(57)【要約】【課題】溶接割れや脆化組織のない品質良好な肉盛り溶接部を得ると共に溶接効率を高めるのに有効な異材肉盛り溶接方法及びその異材肉盛り溶接構造物を提供する。【解決手段】本発明の特徴は、炭素鋼の母材５の表面に、ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤ６をワイヤ通電加熱方式のホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接し、複数の溶接パス部、複数の層からなる肉盛り溶接部を形成させ、１層目の肉盛り溶接部ｂ１〜ｂ６の溶金組織がオーステナイト組織と３％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織になるように、溶接パス部の各溶接断面積に対する前記母材５側の溶融希釈率を３０％以下にすることを特徴とする異材肉盛り溶接方法にある。また、炭素鋼の母材表面に低炭素鋼の溶接ワイヤを下盛りし、下盛り表面に上記のとおりのステンレスワイヤの肉盛り溶接を行う異材肉盛り溶接方法にある。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素鋼の母材の表面にステンレス鋼の溶接ワイヤを肉盛り溶接する肉盛り溶接方法において、
前記ステンレス鋼の溶接ワイヤはＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤであり、前記溶接ワイヤをワイヤ通電加熱方式のホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて溶接し、前記母材の表面に複数の溶接パス部からなる少なくとも１層の第一の肉盛り溶接部を形成させ、前記１層目の肉盛り溶接部の溶接パス部の各溶接断面積に対する前記母材側の溶融希釈率を３０％以下とし、前記母材と前記１層目の肉盛り溶接部を融合させ、前記１層目の肉盛り溶接部の溶金組織がオーステナイト組織と３％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織とすることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項２】
請求項１に記載の異材肉盛り溶接方法において、
前記１層目の肉盛り溶接部の溶接パス部の各溶接断面積に対する前記母材側の溶融希釈率を２５％以下とし、前記１層目の肉盛り溶接部の溶金組織は、オーステナイト組織と５％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織とすることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の異材肉盛り溶接方法において、
前記ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤの肉盛り溶接部の表面に、ＳＵＳ３０８系又はＳＵＳ３１６系の溶接ワイヤ、若しくはＳＵＳ３０９系でないオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤを前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて１層以上の第二の肉盛り溶接部を形成させ、前記母材表面から前記第一及び第二の肉盛り溶接部の溶接表面までの肉盛り高さを少なくとも６mm以上にすることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の異材肉盛り溶接方法において、
前記ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤの肉盛り溶接部の表面に、ＳＵＳ３０８系又はＳＵＳ３１６系の溶接ワイヤ、若しくはＳＵＳ３０９系でないオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤを前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて１層以上の第二の肉盛り溶接部を形成させ、該溶接表面の少なくとも一部を切削加工し、前記母材表面から前記切削加工された後の加工表面までの肉盛り高さを少なくとも６mm以上にすることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の異材肉盛り溶接方法において、
前記肉盛り溶接は、前記溶接ワイヤを溶接進行方向の後方からアーク近傍の溶融プール内へ送給しながら溶融させると共に、溶接パス毎に形成させる溶接パス部のビード高さを２mm以上４mm以下、母材側又は下層側の溶け込み深さを１mm以下とすることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載された異材肉盛り溶接方法において、
前記第一の肉盛り層の２層目以降の溶接、前記第二の肉盛り層の溶接は、前記第一の肉盛り層の１層目の溶接に比して、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接の溶接電流及び入熱量を減少させることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載された異材肉盛り溶接方法において、
前記第一の肉盛り層の２層目以降の溶接、前記第二の肉盛り層の溶接は、前記第一の肉盛り層の１層目の溶接に比して、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接のワイヤ送り速度を増加させることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項８】
炭素鋼の母材の表面に低炭素鋼の溶接ワイヤを下盛りし、前記下盛り部の表面にステンレス鋼の溶接ワイヤを肉盛り溶接する肉盛り溶接方法において、
前記ステンレス鋼の溶接ワイヤはＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤであり、前記溶接ワイヤをワイヤ通電加熱方式のホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて溶接し、前記下盛り部の表面に複数の溶接パス部からなる少なくとも１層の第一の肉盛り溶接部を形成させ、前記１層目の肉盛り溶接部の溶接パス部の各溶接断面積に対する前記下盛り部側の溶融希釈率を３０％以下とし、前記下盛り部と前記１層目の肉盛り溶接部を融合させ、前記１層目の肉盛り溶接部の溶金組織がオーステナイト組織と３％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織とすることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項９】
請求項８のいずれかに記載の異材肉盛り溶接方法であって、
前記下盛り部は、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって前記低炭素鋼の溶接ワイヤを前記母材表面に溶接パス部のビード高さが２mm以上４mm以下の範囲になるように下盛り溶接されることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の異材肉盛り溶接方法において、
前記１層目の肉盛り溶接部の溶接パス部の各溶接断面積に対する前記下盛り部側の溶融希釈率を２５％以下とし、前記１層目の肉盛り溶接部の溶金組織は、オーステナイト組織と５％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織とすることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれかに記載の異材肉盛り溶接方法において、
前記ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤの肉盛り溶接部の表面に、ＳＵＳ３０８系又はＳＵＳ３１６系の溶接ワイヤ、若しくはＳＵＳ３０９系でないオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤを前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて１層以上の第二の肉盛り溶接部を形成させ、前記下盛り部表面から前記第一及び第二の肉盛り溶接部の溶接表面までの肉盛り高さを少なくとも６mm以上にすることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項１２】
請求項８ないし１０のいずれかに記載の異材肉盛り溶接方法において、
前記ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤの肉盛り溶接部の表面に、ＳＵＳ３０８系又はＳＵＳ３１６系の溶接ワイヤ、若しくはＳＵＳ３０９系でないオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤを前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて１層以上の第二の肉盛り溶接部を形成させ、該溶接表面の少なくとも一部を切削加工し、前記下盛り部表面から前記切削加工された後の加工表面までの肉盛り高さを少なくとも６mm以上にすることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項１３】
