JPS61177325A - ステンレス鋼溶接部の耐食性改善方法 - Google Patents
ステンレス鋼溶接部の耐食性改善方法Info
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- JPS61177325A JPS61177325A JP1818785A JP1818785A JPS61177325A JP S61177325 A JPS61177325 A JP S61177325A JP 1818785 A JP1818785 A JP 1818785A JP 1818785 A JP1818785 A JP 1818785A JP S61177325 A JPS61177325 A JP S61177325A
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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、ステンレス鋼から成る物体の溶接部の耐食性
の改善方法に関する。
の改善方法に関する。
一般にステンレス鋼は耐食性を主目的とする鋼材である
にも拘らず、ステンレス鋼から成る材料を溶接する場合
に、 Ａ、溶接によって加熱（たとえば５００℃ないし９００
℃）された領域に、炭素がクロム炭化物としてその結晶
粒界に析出するため、粒界周辺のクロム量が減少して耐
食性が劣化し、粒界腐食がおこるいわゆる鋭敏化現象を
発生する。
にも拘らず、ステンレス鋼から成る材料を溶接する場合
に、 Ａ、溶接によって加熱（たとえば５００℃ないし９００
℃）された領域に、炭素がクロム炭化物としてその結晶
粒界に析出するため、粒界周辺のクロム量が減少して耐
食性が劣化し、粒界腐食がおこるいわゆる鋭敏化現象を
発生する。
Ｂ、加熱領域が上記の温度範囲以上になる場合、たとえ
ば溶接金属、溶融線直近の溶接熱影響部等のように、最
高加熱温度においてはむしろ溶体化して鋭敏化しないが
、その後の冷却過程において鋭敏化現象が発生する。
ば溶接金属、溶融線直近の溶接熱影響部等のように、最
高加熱温度においてはむしろ溶体化して鋭敏化しないが
、その後の冷却過程において鋭敏化現象が発生する。
第１図はステンレス鋼溶接部の断面図を表わす。
図においてｆ１＋、（１’） はステンレス鋼板、（２
）は溶接金属、（３）、（３′）は溶接熱影響部であっ
て、該溶接金属（２）ならびに溶接熱影響部（３）、（
３′）が鋭敏化部弁となる。ここで上記（３）および（
Ｂ）の現象を、具体的に材質を例示して取りまとめると
第１表の如くになる。
）は溶接金属、（３）、（３′）は溶接熱影響部であっ
て、該溶接金属（２）ならびに溶接熱影響部（３）、（
３′）が鋭敏化部弁となる。ここで上記（３）および（
Ｂ）の現象を、具体的に材質を例示して取りまとめると
第１表の如くになる。
上記鋭敏化現象の対策として、従来次に列記するような
方法が採られてきた。
方法が採られてきた。
ａ、材質：
１、含有炭素量を低減して、結晶粒界にクロム炭化物と
して析出することを阻止する。
して析出することを阻止する。
２、モリブデンを添加して、耐孔食性を向上。
させるとともに、クロムを移動し難くする。
３、ニオブ等の安定化元素を添加し、炭素を安定化する
ことによって、クロム炭化物の析出を阻止する。
ことによって、クロム炭化物の析出を阻止する。
ｂ、溶接施工法：
１、溶接入熱量を低減して、冷却速度を迅速にすること
により、クロム炭化物の析出を阻止する。
により、クロム炭化物の析出を阻止する。
２、鋼管の一場合には、管内面水冷溶接のように溶接部
を裏面から水冷して、冷却速度を迅速にすることにより
、クロム炭化物の析出を阻止する。
を裏面から水冷して、冷却速度を迅速にすることにより
、クロム炭化物の析出を阻止する。
３、また同上の場合に、管内面肉盛溶接によってあらか
じめ耐食性のある材料を肉盛してから、開先加工をした
後に、突合せ溶接を実施する。
じめ耐食性のある材料を肉盛してから、開先加工をした
後に、突合せ溶接を実施する。
Ｃ０熱処理：
溶接後に熱処理を実施して、鋭敏化現象を防止する。
然し以上の各対策ともに一長一短があり、特に各対策と
も材質を高級化せねばならず、かつ施工も複雑化してコ
ストアップとなる欠点を有している。
も材質を高級化せねばならず、かつ施工も複雑化してコ
ストアップとなる欠点を有している。
本発明は、ステンレス鋼の溶接部の鋭敏化現象を排除す
るに際して、上記欠点を排除し、（１）ステンレス鋼の
