(57)【要約】  溶接接合部の性能を最適化する方法は、例えば硬度又は靭性のような、溶接接合部について指定された機械的性質のセットを決定するステップ、ベース金属材料を選択するステップ、溶接プロセス及び溶接プロセス条件を選択するステップ、及び溶接金属材料を選択するステップを含む。溶接金属材料及び／又はベース金属材料は、溶接又はベース金属材料の特性を決定するステップによって選択され得る。特性の決定ステップは、金属材料の熱機械的シミュレーションを実行するサブステップ、熱機械的シミュレーションによって生成された金属の性質を決定するサブステップ、及び続いて金属材料の特性を指定された機械的性質のセット及び溶接プロセス条件と関連付けるサブステップを含む。当該方法はまた、指定された機械的性質のセットを有する溶接接合部を生成することを含んでもよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接接合部の性能を最適化する方法であって、
溶接接合部について指定された機械的性質のセットを決定するステップ、
ベース金属材料を選択するステップ、
溶接プロセスを選択するステップ、
該溶接プロセスのための溶接プロセス条件を選択するステップ、及び
溶接金属材料を選択するステップ、を含み、
該溶接金属材料は、該溶接金属材料の特性を決定するサブステップであって、前記特性の決定は、前記溶接金属の熱機械的シミュレーションを実行するサブステップを含む、サブステップ、及び
前記溶接金属材料の前記特性と前記特定された機械的性質を関連付けるサブステップ、によって選択される、
方法。
【請求項２】
前記溶接金属の前記特性の決定は、コンピュータプログラムの使用を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記溶接プロセス条件を選択する前記ステップは、前記溶接プロセスについての冷却速度の範囲、前記溶接プロセスのためのトーチの距離、前記溶接プロセスのためのトーチの形状、前記溶接プロセスのための波形、熱入力又はこれらの組み合わせを含む、請求項１又は請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記溶接接合部の前記特定された機械的性質は、硬度、靭性、強度、延性又はこれらの組み合わせを含むグループから選択される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記溶接金属材料の特性を決定する前記ステップは、前記熱機械的シミュレーションによって生成された前記溶接金属材料の性質を決定するサブステップを更に含む、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記熱機械的シミュレーションによって生成された前記溶接金属材料の前記性質は、前記溶接金属材料の微小構造組成、硬度、靭性、強度、延性又はこれらの組み合わせを時間の関数として含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記溶接金属材料を選択する前記ステップは、前記溶接金属材料の前記性質を、前記指定された機械的性質のセット及び前記溶接プロセス条件のセットと比較するサブステップを含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ベース金属材料を選択する前記ステップは、前記ベース金属材料の熱影響部の特性を決定するサブステップを含み、
前記特性の決定サブステップは、熱機械的シミュレーションを実行するサブステップ及び前記ベース金属材料の前記熱影響部の前記特性を前記溶接接合部のための指定された機械的性質のセットと関連づけるサブステップを含む、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ベース金属材料の前記熱影響部の前記特性の決定サブステップは、前記熱機械的シミュレーションによって生成された前記ベース金属材料の前記熱影響部の性質を決定するサブステップを更に含む、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
溶接接合部の性能を最適化する方法であって、
溶接接合部について指定された機械的性質のセットを決定するステップ、
溶接プロセスを選択するステップ、
