JPS62144883A - 異材チユ−ブの接合方法 - Google Patents
異材チユ−ブの接合方法Info
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- JPS62144883A JPS62144883A JP28570585A JP28570585A JPS62144883A JP S62144883 A JPS62144883 A JP S62144883A JP 28570585 A JP28570585 A JP 28570585A JP 28570585 A JP28570585 A JP 28570585A JP S62144883 A JPS62144883 A JP S62144883A
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
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〕
本発明は異材チューブの接合方法に関し、詳しくはボイ
ラー、化学機械、原子力用チューブの異材継手部の溶接
方法に関する。
ラー、化学機械、原子力用チューブの異材継手部の溶接
方法に関する。
一般にフェライト系の鋼の間の異材溶接には、溶接材料
としては、そのどちらか一方の鋼と同組成溶接材料を用
いるか、あるいはその中間組成のものを用いる。第１表
にｈｗｓ（米国溶接規格）の推奨例を示した。またフェ
ライト系鋼とオーステナイト系鋼の溶接においては使用
する溶接材料はオーステナイト系の溶接材料を用い、中
でもフェライト系鋼の希釈を受けても、なおオーステナ
イト組織を保つ高Ｏｒ −Ｎｉ合金鋼が用いられる。第
１表では高Ｎｉ 合金系の７５ Ｎｉ −１６Ｏｒ −
７Ｆｅ Ｘ あるいはステンレス鋼系の２５ Ｃｒ
−１２Ｎｉ系（Ｄ３０９）があげられている。
としては、そのどちらか一方の鋼と同組成溶接材料を用
いるか、あるいはその中間組成のものを用いる。第１表
にｈｗｓ（米国溶接規格）の推奨例を示した。またフェ
ライト系鋼とオーステナイト系鋼の溶接においては使用
する溶接材料はオーステナイト系の溶接材料を用い、中
でもフェライト系鋼の希釈を受けても、なおオーステナ
イト組織を保つ高Ｏｒ −Ｎｉ合金鋼が用いられる。第
１表では高Ｎｉ 合金系の７５ Ｎｉ −１６Ｏｒ −
７Ｆｅ Ｘ あるいはステンレス鋼系の２５ Ｃｒ
−１２Ｎｉ系（Ｄ３０９）があげられている。
フェライト系の鋼の間の異材溶接においては溶接後熱処
理を行うと、ボンド部を境にして炭素含有量の高い側か
ら低い側へ、あるいはＣｒなど炭素と親和力の高い元素
を含有する場合、その元素の少ない側から高い側へ炭素
が移動する現象が起こる。これを炭素移動とよばれてい
る。第１２図に１．２５ ％ Ｃｒ−α５％ＭＯ鋼と５
ＺＣτ−α５％ＭＯ溶接金属との間に発生した炭素移動
の例を示す。第１２図において、７は１．２５％Ｏｒ
−（Ｌ ５％Ｍｏ鋼、９は５ ％ Ｏｒ−１５４Ｍｏ鋼
、 １０は５ ％ Ｏｒ −（Ｌ ５ ％ Ｍｏ鋼溶接
金属、１２はビッカース硬さ測定位置及び方向、１５は
融合線、１６は熱影響部、１７は浸炭層、１８は脱炭層
を示す。低ｃｒ母材７側に脱炭層１８が生じ、引張り強
度及びクリープ強度低下の原因となる一方、高ｃｒ溶接
金属１ｏ側には炭化物の析出が多く、硬化１７しておυ
ぜい化する。
理を行うと、ボンド部を境にして炭素含有量の高い側か
ら低い側へ、あるいはＣｒなど炭素と親和力の高い元素
を含有する場合、その元素の少ない側から高い側へ炭素
が移動する現象が起こる。これを炭素移動とよばれてい
る。第１２図に１．２５ ％ Ｃｒ−α５％ＭＯ鋼と５
ＺＣτ−α５％ＭＯ溶接金属との間に発生した炭素移動
の例を示す。第１２図において、７は１．２５％Ｏｒ
−（Ｌ ５％Ｍｏ鋼、９は５ ％ Ｏｒ−１５４Ｍｏ鋼
、 １０は５ ％ Ｏｒ −（Ｌ ５ ％ Ｍｏ鋼溶接
金属、１２はビッカース硬さ測定位置及び方向、１５は
融合線、１６は熱影響部、１７は浸炭層、１８は脱炭層
を示す。低ｃｒ母材７側に脱炭層１８が生じ、引張り強
度及びクリープ強度低下の原因となる一方、高ｃｒ溶接
