JPH05146882A - 肉盛方法及び装置と肉盛材料 - Google Patents
肉盛方法及び装置と肉盛材料Info
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- JPH05146882A JPH05146882A JP31262191A JP31262191A JPH05146882A JP H05146882 A JPH05146882 A JP H05146882A JP 31262191 A JP31262191 A JP 31262191A JP 31262191 A JP31262191 A JP 31262191A JP H05146882 A JPH05146882 A JP H05146882A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摩擦圧接を利用した肉盛において、肉盛材料
のセッティング等の煩雑で面倒な作業を軽減して長大な
距離や広い面積に渡って連続的に肉盛をする。 【構成】 肉盛装置1は、ワークテーブル3上に載置・
固定した基材5の表面に摩擦圧接を利用して肉盛層7を
形成するための装置であって、本体枠13の中に複数の
ベアリング15を介して回転自在に支持された内枠17
と、この内枠17の上部に刻設された回転用ギヤ19
と、本体枠13に固定され、内枠17の回転用ギヤ19
に噛み合うギヤ21に回転力を与える回転モータ23
と、内枠17内に回転自在に支持された2対の回転ロー
ル組25,27と、この回転ロール組25,27を駆動
する送りモータ31,33とを備え、内枠17ごと肉盛
材料を回転すると共に、回転ロール組25,27により
下方へ送り出すことで、肉盛開始後の押し付け力を維持
する。
のセッティング等の煩雑で面倒な作業を軽減して長大な
距離や広い面積に渡って連続的に肉盛をする。 【構成】 肉盛装置1は、ワークテーブル3上に載置・
固定した基材5の表面に摩擦圧接を利用して肉盛層7を
形成するための装置であって、本体枠13の中に複数の
ベアリング15を介して回転自在に支持された内枠17
と、この内枠17の上部に刻設された回転用ギヤ19
と、本体枠13に固定され、内枠17の回転用ギヤ19
に噛み合うギヤ21に回転力を与える回転モータ23
と、内枠17内に回転自在に支持された2対の回転ロー
ル組25,27と、この回転ロール組25,27を駆動
する送りモータ31,33とを備え、内枠17ごと肉盛
材料を回転すると共に、回転ロール組25,27により
下方へ送り出すことで、肉盛開始後の押し付け力を維持
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、摩擦圧接により基材表
面に肉盛層を形成する肉盛方法及び装置と肉盛材料に関
する。
面に肉盛層を形成する肉盛方法及び装置と肉盛材料に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、基材の表面に耐熱性や耐摩耗性を
付与したり磁気特性の良好な状態にするなどの表面改質
方法として、チャック部材から所定長さ突出させた線状
又は棒状の肉盛材料を回転又は振動させつつ基材に押し
付けると共に、この押し付け状態のままで基材表面に対
して相対的に肉盛材料を摺動させることにより、摩擦熱
で軟化した肉盛材料にて基材表面に肉盛層を形成する肉
盛方法が知られている。
付与したり磁気特性の良好な状態にするなどの表面改質
方法として、チャック部材から所定長さ突出させた線状
又は棒状の肉盛材料を回転又は振動させつつ基材に押し
付けると共に、この押し付け状態のままで基材表面に対
して相対的に肉盛材料を摺動させることにより、摩擦熱
で軟化した肉盛材料にて基材表面に肉盛層を形成する肉
盛方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、肉盛材料を基
材表面に押し付ける関係から、肉盛材料の湾曲や座屈の
問題があり、チャック部材からの突出量を大きくするこ
とができなかった。このため、1回に肉盛を行うことの
できる長さや面積が限られ、広い面積に渡って肉盛をす
る場合には肉盛材料のチャッキングのし直しや基材との
位置合わせのし直し等の作業を何度も行わなければなら
なかった。この結果、作業が煩雑で面倒であり、また何
度も中断が入ることで作業時間もかかるという問題があ
った。
材表面に押し付ける関係から、肉盛材料の湾曲や座屈の
問題があり、チャック部材からの突出量を大きくするこ
とができなかった。このため、1回に肉盛を行うことの
できる長さや面積が限られ、広い面積に渡って肉盛をす
る場合には肉盛材料のチャッキングのし直しや基材との
位置合わせのし直し等の作業を何度も行わなければなら
なかった。この結果、作業が煩雑で面倒であり、また何
度も中断が入ることで作業時間もかかるという問題があ
った。
【0004】そこで、かかる煩雑で面倒な作業を必要と
せずに長大な距離や広い面積に渡って連続的に肉盛をす
ることのできる肉盛方法及び装置の提供を目的とすると
ともに、これらの方法及び装置において用いるのに特に
適した肉盛材料を提供することをも目的として本発明を
完成した。
せずに長大な距離や広い面積に渡って連続的に肉盛をす
ることのできる肉盛方法及び装置の提供を目的とすると
ともに、これらの方法及び装置において用いるのに特に
適した肉盛材料を提供することをも目的として本発明を