該溶接プロセスのための溶接プロセス条件を選択するステップ、
ベース金属材料を選択するステップであって、
該ベース金属材料は、前記ベース金属材料の熱影響部の特性を決定するサブステップであって、該特性は、前記溶接金属の熱機械的シミュレーションを実行するサブステップによって決定される、サブステップ、及び
前記ベース金属材料の前記熱影響部の前記特性を、前記溶接接合部について指定された機械的性質の前記セットと関連付けるサブステップ、によって選択される、ベース金属材料の選択ステップ、及び
溶接金属材料を選択するステップ、
を含む、
特に請求項１乃至９のいずれか一項に記載された、
方法。
【請求項１１】
前記ベース金属材料の前記熱影響部の前記特性を決定する前記ステップは、前記熱機械的シミュレーションによって生成された前記ベース金属材料の性質を決定するサブステップを更に含む、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記熱機械的シミュレーションによって生成された前記ベース金属材料の前記熱影響部の前記性質は、前記熱影響部の微小構造組成、硬度、靭性、強度、延性又はこれらの組み合わせを特に冷却速度の関数として含む、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ベース金属材料を選択する前記ステップは、前記熱機械的シミュレーションによって生成された前記ベース金属材料の前記熱影響部の前記性質を、前記指定された機械的性質の前記セットと比較するサブステップを含む、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記指定された機械的性質のセットを有する溶接接合部を生成するステップを更に含む、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
溶接接合部の性能を最適化する方法であって、
溶接接合部について指定された機械的性質のセットを決定するステップ、
ベース金属材料を選択するステップであって、前記ベース金属材料を選択する当該ステップは、前記ベース金属材料の熱影響部の特性を決定するサブステップを含み、該特性の決定サブステップは、前記ベース金属材料の熱機械的シミュレーションを実行するサブステップを含む、ステップ、
溶接プロセスを選択するステップ、
溶接プロセス条件を選択するステップ、及び
溶接金属材料を選択するステップであって、前記溶接金属材料を選択する当該ステップは、前記溶接金属材料の特性を決定するサブステップを含み、該特性の決定サブステップは、前記ベース金属材料の熱機械的シミュレーションを実行するサブステップを含む、ステップ、
を含む、
特に請求項１乃至１４のいずれか一項に記載された、
方法。
【請求項１６】
前記ベース金属材料を選択する前記ステップ及び前記溶接金属材料を選択する前記ステップは、前記ベース金属材料の熱影響部の前記特性及び前記溶接金属材料の特性を、前記溶接接合部について指定された機械的性質の前記セットと関連付けるサブステップを含む、
請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、米国運輸省、有害物質安全庁（ＰＨＭＳＡ）によって授与されたアグリーメント番号ＤＴＰＨ５６−０７−Ｔ−０００００５に基づく政府支援を受けてなされた。政府は本発明に一定の権利を有し得る。
本開示は、概して溶接品質及び性能を最適化するための分析方法に関する。具体的には、本方法は、ベース金属材料の組成、溶接金属材料の組成及び溶接プロセスが如何に相互作用するか、及び、その相互作用が、生じる溶接接合部の性能に如何に影響するかの考慮を含む。
【背景技術】
【０００２】
溶接された鉄骨製作の高水準の性能を要求する産業（例えば、高圧ガスパイプライン）は、鉄のグレードが高いほど、強度と靭性の求められる水準及び堅牢性を有する溶接部を達成することがより困難であることを認識する。なぜなら、溶接プロセス条件の見かけ上小さな変化による性能の変化が大きくなるからである。主要な技術的挑戦は、既存の生産条件及び請負業者の能力のために広く、十分な範囲の溶接プロセスを使用して、溶接の性能を確かにする十分な信頼性及び堅牢性をもって、必要な溶接の性質を達成することである。
【０００３】
