JPH0224638B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0224638B2 JPH0224638B2 JP57192062A JP19206282A JPH0224638B2 JP H0224638 B2 JPH0224638 B2 JP H0224638B2 JP 57192062 A JP57192062 A JP 57192062A JP 19206282 A JP19206282 A JP 19206282A JP H0224638 B2 JPH0224638 B2 JP H0224638B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- arc
- welded
- irradiation
- weld metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by any single one of main groups B23K1/00 - B23K28/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
本発明は溶接継手や溶造管等の溶着金属の強化
法に関する。 2000ｍ深海潜水調査船、あるいは6000ｍ深海潜
水調査船の超高圧で使用される耐圧殼造の際、こ
れら耐圧殼を構成する超高張力鋼に対し貫通金物
はめ込み溶接を行なう必要がある場合がある。こ
れらの溶接継手は増厚、溶接後の切削許容されな
いうえに、外観品質も厳しく、通常のパス数によ
る溶接のままで、所定の強度（0.2％耐力≧90Kg
ｆ／mm2）を得る事が要求される。 これらの溶接法としては一般に被覆アーク溶接
或にはTIG溶接法等が用いられ、板厚によつて第
１図に示すような多層盛り溶接を行う事が多い。 第１図において、０は母材、１〜１０は溶着金
属をさすが、それぞれの番号は溶接パスに対応し
ている。 材料が焼入れ後、焼戻し或は時効を施して用い
られるものである場合、第１図のように１０パス
の溶接であれば、１〜９パスに相等する中間パス
は、それぞれ２〜１０パスの溶接熱により焼戻し
或いは時効の効果が得られ、焼入れ焼戻し或いは
焼入れ時効を施した鋼と同程度の強度レベルが得
られる。ところが最終パスである１０パス目で
は、この効果が得られないため、強度レベルは焼
入れのみの鋼程度におちてしまう。たとえば、
NS80、NS90、10Ni−80Co鋼等0.2％耐力が80〜
140Kgｆ／mm2級の高張力鋼では、10パスめの溶着
金属の0.2％耐力がそれ以外の溶着金属の0.2％耐
力と比較して10〜20Kgｆ／mm2程度低下する。 このため、従来実際の溶接継手では、 最終パス部の強化低下を考慮して、あらかじ
め継手部の板厚を厚くする 正規の余盛形状になるパス数に加えて更に余
分に積層して、強度レベルの高い部分を増やす 等の処置を施して対応せざるを得ないが、これら
の対策も、溶接後の継手形状が著るしく不均一に
なり溶接後、増厚部或いは余盛部を切削すること
が必要なケースも生じる不具合がある。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、余分
な板厚増と余盛り積層増にない、最終パス部の溶
着金属の強化法を提供する事を目的とする。 このため本発明は、溶接または溶造工程を伴う
海中船用耐圧殼の製造法において溶接または溶造
の最終パスに相当する溶着金属表面にアーク、電
子ビーム、レーザー光若しくはプラズマ等の高密
度エネルギーを照射しながら高密度エネルギーを
溶接線方向に移動して、当該溶着金属表面に対し
複数回の照射を行い該照射回数を重ねる毎に照射
熱量を減少させることを特徴とする海中船用耐圧
殼の製造法とした。 尚、レーザー光は大気中で、電子ビームは真空
中で、プラズマ及びアークは不活性ガス雰囲気中
で行われる事が多い。また溶着金属へのアーク等
の照射とは少なくとも最終パスに相当する溶着金
属へ照射する事を必要とするという意味であり、
それ以外の溶着金属に照射しても良い。 アーク、電子ビーム、レーザー光及びプラズマ
はいずれもエネルギー密度の高いものであるが、
たとえば、エネルギー密度の低いガス炎等では熱
の拡散が大きく昇温が不十分となり、0.2％耐力
の向上が望めなかつたので上記のとおり限定し
た。 また、本発明で対象とする合金は本実施例で示
された超高張力鋼に限られるものなく、Al合金、
銅合金、Ti合金等、熱処理を施して用いられる
金属材料全てが含まれるが、高強度材料ほどその
効果は著るしい。 以下、実施例を用いて本発明の溶着金属の強化
法について説明する。 実施例として2000ｍ深海潜水調査船耐圧殼を想