完成した。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達
成するため、本発明の肉盛方法は、ガイド部材から所定
長さ突出させた線状又は棒状の肉盛材料を回転又は振動
させつつ基材に押し付けると共に、該押し付け状態のま
まで基材表面に対して相対的に肉盛材料を摺動させるこ
とにより、摩擦熱で軟化した肉盛材料にて基材表面に肉
盛層を形成する肉盛方法において、前記肉盛材料をガイ
ド部材を通過して基材側へ送り出すことによって肉盛開
始後の押し付け状態を維持しながら前記回転又は振動と
摺動とを行うことを特徴とする。
成するため、本発明の肉盛方法は、ガイド部材から所定
長さ突出させた線状又は棒状の肉盛材料を回転又は振動
させつつ基材に押し付けると共に、該押し付け状態のま
まで基材表面に対して相対的に肉盛材料を摺動させるこ
とにより、摩擦熱で軟化した肉盛材料にて基材表面に肉
盛層を形成する肉盛方法において、前記肉盛材料をガイ
ド部材を通過して基材側へ送り出すことによって肉盛開
始後の押し付け状態を維持しながら前記回転又は振動と
摺動とを行うことを特徴とする。
【0006】この方法によれば、肉盛材料の突出長さが
肉盛の進行と共に短くなることなく、常にある長さをガ
イド部材から突出した状態に維持しつつ肉盛を続けるこ
とができ、長大な距離や広い範囲に渡って連続的に肉盛
を施すことができる。この肉盛方法を実現するには、例
えば、所定量突出させた線状又は棒状の肉盛材料を基材
表面に押し付ける押付手段と、該押付手段ごと前記肉盛
材料を回転又は振動させる動作手段と、該動作手段及び
押付手段により回転又は振動状態にて基材表面に押し付
けられた肉盛材料を、該基材表面に対して相対的に摺動
させる摺動手段とを備え、摩擦熱で軟化した肉盛材料に
て基材表面に肉盛層を形成する肉盛装置において、前記
肉盛材料の表面に当接するガイド手段と、前記押付手段
と一体に回転又は振動すると共に、前記肉盛材料を前記
ガイド手段を通過させて基材方向に送り出す送出手段と
を備えることを特徴とする肉盛装置を用いるとよい。
肉盛の進行と共に短くなることなく、常にある長さをガ
イド部材から突出した状態に維持しつつ肉盛を続けるこ
とができ、長大な距離や広い範囲に渡って連続的に肉盛
を施すことができる。この肉盛方法を実現するには、例
えば、所定量突出させた線状又は棒状の肉盛材料を基材
表面に押し付ける押付手段と、該押付手段ごと前記肉盛
材料を回転又は振動させる動作手段と、該動作手段及び
押付手段により回転又は振動状態にて基材表面に押し付
けられた肉盛材料を、該基材表面に対して相対的に摺動
させる摺動手段とを備え、摩擦熱で軟化した肉盛材料に
て基材表面に肉盛層を形成する肉盛装置において、前記
肉盛材料の表面に当接するガイド手段と、前記押付手段
と一体に回転又は振動すると共に、前記肉盛材料を前記
ガイド手段を通過させて基材方向に送り出す送出手段と
を備えることを特徴とする肉盛装置を用いるとよい。
【0007】この肉盛装置によれば、送出手段は押付手
段と一体に回転又は振動する構成としたから、動作手段
による動作を続行しながら肉盛材料を送り出すことがで
きる。従って、肉盛の進行後は、この送出手段によって
所定の突出長さを維持しつつ肉盛材料を基材表面に押し
付けることができ、長大な距離や広い範囲に渡って連続
的に肉盛を続行することができる。
段と一体に回転又は振動する構成としたから、動作手段
による動作を続行しながら肉盛材料を送り出すことがで
きる。従って、肉盛の進行後は、この送出手段によって
所定の突出長さを維持しつつ肉盛材料を基材表面に押し
付けることができ、長大な距離や広い範囲に渡って連続
的に肉盛を続行することができる。
【0008】より具体的には、前記ガイド手段は、前記
押付手段に回転可能に取り付けられ、前記肉盛材料の表
面に押圧状態で当接される回転体であって、それ自身が
送り出し方向に回転することで前記送出手段を兼ねるこ
ととすれば簡単に構成することができ、さらに、この回
転体は、その表面に、肉盛材料表面に係合する係合部材
を備えたものとすることができる。表面に係合部材を備
えた回転体を用いることで、肉盛材料表面を的確に捉え
ることができ、それ自身の回転によって肉盛材料を滑る
ことなく基材方向へ確実に送り出すことができる。な
お、これらの回転体は、肉盛材料の長手方向に交差する
と共に、2以上の方向から肉盛材料を挟持する回転ロー
ルとすることができる。
押付手段に回転可能に取り付けられ、前記肉盛材料の表
面に押圧状態で当接される回転体であって、それ自身が
送り出し方向に回転することで前記送出手段を兼ねるこ
ととすれば簡単に構成することができ、さらに、この回
転体は、その表面に、肉盛材料表面に係合する係合部材
を備えたものとすることができる。表面に係合部材を備
えた回転体を用いることで、肉盛材料表面を的確に捉え
ることができ、それ自身の回転によって肉盛材料を滑る
ことなく基材方向へ確実に送り出すことができる。な
お、これらの回転体は、肉盛材料の長手方向に交差する
と共に、2以上の方向から肉盛材料を挟持する回転ロー
ルとすることができる。
【0009】この様な肉盛装置により肉盛を実行するに
当り、表面に係合部材を有する回転体を送出手段とする
装置においては、通常の丸棒を肉盛材料として用いても
滑ることなく送り出しを実行することができる。しかし
ながら、こうした係合部材を備えない回転体を備えた装
