JPH04333374A - 溶接補助材 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接補助材であって、
主として、溶接時に溶接部を覆い、溶融金属の流出を堰
止めて溶融金属を一定の形にする型込め用として用いら
れたりあるいは溶接部を外気から遮断するために用いら
れる溶接補助材に関する。

【０００２】

【従来の技術】アークスタッド溶接においては、従来か
ら、図９に示す様に、筒状のアークシールド（フェルー
ル）と称される溶接補助材２が用いられている。このア
ークシールド２は、スタッド４を被溶接材６に溶接する
際に図示の如くスタッド４に嵌装されて該スタッド４の
溶接部（スタッド４の下端部）を覆い、溶融金属の型込
めや溶接部の外気からの遮断等を行なう。

【０００３】従来のアークシールドは、筒状をなし、各
スタッド毎に１個づつ装着して使用し、溶接後はハンマ
等で粉砕して溶接部から除去するのが一般的であり、従
って再使用不可能な消耗品であった。

【０００４】これに対し、例えば実開昭６０−１８１２
６９　号公報や特開昭５９−１４１３７９　号公報に開
示されている様に、筒状のアークシールドを複数個例え
ば２個に分割し、それらの２個のアークシールド分割体
を溶接機に接離可能に保持させ、両アークシールド分割
体を互いに当接させ突き合せて筒状のアークシールドを
形成し、該筒状のアークシールドで上記図９に示す様に
スタッドの溶接部を覆ってアークスタッド溶接を行ない
、溶接終了後は上記両アークシールド分割体を離隔させ
て溶接されたスタッドから取り外す方法が提案されてい
る。かかる方法によれば、同一のアークシールドにより
アークスタッド溶接を多数回繰り返して行なうことがで
きる。

【０００５】上記の様にアークシールドを繰り返し使用
する場合、アークシールドは溶接時に極めて高温となり
割れやすいので、耐熱衝撃性に優れた材料で形成する必
要があり、その様な材料として、上記実開昭６０−１８
１２６９　号公報ではセラミックス（具体的なセラミッ
クス名は記載されていない）が挙げられ、また特開昭５
９−１４１３７９号公報には窒化珪素セラミックスが挙
げられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、セラミック
スの中にはいくつもの種類があり、それぞれが異なる特
性を有している。従って、セラミックスでアークシール
ドを形成する場合、単にいずれかのセラミックスで形成
するというのではなく、種々のセラミックス中からアー
クシールドに要求される性質により合致したセラミック
スを選択して形成することが望ましい。

【０００７】しかして、上記アークシールドは、上述の
様に溶接時に極めて高温（１３００℃以上）となり劣化
や割れが生じ易く、また内面が高温の溶融金属に接する
ので該高温の溶融金属によって侵蝕されやすい。従って
、特に多数回くり返して使用するアークシールドの場合
、耐熱性と耐蝕性の双方に優れていることが要求される
が、溶接条件等によっては溶接時に特に高温となり従っ
て特に耐熱性に十分優れていることが要求される場合が
ある。

【０００８】本発明の目的は、上記事情に鑑み、耐蝕性
に優れていると共に特に耐熱性に十分優れたアークシー
ルド等の溶接補助材を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接補助材
は、上記目的を達成するため、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を
含有するセラミックスから成ることを特徴とする。

【００１０】上記炭化ケイ素を含有するにあったては、
３０重量％以上含有していることが好ましく、５０重量
％以上含有していればさらに好ましい。また、主要成分
としてつまり最も含有量の多い成分として含有していれ
ばより好ましい。

【００１１】

【作用】炭化ケイ素は強固な共有結合であって物理的に
も化学的にも安定であり、耐蝕性を有すると共に、約２
７００℃という高分解点を有し、また熱伝導率も０．１
　〜０．４ｃａｌ／ｃｍ・ｓ　・Ｋ　と高く、さらに熱
膨張係数も４×１０−６／Ｋ　と低いので、特に耐熱性
に優れている。

【００１２】上記炭化ケイ素を含有するセラミックスか
ら成る溶接補助材は、上記炭化ケイ素の特性を具備し、
よって溶融金属に対して耐蝕性を有し、また、特に分解
点が約２７００℃であり一般の溶接温度である１３００
℃以上よりもさらに高い溶接温度に対しても十分余猶が
あると共に熱伝導率も極めて高いので熱放散が十分に行
なわれて蓄熱による高温化が防止され、よって溶接時の
高温による材質劣化が非常に少なく、さらに熱膨張係数
が非常に低いので耐熱衝撃性に優れており、これらの意
味で極めて優れた耐熱性を有している。

