JPH0683910B2 - ア−ク溶接電極 - Google Patents
ア−ク溶接電極Info
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- JPH0683910B2 JPH0683910B2 JP61266502A JP26650286A JPH0683910B2 JP H0683910 B2 JPH0683910 B2 JP H0683910B2 JP 61266502 A JP61266502 A JP 61266502A JP 26650286 A JP26650286 A JP 26650286A JP H0683910 B2 JPH0683910 B2 JP H0683910B2
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- Japan
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- metal
- weld
- electrodes
- diameter
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
- B23K35/0283—Rods, electrodes, wires multi-cored; multiple
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
- B23K35/3602—Carbonates, basic oxides or hydroxides
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 溶接の技術において、実質的な量の固体溶接金属の経済
的溶着に対する大きな要求がある。代表的な例に、加工
片上の摩耗した部域の補修、個々の部品の技術的な変
更、機械加工される鍛造ダイ上の凹みをフラツデイング
することを含む完全凹所を設けること、および機械掛誤
差の修正がある。しかりした溶着を与える比較的大きな
電極は、一般に種々の用途に利用され、この技術が実施
しうる部品の例には鍛造ダイ、プレスダイ、トリムダ
イ、ハンマー基台、ラム、口金（sow block）、カラム
およびタイプレートおよび補修を必要とする比較的重工
業の装置がある。
的溶着に対する大きな要求がある。代表的な例に、加工
片上の摩耗した部域の補修、個々の部品の技術的な変
更、機械加工される鍛造ダイ上の凹みをフラツデイング
することを含む完全凹所を設けること、および機械掛誤
差の修正がある。しかりした溶着を与える比較的大きな
電極は、一般に種々の用途に利用され、この技術が実施
しうる部品の例には鍛造ダイ、プレスダイ、トリムダ
イ、ハンマー基台、ラム、口金（sow block）、カラム
およびタイプレートおよび補修を必要とする比較的重工
業の装置がある。
高溶着ダイ溶接の広い分野において、被覆された適当な
フラツクスおよび19.1mm（3/4in.）台の直径を有するニ
ツケル‐クロム‐モリブデン合金系の電極を使用するこ
とが知られている。工業的実施に当つてこの特性の電極
は、約2100Aを利用して約60lbs/hrの速度で密な無孔性
の均質な溶着を作る。この大きさの溶着速度は遮へい金
属アーク溶接の技術における実質的な進歩を表わしてい
ることは容易にわかる。しかしながら現在では原価につ
いての考慮が、１時間についてのより少ないアーク回数
値で、高品質の溶接金属のより大なる重量の溶着に対す
る要求がある。
フラツクスおよび19.1mm（3/4in.）台の直径を有するニ
ツケル‐クロム‐モリブデン合金系の電極を使用するこ
とが知られている。工業的実施に当つてこの特性の電極
は、約2100Aを利用して約60lbs/hrの速度で密な無孔性
の均質な溶着を作る。この大きさの溶着速度は遮へい金
属アーク溶接の技術における実質的な進歩を表わしてい
ることは容易にわかる。しかしながら現在では原価につ
いての考慮が、１時間についてのより少ないアーク回数
値で、高品質の溶接金属のより大なる重量の溶着に対す
る要求がある。
この要求が、中央棒およびその周囲に組入れた個々の棒
から形成した集団的関係を設け、束の中の各棒が、新規
なフラツクス組成物で表面被覆された本発明の集団的電
極からなり、これによつて最少の電流および電圧値を利
用して最大重量の液体溶接金属の溶着を達成して、実質
的に完全に満されることを見出した。この方法で作られ
る固化した溶接金属は増強された物理的性質を示すこと
が見出された。
から形成した集団的関係を設け、束の中の各棒が、新規
なフラツクス組成物で表面被覆された本発明の集団的電
極からなり、これによつて最少の電流および電圧値を利
用して最大重量の液体溶接金属の溶着を達成して、実質
的に完全に満されることを見出した。この方法で作られ
る固化した溶接金属は増強された物理的性質を示すこと
が見出された。
本発明のフラツクス組成物はその中に一定量の炭酸カル
シウム（CaCO3）および弗化カルシウム（CaF2）を含有
することを特長とする。特別の量で本発明のフラツクス
被覆組成物中に存在する追加金属または鉱物質はマンガ
ン、ケイ素、鉄、クロムおよびシリケートである。更に
特別の用途には一定の範囲でモリブデン、タングステ
ン、ニツケル、バナジウムおよびチタンを配合物中に混
入することの望ましいことがある。
シウム（CaCO3）および弗化カルシウム（CaF2）を含有
することを特長とする。特別の量で本発明のフラツクス
被覆組成物中に存在する追加金属または鉱物質はマンガ
ン、ケイ素、鉄、クロムおよびシリケートである。更に
特別の用途には一定の範囲でモリブデン、タングステ
ン、ニツケル、バナジウムおよびチタンを配合物中に混
入することの望ましいことがある。
本発明の新規な集団的電極の構造的詳細およびその代表
的な形成方法は、以下の説明を進めて行くに従つて論ず
