JPH05337678A - Ａｌ基材料表面への肉盛溶接用溶加材 - Google Patents
Ａｌ基材料表面への肉盛溶接用溶加材Info
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- JPH05337678A JPH05337678A JP8918391A JP8918391A JPH05337678A JP H05337678 A JPH05337678 A JP H05337678A JP 8918391 A JP8918391 A JP 8918391A JP 8918391 A JP8918391 A JP 8918391A JP H05337678 A JPH05337678 A JP H05337678A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ａｌ基材料の表面に、溶加材中に含まれるガ
ス量が少ないワイヤを用いることで、ピットやブローホ
ールなどの溶接欠陥が発生せず、基材との接合性の高い
耐摩耗性、耐熱性合金化層が安定して、安価に得られる
ガスシールドアーク、プラズマアーク、肉盛溶接用溶加
材を提供すること。 【構成】 Ａｌ基材料からなる線材表面にＣｕ金属でめ
っきしたＡｌ基材料表面への肉盛溶接用溶加材、及び該
Ｃｕめっき量が線材全重量に対して、１５〜５０％であ
ること。
ス量が少ないワイヤを用いることで、ピットやブローホ
ールなどの溶接欠陥が発生せず、基材との接合性の高い
耐摩耗性、耐熱性合金化層が安定して、安価に得られる
ガスシールドアーク、プラズマアーク、肉盛溶接用溶加
材を提供すること。 【構成】 Ａｌ基材料からなる線材表面にＣｕ金属でめ
っきしたＡｌ基材料表面への肉盛溶接用溶加材、及び該
Ｃｕめっき量が線材全重量に対して、１５〜５０％であ
ること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡｌ基材料の表面に耐摩
耗，耐熱層が安定してかつ経済的に得られ、更に、ピッ
ト、ブローホール等の溶接欠陥発生の少ないガスシール
ドアーク、プラズマアーク肉盛溶接用溶加材に関するも
のである。
耗，耐熱層が安定してかつ経済的に得られ、更に、ピッ
ト、ブローホール等の溶接欠陥発生の少ないガスシール
ドアーク、プラズマアーク肉盛溶接用溶加材に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＡｌまたはＡｌ合金は鉄鋼材料に
比較して、軽量で熱伝導性、耐食性が優れていることか
ら自動車部品をはじめ広い分野で使用されている。しか
し、Ａｌ合金は一般に鉄鋼材料に比べ強度、耐摩耗性、
耐熱性の面で劣っており、Ａｌ合金素材そのままでは、
鉄鋼材料の代替材料として適用できる部位、部品は限ら
れている。また、既にＡｌ，Ａｌ合金が使用されている
場合でも、近年、使用環境が過酷になるにつれ、更に耐
久性の向上が求められている。その対策として、Ａｌ合
金そのものの改良の外に、表面に耐摩耗、耐熱層を形成
する方法が行われている。例えば、ＰＶＤ，ＣＶＤによ
り薄い硬質皮膜層を形成する方法、溶射により比較的厚
い硬質皮膜層を形成する方法がある。しかし、これらの
方法で形成される皮膜は非常に硬いが基材との密着力が
弱く、使用中に剥離、脱落の恐れがあり信頼性に乏し
い。更に、ＰＶＤ，ＣＶＤは皮膜形成速度が遅く、厚膜
の形成は困難である。溶射の場合は騒音、光線の発生な
ど環境面でも問題があり、また、基材との密着力が低く
使用中に剥離する等の問題がある。一方で、 電子ビー
ム、レーザ、アークなどの高密度エネルギー源を用いて
基材表面とともに合金化金属を溶融させ硬質合金層を形