請求項８ないし１２のいずれかに記載の異材肉盛り溶接方法において、
前記肉盛り溶接は、前記溶接ワイヤを溶接進行方向の後方からアーク近傍の溶融プール内へ送給しながら溶融させると共に、溶接パス毎に形成させる溶接パス部のビード高さを２mm以上４mm以下、下盛り部側又は下層側の溶け込み深さを１mm以下とすることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項１４】
請求項８ないし１３のいずれかに記載された異材肉盛り溶接方法において、
前記第一の肉盛り層の２層目以降の溶接、前記第二の肉盛り層の溶接は、前記第一の肉盛り層の１層目の溶接に比して、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接の溶接電流及び入熱量を減少させることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項１５】
請求項８ないし１４のいずれかに記載された異材肉盛り溶接方法において、
前記第一の肉盛り層の２層目以降の溶接、前記第二の肉盛り層の溶接は、前記第一の肉盛り層の１層目の溶接に比して、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接のワイヤ送り速度を増加させることを特徴とする異材肉盛り溶接方法。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかの異材肉盛り溶接方法により製造されたことを特徴とする異材肉盛り溶接構造物。
【請求項１７】
請求項１６に記載された異材肉盛り溶接構造物であって、
前記異材肉盛りの溶接表面又は加工表面が高温水蒸気媒体若しくは腐食性媒体と接触する環境状態で、原子力機器又は火力機器に使用される大型構造物に組み込まれていることを特徴とする異材肉盛り溶接構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素鋼の母材表面に耐食性に優れたステンレス鋼ワイヤを肉盛りする異材肉盛り溶接方法及びその異材肉盛り溶接構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素鋼とステンレス鋼との異材継手を溶接する異材溶接方法、炭素鋼母材表面にステンレス鋼ワイヤを肉盛りする異材肉盛り溶接方法が既に幾つか提案されている。
【０００３】
例えば、特開昭５３−６７６４９号公報（特許文献１）に記載の異種金属の溶接方法では、低級鋼（炭素鋼）側に高級鋼（オーステナイト系ステンレス鋼）に合った金属を肉盛り溶接する際に、この肉盛り金属と低級鋼との間に、両者の溶接作業性及び溶接継手性能を向上させる下盛り肉盛り溶接を施すことが開示されている。炭素鋼側に低炭素系の溶接棒を予め下盛り溶接した後に、その下盛り溶接部の上に高級鋼に合ったステンレス鋼又はＮｉ合金の肉盛り金属を溶接することにより、異種金属の肉盛り溶接部の境界部分に生成される劣化層を軽減することができる。
【０００４】
特開昭５８−１２８２７７号公報（特許文献２）に記載の異材溶接方法では、炭素鋼の母材にステンレス鋼又はＮｉ合金を肉盛り溶接するか、又は前記母材とステンレス鋼又はＮｉ合金との継手を溶接する際に、母材上又は母材側に、前記母材と同質でかつ低炭素の下盛り材又はバタリング材料を施した後に、ステンレス鋼又はＮｉ合金を肉盛り溶接又は継手溶接することが開示されている。炭素鋼の母材上又は母材側に、母材と同質でかつ低炭素の下盛り材又はバタリング材を予め下盛り溶接した後に、異種材のステンレス鋼を前記下盛り溶接部の上に肉盛り溶接、又は異種材の高Ｎｉ合金（インコネル）を継手開先内に積層溶接することにより、ボンド剥離割れを防止できるようにしている。
【０００５】
特公平３−１６２２４号公報（特許文献３）に記載のＴＩＧ自動肉盛り溶接方法では、円筒状被溶接物の１回転を検出するリミットスイッチを備えた回転ポジショナーと、ピッチ送り装置で前記円筒状被溶接物の直径方向に一定ピッチ移動できるＴＩＧ溶接トーチとからなるＴＩＧ自動肉盛り連続溶接装置を用いて、前記円筒状被溶接物の端面全周をＴＩＧ溶接トーチで溶接後に同トーチを被溶接物の直径方向に一定ピッチ移動して更に全周を溶接する操作を順次行って、上記端面全面を連続して肉盛り溶接することが開示されている。ＴＩＧ自動肉盛り溶接装置を用いて１周の溶接とトーチ位置の一定ピッチ移動とを繰返す肉盛り溶接を連続的に行うことにより、肉盛り溶接の作業能率及び溶接品質を向上できるようにしている。
【０００６】
特開平８−１３６０号公報（特許文献４）に記載の炭素鋼とオーステナイト系ステンレス鋼との溶接方法及び電力送配電用ガス遮断器の溶接方法では、炭素鋼とＳＵＳ３０４オーステナイト系ステンレス鋼との母材をレーザビームによって溶接する方法において、重量でＣ０.１５％以下，Ｓｉ０.６５％以下，Ｍｎ１.０〜３.０％，Ｎｉ１０〜１６％，Ｃｒ２６〜３２％，Ｐ０.０２％以下，Ｓ０.０２％以下及びＦｅ残部からなる溶加材を溶融させて溶接部を形成させるとともに、前記溶接部の組織をオーステナイト組織と２０％以下のフェライト組織との混合組織となるように前記母材の前記溶接部の溶け込み率を８０％以下にすることが開示されている。溶接材料の主組成としてＮｉ当量が１５〜１７％、Ｃｒ当量が２８〜３３％となるように調整した細径の溶接ワイヤ又は薄板状の融合インサートを異材母材継手部にレーザビーム溶接によって溶融させて異材溶接部を形成させると共に、母材溶け込み率を８０％以下にすることにより、溶接割れがなく、高靭性を有する異材溶接を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５３−６７６４９号公報（第１頁右欄第１８行〜第２頁左上欄第７行，第１図，第２図）
【特許文献２】特開昭５８−１２８２７７号公報（第２頁右上欄第７行〜同２頁右上欄第２０行，第５図，第６図）
【特許文献３】特公平３−１６２２４号公報（第２頁左欄第４行〜同２頁左欄第１５行，第１図，第２図）
【特許文献４】特開平８−１３６０号公報（段落０００８，段落０００９，表１，図２，図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、下盛り溶接に手間と時間が掛かるという問題がある。また、特許文献１では、肉盛り溶接に使用される溶接法及びその熱源，溶接ワイヤの成分，溶接条件などが特定されていない。従って、肉盛り溶接部の溶接割れ防止には不十分である。さらに肉盛り溶接部の溶接割れ防止に有効なフェライト含有量についても何ら開示も示唆もされていない。
【０００９】
特許文献２に開示された異材管継手（低合金鋼管とステンレス鋼管との開先継手）の溶接では、低合金鋼管側の開先斜面にバタリング材（低炭素鋼の溶接材料）を被覆アーク溶接（多層多パスの下盛り溶接）しているため、溶接作業に手間と時間が掛かるという問題がある。また、下盛り溶接部の管材とステンレス鋼管とを突合わせた開先継手内を積層溶接（インコネル材を多層多パスする本溶接）する時に被覆アーク溶接が使用されている。このため、溶接表面に付着するフラックスの除去作業や溶接作業に手間と時間が掛かると共に、融合不良やポロシティ等の溶接欠陥が発生し易いという問題がある。また、特許文献２では、低合金鋼管の内面に低炭素の下盛り材を下盛り溶接、及び下盛り溶接部の上に異種材のステンレス鋼材を肉盛り溶接する時には、バンドアーク溶接が使用されているため、溶接表面に付着するフラックスの除去作業が必要になると共に、融合不良やポロシティ等の溶接欠陥が発生し易いという問題がある。
【００１０】
さらに、特許文献２では、上記被覆アーク溶接やバンドアーク溶接と方法が全く異なるワイヤ通電加熱方式のホットワイヤＴＩＧ溶接については全く適用されておらず、何ら開示も示唆もされていない。また、肉盛り溶接部の溶接割れ防止に有効なフェライト含有量についても何ら開示も示唆もされていない。
【００１１】
特許文献３に開示された発明のＴＩＧ溶接は、溶接パス毎のワイヤ溶着量が少ないので肉盛り溶接効率が低く、パス数及び層数が増加し、溶接作業に手間と時間が掛かるという問題がある。溶接効率が高められるワイヤ通電加熱方式のホットワイヤＴＩＧ溶接については全く適用されておらず、何ら開示も示唆もされていない。また、異種金属の肉盛り溶接部の溶接割れ防止に有効なフェライト含有量についても何ら開示も示唆もされていない。
【００１２】
特許文献４に開示された発明のレーザビーム溶接（レーザ溶接）は、溶接部の幅が狭く形成されるため、例えば、溶接すべき異材管継手の円周溶接線に僅かな位置ずれ（溶接線に対するレーザビーム照射の相対的な位置ずれ）があったりすると、片寄り溶けや融合不良が発生し易くなると共に、炭素鋼管側の溶け過剰に伴って溶金組織がマルテンサイト組織に変化したり、溶接割れが発生したりするという問題がある。特許文献４では、肉盛り溶接については適用されておらず、何ら開示も示唆もされていない。また、レーザ溶接と方法が全く異なるホットワイヤＴＩＧ溶接による肉盛り溶接ついても全く適用されておらず、何ら開示も示唆もされていない。
【００１３】