る。溶接棒の組成、直径および長さ、および例示する被
覆の厚さも以下に特別に示すであろう。
的な形成方法は、以下の説明を進めて行くに従つて論ず
る。溶接棒の組成、直径および長さ、および例示する被
覆の厚さも以下に特別に示すであろう。
第１図は本発明によつて構成した集団的溶接電極の側面
図であり、第２図は本発明電極の端図であり、第３図は
本発明の集団的電極集成体を形成する工程を示すブロツ
ク工程図である。
図であり、第２図は本発明電極の端図であり、第３図は
本発明の集団的電極集成体を形成する工程を示すブロツ
ク工程図である。
中央の大きな直径の電極の周囲でとりまいた複数の集団
の小さい直径の電極からなる溶接電極の集成体は従来よ
り知られており、代表的な構成は米国特許第2520112号
に示されている。この特許に示されており、主として中
空または管状中央部材を利用することを目的としている
構造物は、その時点での技術の大きな進歩を表わしてい
るが、溶接技術が進むに従つてそれ以後の年代で、実質
的な生産上の節約を行なうことが益々強調されて来た。
上に高エネルギーフラツクス被覆を設け、ニツケル−ク
ロム−モリブデン合金から構成した19.1mm（3/4in.）台
の比較的大きな直径の棒電極の開発と利用によつてこの
方向での明確な進歩がなされたことを上に示した。約21
00Aを利用して１時間について少なくとも60lbsの速度で
この種の電極を用いて工業的実施で実に重大な密で無孔
性の均質な溶着が作られる。しかしながら本発明によれ
ばこれらの成績よりすぐれた成績をうることができるこ
とを見出した。
の小さい直径の電極からなる溶接電極の集成体は従来よ
り知られており、代表的な構成は米国特許第2520112号
に示されている。この特許に示されており、主として中
空または管状中央部材を利用することを目的としている
構造物は、その時点での技術の大きな進歩を表わしてい
るが、溶接技術が進むに従つてそれ以後の年代で、実質
的な生産上の節約を行なうことが益々強調されて来た。
上に高エネルギーフラツクス被覆を設け、ニツケル−ク
ロム−モリブデン合金から構成した19.1mm（3/4in.）台
の比較的大きな直径の棒電極の開発と利用によつてこの
方向での明確な進歩がなされたことを上に示した。約21
00Aを利用して１時間について少なくとも60lbsの速度で
この種の電極を用いて工業的実施で実に重大な密で無孔
性の均質な溶着が作られる。しかしながら本発明によれ
ばこれらの成績よりすぐれた成績をうることができるこ
とを見出した。
すなわち、本発明は、低炭素鋼の棒状中心電極、この中
心電極の周囲にその長手方向に延びるように配列された
複数の該中心電極よりは小直径の低炭素鋼の棒状電極、
および該中心電極のまわりに前記の複数の小直径電極が
配列された状態を保つ為に両者を固定する手段を設け、
前記の中心電極および小直径電極の各々の表面にフラッ
クス被覆を接着し、このフラックス被覆が下記組成、成 分 組成（重量％） マンガン ２〜12 ケイ素 ２〜10 鉄 ５〜35 CaCO3 20〜60 CaF2 ８〜35 クロム ３〜12 シリケート ５〜15 を有しているアーク溶接電極である。
心電極の周囲にその長手方向に延びるように配列された
複数の該中心電極よりは小直径の低炭素鋼の棒状電極、
および該中心電極のまわりに前記の複数の小直径電極が
配列された状態を保つ為に両者を固定する手段を設け、
前記の中心電極および小直径電極の各々の表面にフラッ
クス被覆を接着し、このフラックス被覆が下記組成、成 分 組成（重量％） マンガン ２〜12 ケイ素 ２〜10 鉄 ５〜35 CaCO3 20〜60 CaF2 ８〜35 クロム ３〜12 シリケート ５〜15 を有しているアーク溶接電極である。
本発明の好ましい構造の例を第１図および第２図に示
す。遮へい金属アーク溶接法に使用するための集団的電
極集成体は総括的にＡで示す、これは比較的大きな直径
の中央棒電極10と、その周囲で複数の小さい直径の棒電
極12を周囲に取り巻く関係で集めたものからなる。第１
図に示す如く、中央電極10は小さい電極12よりも相対的
に大きい長さのものであり、この方法で溶接作業中電極
ホルダーによつて把掴される端部10aを設けてある。中
央電極10の端部10aは裸であり、換言すればその上にフ
ラツクス被覆を有しない、小さい電極12の反対端でも同
じである。一般に円形のドーム型溶接部14は溶接作業中
中央電極端部10aから小さい電極12を通る電流通路を提
供する。
す。遮へい金属アーク溶接法に使用するための集団的電
極集成体は総括的にＡで示す、これは比較的大きな直径
の中央棒電極10と、その周囲で複数の小さい直径の棒電
極12を周囲に取り巻く関係で集めたものからなる。第１
図に示す如く、中央電極10は小さい電極12よりも相対的
に大きい長さのものであり、この方法で溶接作業中電極
ホルダーによつて把掴される端部10aを設けてある。中
央電極10の端部10aは裸であり、換言すればその上にフ
ラツクス被覆を有しない、小さい電極12の反対端でも同
じである。一般に円形のドーム型溶接部14は溶接作業中
中央電極端部10aから小さい電極12を通る電流通路を提
供する。
端部10aから外側電極12へ電流通路に加えて、溶接部14
は、中央電極10へ小さい電極12を確実にとりつける機能
を果し、これによつて一体化された集団的電極集成体Ａ
を与える。集成体Ａのための追加の固定手段を設けるの
が好ましい、これは溶接作業中消費される材料の周囲を
とりまくストラツプまたはバンド手段16の形をとること
ができる。別のあるいは追加の固定手段を、集団的電極
集成体Ａの平らなまたは底端で、即ち端部10aの反対端
でキヤツプの如き装置（図示せず）で設けてもよい。
は、中央電極10へ小さい電極12を確実にとりつける機能
を果し、これによつて一体化された集団的電極集成体Ａ
を与える。集成体Ａのための追加の固定手段を設けるの
が好ましい、これは溶接作業中消費される材料の周囲を
