JPS61186195A - 異材継手の溶接方法 - Google Patents
異材継手の溶接方法Info
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- JPS61186195A JPS61186195A JP2736885A JP2736885A JPS61186195A JP S61186195 A JPS61186195 A JP S61186195A JP 2736885 A JP2736885 A JP 2736885A JP 2736885 A JP2736885 A JP 2736885A JP S61186195 A JPS61186195 A JP S61186195A
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- Japan
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- welding
- steel
- metal
- weld metal
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- 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
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
- B23K35/3086—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn
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- Mechanical Engineering (AREA)
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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】
（発明の利用分野）
この発明は炭ＲＩＩまたは低合金鋼の母材とステンレス
鋼または特殊合金の母材よりなる異種材料溶接継手の溶
接方法の改良にかかる。
鋼または特殊合金の母材よりなる異種材料溶接継手の溶
接方法の改良にかかる。
（従来技術）
加熱炉、塔、タンク及び熱交換器やボイラ等の高温機器
プラントはプロセス条件によって一般の炭素鋼のほかに
低合金鋼或いは耐熱、耐食、低温用のステンレス鋼や、
ＨＫ、４０の如き特殊合金が使用され、必然的に各種の
異種材料継手（以下異材継手という）の溶接が行われて
いる。
プラントはプロセス条件によって一般の炭素鋼のほかに
低合金鋼或いは耐熱、耐食、低温用のステンレス鋼や、
ＨＫ、４０の如き特殊合金が使用され、必然的に各種の
異種材料継手（以下異材継手という）の溶接が行われて
いる。
ところで従来このような炭素鋼または低合金鋼とステン
レス鋼または特殊合金との異材継手の溶接にはオーステ
ナイト系ステンレス鋼溶接材料あるいはインコネル系の
溶接材料を用いることが通例である。
レス鋼または特殊合金との異材継手の溶接にはオーステ
ナイト系ステンレス鋼溶接材料あるいはインコネル系の
溶接材料を用いることが通例である。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら従来方法では溶接割れの発生を防止し、必
要な曲げ延性を得るためＣｒおよびＮｉを多量に含む溶
接材料を必要とするので溶接材料のコストが高くつくと
か、高温機器プラントの異材継手部では低合金鋼母材の
溶接ポンド部近傍が脱炭する一方、オーステナイト系溶
接金属に浸炭層が生成して強度が不連続になり、特にこ
の脱炭部のクリープラブチャ強度が低下する。
要な曲げ延性を得るためＣｒおよびＮｉを多量に含む溶
接材料を必要とするので溶接材料のコストが高くつくと
か、高温機器プラントの異材継手部では低合金鋼母材の
溶接ポンド部近傍が脱炭する一方、オーステナイト系溶
接金属に浸炭層が生成して強度が不連続になり、特にこ
の脱炭部のクリープラブチャ強度が低下する。
またプラントの運転開始と停止との繰り返しにより低合
金鋼（例えば１．２５ Ｃｒ−０，５Ｍｏ鋼）母材と例