本発明は、前記技術の種々の点を考慮してなされたものであり、溶接割れや脆化組織のない品質良好な肉盛り溶接部を得ると共に溶接効率を高めるのに有効な異材肉盛り溶接方法及びその異材肉盛り溶接構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する本発明は、炭素鋼の母材表面、又は該母材表面に低炭素鋼の溶接ワイヤが下盛りされている下盛り表面に、ステンレス鋼の溶接ワイヤをワイヤ通電加熱方式のホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接する異材肉盛り溶接方法である。前記母材表面又は前記下盛り表面に、ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤを前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて溶接し、複数の溶接パス部を形成し、該溶接パス部からなる１層または複数の肉盛り溶接部を形成させる。このとき、母材側又は前記下盛り側と融合した１層目の肉盛り溶接部の溶金組織がオーステナイト組織と３％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織になるようする。具体的には、前記溶接パス部の各溶接断面積に対する前記母材側又は前記下盛り側の溶融希釈率を３０％以下にすることを特徴とする。上記の異材肉盛り溶接方法では、溶接割れや脆化組織のない品質良好な溶接パス部及び肉盛り溶接部を得ることができ、同時に、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接効率が向上でき、溶接時間を大幅に短縮することができる。
【００１５】
特に、前記母材側又は前記下盛り側の溶融希釈率を２５％以下とし、前記母材側又は前記下盛り側と融合した前記１層目の肉盛り溶接部の溶金組織がオーステナイト組織と５％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織になるようにするとよい。上記の構成によれば、さらに溶接割れや脆化組織のない品質良好な溶接パス部及び肉盛り溶接部を確実に得ることができる。また、肉盛り溶接効率も向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように、本発明の異材肉盛り溶接方法によれば、溶接割れや脆化組織のない品質良好な溶接パス部及び肉盛り溶接部、並びに該肉盛り溶接部を有する溶接構造物を得ることができ、同時に、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接効率が向上でき、溶接時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ワイヤ通電加熱方式のホットワイヤＴＩＧ溶接装置の一例の構成を示す図である。
【図２】母材表面に複数の溶接パス部からなる１層目の肉盛り溶接部を形成したときの断面の模式図である。
【図３】シェフラーの組織図上における炭素鋼母材とステンレスワイヤとの金属組織の関係を示す組織図である。
【図４】母材表面にワイヤを３層１５パス溶接した肉盛り溶接部の断面の模式図である。
【図５】図４に示した肉盛り溶接部の溶接表面を切削加工した後の肉盛り溶接部の形状を示す断面図である。
【図６】シェフラーの組織図上における炭素鋼母材とステンレスワイヤとの金属組織の関係を示す他の組織図である。
【図７】炭素鋼の母材表面に低炭素鋼の溶接ワイヤを１層６パス下盛り溶接した後の下盛り表面に異材のステンレスワイヤを３層１２パス溶接した肉盛り溶接部を示す断面図である。
【図８】炭素鋼母材表面にＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤを２層６パス溶接した異材ワイヤ２層肉盛り溶接部の深さ方向のビッカース硬さを示す図である。
【図９】下盛り及び肉盛り溶接部（４層１８パス）の深さ方向のビッカース硬さを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１９】
上述のとおり、炭素鋼の母材表面又は該母材表面に低炭素鋼の溶接ワイヤが下盛りされている下盛り表面にステンレス鋼の溶接ワイヤをワイヤ通電加熱方式のホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接する異材肉盛り溶接方法において、前記母材表面又は前記下盛り表面に異材のＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤを前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて溶接すると共に、複数の溶接パス部及び該溶接パス部からなる１層目の肉盛り溶接部、又は該１層目及び２層目の肉盛り溶接部を形成させ、かつ前記母材側又は前記下盛り側と融合した前記１層目の肉盛り溶接部の溶金組織がオーステナイト組織と３％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織になるように、前記溶接パス部の各溶接断面積に対する前記母材側又は前記下盛り側の溶融希釈率を３０％以下にすることにより目的が達成される。特に、前記母材側又は前記下盛り側と融合した前記１層目の肉盛り溶接部の溶金組織がオーステナイト組織と５％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織になるように、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって前記母材側又は前記下盛り側の溶融希釈率を２５％以下にするとよい。
【００２０】
前記母材側又は前記下盛り側の溶融希釈率が３０％より過大になると、割れ防止に有効なフェライト組織の含有量（析出量）が３％を下回る組織、若しくは硬化し易いマルテンサイト組織が存在する溶金組織になって、溶接割れや脆化の発生要因になるので好ましくない。また、前記ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤの替わりに、例えば、ＳＵＳ３０８系又はＳＵＳ３１６系の溶接ワイヤを用いて前記炭素鋼の母材表面に肉盛り溶接した場合には、例えば、フェライト組織に係わるＣｒ当量が少ないため、マルテンサイト生成組織やマルテンサイトとオーステナイトとの混合組織になり易くなるので好ましくない。また、前記Ｃｒ当量を特別に増加（例えば、Ｃｒ当量が３０％以上含有）させて製作したような規格外の特殊なワイヤを使用する必要性もない。前記ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤは、ＪＩＳ規格のものであり、市販品を使用することができる。
【００２１】
前記肉盛り溶接部（第一の肉盛り溶接部）の上位表面に、前記ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤと異なる成分のワイヤ（ＳＵＳ３０８系又はＳＵＳ３１６系の溶接ワイヤ、若しくは硬化し難い他のオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤ）をホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて溶接し、第二の肉盛り溶接部を形成することが好ましい。
【００２２】
また、前記母材表面若しくは前記下盛り表面からの肉盛り高さを少なくとも６mm以上にすることが好ましい。また、溶接表面を切削加工してもよい。その場合、切削加工された後の加工表面までの前記肉盛り高さを６mm以上にすることが好ましい。
【００２３】
ＳＵＳ３０８系又はＳＵＳ３１６系の溶接ワイヤ、若しくは硬化し難い他のオーステナイト系ステンレス鋼の１層以上の肉盛り溶接部を形成させ、かつ３層以上肉盛りされた肉盛り溶接部の溶接表面又は該溶接表面が切削加工された後の加工表面から前記母材表面若しくは前記下盛り表面までの肉盛り高さを少なくとも６mm以上にすることにより、耐食性に優れた安定なオーステナイト及びフェライトの混合組織を有するステンレス鋼の肉盛り溶接部を得ることができる。また、前記肉盛り溶接部の溶接表面又は切削加工された加工表面が高温水蒸気媒体若しくは腐食性媒体の環境下で長期間適用されても、耐食性が高いので腐食割れ等の事象を防止でき、長寿命化に寄与することができる。さらに、レーザビームや通常ＴＩＧを用いた肉盛り溶接と比べて、肉盛り溶接のパス数及び層数を大幅に削減できるので工数低減が図れ、生産性向上及びコスト低減が可能となる。
【００２４】
なお、前記肉盛り高さが６mmより小さいと、例えば、腐食性環境下での長期間適用時の腐食進捗に対する耐久性が確保できなくなるので好ましくない。前記ＳＵＳ３０８系又はＳＵＳ３１６系の溶接ワイヤ、若しくは硬化し難い他のオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤは、何れもＪＩＳ規格のものであり、市販品を使用できる。
【００２５】