とりまくストラツプまたはバンド手段16の形をとること
ができる。別のあるいは追加の固定手段を、集団的電極
集成体Ａの平らなまたは底端で、即ち端部10aの反対端
でキヤツプの如き装置（図示せず）で設けてもよい。
集成体Ａの個々の目的とする用途によつて、電極10およ
び12の長さ、直径および組成のみならず使用する小さい
即ち細い電極の数に変動があることは勿論である。電極
10および12は軟鋼または低炭素鋼、一般には芯電極10の
種類によつて約0.04〜0.12炭素の鋼で構成する、この種
の鋼はC-1004〜C-1012として商取引で称されている、し
かし場合によつては他の品質のものも好適である。比較
的大きな直径の中央棒電極10は例示すると、長さ約48i
n.、直径約0.8137in.を有しうる。一方比較的小さな直
径の棒電極12は一般に長さ約47in.以下、直径約0.250i
n.以下である。判るように、棒の組成およびその寸法に
おける実質的な変動は個々の溶接の要求に従つて影響を
受ける。
び12の長さ、直径および組成のみならず使用する小さい
即ち細い電極の数に変動があることは勿論である。電極
10および12は軟鋼または低炭素鋼、一般には芯電極10の
種類によつて約0.04〜0.12炭素の鋼で構成する、この種
の鋼はC-1004〜C-1012として商取引で称されている、し
かし場合によつては他の品質のものも好適である。比較
的大きな直径の中央棒電極10は例示すると、長さ約48i
n.、直径約0.8137in.を有しうる。一方比較的小さな直
径の棒電極12は一般に長さ約47in.以下、直径約0.250i
n.以下である。判るように、棒の組成およびその寸法に
おける実質的な変動は個々の溶接の要求に従つて影響を
受ける。
中央棒10はその上にフラツクス被覆18を有し、外側の周
囲を取りまく棒12はフラツクス被覆20を有する。被覆18
および20は通常の押し出し法によつて裸の軟鋼または低
炭素鋼の棒に付与するのが好ましい、従つて棒10および
12の反対端には電流流路のためフラツクス組成物が存在
しない。そして更に中央電極10について、その端部10a
には同じ理由からフラツクス被覆18を有しないことは勿
論である。
囲を取りまく棒12はフラツクス被覆20を有する。被覆18
および20は通常の押し出し法によつて裸の軟鋼または低
炭素鋼の棒に付与するのが好ましい、従つて棒10および
12の反対端には電流流路のためフラツクス組成物が存在
しない。そして更に中央電極10について、その端部10a
には同じ理由からフラツクス被覆18を有しないことは勿
論である。
電極フラツクス被覆は少なくとも三つの重要な機能を有
することが溶接技術分野で知られている。第一にそれら
は発生したガスの電離によるアークカラムを横切つた導
電率を促進する。第二にそれらは溶接パドルから大気を
排除する遮へいガス（基本的にCO2）を生成する。第三
にかかる被覆は、粒子精製のため、そしてある場合には
溶接物への合金添加のため、溶融溶接パドルにスラグ形
成材料を加える。電極フラツクス被覆のこれらのそれぞ
れの機能または作用は、特に本発明の新規な集団的電極
に付与したとき、本発明のフラツクス組成物によつて大
きく増強される。
することが溶接技術分野で知られている。第一にそれら
は発生したガスの電離によるアークカラムを横切つた導
電率を促進する。第二にそれらは溶接パドルから大気を
排除する遮へいガス（基本的にCO2）を生成する。第三
にかかる被覆は、粒子精製のため、そしてある場合には
溶接物への合金添加のため、溶融溶接パドルにスラグ形
成材料を加える。電極フラツクス被覆のこれらのそれぞ
れの機能または作用は、特に本発明の新規な集団的電極
に付与したとき、本発明のフラツクス組成物によつて大
きく増強される。
本発明におけるフラツクスの組成割合は前記表示のとお
りであるが、任意成分であるチタンは15重量％まで、タ
ングステンは10重量％まで、バナジウムは３重量％ま
で、モリブデンは10重量％まで、またニッケルは15重量
％まで含有させることができる。
りであるが、任意成分であるチタンは15重量％まで、タ
ングステンは10重量％まで、バナジウムは３重量％ま
で、モリブデンは10重量％まで、またニッケルは15重量
％まで含有させることができる。
なおフラックスの必須構成成分の割合（重量％）におい
て、マンガンの量が２％より少ないと溶着物（溶接金属
ともいう）の硬度が不充分となり、また12％を超えると
溶着物は逆に硬くなりすぎ、所望の延性がえられない。
ケイ素量が10％を超えると溶着物が脆弱となり、逆に２
％より少ないと溶接中に生じる溶着物のスラグ被覆の生
成が不充分となり溶着物が空気と接触して好ましくない
酸化が生じてしまう。鉄はアークに対してイオン化され
た保護ガスが供給されるのを助けアークを安定化させか
つ溶融速度を増加させる為に加えられる。鉄の量が５％
より少ないと溶接アークの安定化効果が得られず、35％
を超えるとそれに応じて所望のアーク安定化効果や溶融
速度増加効果が増強されることにならない。炭酸カルシ
ウムの量が20％より少ないと硫黄または酸化物を燃焼除
去せしめて溶着物に気泡が生じるのを防止し溶着物の脆
弱化を防止するという効果がえられない。逆にその量を
60％より多くしてもそれに応じて上記効果が増大するよ
うなことはない。弗化カルシウムの量が８％より少ない
と溶接アークの安定化がえられない。しかしその量を35
％より多くしてもそれに応じて溶接アークの安定化効果
が増大することにはならない。クロムの量が３％より少
ないと溶着物の強靭性、耐摩耗性が低くなり、12％を超
えると溶着物の空気による硬化が生じ溶着物の冷却時に
クラックが発生する可能性が大となる。シリケートの量
が５％より低いとフラックス被覆の電極への接着が悪く
なる。しかしシリケート量を15％より増加してもそれに
応じてフラックス被覆の電極への接着が更によくなると
いうことはない。
