少し離れた５００〜８００００に加熱され
た範囲に、炭化物の粒界析出を起した部分、いわゆる、
鋭敏化領域を生ずる。
の接合部から少し離れた５００〜８００００に加熱され
た範囲に、炭化物の粒界析出を起した部分、いわゆる、
鋭敏化領域を生ずる。
このように鋭敏化領域の生じたオーステナィト系ステン
レス鋼は腐食環境下で使用すると、鋭敏化領域が粒界腐
食（いわゆるＷｅｌｄｄｅｃａｙ）を生じ、残留応力が
存在すると応力腐食割れが発生する。近年多数発生した
原子炉のオーステナィト系ステンレス鋼配管の溶接熱影
響部における応力腐食割れ（Ｓ口ｅｓｓＣｏｎｏｓｉｏ
ｎＣｒａｃｋｉｎｇ、以下ＳＣＣと称する）はこのよう
な点に原因が存するもので、このための対策として、溶
接入熱を少なくしたり、内面水袷溶接、内面肉盛溶接な
どの方法が用いられている。
レス鋼は腐食環境下で使用すると、鋭敏化領域が粒界腐
食（いわゆるＷｅｌｄｄｅｃａｙ）を生じ、残留応力が
存在すると応力腐食割れが発生する。近年多数発生した
原子炉のオーステナィト系ステンレス鋼配管の溶接熱影
響部における応力腐食割れ（Ｓ口ｅｓｓＣｏｎｏｓｉｏ
ｎＣｒａｃｋｉｎｇ、以下ＳＣＣと称する）はこのよう
な点に原因が存するもので、このための対策として、溶
接入熱を少なくしたり、内面水袷溶接、内面肉盛溶接な
どの方法が用いられている。
第１図はその一例を示すもので、内面肉盛溶接し、突合
せ溶接したオーステナィト系ステンレス鋼管の溶接部を
示しており、ステンレス鋼管（母村１）の関先都内面を
応力腐食割れの発生し‘こくい数％の６フェライトを含
むオーステナィトよりなる溶着金属を用いて肉盛りする
ことによって応力腐食割れを防止する方法が提案されて
いる。この方法は、管内面をステンレス溶着金属２で肉
盛りしたのち、容体化処理により母材熱影響部の鋭敏化
組織を正常組織に改善して開先加工を行ない、突合せ溶
接するものである。なお、第１図の３は溶接金属、４は
熱影響部を示している。しかし、この方法では、肉盛溶
接によって得られた６フェライト含むオーステナイト落
着金属が溶体化処理により１０００ｑｏ以上の溶体化温
度城に保持されるため、６フェライト中に多量に含まれ
るクロム、桂素などのフェライト生成元素がオーステナ
ィト相に拡散し６フェライト→オ−ステナイト の変態を生じ、６フェライトが減少または消滅し、肉盛
溶接した効果が失なわれる。
せ溶接したオーステナィト系ステンレス鋼管の溶接部を
示しており、ステンレス鋼管（母村１）の関先都内面を
応力腐食割れの発生し‘こくい数％の６フェライトを含
むオーステナィトよりなる溶着金属を用いて肉盛りする
ことによって応力腐食割れを防止する方法が提案されて
いる。この方法は、管内面をステンレス溶着金属２で肉
盛りしたのち、容体化処理により母材熱影響部の鋭敏化
組織を正常組織に改善して開先加工を行ない、突合せ溶
接するものである。なお、第１図の３は溶接金属、４は
熱影響部を示している。しかし、この方法では、肉盛溶
接によって得られた６フェライト含むオーステナイト落
着金属が溶体化処理により１０００ｑｏ以上の溶体化温
度城に保持されるため、６フェライト中に多量に含まれ
るクロム、桂素などのフェライト生成元素がオーステナ
ィト相に拡散し６フェライト→オ−ステナイト の変態を生じ、６フェライトが減少または消滅し、肉盛
溶接した効果が失なわれる。
そのため、第２図に示すように母材１に内面肉盛溶接２
１を行なし、溶体化処理した後、突合せ溶接を行なう際
に鋭敏化組織を生じ易い範囲に肉盛溶接２２を行ない６
フェライト量を確保する方法もあるが、この方法におい
ては新しい熱影響部が生ずる欠点がある。また、肉盛溶
接では成分の均一化および溶着量確保のため２層または
３層の積層を行なうので、母材の変形が大きく、鋼管の
突合せ溶接のように関先精度を必要とする部分において
は溶接変形が問題となり、変形防止のために多くの手数
と溶接施工条件の制約を受ける。
１を行なし、溶体化処理した後、突合せ溶接を行なう際
に鋭敏化組織を生じ易い範囲に肉盛溶接２２を行ない６
フェライト量を確保する方法もあるが、この方法におい
ては新しい熱影響部が生ずる欠点がある。また、肉盛溶
接では成分の均一化および溶着量確保のため２層または
３層の積層を行なうので、母材の変形が大きく、鋼管の
突合せ溶接のように関先精度を必要とする部分において
は溶接変形が問題となり、変形防止のために多くの手数
と溶接施工条件の制約を受ける。
本発明はオーステナィト系ステンレス鋼構造物の溶接部