えばＤ３０９を用いた溶接金属との熱膨張係数の差に基
づいて溶接金属の低合金鋼側ボンド部近傍において熱疲
労破断を起こすようになる等の問題があり、種々対策が
検討されている。
金鋼（例えば１．２５ Ｃｒ−０，５Ｍｏ鋼）母材と例
えばＤ３０９を用いた溶接金属との熱膨張係数の差に基
づいて溶接金属の低合金鋼側ボンド部近傍において熱疲
労破断を起こすようになる等の問題があり、種々対策が
検討されている。
このうち継手性能の改善については例えば特開昭５５−
１００８９１号公報に示されるようにオーステナイトス
テンレス鋼とＣｒ−Ｍｏフエライ日岡とをオーステナイ
ト系ステンレス溶接材料を使用して溶接し、溶接金属と
Ｃｒ−Ｍｏフェライト鋼との境界部を更にインコネル系
の溶接材料を用いて溶接する方法、或いは特開昭５５−
１００８９２号公報の発明の詳細な説明の欄に開示され
ているようにオーステナイトステンレス鋼とＣｒ−Ｍ
ｏ 鋼との間に例えばインコネルの如き中間材を挟み、
それぞれの継手を拡散接合等の直接溶接或いは溶接材料
を用いて溶融溶接法で溶接することが提案されている。
１００８９１号公報に示されるようにオーステナイトス
テンレス鋼とＣｒ−Ｍｏフエライ日岡とをオーステナイ
ト系ステンレス溶接材料を使用して溶接し、溶接金属と
Ｃｒ−Ｍｏフェライト鋼との境界部を更にインコネル系
の溶接材料を用いて溶接する方法、或いは特開昭５５−
１００８９２号公報の発明の詳細な説明の欄に開示され
ているようにオーステナイトステンレス鋼とＣｒ−Ｍ
ｏ 鋼との間に例えばインコネルの如き中間材を挟み、
それぞれの継手を拡散接合等の直接溶接或いは溶接材料
を用いて溶融溶接法で溶接することが提案されている。
これらはいずれも異材継手部の隣合った母材或いは溶接
金属の熱膨張係数の差を小さくすように工夫されたもの
で、高温長時間使用における継手性能の向上には効果が
認められるが、溶接金属と低強度側母材との境界部をイ
ンコネルで再溶接するので継手の溶接回数が多くなると
か、継手個所が多くなる等の実用上の問題がある上に、
溶接コストが高いことに対する改善がなされていない。
金属の熱膨張係数の差を小さくすように工夫されたもの
で、高温長時間使用における継手性能の向上には効果が
認められるが、溶接金属と低強度側母材との境界部をイ
ンコネルで再溶接するので継手の溶接回数が多くなると
か、継手個所が多くなる等の実用上の問題がある上に、
溶接コストが高いことに対する改善がなされていない。
本発明は上記の如き問題点を解決し、安価な溶接材料を
用いながら、溶接時の割れ発生を防止すると共に、継手
部の曲げ、引張性能を改善し、或いは低合金鋼とステン
レス鋼または低合金鋼と特殊合金との組合せ継手部のク
リープラブチャ強度を強化し、更に溶接金属の炭素鋼ま
たは低合金鋼側のポンド部近傍の熱疲労破断を防止する
溶接方法を提供することを目的としている。
用いながら、溶接時の割れ発生を防止すると共に、継手
部の曲げ、引張性能を改善し、或いは低合金鋼とステン
レス鋼または低合金鋼と特殊合金との組合せ継手部のク
リープラブチャ強度を強化し、更に溶接金属の炭素鋼ま
たは低合金鋼側のポンド部近傍の熱疲労破断を防止する
溶接方法を提供することを目的としている。
（問題点を解決するための手段）
上記の目的を達成するため本発明は、
異種材料溶接継手の溶接方法において
Ｃ０．０６％以下
Ｓｉ０．０２〜２％、
Ｍｎ ０．０２〜２％、
Ｃｒ １〜８％、
Ｍｏ２％以下、
Ｎｉ０．５〜４％、
Ｎｂ＋Ｔａ ０．０５〜４％、
Ａ１０．０５〜０．４％、
Ｔｉ１．５％以下、
残部 鉄および不純物
よりなる低炭素溶接材料を用いることを特徴とする異材
継手の溶接方法に係る。
継手の溶接方法に係る。
なお本発明において異材継手とは継手の一方の母材が炭
素鋼または例えば１．２５Ｃｒ−０，５Ｍ。
素鋼または例えば１．２５Ｃｒ−０，５Ｍ。
鋼の如き低合金鋼であり、他方の母材がステンレス鋼ま
たは特殊合金（ＨＫ−４０等の高合金鋼を含む）である
異種材料の組合せよりなる溶接継手をいうこととする。
たは特殊合金（ＨＫ−４０等の高合金鋼を含む）である
異種材料の組合せよりなる溶接継手をいうこととする。
ところで各種のステンレス鋼と炭素鋼または低合金鋼、
例えば５ＵＳ３０４と１．２５ Ｃｒ −０，５Ｍｏま