金属１ｏ側には炭化物の析出が多く、硬化１７しておυ
ぜい化する。
フェライト系鋼とオーステナイト系鋼の溶接においてオ
ーステナイト系ステンレス鋼を使用した場合、ボンド近
傍に１００μｍ程度の幅でマルテンサイト状の組織が表
われ、低温でぜい化しやすく、また溶接後熱処理を行う
ことによりボンド部のオーステナイトステンレス鋼中に
浸炭層が生じ、その炭化物の析出密度が高いため強い硬
化、ぜい化が認められ曲げ延性がそこなわれる。そこで
炭素の拡散を抑え炭素移動がオーステナイト系ステンレ
ス鋼よシはるかに少す高Ｎｉ 合金溶接材料の使用が望
ましいが高温割れを発生しやすく作業性に難点があり、
更に溶接材料が高価となる。
ーステナイト系ステンレス鋼を使用した場合、ボンド近
傍に１００μｍ程度の幅でマルテンサイト状の組織が表
われ、低温でぜい化しやすく、また溶接後熱処理を行う
ことによりボンド部のオーステナイトステンレス鋼中に
浸炭層が生じ、その炭化物の析出密度が高いため強い硬
化、ぜい化が認められ曲げ延性がそこなわれる。そこで
炭素の拡散を抑え炭素移動がオーステナイト系ステンレ
ス鋼よシはるかに少す高Ｎｉ 合金溶接材料の使用が望
ましいが高温割れを発生しやすく作業性に難点があり、
更に溶接材料が高価となる。
本発明は予め各々の異材料を、Ｎｉ箔又は高Ｎｉ 合金
箔をインサート材として拡散あるいは熱間圧延接合後、
チューブ状としたトランジションピースを製作し、該ト
ランジションピースを異材チューブの中間に介在させて
、夫々の側を同材料溶接することを特徴とする異材チュ
ーブの接合方法である。
箔をインサート材として拡散あるいは熱間圧延接合後、
チューブ状としたトランジションピースを製作し、該ト
ランジションピースを異材チューブの中間に介在させて
、夫々の側を同材料溶接することを特徴とする異材チュ
ーブの接合方法である。
本発明の第１の実施態様を第１図〜第５図によって詳述
する。
する。
先ず、第１図に示すように、夫々の材質の鋼板（こ＼で
はフェライト系鋼２４、フェライト系鋼又はオーステナ
イト系ステンレス鋼２５）を、Ｎｉ箔または高Ｎｉ基合
金箔（インコネル等）５をインサート材として拡散また
は熱間圧延法により接合し、この接合材から機械加工に
より、チューブ状のトランジションピース６を製作する
。
はフェライト系鋼２４、フェライト系鋼又はオーステナ
イト系ステンレス鋼２５）を、Ｎｉ箔または高Ｎｉ基合
金箔（インコネル等）５をインサート材として拡散また
は熱間圧延法により接合し、この接合材から機械加工に
より、チューブ状のトランジションピース６を製作する
。
トランジションピースの製作に当って採用される拡散接
合の条件は、例えば、インサート材厚１０μｍ〜１電、
加熱温度８００〜１０５０℃、加圧力０．５〜３ゆ７１
ｍ”、加熱時間Ｑ、５〜１０時間、雰囲気不活性又は１
０−” トール以下である。又熱間圧延接合条件は、例
えば圧延温度１０５０Ｃ，圧下率５、インサート材厚１
ｍである。
合の条件は、例えば、インサート材厚１０μｍ〜１電、
加熱温度８００〜１０５０℃、加圧力０．５〜３ゆ７１
ｍ”、加熱時間Ｑ、５〜１０時間、雰囲気不活性又は１
０−” トール以下である。又熱間圧延接合条件は、例
えば圧延温度１０５０Ｃ，圧下率５、インサート材厚１
ｍである。
このトランジションピース６を第２図に示すように異材
チューブ間に介在させて、同種材料溶接によって夫々を
溶接する。
チューブ間に介在させて、同種材料溶接によって夫々を
溶接する。
第２図において、１はフェライト系鋼チューブ（トラン
ジションピース６のフェライト鋼２４と同質又は近似）
、３はフェライト系鋼又はオーステナイト系ステンレス
鋼チューブ（但し、１とは異材で、トランジションピー
スのフェライト系鋼又はオーステナイト系ステンレス鋼
２４と同質または近似）、２はフェライト鋼系チューブ
１（又はトランジションピース６のフェライト系鋼２４
）と共金の溶接金属、４はフェライト系鋼又はオーステ
ナイト系ステンレス鋼チューブ５（又はトランジション
ピース６のフェライト系鋼又はオーステナイト系ステン