て、マンガンの量が２％より少ないと溶着物（溶接金属
ともいう）の硬度が不充分となり、また12％を超えると
溶着物は逆に硬くなりすぎ、所望の延性がえられない。
ケイ素量が10％を超えると溶着物が脆弱となり、逆に２
％より少ないと溶接中に生じる溶着物のスラグ被覆の生
成が不充分となり溶着物が空気と接触して好ましくない
酸化が生じてしまう。鉄はアークに対してイオン化され
た保護ガスが供給されるのを助けアークを安定化させか
つ溶融速度を増加させる為に加えられる。鉄の量が５％
より少ないと溶接アークの安定化効果が得られず、35％
を超えるとそれに応じて所望のアーク安定化効果や溶融
速度増加効果が増強されることにならない。炭酸カルシ
ウムの量が20％より少ないと硫黄または酸化物を燃焼除
去せしめて溶着物に気泡が生じるのを防止し溶着物の脆
弱化を防止するという効果がえられない。逆にその量を
60％より多くしてもそれに応じて上記効果が増大するよ
うなことはない。弗化カルシウムの量が８％より少ない
と溶接アークの安定化がえられない。しかしその量を35
％より多くしてもそれに応じて溶接アークの安定化効果
が増大することにはならない。クロムの量が３％より少
ないと溶着物の強靭性、耐摩耗性が低くなり、12％を超
えると溶着物の空気による硬化が生じ溶着物の冷却時に
クラックが発生する可能性が大となる。シリケートの量
が５％より低いとフラックス被覆の電極への接着が悪く
なる。しかしシリケート量を15％より増加してもそれに
応じてフラックス被覆の電極への接着が更によくなると
いうことはない。
なお、モリブデンは溶着物に硬さを与える効果がある
が、その量を10％より多くすると溶着物が硬くなりすぎ
るので好ましくない。タングステンは溶着物に耐摩耗性
と靭性を与える効果を有するが、その量が10％を超える
とそれに応じて耐摩耗性が向上することはない。ニッケ
ルは溶着物の引張強さを増大させる効果を有するが、そ
の量が15％を超えるとそれに応じて引張強さが増大する
ことはない。チタンはアークのまわりの遮閉ガスから酸
素及び窒素を除去し、溶着物の酸化を防止する効果を有
するが、その量を15％を超えて増加してもそれに応じて
該効果が増大することはない。バナジウムは溶着物の弾
性を改善する効果を有するが、その量を３％を超えて増
加してもそれに応じて該効果が増大することはない。
が、その量を10％より多くすると溶着物が硬くなりすぎ
るので好ましくない。タングステンは溶着物に耐摩耗性
と靭性を与える効果を有するが、その量が10％を超える
とそれに応じて耐摩耗性が向上することはない。ニッケ
ルは溶着物の引張強さを増大させる効果を有するが、そ
の量が15％を超えるとそれに応じて引張強さが増大する
ことはない。チタンはアークのまわりの遮閉ガスから酸
素及び窒素を除去し、溶着物の酸化を防止する効果を有
するが、その量を15％を超えて増加してもそれに応じて
該効果が増大することはない。バナジウムは溶着物の弾
性を改善する効果を有するが、その量を３％を超えて増
加してもそれに応じて該効果が増大することはない。
実験では、上述した配合で、炭酸カルシウムは、遮へい
として作用し、かつ酸化物の形で硫黄を燃焼し去る二酸
化炭素ガスの高率を放出することを証明した。知られて
いるように、溶接中硫黄の存在は固化した溶接金属に多
孔性を生ぜしめ、脆化する傾向を有する。弗化カルシウ
ムは組成物中で清浄剤としておよびアーク安定剤として
機能する。炭酸カルシウムおよび弗化カルシウムはスラ
グ形成剤として重要な作用をするばかりでなく、アーク
安定剤および清浄剤として作用し、組合せて金属の適切
な燃焼または溶融速度および良好な清浄化を与える。こ
れら２種の化合物が存在しないと、上述した系におい
て、高品質の溶接金属を作ることが本質的に不可能であ
ることが認められる。なめらかな金属流れの不存在また
は金属こぼれの存在も期待される。
として作用し、かつ酸化物の形で硫黄を燃焼し去る二酸
化炭素ガスの高率を放出することを証明した。知られて
いるように、溶接中硫黄の存在は固化した溶接金属に多
孔性を生ぜしめ、脆化する傾向を有する。弗化カルシウ
ムは組成物中で清浄剤としておよびアーク安定剤として
機能する。炭酸カルシウムおよび弗化カルシウムはスラ
グ形成剤として重要な作用をするばかりでなく、アーク
安定剤および清浄剤として作用し、組合せて金属の適切
な燃焼または溶融速度および良好な清浄化を与える。こ
れら２種の化合物が存在しないと、上述した系におい
て、高品質の溶接金属を作ることが本質的に不可能であ
ることが認められる。なめらかな金属流れの不存在また
は金属こぼれの存在も期待される。
上に示した組成物において、掲示した金属または鉱物質
のための広い種々の原料を利用できる。例示すると、マ
ンガンは粉末金属の形であつてもよく、マンガンに鉄お
よび炭素を加えてなる合金であるフエロマンガンとして
でもよい。ケイ素はフエロシリコンまたはフエロクロム
シリコンの如き合金であつてよく、鉄は図面に10で示し
た芯棒から供給してもよく、あるいは別に粉末の形で、
またはフエロクロム、フエロシリコンまたはフエロマン
ガンとして合金の形で供給してもよい。炭酸カルシウム
は勿論方解石として天然の形で産する、そして白色粉末
として得られる、同じく弗化カルシウムについても天然
に蛍石として産し、一般に白色粉末として使用する。本
発明の配合物におけるクロムは金属粉末によつて供給し
てもよく、あるいは高または低炭素含有率で入手でき、
主として鉄およびクロムの合金であるフエロクロムとし
て供給してもよい。また本発明のフラツクス被覆を構成
する成分中シリケートは粉末状天然雲母、ケイ酸ナトリ
ウムおよびケイ酸カリウムから成る群から選択されたも
のが用いられる。
のための広い種々の原料を利用できる。例示すると、マ
ンガンは粉末金属の形であつてもよく、マンガンに鉄お
よび炭素を加えてなる合金であるフエロマンガンとして
でもよい。ケイ素はフエロシリコンまたはフエロクロム
