(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接アーク（ｂ）を移動させながら被加熱下地（ａ）を加熱することにより溶融状態の溶融池（ｃ）を形成する工程と、該溶融池の形成後に溶接アークを移動させながら溶融池に対して溶加材（８）を送り込んで溶接ビード（ｄ）を形成する工程とを有し、溶接ビードの終点近傍位置の被加熱下地に対して溶融池の形成工程と溶接ビードの形成工程とを繰り返すことを特徴とする既設溶接部の補修溶接方法。
【請求項２】
溶接アーク（ｂ）を移動させながら被加熱下地（ａ）を加熱することにより溶融状態の溶融池（ｃ）を形成する工程と、該溶融池の形成後に溶接アークを移動させながら溶融池に対して溶加材（８）を送り込んで溶接ビード（ｄ）を形成する工程と、溶接ビードの終点（Ｐ）から延長方向に溶接アークを移動させて溶接ビードの終点に連続する溶融池を形成する工程と、溶接アークを折り返す方向に移動させて溶融池の保持を行なう工程と、溶融池に沿って溶接アークを移動させながら溶接ビードを形成する工程とを有することを特徴とする既設溶接部の補修溶接方法。
【請求項３】
溶接ビード（ｄ）を延長する場合にあって、溶接アーク（ｂ）の移動方向を順方向から逆方向に変換する折り返し点（Ｑ）の内側で溶接ビードの形成を行なうことを特徴とする請求項２記載の既設溶接部の補修溶接方法。
【請求項４】
溶接ビード（ｄ）を隣接する方向に平行状態に形成する溶接方法であって、溶接アーク（ｂ）を逆方向に移動させて被加熱下地（ａ）の加熱により溶融状態の溶融池（ｃ）を形成する工程と、溶融池の形成後に溶接アークを折り返す方向に移動させて溶融池の保持を行なう工程と、その途中で溶融池に対して溶加材（８）を送り込んで溶接ビードを形成する工程とを有し、溶接ビードの隣接方向に溶接アークをずらした状態で、溶融池を形成する工程と溶接ビードを形成する工程とを繰り返すことを特徴とする既設溶接部の補修溶接方法。
【請求項５】
溶接アーク（ｂ）の折り返し範囲よりも狭い範囲で溶接ビード（ｄ）の形成を行なうことを特徴とする請求項４記載の既設溶接部の補修溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設溶接部の補修溶接方法に係り、特に、容器等の肉盛溶接部の補修溶接を行なう場合の好適技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉圧力容器のように大型容器には、例えば特開昭６３−０７２８３１号、実開平０２−０４４９６０号、特開平０２−１５４１４５号、実開平０３−１１９７５５号、特開平０６−０３３１３７号に記載されているように、下鏡部に、制御棒駆動機構用のハウジング等の管状体や各種センサの信号伝達のための小口径管を溶接によって貫通状態に取り付ける構造が採用されている。
【０００３】
これらの溶接技術にあっては、配管貫通穴の上縁部の回りに肉盛溶接を行なって、スタブチューブ（管台）等を立上げ状態に形成するようにしている。
【０００４】
一方、肉盛溶接部が、腐食等の原因で減少する減肉現象が生じた場合や、前述のスタブチューブを除去した場合等にあっては、例えばＴＩＧ溶接によって、既設の肉盛溶接部の上に、新たに溶接金属を重畳させる補修肉盛溶接を施す必要が生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、既設の肉盛溶接部に、そのまま溶接金属を重ねると、加熱によって生じる溶接金属の溶融池（溶融プール）が、下地（既設の肉盛部）の凹凸形状に基づく冷却むら等の影響や、肉盛溶接部の経年変化に基づいて生成される不純物が混入することにより、溶接ビードが蛇行して形状が乱れたり、溶接ビードの品質が低下したりするものとなる。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成するものである。
▲１▼形成される肉盛溶接部の品質を向上させること。
▲２▼下地の金属や不純物による悪影響の発生を抑制すること。
▲３▼肉盛溶接部の補修作業及び新規肉盛溶接部の形成作業に対しての融通性を高め、適用範囲を拡大すること。
▲４▼自動ＴＩＧ溶接による肉盛溶接作業の効率化を図ること。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
溶接アークを移動させながら、被加熱下地を加熱することにより溶融状態の溶融池を形成しておいて、該溶融池の形成後に溶接アークを移動させながら溶融池に対して溶加材を送り込んで溶接ビードを形成し、形成された溶接ビードの終点近傍位置の被加熱下地に対して、前述の被加熱下地の加熱と溶接ビードの形成を繰り返す技術を採用する。