成する方法が開示されている。これらの方法では、ある
程度の硬さを持つ硬質層を形成することができる。例え
ば、特開昭５５−２７５８７号公報には電子ビームによ
るＡｌ合金ピストンへのＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉの合金化処理技術が開示されている。実開昭６２ー
７２４５６，実開昭６２−７２４５８号公報にも電子ビ
ームによるＣｕの合金化処理技術が開示されている。ま
た、特開昭６１−１６６９８２，特開昭６１−１７０５
７８号公報にはＴＩＧアークによるＮｉ，Ｆｅの合金化
処理技術が開示されている。特開昭６４−１１０７３号
公報にもアークによるＣｕの合金化処理技術が開示され
ている。特開昭５８−１７９５６９号公報に、溶加材に
ＡｌまたはＡｌ合金粉末とＮｂＣ粉末、ＴｉＣ粉末、Ｖ
Ｃ粉末との混合粉末を用い、ＴＩＧアークによるＡｌ系
材料への表面硬化方法が開示されている。
比較して、軽量で熱伝導性、耐食性が優れていることか
ら自動車部品をはじめ広い分野で使用されている。しか
し、Ａｌ合金は一般に鉄鋼材料に比べ強度、耐摩耗性、
耐熱性の面で劣っており、Ａｌ合金素材そのままでは、
鉄鋼材料の代替材料として適用できる部位、部品は限ら
れている。また、既にＡｌ，Ａｌ合金が使用されている
場合でも、近年、使用環境が過酷になるにつれ、更に耐
久性の向上が求められている。その対策として、Ａｌ合
金そのものの改良の外に、表面に耐摩耗、耐熱層を形成
する方法が行われている。例えば、ＰＶＤ，ＣＶＤによ
り薄い硬質皮膜層を形成する方法、溶射により比較的厚
い硬質皮膜層を形成する方法がある。しかし、これらの
方法で形成される皮膜は非常に硬いが基材との密着力が
弱く、使用中に剥離、脱落の恐れがあり信頼性に乏し
い。更に、ＰＶＤ，ＣＶＤは皮膜形成速度が遅く、厚膜
の形成は困難である。溶射の場合は騒音、光線の発生な
ど環境面でも問題があり、また、基材との密着力が低く
使用中に剥離する等の問題がある。一方で、 電子ビー
ム、レーザ、アークなどの高密度エネルギー源を用いて
基材表面とともに合金化金属を溶融させ硬質合金層を形
成する方法が開示されている。これらの方法では、ある
程度の硬さを持つ硬質層を形成することができる。例え
ば、特開昭５５−２７５８７号公報には電子ビームによ
るＡｌ合金ピストンへのＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉの合金化処理技術が開示されている。実開昭６２ー
７２４５６，実開昭６２−７２４５８号公報にも電子ビ
ームによるＣｕの合金化処理技術が開示されている。ま
た、特開昭６１−１６６９８２，特開昭６１−１７０５
７８号公報にはＴＩＧアークによるＮｉ，Ｆｅの合金化
処理技術が開示されている。特開昭６４−１１０７３号
公報にもアークによるＣｕの合金化処理技術が開示され
ている。特開昭５８−１７９５６９号公報に、溶加材に
ＡｌまたはＡｌ合金粉末とＮｂＣ粉末、ＴｉＣ粉末、Ｖ
Ｃ粉末との混合粉末を用い、ＴＩＧアークによるＡｌ系
材料への表面硬化方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの合金化処理技
術は本発明と同様、基材と処理層とは冶金的に結合して
いるため、接合力は高く有望な技術であるが次のような
問題がある。 （１）上記の合金化技術は本発明と同様、基材のＡｌ，
Ａｌ合金の表面を溶融させ、外部から金属を添加し合金
層を形成している。しかし、添加方法、条件や溶接入熱
条件が変動した場合、基材のＡｌ，Ａｌ合金の溶融量が
変化し、得られる合金層組成に変動をもたらす原因とな
る。特に、溶加材に粉末を用いた場合、その溶加材の安