シリコンの如き合金であつてよく、鉄は図面に10で示し
た芯棒から供給してもよく、あるいは別に粉末の形で、
またはフエロクロム、フエロシリコンまたはフエロマン
ガンとして合金の形で供給してもよい。炭酸カルシウム
は勿論方解石として天然の形で産する、そして白色粉末
として得られる、同じく弗化カルシウムについても天然
に蛍石として産し、一般に白色粉末として使用する。本
発明の配合物におけるクロムは金属粉末によつて供給し
てもよく、あるいは高または低炭素含有率で入手でき、
主として鉄およびクロムの合金であるフエロクロムとし
て供給してもよい。また本発明のフラツクス被覆を構成
する成分中シリケートは粉末状天然雲母、ケイ酸ナトリ
ウムおよびケイ酸カリウムから成る群から選択されたも
のが用いられる。
前述した如く、本発明のフラツクス組成物はその中にモ
リブデン、タングステン、ニツケル、バナジウムまたは
チタンが存在してもよく、存在しなくてもよい。使用す
るとき、モリブデンは金属粉末の形であつてもよく、あ
るいはフエロモリブデン合金としてでもよい。その比較
的高い融点のため、金属の形でのタングステンは本発明
において使用するものに好ましくなく、その代りにフエ
ロタングステン合金が好ましい。ニツケルは粉末の如き
金属の形で使用する、チタンは使用するときには、粉末
金属の形またはフエロチタン合金として使用することが
できる。バナジウムは粉末金属の形で入手でき、本発明
配合物で使用するときはこの状態で使用する。
リブデン、タングステン、ニツケル、バナジウムまたは
チタンが存在してもよく、存在しなくてもよい。使用す
るとき、モリブデンは金属粉末の形であつてもよく、あ
るいはフエロモリブデン合金としてでもよい。その比較
的高い融点のため、金属の形でのタングステンは本発明
において使用するものに好ましくなく、その代りにフエ
ロタングステン合金が好ましい。ニツケルは粉末の如き
金属の形で使用する、チタンは使用するときには、粉末
金属の形またはフエロチタン合金として使用することが
できる。バナジウムは粉末金属の形で入手でき、本発明
配合物で使用するときはこの状態で使用する。
本発明の集団的電極集成体Ａの製造に使用しうる工程を
第３図の工程図で示す。好ましい製造法は、小さい直径
の棒で実施する場合とは無関係の操作で、比較的大きな
直径の棒を押出し被覆して焼付けることである、これは
その他にも種々の要因はあるが、更に後述する如く、小
さい直径の周囲にとりまく棒に対するのとは中央棒に対
して異なる量のスラグ形成剤を利用するからである。し
かしながら両方の直径の棒で、予め定めた長さおよび直
径の裸の軟鋼棒を、約5ft./分の速度で通常の押出しコ
ーター中を送行させ、所望量のフラツクス被覆をそれに
付与する。例示すると、好ましくは約0.8137in.の直径
を有する棒は約0.0463in.の被覆を有せしめ、一方約0.2
50in.の直径を有する棒には約0.150in.の被覆を設け
る。
第３図の工程図で示す。好ましい製造法は、小さい直径
の棒で実施する場合とは無関係の操作で、比較的大きな
直径の棒を押出し被覆して焼付けることである、これは
その他にも種々の要因はあるが、更に後述する如く、小
さい直径の周囲にとりまく棒に対するのとは中央棒に対
して異なる量のスラグ形成剤を利用するからである。し
かしながら両方の直径の棒で、予め定めた長さおよび直
径の裸の軟鋼棒を、約5ft./分の速度で通常の押出しコ
ーター中を送行させ、所望量のフラツクス被覆をそれに
付与する。例示すると、好ましくは約0.8137in.の直径
を有する棒は約0.0463in.の被覆を有せしめ、一方約0.2
50in.の直径を有する棒には約0.150in.の被覆を設け
る。
次の工程は被覆を硬化焼付ける工程であり、通常のオー
ヴンを利用できる。一般的には、750°Ｆを越えない温
度で３〜６時間の焼付け時間が好ましい。被覆し焼付け
た棒は、冷却させた後、中央棒10に周囲をとりまく関係
で小さい直径の棒12で組立て集成する。任意の手段でこ
の位置で仮に押さえ支持しながら、棒集成体を第１図に
14で示す如く溶接し、それに周囲ストラツプまたはバン
ド16を取り付ける。勿論他の保持手段も利用できる、例
えば前述した如く、端部10aの反対の束端部でキヤツプ
手段等（図示せず）を使用してもよい。図面に示した例
においては、12本の小さい電極12が中央電極10の周囲に
まとめられている。この数は個々の用途によつて変えう
ることは勿論である。
ヴンを利用できる。一般的には、750°Ｆを越えない温
度で３〜６時間の焼付け時間が好ましい。被覆し焼付け
た棒は、冷却させた後、中央棒10に周囲をとりまく関係
で小さい直径の棒12で組立て集成する。任意の手段でこ
の位置で仮に押さえ支持しながら、棒集成体を第１図に
14で示す如く溶接し、それに周囲ストラツプまたはバン
ド16を取り付ける。勿論他の保持手段も利用できる、例
えば前述した如く、端部10aの反対の束端部でキヤツプ
手段等（図示せず）を使用してもよい。図面に示した例
においては、12本の小さい電極12が中央電極10の周囲に
まとめられている。この数は個々の用途によつて変えう
ることは勿論である。
本発明の新規な点は以下の実施例を参照すると更に完全
に判るであろう。第１図および第２図に示した構造を有
する集団的溶接電極集成体は第３図に示す一般法で作つ
た。集団的電極Ａ上に設けたフラツクス被覆は実質的に
下記組成を有していた。
に判るであろう。第１図および第２図に示した構造を有
する集団的溶接電極集成体は第３図に示す一般法で作つ
た。集団的電極Ａ上に設けたフラツクス被覆は実質的に
下記組成を有していた。
実施例成 分 重量％ マンガン ６ ケイ素 ８ 鉄 10 CaCO3 50 CaF2 20 クロム 12 シリケート ４ モリブデン ６ ニツケル ８ 中央棒10および周囲棒12は軟鋼から作られ、前述した長
さ、直径および被覆厚さを有していた。溶接作業中、電
