JPH01191769A - 粉体肉盛方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は粉体肉盛方法に関し、より詳しくは、肉盛溶接
部におけるブローホールの発生を抑えるようにしたもの
に関する。

（従来技術） 例えばロータリピストンエンジンにおけるアベックシー
ルの耐摩耗性あるいは耐熱衝撃性を向上させるため、粉
体肉盛法の採用が検討されている（特開昭６２−４５９
０１号公報参照）。

ここで問題となるのは、肉盛溶接部に発生するガスホー
ルである。すなわち、溶接後肉盛溶接部内の溶融金属は
温度低Ｆと共にＯｒ、Ｈｔ等のガスを発生し、凝固後の
肉盛溶接部内にこのガスが残存してブローホールを形成
してしまうという問題である。

この問題に対する対応手段としては、基材に脱酸材をコ
ーティングして、ガスを脱酸材で吸収させる手法あるい
は肉盛溶接前に基材を予熱してガスの拡散を促進する手
法が考えられる。。

しかしながら、前者にあっては、脱酸材の成分が、肉盛
溶接部に残留して耐摩耗性等を低下させるという問題が
生じ易い。他方後者にあっては、肉盛溶接の際に基材の
溶融が促進され、該基材の成分によって肉盛溶接部の成
分が稀釈されるという問題が生じ易い。いずれにせよ、
これらの手法を採るときには、ブローガスの問題を解消
することができるものの、肉盛溶接部の所期性能を低下
させる新たな問題が生ずる。

そこで、本発明の目的は肉盛溶接部の所期性能を低下さ
せることなくブローホールの問題を解消するようにした
粉体肉盛方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は肉盛溶
接部の凝固過程をみたときに、大気と直接的に接する表
面からその凝固が始まり、この結果肉盛溶接部において
発生するガスが封じ込められるとの視点に立脚し、粉体
肉盛溶接をした直後に、肉盛溶接部の表面を加熱して、
該肉盛溶接部における表面層の凝固速度を遅らせるよう
にしたものである。

このような構成とすることにより、溶接後、肉盛溶接部
内で発生するガスは、肉盛溶接部の表面から放散するこ
とが約束されることとなる。加えて、肉盛溶接部全体と
してみたときに、溶接後に加熱されるため、該肉盛溶接
部の急激なる温度低下が抑えられ、この結果基材と肉盛
溶接部との間の溶接割れをも防止することが可能となる
。

（実施例） 以下１本発明の実施例を添付した図面を参照しつつ説明
する。

第２図において、１はプラズマ粉体肉盛溶接機で、該溶
接機ｌは基台２を有し、基台２にはその上面に冷却台３
が配設されて、この冷却台３の上面に基材Ｂが載置され
るようになっている。尚、符号４は冷却水用導管で、該
導管４によって上記冷却台３に対する冷却水の供給がな
される。

基台２には、上下に延びる第１のガイド５が設けられ、
この第１のガイド５には横方向に延びる第２のガイド６
が設けられて、この第２のガイド６は上記第１のガイド
５に案内されて上下に移動可能とされている。そして第
２のガイド６には溶接部本体７が配設されて、この溶接
部本体７は第２のガイド６に案内されて横方向に移動可
能とされている。溶接部本体７には、その下端部にプラ
ズマトーチ８が配設され、このプラズマトーチ８には、
導管９によってシールドガス（ここではＡｒガス）が供
給され、また導管１０によってパウダボート１１から粉
末金属９が供給される。すなわち、不活性ガス雰囲気の
下でトーチ８と基材Ｂとの間に、第１図に示すようにプ
ラズマアークＡを発生させ、ここに粉末金属Ｐを供給す
ることにより、該粉末金属Ｐと基材Ｂとを溶融させて、
基材Ｂの表面に肉盛溶接部Ｃを形成するものである。Ｌ
記プラズマトーチ８は、基材Ｂの表面と所定の間隔を保
ちつつ、該表面に沿って移動され、ここでは、第１図、
第２図中、紙面左側から右側に向って移動されるように
なっている（図示矢印方向）。