材質を高級化することなく、従来の材質をそのまま使用
出来る。
るに際して、上記欠点を排除し、（１）ステンレス鋼の
材質を高級化することなく、従来の材質をそのまま使用
出来る。
（２）溶接施工法も特殊な方法を採用する必要がない。
（３） 溶接後の熱処理を必要としない。
従ってコスト低減を計れることを目的とするステンレス
鋼溶接部の耐食性改善方法を提供しようとするものであ
る。
鋼溶接部の耐食性改善方法を提供しようとするものであ
る。
〔問題点を解決するための手段ならびに作用Ｊ上記の問
題点を解決するための本発明ステンレス鋼溶接部の耐食
性改善方法を、以下に掲げる図面により詳細に説明する
。第２図はステンレス鋼の平板を突合せ溶接する場合の
１例を示す。（１）、（１５はステンレス鋼の平板で、
この両鋼板を突合せ溶接施工し、その溶接部の溶接金属
が（２）である。
題点を解決するための本発明ステンレス鋼溶接部の耐食
性改善方法を、以下に掲げる図面により詳細に説明する
。第２図はステンレス鋼の平板を突合せ溶接する場合の
１例を示す。（１）、（１５はステンレス鋼の平板で、
この両鋼板を突合せ溶接施工し、その溶接部の溶接金属
が（２）である。
また該溶接金属（２）の両側のステンレス鋼板＋１１
、（１’）の溶接熱影響部が（３）、（３′）である。
、（１’）の溶接熱影響部が（３）、（３′）である。
溶接金属（２）と溶接熱影響部Ｔ３１、（：３’）とが
、溶接のために鋭敏化して耐食性が劣化した部分（４）
となる。よって該部分（４）ならびにその近傍部の表面
にレーザ光（５）を照射し、ごく表面のみを再溶融させ
る。なおレーザ光（５）は図示の矢印で示すように溶接
方向に添って縦方向に照射しながら、すこしく重ねて横
方向に移動して必要表面を全部照射して行く。レーザは
高エネルギ密度の熱源であって、照射条件を適宜調整す
ることにより低入熱で表面のみを溶融することが可能で
あり、その拡大した断面状態を第３図に示す。この表面
溶融部は急冷されるために微細な凝同組織となって、結
晶粒界におけるクロム炭化物の析出現象が発生せず、鋭
敏化現象が消失する。
、溶接のために鋭敏化して耐食性が劣化した部分（４）
となる。よって該部分（４）ならびにその近傍部の表面
にレーザ光（５）を照射し、ごく表面のみを再溶融させ
る。なおレーザ光（５）は図示の矢印で示すように溶接
方向に添って縦方向に照射しながら、すこしく重ねて横
方向に移動して必要表面を全部照射して行く。レーザは
高エネルギ密度の熱源であって、照射条件を適宜調整す
ることにより低入熱で表面のみを溶融することが可能で
あり、その拡大した断面状態を第３図に示す。この表面
溶融部は急冷されるために微細な凝同組織となって、結
晶粒界におけるクロム炭化物の析出現象が発生せず、鋭
敏化現象が消失する。
なおレーザは伝送することが容易であるので、各種の形
式の溶接継手にこれを適用することが可能である。たと
えば鋼管内面にレーザを照射する場合を第４図に示す。
式の溶接継手にこれを適用することが可能である。たと
えば鋼管内面にレーザを照射する場合を第４図に示す。
すなわちレーザ光（５）を凸レンズ（６）によって集光
し、図示のようにステンレス鋼管００１内に配置した平
面ミラ（７）によってレーザ光線を反射させ、鋼管（Ｉ
Ｇの内面を照射する。この場合該鋼管（１０１を回転し
ながら徐々に前進もしくは後進させて、必要な部分内面
を再溶融させる。なお１パスのレーザ照射では形成され
る溶融部が狭いので、表面を余すところなく均一に溶融
するには、第３図に示すように表面溶融部（９）が相互
にわずか重なり合うようにして、照射位置を徐々に移動
させる。
し、図示のようにステンレス鋼管００１内に配置した平
面ミラ（７）によってレーザ光線を反射させ、鋼管（Ｉ
Ｇの内面を照射する。この場合該鋼管（１０１を回転し
ながら徐々に前進もしくは後進させて、必要な部分内面
を再溶融させる。なお１パスのレーザ照射では形成され
る溶融部が狭いので、表面を余すところなく均一に溶融
するには、第３図に示すように表面溶融部（９）が相互
にわずか重なり合うようにして、照射位置を徐々に移動
させる。
良好な結果を得るためのレーザ照射条件を列記すると、
（１）レーザ光の入熱量は、表面溶融したビードによっ
て溶接金属もしくは溶接熱影響部が鋭敏化しない範囲内
に抑える。
て溶接金属もしくは溶接熱影響部が鋭敏化しない範囲内
に抑える。
（２）１パスのビード巾は、その溶液中が極端に狭いと
、必要な全表面を溶融するのに時間がかかり過ぎ、作業