【００１３】従って、上記炭化ケイ素を含有するセラミ
ックスから成る溶接補助材は、耐蝕性を有すると共に特
に優れた耐熱性を有し、繰り返し使用されると共に特に
高い耐熱性が要求される場合に好適に使用することがで
きる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて詳細に説明する。図１は本発明に係る溶接補助材
の一実施例を示す斜視図である。この実施例に示す溶接
補助材は、円筒状のアークシールドを２分割して成る略
半円筒形状のアークシールド分割体３０である。

【００１５】上記アークシールド分割体３０の下面には
、溶接時にアークシールドの内外を連通させてガス抜き
を行なうための所定開口面積の連通溝３２が複数形成さ
れ、内側面３４は以下に説明する図５に示す様にスタッ
ド８０の外径よりわずかに大きいスタッド挿通孔を形成
し、外側面３６にはこのアークシールド分割体３０を以
下に述べるアークシールド保持部に保持させるための凹
部３８が形成されている。

【００１６】図２は上記アークシールド分割体３０を用
いてアークスタッド溶接を行なうアークスタッド溶接機
を示す正面図、図３は図２に示す溶接機の右側面図、図
４は図２中のＩＶ−ＩＶ　線矢視拡大図、図５は図４の
Ｖ−Ｖ線断面図である。

【００１７】図示の溶接機４２は、基部４４と、基部４
４に固設された２本の脚部４６にそれぞれ支点ピン４８
を介して回動可能に支持された１対のレバー５０と、各
レバー５０の上端にジョイントピン５２を介して一端が
回動可能に連結され、他端同志がジョイントピン５４を
介して回動可能に連結された１対のリンク５６と、一方
のリンク５６の上記一端に固着され左右横方向（図２の
矢印Ｂ方向）に延びるハンドル５８と、上記両リンク５
６の他端同志を連結するジョイントピン５４が挿通され
上下方向（図２の矢印Ｃ方向）に延びる長孔６０を有し
上記基部４４に固着された長孔部材６２と、上記基部４
４に立設された１対のロッド６４に取り付けられた溶接
銃６６と、該溶接銃６６の下端部に設けられたスタッド
８０の頭部を保持するためのチャック６８と、同じく上
記溶接銃６６に設けられた溶接スイッチ６９を有する把
手７０とを備えて成る。また、上記各レバー５０の下端
部にはアークシールド保持部７２が着脱可能に取り付け
られ、各アークシールド保持部７２には上記アークシー
ルド分割体３０がそれぞれ保持されている。

【００１８】上記アークシールド保持部７２は、図４，
５に示す様に、保持部本体７４と挾持体７６とを備えて
成る。 保持部本体７４は、レバー５０の段差部５０ａ　とレバ
ー５０の下端部に螺着したナット５０ｂ　とによって、
レバー５０に取り付けられている。また、上記アークシ
ールド分割体の凹部３８には上記アークシールド保持部
本体の内側面７４ａに形成された凸部７４ｃ　　が嵌入
され、アークシールド分割体の上端面３０ａ　上にはネ
ジ７６ａ　により保持部本体７４に固着された挾持体７
６が配設されており、上記アークシールド分割体３０は
、上記凸部７４ｃ　と挾持体７６とで上記凹部の上面３
８ａ　と上端面３０ａ　とを上下方向に挾持してアーク
シールド保持部７２に保持されている。

【００１９】上記溶接機４２によるアークスタッド溶接
は次の様にして行なわれる。まず上記ハンドル５８を図
２中実線で示す位置から破線で示す位置まで上方に回動
させる。そうすると、上記リンク５６が傾動して上記ジ
ョイントピン５４が上記長孔６０中を下方に移動し、ジ
ョイントピン５２が支点ピン４８を中心に回動して２本
のレバー５０が開き、破線で示す開状態となる。しかる
後上記チャック６８にスタッド８０の頭部を把持させ、
上記ハンドル５８を下方に回動させて両レバー５０を閉
じ、実線で示す閉状態とする。この閉状態においては、
各レバー５０に設けられているアークシールド保持部７
２が互いに当接し、アークシールド分割体３０同志も互
いに向い合って当接して円筒状のアークシールドが形成
され、このアークシールドの中にスタッド８０が嵌挿さ
れた状態となっている。続いて、この状態から、溶接機
４２を下降させて被溶接材８２の所定位置上にスタッド
８０の下端部およびアークシールド分割体３０の下端面
を当接させ、上記スイッチ６９を押して溶接を行なう。 溶接終了後は、上記ハンドル５８を上方に回動させてレ
バー５０を開き、以後同様にしてアークスタッド溶接を
繰り返し行なう。