従来使用されていた低グレード材料からの単純な技術の移転は、新規のより高いグレードの鉄については、望まれる溶接性能を達成しそうにない。そして、新規の材料に用いるために溶接品質を最適化するために使用される方法を変更することは、試行錯誤を要する努力であった。新たな溶接用途における、溶接用消耗品の設計、溶接継手の寸法、溶接用電源とセットアップ、及び溶接トーチ構成等のような、本質的な溶接における変化の全てにわたる制御の、必要な水準を達成するための方法が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一つの目的は、溶接性能を確かにする、信頼できる溶接の方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は請求項１、１０及び１５の特徴によって解決される。本発明は、したがって、溶接の性能を最適化する方法を提供する。当該方法は、例えば溶接接合部の硬さ又は靭性のような、指定された機械的性質のセットを決定するステップ、ベース金属材料を選択するステップ、及び溶接プロセス及び／又は溶接プロセス条件を選択するステップを有する。溶接金属材料及び／又はベース金属材料は、溶接又はベース金属材料の特性を決定するステップ、熱機械的シミュレーションによって生成される金属の性質及び決定するステップ、及び続いて金属材料の特性を指定された機械的性質及び溶接プロセス条件のセットと関連付けるステップによって選択されてもよい。その特性の決定は、金属材料の熱機械的シミュレーションの実行を含む。当該方法はまた、前記の機械的性質のセットを持つ前記溶接接合部を生成することを含む。本発明の更なる実施形態及び特徴は、図面、詳細な説明及び特許請求の範囲に開示される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本明細書に組み込まれて一部を構成する添付の図面は、本発明の複数の態様の様々な例示的な実施形態を示す、様々な例示的なシステム、方法等を示す。図面において示された要素の境界線（例えば、ボックス、ボックスのグループ又はその他の形状）は、複数の境界線の中の一つの例を代表することが理解されるであろう。当業者は、一つの要素は多数の要素として設計されてもよいこと、又は多数の要素は一つの要素として設計されてもよいことを理解するであろう。他の要素の内部の構成要素として示された一つの要素は、一つの外部の構成要素として実施されてもよく、その逆もまた同様である。さらに、要素は一定の縮尺で描かれていない場合がある。
【図１】図１は、溶接品質を最適化する方法の概略図である。
【図２】図２は、溶接プロセスを選択する方法の概略図である。
【図３】図３は、ベース金属材料を選択する方法の概略図である。
【図４】図４は、溶接金属材料を選択する方法の概略図である。
【図５】図５は、ベース金属材料Ａの改良された連続冷却変態（ＣＣＴ）状態図である。
【図６】図６は、ベース金属材料Ｂの改良されたＣＣＴ状態図である。
【図７】図７は、ベース金属材料Ｃの改良されたＣＣＴ状態図である。
【図８】図８は、ベース金属材料Ｄの改良されたＣＣＴ状態図である。
【図９】図９は、ベース金属材料Ｅの改良されたＣＣＴ状態図である。
【図１０】図１０は、ベース金属材料Ｆの改良されたＣＣＴ状態図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
溶接プロセスと、（ベース金属材料及び溶接金属材料の両方の）材料の化学組成との間には、十分な相互作用が存在する。そのため、要求される適用、例えば鉄製パイプライン製造の力に基づく設計のために望まれる溶接品質を最適化するためには、これらの両方の入力の制御が必要である。図１に示されるように、最適な溶接品質を有する溶接接合部を生成する方法１０は、溶接接合部について指定された機械的性質のセットを決定するステップ１２、溶接プロセス及び溶接プロセスの条件を選択するステップ１４、ベース金属材料を選択するステップ１６及び溶接金属部材を選択するステップ１８を含む。方法１０はまた、機械的特性の指定されたセットを持つ溶接接合部を生じるステップ２０を有する。最適な溶接品質を有する溶接接合部を生じる方法１０は、適切なベース金属材料、溶接プロセス、及び溶接金属材料の如何なる組み合わせの使用から結果する溶接品質も最適化するために使用されてもよいことが理解されるべきである。