前記溶接部本体７には、また、その移動方向反対側にブ
ラケット１３を介してバーナ１４が付設され、このバー
ナ１４には、酸素を供給する導気管１５とプロパンガス
（Ｃ３Ｈｓ）を供給する導管１６とが接続され、このプ
ロパンガス用導管１６の下流端には流量調節バルブ１７
が配設され、またバーナ１４の上流端には火炎調整バル
ブ１８が配設されている。そして、バーナ１４は、その
火炎が溶接後の肉盛溶接部Ｃに当たるように指向されて
いる。すなわち、プラズマトーチ８による肉盛溶接によ
って、この溶接と共に、バーナ１４により溶接直後の肉
盛溶接部Ｃが加熱されるようになっている。バーナ１４
の火炎の強さ、つまり肉盛溶接部Ｃに対する加熱量は、
基本的には、肉盛溶接部Ｃの表面層の凝固速度を遅らせ
ることを主眼に設定すればよく、好ましくは肉盛溶接部
Ｃの最表面が肉盛溶接部Ｃの最終凝固点となるようにす
ることが望ましい。

以上の手法を採ることにより、肉盛溶接部Ｃに発生する
ガスは、肉盛溶接部Ｃ内に残留することなく、溶融状態
にある表面から円滑に大気に放散され、この結果ブロー
ホールの発生を効果的に防止することが可能となる。ま
た、バーナ１４によって溶接直後の肉盛溶接部Ｃに熱が
加えられるため、肉盛溶接部Ｃの急激なる凝固が抑えら
れることとなり、この結果肉盛溶接部Ｃと基材Ｂとの間
の溶接割れをも防止することが可能となる。勿論、肉盛
溶接部Ｃの表面層の凝固速度を遅らせる程度の加熱であ
るため、肉盛溶接部Ｃの成分に対して何らの悪影響を及
ぼすことはない。

（実験例） サンプル 基材Ｂ：合金鋳鉄 組成（ｗｔ、％）　　Ｃ：３．５　　Ｓｉ：２．３　　
Ｍｎ：０．４Ｐ　Ｈｏ、２　　Ｓ　；０．０２　　Ｃｒ
；０．５Ｃｕ；１．０　　！ｉｌｏ；１．５　　Ｎｉ；
１．ＯＭｇ：Ｏ，旧Ｖ：０．２　　残部Ｆｅ 形状　　　　　　４Ｘ　ｌ０Ｘ９５　（ｍｍ）（幅Ｘ高
さ×長さ） 粉末金属ｐ　。

（ＩＩＦｅ基合金 組成（ｗｔ％）　　Ｃ；２．８　　Ｓｉ：０．８　　Ｃ
ｒ：２８残部Ｆｅ （２）Ｃｏ基合金 組成（ｗｔ％）　　Ｃ；１．３　　Ｓｉ；３．ＯＣｒ：
１９．ＯＷ；１５．ＯＮ１Ｈ１３、ＯＢ：３．０残部Ｆ
ｅ 粒度　　　　　　５０〜１５０μ 血ｍ亙立 電圧＝３０Ｖ 電流：６０Ａ 溶接速度：８５ｍｍ／ｍｉｎ プラズマガス：Ａｒ　　３．５Ｑ／ｍｉｎシールドガス
：Ａｒ　　２５Ｉ２／ｍｉｎ粉末金属Ｐの供給１：１２
ｇ／ｍｉｎ ヘニュ」０拒灸豆 プロパン（ＣコＨ１１）−酸素（ｏ２）バーナ使用プロ
パン供給＠：３〜５氾／　ｍ　ｉ　ｎ酸素供給量：　８
〜１０　Ａ　／　ｍ　ｉ　ｎ試験結果 粉末金属Ｐとして、上記Ｆｅ基合金とＣｏ基合金とにつ
いて、バーナ１４の加熱温度を５００℃と２５０℃との
下で試験した結果、いずれにおいても良好な結果を得た
。尚、比較例として、各試料につき、バーナ１４による
加熱を行なわない場合の試験結果を下記の表に合せて示
す。

（発明の効果） 以上、説明から明らかなように、本弗明によれば、肉盛
溶接部の成分変化等の悪影響を及ぼすことなく、ブロー
ホールの問題を解消することができる。更に、肉盛溶接
部と基材との間の溶接割れの発生をも抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の詳細説明図、第２図は本発明
の実施例に適用されるプラズマ粉体肉盛溶接機の正面図
である。 ｌ：プラズマ粉体肉盛溶接機 ８：プラズマトーチ １４：バーナ Ａ：プラズマアーク Ｂ：基材 Ｃ：肉盛溶接部 Ｐ：粉体金属

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基材に対して粉体肉盛溶接をした直後に、肉盛溶
   接部の表面を加熱して、該肉盛溶接部における表面層の
   凝固速度を遅らせるようにした、ことを特徴とする粉体
   肉盛方法。