定送給、組成の偏析など問題があり、均一組成の合金層
が得にくい。 例えば、ＮｂＣ，ＴｉＣ粉末等のセラミ
ックスとＡｌ合金粉との混合粉では、一般に炭化物等の
セラミックスなどは破砕粉であるため異形粉であり、安
定送給は困難で、比重の異なる混合粉では、組成的に均
一な送給は困難である。従って、添加金属の希釈量が変
動するため、 得られる合金層の組成が不均一となり、
耐摩耗性、耐熱性などの特性が変動する原因となる。 （２）通常、合金化するために添加する金属は基材のＡ
ｌ，Ａｌ合金に比べて融点が高いため、均一な合金層を
形成するのは難しい。高密度エネルギー減の電子ビーム
を使用すれば、融点の高い合金化金属も容易に溶融し均
一な合金層を得ることができる。 しかし、電子ビーム
による合金化処理は真空容器内で行うため、Ａｌ，Ａｌ
合金が過熱されるとブローホール、ピットが発生しやす
く、生産性も低い。レーザーは電子ビームと同様、高エ
ネルギー密度を有するが、Ａｌ，Ａｌ合金に対しては、
吸収率が低いため適していない。また、電子ビーム、レ
ーザーの装置とも高価なため、その適用部品はコスト高
となる。 （３）Ａｌ，Ａｌ合金の溶接では、溶融状態においてＨ
2，Ｈ2Ｏ，Ｎ2等を吸蔵し易く、ピットやブローホール
などの溶接欠陥を生成し易く、溶加材からもたらされる
ガス成分が、その発生の大きな要因である。Ａｌ合金粉
等の金属粉は一般的にガスアトマイズ法または水アトマ
イズ法で製造されており、ソリッドワイヤに比べて、表
１に示すようにガスが多く含まれている。従って、溶加
材にＡｌ合金粉末等の金属粉末を用いた場合、粉末中に
含まれているガスにより、ブローホール、ピットなどの
溶接欠陥が発生しやすいという問題がある。 本発明は上記のような合金化処理の問題点を解決するべ
くなされたもので、その目的とするところは、Ａｌ基材
料の表面に、溶加材中に含まれるガス量が少ないワイヤ
を用いることで、ピットやブローホールなどの溶接欠陥
が発生せず、基材との接合性の高い耐摩耗性、耐熱性合
金化層が安定して、安価に得られるガスシールドアー
ク、プラズマアーク肉盛溶接用溶加材を提供することに
ある。
術は本発明と同様、基材と処理層とは冶金的に結合して
いるため、接合力は高く有望な技術であるが次のような
問題がある。 （１）上記の合金化技術は本発明と同様、基材のＡｌ，
Ａｌ合金の表面を溶融させ、外部から金属を添加し合金
層を形成している。しかし、添加方法、条件や溶接入熱
条件が変動した場合、基材のＡｌ，Ａｌ合金の溶融量が
変化し、得られる合金層組成に変動をもたらす原因とな
る。特に、溶加材に粉末を用いた場合、その溶加材の安
定送給、組成の偏析など問題があり、均一組成の合金層
が得にくい。 例えば、ＮｂＣ，ＴｉＣ粉末等のセラミ
ックスとＡｌ合金粉との混合粉では、一般に炭化物等の
セラミックスなどは破砕粉であるため異形粉であり、安
定送給は困難で、比重の異なる混合粉では、組成的に均
一な送給は困難である。従って、添加金属の希釈量が変
動するため、 得られる合金層の組成が不均一となり、
耐摩耗性、耐熱性などの特性が変動する原因となる。 （２）通常、合金化するために添加する金属は基材のＡ
ｌ，Ａｌ合金に比べて融点が高いため、均一な合金層を
形成するのは難しい。高密度エネルギー減の電子ビーム
を使用すれば、融点の高い合金化金属も容易に溶融し均
一な合金層を得ることができる。 しかし、電子ビーム
による合金化処理は真空容器内で行うため、Ａｌ，Ａｌ
合金が過熱されるとブローホール、ピットが発生しやす
く、生産性も低い。レーザーは電子ビームと同様、高エ
ネルギー密度を有するが、Ａｌ，Ａｌ合金に対しては、
吸収率が低いため適していない。また、電子ビーム、レ