【０００８】
概してベース金属材料の熱影響部（ＨＡＺ）及び溶接金属材料の組み合わせを含む、結果する溶接接合部の最適な機械的性質を得ることは、ある特定のベース金属材料に適用された場合に概して溶接金属材料の性能を最適化する。溶接接合部について指定された機械的性質のセットを設定するステップ１２は、方法１０においてなされる第一義的な決定のうちの一つである。溶接接合部について指定された機械的性質のセットを設定するステップ１２は、機械的性質の選択を含む。その機械的性質は、例えば、溶接接合部の強度及び信頼性について最適な性能をもたらし得る、結果する溶接接合部の硬度、靭性、強度及び延性を含むが、これに限定されない。機械的性質の選択は、一般的にプロジェクトエンジニア又はその他の資格を有するソースからの、溶接の適用の要求に基づく所定のものである。
【０００９】
溶接接合部の機械的性質のセットが決定（１２）された後に、適切な溶接プロセス及び溶接プロセス条件を選択すること（１４）、適切なベース金属材料を選択すること（１６）、及び適切な溶接金属材料を選択することによって（１８）、溶接接合部自体が最適化されてもよい。これらの変数の一つ又はそれ以上は固定されてもよい、図２及び図３に示されたように、その場合は、指定された機械的性質のセットを有する溶接接合部を生成する（２０）ために他の変数の一つ又は両方の変更が要求される。
【００１０】
例えば、図２に示されるように、溶接プロセス及び溶接プロセス条件を選択する場合（１４）、溶接の適用に使用するためにベース金属材料が既に選ばれているか、又は予め決定されているかを決定することが必要である（２２）。もしそうでなければ、後述するように使用者の好み及び溶接金属材料の性質の考慮に基づいて溶接プロセス及び溶接プロセス条件が選択（２４）されてもよい。
【００１１】
ベース金属材料が既に選択されている場合は、後述するように、例えば硬度及び靭性のような、望まれる溶接プロセス及び溶接プロセス条件によって生成されるベース金属材料の熱影響部（ＨＡＺ）の性質が決定され（２６）、指定された機械的性質のセットと比較されなければならない（３０）。ベース金属材料のＨＡＺの機械的性質が指定された機械的性質のセットを満たす場合は、望まれる溶接プロセスが選択されてもよい（２４）。しかしながら、望まれる溶接プロセスを使用して、ベース金属材料のＨＡＺの機械的性質が指定された機械的性質のセットを満たさない場合は、溶接プロセス及び／又は溶接プロセス条件が変更されなければならない（３２）。溶接プロセス及び／又は溶接プロセス条件が変更された後に、新たな溶接プロセス及び／又は溶接プロセス条件を使用して生成されるベース金属材料の性質を再び決定する必要がある。
【００１２】
概して、所与の溶接される材料（溶接金属材料又はベース金属材料）について、ベース金属材料のＨＡＺの冷却速度、及び結果としてその性質が、溶接プロセスによって決定される。特定の溶接プロセスに関連する冷却速度（及び機械的性質）が調整される必要がある場合は、溶接プロセス又は溶接プロセス条件が変更され得る。特定の工程のための冷却速度は、単位時間毎の度の率として、又はある温度から他の温度まで冷却される時間として記述され得ることが留意される。この出願の目的のために、冷却速度は、材料がある温度から他の温度まで冷却されるためにかかる時間として記述される。
【００１３】
溶接プロセスはガス金属アーク溶接、又は如何なる他の適用するために適切な溶接プロセスであってもよい。溶接プロセスは、溶接電力供給源の型／モデルを（例えば、二本のトーチから単一トーチへ）変えることによって変更され得る。溶接プロセスはまた、例えば溶接プロセスの、コンタクトチップ距離、パルスモード、波形の詳細、電圧、電流、ワイヤ送給速度、移動速度、予熱温度、パス間温度、シールドガスの種類及びシールドガス流量のような、溶接プロセス条件を変更することによって変更されてもよい。溶接プロセス条件は、所与の溶接プロセス及び溶接プロセス条件についての冷却速度の範囲を最終的に変更することができる。
【００１４】
