JPH03264165A - ロール肉盛溶接方法及び肉盛溶接ロール - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、連続鋳造機用ロール等に耐熱合金を肉盛溶
接するロール肉盛溶接方法及び肉盛溶接ロールに関する
。

［従来の技術］ 連続鋳造機にはガイドロール、ピンチロール、矯正ロー
ル等の多数対のロール群が使用される。

これらのロールは、高温の鋳片に直接接触するために、
熱劣化を生じ、一般に短寿命である。このため、通常、
ロール周面を肉盛溶接によりマルテンサイト系ステンレ
ス鋼等の特殊耐熱合金で覆い、ロールの寿命延長を図る
。

溶接法には、−層当たりの肉盛量が大きいことから、サ
ブマージアーク溶接法が採用されている。

溶接作業は自動化されており、被溶接物であるロルと溶
接トーチとを相対移動させつつ連続または不連続的に実
施する。この場合に、溶接ラインをロール周方向に進行
させる方法およびロール軸方向に進行させる方法の二つ
がある。溶接ラインをロール周方向に進行させる方法で
は、ロールを回転させながらロール周面に肉盛溶接する
が、加熱冷却の繰り返しによる熱疲労のため、ロール表
面の特定箇所、特に、熱影響部（ＨＡＺ）近傍に熱亀裂
が発生し、この亀裂が円周方向につながりつつ亀裂深さ
が進展するので、ロール寿命が短くなる。しかし、溶接
ラインを軸方向に進行させる方法（軸方向溶接）では熱
亀裂がＨＡＺ近傍に先ず発生するので、亀裂が周方向に
はつながり難く、周方向溶接よりもロール寿命が長くな
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のロール肉盛溶接方法においては、
１本の溶接電極（単電極）で溶接するので、１パス当り
の溶着量が少なく、アークタイムが長時間にわたり低能
率である。特に、ロール軸方向の肉盛溶接は円周方向の
肉盛溶接に比較すると、溶接電極をロール軸に沿って往
復移動させるので、初期および各バス間の溶接準備に多
大の時間を要するという欠点がある。

一方、高能率化のために、溶融池（溶融金属浴）が１つ
である１ブ一ル式多電極肉盛溶接法を採用すると、軸方
向に直線をなすＨＡＺの数が減るので、次の欠点が解消
されない。

即ち、連続鋳造機用ロールの耐亀裂寿命を増大するには
、使用中に発生する熱亀裂発生起点を多くすることによ
って亀裂を微細化し、ロール寿命に影響する大きな割れ
への進展を抑制することが重要である。ところが、１ブ
一ル式複数電極溶接では、この効果が十分ではない。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、各電極独立プール式多電極軸方向肉盛溶接により高能
率で、かつ、耐亀裂分散性、耐亀裂進展性に優れ、また
、特殊耐熱合金を肉盛材料に用いることにより耐亀裂進
展性、耐高温摩耗性に優れた溶接部を得ることができる
ロール肉盛溶接方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段〕 この発明に係るロール肉盛溶接方法は、ロール軸方向に
サブマージアーク溶接法で耐熱合金を肉盛溶接するロー
ル肉盛溶接方法であって、複数の電極をロールの周方向
に配列し、これら複数電極により各々別個に溶融池を同
時に生じさせ、相互に離隔する複数の第１の溶接部を先
ず形威し、その後、前記第１の溶接部の相互間に溶融池
を生じさせ、溶融池の一部が隣接の第１の溶接部に重な
るように溶接して第２の溶接部を形成することを特徴と
する。

［作　用］ この発明に係るロール肉盛溶接方法においては、複数電
極により同時に複数の溶融池を生じさせ、複数の第１の
溶接部を形成し、その後、これら第１の溶接部の相互間
を第２の溶接部で同時に肉盛する。このとき、＊２の溶
接部の一部が隣接するＩｌｌの溶接部に重なるように溶
融池を生じさせるので、熱影響部の数を減らすことなく
、アークタイムが短縮化され、短時間で肉盛溶接が完了
する。

