(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
初層上に残層を複数回重ねて溶接し、各残層の溶接熱によって初層で生じた母材側の硬化域を焼き戻して消滅するようにしたテンパービード工法において、上記各残層を形成する溶接ワイヤーの供給量を溶接速度の変化に応じて変化させて上記硬化域を徐々に焼き戻すようにしたことを特徴とするテンパービード工法。
【請求項２】
溶着面積（溶接ワイヤの断面積(mm 2 ) ×（ワイヤ供給量(cm/min)／溶接速度(cm/min)))を３．３〜５．５の範囲に設定したことを特徴とする請求項１に記載のテンパービード工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉圧力容器等の鉄鋼構造物の補修に採用されるテンパービード工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、極めて高い安全性が要求される原子炉圧力容器は、定期的に非破壊検査等が実施され、母材表面に極僅かな割れや欠損等が発見された場合には、直ちにその箇所の補修が行われるようになっている。
【０００３】
この割れや欠損等の補修方法としては、その母材表層部をグラインダー等によって削り取って割れや欠損部位を機械的に除去した後、その表面にＴＩＧ溶接機等を用いて新たな金属を肉盛り溶接して面一に加工する方法が一般的であるが、既設の原子炉圧力容器等の場合はその修理期間や修理後の熱処理等に制限があるため、いわゆるテンパービード工法と称される溶接補修工法の適用が検討されている。
【０００４】
このテンパービード工法は、例えば、図２に示すように母材表面に所定の溶接ワイヤーを用いて初層を溶接した後、再度その初層上に複数（４〜６層）の残層を重ねて溶接するようにしたものであり、除去部位に対して肉盛り補修を行うと同時に、初層で生じた母材熱影響部（硬化域）をその初層上に重ねて溶接される残層からの溶接熱（約６００〜９００℃の温度範囲）によって焼き戻すことで母材中に発生した硬化域を除去して補修部位を強化するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このテンパービード工法は、焼き戻し効果を高めるために残層の入熱を初層よりも高くする必要があるが、そのためには溶接電流を上げると同時に溶接速度を下げる必要がある。
【０００６】
しかしながら、溶接速度を下げると残層のビード高さが高くなって焼き戻し域幅が狭く（浅く）なってしまい、その結果、図３に示すように硬化域の一部が焼き戻しされずに母材中に残存してしまうといった問題がある。
【０００７】
そのため、この母材を常時ある一定の温度に予熱して焼き戻し域幅を広く（深く）することも考えられるが、上述したように既存の原子炉圧力容器等の場合、その補修部位によっては予熱を施すことが不可能な場合が多く、硬化域を確実に除去することは困難であった。
【０００８】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、予熱を行うことなく母材中の硬化域の焼き戻しを容易かつ確実に行うことができる新規なテンパービード工法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、初層上に複数回の残層を重ねて溶接し、その残層の溶接熱によって初層で生じた母材側の硬化域を焼き戻して消滅するようにしたテンパービード工法において、上記各残層を形成する溶接ワイヤーの供給量を溶接速度の変化に対応して変化させて上記硬化域を徐々に焼き戻すようにしたものである。
【００１０】
これによって、入熱を増やすために各残層の溶接速度を遅くしても溶接ビードの高さが必要以上に高くならないため、焼き戻し域幅を広く維持することができる。その結果、予熱を行うことなく残層の溶接熱のみによって効果的に硬化域の焼き戻しが行われる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本発明方法に係るテンパービード工法の実施の一形態を示したものであり、図中１は、例えば原子炉圧力容器の外殻を構成する低合金高張力鋼等からなる母材、２はＴＩＧ溶接機のタングステン電極、３は送りローラ４によって自動供給される溶接ワイヤー、５は母材１と電極２間に溶接電流を供給すると共に、送りローラ４の送り速度を制御する制御部である。
【００１３】
本発明に係るテンパービード工法は、先ず、図１（１）に示すように、母材１表面の補修端部から一定の速度で電極２及び溶接ワイヤ３を移動させて補修部表面に一定のビード高さの初層を形成する。すると、この溶接熱の影響によって母材１内に硬化域が発生し、この硬化域はそのボンドを中心としてその周囲の母材１内に一定の幅及び深さで広がるように形成される。次に、図１（２）に示すように、この初層上に同じＴＩＧ溶接機を用いて第２層を形成した後、さらに（３），（４）に示すように第３層，第４層と順次残層を重ねて形成する。これによって、残層の溶接熱（約６００〜９００℃の温度範囲）が硬化域に達して焼き戻しが行われ、その硬化域が遠方からボイド側に順次段階的に消滅することになる。
【００１４】
このとき、上述したように硬化域の焼き戻し効果を得るために制御部５によって溶接電流を高くすると共に溶接速度を初層時よりも遅くして母材１への溶接熱の入熱を初層よりも高くする必要がある。
【００１５】
ところが、この場合、溶接ワイヤー３の供給量を変化させずに初層と同じ供給量であると、溶接速度が遅くなった分、ビード高さが初層以上に高くなって溶接熱による焼き戻し域幅が狭く（浅く）なってしまい、その結果、前述したように硬化域の一部が焼き戻しされずにそのまま母材中に残存するといった結果を招く。
【００１６】
そのため、本発明方法は、第２層以降の残層を溶接するに際して溶接速度を遅くするのに伴って送りローラ４による送り速度を遅くすることで溶接ワイヤー３の供給量を減少させて、ビード高さが高くなるのを未然に抑制するようにしたものである。これによって、第２層以降からの入熱が十分に確保されて焼き戻し域幅が広くなるため、焼き戻し域幅を広くするための予熱を行うことなく、第２層以降の残層の溶接熱のみによって硬化域全体を効果的に焼き戻して除去消滅させることが可能となる。
【００１７】
そして、以上の技術思想に基づき、通常のインコネルを用いて自動ＴＩＧ溶接でφ１．２ｍｍストランドワイヤを用い、初層の溶接速度を１０ｃｍ／ｍｉｎ，第２層以降の残層の溶接速度を８ｃｍ／ｍｉｎとすると共に、ワイヤー供給量を初層５０ｃｍ／ｍｉｎ，残層４０ｃｍ／ｍｉｎとして、それぞれ溶接速度に応じてワイヤー供給量を低下させて実際に母材表面に溶接を行った結果、残層のビード高さが初層よりも低くなって残層からの入熱が多くなり、安定した焼き戻し効果を得ることができた。また、この時の溶着面積（溶接ワイヤーの断面積(mm 2 ) ×（ワイヤー供給量(cm/min)／溶接速度(cm/min)))は３．３〜５．５の範囲であれば、予熱を実施することなく確実にテンパービード工法が成立することもわかった。
【００１８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、溶接速度に応じて溶接ワイヤーの供給量を変化させるようにしたことから、残層のビード高さが高くなるのを抑制することができる。この結果、残層の入熱による焼き戻し域幅が狭くならないため、母材に対する予熱を実施することなく硬化域に対して優れた焼き戻し効果を発揮することができる。従って、既存の原子炉圧力容器等といった、予熱は困難な構造物であっても、容易かつ確実にテンパービード工法による溶接補修作業を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るテンパービード工法の実施の一形態を示す工程図である。
【図２】従来のテンパービード工法の原理を示す概念図である。
【図３】従来のテンパービード工法による失敗例を示す概念図である。
【符号の説明】
１  母材
２  電極
３  溶接ワイヤー
４  送りローラ
５  制御部
【図１】
0003970469.tif 000002
【図２】
0003970469.tif 000003
【図３】
0003970469.tif 000004