の応力腐食割れを防止し得る溶接作業の容易な溶接方法
を提供することを目的とするもので、オーステナィト系
ステンレス鋼を母材とし、溶加材を使用せずに又は使用
して溶接する方法において、該溶接を実施する前に、あ
らかじめ該溶接によって熱影響を受ける母材の表層部を
熱エネルギーを与えて溶接状態にしたのち凝固させるこ
とにより溶接部に６フェライトを生成せしめておくこと
を特徴とするものである。
の応力腐食割れを防止し得る溶接作業の容易な溶接方法
を提供することを目的とするもので、オーステナィト系
ステンレス鋼を母材とし、溶加材を使用せずに又は使用
して溶接する方法において、該溶接を実施する前に、あ
らかじめ該溶接によって熱影響を受ける母材の表層部を
熱エネルギーを与えて溶接状態にしたのち凝固させるこ
とにより溶接部に６フェライトを生成せしめておくこと
を特徴とするものである。
すなわち、本発明は、従来のステンレス鋼管の開先付近
の管内面に耐ＳＣＣ性の大きい、数％〜十数％の６フェ
ライトを含むオーステナィトからなる金属組織をもつ溶
着金属を肉盛りする方法の代りに例えばＴＩＣ（Ｔ肌鮫
ｔｅｎ１ＭｒｔＧａｓ）によりステンレス鋼管の内面の
必要範囲に溶加材を用いずアー熱により溶融ビードを置
き、溶融凝固層を生成するのみで、肉盛溶接と同等の耐
ＳＣＣ性を与える方法である。
の管内面に耐ＳＣＣ性の大きい、数％〜十数％の６フェ
ライトを含むオーステナィトからなる金属組織をもつ溶
着金属を肉盛りする方法の代りに例えばＴＩＣ（Ｔ肌鮫
ｔｅｎ１ＭｒｔＧａｓ）によりステンレス鋼管の内面の
必要範囲に溶加材を用いずアー熱により溶融ビードを置
き、溶融凝固層を生成するのみで、肉盛溶接と同等の耐
ＳＣＣ性を与える方法である。
鋼管の突合せ溶接時に溶接入熱によって鋭敏化される範
囲の管内面表層部を、例えば、Ｔに溶接法によりアーク
溶融すると、その後の凝固過程においてＬ（融液）→６
（デルタフェライト）十６（オーステナイト） となり６フェライトを生ずること、すなわち、オーステ
ナイト系ステンレス鋼母村を溶融させるのみで、溶接棒
を使用しなくても母材の全オーステナィト組織が粒界腐
食に強い６フェライトを数％含むオーステナイト組織に
変化することを見出したことにもとづいてなされたもの
である。
囲の管内面表層部を、例えば、Ｔに溶接法によりアーク
溶融すると、その後の凝固過程においてＬ（融液）→６
（デルタフェライト）十６（オーステナイト） となり６フェライトを生ずること、すなわち、オーステ
ナイト系ステンレス鋼母村を溶融させるのみで、溶接棒
を使用しなくても母材の全オーステナィト組織が粒界腐
食に強い６フェライトを数％含むオーステナイト組織に
変化することを見出したことにもとづいてなされたもの
である。
なお、通常のオーステナィト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３
０４，ＳＵＳ３０山等）は溶体化処理されており、受入
時においては完全にオーステナィト組織になっているが
、、これを一且溶融させると、藤液より凝固する際に６
フェライトが生成するような成分範囲にある。
０４，ＳＵＳ３０山等）は溶体化処理されており、受入
時においては完全にオーステナィト組織になっているが
、、これを一且溶融させると、藤液より凝固する際に６
フェライトが生成するような成分範囲にある。
従って、このような材料でＳＣＣ性を要求する部分を作
製しておけば、本発明の溶接方法を実施することができ
、熱影響を受けても、肉盛熔接と同様に粒界における炭
化物の析出による鋭敏化を防止でき、かつ母材の鋭敏化
が著しく少ないので溶体化処理を省略できる。以下、実
施例について説明する。この実施例において用いたオー
ステナィト系ステンレス鋼はＳＵＳ３０４およびＳＵＳ
３０４母材であって、第１表にその化学組成を示す。
製しておけば、本発明の溶接方法を実施することができ
、熱影響を受けても、肉盛熔接と同様に粒界における炭
化物の析出による鋭敏化を防止でき、かつ母材の鋭敏化
が著しく少ないので溶体化処理を省略できる。以下、実
施例について説明する。この実施例において用いたオー
ステナィト系ステンレス鋼はＳＵＳ３０４およびＳＵＳ
３０４母材であって、第１表にその化学組成を示す。
第１表
これらのオーステナィト系ステンレス鋼母村をＴＩＣ溶
接により、溶接電流１２私、ァーク電圧１０．５Ｖ、溶
接密度１６肌／ｍｉｎの溶接条件により、溶加材を用い
ないで溶融ビードを導いた。
接により、溶接電流１２私、ァーク電圧１０．５Ｖ、溶