置においては、動作手段が肉盛材料を回転させる手段で
ある場合に、丸棒ではその表面を回転体が捉え難くな
り、滑ってうまく送り出せないという事態が考えられ
る。
当り、表面に係合部材を有する回転体を送出手段とする
装置においては、通常の丸棒を肉盛材料として用いても
滑ることなく送り出しを実行することができる。しかし
ながら、こうした係合部材を備えない回転体を備えた装
置においては、動作手段が肉盛材料を回転させる手段で
ある場合に、丸棒ではその表面を回転体が捉え難くな
り、滑ってうまく送り出せないという事態が考えられ
る。
【0010】そこで、多角形,楕円形,円形の一部を切
り欠いた形状又は星形等の円形以外の断面形状とした肉
盛材料を用いることとするとよい。なお、円形の一部を
切り欠いた形状の肉盛材料においては、その切り欠きの
底に回転体の全部又は一部を押し付ける様にして使用す
ることが望ましい。また、この円形の一部を切り欠いた
形状及び星形等も含み、長手方向に溝を形成した肉盛材
料を用いることとしてもよい。
り欠いた形状又は星形等の円形以外の断面形状とした肉
盛材料を用いることとするとよい。なお、円形の一部を
切り欠いた形状の肉盛材料においては、その切り欠きの
底に回転体の全部又は一部を押し付ける様にして使用す
ることが望ましい。また、この円形の一部を切り欠いた
形状及び星形等も含み、長手方向に溝を形成した肉盛材
料を用いることとしてもよい。
【0011】
【実施例】次に、本発明を一層明らかにするために、好
適な実施例を図面と共に説明する。実施例の肉盛装置1
は、図1,図2に示す様に、ワークテーブル3上に載置
・固定した基材5の表面に摩擦圧接を利用して肉盛層7
を形成するための装置であって、棒状の肉盛材料9を上
から挿入する挿入孔11を有する本体枠13と、この本
体枠13の中に複数のベアリング15を介して回転自在
に支持された内枠17と、この内枠17の上部に刻設さ
れた回転用ギヤ19と、本体枠13に固定され、内枠1
7の回転用ギヤ19に噛み合うギヤ21に回転力を与え
る回転モータ23と、内枠17内に回転自在に支持され
た2対の回転ロール組25,27と、この回転ロール組
25,27を駆動する送りモータ31,33とを備えて
いる。
適な実施例を図面と共に説明する。実施例の肉盛装置1
は、図1,図2に示す様に、ワークテーブル3上に載置
・固定した基材5の表面に摩擦圧接を利用して肉盛層7
を形成するための装置であって、棒状の肉盛材料9を上
から挿入する挿入孔11を有する本体枠13と、この本
体枠13の中に複数のベアリング15を介して回転自在
に支持された内枠17と、この内枠17の上部に刻設さ
れた回転用ギヤ19と、本体枠13に固定され、内枠1
7の回転用ギヤ19に噛み合うギヤ21に回転力を与え
る回転モータ23と、内枠17内に回転自在に支持され
た2対の回転ロール組25,27と、この回転ロール組
25,27を駆動する送りモータ31,33とを備えて
いる。
【0012】なお、使用される肉盛材料9は断面正方形
をしており、回転ロール組25,27はそれぞれ対向す
る2組の面を挟持する位置関係となる様に、90度ずれ
た配置関係となっている。また、回転ロール組25,2
7は、それぞれ対向するロールとの軸間距離を調整する
油圧機構35,37によって肉盛材料9の表面に押圧さ
れるように構成されている。この場合、油圧機構35,
37による調整位置ごとで、各回転ロール組25,27
とモータ31,33のギヤが噛み合うように、これらモ
ータ31,33のセッティング位置もシフトされるよう
に構成されている。
をしており、回転ロール組25,27はそれぞれ対向す
る2組の面を挟持する位置関係となる様に、90度ずれ
た配置関係となっている。また、回転ロール組25,2
7は、それぞれ対向するロールとの軸間距離を調整する
油圧機構35,37によって肉盛材料9の表面に押圧さ
れるように構成されている。この場合、油圧機構35,
37による調整位置ごとで、各回転ロール組25,27
とモータ31,33のギヤが噛み合うように、これらモ
ータ31,33のセッティング位置もシフトされるよう
に構成されている。
【0013】一方、本体枠13は、、ワークテーブル3
との高さを調整可能なように、ボールスクリュー機構3
9を介してフレーム41に支持されている。加えて、ワ
ークテーブル3は、XY駆動機構43によって水平面内
を移動可能に構成されている。
との高さを調整可能なように、ボールスクリュー機構3
9を介してフレーム41に支持されている。加えて、ワ
ークテーブル3は、XY駆動機構43によって水平面内
を移動可能に構成されている。
【0014】この肉盛装置1においては、本体枠13の
挿入孔11から長い棒状の肉盛材料9を回転ロール組2
5,27の間を挿通させて本体枠13の下部開口45か
ら所定量突出させると共に、ボールスクリュー機構39
を駆動してこの肉盛材料9の下端を所定圧力で基材5の
表面に押し付ける。
挿入孔11から長い棒状の肉盛材料9を回転ロール組2
5,27の間を挿通させて本体枠13の下部開口45か
ら所定量突出させると共に、ボールスクリュー機構39
を駆動してこの肉盛材料9の下端を所定圧力で基材5の
表面に押し付ける。
【0015】この状態において、今度は回転モータ23
を駆動し、回転ロール組25,27にて挟持された肉盛
材料9を内枠17ごと高速回転させる。すると、肉盛材
料9及び基材5の表面は摩擦により発生する熱で軟化状
