JPH04351297A - Manufacture of welding auxiliary material - Google Patents

Manufacture of welding auxiliary material

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Publication number
JPH04351297A
JPH04351297A JP3120090A JP12009091A JPH04351297A JP H04351297 A JPH04351297 A JP H04351297A JP 3120090 A JP3120090 A JP 3120090A JP 12009091 A JP12009091 A JP 12009091A JP H04351297 A JPH04351297 A JP H04351297A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
powder
boron nitride
weight
nitride
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3120090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
吉田幹彦
Mikihiko Yoshida
大村政儀
Masayoshi Omura
仲野泰也
Hiroya Nakano
市川景隆
Kagetaka Ichikawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Japan KK
Okabe Co Ltd
Original Assignee
Corning Japan KK
Okabe Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Japan KK, Okabe Co Ltd filed Critical Corning Japan KK
Priority to JP3120090A priority Critical patent/JPH04351297A/en
Publication of JPH04351297A publication Critical patent/JPH04351297A/en
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Abstract

PURPOSE:To inexpensively manufacture a welding auxiliary material capable of performing welding many times repeatedly and excellent in heat resistance and impact resistance, and also having a low adhesive property for molten metal. CONSTITUTION:The welding auxiliary material 30 is formed of composite ceramics consisting of >=20weight% boron nitride and >=1 kind selected from among alumina, zirconia, mullite, zirconium boride, titanium boride, silicon nitride, aluminum nitride and SIALON by the atmospheric pressure sintering method. In addition, the welding auxiliary material 30 is formed of the composite ceramics consisting of >=20weight% boron nitride and >=1 kind selected from among silicon nitride, aluminum nitride and SIALON by the reaction sintering method.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、溶接補助材の製造方法
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の製造方法に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing a welding aid material, which is mainly used to cover a welded part during welding, to dam the outflow of molten metal, and to mold the molten metal into a certain shape. The present invention relates to a method for manufacturing a welding auxiliary material used for use or for isolating a welded part from the outside air.

【0002】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6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。
2. Description of the Related Art Conventionally, in arc stud welding, a cylindrical welding aid 2 called an arc shield (ferrule) has been used, as shown in FIG. When welding the stud 4 to the workpiece 6, the arc shield 2 is fitted onto the stud 4 as shown in the figure to cover the welded part of the stud 4 (the lower end of the stud 4), and is used to insert molten metal into the mold. Isolate the welding area from the outside air.

【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。また、従来のアー
クシールドとしては例えばセラミックス製のものが用い
られていたが、この従来のセラミックス製アークシール
ドは溶接時の熱衝撃(1300℃以上)により破損し、
この点からも再使用不可能な消耗品であった。
[0003] Conventional arc shields are cylindrical, one is attached to each stud, and after welding, they are generally crushed with a hammer or the like and removed from the welded area, so they cannot be recycled again. It was an unusable consumable item. Furthermore, for example, ceramic arc shields have been used as conventional arc shields, but these conventional ceramic arc shields are damaged by thermal shock (over 1300°C) during welding.
From this point of view, it was a consumable item that could not be reused.

【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2個に分割
してそれら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6
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。
[0004] On the other hand, for example,
As disclosed in Publication No. 69 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 141379/1980, a cylindrical arc shield is divided into two parts and held in a welding machine so that they can be approached and separated, and both arc shield divided bodies are A cylindrical arc shield is formed by abutting and abutting each other, and the cylindrical arc shield is used as shown in FIG. 6 above.
As shown in Fig. 2, a method has been proposed in which arc stud welding is performed covering the welded portion of the stud, and after welding is completed, the two arc shield segments are separated from each other and removed from the welded stud. According to this method, arc stud welding can be repeated many times using the same arc shield.

【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
要がある。しかしながら、上記実開昭60−18126
9 号公報においては、耐熱衝撃性に優れた材料として
単にセラミックスと記載するのみであり、従来のセラミ
ックス製アークシールドに比してより高い耐熱衝撃性を
有し、多数回の溶接(熱衝撃)に耐え得る具体的材料は
何ら開示されていない。また、上記特開昭59−141
379 号公報には、耐熱衝撃性に優れた材料として窒
化珪素セラミックスが挙げられているが、本発明者らの
実験によるとこの窒化珪素セラミックスはスタッド溶接
時の1〜2回の熱衝撃で破損し、多数回繰返し使用を可
能にする程の優れた耐熱衝撃性は有していない。
[0005] When the arc shield is repeatedly used as described above, the arc shield becomes extremely hot during welding and is likely to break, so it must be made of a material with excellent thermal shock resistance. However, the above-mentioned Utility Model Application No. 60-18126
In Publication No. 9, ceramics is simply described as a material with excellent thermal shock resistance, and it has higher thermal shock resistance than conventional ceramic arc shields, and can withstand many times of welding (thermal shock). No specific materials are disclosed that can withstand this. In addition, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-141
No. 379 mentions silicon nitride ceramics as a material with excellent thermal shock resistance, but according to experiments conducted by the present inventors, this silicon nitride ceramic is damaged by one or two thermal shocks during stud welding. However, it does not have sufficient thermal shock resistance to enable repeated use many times.

【0006】そこで、本出願人は、種々の検討を行なっ
た結果、窒化ホウ素を20重量%以上含有するセラミッ
クスは、他のセラミックスに比して耐熱衝撃性に優れ、
かつ窒化ホウ素の作用により溶融金属との付着性が極め
て低く、かかるセラミックスから成る溶接補助材は多数
回の繰り返し使用が可能であることを見い出し、先に特
願平1−294338号として特許出願した。
As a result of various studies, the applicant found that ceramics containing 20% by weight or more of boron nitride have superior thermal shock resistance compared to other ceramics.
Moreover, due to the action of boron nitride, the adhesion with molten metal is extremely low, and welding aids made of such ceramics can be used many times, and we have previously applied for a patent as Japanese Patent Application No. 1-294338. .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、窒化ホウ素
は非常に焼結しにくく、窒化ホウ素および窒化ホウ素を
含有するセラミックスで製品を形成する場合は、一般に
ホットプレス法が用いられることが多く、上記特願平1
−294338号においても製法例としてホットプレス
法が挙げられている。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, boron nitride is extremely difficult to sinter, and when products are formed from boron nitride and ceramics containing boron nitride, hot pressing is generally used. Special application Hei 1
-294338 also mentions the hot press method as an example of the manufacturing method.

【0008】しかしながら、上記ホットプレス法の場合
製品形状が複雑だと直接最終製品形状に仕上げることは
困難であり、通常は原料を加圧下で加熱して焼結した例
えば円盤状のホットプレス体を機械加工して最終製品形
状に仕上げることとなり、この様に焼結した後に機械加
工する方法だと、高価な原料に無駄が多くまた加工費用
も嵩み、結果として製品コストが高くなってしまうとい
う問題がある。
However, in the case of the above-mentioned hot press method, if the shape of the product is complex, it is difficult to directly finish it into the final product shape.Usually, raw materials are heated under pressure and sintered to form a hot pressed body in the form of a disc, for example. The final product shape is completed by machining, and this method of machining after sintering wastes expensive raw materials and increases processing costs, resulting in higher product costs. There's a problem.