能率が低下するので、１−以上が望ましい。
、必要な全表面を溶融するのに時間がかかり過ぎ、作業
能率が低下するので、１−以上が望ましい。
（３）ビードの形状は、レーザの照射エネルギによって
左右され、かつ該エネルギは次の関係式で表現される。
左右され、かつ該エネルギは次の関係式で表現される。
レーザ照射エネルギ： Ｅ （ＫＪ／ｍｍ３）レーザ出
カニ Ｐ （ＫＷ） レーザ照射速度：ｖ（ｗ／５ｅｅ） 集光レンズの焦点距離：ｆ（ａｍ） 集光レンズへの入射レーザ径：Ｄ（ｍｍ）レーザ照射位
置：ｈ（ｍｓ）（焦点の位置を０としてし／ズ方向へ測
定した距離。） なお第５図はレーザ照射位置関係を示すもので、レーザ
光（５）を凸レンズ（６）で集光し、その焦点が（２）
となり、試料（１１１を該焦点α２から距離（ｈｌの位
置に配置して、該試料（１１１の表面にレーザ光を照射
する。
カニ Ｐ （ＫＷ） レーザ照射速度：ｖ（ｗ／５ｅｅ） 集光レンズの焦点距離：ｆ（ａｍ） 集光レンズへの入射レーザ径：Ｄ（ｍｍ）レーザ照射位
置：ｈ（ｍｓ）（焦点の位置を０としてし／ズ方向へ測
定した距離。） なお第５図はレーザ照射位置関係を示すもので、レーザ
光（５）を凸レンズ（６）で集光し、その焦点が（２）
となり、試料（１１１を該焦点α２から距離（ｈｌの位
置に配置して、該試料（１１１の表面にレーザ光を照射
する。
本発明の方法にもとづけば、従来の方法に比較してステ
ンレス鋼溶接部の耐食性改善に著しい効果を発揮するこ
とを明確にするために、本発明者が実施した各種の実験
結果を次に詳述する。
ンレス鋼溶接部の耐食性改善に著しい効果を発揮するこ
とを明確にするために、本発明者が実施した各種の実験
結果を次に詳述する。
（１）先づ良好な耐食性を得るための前記のレーザ照射
エネルギの適正条件を実験結果から求めた。
エネルギの適正条件を実験結果から求めた。
すなわち厚さ５ＩＩＩＩＩｌの５ＵＳ４３０のステンレ
ス鋼板（１）から第６図に示す形状の試料αＤを採取し
、その表面中央部に図示のようにレーザビード（８）を
形成した上で、ＪＩＳＧ０５７５ ｒステンレス鋼の硫
酸・硫酸銅腐食試験方法」にもとづく試験を実施した。
ス鋼板（１）から第６図に示す形状の試料αＤを採取し
、その表面中央部に図示のようにレーザビード（８）を
形成した上で、ＪＩＳＧ０５７５ ｒステンレス鋼の硫
酸・硫酸銅腐食試験方法」にもとづく試験を実施した。
その結果を表示すると、次の第２表のようになる。
Ｅが増大すると、当然投与される入熱量も増大し、逆に
レーザビードの溶接金属ならびに溶接熱影響部の冷却速
度が低下するために鋭敏化現象が発生するようになる。
レーザビードの溶接金属ならびに溶接熱影響部の冷却速
度が低下するために鋭敏化現象が発生するようになる。
従って本試験結果からレーザ照射エネルギの適正な上限
値としては、 が好ましい。
値としては、 が好ましい。
一方し−ザ照射エネルギＥとビード巾との相対関係を調
査し、その結果を取りまとめると第７図に示すようにな
る。この場合に既に記述した通りビード巾がｌａａより
狭くなると、表面溶融作業に時間がかかつて却って能率
が低下する。従って本グラフからレーザ照射エネルギの
適正な下限値としては、 が好ましい。
査し、その結果を取りまとめると第７図に示すようにな
る。この場合に既に記述した通りビード巾がｌａａより
狭くなると、表面溶融作業に時間がかかつて却って能率
が低下する。従って本グラフからレーザ照射エネルギの
適正な下限値としては、 が好ましい。
以上両試験結果からレーザ照射エネルギＥの適正条件を
、関係式によって表現すると、のようになり、この範囲
内で本発明を適用することが望ましい。
、関係式によって表現すると、のようになり、この範囲
内で本発明を適用することが望ましい。
（２）次に前記レーザ照射エネルギＥを構成している各
種条件を種々変更の上、その効果を調査した。
種条件を種々変更の上、その効果を調査した。
すなわち第８図に示すように厚さ５Ｉ１ｍの５ＵＳ３０
４ならびに５ＵＳ４３０のステンレス鋼板（１）を、Ｖ
形開先の溶接金属（２）による突合せ溶接継手として試
料ＯＤを製作した上で、５ＵＳ３０４については溶接後
、熱処理（６５０’Ｑ ３０Ｈｒ、空冷）を施した。
４ならびに５ＵＳ４３０のステンレス鋼板（１）を、Ｖ
形開先の溶接金属（２）による突合せ溶接継手として試
料ＯＤを製作した上で、５ＵＳ３０４については溶接後
、熱処理（６５０’Ｑ ３０Ｈｒ、空冷）を施した。
これら試料αＤをすべて第９図に示すように、その全表