たは５Ｍ４１との溶接継手部における欠陥発生位置は強
度の小さい低合金鋼または炭素鋼母材部であるから溶接
金属を強化しても溶接継手部の強化にはならず、従って
溶接金属の性能は低強度側母材の炭素鋼または低合金鋼
の性能を満足すれば足りることになる。しかしながら市
販の炭素鋼または１．２５ Ｃｒ −０，５Ｍ ｏ横用
の熔接材料Ｄ４３０１またはＤＴ２３１５を用いて溶接
したのでは溶接金属がマルテンサイト組織となって硬化
し、溶接時に割れを発生したり、曲げ延性が低下して曲
げ試験で不合格になったりする。 したがって第３図に
示すように例えばオーステナイトステンレス鋼（ＳＵＳ
３０４）１１と低合金鋼（１，２５Ｃｒ−０，５Ｍｏ）
１２とを溶接する場合、オーステナイト系の溶接材
料Ｄ３０９ （２４Ｃｒ・１３Ｎｉ）或いはインコネル
系溶接材料ＤＮｉＣｒＦｅ２ （１６Ｃｒ・６８Ｎｉ）
等を用いて溶接するのが通例である。
例えば５ＵＳ３０４と１．２５ Ｃｒ −０，５Ｍｏま
たは５Ｍ４１との溶接継手部における欠陥発生位置は強
度の小さい低合金鋼または炭素鋼母材部であるから溶接
金属を強化しても溶接継手部の強化にはならず、従って
溶接金属の性能は低強度側母材の炭素鋼または低合金鋼
の性能を満足すれば足りることになる。しかしながら市
販の炭素鋼または１．２５ Ｃｒ −０，５Ｍ ｏ横用
の熔接材料Ｄ４３０１またはＤＴ２３１５を用いて溶接
したのでは溶接金属がマルテンサイト組織となって硬化
し、溶接時に割れを発生したり、曲げ延性が低下して曲
げ試験で不合格になったりする。 したがって第３図に
示すように例えばオーステナイトステンレス鋼（ＳＵＳ
３０４）１１と低合金鋼（１，２５Ｃｒ−０，５Ｍｏ）
１２とを溶接する場合、オーステナイト系の溶接材
料Ｄ３０９ （２４Ｃｒ・１３Ｎｉ）或いはインコネル
系溶接材料ＤＮｉＣｒＦｅ２ （１６Ｃｒ・６８Ｎｉ）
等を用いて溶接するのが通例である。
この場合Ｄ３０９を用いた異材継手溶接部を例にとると
、長時間高温使用によって溶接金属１３の低強度母材側
ボンド部１４近傍には浸炭層１５が生成し、低強度母材
１２には税炭層１６が生成して、第４図に示すようにこ
の部分に著しい硬さの相違が生じ、これに基づいて冶金
的なノツチとなって曲げ引張等の性能が低下する一方、
２０〜４００℃における熱膨張係数（μｍ ／ ｍ ／
’Ｃ）はオーステナイトステンレス鋼では１７或いは
溶接金属では１８であるのに対し、低合金鋼のそれが１
３．５であるから、繰り返し加熱を受けると膨張収縮の
差によって冶金的ノツチ部分において熱疲労破断するお
それが大きい。
、長時間高温使用によって溶接金属１３の低強度母材側
ボンド部１４近傍には浸炭層１５が生成し、低強度母材
１２には税炭層１６が生成して、第４図に示すようにこ
の部分に著しい硬さの相違が生じ、これに基づいて冶金
的なノツチとなって曲げ引張等の性能が低下する一方、
２０〜４００℃における熱膨張係数（μｍ ／ ｍ ／
’Ｃ）はオーステナイトステンレス鋼では１７或いは
溶接金属では１８であるのに対し、低合金鋼のそれが１
３．５であるから、繰り返し加熱を受けると膨張収縮の
差によって冶金的ノツチ部分において熱疲労破断するお
それが大きい。
本発明の溶接方法に従って第１図に示すようにオーステ
ナイト、フェライト、あるいはマルテンサイトステンレ
ス鋼またはＨＫ−４０等の特殊合金母材１と炭素鋼また
は１．２５ Ｃｒ −０，５Ｍ ｏ鋼やＭ ｎ −Ｍ
ｏ鋼等の低合金！ＩＩ ２とを溶接金属３で溶接すれば
溶接時の割れの発生を防止できると共に、曲げ延性や引
張性能の優れた溶接金属を得ることができる。
ナイト、フェライト、あるいはマルテンサイトステンレ
ス鋼またはＨＫ−４０等の特殊合金母材１と炭素鋼また
は１．２５ Ｃｒ −０，５Ｍ ｏ鋼やＭ ｎ −Ｍ
ｏ鋼等の低合金！ＩＩ ２とを溶接金属３で溶接すれば
溶接時の割れの発生を防止できると共に、曲げ延性や引
張性能の優れた溶接金属を得ることができる。
また溶接材料、従って溶接金属のＣｒ量が従来方法に比
べて少ないので、この継手部が高温で長時間使用されて
も低合金鋼側ボンド部４近傍においてクロム炭化物に起
因する脱炭及び溶接金属への浸炭が起こる問題が少なく
、第２図に示すように溶接金属を挟んで硬度の変化も僅
少であり、また従来法の溶接金属に比して炭素鋼または