所与の溶接プロセス条件を有する溶接プロセスの冷却速度は、米国特許出願２００９／０１８４０９８，２００７／０２６２０６４及び２０１０／０００６５５３９（Ｄａｎｉｅｌら）に記載されているように、ＴＲＵＥ  ＨＥＡＴ  ＩＮＰＵＴを使用して計算することができる。これらの特許出願の開示は参照により本明細書に取り込まれる。溶接プロセスの影響を正確に決定するためにＴＲＵＥ  ＨＥＡＴ  ＩＮＰＵＴを使用することによって、溶接プロセスのための正確な冷却速度範囲が計算されることができる。代替的に、様々な工程についての冷却速度が、手動で、例えば、試験溶接金属材料又はベース金属材料の試験ＨＡＺ内に熱電対を挿入することによって測定され得る。コンピュータプログラムと共に又は手動のいずれかで特定の溶接プロセスの冷却速度を計算するための、当該技術分野において知られた如何なる技術でも、本明細書において開示される方法と共に使用され得る。
【００１５】
図３に示されるように、ベース金属材料を選択するステップ１６は、ベース金属材料が予め決定されているか否かの決定（３４）を含む。ベース金属材料が予め決定されている場合は、ベース金属材料は、図２を参照して先に述べたように選択されることができる。ベース金属材料が予め決定されていない場合は、ベース金属材料は特性が決定され（characterized）なければならず、また、ベース金属材料の機械的性質が決定されなければならない（３６）。
【００１６】
ベース金属材料のＨＡＺの特徴付け及び続くその機械的性質の決定（３６）は、例えば、Ｇｌｅｅｂｌｅ（登録商標）２０００及びＧｌｅｅｂｌｅ（登録商標）３８００システムのような熱機械的シミュレーターの使用を含む。熱機械的シミュレーターは、材料が所与の溶接プロセス及び溶接プロセス条件に晒された場合に起こる材料の加熱及び冷却をシミュレーションすることによって、ベース金属材料（又は後述する溶接金属材料）を初期状態から第二の状態に変換する、ベース金属材料の熱シミュレーションを実行する。
【００１７】
ひとたびベース金属材料が熱機械的シミュレーターに提示されると、ベース金属材料の連続冷却変態（ＣＣＴ）状態図が生成され得る。ＣＣＴ状態図は、ベース金属材料が温度低下する際に起こる、特定の溶接プロセスによって生成されるベース金属材料のＨＡＺにおける微細構造変化を示す。概して、ＣＣＴ状態図は、当業者に知られた如何なる方法を使用して計算されてもよく、ベース金属材料の製造業者から入手可能であってもよい。
【００１８】
ＣＣＴ状態図は、冷却速度の関数として、ＨＡＺの他の機械的性質を測定することによって改良（enhanced）されてもよい。靭性、硬度、強度、及びＨＡＺの延性は、他の性質の中で、例えはビッカース硬度試験又はシャルピーＶノッチ靱性試験などの既知の技術を用いて測定されてもよい。これらの測定は次いで、選択された工程及びＨＡＺ内に形成された微小構造について、冷却速度の冷却速度の関数としてプロットされてもよい。
【００１９】
ひとたびベース金属材料のＨＡＺの機械的性質が冷却速度の所与の範囲について決定されると（３６）、それらは次いで、指定された機械的性質のセット及び溶接プロセス条件と比較される（又はこれらに関連付けられる）（３８）。そして、ベース金属材料のＨＡＺの機械的性質と指定された機械的性質のセットが適合する場合には、そのベース金属材料が選択されてもよい（４０）。
【００２０】
図４に示されるように、溶接金属材料を選択するステップ１８は、溶接金属材料の性質を特徴付け、続いて決定することを含む（４２）。溶接金属の性質は、例えば、ベース金属材料に関して前述したように、熱機械的シミュレーターを使用し、溶接金属材料のＣＣＴ状態図を生成して、溶接金属材料を初期状態から第二の状態へ変換することによって決定され得る。ＣＣＴ状態図は、コンピュータソフトウェアプログラムによって生成されてもよく、又は熱機械的シミュレーションの間に収集された、形成される微小構造に関する情報を所与として手動でプロットされてもよい。ＣＣＴ状態図は、溶接金属材料が温度低下する際に起こる、特定の溶接プロセスによって生成される溶接金属材料内の微小構造変化を示す。
【００２１】
溶接金属材料のＣＣＴ状態図は、冷却速度の関数として、冷却された溶接金属の他の機械的性質を測定することによって改良されてもよい。靭性、硬度、強度、及び溶接金属の延性は、他の性質の中で、例えはビッカース硬度試験又はシャルピーＶノッチ靱性試験などの既知の技術を用いて測定されてもよい。これらの測定は次いで、選択された工程及び溶接金属材料内に形成された微小構造について、冷却速度に対する時間の関数としてプロットされてもよい。
【００２２】