【0009】本発明の目的は、上記事情に鑑み、耐熱衝
撃性に優れ溶融金属に対する付着性も低く多数回繰り返
し使用可能な溶接補助材を安価に製造することのできる
溶接補助材の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a welding auxiliary material that can be used repeatedly and that has excellent thermal shock resistance and low adhesion to molten metal at a low cost. It is about providing.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】本願の第1の発明に係る
溶接補助材の製造方法は、上記目的を達成するため、セ
ラミックスから成る溶接補助材の製造方法であって、上
記セラミックスが20重量%以上の窒化ホウ素とアルミ
ナ、ジルコニア、ムライト、ホウ化ジルコニウム、ホウ
化チタニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、サイア
ロンの中から選ばれた一種以上とからなる複合セラミッ
クスであり、原料を最終形状または最終形状に近い形状
に成形し、該成形したものを常圧焼結法により非加圧下
で焼結して製造することを特徴とする。成形方法は加圧
成形、射出成形、鋳込成形のいずれの方法を採ってもよ
い。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a method for manufacturing a welding auxiliary material according to the first invention of the present application is a method for manufacturing a welding auxiliary material made of ceramics, in which the ceramics weighs 20% by weight. % or more of boron nitride and one or more selected from alumina, zirconia, mullite, zirconium boride, titanium boride, silicon nitride, aluminum nitride, and sialon. It is characterized in that it is manufactured by molding it into a shape close to that of , and sintering the molded product under no pressure using an atmospheric pressure sintering method. The molding method may be any one of pressure molding, injection molding, and cast molding.

【0011】本願の第2の発明に係る溶接補助材の製造
方法は、上記目的を達成するため、セラミックスから成
る溶接補助材の製造方法であって、上記セラミックスが
20重量%以上の窒化ホウ素と窒化ケイ素、窒化アルミ
ニウム、サイアロンの中から選ばれた一種以上とからな
る複合セラミックスであり、原料を最終形状または最終
形状に近い形状に成形し、該成形したものを反応焼結法
により非加圧下で焼結して製造することを特徴とする。 成形方法は加圧成形、射出成形、鋳込成形のいずれの方
法を採ってもよい。
[0011] In order to achieve the above object, a method for producing a welding aid according to a second invention of the present application is a method for producing a welding aid made of ceramic, wherein the ceramic contains boron nitride in an amount of 20% by weight or more. It is a composite ceramic made of one or more selected from silicon nitride, aluminum nitride, and sialon.The raw material is molded into the final shape or a shape close to the final shape, and the molded product is sintered under non-pressure using a reaction sintering method. It is characterized by being manufactured by sintering. The molding method may be any one of pressure molding, injection molding, and cast molding.

【0012】0012

【作用】上記第1および第2の発明に係る製造方法によ
れば、溶接補助材は窒化ホウ素を20重量%以上含有す
るセラミックスにより形成され、かかる窒化ホウ素を2
0重量%以上含有するセラミックスは後に詳述する様に
他のセラミックスに比して耐熱衝撃性に優れかつ溶融金
属に対する付着性も低いので、多数回繰り返し使用可能
な溶接補助材が得られる。
[Operation] According to the manufacturing method according to the first and second inventions, the welding auxiliary material is formed of ceramics containing 20% by weight or more of boron nitride,
As will be described in detail later, ceramics containing 0% by weight or more have superior thermal shock resistance and low adhesion to molten metal compared to other ceramics, so that a welding auxiliary material that can be used repeatedly can be obtained.

【0013】また、上記第1の発明に係る製造方法は、
原料を最終形状または最終形状に近い形状に成形し、該
成形したものを常圧焼結法により非加圧下で焼結して製
造するので、ホットプレス法の様に機械加工する必要が
なくまたは機械加工部分が少なくでき、従って高価な原
料を無駄にすることがなくまた加工費も安く、安価に製
造することができる。さらに、上記第1の発明に係る製
造方法は、20重量%以上の窒化ホウ素の相手材がアル
ミナ、ジルコニア、ムライト、ホウ化ジルコニウム、ホ
ウ化チタニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、サイ
アロンの中から選ばれた一種以上であり、焼結しにくい
窒化ホウ素が含有されていても常圧焼結させることが可
能である。
[0013] Furthermore, the manufacturing method according to the first invention includes:
The raw material is molded into the final shape or a shape close to the final shape, and the molded product is sintered under no pressure using the pressureless sintering method, so there is no need for machining as in the hot press method. The number of machined parts can be reduced, so expensive raw materials are not wasted, processing costs are low, and manufacturing can be done at low cost. Furthermore, in the manufacturing method according to the first invention, the partner material of 20% by weight or more of boron nitride is selected from alumina, zirconia, mullite, zirconium boride, titanium boride, silicon nitride, aluminum nitride, and sialon. Even if boron nitride, which is difficult to sinter, is contained, atmospheric pressure sintering is possible.

【0014】また、上記第2の発明に係る製造方法は、
原料を最終形状または最終形状に近い形状に成形し、該
成形したものを反応焼結法により非加圧下で焼結して製
造するので、ホットプレス法の様に機械加工する必要が
なくまたは機械加工部分が少なくでき、従って高価な原
料を無駄にすることがなくまた加工費も安く、安価に製
造することができる。さらに、上記第2の発明に係る製
造方法は、20重量%以上の窒化ホウ素の相手材が窒化
ケイ素、窒化アルミニウム、サイアロンの中から選ばれ
た一種以上であり、焼結しにくい窒化ホウ素が含有され
ていても反応焼結させることが可能である。
[0014] Furthermore, the manufacturing method according to the second invention includes:
The raw material is molded into the final shape or a shape close to the final shape, and the molded product is manufactured by sintering it under no pressure using the reaction sintering method, so there is no need for machining or mechanical processing as in the hot press method. The number of processed parts can be reduced, so expensive raw materials are not wasted, processing costs are low, and manufacturing can be done at low cost. Furthermore, in the manufacturing method according to the second invention, the partner material of 20% by weight or more of boron nitride is one or more selected from silicon nitride, aluminum nitride, and sialon, and contains boron nitride that is difficult to sinter. It is possible to carry out reaction sintering even if the

【0015】[0015]

【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であり、後に詳
しく説明する様に、窒化ホウ素を20重量%以上含有す
るセラミックスにより形成されている。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the welding auxiliary material according to the present invention. The welding auxiliary material shown in this example is a substantially semi-cylindrical arc shield divided body 30 made by dividing a cylindrical arc shield into two parts, and contains 20% by weight or more of boron nitride, as will be explained in detail later. It is made of ceramics.

【0016】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。
A plurality of communication grooves 32 having a predetermined opening area are formed on the lower surface of the arc shield division body 30 to communicate the inside and outside of the arc shield for degassing during welding, and the inner surface 34 is described below. As shown in FIG. 5, a stud insertion hole is formed that is slightly larger than the outer diameter of the stud 80, and a recess 38 is formed on the outer surface 36 for holding the arc shield divided body 30 in the arc shield holding section described below. has been done.