低合金鋼母材との強度差が小さく、冶金的性質の差も小
さくなる。
べて少ないので、この継手部が高温で長時間使用されて
も低合金鋼側ボンド部４近傍においてクロム炭化物に起
因する脱炭及び溶接金属への浸炭が起こる問題が少なく
、第２図に示すように溶接金属を挟んで硬度の変化も僅
少であり、また従来法の溶接金属に比して炭素鋼または
低合金鋼母材との強度差が小さく、冶金的性質の差も小
さくなる。
また低強度側の低合金鋼母材の熱膨張係数は゛ １３
〜１４ （μｍ／ｍ７℃）、溶接金属のそれは１３で、
その差も小さくなっている。したがってクリープラブチ
ャおよび耐熱疲労特性が改善される。
〜１４ （μｍ／ｍ７℃）、溶接金属のそれは１３で、
その差も小さくなっている。したがってクリープラブチ
ャおよび耐熱疲労特性が改善される。
本発明は炭素鋼または低合金鋼とステンレス鋼またはＨ
Ｋ４０等の特殊合金の異材継手の溶接には１〜８％Ｃｒ
、０．５〜４％Ｎｉを主成分とする溶接材料を用いるこ
とを特徴とした溶接方法である。なおＣを固定して溶接
時の割れ発生を防止し、溶接金属の延性を改善する目的
でＮｂ、Ｔａ。
Ｋ４０等の特殊合金の異材継手の溶接には１〜８％Ｃｒ
、０．５〜４％Ｎｉを主成分とする溶接材料を用いるこ
とを特徴とした溶接方法である。なおＣを固定して溶接
時の割れ発生を防止し、溶接金属の延性を改善する目的
でＮｂ、Ｔａ。
Ｔｉ、ＡＩを溶接材料に添加しである。
次に本発明に使用する溶接材料の化学成分組成の限定理
由を述べる。
由を述べる。
Ｃは溶接金属の硬さを増して溶接割れを発生しやすくす
るほか、延性を低下させるので少ない方がよいが、少な
過ぎると必要な強度が得られなくなるので０．０６％以
下とする。
るほか、延性を低下させるので少ない方がよいが、少な
過ぎると必要な強度が得られなくなるので０．０６％以
下とする。
ＳｉおよびＭｎは通例脱酸剤として添加されるが、その
量が多くなると溶接金属の延性が低下するので２％以下
とし、一方０．２％以下ではその効果が認められなくな
るので下限は０．２％とする。
量が多くなると溶接金属の延性が低下するので２％以下
とし、一方０．２％以下ではその効果が認められなくな
るので下限は０．２％とする。
ＣｒおよびＮｉは溶接金属の必要強度を得るため、また
Ｃｒは溶接割れを防止し、曲げ延性を向上させるため、
Ｎｉは衝撃値の向上のため欠くことのできない成分であ
るが、その量が多くなると溶接時に割れが発生し易くな
り、曲げ延性も低下する。またＣｒ量が多くなると高温
長時間使用によって低合金鋼母材と溶接金属のボンド部
近傍で脱炭または浸炭層が形成されるためＣｒの上限は
８％とし、溶接割れの発生防止および曲げ延性の低下を
軽減する理由で下限は１％とする。Ｎｉは同様に曲げ延
性の低下を軽減する理由で上限は４％とし、所定の強度
と衝撃値を得る必要から下限は０．５％とする。
Ｃｒは溶接割れを防止し、曲げ延性を向上させるため、
Ｎｉは衝撃値の向上のため欠くことのできない成分であ
るが、その量が多くなると溶接時に割れが発生し易くな
り、曲げ延性も低下する。またＣｒ量が多くなると高温
長時間使用によって低合金鋼母材と溶接金属のボンド部
近傍で脱炭または浸炭層が形成されるためＣｒの上限は
８％とし、溶接割れの発生防止および曲げ延性の低下を
軽減する理由で下限は１％とする。Ｎｉは同様に曲げ延
性の低下を軽減する理由で上限は４％とし、所定の強度
と衝撃値を得る必要から下限は０．５％とする。
Ｎｂ、Ｔ ｉ、Ｔａについては次の通りである。
本発明の異材継手溶接方法に用いる溶接材料はＣ量を少
なく調整しているが、高Ｃ含有量の母材を溶接すると母
材のＣが溶接金属中に溶は込み、或いば被覆アーク溶接
棒を使用するとフランクス中のＣが溶接金属中に溶けこ
むため溶接金属の延性が低下する。従って本発明ではこ
の問題を解決するためＣと親和力の大きなＮｂ、Ｔｔ、
Ｔａを添加した溶接材料を用いて溶接し、溶接金属中の
Ｃを固定させるようにしている。しかし過剰に添加する
とかえって溶接金属の延性を低下させることになるので
Ｎｂ＋Ｔａは４％以下とし、一方０．５以下ではその効
果が認められないので下限は０．５％とする。またＴｉ
はＮｂ、Ｔａと同様な効果があるが、過剰に添加すると
溶接金属の延性および溶接作業性を悪くするので１．５
％以下とする。