特に、前記ワイヤ通電加熱方式のホットワイヤＴＩＧ溶接による肉盛り溶接を遂行する時には、前記溶接ワイヤを溶接進行方向の後方からアーク近傍の溶融プール内へ送給しながら溶融させると共に、溶接パス毎に形成させる溶接パス部のビード高さを２mm以上４mm以下の範囲、母材側又は下層側の溶け込み深さを１mm以下になるように溶接することにより、ワイヤアークの発生防止と安定なワイヤ溶融及び溶融プールを保持することができ、融合不良等の欠陥のない良好な溶接ビードを得ることができる。好ましくは前記ビード高さを２.５mm以上３.５mm以下の範囲、前記溶け込み深さを０.７mm程度になるように溶接するとさらによい。また、理想的な溶接ビード及び断面形状は、例えば、ビード高さが３mm前後、溶け込み深さが０.７mm程度、ビード幅が１２〜１５mm程度、ビード立上り角度が３０度以下となるような形状である。これにより、母材側又は下盛り側の溶融希釈率が３０％以下となる溶接ビード部が確実に得られ、この溶接ビード部（溶接パス部及び肉盛り溶接部）の溶金組織を安定なオーステナイト及びフェライトの混合組織にすることができる。
【００２６】
なお、前記ビード高さが２mmより小さい時又は前記溶け込み深さが１mmより深い時には、母材側又は下盛り側の前記溶融希釈率が３０％を超えることになり、割れ防止に有効なフェライト組織の含有量（析出量）が３％を下回る組織、若しくは硬化し易いマルテンサイト組織が存在する溶金組織に変化する可能性が高まるので好ましくない。また、所望の肉盛り高さが不足状態になるため、肉盛り溶接のパス数及び層数を増加しなければならない。反対に、前記ビード高さが４mmより大きい過ぎる時には、例えば、この溶接ビードの横に溶接ビードを並べる溶接を行う場合に、前パスのビード境界近傍部に融合不良が発生したり、不整ビードになったりし易くなるので好ましくない。さらに、溶接進行方向の前方から溶接ワイヤを送給しながらホットワイヤＴＩＧ溶接した時には、平板溶接の場合、前記溶接ワイヤが溶融プールから遊離し易く、このワイヤ遊離に伴ってワイヤアークが発生するため、ワイヤ６の溶融状態及び溶融プール１１状態が悪化し、不整ビードや溶接不良の発生に至る可能性が高まり、溶接品質が悪化することになるので好ましくない。
【００２７】
前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって前記肉盛り溶接部を形成させる以前に、前記低炭素鋼の溶接ワイヤを前記母材表面に下盛り溶接する場合には、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶接パス部のビード高さが２mm以上４mm以下の範囲になるように下盛り溶接することにより、融合不良等の欠陥のない良好な溶接ビード及び下盛り溶接部を得ることができ、同時に、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接効率が向上でき、溶接時間を大幅に短縮することができる。
【００２８】
ステンレス鋼同士の溶接となる２層目から最上層目まで肉盛りする溶接では、前記炭素鋼を溶接する時よりも、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接の溶接電流及び入熱量を減少及びワイヤ送り速度を増加させる条件変更の溶接によって前記肉盛り溶接部を形成させることにより、前記炭素鋼の母材表面に形成済みの肉盛り溶接部と同様な形状，融合不良等の欠陥のない良好な形状の溶接ビード及び肉盛り溶接部を得ることができる。
【００２９】
一方、上記課題を達成する本発明の異材肉盛り溶接構造物は、炭素鋼の母材表面又は該母材表面に低炭素鋼の溶接ワイヤが下盛りされている下盛り表面にステンレス鋼の溶接ワイヤがワイヤ通電加熱方式のホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接されている異材肉盛り溶接構造物であり、前記母材表面又は前記下盛り表面に異材のＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤを前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて溶接すると共に、複数の溶接パス部及び該溶接パス部からなる１層目の肉盛り溶接部、又は該１層目及び２層目の肉盛り溶接部を形成させ、かつ前記母材側又は前記下盛り側と融合した前記１層目の肉盛り溶接部の溶金組織がオーステナイト組織と３％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織になるように、前記溶接パス部の各溶接断面積に対する前記母材側又は前記下盛り側の溶融希釈率を３０％以下にした異材肉盛りの構造にすることを特徴とする。上述したように、溶接割れや脆化組織のない品質良好な溶接パス部及び肉盛り溶接部、並びに該肉盛り溶接部を有する溶接構造物を得ることができ、同時に、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接効率が向上でき、溶接時間を大幅に短縮することができる。
【００３０】
特に、前記母材側又は前記下盛り側と融合した前記１層目の肉盛り溶接部の溶金組織がオーステナイト組織と５％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織になるように、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって前記母材側又は前記下盛り側の溶融希釈率を２５％以下にした異材肉盛りの構造にすることにより、さらに溶接割れや脆化組織のない品質良好な溶接パス部及び肉盛り溶接部、並びに該肉盛り溶接部を有する溶接構造物を確実に得ることができる。また、肉盛り溶接効率も向上させることができる。
【００３１】
また、前記１層目の肉盛り溶接部又は２層目の肉盛り溶接部の上位表面に、前記ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤと異なる成分のＳＵＳ３０８系又はＳＵＳ３１６系の溶接ワイヤ、若しくは硬化し難い他のオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤを前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて溶接すると共に、１層以上の肉盛り溶接部を形成させ、かつ３層以上肉盛り溶接された肉盛り溶接部の溶接表面又は該溶接表面が切削加工された後の加工表面から前記母材表面若しくは前記下盛り表面までの肉盛り高さを少なくとも６mm以上にした異材肉盛りの構造にするとよい。耐食性に優れた安定なオーステナイト及びフェライトの混合組織を有するステンレス鋼の肉盛り溶接部及びその溶接構造物を得ることができる。また、前記肉盛り溶接部の溶接表面又は切削加工された加工表面が高温水蒸気媒体若しくは腐食性媒体の環境下で長期間適用されても、耐食性が高いので腐食割れ等の事象を防止でき、長寿命化に寄与することができる。さらに、レーザビームや通常ＴＩＧを用いた肉盛り溶接と比べて、肉盛り溶接のパス数及び層数を大幅に削減できるので工数低減が図れ、生産性向上及びコスト低減が可能となる。
【００３２】
特に、前記３層以上肉盛りされた肉盛り溶接部及び前記６mm以上の肉盛り高さを有する異材肉盛りの溶接構造物は、原子力機器又は火力機器に使用される大型構造物に組み込まれ、かつ、前記異材肉盛りの溶接表面又は加工表面が高温水蒸気媒体若しくは腐食性媒体と接触する環境状態に配備されているとよい。高温水蒸気媒体若しくは腐食性媒体の環境下で長期間適用されても、耐食性が高いので腐食割れ等の事象を防止でき、長寿命化に寄与することができる。
【００３３】
以下、本発明の内容について、図１〜図９及び表１〜表４に示される実施例を用いてさらに具体的に説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１は、異材肉盛り溶接方法に使用するワイヤ通電加熱方式のホットワイヤＴＩＧ溶接の装置構成を示す図である。ＴＩＧトーチ１内の電極２（非消耗性のタングステン電極）と被溶接材の母材５（炭素鋼）との間には、給電ケーブル１３，１４を介して給電するＴＩＧ溶接電源３が接続されている。また、前記母材５と溶接ワイヤ６に通電する給電チップ７との間には、他の給電ケーブル１５，１６を介してワイヤ通電加熱電源１０が接続されている。ＴＩＧトーチ１又は該ＴＩＧトーチ及び給電チップ７の両方から噴出させるシールドガス（省略）の雰囲気内で、前記電極１と母材５との間にアーク４を発生させると共に、ＴＩＧ溶接電源３から所望の溶接電流Ｉａを出力させている。アーク４直下の母材５上に形成される溶融プール１１内に溶接ワイヤ６を溶接進行方向１７の後方から送給すると共に、ワイヤ通電加熱電源１０から溶接に適したワイヤ電流Ｉｗを給電できるようにしている。溶融プール１１内に送給する溶接ワイヤ６は、ワイヤリール８に巻かれており、ワイヤ送給装置（省略）の送給ローラ９を介して前記溶融プール１１内に送給するようにしている。溶接ビード１２は、溶接中に進行する溶融プール１１の後方に凝固過程で形成される。
【００３５】