【0017】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。
FIG. 2 is a front view showing an arc stud welding machine that performs arc stud welding using the arc shield division body 30, and FIG. 3 is a right side view of the welding machine shown in FIG.
Figure 4 is an enlarged view taken along the line IV-IV in Figure 2, and Figure 5 is Figure 4.
It is a sectional view taken along the line V-V of

【0018】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。
The illustrated welding machine 42 has a base 44 and a base 4.
A fulcrum pin 48 is attached to each of the two legs 46 fixed to the
A pair of levers 50 are rotatably supported through the levers 50, one end is rotatably connected to the upper end of each lever 50 through a joint pin 52, and the other end is rotatably connected through a joint pin 54. A pair of links 56 that are possibly connected, a handle 58 that is fixed to the one end of one link 56 and extends in the left and right lateral directions (in the direction of arrow B in FIG. 2), and both links 5
A long hole member 62 is fixed to the base 44 and has a long hole 60 extending in the vertical direction (direction of arrow C in FIG. 2) through which a joint pin 54 connecting the other ends of the base 4 is inserted.
4, a welding gun 66 attached to a pair of rods 64 erected, a chuck 68 for holding the head of a stud 80 provided at the lower end of the welding gun 66; and a handle 70 having a welding switch 69 provided at the welding switch 69. Furthermore, an arc shield holding part 72 is detachably attached to the lower end of each of the levers 50, and each arc shield holding part 72 holds the arc shield divided body 30, respectively.

【0019】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76
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38
a 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。
The arc shield holding section 72 is shown in FIG.
As shown in 5, it comprises a holding part main body 74 and a clamping body 76. The holding portion main body 74 is formed by a stepped portion 50a of the lever 50 and a nut 50b screwed onto the lower end of the lever 50.
It is attached to the lever 50. Further, a protrusion 74c formed on the inner surface 74a of the arc shield holding body is fitted into the recess 38 of the arc shield divided body, and a screw 76a is screwed onto the upper end surface 30a of the arc shield holding body. A clamping body 76 fixed to 74
is arranged, and the arc shield division body 30 is
The upper surface 38 of the concave portion is formed by the convex portion 74c and the clamping body 76.
a and the upper end surface 30a are vertically sandwiched and held by the arc shield holding portion 72.

【0020】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。
Arc stud welding by the welding machine 42 is performed as follows. First, the handle 58 is rotated upward from the position shown by the solid line in FIG. 2 to the position shown by the broken line. Then, the link 56 tilts, the joint pin 54 moves downward in the elongated hole 60, the joint pin 52 rotates around the fulcrum pin 48, and the two levers 50 open, as shown by broken lines. It becomes open. After that, the chuck 68 is made to grip the head of the stud 80,
The handle 58 is rotated downward to close both levers 50 to the closed state shown by the solid line. In this closed state,
Arc shield holding part 7 provided on each lever 50
2 are brought into contact with each other, and the arc shield divided bodies 30 are also brought into contact with each other facing each other to form a cylindrical arc shield, and the stud 80 is fitted into this arc shield. Next, from this state, the welding machine 42 is lowered to bring the lower end of the stud 80 and the lower end surface of the arc shield divided body 30 into contact with a predetermined position of the workpiece 82, and the switch 69 is pressed to perform welding. . After welding is completed, the handle 58 is rotated upward to open the lever 50, and arc stud welding is repeated in the same manner.

【0021】<溶接補助材の材質>次に、上記アークシ
ールドの材質について説明する。上記アークシールドは
、前述の如く窒化ホウ素を20重量%以上含有するセラ
ミックスから形成されており、かかるアークシールドは
、その様な材質で形成されていることにより、アーク溶
接時の熱衝撃(1,300 ℃以上)に耐えることがで
きると共に溶融金属に対する付着性が低く、よって多数
回の繰り返し使用が可能である。
<Material of Welding Auxiliary Material> Next, the material of the arc shield will be explained. As mentioned above, the arc shield is made of ceramics containing 20% by weight or more of boron nitride, and by being made of such a material, the arc shield is made of such a material that the thermal shock (1, It can withstand temperatures above 300°C and has low adhesion to molten metal, so it can be used many times.

【0022】下記の表1は各種のセラミックスにより上
記図1に示す様なアークシールド分割体を作製し、その
アークシールド分割体を用いて上記図2,3に示す溶接
機で繰り返しアークスタッド溶接実験を行ない、その際
の各アークシールドの繰り返し溶接可能回数および溶接
性評価JIS試験(JIS  B1198「頭付きスタ
ッド」)による合否判定結果を示すものである。
Table 1 below shows that arc shield divided bodies as shown in Fig. 1 above were made from various ceramics, and arc stud welding experiments were repeated using the welding machine shown in Figs. 2 and 3 using the arc shield divided bodies. The table shows the number of times each arc shield can be repeatedly welded and the pass/fail judgment results of the weldability evaluation JIS test (JIS B1198 "headed stud").

【0023】[0023]

【表1】[Table 1]

【0024】なお、上記溶接は、溶接電流1200〜1
300A,アークタイム0.8 秒で行なった。また、
使用した材料は全て99%以下の純度のものを用いた。 さらに、JIS試験においては、繰り返し使用が100
 回以上のものについては100 回目からの溶接片を
必要個数用いて試験に供した。その他は通常のJIS 
 B1198に依り試験を行なった。
Note that the above welding is carried out using a welding current of 1200 to 1
The test was carried out at 300A and an arc time of 0.8 seconds. Also,
All materials used had a purity of 99% or less. Furthermore, in the JIS test, repeated use is 100
For welding more than 100 times, the necessary number of welded pieces from the 100th time were used for the test. Others are normal JIS
The test was conducted according to B1198.

【0025】上記表1から明らかな様に、窒化ホウ素を
含有するセラミックスから成るアークシールドを用いた
溶接は、いずれもJIS試験合格であり、繰り返し溶接
可能回数も100 回以上であり、他の従来例セラミッ
クスや比較例セラミックスに比して著しく耐熱衝撃性が
優れ、繰り返し溶接可能回数が大幅に向上していること
が認められる。
As is clear from Table 1 above, all welding using arc shields made of ceramics containing boron nitride pass the JIS test, and the number of welding cycles that can be repeated is 100 or more, which is superior to other conventional welding methods. It is recognized that the thermal shock resistance is significantly superior to that of the Example ceramics and the Comparative Example ceramics, and that the number of repeatable welding cycles is greatly improved.

【0026】次に、窒化ホウ素の含有量の異なる各種窒
化ホウ素セラミックスにより上記と同様の実験を行ない
、窒化ホウ素の含有量による影響を調べたので、その結
果を下記表2に示す。
Next, experiments similar to those described above were conducted using various boron nitride ceramics having different boron nitride contents to examine the influence of the boron nitride content. The results are shown in Table 2 below.