なく調整しているが、高Ｃ含有量の母材を溶接すると母
材のＣが溶接金属中に溶は込み、或いば被覆アーク溶接
棒を使用するとフランクス中のＣが溶接金属中に溶けこ
むため溶接金属の延性が低下する。従って本発明ではこ
の問題を解決するためＣと親和力の大きなＮｂ、Ｔｔ、
Ｔａを添加した溶接材料を用いて溶接し、溶接金属中の
Ｃを固定させるようにしている。しかし過剰に添加する
とかえって溶接金属の延性を低下させることになるので
Ｎｂ＋Ｔａは４％以下とし、一方０．５以下ではその効
果が認められないので下限は０．５％とする。またＴｉ
はＮｂ、Ｔａと同様な効果があるが、過剰に添加すると
溶接金属の延性および溶接作業性を悪くするので１．５
％以下とする。
Ａ１は溶接時に酸素が混入して溶接金属の靭性を害する
ので、これを防止して硬化を抑え、溶接金属の延性を改
善する目的で添加するが、過剰に含有する溶接材料を用
いると固溶Ａ１の増加により溶接金属の性能が低下する
ようになるので０．４％以下とし、一方０．０５％以下
ではその効果が認められなくなるので下限は０．０５％
とする。
ので、これを防止して硬化を抑え、溶接金属の延性を改
善する目的で添加するが、過剰に含有する溶接材料を用
いると固溶Ａ１の増加により溶接金属の性能が低下する
ようになるので０．４％以下とし、一方０．０５％以下
ではその効果が認められなくなるので下限は０．０５％
とする。
Ｍｏは溶接金属の必要強度を得るために有効な成分であ
るが、その量が多くなると溶接金属の曲げ延性を低下さ
せるようになるので２％以下とする。
るが、その量が多くなると溶接金属の曲げ延性を低下さ
せるようになるので２％以下とする。
本発明の異材継手の溶接施工法はＴＩＧ、ＭＴＧ、ＭＡ
Ｇまたは被覆アーク溶接法、サブマージアーク溶接法等
の溶接材料を使用する溶接に通用することができる。
Ｇまたは被覆アーク溶接法、サブマージアーク溶接法等
の溶接材料を使用する溶接に通用することができる。
（試験例）
次に溶接試験結果について述べる。
第１表に試験に供された母材の化学成分組成を示す。
第２表に試験に供された溶接材料の化学成分組成を示す
。
。
第３表には第１表の母材供試材（厚さ２０ｍｍ）の組合
せ別に溶接試験を行った結果を、溶接材料別に対比して
示しである。なお溶接は第４表に示す条件で６０度Ｖ開
先継手をアーク溶接またはＴＩＧ熔接溶接って行い、第
３表の溶接方法の欄に略号ＡまたはＴで示しである。ま
た放射線透過試験ばＪｒＳＺ３０１６に従って行い、溶
接割れのあるものはＸ印で示した。曲げ試験はＪＩＳＺ
３１２２による倒曲げを行い、３．２ｍｍ以上の割れの
発生したものはＸ印とし、無欠陥のものは◎印で示しで
ある。引張試験はＪＩＳＺ３１２１により溶接継手部に
ついて行い引張強さくｋｇｆ／■ｌＩ２〉を示しである
。
せ別に溶接試験を行った結果を、溶接材料別に対比して
示しである。なお溶接は第４表に示す条件で６０度Ｖ開
先継手をアーク溶接またはＴＩＧ熔接溶接って行い、第
３表の溶接方法の欄に略号ＡまたはＴで示しである。ま
た放射線透過試験ばＪｒＳＺ３０１６に従って行い、溶
接割れのあるものはＸ印で示した。曲げ試験はＪＩＳＺ
３１２２による倒曲げを行い、３．２ｍｍ以上の割れの
発生したものはＸ印とし、無欠陥のものは◎印で示しで
ある。引張試験はＪＩＳＺ３１２１により溶接継手部に
ついて行い引張強さくｋｇｆ／■ｌＩ２〉を示しである
。
第１表（れ％）
＊ Ｐ ＝０．０１〜０．０３．Ｓ＝０．０１〜０．
０２＊１ 八Ｉ＝０．２２． Ｃ２Ｍｏ＝０．４８注
。＊Ｐ０．０２以下、Ｓ ０．０１５以下＊１ ：Ｍ
ｏ＝０．８．Ｃｕ＝０．０６、Ｃ２：Ｍｏ＝０．５＊３
： Ａｌ ＝０．０９．ＴＪ −０，０７，Ｍｏ
＝０．２５＊４ ： Ｔｉ ＝０．３．Ｃｏ
＝０．０１＊５ ： Ｍｏ＝０．５． Ｃ６＾１＝０
．２５．Ｍｏ ＝０．２５（ａ）〜（ｅｌ 被覆ア
ーク溶接棒 （ｆ）〜（１）ＴＩＧ熔加材 （ａｌ、（ｆｌ・・・オーステナイト系偽）、（１・・
・インコネル系 （Ｃ１、（ｈｌ−１，２５Ｃｒ−０，５Ｍｏ用（ｄｌ
・・・炭素鋼用 ｔｅｌ、（１１・・・本発明に係る熔接材料第３表 第４表 第３表によれば低合金鋼のＳＣＭＶ３と５ＵＳ３０４ま
たはＨＫ４０との溶接継手を１．２５ Ｃｒｏ、 ５
Ｍ ｏ積用の溶接材料ＤＴ２３１６或いはＥＲ８０Ｓ−