レス鋼２５）と共金の溶接金属、５はトランジションピ
ースのインサート材、６はトランジションピースである
。
ジションピース６のフェライト鋼２４と同質又は近似）
、３はフェライト系鋼又はオーステナイト系ステンレス
鋼チューブ（但し、１とは異材で、トランジションピー
スのフェライト系鋼又はオーステナイト系ステンレス鋼
２４と同質または近似）、２はフェライト鋼系チューブ
１（又はトランジションピース６のフェライト系鋼２４
）と共金の溶接金属、４はフェライト系鋼又はオーステ
ナイト系ステンレス鋼チューブ５（又はトランジション
ピース６のフェライト系鋼又はオーステナイト系ステン
レス鋼２５）と共金の溶接金属、５はトランジションピ
ースのインサート材、６はトランジションピースである
。
本発明筒１の実施態様は、異材チューブ間に、上述した
ようなトランジションピースを介在させて、夫々を同材
料溶接するので炭素の拡散を著しく抑制できるものであ
る。
ようなトランジションピースを介在させて、夫々を同材
料溶接するので炭素の拡散を著しく抑制できるものであ
る。
〔第１実施態様の実施例１〕
第３図にインコネル系合金をインサート材として、１．
２５％０ｒ−１５％ＭＯ鋼と５％Ｃｒ −ｌ ５ ％
Ｍｏ鋼を拡散溶接または熱間圧延により製作したトラン
ジションピースヲ用いて１．２５係０ｒ−１５チＭＯ鋼
チューブと５％Ｃｒ−α５Ｍｏ チューブを接合し、７
００℃×８時間の溶接後熱処理した場合の異材境界部、
つまりトランジションピースの接合部の硬さ分布を示す
。
２５％０ｒ−１５％ＭＯ鋼と５％Ｃｒ −ｌ ５ ％
Ｍｏ鋼を拡散溶接または熱間圧延により製作したトラン
ジションピースヲ用いて１．２５係０ｒ−１５チＭＯ鋼
チューブと５％Ｃｒ−α５Ｍｏ チューブを接合し、７
００℃×８時間の溶接後熱処理した場合の異材境界部、
つまりトランジションピースの接合部の硬さ分布を示す
。
第３図において、７は１．２５係Ｏｒ−α５％ＭＯ鋼チ
ューブ、８は同鋼溶接金属、９は５％Ｃｒ −０，５％
ＭＯ鋼チューブ、１０は同鋼溶接金属、１１はトランジ
ションピースのインコネル系合金インサート材、１２は
ビッカース硬さ測定位置及び方向、１３は１．２５ ％
Ｏｒ −０，５ＳＭｏ 鋼と５％Ｃｒ −０，５係
ＭＯ鋼をインコネル系合金をインサート材として拡散溶
接まだは熱間圧延後チューブ状に加工されたトランジシ
ョンピースである。
ューブ、８は同鋼溶接金属、９は５％Ｃｒ −０，５％
ＭＯ鋼チューブ、１０は同鋼溶接金属、１１はトランジ
ションピースのインコネル系合金インサート材、１２は
ビッカース硬さ測定位置及び方向、１３は１．２５ ％
Ｏｒ −０，５ＳＭｏ 鋼と５％Ｃｒ −０，５係
ＭＯ鋼をインコネル系合金をインサート材として拡散溶
接まだは熱間圧延後チューブ状に加工されたトランジシ
ョンピースである。
この第３図よシ、第１２図において示したような脱炭及
び浸炭層が全く見られないことが分る。
び浸炭層が全く見られないことが分る。
〔第１実施態様の実施例２〕
第４図に５ＵＳ３０４と２．２５％０ｒ−１％ＭＯ鋼チ
ューブをインコネル系合金をインサート材として拡散溶
接したトランジションピースヲ用いた場合の異材境界部
、つまり拡散接合部の硬さ部分を示す。
ューブをインコネル系合金をインサート材として拡散溶
接したトランジションピースヲ用いた場合の異材境界部
、つまり拡散接合部の硬さ部分を示す。
第４図において、１１はトランジションピースのインコ
ネル系合金インサート材、１２はビッカース硬さ測定位
置及び方向、１９は２．２５％Ｃｒ −１係Ｍｏ鋼チュ
ーブ、２０は同素溶接金属、２１は５ＴＪＳ ５０４チ
ユーブ、２２は同鋼溶接金属である。
ネル系合金インサート材、１２はビッカース硬さ測定位
置及び方向、１９は２．２５％Ｃｒ −１係Ｍｏ鋼チュ
ーブ、２０は同素溶接金属、２１は５ＴＪＳ ５０４チ
ユーブ、２２は同鋼溶接金属である。
これに対して５ＵＳ３０４チユーブ２１と２．２５％Ｃ
ｒ −１％Ｍｏ鋼チューブ１９とをＤ３０９溶接材で溶
接したところ第５図のような結果となり、Ｈｖ３８０程
度の炭化物層が見られた。