ーザーの装置とも高価なため、その適用部品はコスト高
となる。 （３）Ａｌ，Ａｌ合金の溶接では、溶融状態においてＨ
2，Ｈ2Ｏ，Ｎ2等を吸蔵し易く、ピットやブローホール
などの溶接欠陥を生成し易く、溶加材からもたらされる
ガス成分が、その発生の大きな要因である。Ａｌ合金粉
等の金属粉は一般的にガスアトマイズ法または水アトマ
イズ法で製造されており、ソリッドワイヤに比べて、表
１に示すようにガスが多く含まれている。従って、溶加
材にＡｌ合金粉末等の金属粉末を用いた場合、粉末中に
含まれているガスにより、ブローホール、ピットなどの
溶接欠陥が発生しやすいという問題がある。 本発明は上記のような合金化処理の問題点を解決するべ
くなされたもので、その目的とするところは、Ａｌ基材
料の表面に、溶加材中に含まれるガス量が少ないワイヤ
を用いることで、ピットやブローホールなどの溶接欠陥
が発生せず、基材との接合性の高い耐摩耗性、耐熱性合
金化層が安定して、安価に得られるガスシールドアー
ク、プラズマアーク肉盛溶接用溶加材を提供することに
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、本発明にかかわるＡｌ基材料表面への肉盛材料とし
ての構成は、Ａｌ基材料からなる線材表面にＣｕ金属で
めっきし、該めっき量が線材全重量に対して、１５〜５
０％であるところに要旨がある。尚、本発明の溶加材に
用いる肉盛溶接手段は、簡便な溶接法であるガスシール
ドアーク（ＴＩＧ、ＭＩＧ溶接）、プラズマアーク肉盛
溶接法（ＰＴＡ溶接）である。
の、本発明にかかわるＡｌ基材料表面への肉盛材料とし
ての構成は、Ａｌ基材料からなる線材表面にＣｕ金属で
めっきし、該めっき量が線材全重量に対して、１５〜５
０％であるところに要旨がある。尚、本発明の溶加材に
用いる肉盛溶接手段は、簡便な溶接法であるガスシール
ドアーク（ＴＩＧ、ＭＩＧ溶接）、プラズマアーク肉盛
溶接法（ＰＴＡ溶接）である。
【０００５】
【作用】本発明によれば、不活性ガスシールドされたＡ
ｌ基材料母材と非消耗電極との間に発生させたアーク中
に、Ａｌ基材料からなる線材表面にＣｕ金属でめっきし
た溶加材を送給するか、またはＡｌ基材料からなる線材
表面にＣｕ金属でめっきした消耗電極を送給することに
より、Ａｌ基材料表面にＣｕを含んだ合金化層を形成で
きる。具体的には、Ａｌ基材料の表面に耐摩耗・耐熱合
金化層を形成する肉盛材料について検討した。その結
果、所望の耐摩耗性、耐熱性が安定して得られ、更に、
経済性、製造性（伸線性）等の面からＡｌまたはＡｌ合
金ワイヤにＣｕめっきを施すことが望ましいことを見い
だした。また、この場合に得られる合金化肉盛層の硬さ
は、耐摩耗性の面から、ビッカース硬さＨｖ１５０以上
必要であり、Ｈｖ１５０未満では耐摩耗性の向上が期待
されない。ＣｕめっきＡｌ基材料の溶加材による肉盛層
の組織は高Ａｌ側でα相とθ相（ＣｕＡｌ2）とからな
り、θ相の存在により耐摩耗性、耐熱性を有するもので
ある。即ち、Ｃｕめっき量が１５％未満の場合では、肉
盛層は殆どα相のみとなってしまい、その硬さはＨｖ１
５０に達せず耐摩耗材に適しない。 一方、Ｃｕめっき
量が５５％を超えると脆弱なη2相が現れ、割れが発生
する。 従って、ＣｕめっきＡｌ基材料の溶加材はＣｕ
めっき量を１５〜５０％の範囲内とする必要がある。本
発明によるＣｕめっきのＡｌ基溶加材の製造方法は、Ａ
ｌ基ワイヤを必要に応じて適度の伸線、焼鈍及び酸洗を
行った後、該Ａｌ基ワイヤの表面に所定量のＣｕめっき
を施し、 その後仕上げ寸法に伸線成形を行い、その後
リールに巻取る。この場合のめっきの手段は、溶融めっ
きまたは電気めっきを採用する。Ａｌは両性金属で電気