面を種々条件の異なるレーザ光で照射して表面溶融部（
９）を形成してから、前項記載と同様の硫酸・硫酸銅腐
食試験を実施した結果を、次の第３表に取りまとめた。
面を種々条件の異なるレーザ光で照射して表面溶融部（
９）を形成してから、前項記載と同様の硫酸・硫酸銅腐
食試験を実施した結果を、次の第３表に取りまとめた。
なおレーザ光としてはＣＯ２レーザを使用し、Ｄ＝５０
ｍｍ ｆ＝１９０．５ｍ であって、その腐食結果を次の記号で示す。
ｍｍ ｆ＝１９０．５ｍ であって、その腐食結果を次の記号で示す。
○：良好な場合、×：粒界腐食発生の場合これらを要約
すると、ＪＫ２．３．４．６．９．１２は５ＵＳ３０４
ならびに５ＵＳ４３０ともに良好な結果を得たが、ム５
．７．８．１０．１１は鋭敏化現象が発生してしまった
。また比較例ｘ１は耐食性は良好であるが、ビード巾が
１ｍｍ以下と小さいため実用に供するには適当でない。
すると、ＪＫ２．３．４．６．９．１２は５ＵＳ３０４
ならびに５ＵＳ４３０ともに良好な結果を得たが、ム５
．７．８．１０．１１は鋭敏化現象が発生してしまった
。また比較例ｘ１は耐食性は良好であるが、ビード巾が
１ｍｍ以下と小さいため実用に供するには適当でない。
以上多数の試験結果を総合判断ずれば、本発明にもとづ
くレーザ光の表面照射による鋭敏化防止方法は、明らか
に従来の何れの方法よりも耐食性の向上が顕著で、しか
も操作が簡単、コスト低下に寄与するところが極めて大
きい。
くレーザ光の表面照射による鋭敏化防止方法は、明らか
に従来の何れの方法よりも耐食性の向上が顕著で、しか
も操作が簡単、コスト低下に寄与するところが極めて大
きい。
第１図はステンレス鋼溶接部の鋭敏化を示す模式図、第
２図は鋼板溶接部表面のレーザ照射を示す斜視図、第３
図は同上表面溶融部の拡大断面図、第４図は鋼管溶接部
の内面をレーザ照射する場合の断面模式図、第５図はレ
ーザ照射位置関係を示す説明図、第６図はレーザビード
を付けた腐食試験用試料の斜視図、第７図は同上試料に
おけるレーザ照射エネルギとビード巾との相対関係図、
第８図は突合せ溶接を行った腐食試験用試料の斜視図、
第９図は同上試料の表面にレーザ照射を施した状態を示
す斜視図である。 １．１′ニステンレス鋼板、２：溶接金属、３．３′：
溶接熱影響部、４：鋭敏化部分、５：レーザ光、６：集
光凸レンズ、７：平面ミラ、８：レーザビード、９：表
面溶融部、１０：鋼管、１１：試料、１２：焦点 第１Ｅ 第２図 第３ｗＡ 籐７図 レーザ照射エネルギ Ｅ （ＫＪ層） 第４図
２図は鋼板溶接部表面のレーザ照射を示す斜視図、第３
図は同上表面溶融部の拡大断面図、第４図は鋼管溶接部
の内面をレーザ照射する場合の断面模式図、第５図はレ
ーザ照射位置関係を示す説明図、第６図はレーザビード
を付けた腐食試験用試料の斜視図、第７図は同上試料に
おけるレーザ照射エネルギとビード巾との相対関係図、
第８図は突合せ溶接を行った腐食試験用試料の斜視図、
第９図は同上試料の表面にレーザ照射を施した状態を示
す斜視図である。 １．１′ニステンレス鋼板、２：溶接金属、３．３′：
溶接熱影響部、４：鋭敏化部分、５：レーザ光、６：集
光凸レンズ、７：平面ミラ、８：レーザビード、９：表
面溶融部、１０：鋼管、１１：試料、１２：焦点 第１Ｅ 第２図 第３ｗＡ 籐７図 レーザ照射エネルギ Ｅ （ＫＪ層） 第４図
Claims (1)
- （１）溶接入熱によつて鋭敏化した溶接金属ならびに溶
接熱影響部とその付近の表面をレーザ光で再溶融するこ
とを特徴とするステンレス鋼溶接物の耐食性改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1818785A JPS61177325A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | ステンレス鋼溶接部の耐食性改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1818785A JPS61177325A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | ステンレス鋼溶接部の耐食性改善方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61177325A true JPS61177325A (ja) | 1986-08-09 |
Family