【0027】[0027]

【表2】[Table 2]

【0028】上記表2から明らかな様に、窒化ホウ素の
含有量が多いほど繰り返し溶接可能回数が多く、また溶
接性評価JIS試験でも良好な結果が得られることが認
められ、特に窒化ホウ素を20重量%以上含有する場合
には上記JIS試験を合格し、かつ10回以上の繰り返
し溶接が可能であり、従って窒化ホウ素を20重量%以
上含有するセラミックスが優れた耐熱衝撃性を有する材
料として繰り返し溶接に適用可能なことが認められる。 なお、より実際的には、100 回以上の繰り返し溶接
が可能なセラミックス、即ち窒化ホウ素を40重量%以
上含有するセラミックスが望ましい材料であると考えら
れる。
As is clear from Table 2 above, the higher the boron nitride content, the greater the number of repeatable weldings, and it was also found that good results were obtained in the weldability evaluation JIS test. If the boron nitride content is 20% by weight or more, it passes the above JIS test and can be repeatedly welded 10 times or more. Therefore, ceramics containing 20% by weight or more of boron nitride can be repeatedly welded as a material with excellent thermal shock resistance. It is recognized that this is applicable to In addition, more practically, it is considered that ceramics that can be repeatedly welded 100 times or more, ie, ceramics containing 40% by weight or more of boron nitride, are desirable materials.

【0029】次に、適切な溶接条件を調べるため、溶接
電流とアークタイムを変えた場合の試験を、窒化ホウ素
含有量が40%重量以上のセラミックスから成るアーク
シールド(表2中のアークシールドB,E,F,G)を
用いて前記と同様のJIS試験とJASS試験(JAS
S6鉄骨工事付則5「スタッド溶接の品質試験」)とを
行なった。その結果を表3に示す。
Next, in order to investigate appropriate welding conditions, tests were conducted with varying welding current and arc time using an arc shield made of ceramics with a boron nitride content of 40% or more by weight (arc shield B in Table 2). , E, F, G) using the same JIS test and JASS test (JAS
S6 Steel Construction Supplementary Regulations 5 "Quality Test of Stud Welding") was conducted. The results are shown in Table 3.

【0030】[0030]

【表3】[Table 3]

【0031】なお、上記表3中のJISおよびJASS
試験においては、100 回目からの溶接試験片を必要
個数用いて試験に供した。
[0031] In addition, JIS and JASS in Table 3 above
In the test, the required number of welding test pieces from the 100th welding were used for the test.

【0032】上記表3より、窒化ホウ素を40重量%以
上含有するセラミックスから成るアークシールドを用い
た場合,従来品のアークシールドを用いた場合と同等ま
たはそれ以上の広い適切溶接条件範囲が存在することが
認められる。
[0032] From Table 3 above, when using an arc shield made of ceramics containing 40% by weight or more of boron nitride, there is a wide range of suitable welding conditions that is equal to or greater than when using conventional arc shields. It is recognized that

【0033】上記各種の実験から明らかな様に、窒化ホ
ウ素を20重量%以上含有するセラミックスから成るア
ークシールドは、従来の他のセラミックスから成るアー
クシールドに比して十分に優れた耐熱衝撃性を有し、多
数回の繰返し溶接が可能であり、その結果例えば上述の
如き溶接機と組合せて使用することにより、従来のセラ
ミックス製アークシールドの欠点、つまりアークシール
ドは1回のみ使用可能であり、従って溶接するスタッド
の本数だけアークシールドを用意しなければならずかつ
溶接前に各スタッドへのアークシールドの装着および溶
接後のアークシールドの粉砕除去という面倒な手間を要
するという欠点を全て解消することができる。
As is clear from the various experiments described above, an arc shield made of ceramic containing 20% by weight or more of boron nitride has sufficiently superior thermal shock resistance compared to conventional arc shields made of other ceramics. As a result, when used in combination with a welding machine such as the one described above, the drawbacks of conventional ceramic arc shields, that is, the arc shield can be used only once, can be avoided. Therefore, it is necessary to prepare as many arc shields as the number of studs to be welded, and to eliminate all the disadvantages of requiring the troublesome work of attaching an arc shield to each stud before welding and crushing and removing the arc shield after welding. Can be done.

【0034】<溶接補助材の製造方法>次に、上記アー
クシールド分割体30の製造方法について詳述する。上
記アークシールド分割体30は、所定の原料を冷間で最
終製品形状または最終製品形状に近い形状に成形した後
制御された雰囲気中で加熱して焼結する常圧焼結法や反
応焼結法により形成される。
<Method of Manufacturing Welding Auxiliary Material> Next, a method of manufacturing the arc shield segment 30 will be described in detail. The arc shield divided body 30 is produced by an atmospheric pressure sintering method, in which a predetermined raw material is cold-formed into a final product shape or a shape close to the final product shape, and then heated and sintered in a controlled atmosphere, or by a reaction sintering method. Formed by law.

【0035】常圧焼結法により形成される場合、アーク
シールド分割体が形成されるセラミックスは、20重量
%以上の窒化ホウ素と、アルミナ、ジルコニア、ムライ
ト、ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタニウム、窒化ケイ
素、窒化アルミニウム、サイアロンの中から選ばれた一
種以上の相手材とから成る複合セラミックスである。
[0035] When formed by the pressureless sintering method, the ceramic from which the arc shield segment is formed contains 20% by weight or more of boron nitride, alumina, zirconia, mullite, zirconium boride, titanium boride, and silicon nitride. It is a composite ceramic consisting of one or more partner materials selected from among , aluminum nitride, and sialon.

【0036】反応焼結法により形成される場合、アーク
シールド分割体が形成されるセラミックスは、20重量
%以上の窒化ホウ素と、窒化ケイ素、窒化アルミニウム
、サイアロンの中から選ばれた一種以上の相手材とから
成る複合セラミックスである。
[0036] When formed by the reaction sintering method, the ceramic from which the arc shield segment is formed contains at least 20% by weight of boron nitride and one or more partners selected from silicon nitride, aluminum nitride, and sialon. It is a composite ceramic made of materials.

【0037】以下、常圧焼結法の場合と反応焼結法の場
合とに分けて、実施例を説明する。
[0037] Hereinafter, examples will be explained separately for the case of the pressureless sintering method and the case of the reaction sintering method.

【0038】常圧焼結法 (1) 窒化ホウ素−アルミナ◆ 窒化ホウ素−アルミナ複合セラックスの場合は、窒素ホ
ウ素粉とアルミナ粉を混合し、溶接補助材の形状に成形
したのち、窒素または不活性雰囲気中で1500〜17
00℃に加熱して焼結させる。
[0038] Atmospheric pressure sintering method (1) Boron nitride-alumina◆ In the case of boron nitride-alumina composite ceramics, nitrogen boron powder and alumina powder are mixed and formed into the shape of a welding aid, and then nitrogen or inert 1500-17 in atmosphere
Heat to 00°C to sinter.

【0039】<実施例>◆ 30重量部のBN粉末(比表面積;6m2 /g)と7
0重量部のAl2 O3 粉末(15m2 /g)をエ
タノール中で混合した後乾燥して顆粒とした。これを金
型を用いて溶接補助材の形状に2t/cm2 の圧力で
加圧成形して、窒素中で1650℃に加熱して焼結させ
た。
<Example> ◆ 30 parts by weight of BN powder (specific surface area: 6 m2 /g) and 7
0 parts by weight of Al2O3 powder (15m2/g) was mixed in ethanol and then dried to form granules. This was press-molded into the shape of a welding auxiliary material using a mold at a pressure of 2 t/cm2, and sintered by heating to 1650° C. in nitrogen.