圧は約26〜30Vに制御し、電流は約1800〜2400Aに制御し
た。１時間で90lbs以上の固体溶接金属が溶着されたこ
と、および固化したときの溶接金属は密で無孔性で均質
であることが判つた。ニツケル−クロム−モリブデン合
金生成物はロツクウエル硬度C20〜45を有しており、約8
0000〜200000psiの引張強さ、25％以下の伸び率とすぐ
れた機械加工性を有していた。
さ、直径および被覆厚さを有していた。溶接作業中、電
圧は約26〜30Vに制御し、電流は約1800〜2400Aに制御し
た。１時間で90lbs以上の固体溶接金属が溶着されたこ
と、および固化したときの溶接金属は密で無孔性で均質
であることが判つた。ニツケル−クロム−モリブデン合
金生成物はロツクウエル硬度C20〜45を有しており、約8
0000〜200000psiの引張強さ、25％以下の伸び率とすぐ
れた機械加工性を有していた。
遮へいアーク電極にフラツクス被覆は少なくとも三つの
重大な機能を有することを前述した。参照された機能は
原則的に化学的保護でなされた。機械的保護の分野にお
いて、被覆は、アークが限定された部域に電極の端で集
中されるように電極の側面を絶縁する。これは重要であ
り、深いＶ型またはＵ型溝中での溶接を容易にする。更
に被覆は電極の先端でカツプ、コーンまたはシースを作
るのに有効であり、これは坩堝と似た作用をし、機械的
遮へいを与え、アークの集中および指向をし、熱損失を
減じ、電極の端での温度上昇を与える。
重大な機能を有することを前述した。参照された機能は
原則的に化学的保護でなされた。機械的保護の分野にお
いて、被覆は、アークが限定された部域に電極の端で集
中されるように電極の側面を絶縁する。これは重要であ
り、深いＶ型またはＵ型溝中での溶接を容易にする。更
に被覆は電極の先端でカツプ、コーンまたはシースを作
るのに有効であり、これは坩堝と似た作用をし、機械的
遮へいを与え、アークの集中および指向をし、熱損失を
減じ、電極の端での温度上昇を与える。
本発明者は特定の理論によつて拘束されるのを好まぬの
であるが、本発明の集団的溶接電極集成体において、中
央電極または芯10と組合せた形の小さい直径または外側
電極12は、中央芯への熱を移動する個々のアークを提供
し、これによつて溶融金属流れを容易にし、カツプ中で
の過剰の金属をなくし、これが大量の球状移行を作る傾
向を有するものと考えられる。本発明によつて、溶融金
属の表面張力を変えることにより、または電極の端およ
び溶融金属の間の接着力を低下させることにより、溶融
金属の球を破壊して微細な粒子の形で電極の端を残す。
であるが、本発明の集団的溶接電極集成体において、中
央電極または芯10と組合せた形の小さい直径または外側
電極12は、中央芯への熱を移動する個々のアークを提供
し、これによつて溶融金属流れを容易にし、カツプ中で
の過剰の金属をなくし、これが大量の球状移行を作る傾
向を有するものと考えられる。本発明によつて、溶融金
属の表面張力を変えることにより、または電極の端およ
び溶融金属の間の接着力を低下させることにより、溶融
金属の球を破壊して微細な粒子の形で電極の端を残す。
上述したことから最小の電流および電圧を利用して液体
溶接金属の最大量の溶着を可能にし、増強された物理的
性質を有する固化した溶接金属を作る集団的溶接電極集
成体を提供したことを知ることができる。これらの望ま
しい結果は、上述した範囲内での比較的広い変動を受け
る構成成分のフラツクス被覆を設けた本発明の集団的電
極によつて達成される。
溶接金属の最大量の溶着を可能にし、増強された物理的
性質を有する固化した溶接金属を作る集団的溶接電極集
成体を提供したことを知ることができる。これらの望ま
しい結果は、上述した範囲内での比較的広い変動を受け
る構成成分のフラツクス被覆を設けた本発明の集団的電
極によつて達成される。
なお、説明を補足するに、本発明の効果は溶接アークお
よび溶着物のまわりに有効な保護ガス及びスラグが形成
されること、スラグ被覆による熱絶縁効果がえられるこ
と、特定のフラックスの組成により有用な合金元素が供
給されること等を含む各種のファクターが相俟って得ら
れるのである。例えば溶接時に電極上の特定組成のフラ
ックス被覆によりイオン化された蒸気（ガス）が供給さ
れ、これによりアークが安定化されかつ溶融速度が増加
せしめられる。また本発明で用いたフラックス被覆は溶
着金属をシールド（遮閉）するのに役立ち、その為金属
の逃散が防止され、溶着速度が増加せしめられる。また
溶融金属上に液状被覆がスラグとして形成され、これに
より、火焔による遮閉が引込められた後でも金属が空気
（酸素）と反応するのが防止される。またその為に溶融
金属の固化を遅らせる効果が得られ、その結果、溶融金
属中の発生ガスの蒸発の為の時間が長くされ、好ましか
らざる泡の逃散が充分に行なわれる。また、本発明のフ
ラックス被覆を用いることにより生じたスラグは適当な
密度、表面張力及び粘度を有し、その為金属からの分離
が完全に行なわれうると共に、溶融金属上では有効な被
覆が形成される。スラグおよび金属の双方が固化した後
でも、スラグの絶縁効果は続き、その為金属の冷却速度
は適度に減少せしめられる。この為冷却時に生じる金属
の歪み発生の程度は少なくなるのである。
よび溶着物のまわりに有効な保護ガス及びスラグが形成
されること、スラグ被覆による熱絶縁効果がえられるこ
と、特定のフラックスの組成により有用な合金元素が供
給されること等を含む各種のファクターが相俟って得ら
れるのである。例えば溶接時に電極上の特定組成のフラ
ックス被覆によりイオン化された蒸気（ガス）が供給さ
れ、これによりアークが安定化されかつ溶融速度が増加
せしめられる。また本発明で用いたフラックス被覆は溶
着金属をシールド（遮閉）するのに役立ち、その為金属
の逃散が防止され、溶着速度が増加せしめられる。また
溶融金属上に液状被覆がスラグとして形成され、これに
より、火焔による遮閉が引込められた後でも金属が空気