【００２０】ところで、上記アークシールド分割体３０
は、炭化ケイ素を含有するセラミックスにより形成され
ている。炭化ケイ素は強固な共有結合であって物理的に
も化学的にも安定であり、耐蝕性に優れると共に、約２
７００℃という高分解点を有し、また熱伝導率も０．１
　〜０．４ｃａｌ／ｃｍ・ｓ　・Ｋ　と高く、さらに熱
膨張係数も４×１０−６／Ｋ　と低いので、特に耐熱性
に優れている。

【００２１】上記炭化ケイ素を含有するセラミックスか
ら成るアークシールド分割体３０は、上記炭化ケイ素の
特性を具備し、よって溶融金属に対して耐蝕性を有し、
また、特に分解点が約２７００℃であり一般の溶接温度
１３００℃以上よりもさらに高い溶接温度に対しても未
だ十分余猶があると共に熱伝導率も極めて高いので熱放
散が十分に行なわれて蓄熱による高温化が防止され、よ
って溶接時の高温による材質劣化が非常に少なく、さら
に熱膨張係数が非常に低いので耐熱衝撃性に優れており
、これらの意味で極めて優れた耐熱性を有している。

【００２２】従って、上記アークシールド分割体３０は
、耐蝕性を有すると共に特に優れた耐熱性を有し、多数
回繰り返して使用しても溶融金属によるアークシールド
分割体内面の侵蝕が少ないと共に高温による材質劣化が
非常に少なく、繰り返し使用されると共に特に高い耐熱
性が要求される場合に好適に用いることができる。

【００２３】なお、上記炭化ケイ素は３０重量％以上含
有されていることが好ましい。３０重量％以上含有され
ていると当該セラミックスにおいて炭化ケイ素の特性が
ある程度発揮され得るからであり、３０重量％未満であ
ると炭化ケイ素の特性があまり発揮されないからである
。かかる意味から、上記炭化ケイ素は５０重量％以上含
有されていることがさらに好ましく、また主要成分（最
も含有量の多い成分）として含有されていればより好ま
しい。

【００２４】本発明に係る炭化ケイ素を含有するセラミ
ックスから成る溶接補助材は、上記アークシールドのみ
ではなく、他の種々の溶接補助材、例えば板と板との継
ぎ手アーク溶接における溶接補助材（タブ）や棒鋼と棒
鋼の継ぎ手溶接における溶接補助材（当て材）等に適用
可能である。

【００２５】図６は上記タブに本発明を適用した場合の
板と板との継ぎ手アーク溶接を示す斜視図であり、板９
０と板９２とは溶接部９４においてアーク溶接され、該
溶接部９４の両端には炭化ケイ素を含有するセラミック
スから成るタブ９６が配設されている。上記タブ９６の
配設は、強力な永久磁石例えばレア・アース系永久磁石
や機械的なネジ止め等によって行なえば良い。

【００２６】図７は上記当て材に本発明を適用した場合
の棒鋼と棒鋼の継ぎ手溶接（エンクローズ溶接）を示す
正面図、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ　線断面図で
あり、棒鋼９８と棒鋼１００　とは端面を対向させて配
置され、両端面対向部には上記炭化ケイ素を含有するセ
ラミックスで作製した断面Ｕ字状の当て材１０２　が配
され、該当て材１０２の外側は金属製押え治具１０４　
が配され、かかる状態の下で溶接棒１０６　を用いたガ
ス溶接により上記棒鋼の両端面が溶接される。

【００２７】上記タブ９０や当て材１０２　の場合も、
炭化ケイ素を含有するセラミックスから成るので、上記
アークシールド分割体３０の場合と同様に、耐蝕性を有
すると共に特に優れた耐熱性を有している。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る溶接補助材は、上述の様に
炭化ケイ素を含有するセラミックスにより形成されてお
り、従って炭化ケイ素の有する特性即ち溶融金属に対す
る耐蝕性を有すると共に特に優れた耐熱性を有し、よっ
て繰り返し使用されると共に特に高い耐熱性が要求され
る場合に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す斜視図

【図２】図１に示す実施例を用いるアークスタッド溶接
機の正面図

【図３】図２に示すアークスタッド溶接機の右側面図

【
図４】図２のＩＶ−ＩＶ　線矢視図

【図５】図４のＶ−Ｖ　線断面図

【図６】他の実施例を示す斜視図

【図７】さらに他の実施例を示す正面図

【図８】図７の
ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ　線断面図

【図９】アークシールド
を用いたアークスタッド溶接を説明する図

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　炭化ケイ素を含有するセラミックスか
   ら成ることを特徴とする溶接補助材。