【0040】(2) 窒化ホウ素−ジルコニア◆窒化ホ
ウ素−ジルコニア複合セラックスの場合は、窒化ホウ素
粉とジルコニア粉を混合し、溶接補助材の形状に成形し
たのち、窒素または不活性雰囲気中で1500〜170
0℃に加熱して焼結させる。
(2) Boron nitride-zirconia ◆ In the case of boron nitride-zirconia composite ceramics, boron nitride powder and zirconia powder are mixed, formed into the shape of a welding aid, and heated to 1,500 to 170
Heat to 0°C to sinter.

【0041】<実施例>◆ 30重量部のBN粉末(6m2 /g)と66重量部の
ZrO2 粉末(12m2 /g)  にCaO換算で
4重量部のCaCO3 粉末を加え、エタノール中で混
合した後  乾燥して顆粒とした。これを金型を用いて
溶接補助材の形状に2t/cm2 の圧  力で加圧成
形して、窒素中で1600℃に加熱して焼結させた。
<Example> ◆ 4 parts by weight of CaCO3 powder (calculated as CaO) was added to 30 parts by weight of BN powder (6 m2 /g) and 66 parts by weight of ZrO2 powder (12 m2 /g), and the mixture was mixed in ethanol. It was dried and made into granules. This was press-molded into the shape of a welding aid using a mold at a pressure of 2t/cm2, and sintered by heating to 1600°C in nitrogen.

【0042】(3) 窒化ホウ素−ムライト◆窒化ホウ
素−ムライト複合セラックスの場合は、窒化ホウ素粉と
ムライト粉を混合し、溶接補助材の形状に成形したのち
、窒素または不活性雰囲気中で1500〜1700℃に
加熱して焼結させる。
(3) Boron nitride-mullite ◆ In the case of boron nitride-mullite composite ceramics, boron nitride powder and mullite powder are mixed, formed into the shape of a welding aid, and then heated to 1500 to 1000 ml in a nitrogen or inert atmosphere. Heat to 1700°C to sinter.

【0043】<実施例>◆ 40重量部のBN粉末(6m2 /g)と60重量部の
ムライト(3Al2 O3 ・2SiO2 )粉末(1
6m2 /g)をエタノール中で混合した後乾燥して顆
粒とした。これを金型を用いて溶接補助材の形状に2t
/cm2 の圧力で加圧成形して窒素中で1600℃に
加熱して焼結させた。
<Example> ◆ 40 parts by weight of BN powder (6 m2 /g) and 60 parts by weight of mullite (3Al2O3 .2SiO2) powder (1
6 m2/g) were mixed in ethanol and dried to form granules. 2 tons of this was molded into the shape of a welding auxiliary material using a mold.
/cm2 pressure and heated to 1600°C in nitrogen to sinter.

【0044】(4) 窒化ホウ素−ホウ化ジルコニウム
◆窒化ホウ素−ホウ化ジルコニウム複合セラックスの場
合は、窒素ホウ素粉とホウ化ジルコニウム粉を混合し、
溶接補助材の形状に成形したのち、不活性雰囲気中で1
800〜2000℃に加熱して焼結させる。
(4) Boron nitride-zirconium boride ◆For boron nitride-zirconium boride composite ceramics, mix boron nitrogen powder and zirconium boride powder,
After forming it into the shape of a welding aid, it is heated in an inert atmosphere.
Sinter by heating to 800-2000°C.

【0045】<実施例>◆ 40重量部のBN粉末(35m2 /g)と53重量部
のZrB2 粉末(平均粒径1.0 μm)をエタノー
ル中で混合した後乾燥して顆粒とした。これを金型を用
いて溶接補助材の形状に3t/cm2 の圧力で加圧成
形して、アルゴン中で1950℃に加熱して焼結した。
<Example> ◆ 40 parts by weight of BN powder (35 m 2 /g) and 53 parts by weight of ZrB 2 powder (average particle size 1.0 μm) were mixed in ethanol and then dried to form granules. This was press-molded into the shape of a welding auxiliary material using a mold at a pressure of 3 t/cm2, and sintered by heating to 1950° C. in argon.

【0046】(5) 窒化ホウ素−ホウ化チタニウム◆
窒化ホウ素−ホウ化チタニウム複合セラックスの場合は
、窒素ホウ素粉とホウ化チタニウム粉を混合し、溶接補
助材の形状に成形したのち、不活性雰囲気中で1800
〜2000℃に加熱して焼結させる。
(5) Boron nitride-titanium boride◆
In the case of boron nitride-titanium boride composite ceramics, nitrogen boron powder and titanium boride powder are mixed, formed into the shape of a welding aid, and then heated for 1800 min in an inert atmosphere.
Heat to ~2000°C to sinter.

【0047】<実施例>◆ 40重量部のBN粉末(35m2 /g)と60重量部
のTiB2 粉末(平均粒径1.2 μm)をエタノー
ル中で混合した後乾燥して顆粒とした。これを金型を用
いて溶接補助材の形状に3t/cm2 の圧力で加圧成
形して、アルゴン中で2000℃に加熱して焼結した。
<Example>◆ 40 parts by weight of BN powder (35 m2/g) and 60 parts by weight of TiB2 powder (average particle size 1.2 μm) were mixed in ethanol and then dried to form granules. This was press-molded into the shape of a welding auxiliary material using a mold at a pressure of 3 t/cm2, and sintered by heating to 2000°C in argon.

【0048】(6) 窒化ホウ素−窒化ケイ素◆窒化ホ
ウ素−窒化ケイ素複合セラックスの場合は、窒化ホウ素
粉と窒化ケイ素粉に焼結助剤を加えて混合し、溶接補助
材の形状に成形したのち、窒素または窒素を含む非酸化
雰囲気中で1600〜1800℃に加熱して焼結させる
。 焼結助剤にはIIIa族元素の酸化物またはAl2 O
3 、ZrO2 、MgOのなかから選ばれる一種以上
が使用できる。
(6) Boron nitride-silicon nitride ◆ In the case of boron nitride-silicon nitride composite ceramics, boron nitride powder and silicon nitride powder are mixed with a sintering aid, and then formed into the shape of a welding aid material. , sintering by heating to 1600-1800° C. in nitrogen or a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen. Sintering aids include oxides of group IIIa elements or Al2O.
3, ZrO2, and MgO can be used.

【0049】<実施例>◆ 40重量部のBN粉末(10m2 /g)と60重量部
のSi3 N4 粉末(8m2 /g)に焼結助剤とし
て外割りでAl2 O3 粉末(12m2 /g)を3
重量部、Y2 O3 粉末(17m2/g)を3重量部
加えてエタノール中で混合した後乾燥して顆粒とした。 これを金型を用いて溶接補助材の形状に2t/cm2 
の圧力で加圧成形して、窒素中で1750℃に加熱して
焼結した。
<Example> ◆ Al2O3 powder (12m2/g) was added as a sintering aid to 40 parts by weight of BN powder (10m2/g) and 60 parts by weight of Si3N4 powder (8m2/g). 3
3 parts by weight of Y2 O3 powder (17 m2/g) were added, mixed in ethanol, and dried to form granules. This is then molded into the shape of a welding auxiliary material with a size of 2t/cm2.
The material was press-molded at a pressure of 1,700° C. and sintered by heating to 1,750° C. in nitrogen.