Ｇを使用して溶接した場合、放射線透過試験または曲げ
試験で割れの発生が検出されたが、本発明に係る溶接方
法ではいずれの場合も割れが認められず、ＮｉおよびＣ
ｒを多量に含有するオーステナイト系のＤ３０９、Ｙ２
Ｏ２およびＤＮｉＣｒＦｅ２を使用した場合と同様な成
績を示すことが判る。
０２＊１ 八Ｉ＝０．２２． Ｃ２Ｍｏ＝０．４８注
。＊Ｐ０．０２以下、Ｓ ０．０１５以下＊１ ：Ｍ
ｏ＝０．８．Ｃｕ＝０．０６、Ｃ２：Ｍｏ＝０．５＊３
： Ａｌ ＝０．０９．ＴＪ −０，０７，Ｍｏ
＝０．２５＊４ ： Ｔｉ ＝０．３．Ｃｏ
＝０．０１＊５ ： Ｍｏ＝０．５． Ｃ６＾１＝０
．２５．Ｍｏ ＝０．２５（ａ）〜（ｅｌ 被覆ア
ーク溶接棒 （ｆ）〜（１）ＴＩＧ熔加材 （ａｌ、（ｆｌ・・・オーステナイト系偽）、（１・・
・インコネル系 （Ｃ１、（ｈｌ−１，２５Ｃｒ−０，５Ｍｏ用（ｄｌ
・・・炭素鋼用 ｔｅｌ、（１１・・・本発明に係る熔接材料第３表 第４表 第３表によれば低合金鋼のＳＣＭＶ３と５ＵＳ３０４ま
たはＨＫ４０との溶接継手を１．２５ Ｃｒｏ、 ５
Ｍ ｏ積用の溶接材料ＤＴ２３１６或いはＥＲ８０Ｓ−
Ｇを使用して溶接した場合、放射線透過試験または曲げ
試験で割れの発生が検出されたが、本発明に係る溶接方
法ではいずれの場合も割れが認められず、ＮｉおよびＣ
ｒを多量に含有するオーステナイト系のＤ３０９、Ｙ２
Ｏ２およびＤＮｉＣｒＦｅ２を使用した場合と同様な成
績を示すことが判る。
また５Ｍ４１Ａと５ＵＳ３０４．５ＵＳ４１０または５
ＵＳ４０５とを組合せた溶接継手を炭素鋼用の溶接材料
Ｄ４３０１を用いて溶接した場合には放射線透過試験お
よび曲げ試験で割れが検出されたが、本発明に係る溶接
の場合にはいずれの組合せの溶接継手部にも欠陥の発生
はみとめられなかった。
ＵＳ４０５とを組合せた溶接継手を炭素鋼用の溶接材料
Ｄ４３０１を用いて溶接した場合には放射線透過試験お
よび曲げ試験で割れが検出されたが、本発明に係る溶接
の場合にはいずれの組合せの溶接継手部にも欠陥の発生
はみとめられなかった。
溶接継手部の引張試験を行った結果破断位置はいずれも
低強度側母材で、引張強さは母材の規格強度を満足する
値であった。
低強度側母材で、引張強さは母材の規格強度を満足する
値であった。
第５表は第１表の母材供試材のうちＳＣＭＶ３と５ＵＳ
３０４との異材継手を本発明に係る溶接材料（ｅｌ、（
ｉ）を用いて溶接した溶接部の５５０℃高温短時間引張
試験結果をＤ３０９熔接材料を用いた例と対比させて熱
処理別に示している。溶接は■開先を第４表に示す方法
で溶接した。試験片は径６ｍｍで試験方法はＪＩＳＧＯ
５６７によって行ヮた。いずれの試験片も破断は母材Ｓ
ＣＭＶ３において生じた。
３０４との異材継手を本発明に係る溶接材料（ｅｌ、（
ｉ）を用いて溶接した溶接部の５５０℃高温短時間引張
試験結果をＤ３０９熔接材料を用いた例と対比させて熱
処理別に示している。溶接は■開先を第４表に示す方法
で溶接した。試験片は径６ｍｍで試験方法はＪＩＳＧＯ
５６７によって行ヮた。いずれの試験片も破断は母材Ｓ
ＣＭＶ３において生じた。
第５表の結果から本発明の方法によって溶接すれば従来
方法による場合と同等の高温強度が得られることが判る
。
方法による場合と同等の高温強度が得られることが判る
。
次に第１表の供試材のうちＳＣＭＶ３と５ＵＳ３０４の
組合せの異材溶接継手を本発明の方法に従って溶接材料
＋ｄ＋を用いて溶接した溶接部の試験片についてのクリ
ープラブチャー試験結果の一例を第５図には溶接のまま
、第６図には７２０℃×８０分加熱処理後についていず
れもＤ３０９で溶接した試験片の試験結果と対比して示
しである。
組合せの異材溶接継手を本発明の方法に従って溶接材料
＋ｄ＋を用いて溶接した溶接部の試験片についてのクリ
ープラブチャー試験結果の一例を第５図には溶接のまま
、第６図には７２０℃×８０分加熱処理後についていず
れもＤ３０９で溶接した試験片の試験結果と対比して示
しである。
試験片は径６ｍｍで試験方法はＪＩＳＺ２２７２によっ
た。
た。
図から判るように本発明の方法で溶接した場合は従来の
Ｄ３０９を使用して溶接した場合とほぼ同様な成績を示
し、むしろ長時間側では同一応力で比較すると破断する
までの時間が長くなっていることがわかる。