ワイヤ通電加熱方式のワイヤホットワイヤＴＩＧ溶接は、溶接ワイヤ６と母材５との間に給電するワイヤ電流Ｉｗによって、加熱（ジュール発熱作用を利用する通電加熱）されて高温になる溶接ワイヤ６をアーク４直下の溶融プール１１内に送給して溶融させながら溶接を行う方法であり、通常のＴＩＧ溶接方法と比べてワイヤ溶着効率を数倍に増加することができる。炭素鋼の母材５表面に肉盛り溶接する溶接ワイヤ６は、オーステナイト系ステンレス鋼ワイヤであり、例えば、異材溶接に適したＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤである。また、前記ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤ６を肉盛り溶接した後に、この肉盛り溶接部の上位表面に肉盛り溶接する他の溶接ワイヤ６６は、前記ＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤ６と異なる成分のＳＵＳ３０８系又はＳＵＳ３１６系の溶接ワイヤ、若しくは硬化し難い他のオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤ（例えばＳＵＳ３２１系，ＳＵＳ３４７系など）である。このような溶接ワイヤ６，６６を溶接進行方向の後方からアーク４近傍の溶融プール１１内へ送給しながら溶融させて溶接することにより、ワイヤアークの発生防止と安定なワイヤ溶融及び溶融プール１１を保持することができ、融合不良等の欠陥のない良好な溶接ビード１２を得ることができる。また、肉盛り溶接効率も向上でき、溶接時間を大幅に短縮することができる。
【００３６】
なお、溶接進行方向１７の前方から溶接ワイヤ６を送給しながらホットワイヤＴＩＧ溶接した時には、平板溶接の場合、前記溶接ワイヤ６が溶融プール１１から遊離し易く、このワイヤ遊離に伴ってワイヤアークが発生するため、ワイヤ６の溶融状態及び溶融プール１１状態が悪化し、不整ビードや溶接不良の発生に至る可能性が高まり、溶接品質が悪化することになるので好ましくない。
【００３７】
表１に、本実施例で肉盛り溶接試験に用いた母材及び各溶接ワイヤの化学成分，Ｎｉ当量及びＣｒ当量の値を示す。例えば、被溶接材の母材５は、炭素鋼のＳＭ４００（溶接構造用圧延鋼材）であり、溶接ワイヤ６，６６はオーステナイト系ステンレスワイヤ（ＳＵＳ３０９ＭｏＬ，ＳＵＳ３０９Ｌ，ＳＵＳ３１６Ｌ，ＳＵＳ３０８Ｌ），低炭素鋼のワイヤ（ＹＧＷ１６）である。なお、Ｎｉ当量及びＣｒ当量の値は、表１の下段に示した算出式（Ｎｉ当量＝％Ｎｉ＋３０×％Ｃ＋０.５×％Ｍｎ，Ｃｒ当量＝％Ｃｒ＋％Ｍｏ＋１.５×Ｓｉ＋０.５×％Ｎｂ）より求められる。このように算出したＮｉ当量及びＣｒ当量の値は、後述する図３及び図６に示すシェフラーの組織図上に使用している。
【００３８】
【表１】
2011020134.tif 000003
【００３９】
表２に、純金属及び合金の物性値を示す。炭素鋼は、表２に示すように、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６）と比べて融点や熱伝達率が高いので溶け難くなる。このため、炭素鋼の母材５表面にステンレス鋼の溶接ワイヤ６を肉盛り溶接する時には、ステンレス鋼母材を溶接する時よりも、溶接電流及び入熱量を高め、ワイヤ送り速度を抑制して前記ホットワイヤＴＩＧ溶接することによって、融合不良等の欠陥のない良好な形状の溶接ビード及び肉盛り溶接部を得ることができる。
【００４０】
【表２】
2011020134.tif 000004
【００４１】
図２は、図１に示した溶接装置の適用によって母材表面に形成した複数の溶接パス部からなる１層目の肉盛り溶接部の一実施例を示す断面図である。図２中には、溶接パスの順序及び配列を示すパス番号（１〜４），母材５側の溶け込み深さＬ，ビード高さｈ１及びビード幅ｗを記してある。図２に示すように、炭素鋼（例えば、ＳＭ４００やＳＧＶ４８０）の母材５表面に異材のＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤ６を前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて溶接し、複数の溶接パス部ｂ１，ｂ２〜ｂ４からなる１層目Ｎ１の肉盛り溶接部を形成させている。
【００４２】
溶接パス毎の溶接パス部ｂ１，ｂ２〜ｂ４（溶接ビード１２に該当）のビード高さｈ１は、２mm以上４mm以下の範囲であり、好ましくは２.５mm以上３.５mm以下の範囲にするとよい。また、母材５側の溶け込み深さＬは、１mm以下であり、好ましくは０.７mm程度にするとさらによい。また、理想的な溶接ビード及び断面形状は、例えば、ビード高さｈ１が３mm前後、溶け込み深さＬが０.７mm程度、ビード幅ｗが１２〜１５mm程度、ビード立上り角度が３０度以下となるような形状である。このような形状の溶接ビードは、ホットワイヤＴＩＧ溶接の適正な溶接電流Ｉａ（Ａ），溶接速度ｖ（mm／分）又は適正な溶接入熱量Ｑ（ｋＪ／cm）（Ｑ＝溶接電流Ｉａ×アーク電圧Ｖａ×６／溶接速度ｖ×１０），溶接電流に対応した適正なワイヤ電流Ｉｗ及びワイヤ送り速度Ｗｆ等の溶接条件を適正に設定してホットワイヤＴＩＧ溶接することにより良好に形成させることができる。これにより、炭素鋼母材５側の溶融希釈率が３０％以下、好ましくは２５％以下となる溶接パス部ｂ１，ｂ２〜ｂ４が確実に得られ、この溶接パス部ｂ１，ｂ２〜ｂ４の溶金組織を耐食性に優れた安定なオーステナイト及びフェライトの混合組織にすることができる。被溶接材の母材５は、上記炭素鋼だけでなく、他の炭素鋼でもかまわない。
【００４３】
図３は、シェフラーの組織図上における炭素鋼母材とステンレスワイヤとの金属組織の関係を示す組織図である。例えば、炭素鋼（ＳＭ４００）の母材５にステンレスワイヤ６（ＳＵＳ３０９ＭｏＬ）を溶接した時の異材溶接では、図３中にプロットしたａ点（ＳＭ４００母材）とｂ点（ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ）とを結んだ直線上（ａ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｂ点）に溶接金属組織が存在することになる。例えば、炭素鋼母材５の溶融希釈率が７０％のｃ点は、冷却時に硬化し割れが発生し易いマルテンサイト生成組織領域、また、その溶融希釈率が５０％のｄ点では、マルテンサイトとオーステナイトとの混合組織領域になる。一方、炭素鋼母材５の溶融希釈率が３０〜１０％のｅ点〜ｇ点では、安全な溶接金属が得られる安定領域のオーステナイト及びフェライトの混合組織領域，溶接割れ防止に有効なフェライト含有量が約３〜１３％存在することになり、溶接割れは発生しないことになる。なお、前記溶融希釈率は、溶接パス部ｂ１，ｂ２〜ｂ４の各溶接断面積Ａ（Ａ＝ワイヤ溶融断面積Ａ１＋母材溶融断面積Ａ２）に対する母材５側の溶融した断面積の割合を示す溶融百分率（Ｂ＝Ａ２／Ａ×１００）である。また、ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤに該当するｂ点は、炭素鋼母材５の溶融希釈率が０％に該当し、ワイヤ６のみが１００％溶融した時であり、この時のフェライト含有量は約１５％前後（例えば１４〜１６％）である。
【００４４】
したがって、図２及び図３に示したように、炭素鋼母材５側の溶融希釈率を３０％以下（ｅ点〜ｇ点及びｂ点近傍）になるようにホットワイヤＴＩＧ溶接を行うことによって、安定なオーステナイト及びフェライト（含有量３〜１５％）の混合組織、所望のビード形状及び溶接割れや脆化組織のない品質良好な溶接パス部ｂ１，ｂ２〜ｂ４及び肉盛り溶接部Ｎ１を得ることができ、同時に、肉盛り溶接効率を高めることもできる。好ましくは前記溶融希釈率を２５％以下（ｆ点〜ｇ点及びｂ点近傍）に至るように前記ホットワイヤＴＩＧ溶接を行うとさらによい。これにより、さらに安定なオーステナイト及びフェライト（含有量５〜１５％）の混合組織、所望のビード形状及び溶接割れや脆化組織のない品質良好な溶接パス部ｂ１，ｂ２〜ｂ４及び肉盛り溶接部Ｎ１を確実に得ることができる。
【００４５】
なお、前記ビード高さｈ１が２mmより小さい時、又は前記溶け込み深さＬが１mmより大きい時には、炭素鋼母材５側の溶融希釈率が３０％を超えることになり、割れ防止に有効なフェライト組織の含有量（析出量）が３％を下回る溶金組織、若しくは硬化し易いマルテンサイト組織とオーステナイト組織との混合組織が存在する溶金組織に変化する可能性が高まるので好ましくない。また、所望の肉盛り高さが不足状態になるため、肉盛り溶接のパス数及び層数を増加しなければならない。反対に、前記ビード高さｈ１が４mmより大きい過ぎる時には、例えば、溶接ビードｂ１の横に他の溶接ビードｂ２を並べる多パス溶接を行う場合に、前パスのビード境界近傍部に融合不良が発生したり、現パスが不整ビードになったりし易くなるので好ましくない。
【００４６】
上記の検討に基づき、溶接条件を変更して各種の溶接試験を行った。表３に各種の肉盛り溶接試験に用いた溶接条件を示す。母材はＳＭ４００の炭素鋼、ワイヤはＳＵＳ３０９ＭｏＬを使用し、また、多層多パスの肉盛り溶接では、ＳＵＳ３０９ＭｏＬの他に、下盛り用のＹＧＷ１６（低炭素鋼）ワイヤ、上層盛り用のＳＵＳ３１６Ｌワイヤを使用した。溶接パス毎の入熱量は何れも１８〜１９ｋＪ／cmとした。何れの溶接部、肉盛り溶接及びその近傍に融合不良や割れ等の欠陥はなかった。
【００４７】
また、表４に、表３に示した溶接条件を使用して１パス溶接試験及び多層多パスの肉盛り溶接試験した時の結果を示す。なお、比較のため、従来のＴＩＧ溶接（ワイヤ通電加熱なし）の試験条件及びその結果（試験番号Ｎo.１，Ｎo.５）を表３中及び表４中に併記した。
【００４８】
【表３】
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【００４９】