態となる。この後、ワークテーブル3を移動させると共
に、さらに、送りモータ31,33を所定速度にて駆動
し続けることで、本体枠13を下降させることなく肉盛
材料9を高速回転状態で基材5の表面に押し付け続ける
ことができる。
を駆動し、回転ロール組25,27にて挟持された肉盛
材料9を内枠17ごと高速回転させる。すると、肉盛材
料9及び基材5の表面は摩擦により発生する熱で軟化状
態となる。この後、ワークテーブル3を移動させると共
に、さらに、送りモータ31,33を所定速度にて駆動
し続けることで、本体枠13を下降させることなく肉盛
材料9を高速回転状態で基材5の表面に押し付け続ける
ことができる。
【0016】この結果、基材5の表面に対する押し付け
力及び肉盛材料9の太さの関係から、座屈等を考慮して
当初は図示の長さh(ただし、hは肉盛材料の直径の3
〜4倍以下)しか肉盛材料9を突出させておかなかった
が、その後の送り出しにより、長大な距離や広い範囲に
渡って基材5の表面に連続的に肉盛層7を形成すること
ができる。
力及び肉盛材料9の太さの関係から、座屈等を考慮して
当初は図示の長さh(ただし、hは肉盛材料の直径の3
〜4倍以下)しか肉盛材料9を突出させておかなかった
が、その後の送り出しにより、長大な距離や広い範囲に
渡って基材5の表面に連続的に肉盛層7を形成すること
ができる。
【0017】この肉盛装置1に、図3に示す様に、実際
にステンレス鋼(SUS304)の20mm角の正方形
断面をした角棒9を装着し、下記表1の諸条件にて板厚
32mmの軟鋼(SS41)の基材上に直線上に肉盛層
を形成した。なお、表中の送り速度は、移動速度等との
関係から当初の押し付け力を維持し続けることのできる
速度として計算により、あるいは実験により決定するこ
とができる性質のものである。
にステンレス鋼(SUS304)の20mm角の正方形
断面をした角棒9を装着し、下記表1の諸条件にて板厚
32mmの軟鋼(SS41)の基材上に直線上に肉盛層
を形成した。なお、表中の送り速度は、移動速度等との
関係から当初の押し付け力を維持し続けることのできる
速度として計算により、あるいは実験により決定するこ
とができる性質のものである。
【0018】
【表1】
【0019】一方、この実施例に対応する従来の肉盛方
法として、実施例の様な肉盛材料送り出し機能を備え
ず、単に肉盛材料を所定長さだけ突出させてチャッキン
グすることのできるチャック部材と、このチャック部材
を回転自在に支持する本体と、本体をチャック部材ごと
上下動させる上下動部材とを備えた従来公知の回転式の
摩擦肉盛装置を使用して、チャック部材ごと肉盛材料を
回転させつつ、上下動部材を駆動することで上記表1の
押し付け力10kgf/mm2 を保って実施例と同様に
肉盛を行った。なお、肉盛材料の突出長さは、押し付け
力10kgf/mm2 及び断面寸法の関係からほぼ最大
とすることのできる60mmとした。
法として、実施例の様な肉盛材料送り出し機能を備え
ず、単に肉盛材料を所定長さだけ突出させてチャッキン
グすることのできるチャック部材と、このチャック部材
を回転自在に支持する本体と、本体をチャック部材ごと
上下動させる上下動部材とを備えた従来公知の回転式の
摩擦肉盛装置を使用して、チャック部材ごと肉盛材料を
回転させつつ、上下動部材を駆動することで上記表1の
押し付け力10kgf/mm2 を保って実施例と同様に
肉盛を行った。なお、肉盛材料の突出長さは、押し付け
力10kgf/mm2 及び断面寸法の関係からほぼ最大
とすることのできる60mmとした。
【0020】両肉盛結果を比較して表2に示す。なお、
表中のW,H,Lは、図4に示す様に、基材5の表面に
形成した肉盛層7の幅,高さ,長さである。
表中のW,H,Lは、図4に示す様に、基材5の表面に
形成した肉盛層7の幅,高さ,長さである。
【0021】
【表2】
【0022】表2から分かる様に、実施例では長さLを
600mm以上とすることができた。なお、実験はここ
で止めたが、実施例の方法によれば、600mm以上さ
らに長く肉盛層を形成できたことはいうまでもない。一
方、従来例では長さLが150mm以上となる肉盛層を
形成することはできなかった。
600mm以上とすることができた。なお、実験はここ
で止めたが、実施例の方法によれば、600mm以上さ
らに長く肉盛層を形成できたことはいうまでもない。一
方、従来例では長さLが150mm以上となる肉盛層を
形成することはできなかった。
【0023】次に、第2実施例について説明する。第2
実施例の肉盛装置101は、図5に示す様に、内枠11
7が本体枠113内を水平方向に振動可能なようにベア
リング配置されており、本体枠113に固定された振動
モータ123及びクランク機構119を介して水平方向
に振動可能に構成されている。送りモータ等は第1実施
例同様であるため詳しい説明は省略する。
実施例の肉盛装置101は、図5に示す様に、内枠11
7が本体枠113内を水平方向に振動可能なようにベア
リング配置されており、本体枠113に固定された振動
モータ123及びクランク機構119を介して水平方向
に振動可能に構成されている。送りモータ等は第1実施
例同様であるため詳しい説明は省略する。
【0024】この肉盛装置101においては、第1実施
例と同様に、正方形断面をした長い棒状の肉盛材料9を
回転ロール組25,27の間を挿通させて所定量突出さ