ひとたび溶接金属材料の機械的性質が決定されると（４２）、それらは指定された機械的性質のセット及び溶接プロセス条件と比較される（又はこれらに関連付けられる）（４４）。溶接金属材料の性質と指定された機械的性質のセットが適合する場合には（４６）、その溶接金属材料が選択されてもよい（４８）。所与の溶接プロセス及び溶接プロセス条件によって生成された溶接金属材料の性質が、指定された機械的性質のセットを満たさない場合は、新たな溶接金属材料、新たな溶接プロセス、新たな溶接プロセス手順又はこれらの組み合わせを選択する必要がある（５０）。
【００２３】
溶接金属材料、溶接プロセス、及び／又は溶接プロセス条件を変更する際に、再度溶接金属材料の性質を決定し（４２）、新たな入力を使用して取得された溶接金属の性質を指定された機械的性質のセットと比較して（４４）、それらが満たされるか否かを決定する（４６）必要がある。このプロセスは、変数の望ましい組み合わせが達成されるまで繰り返されてもよい。
【００２４】
［仮説例］
図５乃至１０は、それぞれベース金属材料Ａ乃至Ｃ及び溶接金属材料Ｄ乃至Ｆの、改良されたＣＣＴ状態図を示す。これらの改良されたＣＣＴ状態図は、溶接プロセスＸ及び溶接条件Ｙを様々な金属材料に適用した結果である。図５乃至１０に示されるように、ＣＣＴ状態図は、時間の関数として、金属材料を溶接プロセスＸ及び溶接条件Ｙに晒した結果として形成された複数の異なる金属微小構造を明示する。図５乃至１０に示される金属微小構造は、マルテンサイト（Ｍ）、ベイナイト（Ｂ）、粒状ベイナイト（ＧＢ）、フェライトサイドプレート（ＦＳ）、針状フェライト（ＡＦ）及び粒子境界フェライト（ＧＦ）の微細構造を含む。
【００２５】
図５乃至１０もまた、溶接プロセスＸに伴う計算された冷却速度と、ベース金属材料の冷却された熱影響部（ＨＡＺ）及び冷却された溶接金属材料について測定された硬度値の相互関係を含む。その相互関係は、溶接プロセスＸ及び溶接条件Ｙによって生成されるものであり、より短い冷却時間によって示唆される冷却速度の関数として、図に含まれる。
【００２６】
ビッカース硬度試験は、試験対象のベース金属材料又は溶接金属材料の、標準のソースからの塑性変形に抵抗する能力を示している。ビッカース硬さ数は、材料に作成された圧痕の表面積にわたって負荷を計算することによって決定される。ビッカース硬さ数（Ｈｖ  ｎｕｍｂｅｒ）は、Ｆ／Ａ比によって決定される。Ｆは、キログラム重単位でのダイヤモンド形状の跡に加えられた力であり、Ａは、平方ミリメートル単位での圧痕の表面積である。Ｈｖの対応する単位は、キログラム重毎平方ミリメーター（ｋｇｆ／ｍｍ２）である。異なる冷却速度で金属材料の硬度を計算する如何なる方法でも、この方法に使用され得ることが理解されるべきである。
【００２７】
図５乃至１０に示されるように、改良されたＣＣＴ状態図は、要求される機械的性質のセットを生成すべき所与のプロジェクトに関して如何なるベース金属材料、溶接プロセス及び溶接金属材料が使用されるべきかを決定するために使用され得る。本実施例において、ベース金属材料及び溶接金属材料のＨＡＺの結果する硬度は、例えばパイプラインプロジェクトにおける使用のような最終的な応用におけるひずみに、結果する溶接接合部が耐えるために、少なくとも３４０Ｈｖでなければならない。顧客はまた、標準的な溶接プロセス条件下で約２秒から４秒の冷却速度範囲を生成する、溶接プロセスＸ及び溶接条件Ｙを使用するつもりであると指定している。ベース金属材料及び溶接金属材料は、要求を満たす溶接接合部を生成するように選択されなければならない。
【００２８】
ベース金属材料を選択するために、各ベース金属材料は、前述のように、改良されたＣＣＴ状態図を生成することによって特性を決定されなければならない。次いで、２秒から４秒の間の冷却時間の冷却速度で生成される硬度が顧客の要求を満たし得るか否かが、決定されなければならない。
【００２９】
図５に示されるように、ベース金属材料Ａは、冷却速度が約３秒よりも短い冷却時間の場合に３４０Ｈｖよりも大きな硬度を有する。一方、ベース金属材料Ａは、約４秒時の冷却時間の場合に３４０Ｈｖよりも小さな硬度を有する。したがって、実際上その溶接プロセスによって結実される冷却速度が４秒の冷却時間である場合、ベース金属材料のＨＡＺの要求される硬度は、ベース金属材料Ａを使用することによって達成されないであろう。したがって、ベース金属材料Ａは、溶接プロセス及び／又は溶接プロセス条件が変更されない限り、この溶接プロジェクトのための適切な選択でないであろう。