【0050】(7) 窒化ホウ素−窒化アルミニウム◆
窒化ホウ素−窒化アルミニウム複合セラックスの場合は
、窒化ホウ素粉と窒化アルニミウム粉に焼結助剤を加え
て混合し、溶接補助材の形状に成形したのち、窒素また
は窒素を含む非酸化雰囲気中で1600〜1800℃に
加熱して焼結させる。焼結助剤にはIIIa族元素の酸
化物またはIIa 族の酸化物またはAl2 O3 の
なかから選ばれる一種以上が使用できる。
(7) Boron nitride-aluminum nitride◆
In the case of boron nitride-aluminum nitride composite ceramics, boron nitride powder and aluminum nitride powder are mixed with a sintering aid, formed into the shape of a welding aid, and then heated for 1600 min in nitrogen or a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen. Heat to ~1800°C to sinter. As the sintering aid, one or more selected from oxides of group IIIa elements, oxides of group IIa elements, and Al2 O3 can be used.

【0051】<実施例>◆ 30重量部のBN粉末(10m2 /g)と70重量部
のAlN粉末(7m2 /g)に焼結助剤として外割り
でY2 O3 粉末(17m2 /g)を4重量部加え
てエタノール中で混合した後乾燥して顆粒とした。これ
を金型を用いて溶接補助材の形状に2t/cm2 の圧
力で加圧成形して、窒素中で1700℃に加熱して焼結
した。
<Example> ◆ Y2O3 powder (17m2/g) was added as a sintering aid to 30 parts by weight of BN powder (10m2/g) and 70 parts by weight of AlN powder (7m2/g) in 4 parts. Parts by weight were added and mixed in ethanol, followed by drying to form granules. This was press-molded into the shape of a welding auxiliary material using a mold at a pressure of 2 t/cm2, and sintered by heating to 1700° C. in nitrogen.

【0052】(8) 窒化ホウ素−窒化ケイ素−窒化ア
ルミニウム◆ 窒化ホウ素−窒化ケイ素−窒化アルミニウム複合セラッ
クスの場合は、窒化ホウ素粉と窒化ケイ素粉および窒化
アルミニウム粉に焼結助剤を加えて混合し、  溶接補
助材の形状に成形したのち、窒素または窒素を含む非酸
化雰囲気中で16  00〜1800℃に加熱して焼結
させる。焼結助剤にはIIIa族元素の酸化物またはA
  l2 O3 、ZrO2 、MgOのなかから選ば
れる一種以上が使用できる。
(8) Boron nitride-silicon nitride-aluminum nitride◆ In the case of boron nitride-silicon nitride-aluminum nitride composite ceramics, boron nitride powder, silicon nitride powder, and aluminum nitride powder are mixed with a sintering aid. After forming the material into the shape of a welding aid, it is heated to 1600 to 1800°C in nitrogen or a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen to sinter it. Sintering aids include oxides of group IIIa elements or A
One or more selected from l2O3, ZrO2, and MgO can be used.

【0053】<実施例1>◆ 40重量部のBN粉末(10m2 /g)と40重量部
のSi3 N4 粉末(8m2 /g)および20重量
部のAlN粉末(7m2 /g)に焼結助剤として外割
りでY2 O3 粉末(17m2 /g)を5重量部加
えてエタノール中で混合した後乾燥して顆粒とした。こ
れを金型を用いて溶接補助材の形状に2t/cm2 の
圧力で加圧成形して、窒素中で1750℃に加熱して焼
結した。
<Example 1> ◆ Sintering aid added to 40 parts by weight of BN powder (10 m2 /g), 40 parts by weight of Si3 N4 powder (8 m2 /g) and 20 parts by weight of AlN powder (7 m2 /g) Then, 5 parts by weight of Y2O3 powder (17m2/g) was added to the mixture, mixed in ethanol, and dried to form granules. This was press-molded into the shape of a welding auxiliary material using a mold at a pressure of 2 t/cm2, and sintered by heating to 1750° C. in nitrogen.

【0054】<実施例2>◆ 50重量部のBN粉末(10m2 /g)と35重量部
のSi3 N4 粉末(8m2 /g)および15重量
部のAlN粉末(7m2 /g)に焼結助剤として外割
りでY2 O3 粉末(17m2 /g)を4重量部加
えてエタノール中で混合した後乾燥して顆粒とした。こ
れを金型を用いて溶接補助材の形状に2t/cm2 の
圧力で加圧成形して窒素中で1750℃加熱して焼結し
た。
<Example 2> ◆ Sintering aid added to 50 parts by weight of BN powder (10 m2 /g), 35 parts by weight of Si3 N4 powder (8 m2 /g) and 15 parts by weight of AlN powder (7 m2 /g) Then, 4 parts by weight of Y2O3 powder (17m2/g) was added to the mixture, mixed in ethanol, and dried to form granules. This was press-molded into the shape of a welding auxiliary material using a mold at a pressure of 2 t/cm 2 and sintered by heating at 1750° C. in nitrogen.

【0055】(9) 窒化ホウ素−サイアロン◆窒化ホ
ウ素−サイアロン複合セラックスの場合は、窒化ホウ素
粉と窒化ケイ素粉に窒化アルミニウムとアルミナを加え
て混合し、溶接補助材の形状に成形したのち、窒素また
は窒素を含む非酸化雰囲気中で1600〜1800℃に
加熱して焼結させる。
(9) Boron nitride-sialon ◆ In the case of boron nitride-sialon composite ceramics, aluminum nitride and alumina are added to boron nitride powder and silicon nitride powder, mixed, formed into the shape of a welding aid, and then heated with nitrogen. Alternatively, it is sintered by heating to 1,600 to 1,800°C in a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen.

【0056】<実施例>◆ 30重量部のBN粉末(10m2 /g)と46重量部
のSi3 N4 粉末(8m2 /g)、8重量部のA
lN粉末(7m2 /g)および16重量部のAl2 
O3 粉末(12m2 /g)を配合してエタノール中
で混合した後乾燥して顆粒とした。これを金型を用いて
溶接補助材の形状に2t/cm2 の圧力で加圧成形し
て、窒素中で1750℃に加熱して焼結した。
<Example> ◆ 30 parts by weight of BN powder (10 m2 /g), 46 parts by weight of Si3N4 powder (8 m2 /g), 8 parts by weight of A
1N powder (7 m2/g) and 16 parts by weight of Al2
O3 powder (12 m2/g) was mixed in ethanol and dried to form granules. This was press-molded into the shape of a welding auxiliary material using a mold at a pressure of 2 t/cm2, and sintered by heating to 1750° C. in nitrogen.

【0057】反応焼結法 (1) 窒化ホウ素−窒化ケイ素◆ 窒化ホウ素−窒化ケイ素複合セラックスの場合は、窒化
ホウ素粉に金属ケイ素粉を混合し、溶接補助材の形状に
成形したのち、窒素または窒素を含む非酸化雰囲気中で
1400〜1500℃に加熱して、金属ケイ素と窒素の
反応を利用して焼結させる。
Reaction sintering method (1) Boron nitride-silicon nitride◆ In the case of boron nitride-silicon nitride composite ceramics, boron nitride powder is mixed with metallic silicon powder, formed into the shape of a welding aid, and then heated with nitrogen or silicon nitride. It is heated to 1,400 to 1,500° C. in a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen, and is sintered by utilizing the reaction between metal silicon and nitrogen.