【表４】
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【００５０】
表３及び表４に示すように、試験番号Ｎo.１，Ｎo.５に記載の１パス溶接及び４パス肉盛り溶接試験では、前記炭素鋼母材にＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤを溶接したものであり、ワイヤ送り速度（１ｍ／分）が少なく、溶接速度（８０mm／分）も遅いため、溶接効率が低くなっている。また、溶け込み深さ（Ｌ＝１mm）に対するビード高さｈ１が１.７〜１.８mmと低く、このため、炭素鋼母材側の溶融希釈率が３０％を超える３６〜３７％であり、また、溶接金属部のフェライト含有量が１〜１.５％であり、３％を下回る結果であった。
【００５１】
一方、試験番号Ｎo.２〜Ｎo.４に記載の１パス溶接試験では、前記炭素鋼母材にＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤを溶接したものであり、試験番号Ｎo.１（従来ＴＩＧ）と比べて溶接効率を２〜３倍に高めるべく、溶接電流及び溶接速度を増加すると同時に、ワイヤ通電加熱のワイヤ電流（４０〜６０Ａ），ワイヤ送り速度（２〜３ｍ／分）を増加させている。これにより、溶接効率を２〜３倍に向上でき、また、ワイヤ溶融の増加によるビード高さｈ１（２.２〜３.０mm）の増加によって炭素鋼母材側の溶融希釈率を３０％以下の２９〜２０％に減少することができた。また、フェライトスコープ（磁気誘導法）を用いて溶接表面から溶接金属部のフェライト含有量を測定（１０点の平均値）した結果、ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤの溶接部（オーステナイト及びフェライトの混合組織）はフェライト含有量が３.５〜７.３％であり、３％以上を満足することができた。
【００５２】
また、試験番号Ｎo.６，Ｎo.７に記載の１層及び２層の肉盛り溶接試験では、前記炭素鋼母材にＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤを肉盛り溶接したものであり、従来溶接と比べて溶接効率を３〜４倍に向上でき、炭素鋼母材側の溶融希釈率を１９〜２０％に減少することができた。また、フェライト含有量の平均値は、１層目の肉盛り溶接部で６.１〜９.１％であり、２層目の肉盛り溶接部で１４.５％であり、何れも３％以上を満足することができた。このように、前記炭素鋼の母材側と融合した前記１層目の肉盛り溶接部又は該１層目及び２層目の肉盛り溶接部の溶金組織がオーステナイト組織と３％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織になるように、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって炭素鋼母材側の溶融希釈率を３０％以下にすることにより、溶接割れや脆化組織のない品質良好な溶接パス部及び肉盛り溶接部を得ることができ、同時に、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接効率が向上でき、溶接時間を大幅に短縮することができる。
【００５３】
試験番号Ｎo.８は、２種類の溶接ワイヤ（ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ及びＳＵＳ３１６Ｌワイヤ）を３層肉盛り溶接したものであり、また、試験番号Ｎo.９は、３種類の溶接ワイヤ（低炭素鋼の下盛り用ＹＧＷ１６ワイヤ，肉盛り用のＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ及びＳＵＳ３１６Ｌワイヤ）を４層盛り溶接したものであり、従来溶接と比べて溶接効率を４倍に向上することができる。また、溶接パス毎のビード高さｈ１が何れも２.９〜３mmあり、フェライト含有量も３％以上を満足する６.２〜１３％であった。また、下盛り部を除いた上部３層盛り部の累計の肉盛り高さも６mmを超える８.８〜８.９mmであった。なお、Ｎo.８及びＮo.９の結果についてはその詳細を後述する。
【実施例２】
【００５４】
図４は、炭素鋼の母材表面にステンレスワイヤを３層１５パス溶接した肉盛り溶接部の一実施例を示す断面図である。図４中には、溶接パスの順序及び配列を示すパス番号（１〜１５），母材５側の溶け込み深さＬ，ビード高さｈ１，ビード幅ｗ，３層累計の肉盛り高さＨを記してある。この実施例では、例えば、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって、炭素鋼の母材５表面にＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ６を溶接して１層目Ｎ１及び２層目Ｎ２の肉盛り溶接部（溶接パス部ｂ１〜ｂ１１）を形成した後に、その上位表面に、前記ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ６と成分が異なるＳＵＳ３１６Ｌワイヤ６６を溶接して３層目Ｎ３の肉盛り溶接部（溶接パス部ｂ１２〜ｂ１５）を形成した時の断面を示している。表３及び表４に示した試験番号Ｎo.８に該当する結果である。炭素鋼の母材５表面と融合した１層目Ｎ１の溶接パス部ｂ１〜ｂ６のビード高さｈ１は３.０mm、母材５側の溶け込み深さＬは０.８mmであり、３層累計の肉盛り高さＨは６mmを超える大きさの約８.８mmであった。また、上述したように、フェライトスコープ（磁気誘導法）を用いて溶接表面から溶接金属部のフェライト含有量（１０点の最小値〜最大値及び平均値）を測定した結果、１層目Ｎ１の肉盛り溶接部で５.３〜７.３％（平均値６.２％）であった。また、前記ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤと成分が異なるＳＵＳ３１６Ｌワイヤを溶接した３層目Ｎ３の肉盛り溶接部で１２.２〜１３.５％（平均値１３％）であった。このように、何れの肉盛り溶接部も溶接割れ防止に有効なフェライト含有量が５％以上に確保されていた。
【００５５】
なお、前記ＳＵＳ３１６Ｌワイヤの替わりに、ＳＵＳ３０８Ｌワイヤ、若しくは硬化し難い他のオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤ（例えばＳＵＳ３２１系，ＳＵＳ３４７系など）を用いて、前記肉盛り溶接部Ｎ１，Ｎ２の上位表面から肉盛り溶接することもできる。また、１層目Ｎ１の肉盛り溶接部（溶接パス部ｂ１〜ｂ６）をＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤ６による溶接にて形成し、その後に、２層目Ｎ２及び３層目Ｎ３の肉盛り溶接部（溶接パス部ｂ７〜ｂ１５）をＳＵＳ３１６系又はＳＵＳ３０８系の溶接ワイヤ６６、若しくは他のオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤ６６による溶接にて形成することもできる。何れの溶接ワイヤ６，６６もＪＩＳ規格のものであり、市販品を使用すればよい。
【００５６】
前記３層以上肉盛りされた肉盛り溶接部Ｎ１〜Ｎ３の肉盛り高さＨ（母材５表面から最終層の溶接表面まで累計の肉盛り高さ）は６mmを超える大きさになっており、最終層の溶接表面を平坦に切削加工する場合も、加工代が十分にあり、切削加工後の加工表面から前記母材５表面までの肉盛り高さを６mm以上に確保するができる。また、これにより、耐食性に優れた安定なオーステナイト及びフェライトの混合組織を有するステンレス鋼の肉盛り溶接部及び該肉盛り溶接部を備えた異材肉盛り溶接構造物を得ることができる。なお、前記肉盛り高さが６mmより小さいと、例えば、腐食性環境下での長期間適用時の腐食進捗に対する安全性が確保できなくなるので好ましくない。
【実施例３】
【００５７】
図５は、図４に示した肉盛り溶接部の溶接表面を切削加工した後の肉盛り溶接部の形状を示す断面図である。肉盛り最終層Ｎ３の溶接表面を切削加工（加工代ΔＨ）することにより、所望の平坦な加工表面を得ることができる。また、３層Ｎ１〜Ｎ３以上肉盛りされた累計の肉盛り高さＨが６mmを超える８.７mmの大きさであるため、溶接表面を平坦に切削加工しても、切削加工後の加工表面から母材５表面までの肉盛り高さ（Ｈ−ΔＨ）を６mm以上に確保することができる。加工代ΔＨを含む３層累計の肉盛り高さＨが６mmより小さい場合には、特定の肉盛り高さ６mm以上（又は６mm以上９mm以下の範囲）を満足するように、肉盛り溶接の層数を追加すればよい。
【００５８】
耐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤ６，６６を前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって３層以上の肉盛り溶接部Ｎ１〜Ｎ３を形成した被溶接材の溶接構造物は、例えば、原子力機器や火力機器に使用される大型構造物である。このような肉盛り溶接部Ｎ１〜Ｎ３を有する異材肉盛りの溶接構造物は、前記肉盛り溶接部の溶接表面又は該溶接表面が切削加工された後の加工表面が高温水蒸気媒体若しくは腐食性媒体と接触する環境状態に配備されることなり、前記環境状態に長期間適用されても、耐食性が高いので腐食割れ等の事象を防止でき、長寿命化に寄与することができる。