（酸素）と反応するのが防止される。またその為に溶融
金属の固化を遅らせる効果が得られ、その結果、溶融金
属中の発生ガスの蒸発の為の時間が長くされ、好ましか
らざる泡の逃散が充分に行なわれる。また、本発明のフ
ラックス被覆を用いることにより生じたスラグは適当な
密度、表面張力及び粘度を有し、その為金属からの分離
が完全に行なわれうると共に、溶融金属上では有効な被
覆が形成される。スラグおよび金属の双方が固化した後
でも、スラグの絶縁効果は続き、その為金属の冷却速度
は適度に減少せしめられる。この為冷却時に生じる金属
の歪み発生の程度は少なくなるのである。
第１図は本発明によつて構成した集団的溶接電極の側面
図であり、第２図はその端図であり、第３図はそれを形
成する工程を示すブロツク工程図である。 10……大直径中央棒電極、12……小直径棒電極、14……
ドーム型溶接部、16……バンドまたはストラツプ、18,2
0……フラツクス被覆。
図であり、第２図はその端図であり、第３図はそれを形
成する工程を示すブロツク工程図である。 10……大直径中央棒電極、12……小直径棒電極、14……
ドーム型溶接部、16……バンドまたはストラツプ、18,2
0……フラツクス被覆。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−128290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−5838（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−159353（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−81997（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−122991（ＪＰ，Ｕ) 米国特許2520112（ＵＳ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】低炭素鋼の棒状中心電極、この中心電極の
周囲にその長手方向に延びるように配列された複数の該
中心電極よりは小直径の低炭素鋼の棒状電極、および該
中心電極のまわりに前記の複数の小直径電極が配列され
た状態を保つ為に両者を固定する手段を設け、前記の中
心電極および小直径電極の各々の表面にフラックス被覆
を接着し、このフラックス被覆が下記組成、成 分 組成（重量％） マンガン ２〜12 ケイ素 ２〜10 鉄 ５〜35 CaCO3 20〜60 CaF2 ８〜35 クロム ３〜12 シリケート ５〜15 を有しているアーク溶接電極。 - 【請求項２】中心電極は小直径電極より長くし、それに
より露出端部を形成せしめ、この端部に溶接部を設け、
これにより中心電極と小直径電極とを結合せしめると共
に電流通路を形成せしめた特許請求の範囲第１項記載の
アーク溶接電極。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/806,532 US4673796A (en) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | Arc welding electrode |
| US806532 | 1985-12-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62148096A JPS62148096A (ja) | 1987-07-02 |
| JPH0683910B2 true JPH0683910B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=25194258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61266502A Expired - Lifetime JPH0683910B2 (ja) | 1985-12-09 | 1986-11-07 | ア−ク溶接電極 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4673796A (ja) |
| JP (1) | JPH0683910B2 (ja) |
| CA (1) | CA1261007A (ja) |
| DE (1) | DE3634499A1 (ja) |
| GB (1) | GB2184967B (ja) |
| SE (1) | SE462642B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4782211A (en) * | 1985-12-09 | 1988-11-01 | Weld Mold Company | Method of welding and product obtained therefrom |
| WO1994015745A1 (en) * | 1993-01-04 | 1994-07-21 | Advanced Welding Technologies, Inc. | Drill pipe hardband removal and build up |
| US7087859B2 (en) * | 2004-05-06 | 2006-08-08 | Lincoln Global, Inc. | Stick electrode |
| US7781701B2 (en) * | 2005-06-13 | 2010-08-24 | Lincoln Global, Inc. | Electrode tip |
| CN101460279B (zh) * | 2006-06-08 | 2011-12-28 | 日本钨株式会社 | 点焊用电极 |
| US8890029B2 (en) * | 2010-05-21 | 2014-11-18 | Illinois Tool Works Inc. | Welding consumables and consumable holders |
| CN114769599B (zh) * | 2022-03-31 | 2023-07-18 | 西北有色金属研究院 | 一种钼合金电子束熔炼用电极的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2520112A (en) | 1948-04-24 | 1950-08-29 | Bourque Philip | Arc welding electrode |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB949587A (ja) * | ||||
| US1437257A (en) * | 1921-03-10 | 1922-11-28 | Mattice Royal | Process of welding and apparatus therefor |
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| GB420474A (en) * | 1933-02-25 | 1934-12-03 | Robert Sarazin | Improvements in electrodes for arc welding |
| BE413200A (ja) * | 1935-05-29 | |||
| GB595892A (en) * | 1943-08-06 | 1947-12-19 | Robert Sarazin | Multiple core electrode for arc welding |
| GB846347A (en) * | 1958-03-19 | 1960-08-31 | Murex Welding Processes Ltd | Improvements in welding electrodes |
| GB949588A (en) * | 1961-06-09 | 1964-02-12 | Murex Welding Processes Ltd | Improvements in arc welding electrodes |
| JPS55122991U (ja) * | 1979-02-20 | 1980-09-01 | ||
| NL7908212A (nl) * | 1979-11-09 | 1981-06-01 | Philips Nv | Beklede laselektrode van het basische type geschikt voor neergaand lassen van gefixeerde pijpen. |
| JPS5731494A (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-19 | Matsumoto Kikai Kk | Wire for welding |
| US4426428A (en) * | 1981-11-20 | 1984-01-17 | Eutectic Corporation | Nickel-base welding electrode |
| JPS58128290A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-07-30 | Hitachi Cable Ltd | 多心被覆ア−ク溶接棒 |
-
1985
- 1985-12-09 US US06/806,532 patent/US4673796A/en not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-08-06 SE SE8603328A patent/SE462642B/sv not_active IP Right Cessation
- 1986-10-09 DE DE19863634499 patent/DE3634499A1/de active Granted
- 1986-11-07 JP JP61266502A patent/JPH0683910B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-27 CA CA000523999A patent/CA1261007A/en not_active Expired
- 1986-11-28 GB GB8628568A patent/GB2184967B/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2520112A (en) | 1948-04-24 | 1950-08-29 | Bourque Philip | Arc welding electrode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2184967A (en) | 1987-07-08 |
| SE8603328D0 (sv) | 1986-08-06 |
| SE462642B (sv) | 1990-08-06 |
| DE3634499A1 (de) | 1987-06-11 |
| SE8603328L (sv) | 1987-06-10 |
| GB2184967B (en) | 1989-10-18 |
| JPS62148096A (ja) | 1987-07-02 |
| CA1261007A (en) | 1989-09-26 |
| US4673796A (en) | 1987-06-16 |
| DE3634499C2 (ja) | 1989-10-26 |
| GB8628568D0 (en) | 1987-01-07 |
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