【0058】<実施例>◆ 50重量部のBN粉末(10m2 /g)に40重量部
のSi粉末(5m2 /g)をエタノール中で混合した
後乾燥して顆粒とした。これを金型で溶接補助材の形状
に2t/cm2 の圧力で加圧成形した後、窒素中で1
500℃に加熱してSiとN2 を反応させて焼結させ
た。
<Example>◆ 50 parts by weight of BN powder (10 m 2 /g) and 40 parts by weight of Si powder (5 m 2 /g) were mixed in ethanol and then dried to form granules. This was press-formed into the shape of a welding auxiliary material using a mold at a pressure of 2t/cm2, and then
It was heated to 500°C to cause Si and N2 to react and sinter.

【0059】(2) 窒化ホウ素−窒化アルミニウム◆
窒化ホウ素−窒化アルミニウム複合セラックスの場合は
、窒化ホウ素粉に金属アルミニウム粉を混合し、溶接補
助材の形状に成形したのち、窒素または窒素を含む非酸
化雰囲気中で1400〜1500℃に加熱してアルミニ
ウムと窒素の反応を利用して焼結させる。
(2) Boron nitride-aluminum nitride◆
In the case of boron nitride-aluminum nitride composite ceramics, boron nitride powder is mixed with metal aluminum powder, formed into the shape of a welding aid, and then heated to 1400-1500°C in nitrogen or a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen. Sintering is performed using the reaction between aluminum and nitrogen.

【0060】<実施例>◆ 70重量部のBN粉末(10m2 /g)に30重量部
のAl粉末(2m2 /g)をエタノール中で混合した
後乾燥して顆粒とした。これを金型で溶接補助材の形状
に2t/cm2 の圧力で加圧成形した後、窒素中で1
450℃に加熱してAlとN2 を反応させて焼結させ
た。
<Example>◆ 70 parts by weight of BN powder (10 m 2 /g) and 30 parts by weight of Al powder (2 m 2 /g) were mixed in ethanol and then dried to form granules. This was press-formed into the shape of a welding auxiliary material using a mold at a pressure of 2t/cm2, and then
It was heated to 450°C to cause Al and N2 to react and sinter.

【0061】(3) 窒化ホウ素−窒化ケイ素−窒化ア
ルミニウム◆ 窒化ホウ素−窒化ケイ素−窒化アルミニウム複合セラッ
クスの場合は、窒化ホウ素粉に、窒化アルミニウム粉ま
たは金属アルミニウム粉、および金属ケイ素粉を混合し
、溶接補助材の形状に成形したのち窒素または窒素を含
む非酸化雰囲気中で1400〜1500℃に加熱して、
金属アルミウムおよび金属ケイ素と窒素の反応を利用し
て焼結させる。
(3) Boron nitride-silicon nitride-aluminum nitride◆ In the case of boron nitride-silicon nitride-aluminum nitride composite ceramics, boron nitride powder is mixed with aluminum nitride powder or metal aluminum powder and metal silicon powder, After forming it into the shape of a welding aid, it is heated to 1400 to 1500°C in nitrogen or a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen.
Sintering is performed using the reaction of metal aluminum and metal silicon with nitrogen.

【0062】<実施例1>◆ 70重量部のBN粉末(10m2 /g)に10重量部
のAlN粉末(7m2 /g)および20重量部のSi
粉末(5m2 /g)をエタノール中で混合した後乾燥
して顆粒とした。これを金型で溶接補助材の形状に2t
/cm2 の圧力で加圧成形した後、窒素中で1500
℃に加熱してSiとN2 を反応させて焼結させた。
<Example 1> ◆ 70 parts by weight of BN powder (10 m2 /g), 10 parts by weight of AlN powder (7 m2 /g) and 20 parts by weight of Si
The powder (5 m2/g) was mixed in ethanol and then dried to form granules. 2 tons of this was molded into the shape of a welding auxiliary material.
After pressure molding at a pressure of /cm2, 1500
It was heated to ℃ to cause Si and N2 to react and sinter.

【0063】<実施例2>◆ 50重量部のBN粉末(10m2 /g)に15重量部
のAlN粉末(7m2 /g)および35重量部のSi
粉末(5m2 /g)をエタノール中で混合した後乾燥
して顆粒とした。これを金型で溶接補助材の形状に2t
/cm2 の圧力で加圧成形した後窒素中で1500℃
に加熱してSiとN2 を反応させて焼結した。
<Example 2> ◆ 50 parts by weight of BN powder (10 m2 /g), 15 parts by weight of AlN powder (7 m2 /g) and 35 parts by weight of Si
The powder (5 m2/g) was mixed in ethanol and then dried to form granules. 2 tons of this was molded into the shape of a welding auxiliary material.
/cm2 pressure and then 1500°C in nitrogen.
was heated to react with N2 and sintered.

【0064】(4) 窒化ホウ素−サイアロン◆窒化ホ
ウ素−サイアロン複合セラックスの場合は、窒化ホウ素
粉に金属ケイ素およびアルミナおよび窒化アルミニウム
または金属アルミニウムを配合、混合し、溶接補助材の
形状に成形する。この成形体を窒素または窒素を含む非
酸化雰囲気中で1400〜1600℃に加熱して焼結さ
せる。
(4) Boron nitride-sialon ◆ In the case of boron nitride-sialon composite ceramics, boron nitride powder is blended with metallic silicon, alumina, and aluminum nitride or metallic aluminum, and the mixture is formed into the shape of a welding aid. This molded body is heated to 1400 to 1600° C. in nitrogen or a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen to sinter it.

【0065】<実施例>◆ 60重量部のBN粉末(10m2 /g)に22重量部
のSi粉末(5m2 /g)、13重量部のAl2 O
3 粉末(12m2 /g)および5重量部のAlN粉
末(7m2 /g)をエタノール中で混合した後乾燥し
て顆粒とした。これを金型で溶接補助材の形状に2t/
cm2 の圧力で加圧成形した後、窒素中で1550℃
に加熱して焼結させた。
<Example> ◆ 60 parts by weight of BN powder (10 m2 /g), 22 parts by weight of Si powder (5 m2 /g), and 13 parts by weight of Al2O
3 powder (12 m2/g) and 5 parts by weight of AlN powder (7 m2/g) were mixed in ethanol and then dried to form granules. This is molded into the shape of a welding auxiliary material by 2 tons/
After pressure molding at a pressure of cm2, it was heated to 1550°C in nitrogen.
It was heated to sinter.