Ｄ３０９を使用して溶接した場合とほぼ同様な成績を示
し、むしろ長時間側では同一応力で比較すると破断する
までの時間が長くなっていることがわかる。
（本発明の効果）
以上述べたように本発明の溶接方法は炭素鋼または低合
金鋼とステンレス鋼または特殊合金との異材継手の溶接
方法に係り、溶接材料のＣｒ量が８％以下であるから高
温で使用した場合に従来の溶接材料の２２〜２５ ’Ａ
Ｃｒのものと比べて低合金鋼と溶接金属のポンド部近
傍でＣｒ炭化物の生成に起因する脱炭および浸炭層の生
成が少ない。
金鋼とステンレス鋼または特殊合金との異材継手の溶接
方法に係り、溶接材料のＣｒ量が８％以下であるから高
温で使用した場合に従来の溶接材料の２２〜２５ ’Ａ
Ｃｒのものと比べて低合金鋼と溶接金属のポンド部近
傍でＣｒ炭化物の生成に起因する脱炭および浸炭層の生
成が少ない。
その結果クリープラブチャー強度の低下の問題が改善さ
れる。
れる。
さらに熱膨張係数（μｍ ７ｍ ／ ’Ｃ）が２２〜２
５％Ｃｒ、１２〜１４％ＮｉのＤ３０９の溶接金属の１
８に対し、本発明の溶接方法による溶接金属は約１３で
あって、炭素鋼および低合金鋼母材の１３〜１４に近似
しているため熱疲労破断のおそれが少ない等の効果があ
る。
５％Ｃｒ、１２〜１４％ＮｉのＤ３０９の溶接金属の１
８に対し、本発明の溶接方法による溶接金属は約１３で
あって、炭素鋼および低合金鋼母材の１３〜１４に近似
しているため熱疲労破断のおそれが少ない等の効果があ
る。
また本発明で使用する溶接材料はＮｉ含有量を０．５〜
４％とし、Ｃ含有量の上限を０．０６％として′／ｇ接
金属の強度と延性及び所要の衝撃値を維持し、さらにＮ
ｂ＋ＴａおよびＴｉを加え、たとえ母材或いはフラック
ス等からＣが溶接金属中に熔込むことがあっても、この
Ｃも含めて溶接金属中のＣを固定して延性の低下を防止
し、溶接継手部の性能を改善しているので高強度の母材
の異材継手を溶接しても必要強度を持った溶接継手部が
得られる。また使用する溶接材料にＡＩを添加して溶接
金属の組織を微細化することにより、溶接時の割れ発生
を防止し、溶接金属の曲げ延性の低下の改善を計ってい
るので炭素鋼または低合金鋼とステンレス鋼または特殊
合金との異材溶接継手の溶接方法として優れた成績が得
られる等実用上の効果がきわめて大きい。
４％とし、Ｃ含有量の上限を０．０６％として′／ｇ接
金属の強度と延性及び所要の衝撃値を維持し、さらにＮ
ｂ＋ＴａおよびＴｉを加え、たとえ母材或いはフラック
ス等からＣが溶接金属中に熔込むことがあっても、この
Ｃも含めて溶接金属中のＣを固定して延性の低下を防止
し、溶接継手部の性能を改善しているので高強度の母材
の異材継手を溶接しても必要強度を持った溶接継手部が
得られる。また使用する溶接材料にＡＩを添加して溶接
金属の組織を微細化することにより、溶接時の割れ発生
を防止し、溶接金属の曲げ延性の低下の改善を計ってい
るので炭素鋼または低合金鋼とステンレス鋼または特殊
合金との異材溶接継手の溶接方法として優れた成績が得
られる等実用上の効果がきわめて大きい。
第１図は本発明の溶接材料を使用し異材継手を溶接した
例を示す断面図、第２図は同じく硬度分布図、第３図は
従来の溶接材料を使用し溶接した例を示す断面図、第４
図は同しく硬度分布図、第５図はクリープラブチャ試験
結果（溶接の（ｉｌ）、第６図は同じく熱処理後の試験
片についての試験結果を示すグラフである。 １・・・ステンレス鋼または特殊合金母材、２・・・炭
素鋼または低合金鋼、３・・・溶接金属、４・・・低強
度材側ボンド部 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男 第１図 Ｋ ：／ ｌ’５’＋ノＭｌ ｆｔ１ＩＰ′４２図 第３図 ボ・ンＩ＋かうの！！５馳ＩＬｍ 第４図
例を示す断面図、第２図は同じく硬度分布図、第３図は
従来の溶接材料を使用し溶接した例を示す断面図、第４
図は同しく硬度分布図、第５図はクリープラブチャ試験
結果（溶接の（ｉｌ）、第６図は同じく熱処理後の試験
片についての試験結果を示すグラフである。 １・・・ステンレス鋼または特殊合金母材、２・・・炭
素鋼または低合金鋼、３・・・溶接金属、４・・・低強