せると共に、ボールスクリュー機構39を駆動して所定
圧力で基材5の表面に押し付け、振動モータ123を駆
動して振動を与えることで摩擦熱を生じさせ、以後は、
ワークテーブル3を移動させると共に、さらに、送りモ
ータ31,33を所定速度にて駆動し続けることで、本
体枠113を下降させることなく肉盛材料9を振動状態
で基材5の表面に押し付け続けることができる。
例と同様に、正方形断面をした長い棒状の肉盛材料9を
回転ロール組25,27の間を挿通させて所定量突出さ
せると共に、ボールスクリュー機構39を駆動して所定
圧力で基材5の表面に押し付け、振動モータ123を駆
動して振動を与えることで摩擦熱を生じさせ、以後は、
ワークテーブル3を移動させると共に、さらに、送りモ
ータ31,33を所定速度にて駆動し続けることで、本
体枠113を下降させることなく肉盛材料9を振動状態
で基材5の表面に押し付け続けることができる。
【0025】この装置を用いて第1実施例の場合と同様
に、実際にステンレス鋼(SUS304)の20mm角
の正方形断面をした角棒を用い、下記表3の諸条件にて
板厚32mmの軟鋼(SS41)の基材上に直線上に肉
盛層を形成した。
に、実際にステンレス鋼(SUS304)の20mm角
の正方形断面をした角棒を用い、下記表3の諸条件にて
板厚32mmの軟鋼(SS41)の基材上に直線上に肉
盛層を形成した。
【0026】
【表3】
【0027】一方、この実施例2に対応する従来の肉盛
方法として、実施例の様な送り出し機能を備えず、単に
肉盛材料をチャッキングするだけのチャック部材を備
え、回転ではなく振動させる機構を備えた振動式の摩擦
肉盛装置を用いて、上記表1の押し付け力10kgf/
mm2 を保って実施例と同様に肉盛を行った。なお、こ
の場合にも、肉盛材料のチャッキング時の突出長さは、
押し付け力10kgf/mm2 及び断面寸法の関係から
ほぼ最大とすることのできる60mmとした。
方法として、実施例の様な送り出し機能を備えず、単に
肉盛材料をチャッキングするだけのチャック部材を備
え、回転ではなく振動させる機構を備えた振動式の摩擦
肉盛装置を用いて、上記表1の押し付け力10kgf/
mm2 を保って実施例と同様に肉盛を行った。なお、こ
の場合にも、肉盛材料のチャッキング時の突出長さは、
押し付け力10kgf/mm2 及び断面寸法の関係から
ほぼ最大とすることのできる60mmとした。
【0028】両肉盛結果を比較した結果を表4に示す。
なお、表中のW,H,Lは、図4に示す様に、基材5の
表面に形成した肉盛層7の幅,高さ,長さである。
なお、表中のW,H,Lは、図4に示す様に、基材5の
表面に形成した肉盛層7の幅,高さ,長さである。
【0029】
【表4】
【0030】表4から分かる様に、第2実施例では長さ
L=600mm以上と、きわめて広い範囲に渡って連続
して肉盛層を形成することができた。次に、第1実施例
の肉盛装置1に種々の断面形状の肉盛材料を装着するこ
ととし、この断面形状に合わせて回転ロール組25,2
7の形状及び配置を種々に変更した場合の肉盛層の状態
を観察し、本実施例方法を用いる場合の最適な肉盛材料
の形状及び回転ロール組の形状を検討した。
L=600mm以上と、きわめて広い範囲に渡って連続
して肉盛層を形成することができた。次に、第1実施例
の肉盛装置1に種々の断面形状の肉盛材料を装着するこ
ととし、この断面形状に合わせて回転ロール組25,2
7の形状及び配置を種々に変更した場合の肉盛層の状態
を観察し、本実施例方法を用いる場合の最適な肉盛材料
の形状及び回転ロール組の形状を検討した。
【0031】検討対象とした肉盛材料断面形状及び使用
した回転ロール組の形状と配置関係を図6に示す。な
お、符号R1〜R7はそれぞれ回転ロールであり、R1
は単純円筒状のロール、R2は中央に大径部を有する段
付ロール、R3は中央に算盤玉状の突部を有する段付ロ
ール、R4は周囲に円筒の周囲に係合爪を形成されたロ
ール、R5は中央の大径部に係合爪を形成された段付ロ
ールである。なお、No.2はロール組を1対だけと
し、No.4は図示のものと全く同じ状態にもう1対、
即ち上下2対の都合4対のロール組としたが、それ以外
は図示の通りに各2対とした。また、円形あるいは円形
に切欠を有する断面形状のものはいずれも外径が20m
mであり、正方形断面のものは1辺が17mmである。
なお、いずれの肉盛材料も材質はステンレス鋼(SUS
304)である。
した回転ロール組の形状と配置関係を図6に示す。な
お、符号R1〜R7はそれぞれ回転ロールであり、R1
は単純円筒状のロール、R2は中央に大径部を有する段
付ロール、R3は中央に算盤玉状の突部を有する段付ロ
ール、R4は周囲に円筒の周囲に係合爪を形成されたロ
ール、R5は中央の大径部に係合爪を形成された段付ロ
ールである。なお、No.2はロール組を1対だけと
し、No.4は図示のものと全く同じ状態にもう1対、
即ち上下2対の都合4対のロール組としたが、それ以外
は図示の通りに各2対とした。また、円形あるいは円形
に切欠を有する断面形状のものはいずれも外径が20m
mであり、正方形断面のものは1辺が17mmである。
なお、いずれの肉盛材料も材質はステンレス鋼(SUS
304)である。
【0032】これらを用いて第1実施例で説明した回転
圧接により摩擦熱を発生するタイプの肉盛装置を用いて
下記表5の諸条件にて板厚32mmの軟鋼(SS41)
