JPS6326267A - 金属材における片側突き合わせ溶接方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、金属材における片側突き合わせ溶接方法に係
り、特に、超音波探傷試験の対象となる溶接継手におい
て、裏波の突出部分の発生を抑制する溶接方法に関する
ものである。

「従来の技術」 一般に、炭素鋼管、ステンレス鋼管等を溶接継手によっ
て接続する場合は、第３図（Ａ）に示すように、管壁で
ある母材ｌの部分に、片側突き合わせ状態の溶接開先２
を形成して、該溶接開先２に複数層の溶接ビード３ａ〜
３ｎを重畳状態に形成して、溶接継手４を構成した後、
該溶接継手４の表面を第３図（Ｂ）に示すように平滑状
態に仕上げて完成さ仕る作業が実施されている。このよ
うな片側突き合わせ溶接法によって構成された溶接継手
４の裏面（管である場合その内面）には、初層の溶接ビ
ード３ａを形成する場合に、溶接金属や母材ｌの一部が
溶融状聾になって裏面に突出現象、いわゆる裏波が形成
される。

また、原子力発電プラント、火カブ、ランド、化学プラ
ント等における重要な部分に使用される配管等にあって
は、溶接継手４の部分について、超音波探傷試験を実施
し、溶接継手部の健全性を確認している。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、第３図（Ｂ）に示すように、片側突き合
わせ溶接方法によって形成された溶接継手４の裏面には
、溶融金属の一部がわずかに垂れ下がった突出部（即ち
裏波）５が形成されるとともに、この突出部５と母材ｌ
の内面との境界部分に、いわゆる形状不連続箇所となる
窪部６が形成されている。

このため、第３図（Ｂ）の鎖線Ｕで示すように、超音波
を送り込むと、窪部６でエコーとなって反射し、溶接熱
影響部等にクラックが発生していても、エコーが干渉し
合って、欠陥部の検出感度を低下させてしまうという問
題点を生じる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決しようと
するものであり、溶接継手における窪部の発生を少なく
して、不要な超音波エコーの発生をなくし、超音波探傷
の検出精度を向上させることを目的としているものであ
る。

「問題点を解決するための手段」 本発明の金属材における片側突き合わせ溶接方法は、溶
接開先における片側突き合わせ箇所の裏面に、溶接金属
に対して非溶融性を有する受け板を緊密に接触させてお
き、該受け板部分の溶接開先に初層の溶接ビードを形成
し、次いで、該初層の溶接ビードの固化後に次の層以下
の溶接ビードを形成する工程を有している。

受け板を溶接開先の裏面に緊密に接触させて、裏面を面
一状態に保持しておいて、初層の溶接と−ドによって溶
接開先の裏面に溶接金属等が突出しようとしているとき
に、溶融金属が裏面へ垂れる現象を妨げ、面一状態を保
持する。また、溶融金属が受け板と溶融一体化すること
を妨げて、溶接継手への影響を及ぼさないようにする。

次いで、初層の溶接ビードが固化状態となった後に、次
の層以下の溶接ビードを形成するようにして、溶接継手
を構成するものであり、受け板は、溶接ビードの初層の
固化後において、適宜時に撤去して溶接継手と切り離さ
れる。

「実施例」 以下、本発明に係る金属材における片側突き合わせ溶接
方法の一実施例を、第１図及び第２図に基づいて説明す
る。

一実施例では、配管（管）が母材１であり、その溶接開
先２に複数の溶接ビード３ａ〜３ｎを重畳させて、溶接
継手４を構成するものであり、このため、溶接開先２に
おける片側突き合わせ箇所の裏面が内面となっている。

［溶接開先裏面の閉塞］ そして、溶接継手４の形成作業の開始に先立って、第１
図（Ａ）に示すように、母材ｌに片側突き合わせ状態の
溶接開先２を形成しておくとともに、溶接開先２の裏面
に、耐熱性を有する受け板７を緊密状態に接触させて、
内面を閉塞した状態にしておく。この受け板７は、溶接
金属に対して非溶融性を有するちの、つまり、溶接金属
の溶融温度で著しく軟化しないようないわゆる溶融温度
が高い材料で構成され、第２図に示すように、母材ｌが
管である場合は、例えば適宜のセラミック材でリング状
に構成するとともに、その内周に複数のスリット８を形
成したもの等が使用され、リング状の受け板７を管の中
に挿入して、緊密に接触させた状態としておく。