【実施例４】
【００５９】
図６は、シェフラーの組織図上における炭素鋼母材とステンレスワイヤとの金属組織の関係を示す他の組織図である。図３との主な相違点は、表１に示したＮｉ当量及びＣｒ当量の値に基づいて、ＳＵＳ３０８Ｌワイヤに該当するｉ点、ＳＵＳ３１６Ｌワイヤに該当するｈ点を追記したことである。
【００６０】
図１及び図４に示したように、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって炭素鋼の母材５表面にＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ６を肉盛り溶接（１層目Ｎ１の肉盛り溶接部ｂ１〜ｂ６を形成）すると、その溶金組織は、図６中にプロットしたｆ点からｇ点及びｂ点近傍を通る線上及び近傍の組織状態となる。このため、安全な溶接金属が得られる安定領域のオーステナイト及びフェライトの混合組織領域、溶接割れ防止に有効なフェライト含有量が約５〜１５％存在することになり、溶接割れや脆化組織のない品質良好な肉盛り溶接部Ｎ１を得ることができる。さらに、前記１層目Ｎ１の肉盛り溶接部の上位表面に、前記ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ６と異なるＳＵＳ３１６Ｌワイヤ６６を肉盛り溶接（２層目Ｎ２及び３層目Ｎ３の肉盛り溶接部ｂ７〜ｂ１５を形成）した場合は、図６中にプロットしたｈ点と、ｆ点，ｇ点，ｂ点とを結んだ範囲又はその近傍範囲の組織状態となる。このため、安全な溶接金属が得られる安定領域のオーステナイト及びフェライトの混合組織領域、溶接割れ防止に有効なフェライト含有量が約５〜１５％存在することになり、溶接割れや脆化組織のない品質良好な肉盛り溶接部Ｎ２，Ｎ３を得ることができる。また、前記ＳＵＳ３１６Ｌワイヤの替わりに、ＳＵＳ３０８Ｌワイヤを肉盛り溶接した場合には、ｉ点と、ｆ点，ｇ点，ｂ点とを結んだ範囲又はその近傍範囲の組織状態となり、上述したように、安定領域のオーステナイト及びフェライトの混合組織領域、溶接割れ防止に有効なフェライト含有量が約５〜１５％存在することになり、溶接割れや脆化組織のない品質良好な肉盛り溶接部Ｎ２，Ｎ３を得ることができる。また、前記ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ６を２層肉盛り溶接した肉盛り溶接部ｂ１〜ｂ１１の上位表面に、ＳＵＳ３１６Ｌワイヤ又はＳＵＳ３０８Ｌワイヤを肉盛り溶接（３層目Ｎ３の肉盛り溶接部ｂ１２〜ｂ１５を形成）する場合も、上記組織状態となり、上述したように、溶接割れや脆化組織のない品質良好な肉盛り溶接部Ｎ３を得ることができる。
【００６１】
なお、前記ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ又はＳＵＳ３０９Ｌワイヤを使用することなく、これと異なる前記ＳＵＳ３１６Ｌワイヤ又はＳＵＳ３０８Ｌワイヤを用いて炭素鋼（ＳＭ４００）母材５表面に肉盛り溶接した場合には、図６中にプロットしたｈ点（３１６Ｌ）又はｉ点とａ点（ＳＭ４００）両方を結んだ直線になるため、殆どマルテンサイトとオーステナイトとの混合組織になってしまうことになる。したがって、所望の安全な溶接金属となる安定なオーステナイト及びフェライトの混合組織が得られないので好ましくない。
【実施例５】
【００６２】
図７は、図１に示した溶接方法の適用によって炭素鋼の母材表面に低炭素鋼の溶接ワイヤを１層６パス下盛り溶接した後の下盛り表面にステンレスワイヤを３層１２パス溶接した肉盛り溶接部の一実施例を示す断面図である。表３及び表４に示した試験番号Ｎo.９に該当する結果である。図７中には、下盛りを含む溶接パスの順序及び配列を示すパス番号（１〜１８）、母材５側の溶け込み深さＬ，溶接パス部のビード高さｈ１，ビード幅ｗ，下盛り表面から上位の３層累計の肉盛り高さＨを記してある。図４との相違点は、前記ステンレスワイヤ６，６６を肉盛り溶接する以前に、低酸素鋼の溶接ワイヤ２０を炭素鋼母材５表面に下盛り溶接（１層６パス）していることである。
【００６３】
図７に示すように、この実施例では、最初に、炭素鋼の母材５表面に該母材５と同質で、かつ低酸素鋼（例えば０.１％Ｃ以下）の溶接ワイヤ２０（例えばＹＧＷ１６）を前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって予め下盛り溶接し、この下盛りＳ０の溶接パス部ｂ１〜ｂ６のビード高さｈ１は、２.９mmであり、２mm以上４mm以下の範囲に形成させている。好ましくは前記下盛り溶接部のｂ１〜ｂ６のビード高さｈ１を２.５mm以上３.５mm以下の範囲に形成させるとさらによい。この時のビード幅ｗは１２〜１５mm程度の大きさである。このように、ホットワイヤＴＩＧ溶接によって下盛り溶接することにより、融合不良等の欠陥のない良好な溶接ビード及び下盛り溶接部ｂ１〜ｂ６を得ることができ、同時に、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接効率を向上でき、溶接時間を大幅に短縮することができる。
【００６４】
次に、前記下盛り溶接部ｂ１〜ｂ６の上位表面に、前記低炭素鋼の溶接ワイヤ２０と異なるステンレス鋼のＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ６を前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて溶接し、１層目Ｎ１の肉盛り溶接部ｂ７〜ｂ１１を形成させている。前記ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ６を２層盛り溶接して、前記１層目Ｎ１及び２層目Ｎ２の肉盛り溶接部ｂ７〜ｂ１５を形成させることもできる。この１層目Ｎ１及び２層目Ｎ２の肉盛り溶接部ｂ７〜ｂ１５のビード高さｈ１は前記寸法と同様に、２.５mm以上３.５mm以下の寸法に形成され、また、ビード幅ｗも１２〜１５mm程度に形成されている。このような形状の溶接ビードは、上述したように、ホットワイヤＴＩＧ溶接の適正な溶接電流Ｉａ，溶接速度ｖ又は適正な溶接入熱量Ｑ、溶接電流に対応した適正なワイヤ電流Ｉｗ及びワイヤ送り速度Ｗｆ等の溶接条件を適正に設定して溶接することにより、良好に形成させることができる。さらに、前記下盛りＳ０側の溶接パス部ｂ１〜ｂ６と融合した前記１層目Ｎ１の肉盛り溶接部ｂ７〜ｂ１１は、前記下盛りＳ０側の溶融希釈率が２５％以下の１９％に低く形成されているため、この１層目Ｎ１の肉盛り溶接部ｂ７〜ｂ１１の溶金組織はオーステナイト組織と５％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織になり、溶接割れや脆化組織のない品質良好な１層目Ｎ１の肉盛り溶接部ｂ６〜ｂ１１を得ることができ、また、２層目Ｎ２の肉盛り溶接部ｂ１２〜ｂ１５も融合不良等の欠陥のない品質良好な結果を得ることができる。また、従来溶接と比べて肉盛り溶接効率を３〜４倍に向上させることができる。なお、上述したように、炭素鋼はステンレス鋼よりも溶け難くなるため、前記炭素鋼の母材５表面に前記低炭素鋼の溶接ワイヤ２０を下盛りＳ０溶接する時、又は該下盛りＳ０の溶接表面に異材の前記ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ６を肉盛りＮ１溶接する時には、例えば、ステンレス鋼同士の溶接時よりも、溶接電流及び入熱量を３割程度増加、ワイヤ送り速度を少量減少させる条件変更のホットワイヤＴＩＧ溶接を行うと、前記ステンレス鋼同士の溶接部と同様な形状，融合不良等の欠陥のない良好な形状の溶接ビード、前記下盛り溶接部ｂ１〜ｂ６及び前記１層目Ｎ１の肉盛り溶接部ｂ７〜ｂ１１を得ることができる。条件変更なしのままの溶接条件（ステンレス鋼同士の溶接時と略同一条件）で溶接した場合には、ビード幅ｗが減少して１２mmより小さくなると共に、ビード高さｈ１が増加して４mmを越える大きさに形成されるため、凸形状の溶接ビードを横並びさせる肉盛りの溶接時に欠陥発生等の不具合が生じることになるので好ましくない。
【００６５】
次に、前記１層目Ｎ１の肉盛り溶接部ｂ７〜ｂ１１又は２層目Ｎ２の肉盛り溶接部ｂ１２〜ｂ１５の上位表面に、前記ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤ６と異なるＳＵＳ３１６Ｌワイヤ６６を前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて溶接し、２〜３層目Ｎ２，Ｎ３又は３層目Ｎ３の肉盛り溶接部ｂ１６〜ｂ１８を形成させている。これにより、融合不良等の欠陥のない良好な溶接ビード及び肉盛り溶接部ｂ１６〜ｎ１８を得ることができ、同時に、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接効率が向上でき、溶接時間を大幅に短縮することができる。下盛りＳ０を除いた上位３層Ｎ１〜Ｎ３累計の肉盛り高さＨは６mmを超える大きさの約８.９mmであった。
【００６６】