の基材上に直線上に肉盛層を形成した。
圧接により摩擦熱を発生するタイプの肉盛装置を用いて
下記表5の諸条件にて板厚32mmの軟鋼(SS41)
の基材上に直線上に肉盛層を形成した。
【0033】
【表5】
【0034】そして、できあがった肉盛層7の最大幅W
max と最小幅Wmin を計測し、両者の差の最大値である
振れ量評価値max△Wを下記数1により求めた。な
お、この振れ量評価値max△Wは、小さいほど好まし
い。
max と最小幅Wmin を計測し、両者の差の最大値である
振れ量評価値max△Wを下記数1により求めた。な
お、この振れ量評価値max△Wは、小さいほど好まし
い。
【0035】
【数1】
【0036】各断面形状ごとの振れ量評価値max△W
を表6に示す。
を表6に示す。
【0037】
【表6】
【0038】No.2〜No.4の結果から分かる様
に、回転ロール組の数が多いほど振れ量評価値max△
Wの値が小さくなる。また、No.1,No.3の結果
から、断面形状は円形よりも正方形の方が好ましいこと
が分かった。さらに、No.7,No.8の結果から、
回転ロールの表面に係合爪を設けた方がよいということ
が分かった。加えて、No.5〜No.8に示した様
に、長手方向に溝を有する断面であれば、この溝と回転
ロールとを係合させることで滑りを防止することがで
き、良好な結果を得ることができた。
に、回転ロール組の数が多いほど振れ量評価値max△
Wの値が小さくなる。また、No.1,No.3の結果
から、断面形状は円形よりも正方形の方が好ましいこと
が分かった。さらに、No.7,No.8の結果から、
回転ロールの表面に係合爪を設けた方がよいということ
が分かった。加えて、No.5〜No.8に示した様
に、長手方向に溝を有する断面であれば、この溝と回転
ロールとを係合させることで滑りを防止することがで
き、良好な結果を得ることができた。
【0039】これらの結果から、振れ量の発生には、肉
盛材料と回転ロールの滑りが原因していることが分か
り、特に、断面形状が円形の場合には滑りが大きくなる
ということが分かった。以上の結果から、実施例の装置
において使用する肉盛材料としては、断面形状が円形以
外の方が望ましく、回転ロールも係合爪を有する方が望
ましいことが分かった。
盛材料と回転ロールの滑りが原因していることが分か
り、特に、断面形状が円形の場合には滑りが大きくなる
ということが分かった。以上の結果から、実施例の装置
において使用する肉盛材料としては、断面形状が円形以
外の方が望ましく、回転ロールも係合爪を有する方が望
ましいことが分かった。
【0040】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこれら実施例に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲内で種々なる態様にて実現することがで
きることはいうまでもない。例えば、肉盛材料の断面形
状は、図7にNo.11〜No.14として示す様に、
三角形や楕円形等他の断面形状も回転で摩擦熱を発生す
る場合の回転ロールとの滑りを防止する断面形状として
好ましい。また、楕円形との組合せでは中央のくぼんだ
回転ロールR10も好ましい。
はこれら実施例に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲内で種々なる態様にて実現することがで
きることはいうまでもない。例えば、肉盛材料の断面形
状は、図7にNo.11〜No.14として示す様に、
三角形や楕円形等他の断面形状も回転で摩擦熱を発生す
る場合の回転ロールとの滑りを防止する断面形状として
好ましい。また、楕円形との組合せでは中央のくぼんだ
回転ロールR10も好ましい。
【0041】また、実施例の肉盛装置は、本発明方法を
実施するに当たっての一例であって、ガイド部材から所
定長さ突出させた線状又は棒状の肉盛材料を回転又は振
動させつつ基材に押し付けると共に、該押し付け状態の
ままで基材表面に対して相対的に肉盛材料を摺動させる
ことにより、摩擦熱で軟化した肉盛材料にて基材表面に
肉盛層を形成する肉盛方法において、前記肉盛材料をガ
イド部材を通過して基材側へ送り出すことにより肉盛開
始後の押し付け状態を維持しながら、前記回転又は振動
と摺動とを行うことのできる肉盛装置ならば、実施例に
示した以外の形態の肉盛装置により実施する方法も、本
発明方法に他ならないことはいうまでもない。
実施するに当たっての一例であって、ガイド部材から所
定長さ突出させた線状又は棒状の肉盛材料を回転又は振
動させつつ基材に押し付けると共に、該押し付け状態の
ままで基材表面に対して相対的に肉盛材料を摺動させる
ことにより、摩擦熱で軟化した肉盛材料にて基材表面に
肉盛層を形成する肉盛方法において、前記肉盛材料をガ
イド部材を通過して基材側へ送り出すことにより肉盛開
始後の押し付け状態を維持しながら、前記回転又は振動
と摺動とを行うことのできる肉盛装置ならば、実施例に
示した以外の形態の肉盛装置により実施する方法も、本
発明方法に他ならないことはいうまでもない。
【0042】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の肉盛方法に
よれば、煩雑で面倒な作業を必要とせずに長大な距離や
広い面積に渡って連続的に肉盛をすることができる。ま
た、本発明の肉盛装置によれば、所定の突出長さを維持