ｒ −１％Ｍｏ鋼チューブ１９とをＤ３０９溶接材で溶
接したところ第５図のような結果となり、Ｈｖ３８０程
度の炭化物層が見られた。
本発明の第２の実施態様を第６図〜第１１図によって詳
述する。
述する。
第２の実施態様が第１の実施態様と異なる点は、トラン
ジションピースの製作手段と、その結果構造的に第１の
実施態様のトランジションピースとも相違するトランジ
ションピースヲ用いて異材チューブを接合する点である
。
ジションピースの製作手段と、その結果構造的に第１の
実施態様のトランジションピースとも相違するトランジ
ションピースヲ用いて異材チューブを接合する点である
。
第１図に関し第１の実施態様を説明したように、夫々の
材質の鋼板を、Ｎｉ箔または高Ｎｉ合金箔をインサート
材として拡散または熱間圧延法により接合するまでは同
じであるが、この接合材から機械加工により第６図に示
すような中実の円柱状部材を製作する。第６図において
５はインサート材、２４はフェライト系鋼、２５はフェ
ライト系鋼又はオーステナイト系ステンレス鋼（２４と
異材）である。
材質の鋼板を、Ｎｉ箔または高Ｎｉ合金箔をインサート
材として拡散または熱間圧延法により接合するまでは同
じであるが、この接合材から機械加工により第６図に示
すような中実の円柱状部材を製作する。第６図において
５はインサート材、２４はフェライト系鋼、２５はフェ
ライト系鋼又はオーステナイト系ステンレス鋼（２４と
異材）である。
この中実の円柱状部材を第７図及び第８図に示すように
、該円柱状部材の接合面（すなわちインサート材５の面
）に直角の方向に押出し加工することによって、第９図
に示すようなチューブ状トランジションピースを製作す
る。
、該円柱状部材の接合面（すなわちインサート材５の面
）に直角の方向に押出し加工することによって、第９図
に示すようなチューブ状トランジションピースを製作す
る。
なお、第７図乃至第９図において、第６図と同一符号は
第６図に説明した部材と同一部を示し、２６はコンテナ
、２７はポンチである。
第６図に説明した部材と同一部を示し、２６はコンテナ
、２７はポンチである。
このようにして製作されたトランジションピースは第９
図から明らかなように、トランジションピースの接合面
５がチューブの軸方向に直角でないため接合界面に負荷
される応力が小さく高温クリープなどに対して良好なも
のである。
図から明らかなように、トランジションピースの接合面
５がチューブの軸方向に直角でないため接合界面に負荷
される応力が小さく高温クリープなどに対して良好なも
のである。
このトランジションピースは、前記第１の実施態様にお
いて詳述したトランジションピースと同じように使用さ
れる。
いて詳述したトランジションピースと同じように使用さ
れる。
〔第２実施態様の実施例１〕
第９図に示したトランジションピースを用いる外は、第
１の実施態様の実施例１と全く同様の材料を用いて異材
チューブを溶接して製作した。溶接後７００℃×８時間
の溶接後処理した時の異材境界部、すなわちトランジシ
ョンピースの接合部の硬さ分布を第１０図に示す。第１
０図において、第３図と同一符号は第３図と同一部材を
示す。
１の実施態様の実施例１と全く同様の材料を用いて異材
チューブを溶接して製作した。溶接後７００℃×８時間
の溶接後処理した時の異材境界部、すなわちトランジシ
ョンピースの接合部の硬さ分布を第１０図に示す。第１
０図において、第３図と同一符号は第３図と同一部材を
示す。
この第１０図より、第１２図において示したような脱炭
及び浸炭層が全く見られないことが分る。、 〔第２実施態様の実施例２〕 第９図に示すトランジションピースを用いる外は、第１
の実施態様の実施例２と全く同様の材料を用いて異材チ
ューブを溶接した。第１１図にその際の異材境界部の硬
さ分布を示す。第１１図において第４図と同一符号は第
４図と同一部位を示す。
及び浸炭層が全く見られないことが分る。、 〔第２実施態様の実施例２〕 第９図に示すトランジションピースを用いる外は、第１
の実施態様の実施例２と全く同様の材料を用いて異材チ
ューブを溶接した。第１１図にその際の異材境界部の硬