ID=11964609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1818785A Pending JPS61177325A (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | ステンレス鋼溶接部の耐食性改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61177325A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6412114A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-17 | Daichiku Co Ltd | Manufacture of nail for concealed nail |
| JPH0317234A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-25 | Toshiba Corp | ステンレス鋼の粒界腐食防止方法 |
| JPH05125432A (ja) * | 1991-11-02 | 1993-05-21 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | ステンレス鋼溶接部の高耐食化方法 |
| JP2009012070A (ja) * | 2007-06-07 | 2009-01-22 | Jfe Steel Kk | ステンレス鋼溶接継手の溶接金属およびその形成方法 |
| JP2009012071A (ja) * | 2007-06-07 | 2009-01-22 | Jfe Steel Kk | ステンレス鋼溶接継手の溶接金属およびその形成方法 |
| US8322592B2 (en) | 2008-12-18 | 2012-12-04 | Japan Atomic Energy Agency | Austenitic welding material, and preventive maintenance method for stress corrosion cracking and preventive maintenance method for intergranular corrosion, using same |
| CN108296638A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-07-20 | 河钢股份有限公司承德分公司 | 一种提高连续镀锌产线带钢焊接质量的方法 |
-
1985
- 1985-01-31 JP JP1818785A patent/JPS61177325A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6412114A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-17 | Daichiku Co Ltd | Manufacture of nail for concealed nail |
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| JP2009012070A (ja) * | 2007-06-07 | 2009-01-22 | Jfe Steel Kk | ステンレス鋼溶接継手の溶接金属およびその形成方法 |
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| US8322592B2 (en) | 2008-12-18 | 2012-12-04 | Japan Atomic Energy Agency | Austenitic welding material, and preventive maintenance method for stress corrosion cracking and preventive maintenance method for intergranular corrosion, using same |
| CN108296638A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-07-20 | 河钢股份有限公司承德分公司 | 一种提高连续镀锌产线带钢焊接质量的方法 |
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