溶接ビードを直線的に延長する場合にあっては、溶接ビードの終点から溶接ビードの延長方向に溶接アークを移動させて、溶接ビードの終点に連続する溶融池を形成するとともに、溶接アークを折り返す方向に移動させて溶融池の保持を行ない、以下、溶融池に沿って溶接アークを再び順方向に移動させながら溶接ビードを形成する技術を採用する。
溶接ビードを延長する場合にあっては、溶接アークの移動方向を順方向から逆方向に変換する折り返し点の内側で溶接ビードの形成を行なうことが望ましい。溶接ビードを隣接する方向に平行状態に広げる形成を行なう場合にあっては、溶接アークを逆方向に移動させて被加熱下地の加熱により溶融状態の溶融池を形成しておいて、溶融池の形成後に溶接アークを折り返す方向に移動させて溶融池の保持を行なうとともに、その途中で溶融池に対して溶加材を送り込んで溶接ビードを形成し、次いで、形成された溶接ビードの隣接方向に溶接アークをずらして、前述した溶接アークを逆方向に移動させて溶融池を形成する工程と溶接ビードを形成する工程とを繰り返す技術を採用する。
溶接ビードを隣接する方向に広げる形成を行なう場合にあっては、溶接アークの折り返し範囲よりも狭い範囲で溶接ビードの形成を行なうことが望ましい。
溶接法としては、ＴＩＧ，ＭＩＧ，サブマージ溶接技術が適用される。
被加熱下地の上に、同種系の溶接金属、異種系の溶接金属を、肉盛溶接，クラッド溶接によって溶接する場合にあって、補修及び新規溶接を行なう場合に適用される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図３に基づいて、本発明に係る既設溶接部の補修溶接方法の第１実施形態について説明する。
図１は、補修溶接作業を直線的に延長しながら実施する場合の溶接シーケンス（溶接作業工程）図を示し、図２は図１例のタイムチャートを示し、図３は補修溶接作業の実施状況を示している。
【０００９】
既設の肉盛溶接部等の被加熱下地ａの近傍に、レール１を敷設するとともに、レール１により台車２を直線的に走行させ、台車２に溶接機（ＴＩＧ溶接機）３を搭載し、左右位置調整手段４及び上下位置調整手段５によって溶接トーチ６の位置を設定して、該溶接トーチ６の先端と被加熱下地ａとの間に溶接アークｂを発生させて溶融池ｃを形成し、そして、台車２に搭載した溶加材供給手段７から溶加材８を溶融池ｃに供給して溶接ビードｄを形成するものであるが、これらの溶接作業工程は、以下に述べるように設定される。
【００１０】
〔第１ステップのタイミングｔ０  ないしｔ１  〕
図１に走行前進及び図２にタイミング（時刻）ｔ０  ないしｔ１  で示すように、溶接トーチ６によって発生させた溶接アークｂを移動させながら、被加熱下地ａを加熱することにより被加熱下地ａを溶解して溶融状態の溶融池ｃを形成する。この際の溶接アークｂの移動距離は、図１に目盛５で示す距離または時間の範囲（例えば５秒間）に設定される。
また、タイミングｔ０  ないしｔ１  の工程では、図２に示すように、溶接電流及びアーク長が高値に設定され、溶加材８が非供給状態（ワイヤ送給なし）に設定されて、被加熱下地ａの加熱溶融が行なわれる。
なお、被加熱下地ａは、例えば低合金鋼やニッケル基合金が選択されるとともに、溶加材８としては、例えばニッケル基合金が選択される。
【００１１】
〔第１ステップのタイミングｔ１  ないしｔ２  〕
図１の目盛５の相当量だけ溶接アークｂを移動させたら、溶接アークｂの移動を停止させるとともに、溶接電流を低値に設定する。
【００１２】
〔第１ステップのタイミングｔ２  ないしｔ３  〕
溶接アークｂを折り返し点Ｑから折り返す方向に移動（後退）させて、一度形成した溶融池ｃを加熱して溶融状態の保持を行なう。
この際の溶接アークｂの移動距離は、図１に目盛３で示す距離または時間の範囲に設定される。
そして、タイミングｔ２  ないしｔ３  の工程では、図２に示すように、溶接電流及びアーク長の双方とも低値に設定され、溶加材８にあっては非供給状態に設定される。
【００１３】
〔第１ステップのタイミングｔ３  ないしｔ４  〕
図１の目盛３の相当量だけ溶接アークｂを移動させたら、溶接アークｂの移動を停止させるとともに、溶接電流を高値に設定する。
【００１４】
〔第１ステップのタイミングｔ４  ないしｔ５  〕
溶接アークｂを再び順方向（前進方向）に移動し、その際に、溶加材供給手段７の作動により溶加材８を供給して、溶接ビードｄを形成する。
この際の溶接アークｂの移動距離は、図１に目盛３で示す距離または時間の範囲に設定される。