【００３０】
しかしながら、ベース金属材料Ｂ及びＣに関する図６及び７は、２秒から４秒の間の冷却時間の冷却速度において生成される硬さ値が、少なくとも３４０ＨｖというＨＡＺにおける硬度の顧客の要求を満たすことを示す。したがって、ベース金属材料Ｂ又はＣを選択することは適切であろう。
【００３１】
溶接金属材料についてのＣＣＴ状態図が既に利用可能でない場合、溶接金属材料を選択するために、各溶接金属材料は、前述のように、改良されたＣＣＴ状態図を生成することによって特徴付けられる必要があるものである。次いで、２秒から４秒の間の冷却時間の冷却速度で生成される硬度が顧客の要求を満たし得るか否かが、決定されなければならない。図８及び９に示されるように、溶接金属材料Ｄ及びＥは、冷却速度が約３秒よりも短い冷却時間の場合に約３４０Ｈｖの硬度を有する。したがって、溶接プロセスＸ及び溶接プロセス条件Ｙによって結実される冷却速度が４秒の冷却時間である場合、要求される硬度は、溶接金属材料Ｄ及びＥを使用することによって達成され得ない。したがって、溶接金属材料Ｄ及びＥは、溶接プロセス及び／又は溶接プロセス条件が変更されない限り、この溶接プロジェクトのための適切な選択でない。
【００３２】
しかしながら、溶接金属材料Ｆに関する図１０は、少なくとも３４０Ｈｖという２秒から４秒の間の冷却時間の冷却速度において生成される硬さ値が、顧客の要求を満たすことを示す。したがって、このプロジェクトのために溶接金属材料Ｆを選択することは適切であろう。
【００３３】
プロジェクトについてベース金属Ａ又は溶接金属Ｄ及びＥが既に選択されていた場合には、顧客によって指示された、指定された機械的性質のセットを生成するであろう冷却速度の範囲を達成するために、溶接プロセス及び／又は溶接プロセス条件が変更されてもよいことが理解されるべきである。溶接プロセス及び溶接プロセス条件は、前述のように変更され得る。
【００３４】
複数の実施例を記述することによって複数の方法及び組成が例示され、複数の実施例は相当に詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に制限または何らかの方法で限定することは出願人の意図ではない。本明細書において記述されたシステム、方法などの記述の目的のために、複数の構成要素又は手順の全ての考えられる組み合わせを記述することはもちろん不可能である。追加的な利点及び改変は、当業者に容易に明らかになるであろう。したがって、本発明は、本明細書において示され、記述された具体的な詳細及び例示的な実施例に限定されない。よって、本出願は、添付の特許請求の範囲に含まれる変更、修正及び変形を包含することを意図されている。さらに、先の記述は本発明の範囲を限定することを意図していない。むしろ本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって決定されるべきである。
【符号の説明】
【００３５】
１０  方法
１２  溶接接合部について指定された機械的性質のセットの決定
１４  溶接プロセス及び溶接プロセス条件の選択
１６  ベース金属材料の選択
１８  溶接金属材料の選択
２０  溶接接合部の生成
２２  ベース金属材料の初期設定の有無確認
２４  溶接プロセス及び溶接プロセス条件の選択
２６  ベース金属材料の性質の決定
３０  ベース金属材料の性質と指定された機械的性質の比較結果
３２  代替溶接プロセス及び溶接プロセス条件の選択
【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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【図１０】
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【国際調査報告】
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2014530761.tif 000014
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