しつつ肉盛材料を基材表面に押し付けることができ、広
い範囲に渡って連続的に肉盛を続行することができ、具
体的に本発明の肉盛方法を実施することができる。その
態様として、請求項3〜請求項5のいずれかに記載の様
に構成すれば、回転又は振動中の肉盛材料を確実に送り
出すことができ、特に請求項4の如く係合部材を備える
回転体を用いることとすれば、送りの際の滑りを防止し
て特に安定した送り動作とすることができる。
よれば、煩雑で面倒な作業を必要とせずに長大な距離や
広い面積に渡って連続的に肉盛をすることができる。ま
た、本発明の肉盛装置によれば、所定の突出長さを維持
しつつ肉盛材料を基材表面に押し付けることができ、広
い範囲に渡って連続的に肉盛を続行することができ、具
体的に本発明の肉盛方法を実施することができる。その
態様として、請求項3〜請求項5のいずれかに記載の様
に構成すれば、回転又は振動中の肉盛材料を確実に送り
出すことができ、特に請求項4の如く係合部材を備える
回転体を用いることとすれば、送りの際の滑りを防止し
て特に安定した送り動作とすることができる。
【0043】さらに、請求項6又は請求項7に記載の肉
盛材料によれば、動作手段が肉盛材料を回転させる手段
である場合に、滑りの発生を防止し、安定した送り動作
を実現することができる。
盛材料によれば、動作手段が肉盛材料を回転させる手段
である場合に、滑りの発生を防止し、安定した送り動作
を実現することができる。
【図1】 第1実施例の肉盛装置の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図2】 第1実施例の肉盛装置の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図3】 第1実施例の肉盛装置における肉盛材料の送
り出しの様子を示す斜視図である。
り出しの様子を示す斜視図である。
【図4】 第1実施例による肉盛の例を示す斜視図であ
る。
る。
【図5】 第2実施例の肉盛装置の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図6】 第1実施例の肉盛装置において適性を検討し
た肉盛材料の断面形状と回転ロールの挟持の状態を示す
説明図である。
た肉盛材料の断面形状と回転ロールの挟持の状態を示す
説明図である。
【図7】 肉盛材料として適した他の断面形状と回転ロ
ールの挟持の状態を例示する説明図である。
ールの挟持の状態を例示する説明図である。
1,101・・・肉盛装置、3・・・ワークテーブル、
5・・・基材、7・・・肉盛層、9・・・肉盛材料、1
1・・・挿入孔、13,113・・・本体枠、15・・
・ベアリング、17,117・・・内枠、19・・・回
転用ギヤ、21・・・ギヤ、23・・・回転モータ、2
5,27・・・回転ロール組、31,33・・・送りモ
ータ、35,37・・・油圧機構、39・・・ボールス
クリュー機構、41・・・フレーム、43・・・XY駆
動機構、45・・・下部開口、119・・・クランク機
構、123・・・振動モータ、R1〜R5,R10・・
・回転ロール。
5・・・基材、7・・・肉盛層、9・・・肉盛材料、1
1・・・挿入孔、13,113・・・本体枠、15・・
・ベアリング、17,117・・・内枠、19・・・回
転用ギヤ、21・・・ギヤ、23・・・回転モータ、2
5,27・・・回転ロール組、31,33・・・送りモ
ータ、35,37・・・油圧機構、39・・・ボールス
クリュー機構、41・・・フレーム、43・・・XY駆
動機構、45・・・下部開口、119・・・クランク機
構、123・・・振動モータ、R1〜R5,R10・・
・回転ロール。
Claims (7)
- 【請求項1】 ガイド部材から所定長さ突出させた線状
又は棒状の肉盛材料を回転又は振動させつつ基材に押し
付けると共に、該押し付け状態のままで基材表面に対し
て相対的に肉盛材料を摺動させることにより、摩擦熱で
軟化した肉盛材料にて基材表面に肉盛層を形成する肉盛
方法において、 前記肉盛材料をガイド部材を通過して基材側へ送り出す
ことによって肉盛開始後の押し付け状態を維持しなが
ら、前記回転又は振動と摺動とを行うことを特徴とする
肉盛方法。 - 【請求項2】 所定量突出させた線状又は棒状の肉盛材
料を基材表面に押し付ける押付手段と、 該押付手段ごと前記肉盛材料を回転又は振動させる動作
手段と、 該動作手段及び押付手段により回転又は振動状態にて基
材表面に押し付けられた肉盛材料を、該基材表面に対し
て相対的に摺動させる摺動手段とを備え、摩擦熱で軟化
した肉盛材料にて基材表面に肉盛層を形成する肉盛装置
において、 前記肉盛材料の表面に当接するガイド手段と、 前記押付手段と一体に回転又は振動すると共に、前記肉
盛材料を前記ガイド手段を通過させて基材方向に送り出
す送出手段とを備えることを特徴とする肉盛装置。 - 【請求項3】 前記ガイド手段は、前記押付手段に回転
可能に取り付けられ、前記肉盛材料の表面に押圧状態で
当接される回転体であって、それ自身が送り出し方向に
回転することで前記送出手段を兼ねることを特徴とする
請求項2に記載の肉盛装置。 - 【請求項4】 前記回転体は、その表面に、肉盛材料表
面に係合する係合部材を備えたことを特徴とする請求項
3に記載の肉盛装置。 - 【請求項5】 前記回転体は、肉盛材料の長手方向に交
差すると共に、2以上の方向から肉盛材料を挟持する回