化学的にも活性的であり、表面には再生容易な強い酸化
皮膜を生成するため、特殊な前処理を必要とする。本発
明では亜鉛合金置換法を前処理に採用した。図１は本発
明の一実施態様によるＣｕめっきのＡｌ基溶加材の製造
工程を示す図である。また、この溶加材の心線のＡｌ基
ワイヤは通常のＡｌ合金の合金元素、例えばＣｕ，Ｓ
ｉ，Ｍｇ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ等を、靱
性、伸線性に支障をきたさない範囲で含んで良い。例え
ば、Ｓｉは溶融金属の流動性を改善し、肉盛金属の割れ
防止に有効である。また、Ｍｇとともに熱処理による機
械的性質の向上に有効である。Ｎｉは耐熱性の向上に有
効である。Ｔｉ，Ｚｒは肉盛金属組織の微細化に有効で
ある。
ｌ基材料母材と非消耗電極との間に発生させたアーク中
に、Ａｌ基材料からなる線材表面にＣｕ金属でめっきし
た溶加材を送給するか、またはＡｌ基材料からなる線材
表面にＣｕ金属でめっきした消耗電極を送給することに
より、Ａｌ基材料表面にＣｕを含んだ合金化層を形成で
きる。具体的には、Ａｌ基材料の表面に耐摩耗・耐熱合
金化層を形成する肉盛材料について検討した。その結
果、所望の耐摩耗性、耐熱性が安定して得られ、更に、
経済性、製造性（伸線性）等の面からＡｌまたはＡｌ合
金ワイヤにＣｕめっきを施すことが望ましいことを見い
だした。また、この場合に得られる合金化肉盛層の硬さ
は、耐摩耗性の面から、ビッカース硬さＨｖ１５０以上
必要であり、Ｈｖ１５０未満では耐摩耗性の向上が期待
されない。ＣｕめっきＡｌ基材料の溶加材による肉盛層
の組織は高Ａｌ側でα相とθ相（ＣｕＡｌ2）とからな
り、θ相の存在により耐摩耗性、耐熱性を有するもので
ある。即ち、Ｃｕめっき量が１５％未満の場合では、肉
盛層は殆どα相のみとなってしまい、その硬さはＨｖ１
５０に達せず耐摩耗材に適しない。 一方、Ｃｕめっき
量が５５％を超えると脆弱なη2相が現れ、割れが発生
する。 従って、ＣｕめっきＡｌ基材料の溶加材はＣｕ
めっき量を１５〜５０％の範囲内とする必要がある。本
発明によるＣｕめっきのＡｌ基溶加材の製造方法は、Ａ
ｌ基ワイヤを必要に応じて適度の伸線、焼鈍及び酸洗を
行った後、該Ａｌ基ワイヤの表面に所定量のＣｕめっき
を施し、 その後仕上げ寸法に伸線成形を行い、その後
リールに巻取る。この場合のめっきの手段は、溶融めっ
きまたは電気めっきを採用する。Ａｌは両性金属で電気
化学的にも活性的であり、表面には再生容易な強い酸化
皮膜を生成するため、特殊な前処理を必要とする。本発
明では亜鉛合金置換法を前処理に採用した。図１は本発
明の一実施態様によるＣｕめっきのＡｌ基溶加材の製造
工程を示す図である。また、この溶加材の心線のＡｌ基
ワイヤは通常のＡｌ合金の合金元素、例えばＣｕ，Ｓ
ｉ，Ｍｇ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｖ等を、靱
性、伸線性に支障をきたさない範囲で含んで良い。例え
ば、Ｓｉは溶融金属の流動性を改善し、肉盛金属の割れ
防止に有効である。また、Ｍｇとともに熱処理による機
械的性質の向上に有効である。Ｎｉは耐熱性の向上に有
効である。Ｔｉ，Ｚｒは肉盛金属組織の微細化に有効で
ある。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図２を参照して説
明する。図２は本発明の効果を確認するために使用し
た、プラズマアーク肉盛溶接装置の１例を示す概略図で
ある。図２において、符号１はプラズマアーク溶接トー
チの先端部を示し、該プラズマアーク溶接トーチ１に
は、中心部に非消耗電極２を配備してあり、この電極２