そして、タイミングｔ４  ないしｔ５  の工程では、図２に示すように、溶接電流及びアーク長の双方とも高値に設定される。
【００１５】
〔第２ステップのタイミングｔ５  ないしｔ６  〕
溶加材８の供給を停止した状態で、溶接アークｂを高値のまま引き続き順方向に図１の３目盛分だけ移動させ、溶接ビードｄの終点よりも先の部分について、被加熱下地ａの加熱溶解（下地処理）を行なう。
【００１６】
〔第２ステップのタイミングｔ６  ないしｔ７  〕
溶接アークｂの移動（前進）を停止するとともに、溶接電流を低値に設定する。
【００１７】
〔第２ステップのタイミングｔ７  ないしｔ８  〕
溶接アークｂを折り返す方向に３目盛分だけ移動させて、溶融状態の溶融池ｃの保持を行なう。
【００１８】
〔第２ステップのタイミングｔ８  ないしｔ９  〕
図２の３目盛分の移動後、溶接アークｂの移動を停止させるとともに、溶接電流を高値に設定する。
【００１９】
〔第２ステップのタイミングｔ９  ないしｔ１０〕
溶接アークｂを再び順方向（前進方向）に移動させるとともに、溶加材８の供給により溶接ビードｄの形成を行なう。
この際の溶加材８の供給は、２目盛分に設定される。
【００２０】
〔第３ステップのタイミングｔ１０以降〕
以下、ｔ５  ないしｔ１０の工程に基づいて、前進と後退とを繰り返しながら、溶融池ｃの形成による下地処理及び補助と、溶接ビードｄの形成を繰り返し、溶接ビードｄを直線的に延長する工程が繰り返される。
【００２１】
次いで、図４及び図５は、本発明に係る既設溶接部の補修溶接方法の第２実施形態を示すもので、補修溶接作業を並列的に横方向に伸ばしながら実施する場合の溶接シーケンス及び溶接ビードの形成状況を示している。
【００２２】
図４に示すように、５目盛分だけ溶接アークを左方向に移動させて、溶融池を形成する（下地処理を行なう）工程と、下地処理を行なった上を、５目盛分だけ溶接アークを右方向に移動させるとともに、２目盛ないし４目盛の間で、溶加材８を供給して溶接ビードを形成する工程とを繰り返し、１往復（１ステップ）させることによって、図５に示す幅Ｗの溶接ビードｄを形成し、一つの溶接ビードｄの隣接位置に次の溶接ビードｄを形成する。
この際のビードピッチは、図５に示すように、溶接ビードｄの幅Ｗ以内に設定される。
以下、溶接ビードｄを平行状態に形成する（横方向に延ばす）ことにより、補修溶接作業を進行させるものである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係る既設溶接部の補修溶接方法によれば、以下の効果を奏する。
（１）  予め溶融池を形成してその保持を行ないながら溶加材を供給して、溶接ビードを形成するものであるから、下地に凹凸形状が形成されている場合にあっても、溶融池における溶融金属の厚さの変化が起こりにくく、溶接ビードの厚さ変動を抑制して肉盛溶接部の品質を向上させることができる。
（２）  上記により、下地の金属成分や不純物が溶加材の溶融層に入り込む現象が起こりにくくなり、溶接ビードの品質安定と品質向上とを図ることができる。
（３）  溶融池の範囲と溶加材の供給範囲とを設定することにより、肉盛溶接部の補修作業に加えて、新規肉盛溶接部の形成作業に対しても適用することができ、適用範囲を拡大することができる。
（４）  溶接アークの発生範囲や溶加材の供給範囲を設定して管理することにより、自動ＴＩＧ溶接等を適用して肉盛溶接作業及びその補修作業の効率化を図ることができる。
（５）  これらの設定を容易にして、溶接作業を高い精度で効率よく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る既設溶接部の補修溶接方法の第１実施形態を示す溶接シーケンス図である。
【図２】図１の補修溶接作業のタイムチャートである。
【図３】図１の補修溶接作業の実施状況を示すモデル図である。
【図４】本発明に係る既設溶接部の補修溶接方法の第２実施形態を示す溶接シーケンス図である。
【図５】図４の溶接ビードの形成状況を示すモデル図である。
【符号の説明】
ａ  被加熱下地
ｂ  溶接アーク
ｃ  溶融池
ｄ  溶接ビード
Ｑ  折り返し点
１  レール
２  台車
３  溶接機（ＴＩＧ溶接機）
４  左右位置調整手段
５  上下位置調整手段
６  溶接トーチ
７  溶加材供給手段
８  溶加材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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