転ロールであることを特徴とする請求項3又は請求項4
に記載の肉盛装置。 - 【請求項6】 摩擦圧接肉盛用の線状又は棒状の肉盛材
料において、多角形,楕円形,円形の一部を切り欠いた
形状又は星形等の円形以外の断面形状としたことを特徴
とする肉盛材料。 - 【請求項7】 摩擦圧接肉盛用の線状又は棒状の肉盛材
料において、長手方向に溝を形成したことを特徴とする
肉盛材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31262191A JP3237149B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 肉盛装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31262191A JP3237149B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 肉盛装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05146882A true JPH05146882A (ja) | 1993-06-15 |
JP3237149B2 JP3237149B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=18031407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31262191A Expired - Fee Related JP3237149B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 肉盛装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3237149B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005324240A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Ryobi Ltd | アルミニウム鋳物材の表面改質法及びアルミニウム鋳物材の外観不良補修法 |
JP2009028756A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Toshiba Corp | 表面肉盛方法 |
JP2009166132A (ja) * | 2009-04-23 | 2009-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属の表面改質方法 |
JP2009241124A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Fujico Co Ltd | 金属管の摩擦肉盛装置及びその摩擦肉盛方法並びに複合金属管 |
JP2010227967A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Tokai Techno Kk | 摩擦肉盛方法 |
CN114393292A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-26 | 航天工程装备(苏州)有限公司 | 一种可连续送棒的搅拌摩擦焊增材制造装置及方法 |
-
1991
- 1991-11-27 JP JP31262191A patent/JP3237149B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005324240A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Ryobi Ltd | アルミニウム鋳物材の表面改質法及びアルミニウム鋳物材の外観不良補修法 |
JP2009028756A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Toshiba Corp | 表面肉盛方法 |
JP2009241124A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Fujico Co Ltd | 金属管の摩擦肉盛装置及びその摩擦肉盛方法並びに複合金属管 |
JP2010227967A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Tokai Techno Kk | 摩擦肉盛方法 |
JP2009166132A (ja) * | 2009-04-23 | 2009-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属の表面改質方法 |
CN114393292A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-26 | 航天工程装备(苏州)有限公司 | 一种可连续送棒的搅拌摩擦焊增材制造装置及方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3237149B2 (ja) | 2001-12-10 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |