JPS61202773A

JPS61202773A - 肉盛ア−ク溶接方法

Info

Publication number: JPS61202773A
Application number: JP4318185A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Yamamoto; 英幸山本; Tetsuo Yasuda; 安田　哲夫; Shoji Harada; 原田　章二
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1985-03-04
Filing date: 1985-03-04
Publication date: 1986-09-08
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPH0647167B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）座業上の利用分野本発明は、機械部品、土木建設機械等の金Ｘ製被加工物
の表面に、被加工物と！Ａ種の合金例えば耐摩耗性、耐
食性等を有する合金を溶接用アーク熱源により溶融して
肉盛溶接金属を得る肉盛アーク溶接方法に関するもので
ある。

（ロ）従来の技術肉盛アーク溶接方法に使用される溶接材料としては、従
来から表面硬化内盛用、耐食材肉盛用として７コバルト
基合金、ニッケル基合金など多種類のものが実用されて
いる。

特に、ＪＩＳに規定されている硬化肉盛破屓アーり溶接
棒のうちには、パーライト系鋼、マルテンサイト系鋼、
クロム鋼、マンガン・オーステナイト系鋼、１６Ｍｎ−
１６Ｃｒオーステナイト系鋼があるが、そのほか高クロ
ム鉄系、タングステン炭化物合金系、コバルト基合金系
なども市販されている。

ところが、コバルト基合金、特にコバルト基合金のうち
の例えば、クロム３０％、タングステン４〜８％、炭素
１％、鉄２％などを含むステライト、タングステン炭化
物、クロム炭化物等は、耐摩耗性にすぐれている反面、
金属組織の硬さが犬で柔軟性がないために、薄板、細径
のワイヤにすることが困難であり、たとえできたとして
も、ワイヤリールに巻くことができなかった。

ここで、従来の溶接材料と本発明の肉盛アーク溶接方法
に用いる溶接材料との金属組織について説明する。従来
の金属は、一般に結晶構造を有している。したがって、
従来のアーク熱、Ｃよって溶接材料を溶融して被加工物
表面を硬化肉盛するニッケル基合金、コバルト基合金の
肉盛用合金に詔いても結晶構造を有している。

しかし、近年、結晶構造を有する合金素材を溶融して１
９例えば液体急冷法によって溶融金属を帯状金属箔とし
て引き出すとともに急冷させることにより、可撓性にす
ぐれた非晶質の金属箔をｙ；！造する技悄が開発されて
いる。

１”１発明が解決しようとする問題点従来の高硬度を得るための表面硬化肉盛アーク溶接方法
としては、被覆アーク溶接棒を使用した手溶接、被覆ア
ーク溶接棒の心線と同様の棒状の溶加棒を手動で供給す
る゛ｒｌＧアーク溶接法、または溶接材料を粉末にして
供給するプラズマ粉末溶剤法しか採用することができず
、肉盛溶接材料をワイヤリールに巻いて帯状溶加材また
は帯状消耗電極として自動送給できる肉盛アーク溶接方
法にくらべて、著しく溶肴速度が低下するだけでなく、
肉盛溶層金属の厚さも均一にすることができないという
問題点があった。本発明は、これらの問題点を解決する
ものである。

に）問題点を解決するための方法本発明は、溶接用アーク熱源によって、肉盛溶接材料を
溶融して被加工物の表面に肉盛溶肴金属を得る肉盛アー
ク溶接方法において、従来の結晶構造の肉盛用合金、特
に硬度が大で連続した帯状溶加材または帯状消耗１１１
ｍの製造が不可ｌ］）：であったニッケル基合金、コバ
ルト基合金等においても、金属組織を非晶質化すること
により、可撓性を有する帯状金属箔を形成することによ
り、帯状溶加材又は帯状消耗電極として連続的に、また
は断続して自動送給して肉盛溶接金属を得る肉盛アーク
溶接方法を提供するものである。

−ヰ）実施例以Ｆ１図面を参照して、肉盛溶接用素材を用いて製造し
た非晶質の連続帯状金属箔を連続的に又は断続して前記
被加工物に自動送給して肉盛溶接金属を得る肉盛アーク
溶接方法について説明する。

本発明の肉盛アーク溶接方法に使用するニッケル基合金
、コバルト基合金、（以下、肉盛溶接合金という。）の
非晶質の連続帯状金属箔は、肉盛溶接合金の素材を溶融
し、通常の液体急冷法にょつて製造される。

製造された非晶質の連続帯状金属箔は、現状では厚み０
．０２５〜０．０６ａａｍ程度で、幅１０〜１００１Ｉ
ＩＩ程度の金％箔を１枚ないし数枚厘ねて使用すると、
従来の結晶構造の肉盛溶接合金にくらべて桟めて可撓性
を有するとともに曲げ強度も大であるので、前述したよ
うに従来の結晶構造のニッケル基合金、コバルト基合金
等の帯状溶接材料の製造が不可能であった肉盛溶接合金
であっても、非晶質の連続帯状金属箔の製作が可能であ
るので、帯状金属箔はワイヤリールに巻取られる。

第１図は、ワイヤリール１に巻取られた非晶質帯状金属
箔を帯状溶加材２として自動送給し、溶接用アーク熱誠
が非消耗電極８と被加工物１０との間に発生したアーク
９である場合の非消耗電極アーク溶接法を示す。同図に
おいて、３は、加圧ローラ４と一体となって、電動機５
の駆動力によって連続的に又は断続して自動送給する送
給ローラである。６は、帯状溶加材２の先端を後述する
溶融池１１に導くワイヤガイドである。７は溶接用トー
チのシールドガスノズル、８は非消耗電極９は被加工物
１０と非消耗電極８との間に発生したアーク、１１はア
ーク熱により被加工物１０が溶融して生じた溶融池であ
って、この溶融池に帯状溶加材２の先端が挿入される。

１２は、帯状溶加材２が溶融後に凝固して形成された肉
盛溶接条件である。１３は、非消耗電極８と被加工物１
０とに接続された溶接用電源である。

同図に示す非消耗電極アーク溶接法では、ニッケル基合
金、コバルト基合金、等の高硬度の合金であっても、ワ
イヤリール１から帯状溶加材２として、図示しない制御
装置によって電動機５を制御することにより、自動的に
連続的に又は断続して送給して高能率で均一な肉盛溶接
条件を形成する。

第２図ｉａ）は、第１図の円柱形の送給ローラ３及び加
圧ローラ４を各々図示の形状に形成した送給ローラ３１
及び加圧ローラ４１によって、帯状溶加材２を塑性変形
させて送給する場合を示す。帯状溶加材が箔状になると
変形しやすく、しかもその変形も常に一定ではなく変化
するので、肉盛溶看金属が均一にならない。そこで、前
述したよう番こ帯状溶加材２に強制的に塑性変形を与え
て、帯状溶加材２の断面を同ｅｇＪ（ａｌ乃至（Ｃ１の
ようにすることにより、変形を一定させ肉盛溶看金属を
均一化させることができる。

第３図は、ワイヤリール１に巻取られた非晶質帯状金属
箔を帯状型ｍ２１として自動送給し、溶接用アーク熱源
を帯状電植２１と被加工物１０との間に発生したアーク
９である場合の消耗ｔｔｔｊアーク溶接法を・示す。

同図において、第１図と同一部分は同一符号を付しであ
る。ワイヤリール１から送給される非晶質帯状金属箔は
、帯状消耗電極２１として溶接用電源１３の一端に接続
されたコンタクトジョー６１を通じて被加工物１０との
間でアークを発生し、そのアーク熱で溶融後凝固して肉
盛溶接条件１２が形成される。

同図に示す消耗［憾アーク溶接法に詔いても、高硬度の
合金もワイヤリールから帯状電植として第１図と同様に
、自動送給して高能率で均一な肉盛溶接条件を形成する
。また、帯状！桟に第２図（ａｌ乃至ＦＣ＋と同様の塑
性変形を与えて肉盛溶看金属を均一化させることができ
る。

第４図は、ワイヤリール１に巻取られた非晶質帯状金属
箔を第３図と同様に帯状型部２１として自動送給する消
耗電極アーク溶接法であるが、帯状電極の送給機構及び
帯状電植への給電機構が異なっている。同図において、
図示していないワイヤリール１から巻き戻された非晶質
帯状金属箔は、図示していない電＠機５によって駆動さ
れる回転桟として溶接用電ｌｌＡ１３の一端に接続され
た回転円筒体３２又は螺旋状に巻きつけられた帯状消耗
電極の外周面に接層するコンタクトジョー６２を通じて
被加工物１０との間でアークを発生し、そのアーク熱で
溶融後凝固して肉盛溶看金属１２を形成する。

同図に示す消耗電植アーク溶接法においても、高硬度の
合金をワイヤリールから帯状電極としてｆＪ１図と同様
に、自動送給して高り上半で均一な肉肉盛溶接をした溶
接部の断面の写真Ｃ１１ｒ面マクロ写真）を示す。この
肉盛溶接条件はつぎのとおりである。

アーク熱源　　非消耗電極アーク溶接法非晶質の連続帯
状金属箔コバルト基合金（ステライト）幅４．５〔■〕、厚さ０．０５（履〕溶接電流　　　１５０（Ａ）溶接速度　　　２５　［Ｃ１ｌ／ｍ１ｎ）溶書量　　　
　３５〔）ｒ／ｍ１ｎ）オシレート　　有希釈率　　　　０．３８Ｃ％〕の溶融をほとんどみとめることができない。

以上の実施例では、非晶質帯状金属箔を１枚送給したが
、数枚血ねて送給してもよく、また、シールドガスノズ
ル７の下端からシールドガスを噴出させるガスシールド
アーク溶接法について説明したが、シールドガスを使用
しないサブマージアーク溶接法で行うこともできる。

さらに溶接用型＃１３として、パルス電流を出力する電
源用いてもよい。

第１図の実施例において、帯状溶加材２と被加工物１０
との間に、アークを継続発生しない程度の低電圧を印加
して、帯状溶加材２を予め加熱することによって、被加
工物１０の表面の溶は込み深さを大にしないで肉盛溶肴
金ｔ１１４ｍを増加させる、いわゆるＴＩＧホット法を
用いることができる。

また、帯状溶加材２を幅方向に均一に加熱溶融するため
の溶接用アーク熱源としてのアーク９を発生させるため
の非消耗電極８を帯状溶加材２の幅方向（第１図の紙面
と直角方向〕にオシレートさせてもよい。

（へ）発明の効果本発明の肉盛アーク溶接方法によれば、従来の結晶構造
の肉盛用合金、特に硬度が犬で連続１−だ帯状溶加材ま
たは帯状消耗電極の製造が不可ロセであったニッケル基
合金、コバルト基台金等においても、金属組織を非晶質
化すること１こより、帯状溶加月又は帯状消耗電極とし
て連続的に、または断続して自動送給することによって
、高ｌ］［率で均一な肉盛溶肴金属を形成することがで
きる。

また、非晶質帯状の溶加材又は消耗電植は、従来の結晶
糸（例えばニッケル基）溶加材又は消耗型部にくらべて
、幅と厚みの比を大きくすることができるので、そのた
めに、抵抗発熱が増加し溶融量が増大する。さらに、上
記非晶質帯状金属箔又は消耗型６の溶融量の増大により
、母材に供給される溶宿金属量が増大するために、母材
の溶融量と母材への供給ｆｓ看金属量との比に対応する
希釈率が誠少するので、肉盛溶接に望ましい結果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は非晶質帯状金属箔を帯状溶加材として非消耗電
憶アーク溶接法によって実施した本発明の肉盛アーク溶
接方法の概要を示す図、第２図ｆａｔ乃至（Ｃ１は本発
明の肉盛アーク溶接方法に使用する非晶質帯状金属箔を
塑性変形させる送給ローラ、加圧ローラ及び塑性変形後
の非晶質帯状金属箔の断面図、′４３図及び第４図は非
晶質帯状金属箔を帯状消耗電極とした消耗電躯アーク溶
接法によって実施した本発明の肉盛アーク溶接方法の概
要をル、２・・・帯状溶加材、３．３１・・・送給ロー
ラ、４．４１・°°加圧ローラ、５・・−電動機、６・
・・ワイヤガイド、６１．６２・・・コンタクトジョー
、７・・・シールドガスノズル、８・・・非消耗電極、
９・・・アーク、１０・・・被加工物、１２・・・肉盛
溶看金属、１３・・・溶接用電詠、２１・・・帯状消耗
電極、３２・・・回転円筒体。代理人　弁理士　　中　井　　　宏手続ネ市正書　（自　発）昭和６０年Ｖ月Ｚ日

Claims

【特許請求の範囲】１、溶接用アーク熱源によつて肉盛溶接合金を溶融して
被加工物の表面に溶着する肉盛アーク溶接方法において
、肉盛溶接合金の素材として、非晶質の連続帯状金属箔
を用い、前記非晶質帯状金属箔を連続的に又は断続して
前記被加工物に自動送給して肉盛溶着金属を得る肉盛ア
ーク溶接方法。２、非晶質の連続帯状金属箔がニッケル基非晶質金属箔
である特許請求の範囲第１項に記載の肉盛アーク溶接方
法。３、非晶質の連続帯状金属箔がコバルト基非晶質金属箔
である特許請求の範囲第１項に記載の肉盛アーク溶接方
法。４、非晶質の連続帯状金属箔が非消耗電極アーク溶接法
の帯状溶加材２であつて、溶接用アーク熱源が非消耗電
極８と被加工物１０との間に発生したアーク９である特
許請求の範囲第１項に記載の肉盛アーク溶接方法。５、非晶質の連続帯状金属箔が消耗電極アーク溶接法の
帯状消耗電極２１であつて、溶接用アーク熱源が消耗電
極２１と被加工物１０との間に発生したアーク９である
特許請求の範囲第１項に記載の肉盛アーク溶接方法。