度材側ボンド部 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男 第１図 Ｋ ：／ ｌ’５’＋ノＭｌ ｆｔ１ＩＰ′４２図 第３図 ボ・ンＩ＋かうの！！５馳ＩＬｍ 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、異種材料溶接継手の溶接方法において、Ｃ０．０６
％以下 Ｓｉ０．０２〜２％、 Ｍｎ０．０２〜２％、 Ｃｒ１〜８％、 Ｍｏ２％以下、 Ｎｉ０．５〜４％、 Ｎｂ＋Ｔａ０．０５〜４％、 Ａｌ０．０５〜０．４％、 Ｔｉ１．５％以下、 残部鉄および不純物 よりなる低炭素溶接材料を用いて溶接することを特徴と
する異材継手の溶接方法 ２、異材継手の一方の母材が炭素鋼で、他方の母材がス
テンレス鋼である特許請求の範囲第１項記載の異材継手
の溶接方法 ３、異材継手の一方の母材が炭素鋼で、他方の母材が特
殊合金である特許請求の範囲第１項記載の異材継手の溶
接方法 ４、異材継手の一方の母材が低合金鋼で、他方の母材が
ステンレス鋼である特許請求の範囲第１項記載の異材継
手の溶接方法 ５、異材継手の一方の母材が低合金鋼で、他方の母材が
特殊合金である特許請求の範囲第１項記載の異材継手の
溶接方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2736885A JPS61186195A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 異材継手の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2736885A JPS61186195A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 異材継手の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186195A true JPS61186195A (ja) | 1986-08-19 |
Family
ID=12219102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2736885A Pending JPS61186195A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 異材継手の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61186195A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009038741A2 (en) * | 2007-09-18 | 2009-03-26 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Weld metal compositions for joining steel structures in the oil and gas industry |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP2736885A patent/JPS61186195A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009038741A2 (en) * | 2007-09-18 | 2009-03-26 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Weld metal compositions for joining steel structures in the oil and gas industry |
| WO2009038741A3 (en) * | 2007-09-18 | 2009-06-25 | Exxonmobil Res & Eng Co | Weld metal compositions for joining steel structures in the oil and gas industry |
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