定した溶接材の試験結果を説明する。 第２図に本実施例で溶接を行つた継手の開先形
状の断面模式図を示す。第２図において、ａの貫
通金物はめ込み継手（Ｈ開先）は板厚t30mm、ｂ
の赤道継手（Ｕ開先）は板厚t40mmであり、両継
手とも、開先角φ12゜、開先半径R6mmである。 母材とては第１表の組成の0.2％耐力90Kgｆ／
mm2レベル焼入焼戻鋼NS90を用い、また溶接金属
に相当するワイヤは第２表の組成の共金系の
TN8を用い、下向きに自動TIG溶接を行つた。 溶接条件は第３表に示すとおりである。 すなわち、最終パスである６パス目終了後、溶
接ワイヤの送給を停止し、アーク電流を若干低下
させながら、溶着金属上に２度アークを照射す
る。尚、ここで、照射１パス目の電流値は200〜
300A、照射２パス目の電流値は150〜250A、そ
れ以下の照射パスは200A以下であるほうが熱処
理効果及び作業性の点で好ましい。 溶接及び本発明を施した試験材について第３図
ａ，ｂに示す個所より、直径６mmにJISZ3111A−
２号引張試験片を採取し、引張試験を行つた。そ
の結果を第４表に示す。尚、第３図ａ，ｂにおい
て表面層Ａの試験片採取位置t1、板厚中央部Ｂの
試験片採取位置t2はそれぞれ母材表面から４mm、
7.5mmであり、また、表面層Ｃの試験片採取位置
t3、板厚中応部Ｄの試験片採取位置t4はそれぞれ
５mm、20mmである。 第４表の結果に示されるように、表層部に対し
アークによる加熱を施さない従来法の継手では、
板厚中央部Ｂ及びＤの0.2％耐力が98〜100Kgｆ／
mm2の十分高い値となるものの、表層部Ａ及びＣで
は90Kgｆ／mm2の目標値をも下回る80〜85Kgｆ／mm2
程度の低い0.2％耐力しか得られない。板厚中央
部では、それぞれのパスの溶着金属が次のパスの
溶着金属より熱影響を受けて、焼戻しされるので
高い耐力となるが、最終パスの溶着金属は焼戻し
されないので、低い耐力のままとなつているので
ある。 これに対して表層部にアークを照射した本発明
法の継手では表層部Ａ及びＣあつても98〜100Kg
ｆ／mm2と板厚中部Ｂ及びＤと同等な高い耐力とな
る。尚、本実施例では、溶接後に同じ溶接装置を
そのまま利用し、単にワイヤの送給を停止してア
ーク電流を下げるだけで加熱できるので特別な装
置及び準備作業が不要であり、しかも簡単迅速に
作業が行えるメリツトがある。また、熱処理のた
めにわざわざワイヤを送給する必要がないので、
ビード形状が不自然にもりあがることもなく、ま
た余盛り部を切削する必要もなくなつた。 以上、詳述したように本発明の強化法によれ
ば、エネルギー密度の高い加熱体により時効若し
くは焼もどしを必要とする材料の溶着金属を強化
する事ができ、しかも溶接後の継手形状を均一と
し、余盛部を切削する事も不要である。従つて本
発明法は焼入れ後、焼戻し或いは時効等を行なう
材料の溶接部全てに適用可能であるが、特に加工
精度の要求のきびしい深海潜水調査船、潜水艦等
の耐圧殼、橋梁水圧鉄管の溶接継手の強化法とし
て好適である。
法に関する。 2000ｍ深海潜水調査船、あるいは6000ｍ深海潜
水調査船の超高圧で使用される耐圧殼造の際、こ
れら耐圧殼を構成する超高張力鋼に対し貫通金物
はめ込み溶接を行なう必要がある場合がある。こ
れらの溶接継手は増厚、溶接後の切削許容されな
いうえに、外観品質も厳しく、通常のパス数によ
る溶接のままで、所定の強度（0.2％耐力≧90Kg
ｆ／mm2）を得る事が要求される。 これらの溶接法としては一般に被覆アーク溶接
或にはTIG溶接法等が用いられ、板厚によつて第
１図に示すような多層盛り溶接を行う事が多い。 第１図において、０は母材、１〜１０は溶着金
属をさすが、それぞれの番号は溶接パスに対応し
ている。 材料が焼入れ後、焼戻し或は時効を施して用い
られるものである場合、第１図のように１０パス
の溶接であれば、１〜９パスに相等する中間パス
は、それぞれ２〜１０パスの溶接熱により焼戻し
或いは時効の効果が得られ、焼入れ焼戻し或いは
焼入れ時効を施した鋼と同程度の強度レベルが得
られる。ところが最終パスである１０パス目で
は、この効果が得られないため、強度レベルは焼
入れのみの鋼程度におちてしまう。たとえば、
NS80、NS90、10Ni−80Co鋼等0.2％耐力が80〜
140Kgｆ／mm2級の高張力鋼では、10パスめの溶着
金属の0.2％耐力がそれ以外の溶着金属の0.2％耐
力と比較して10〜20Kgｆ／mm2程度低下する。 このため、従来実際の溶接継手では、 最終パス部の強化低下を考慮して、あらかじ
め継手部の板厚を厚くする 正規の余盛形状になるパス数に加えて更に余
分に積層して、強度レベルの高い部分を増やす 等の処置を施して対応せざるを得ないが、これら
の対策も、溶接後の継手形状が著るしく不均一に
なり溶接後、増厚部或いは余盛部を切削すること
が必要なケースも生じる不具合がある。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、余分
な板厚増と余盛り積層増にない、最終パス部の溶
着金属の強化法を提供する事を目的とする。 このため本発明は、溶接または溶造工程を伴う
海中船用耐圧殼の製造法において溶接または溶造
の最終パスに相当する溶着金属表面にアーク、電
子ビーム、レーザー光若しくはプラズマ等の高密
度エネルギーを照射しながら高密度エネルギーを
溶接線方向に移動して、当該溶着金属表面に対し
複数回の照射を行い該照射回数を重ねる毎に照射
熱量を減少させることを特徴とする海中船用耐圧
殼の製造法とした。 尚、レーザー光は大気中で、電子ビームは真空
中で、プラズマ及びアークは不活性ガス雰囲気中
で行われる事が多い。また溶着金属へのアーク等
の照射とは少なくとも最終パスに相当する溶着金
属へ照射する事を必要とするという意味であり、
それ以外の溶着金属に照射しても良い。 アーク、電子ビーム、レーザー光及びプラズマ
はいずれもエネルギー密度の高いものであるが、
たとえば、エネルギー密度の低いガス炎等では熱
の拡散が大きく昇温が不十分となり、0.2％耐力
の向上が望めなかつたので上記のとおり限定し
た。 また、本発明で対象とする合金は本実施例で示
された超高張力鋼に限られるものなく、Al合金、
銅合金、Ti合金等、熱処理を施して用いられる
金属材料全てが含まれるが、高強度材料ほどその
効果は著るしい。 以下、実施例を用いて本発明の溶着金属の強化
法について説明する。 実施例として2000ｍ深海潜水調査船耐圧殼を想
定した溶接材の試験結果を説明する。 第２図に本実施例で溶接を行つた継手の開先形
状の断面模式図を示す。第２図において、ａの貫
通金物はめ込み継手（Ｈ開先）は板厚t30mm、ｂ
の赤道継手（Ｕ開先）は板厚t40mmであり、両継
手とも、開先角φ12゜、開先半径R6mmである。 母材とては第１表の組成の0.2％耐力90Kgｆ／
mm2レベル焼入焼戻鋼NS90を用い、また溶接金属
に相当するワイヤは第２表の組成の共金系の
TN8を用い、下向きに自動TIG溶接を行つた。 溶接条件は第３表に示すとおりである。 すなわち、最終パスである６パス目終了後、溶
接ワイヤの送給を停止し、アーク電流を若干低下
させながら、溶着金属上に２度アークを照射す
る。尚、ここで、照射１パス目の電流値は200〜
300A、照射２パス目の電流値は150〜250A、そ
れ以下の照射パスは200A以下であるほうが熱処
理効果及び作業性の点で好ましい。 溶接及び本発明を施した試験材について第３図
ａ，ｂに示す個所より、直径６mmにJISZ3111A−
２号引張試験片を採取し、引張試験を行つた。そ
の結果を第４表に示す。尚、第３図ａ，ｂにおい
て表面層Ａの試験片採取位置t1、板厚中央部Ｂの
試験片採取位置t2はそれぞれ母材表面から４mm、
7.5mmであり、また、表面層Ｃの試験片採取位置
t3、板厚中応部Ｄの試験片採取位置t4はそれぞれ
５mm、20mmである。 第４表の結果に示されるように、表層部に対し
アークによる加熱を施さない従来法の継手では、
板厚中央部Ｂ及びＤの0.2％耐力が98〜100Kgｆ／
mm2の十分高い値となるものの、表層部Ａ及びＣで
は90Kgｆ／mm2の目標値をも下回る80〜85Kgｆ／mm2
程度の低い0.2％耐力しか得られない。板厚中央
部では、それぞれのパスの溶着金属が次のパスの
溶着金属より熱影響を受けて、焼戻しされるので
高い耐力となるが、最終パスの溶着金属は焼戻し
されないので、低い耐力のままとなつているので
ある。 これに対して表層部にアークを照射した本発明
法の継手では表層部Ａ及びＣあつても98〜100Kg
ｆ／mm2と板厚中部Ｂ及びＤと同等な高い耐力とな
る。尚、本実施例では、溶接後に同じ溶接装置を
そのまま利用し、単にワイヤの送給を停止してア
ーク電流を下げるだけで加熱できるので特別な装
置及び準備作業が不要であり、しかも簡単迅速に
作業が行えるメリツトがある。また、熱処理のた
めにわざわざワイヤを送給する必要がないので、
ビード形状が不自然にもりあがることもなく、ま
た余盛り部を切削する必要もなくなつた。 以上、詳述したように本発明の強化法によれ
ば、エネルギー密度の高い加熱体により時効若し
くは焼もどしを必要とする材料の溶着金属を強化
する事ができ、しかも溶接後の継手形状を均一と
し、余盛部を切削する事も不要である。従つて本
発明法は焼入れ後、焼戻し或いは時効等を行なう
材料の溶接部全てに適用可能であるが、特に加工
精度の要求のきびしい深海潜水調査船、潜水艦等
の耐圧殼、橋梁水圧鉄管の溶接継手の強化法とし
て好適である。
【表】
【表】
【表】
第１図は溶接継手断面模式図、第２図は開先形
状説明用の溶接継手断面模式図、第３図は試験片
採取位置説明用の溶接継手断面模式図であり、ａ
はＨ形開発、ｂはＵ形開先のものを指す。 ０……母材、１〜１０……溶着金属。
状説明用の溶接継手断面模式図、第３図は試験片
採取位置説明用の溶接継手断面模式図であり、ａ
はＨ形開発、ｂはＵ形開先のものを指す。 ０……母材、１〜１０……溶着金属。
Claims (1)
- １ 溶接または溶造工程を伴う海中船用耐圧殼の
製造法において、溶接または溶造の最終パスに相
当する溶着金属表面に、アーク、電子ビーム、レ
ーザー光若しくはプラズマ等の高密度エネルギー
を照射しながら高密度エネルギーを溶接線方向に
移動して、当該溶着金属表面に対し複数回の照射
を行い該照射回数を重ねる毎に照射熱量を減少さ
せることを特徴とする海中船用耐圧殼の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19206282A JPS5982187A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 溶着金属の強化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19206282A JPS5982187A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 溶着金属の強化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5982187A JPS5982187A (ja) | 1984-05-12 |
| JPH0224638B2 true JPH0224638B2 (ja) | 1990-05-30 |
Family
ID=16284983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19206282A Granted JPS5982187A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 溶着金属の強化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5982187A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343015A (en) * | 1992-11-06 | 1994-08-30 | Fintube Limited Partnership | Laser assisted high frequency welding |
| RU2496618C2 (ru) * | 2011-09-14 | 2013-10-27 | Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "Гидропресс" | Способ автоматической сварки труб |
| CN104259666B (zh) * | 2014-08-06 | 2016-02-24 | 沈阳富创精密设备有限公司 | 一种铝合金激光-tig复合填丝焊接方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50133943A (ja) * | 1974-04-15 | 1975-10-23 | ||
| JPS6035410B2 (ja) * | 1977-07-29 | 1985-08-14 | 株式会社日立製作所 | 溶接継手の靭性向上方法 |
| JPS5450446A (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-20 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Improving method for low-temperature toughness of 9%ni steel weld zone obtained by similar-metal-welding |
-
1982
- 1982-11-01 JP JP19206282A patent/JPS5982187A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5982187A (ja) | 1984-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6230957B1 (en) | Method of using friction stir welding to repair weld defects and to help avoid weld defects in intersecting welds | |