接密度１６肌／ｍｉｎの溶接条件により、溶加材を用い
ないで溶融ビードを導いた。
第３図はこの状態を示すもので、５は母材１の管内面の
ＴＩＧアークによる溶融部を示している。この溶融操作
を行なったオーステナィト系ステンレス鋼は、フェライ
トインジケータにより測定した所、、 日
， ・ 、
］［ 一トが０％であったものにおいて、７．５
〜１０％の６フェライトが測定された。つぎに、溶接入
熱によるオーステナィト系ステンレス鋼母村の粒界炭化
物の析出中（いわゆるＷｅｌｄｄｅｃａｙの中）をＳＵ
Ｓ３０４母材について試験した結果を第２表に示す。
ＴＩＧアークによる溶融部を示している。この溶融操作
を行なったオーステナィト系ステンレス鋼は、フェライ
トインジケータにより測定した所、、 日
， ・ 、
］［ 一トが０％であったものにおいて、７．５
〜１０％の６フェライトが測定された。つぎに、溶接入
熱によるオーステナィト系ステンレス鋼母村の粒界炭化
物の析出中（いわゆるＷｅｌｄｄｅｃａｙの中）をＳＵ
Ｓ３０４母材について試験した結果を第２表に示す。
なお、第２表に第２表
は比較のためにＴＩＣ溶接の場合の他に従来行なわれて
いる被覆アーク溶接の場合についても示した。
いる被覆アーク溶接の場合についても示した。
それぞれ適用可能な範囲の入熱量についてＷｅｌｄ ｄ
ｅｃａｙ中を比較した結果を示すもので、ＴＩＣ溶接の
場合のＷｅｌｄｄｅｃａｙの中は被覆アーク溶接に較べ
て極めて小さく、低入熱側で、ＴＩＧ溶接すれば溶体化
処理を行なう必要はない。なお、上記の実施例において
は、熱エネルギーを与え母材の表層部に６フェライトを
生成せしめる手段としてＴＩＧアークによる方法を示し
たがこの方法の他に、プラズマを用いる方等、電極自身
が消耗しない高温発生手段なら同様に用いることができ
る。
ｅｃａｙ中を比較した結果を示すもので、ＴＩＣ溶接の
場合のＷｅｌｄｄｅｃａｙの中は被覆アーク溶接に較べ
て極めて小さく、低入熱側で、ＴＩＧ溶接すれば溶体化
処理を行なう必要はない。なお、上記の実施例において
は、熱エネルギーを与え母材の表層部に６フェライトを
生成せしめる手段としてＴＩＧアークによる方法を示し
たがこの方法の他に、プラズマを用いる方等、電極自身
が消耗しない高温発生手段なら同様に用いることができ
る。
また、上記の実施例に示す如く、この溶接方法は溶加材
を用いる必要はないが、使用される母材によっては、母
村よりもフェライト生成元素を多量に含む溶加材を用い
、溶融部の化学成分の調整を行なう方がよい場合がある
。
を用いる必要はないが、使用される母材によっては、母
村よりもフェライト生成元素を多量に含む溶加材を用い
、溶融部の化学成分の調整を行なう方がよい場合がある
。
このフェライト生成元素としては、例えば、クロム、珪
素、マンガン、ニオブの少なくとも１種が用いられる。
また、この溶接法の適用される母材の形状は、板、管、
降等に適用可能であり、板および管においては、それぞ
れ、片面または両面について、その一部または全部に適
用可能である。なお、この溶接法は、管のように、溶接
作業の実施が容易でなく、かつ、精度の要求される母材
の溶薮においては特に効果がある。すなわち、実施例記
載の溶接方法においては、‘１１ 入熱量が少なく、母
材の鋭敏化が殆んど生じないので溶体化処理が不要であ
る。
素、マンガン、ニオブの少なくとも１種が用いられる。
また、この溶接法の適用される母材の形状は、板、管、
降等に適用可能であり、板および管においては、それぞ
れ、片面または両面について、その一部または全部に適
用可能である。なお、この溶接法は、管のように、溶接
作業の実施が容易でなく、かつ、精度の要求される母材
の溶薮においては特に効果がある。すなわち、実施例記
載の溶接方法においては、‘１１ 入熱量が少なく、母
材の鋭敏化が殆んど生じないので溶体化処理が不要であ
る。
（２’ 肉盛溶接法の場合、溶体化処理すると８フェラ
イトはオーステナィト化するため、著しく減少または消
失するので、さらに追加肉盛が必要であるが、その必要
はない。
イトはオーステナィト化するため、著しく減少または消
失するので、さらに追加肉盛が必要であるが、その必要
はない。
‘３｝ 溶接は初層のみでよく、溶接棒も不要であり、
溶接作業が容易である。
溶接作業が容易である。
‘４１ 溶接変形が殆んどないので変形防止対策が不要
である。
である。
‘５｝ 内面溶接前の肉盛開先加工および溶接後の仕上
加工が不要である。
加工が不要である。
【６１ 肉盛溶接法では、溶体化処理後の肉盛溶接時の
鋭敏化により応力腐食割れ感受性が増加するが、このよ
うな感受性の増加は起らない。
鋭敏化により応力腐食割れ感受性が増加するが、このよ
うな感受性の増加は起らない。
以上の記載より明らかな如く、本発明はオーステナィト
系ステンレス鋼の溶接方法は、容易な溶接作業でオ−ス
テナィト系ステンレス鋼構造物の溶接部の応力腐食割れ
を防止し得るものであって、工業的効果の大なるもので
ある。
系ステンレス鋼の溶接方法は、容易な溶接作業でオ−ス
テナィト系ステンレス鋼構造物の溶接部の応力腐食割れ
を防止し得るものであって、工業的効果の大なるもので
ある。
第１図は従来の溶接方法用いた管熔接部の断面図、第２
図は従来の他の溶藤方法を用いた管の断面図、第３図は
本発明の一実施例の管の断面図である。 符号の説明 １・・・母村、５・・・溶融層。 ★′■多２図 多３図
図は従来の他の溶藤方法を用いた管の断面図、第３図は
本発明の一実施例の管の断面図である。 符号の説明 １・・・母村、５・・・溶融層。 ★′■多２図 多３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ オーステナイト系ステンレス鋼を母材とし、溶加材
を使用せずに又は使用して溶接する方法において、該溶
接を実施する前に、あらかじめ該溶接によつて熱影響を
受ける母材の表層部に熱エネルギーを与えて溶融状態に
したのち凝固させることにより、溶融部にδフエライト
を生成せしめておくことを特徴とするオーステナイト系
ステンレス鋼の溶接方法。 ２ 前記熱エネルギーをアーク、プラズマの何れかによ
つて与える特許請求の範囲第１項記載のオーステナイト
系ステンレス鋼の溶接方法。 ３ 前記溶加材が、前記母材よりもフエライト生成元素
を多量に含み、前記溶接部の化学成分の調整を行なう特
許請求の範囲第１項または第２項記載のオーステナイト
系ステンレス鋼の溶接方法。 ４ 前記フエライト生成元素が、クロム、硅素、マンガ
ン、ニオブよりなる群から選んだ少なくとも１種よりな
る特許請求の範囲第３項記載のオーステナイト系ステン
レス鋼の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13189776A JPS6016314B2 (ja) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | オ−ステナイト系ステンレス鋼の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13189776A JPS6016314B2 (ja) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | オ−ステナイト系ステンレス鋼の溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5356134A JPS5356134A (en) | 1978-05-22 |
| JPS6016314B2 true JPS6016314B2 (ja) | 1985-04-24 |
Family
ID=15068703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13189776A Expired JPS6016314B2 (ja) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | オ−ステナイト系ステンレス鋼の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016314B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE8904065L (sv) * | 1988-12-07 | 1990-06-08 | Hitachi Ltd | Metod att foerbaettra egenskaperna hos svetsare paa austenitiskt rostfritt staal |
-
1976
- 1976-11-01 JP JP13189776A patent/JPS6016314B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5356134A (en) | 1978-05-22 |
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