の外側にはトーチ内筒３およびトーチ外筒４が配設して
ある。そして、電極２とト−チ内筒３との間にプラズマ
作動ガス通路５およびトーチ内筒３とトーチ外筒４との
間にシールドガス通路６が配設してある。プラズマ作動
ガスとしてアルゴンなどの不活性ガスがプラズマ作動ガ
ス通路５に供給される。シールドガス通路６はアルゴン
などの不活性ガスが供給されるようになっており、肉盛
金属を大気からシールドするようになっている。以上の
ように構成された、プラズマアーク溶接トーチ１の下方
に基材のＡｌ合金板７が設置されている。プラズマアー
ク８中にＣｕめっきＡｌ基溶加材９が供給され、Ａｌ合
金板７表面上に肉盛金属１０が形成される。なお、非消
耗電極２とトーチ内筒３との間には、パイロット電源１
１から所定のパイロット電流が供給されるようになって
いる。また、非消耗電極２とＡｌ合金板７との間には、
メイン交流電源１２から、所定の溶接電流が供給できる
ようになっている。更に、非消耗電極２とトーチ内筒３
との間にはプラズマアーク点火用の高周波発生器１３が
配設されている。次に、本発明に基づく効果を確認する
ために表１に示した基材、溶加材及び溶接方法の組み合
わせで肉盛溶接を行った。尚、実施例に用いたガスシー
ルドアーク溶接法のＴＩＧ，ＭＩＧ溶接法は、周知のよ
うにシールドガスに高温でも金属と反応しないアルゴン
ガスを用い、非消耗電極のタングステン棒あるいは消耗
金属ワイヤと被溶接物との間にアークを発生させ、その
熱で肉盛溶接を行う方法である。各溶接方法による溶接
条件を表２に示す。上記合金化処理により得られた、肉
盛金属の外観、断面の調査結果を表３に示す。尚、肉盛
金属の硬さは、図３に示すようにビード表面より１ｍｍ
下の位置での測定結果である。
明する。図２は本発明の効果を確認するために使用し
た、プラズマアーク肉盛溶接装置の１例を示す概略図で
ある。図２において、符号１はプラズマアーク溶接トー
チの先端部を示し、該プラズマアーク溶接トーチ１に
は、中心部に非消耗電極２を配備してあり、この電極２
の外側にはトーチ内筒３およびトーチ外筒４が配設して
ある。そして、電極２とト−チ内筒３との間にプラズマ
作動ガス通路５およびトーチ内筒３とトーチ外筒４との
間にシールドガス通路６が配設してある。プラズマ作動
ガスとしてアルゴンなどの不活性ガスがプラズマ作動ガ
ス通路５に供給される。シールドガス通路６はアルゴン
などの不活性ガスが供給されるようになっており、肉盛
金属を大気からシールドするようになっている。以上の
ように構成された、プラズマアーク溶接トーチ１の下方
に基材のＡｌ合金板７が設置されている。プラズマアー
ク８中にＣｕめっきＡｌ基溶加材９が供給され、Ａｌ合
金板７表面上に肉盛金属１０が形成される。なお、非消
耗電極２とトーチ内筒３との間には、パイロット電源１
１から所定のパイロット電流が供給されるようになって
いる。また、非消耗電極２とＡｌ合金板７との間には、
メイン交流電源１２から、所定の溶接電流が供給できる
ようになっている。更に、非消耗電極２とトーチ内筒３
との間にはプラズマアーク点火用の高周波発生器１３が
配設されている。次に、本発明に基づく効果を確認する
ために表１に示した基材、溶加材及び溶接方法の組み合
わせで肉盛溶接を行った。尚、実施例に用いたガスシー
ルドアーク溶接法のＴＩＧ，ＭＩＧ溶接法は、周知のよ
うにシールドガスに高温でも金属と反応しないアルゴン
ガスを用い、非消耗電極のタングステン棒あるいは消耗
金属ワイヤと被溶接物との間にアークを発生させ、その
熱で肉盛溶接を行う方法である。各溶接方法による溶接
条件を表２に示す。上記合金化処理により得られた、肉
盛金属の外観、断面の調査結果を表３に示す。尚、肉盛
金属の硬さは、図３に示すようにビード表面より１ｍｍ
下の位置での測定結果である。
【０００７】
【表１】
【０００８】
【表２】
【０００９】
【表３】
【００１０】表３におけるＮｏ．１〜３，１１，１２は
図１に示したプラズマアーク肉盛溶接装置を用いて、肉
盛溶接を行なったものである。 Ｎｏ．４〜６，１３，
１４は、ＴＩＧ溶接法で行なったものである。Ｎｏ．７
〜１０，１５，１６は、ＭＩＧ溶接法で合金化処理を行
なったものである。Ｎｏ．１７，１８は比較のため溶加
材にＡｌ−Ｃｕ合金粉末を用い、プラズマアーク肉盛溶
接を行なったものである。Ｎｏ．１〜１０は本発明の要
件を満たし、基材表面への合金化層は、所定の硬さを有
するとともに融合不良、割れはなく、 更に溶加材中の
ガス量も少ないため、ブローホール、ピット等の溶接欠
陥が認められず、良好な接合性やビード外観が得られ
た。Ｎｏ．１１，１３，１５はＣｕめっき量が本発明の
成分範囲の下限を下回っており、溶接欠陥は認められな
いが肉盛金属の硬さが不足している。Ｎｏ．１２，１
４，１６はＣｕ含有量の上限を超えた例で、肉盛金属は
不均一な組織で硬さのバラツキは大きく、割れも認めら
れた。Ｎｏ．１７，１８は、溶加材にＡｌ−Ｃｕ合金粉
末を用いたため、溶加材中に多量に含まれるガスに起因
するブローホールが多発していた。尚、肉盛金属中に適
性Ｃｕ量が含まれており、割れ等の欠陥は認められず、
良好なビード形状を示していた。
図１に示したプラズマアーク肉盛溶接装置を用いて、肉
盛溶接を行なったものである。 Ｎｏ．４〜６，１３，
１４は、ＴＩＧ溶接法で行なったものである。Ｎｏ．７
〜１０，１５，１６は、ＭＩＧ溶接法で合金化処理を行
なったものである。Ｎｏ．１７，１８は比較のため溶加
材にＡｌ−Ｃｕ合金粉末を用い、プラズマアーク肉盛溶
接を行なったものである。Ｎｏ．１〜１０は本発明の要
件を満たし、基材表面への合金化層は、所定の硬さを有
するとともに融合不良、割れはなく、 更に溶加材中の
ガス量も少ないため、ブローホール、ピット等の溶接欠
陥が認められず、良好な接合性やビード外観が得られ
た。Ｎｏ．１１，１３，１５はＣｕめっき量が本発明の
成分範囲の下限を下回っており、溶接欠陥は認められな
いが肉盛金属の硬さが不足している。Ｎｏ．１２，１
４，１６はＣｕ含有量の上限を超えた例で、肉盛金属は
不均一な組織で硬さのバラツキは大きく、割れも認めら
れた。Ｎｏ．１７，１８は、溶加材にＡｌ−Ｃｕ合金粉
末を用いたため、溶加材中に多量に含まれるガスに起因
するブローホールが多発していた。尚、肉盛金属中に適
性Ｃｕ量が含まれており、割れ等の欠陥は認められず、
良好なビード形状を示していた。
【００１１】
【発明の効果】以上のことにより、本発明のＡｌ基材料
表面への肉盛溶接用溶加材によれば、融合不良、剥離、
ピットやブローホールなどの溶接欠陥を発生せず、基材
との接合性の高い耐摩耗性、 耐熱性合金化層を安定し
て、安価に形成することができる。
表面への肉盛溶接用溶加材によれば、融合不良、剥離、
ピットやブローホールなどの溶接欠陥を発生せず、基材
との接合性の高い耐摩耗性、 耐熱性合金化層を安定し
て、安価に形成することができる。
【図１】本発明の一実施態様によるＡｌ基材料表面への
肉盛溶接用溶加材の製造工程例を示す説明図、
肉盛溶接用溶加材の製造工程例を示す説明図、
【図２】本発明の一実施例に用いたプラズマアーク肉盛
溶接装置を説明する図、
溶接装置を説明する図、
【図３】本発明または比較例の肉盛金属の硬さ測定方法