［初層の溶接ビードの形成］ 受け板７によって裏面が閉塞されている状態の溶接開先
２に、第１図（Ｂ）に示すように、初層の溶接ビード３
ａを形成し、溶接ビード３ａの形成にともなう溶融金属
が溶接開先２から、下方に漏洩しないように、かつ、溶
接熱により変形し易い母材ｌの組織の一部が下方に垂れ
下がらないように保持する。

［受け板の除去コ 初層の溶接ビード３ａを自然冷却等によって固化状態と
する。管である場合は、冷却による収縮作用が生じるの
で、第２′図に示したリング状の受け板７に圧縮応力が
付与され、破壊状態に導くことができる。そして、第１
図（Ｃ）に示すように、破壊された受け板７を溶接開先
２の裏面から除去する。この場合において、スリット８
は受け板７が割れるのを促進するものであり、各部の形
状や寸法とともに設定される。

［溶接ビードの重畳形成］ 初層の溶接ビード３ａの固化後に、第１図（Ｄ）に示す
ように、２層、３層と溶接ビードを順次重畳状態に形成
して、溶接継手４を構成する。

［表面の仕上げ］ 最終の溶接ビード３ｎの形成後に、第１図（Ｅ）。

に示すように、母材ｌの表面に合わせて研削加工する等
により平面状態にする。

このような工程によって溶接継手４を構成するようにす
ると、初層の溶接ビード３ａの形成時に、受け板７を溶
接開先２の裏面に緊密に接触させた状態として裏面を面
一状態に保持しているので、溶融金属等が溶接開先２か
ら裏面に突出する現象の発生が効果的に防止され、溶接
金属あるいは母材ｌの構成金属の一部が裏面へ垂れて突
出することがなくなり、このため、従来技術で説明した
第３図の窪部６が形成されることがない。

したがって、溶接継手４の超音波探傷試験を実施する場
合に、不要なエコーの発生を抑制し、超音波探傷時の欠
陥部の検出精度を向上させることができるものとなる。

［他の実施態様］ なお、本発明は次の実施態様を包含するものである。

（？）母材が配管以外の板状であるものに適用すること
。

（ｂ）受け板が母材と接触する表面に主として耐熱性を
有する材料で構成されていること。

（Ｃ）受け仮をリング状に代えて板状または円弧状とす
ること。

（ｄ）受け板をばね等の弾発部材によって母材の裏面に
押圧すること。

（ｅ）受け仮のスリットを省略すること。

（ｆ）粘着テープに耐熱性材を貼付してなる構造の受け
板として、母材の裏面に取り付けること。

（ｇ）初層の溶接ビード固化後の任意時期に受け板を母
材の裏面から外すようにすること。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係る金属材における片側
突き合わせ溶接方法によれば、■溶接開先における片側
突き合わせ箇所の裏面に、受け板を配して閉塞状態にす
るものであるから、初層の溶接ビード形成時の溶融金属
等が母材の裏面に突出することを防止することができる
。

■初層の溶接ビードが固化することによって、以後の溶
接ビードの形成による裏面方向への垂れを防止し得るた
め、受け板による溶接開先の閉塞を簡単なものとするこ
とができる。

■溶接継手の裏面を面一状態にして、窪部が形成されな
いようにしているため、超音波探傷試験時の不要なエコ
ーの発生を防止し、超音波探傷試験時の作業精度と効率
とを高めることができる。

■管やその他の形状の溶接継手に適用可能で応用範囲が
広く実用性が高い。

等の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）ないしくＥ）は本発明に係る金属材におけ
る片側突き合わせ溶接方法の一実施例における工程順の
説明図、第２図は第１図（Ｂ）のｎ−ｎ線矢視図、第３
図（Ａ）（Ｉ３）は溶接方法の従来例における工程順の
説明図である。 ｌ・・・・・・母材、２・・・・・・溶接開先、３ａ〜
３ｎ溶接ビード、４・・・・・・溶接継手、５・・・・
・・突出部、６・・・・・・窪部、７・・・・・受け板
、８・・・・・・スリット。 出願人　　石川島播磨重工業株式会社 第１図 第２図 第８図 　　　ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接開先における片側突き合わせ箇所の裏面に、溶接金
   属に対して非溶融性を有する受け板を緊密に接触させ、
   該受け板部分の溶接開先に初層の溶接ビードを形成し、
   該初層の溶接ビードの固化後に次の層以下の溶接ビード
   を形成することを特徴とする金属材における片側突き合
   わせ溶接方法。