【0066】上記製造方法によれば、原料を最終形状に
成形し、該成形したものを常圧焼結法あるいは反応焼結
法により非加圧下で焼結して溶接補助材を製造するので
、ホットプレス法の様に機械加工する必要がなく、従っ
て高価な原料を無駄にすることがなくまた加工費も安く
、安価に製造することができる。
According to the above manufacturing method, the raw material is molded into the final shape, and the molded material is sintered under no pressure by the pressureless sintering method or the reaction sintering method to manufacture the welding auxiliary material. Unlike the hot press method, there is no need for mechanical processing, so expensive raw materials are not wasted, processing costs are low, and manufacturing can be done at low cost.

【0067】また、常圧焼結の場合は、20重量%以上
の窒化ホウ素の相手材をアルミナ、ジルコニア、ムライ
ト、ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタニウム、窒化ケイ
素、窒化アルミニウム、サイアロンの中から選ばれた一
種以上とし、反応焼結の場合は相手材を窒化ケイ素、窒
化アルミニウム、サイアロンの中から選ばれた一種以上
としており、焼結しにくい窒化ホウ素が含有されていて
も常圧焼結もしくは反応焼結させることが可能である。
In the case of pressureless sintering, the partner material for boron nitride containing 20% by weight or more is selected from alumina, zirconia, mullite, zirconium boride, titanium boride, silicon nitride, aluminum nitride, and sialon. In the case of reaction sintering, the mating material is one or more selected from silicon nitride, aluminum nitride, and sialon. It is possible to sinter it.

【0068】なお、本発明に係る溶接補助材は、上記ア
ークシールドに限定されるものではなく、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)等であっても良いものである。
The welding auxiliary material according to the present invention is not limited to the above-mentioned arc shield, but may also be used for various other welding auxiliary materials, such as welding auxiliary materials (tabs) for arc welding of joints between plates. It may also be used as a welding auxiliary material (covering material) in joint welding between steel bars.

【0069】[0069]

【発明の効果】上述の様に、本願の第1および第2の発
明に係る製造方法によれば、溶接補助材は窒化ホウ素を
20重量%以上含有するセラミックスにより形成される
ので他のセラミックスから成るものに比して耐熱衝撃性
に優れかつ溶融金属に対する付着性も低く、多数回繰り
返し使用可能な溶接補助材が得られる。
Effects of the Invention As described above, according to the manufacturing methods according to the first and second inventions of the present application, the welding auxiliary material is formed of a ceramic containing 20% by weight or more of boron nitride, so it is free from other ceramics. It is possible to obtain a welding auxiliary material that has excellent thermal shock resistance and low adhesion to molten metal, and can be used repeatedly many times.

【0070】また、上記第1および第2の本発明に係る
製造方法は、原料を最終形状または最終形状に近い形状
に成形し、該成形したものを常圧もしくは反応焼結法に
より非加圧下で焼結して製造するので、ホットプレス法
の様に機械加工する必要がなくまたは機械加工部分が少
なくでき、従って高価な原料を無駄にすることがなくま
た加工費も安く、安価に製造することができる。
[0070] Furthermore, in the manufacturing methods according to the first and second aspects of the present invention, a raw material is molded into a final shape or a shape close to the final shape, and the molded product is processed under normal pressure or by a reactive sintering method without pressure. Since it is manufactured by sintering, unlike the hot press method, there is no need for machining or the number of machined parts can be reduced, so expensive raw materials are not wasted, and processing costs are low, making it inexpensive to manufacture. be able to.

【0071】さらに、上記第1の発明に係る製造方法は
、20重量%以上の窒化ホウ素の相手材をアルミナ、ジ
ルコニア、ムライト、ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタ
ニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、サイアロンの
中から選ばれた一種以上とし、第2の発明に係る製造方
法は、相手材を窒化ケイ素、窒化アルミウム、サイアロ
ンの中から選ばれた一種以上としており、焼結しにくい
窒化ホウ素が含有されていてもそれぞれ常圧および反応
焼結させることが可能である。
Furthermore, in the manufacturing method according to the first invention, 20% by weight or more of boron nitride as a partner material is mixed into alumina, zirconia, mullite, zirconium boride, titanium boride, silicon nitride, aluminum nitride, or sialon. In the manufacturing method according to the second invention, the mating material is one or more selected from silicon nitride, aluminum nitride, and sialon, and contains boron nitride, which is difficult to sinter. It is also possible to carry out atmospheric pressure and reaction sintering, respectively.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例を示す斜視図[Fig. 1] A perspective view showing an embodiment of the present invention.

【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
[Fig. 2] Front view of an arc stud welding machine using the embodiment shown in Fig. 1.

【図3】図2に示すアークスタッド溶接機の右側面図[Figure 3] Right side view of the arc stud welding machine shown in Figure 2


図4】図2のIV−IV 線矢視図
[
Figure 4: IV-IV line arrow view in Figure 2

【図5】図4のV−V 線断面図[Figure 5] Cross-sectional view taken along the line V-V in Figure 4

【図6】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
[Figure 6] Diagram explaining arc stud welding using an arc shield

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30    溶接補助材 30 Welding auxiliary materials

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  セラミックスから成る溶接補助材の製
造方法であって、上記セラミックスが20重量%以上の
窒化ホウ素とアルミナ、ジルコニア、ムライト、ホウ化
ジルコニウム、ホウ化チタニウム、窒化ケイ素、窒化ア
ルミニウム、サイアロンの中から選ばれた一種以上とか
らなる複合セラミックスであり、原料を最終形状または
最終形状に近い形状に成形し、該成形したものを常圧焼
結法により非加圧下で焼結して製造することを特徴とす
る溶接補助材の製造方法。
1. A method for manufacturing a welding aid made of ceramics, wherein the ceramics contain 20% by weight or more of boron nitride, alumina, zirconia, mullite, zirconium boride, titanium boride, silicon nitride, aluminum nitride, sialon. It is a composite ceramic made of one or more selected from the above, and is manufactured by molding the raw material into the final shape or a shape close to the final shape, and sintering the molded product without pressure using the pressureless sintering method. A method for manufacturing a welding auxiliary material, characterized by:
【請求項2】  セラミックスから成る溶接補助材の製
造方法であって、上記セラミックスが20重量%以上の
窒化ホウ素と窒化ケイ素、窒化アルミニウム、サイアロ
ンの中から選ばれた一種以上とからなる複合セラミック
スであり、原料を最終形状または最終形状に近い形状に
成形し、該成形したものを反応焼結法により非加圧下で
焼結して製造することを特徴とする溶接補助材の製造方
法。
2. A method for manufacturing a welding aid made of ceramics, wherein the ceramic is a composite ceramic made of 20% by weight or more of boron nitride and one or more selected from silicon nitride, aluminum nitride, and sialon. A method for producing a welding auxiliary material, which comprises shaping a raw material into a final shape or a shape close to the final shape, and sintering the molded material without pressure using a reaction sintering method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6040256A (en) * 1993-10-12 2000-03-21 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Method for producing a reaction sintered ceramic
JP2005144519A (en) * 2003-11-18 2005-06-09 Sekisui Chem Co Ltd Backing strip for welding, and welding method
KR102156575B1 (en) * 2020-01-23 2020-09-17 주식회사 화인테크 Machinable ceramic composite material having a low coefficient of thermal expansion and manufacturing method thereof
KR102156574B1 (en) * 2020-01-23 2020-09-17 주식회사 화인테크 Machinable ceramic composite material and manufacturing method thereof

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