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１ プラズマアーク溶接トーチ ２ 非消耗電極 ３ トーチ内筒 ４ トーチ外筒 ５ プラズマ作動ガス通路 ６ シールドガス通路 ７ Ａｌ合金板 ８ プラズマアーク ９ ＣｕめっきＡｌ基溶加材 １０ 肉盛金属 １１ パイロット電源 １２ メイン交流電源 １３ 高周波発生器 Ａ 硬さ測定位置
Claims (2)
- 【請求項１】 Ａｌ基材料からなる線材表面にＣｕ金属
でめっきしたことを特徴とするＡｌ基材料表面への肉盛
溶接用溶加材。 - 【請求項２】 Ａｌ基材料からなる線材表面にＣｕ金属
でめっきし、該めっき量が線材全重量に対して、１５〜
５０％（重量％；以下同じ）であることを特徴とする請
求項１記載のＡｌ基材料表面への肉盛溶接用溶加材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8918391A JPH05337678A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Ａｌ基材料表面への肉盛溶接用溶加材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8918391A JPH05337678A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Ａｌ基材料表面への肉盛溶接用溶加材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05337678A true JPH05337678A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=13963633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8918391A Withdrawn JPH05337678A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Ａｌ基材料表面への肉盛溶接用溶加材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05337678A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100361777C (zh) * | 2004-12-08 | 2008-01-16 | 中国科学院金属研究所 | 一种高强低热裂铝铜系合金焊丝及其制备方法和应用 |
| CN111015013A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-17 | 北京工业大学 | 一种用于2a12高强铝合金非熔化极惰性气体保护焊焊接的药芯焊丝 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP8918391A patent/JPH05337678A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100361777C (zh) * | 2004-12-08 | 2008-01-16 | 中国科学院金属研究所 | 一种高强低热裂铝铜系合金焊丝及其制备方法和应用 |
| CN111015013A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-17 | 北京工业大学 | 一种用于2a12高强铝合金非熔化极惰性气体保护焊焊接的药芯焊丝 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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