| EP1169177B9 (en) | Weldable aluminium alloy structural component | |
| EP0005945B1 (en) | Method of welding metal parts | |
| EP0645465A1 (en) | Aluminium alloy casting having high laser weldability, joint of aluminium alloy casting and method for improving aluminium alloy cast structural member | |
| US4817859A (en) | Method of joining nodular cast iron to steel by means of fusion welding | |
| Dwivedi | Fundamentals of metal joining | |
| US5227609A (en) | Method and apparatus for welding | |
| CA1055736A (en) | Welding of age hardenable stainless steel | |
| Kim et al. | Experimental investigation on the laser welding characteristics of 6061-T6 aluminum alloy sheets | |
| JPH0224638B2 (ja) | ||
| WO2020148191A1 (en) | Improvements in the welding of pipes | |
| Uchino et al. | A study on adopting λ-shape groove for laser-arc hybrid welding to construct thick plate butt welded joints | |
| Holovko et al. | The influence of introducing refractory compounds into the weld pool on the weld metal dendritic structure | |
| WO2022008750A1 (en) | Welding together of work-pieces | |
| US3679858A (en) | Method forming clad plates from curved surfaces | |
| JPH0616943B2 (ja) | 炭素鋼材等の溶接補修方法 | |
| US5324914A (en) | Method and apparatus for welding precipitation hardenable materials | |
| Bowyer et al. | Design basis for the copper/steel canister | |
| Maydanchuk et al. | restOratIOn Of bells anD art PrODucts maDe Of cOPPer allOys | |
| US20050252901A1 (en) | Low cost titanium welding method | |
| Langford | Plasma arc welding for large titanium aerospace structures | |
| Arivarasu et al. | Investigations on mechanical and metallurgical properties of pulsed GTA welded maraging steel C300 | |
| Batch et al. | Properties of Additively Manufactured Deposits of Alloy 718 | |
| SU841852A1 (ru) | Способ аргонодуговой сварки | |
| Churiaque Bermejo et al. | Laser Hybrid Butt Welding of Large Thickness Naval Steel |