前記２層目Ｎ２及び３層目Ｎ３の肉盛り溶接では、下層部と溶接ワイヤとの両方がステンレス鋼同士となるため、溶け易く馴染みの良い溶接となる。このため、例えば、前記炭素鋼の母材５表面又は前記下盛りＳ０の溶接表面を溶接する時よりも、溶接電流及び入熱量を３割程度減少、ワイヤ送り速度を増加させる条件変更のホットワイヤＴＩＧ溶接を行うことにより、前記炭素鋼の母材表面に形成済みの１層目Ｎ１の肉盛り溶接部と同様な形状，融合不良等の欠陥のない良好な形状の溶接ビード及び肉盛り溶接部ｂ１２〜ｂ１８を得ることができる。この肉盛り溶接部ｂ１２〜ｂ１８のビード高さｈ１は、２.５mm以上３.５mm以下の大きさ、ビード幅ｗは１２〜１５mm程度の大きさに形成させることができる。また、肉盛り溶接効率も向上させることができる。前記条件変更なしのままの溶接条件（炭素鋼の溶接時と略同一条件）で溶接した場合には、ビード幅ｗが増加して１５mmを超える大きさになると共に、ビード高さｈ１が減少して２mm以下の大きさに形成されることになる。また、上述したように、前記ＳＵＳ３１６Ｌワイヤの替わりに、ＳＵＳ３０８Ｌワイヤ若しくは硬化し難い他のオーステナイト系ステンレス鋼の溶接ワイヤ（例えばＳＵＳ３２１系，ＳＵＳ３４７系など）を用いて前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接することもできる。何れの溶接ワイヤ６，６６もＪＩＳ規格のものであり、市販品を使用すればよい。
【００６７】
このように、下盛り溶接部Ｓ０の上位表面に３層以上肉盛りされた肉盛り溶接部Ｎ１〜Ｎ３の肉盛り高さＨ（下盛りＳ０表面から最終層Ｎ３の溶接表面まで累計の肉盛り高さ）を６mm以上に形成するとよい。また、最終層Ｎ３の溶接表面を平坦に切削加工する場合も、加工代（ΔＨ）が十分あるので、切削加工後の加工表面から前記下盛りＳ０表面までの肉盛り高さＨを６mm以上に確保することもできる。これにより、上述したように、耐食性に優れた安定なオーステナイト及びフェライトの混合組織を有するステンレス鋼の肉盛り溶接部及び該肉盛り溶接部を備えた異材肉盛り溶接構造物を得ることができる。なお、前記肉盛り高さが６mmより小さいと、例えば、腐食性環境下での長期間適用時の腐食進捗に対する安全性が確保できなくなるので好ましくない。
【００６８】
図１及び図４〜図７に示したように、本実施例の異材肉盛り溶接構造物では、前記母材表面又は前記下盛り表面に異材のＳＵＳ３０９系の溶接ワイヤを前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって溶融させて溶接すると共に、複数の溶接パス部及び該溶接パス部からなる１層目の肉盛り溶接部、又は該１層目及び２層目の肉盛り溶接部を形成させ、かつ前記母材側又は前記下盛り側と融合した前記１層目の肉盛り溶接部の溶金組織がオーステナイト組織と３％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織になるように、前記溶接パス部の各溶接断面積に対する前記母材側又は前記下盛り側の溶融希釈率を３０％以下にした異材肉盛りの構造にすることができる。これにより、上述したように、溶接割れや脆化組織のない品質良好な溶接パス部及び肉盛り溶接部、並びに該肉盛り溶接部を有する溶接構造物を得ることができ、同時に、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接効率が向上でき、溶接時間を大幅に短縮することができる。好ましくは前記母材側又は前記下盛り側と融合した前記１層目の肉盛り溶接部の溶金組織がオーステナイト組織と５％以上１５％以下のフェライト組織との混合組織になるように、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって前記母材側又は前記下盛り側の溶融希釈率を２５％以下にした異材肉盛りの構造にすることにより、さらに溶接割れや脆化組織のない品質良好な溶接パス部及び肉盛り溶接部、並びに該肉盛り溶接部を有する溶接構造物を確実に得ることができる。また、肉盛り溶接効率も向上させることができる。
【００６９】
前記３層Ｎ１〜Ｎ３以上肉盛りされたステンレス鋼の肉盛り溶接部及び前記６mm以上の肉盛り高さＨを有する異材肉盛りの溶接構造物は、原子力機器又は火力機器に使用される大型構造物に組み込まれ、かつ、前記異材肉盛りの溶接表面又は加工表面が高温水蒸気媒体若しくは腐食性媒体と接触する環境状態に配備されることなり、上述したように、前記環境状態に長期間適用されても、耐食性が高いので腐食割れ等の事象を防止でき、長寿命化に寄与することができる。
【実施例６】
【００７０】
図８は、図１に示した溶接方法の適用によって炭素鋼母材表面にＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤを２層６パス溶接した異材ワイヤ２層肉盛り溶接部の深さ方向のビッカース硬さを示す一実施例である。図８中には、溶金１パス目（１層目），溶金５・２パス目（２・１層目）及び溶金６・３パス目（２・１層目）のビッカース硬さ（ＨＶ）分布を各々示している。炭素鋼母材（ＳＭ４００）と融合した１層目溶金部の底面部は硬さが２５０Ｈｖまで増加しているが、それより内側（左側）の１パス目溶金部及び２パス目溶金部の平均硬さは２１０〜２２０ＨＶに減少しており、問題ないことを確認した。一方、ＳＭ４００母材熱影響の硬さは最も高い箇所（溶金近傍部）で約２００ＨＶであり、溶金部から遠ざかる（右側に移行）に従って熱影響が小さくなるので硬さも１６０〜１７０ＨＶ程度に減少する結果になっていた。溶金部及びその近傍には割れや硬化相がなかった。また、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によるＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤの溶金部（２層６パスの肉盛り溶接部）には、融合不良等の欠陥もなく、耐食性に優れた安定なオーステナイト及びフェライトの混合組織が形成され、また、溶接割れ防止に有効なフェライト含有量も５％以上１５％以下の範囲になっていた。
【実施例７】
【００７１】
図９は、図７に示した下盛り及び肉盛り溶接部（４層１８パス）の深さ方向のビッカース硬さを示す他の一実施例である。図９中には、溶金６パス目（１層目）、溶金１５・１１・５パス目（３・２・１層目）及び溶金１７・１３・９・３パス目（４・３・２・１層目）のビッカース硬さ（ＨＶ）分布を各々示している。１層目の溶金部は、炭素鋼母材と同質の低炭素鋼のＹＧＷ１６ワイヤを６パス下盛り溶接した部分であり、硬さが２１０〜２７０ＨＶまで増加していた。しかし、下層の１層目溶金部は、上層（２層目）のＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤによる肉盛り溶接の熱影響によって軟化するため、硬さが３０〜５０ＨＶ程度減少していた。２層目の溶金部は、異材のＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤを５パス肉盛り溶接した部分であり、下層溶金部の一部と融合しており、ビッカース硬さが約２２０〜２４０ＨＶに減少しており、問題がなかった。また、３層目及び４層目の溶金部は、ＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤと異なるＳＵＳ３１６Ｌワイヤを２層７パス肉盛り溶接した部分であり、上位４層目の溶金部の硬さが１８０ＨＶ前後まで減少していた。一方、ＳＭ４００母材熱影響の硬さは、最も高い箇所（溶金近傍部）で約２００ＨＶであり、溶金部から遠ざかるに従って熱影響が小さくなるので硬さが１６０〜１７０ＨＶ程度に減少する結果になっていた。何れの溶接パス部及び肉盛り溶接部及びその近傍には割れや硬化相がなかった。また、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によるＹＧＷ１６ワイヤの溶金部（下層の１層６パスの下盛り溶接部）は、融合不良等の欠陥のない良好な品質が得られていた。また、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によるＳＵＳ３０９ＭｏＬワイヤの溶金部（上層の１層５パスの肉盛り溶接部）及びＳＵＳ３１６Ｌワイヤの溶金部（２層７パスの肉盛り溶接部）には、融合不良等の欠陥もなく、耐食性に優れた安定なオーステナイト及びフェライトの混合組織が形成され、また、溶接割れ防止に有効なフェライト含有量も５％以上１５％以下の範囲になっていた。
【００７２】
以上述べたように、本実施例の異材肉盛り溶接方法及びその肉盛り溶接構造物によれば、溶接割れや脆化組織のない品質良好な溶接パス部及び肉盛り溶接部、並びに該肉盛り溶接部を有する溶接構造物を得ることができ、同時に、前記ホットワイヤＴＩＧ溶接によって肉盛り溶接効率が向上でき、溶接時間を大幅に短縮することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  ＴＩＧトーチ
２  電極
３  ＴＩＧ溶接電源
４  アーク
５  母材
６，２０，６６  溶接ワイヤ
８  ワイヤリール
１０  ワイヤ通電加熱電源
１１  溶融プール
１２  溶接ビード
１３，１４，１５，１６  給電ケーブル
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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