［実施例コ 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について具
体的に説明する。

第２図は溶接中における溶接機の概要を示す斜視図であ
る。ロール２が、その軸３が水平になるように、回転装
置（図示せず）上に載置されている。ロール２は、連続
鋳造機用のガイドロールであり、クロムモリブデン鋼の
ような耐熱鋼でつくられ、その周面が研磨されている。

肉盛溶接前におけるロール２の直径は約３６ｃｓｓ長さ
は約２００　ｃｍである。

ロール２の上方にはサブマージアーク溶接機１０が設け
られている。溶接機１０および回転装置の自動制御装置
（図示せず）は、コンピュータシステムの入力部に接続
されている。両者は、コンピュータプログラムに従って
互いに連動するように構成されている。

溶接機１０は、第１ボディ１１．第２ボデイ１３並びに
第３ボデイ１５を有する。第１および第２ボディ１１，
１Ｂは、自動制御装置の回路に接続された駆動モータ（
図示せず）をそれぞれ有する。第１ボデイ１１は、ロー
ル軸３の方向（Ｘ軸方向）に延びるガイドレール１２に
摺動可能に連結されている。ガイドレール１２は建屋に
固定されている。第２ボデイ１３は、ロール軸３に直交
する方向（Ｙ軸方向）に延びるレール１４に摺動可能に
連結されている。第３ボデイ１５がレール１４の一端に
連結されている。第３ボデイ１５は一対の保持部材を有
し、各保持部材により溶接ワイヤ送給用のコンジットケ
ーブル１６の垂直部分が保持されている。また、第３ボ
デイ１５は駆動モータ（図示せず）を内蔵しており、ケ
ーブル１６の垂直部分が第３ボデイ１５に対してＺ軸方
向に昇降可能になっている。

コンジットケーブル１６は、第３ボデイ１５の上方で垂
直から水平に折れ曲がり、水平部分の基端部が溶接ワイ
ヤ供給装置（図示せず）に接続されている。一方、コン
ジットケーブル１６の垂直部分は、ロール２の局面に向
かって延び、その下端部から溶接ワイヤ１７の先端が所
定長だけ突出している。

各ワイヤ１７は、それぞれが消耗電極となるように、溶
接電源（図示せず）の端末に接続されている。すなわち
、先行電極は交流電源に接続される一方、後続電極は直
流電源にワイヤがプラス極側になるように接続されてい
る。この場合に、先行電極と後続電極との溶接進行方向
の相互間隔はＩＣ−である。

溶接電源の定格容量は１０００アンペアである。ワイヤ
１７の径は４．０ｍ−である。また、ワイヤ１７はマル
テンサイト系ステンレス鋼、例えば１６％Ｃｒ３％Ｎｉ
系ステンレス鋼でつくられている。

なお、フラックス供給ホースの開口（図示せず）及びフ
ラックス回収ホースの開口（図示せず）が、ロール２の
周面とワイヤ１７の突出先端との間の近傍に配置され、
アーク発生箇所にフラックスが供給され、さらに回収さ
れるようになっている。

第１図に示すように、一対の突出ワイヤ１７は、その下
端がロール円周方向に並んでいる。ワイヤ１７の相互間
隔は約２０ｍｍである。また、各ワイヤ１７は、Ｘ軸方
向にそれぞれ約７．５°及び１０６ずつ前傾している。

次に、第１図、第３図並びに第４図を参照しながらロー
ル周面に耐熱合金を肉盛溶接する場合について説明する
。

ロール２を表面温度が約１７５〜２２５℃になるように
ターニングローラ上で予熱する。溶接機１０の第１ボデ
イ１１を移動させ、レール１４を突出・退入させ、さら
に各コンジットケーブル１６を突出・退入させて、各ケ
ーブル１６の先端部をロール２の一端側周面の上面に位
置決めする。各７ワイヤ１７を所定長だけ突出させ、ワ
イヤ先端とロール周面との相互間隔が無くなるところま
で下降する。

ホッパからフラックスを切り出し、ワイヤ先端がフラッ
クスで埋まるように、ロール周面にフラックスを盛り上
げる。このフラックスは、ボンドフラックスである。

電源スィッチをＯＮにして、二本のワイヤ（電極）１７
の先端と母材との間にそれぞれアークを発生させる。こ
のとき、初期および定常電流値をそれぞれ４５０アンペ
ア、３９０アンペア、初期および定常電圧値をそれぞれ
３０ボルト、３０ボルトとする。