さ分布を示す。第１１図において第４図と同一符号は第
４図と同一部位を示す。
第１図〜第１１図は本発明方法を説明するための図であ
り、第１図及び第６図〜第９図は本発明方法で使用する
トランジションピース及ヒその製作方法を説明するだめ
の図、第２図〜第５図及び第１０図、第１１図は本発明
の効果を示す図表、第１２図は従来の異材チューブの溶
接における欠点を説明するための図である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫 Ｕ 第３図 第１０図
り、第１図及び第６図〜第９図は本発明方法で使用する
トランジションピース及ヒその製作方法を説明するだめ
の図、第２図〜第５図及び第１０図、第１１図は本発明
の効果を示す図表、第１２図は従来の異材チューブの溶
接における欠点を説明するための図である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫 Ｕ 第３図 第１０図
Claims (1)
- （１）予め各々の異材料を、Ｎｉ箔又は高Ｎｉ合金箔を
インサート材として拡散あるいは熱間圧延接合後チュー
ブ状としたトランジシヨンピースを製作し、該トランジ
シヨンピースを異材チューブの中間に介在させて、夫々
の側を同材料溶接することを特徴とする異材チューブの
接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28570585A JPS62144883A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 異材チユ−ブの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28570585A JPS62144883A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 異材チユ−ブの接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62144883A true JPS62144883A (ja) | 1987-06-29 |
Family
ID=17694956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28570585A Pending JPS62144883A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 異材チユ−ブの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62144883A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01122675A (ja) * | 1987-11-05 | 1989-05-15 | Junichi Koto | 鉄鋼製の母材と超硬合金との溶接方法 |
| CN114025910A (zh) * | 2019-06-28 | 2022-02-08 | 株式会社神户制钢所 | 管状构件的结合装置、使用它的异种材料接合方法和带异种材料接合用辅助构件的管状构件的制造方法 |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP28570585A patent/JPS62144883A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01122675A (ja) * | 1987-11-05 | 1989-05-15 | Junichi Koto | 鉄鋼製の母材と超硬合金との溶接方法 |
| CN114025910A (zh) * | 2019-06-28 | 2022-02-08 | 株式会社神户制钢所 | 管状构件的结合装置、使用它的异种材料接合方法和带异种材料接合用辅助构件的管状构件的制造方法 |
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