第１図に示すように、二つの溶融池が各々別個に生じ、
相互に離隔する溶接部４ａが二つ形成される。

アーク発生から所定時間経過後に、第１ボデイ１１をＸ
軸方向に前進させると共に、フラックスを溶接ライン前
方に連続的に供給し、溶融池をロール軸に沿って前進さ
せる。このとき、溶融池の前進速度を毎分４０ｃｍとす
る。溶接速度は、ワイヤ径、電流電圧値、材質、並びに
予熱温度などの条件に応じて種々変更されるものである
が、実用的には毎分３５〜４５ｃ■の範囲が適している
。

このようにして、ロール２の端部から端部までロール周
面に沿って溶接し、溶接部４ａを形成する。溶接部４ａ
は、その幅が約１０ｍ■であり、その相互間隔が約２０
−■である。なお、タブプレートをロール２の両端エツ
ジ部から突出させ、溶接始端部および溶接終端部がタブ
プレート上に存在するようにしてクレータ割れを防止す
る。

次に、ロール２を１８０＠回転させ、同様の操作により
、溶接部４ａから最も離れた箇所に二つの溶接部４ｂを
形成する。これは、ロール２に生じる溶接歪を最小にす
るためである。各バス終了ごとに、ロール２を１８０”
回転させ、さらに溶接部４ｃ、溶接部４ｄなどを順次溶
接する。これにより、第３図に示すように、相互に所定
ピッチで離隔する平行線連続溶接の溶接ビードが第１の
溶接部としてロール全周にわたって形成される。

次に、第４図に示すように、第１の溶接部４ａ。

４ｂ、４ｃ、４ｄ等の相互間に溶融池を順次発生させ、
第２の溶接部４ｅ、４ｆ、４ｇ等を順に形成し、第１の
溶接部相互間の凹所を次々に肉盛する。なお、スラグは
溶接ビードから自然剥離するので、各アークタイム間に
中間工程が介在せず、高能率の肉盛溶接が達成される。

なお、上記実施例では、二電極を用いて高クロム系ステ
ンレス鋼を肉盛溶接する場合について説明したが、これ
に限られることなく、二電極以上の多電極を用いて他の
合金を肉盛溶接することができる。

上記実施例によれば、同一サイズのロールを多層肉盛溶
接した場合に、従来法では１層を溶接するのに約３０時
間を要していたが、これを２４時間に短縮することがで
きた。

また、上記実施例によれば、ロール軸対称に溶接するの
で、溶接歪の発生量を最小にすることができる。

［発明の効果コ この発明によれば、各電極ごとに各々別個に溶融池を形
成するので、単電極法とほぼ同数の溶接熱影響部の数を
確保することができ、耐割れ性をそこなうことなく、多
電極を用いることによる高能率溶接を実現することがで
きる。このため、生産性の増大を図ることができ、補修
コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るロール肉盛溶接方法の溶
接手順を説明するためにロールを軸方向から見て示す模
式図、第２図は溶接中における溶接機の概要を示す斜視
図、第３図および第４図はそれぞれロール肉盛溶接方法
の溶接手順を説明するためにロールを軸方向から見て示
す模式図である。 ２；ロール、４．４ａ　〜４ｇ；溶接部、１０；溶接Ｉ
Ｉ、１６；コンジットケーブル、１７；溶接ワイヤ 第１図 １１３図 ４２０−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロール軸方向にサブマージアーク溶接法で耐熱合
   金を肉盛溶接するロール肉盛溶接方法であって、複数の
   電極をロールの周方向に配列し、これら複数電極により
   各々別個に溶融池を同時に生じさせ、相互に離隔する複
   数の第１の溶接部を先ず形成し、その後、前記第１の溶
   接部の相互間に溶融池を生じさせ、溶融池の一部が隣接
   の第１の溶接部に重なるように溶接して第２の溶接部を
   形成することを特徴とするロール肉盛溶接方法。
2. （２）請求項１の方法により製造されたことを特徴とす
   る肉盛溶接ロール。