JPH0691374A - 溶接用セラミックスピースの取付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミックスピース本休と母材との間に、施
工上どうしても間隙が形成されてしまうが、この間隙に
起因するセラミックスピースの折れ曲がりを防止する。 【構成】 セラミックスピース本体１の裏面３に凹部４
ａを形成し、この凹部４ａに表面２側に連通する孔部７
を穿設すると共に、この孔部７にスタッド９のピン部１
０を裏面３側より挿通して、スタッド９のフランジ部１
３の上面１４を凹部４ａの底面５ａにろう付けすること
によって、セラミックスピース本体１とスタッド９を一
体化し、さらに溶接する母材２１とセラミックスピース
本体１との間に弾性材１８を介設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はアークスタッド溶接に
よって金属母材表面に取付ける溶接用セラミックスピー
スの取付方法に関するもので、さらに詳しくは、炉壁、
バーナ等の高温雰囲気で使用される構造物の耐熱材とし
て、あるいはブロアー、ポンプ等の高速回転機器の耐摩
耗材として使用するのに好適な溶接用セラミックスピー
スの取付方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の溶接用セラミックスピースとして
は、特開昭６３−１７１２７２号公報に記載されたもの
を挙げることができる。この溶接用セラミックスピース
は、図２（ａ）に示すように、セラミックスピース本体
５１と金属製のスタッド５９とから成っている。まずセ
ラミックスピース本体５１は、その裏面５３に凹部５４
が形成されると共に、この凹部５４に、その表面５２側
に貫通する孔部５７が穿設されている。またスタッド５
９は、その先端に突起６０を有するコーン部６１と、こ
のコーン部６１に続くフランジ部６２と、このフランジ
部６２の上面６３の中心に立設される溶接電流供給用の
ピン部６５とから成っている。そして上記孔部５７にピ
ン部６５を挿入し、フランジ部６２の上面６３と、凹部
５４の底面５５とをろう付けすることによって、セラミ
ックスピース本体５１とスタッド５９とを接合して一体
化し、溶接用セラミックスピースを形成している。この
溶接用セラミックスピースを母材７１に取付けるのは、
溶接機のホルダーでピン部６５のホルダー部６６を保持
し、突起６０を母材７１の表面７２に接触させながら溶
接電流を供給して、スタッド５９を母材７１にアークス
タッド溶接することによって行う。この溶接後、セラミ
ックスピース本体５１の表面５２より突出しているピン
部６５の先端部を、図２（ｂ）に示すように、ノッチ６
７から切除し、空洞が生じた孔部５７に充填材７４を充
填している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記溶接
用セラミックスピースを金属母材７１の表面７２にアー
クスタッド溶接によって溶接する場合は、スタッド５９
の突起６０を金属母材表面７２に押圧して溶接しなけれ
ば良好な溶接結果は得られない。したがってこの押圧力
を金属母材表面７２に効果的に作用させるためには、セ
ラミックスピース本体５１の裏面５３と金属母材表面７
２とが接触することがないように、これらの間には間隙
７５が必要である。しかしこの間隙を有するために次の
問題が発生しやすい。

【０００４】それは、溶接後にセラミックスピース本体
５１の表面５２側から衝撃等の力が作用した場合に、セ
ラミックスピースに折れ曲がりが生ずるという問題であ
る。

【０００５】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、セラミックスピ
ースの折れ曲がりを防止することのできる溶接用セラミ
ックスピースの取付方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の溶接用
セラミックスピースの取付方法は、セラミックスピース
本体１とスタッド９とを接合して成る溶接用セラミック
スピースであって、上記スタッド９は、コーン部１７を
備えたフランジ部１３にピン部１０を立設し、セラミッ
クスピース本体１に貫通形成した孔部７に上記ピン部１
０を挿通して成り、上記コーン部１７を母材２１にアー
クスタッド溶接する溶接用セラミックスピースにおい
て、上記セラミックスピース本体１と母材２１との間
に、弾性材１８を介設することを特徴としている。

【０００７】また請求項２の溶接用セラミックスピース
の取付方法は、上記弾性材１８が、金属製金網１８ｂで
あることを特徴としている。

【０００８】

【作用】上記請求項１の溶接用セラミックスピースの取
付方法では、セラミックスピース本体１の裏面３と母材
２１の表面２２との間に弾性材１８を介在させている
が、弾性材１８はその特質上、圧縮性を有している。こ
のため溶接する際に、母材２１の表面２２に作用させる
押圧力を規制はしないので、その溶接条件を低下させる
ものではない。この弾性材１８は、溶接後はセラミック
スピース本体１と母材２１との間に介在して両者を面接
触させることになるので、表面２側からセラミックスピ
ース本体１に衝撃等の力が作用しても、弾性材１８が吸
収すると共に弾性材１８を介して母材２１が受圧し、セ
ラミックスピースの折れ曲がりを防止できる。

【０００９】請求項２の溶接用セラミックスピースの取
付方法では、金属性金網１８ｂを用いることによって、
溶接の際に発生するガス抜きを有効に行え、アークを安
定させることができるので、溶接性を向上させることが
できる。

【００１０】

【実施例】次にこの発明の溶接用セラミックスピースの
取付方法の具体的な実施例について、図面を参照しつつ
詳細に説明する。図１はこの発明の実施例を示す縦断面
図である。同図において、１はセラミックスピース本体
であり、その材質にはアルミナ、ジルコニア、炭化珪
素、窒化珪素等の耐熱性、耐摩耗性に優れたものが用い
られ、厚さ３ｍｍないし２５ｍｍの正方形、長方形等の
板状に成形、焼結して得られるものである。このセラミ
ックスピース本体１は、その表面２、及び裏面３に凹部
４ａ、４ｂが形成されており、この凹部４ａ、４ｂの中
心には、その各底面５ａ、５ｂを貫通する孔部７が穿設
されている。

【００１１】９はスタッドであり、その材質はステンレ
ス鋼、銅などの金属であり、金属母材との溶接性や熱膨
張率が考慮されて決定されるものである。このスタッド
９は、ピン部１０、フランジ部１３、コーン部１７から
構成されている。まずピン部１０は上記孔部７に挿入さ
れ、その一端側はセラミックスピース本体１の表面２よ
り外方に突出するホルダー部１１を有し、他端側はフラ
ンジ部１３の上面１４の中心に接合されている。このピ
ン部１０は、突起１６、コーン部１７、及びフランジ部
１３と一体的に形成してもよいし、これらと別体に形成
してもよい。そして溶接後に上記ホルダー部１１を除去
するために、ノッチ１２がピン部１０に刻設されてい
る。

【００１２】フランジ部１３には、その上面１４とは反
対側に突起１６を有するコーン部１７が設けられてい
る。そしてスタッド９のピン部１０が、裏面３の凹部４
ａ側から孔部７、固定リング３１の透孔３４を貫通して
挿通され、フランジ部１３の上面１４を底面５ａに当接
させて、固定リング３１を透孔３４の内周面３５におい
てピン部１０にろう付けし、これによりセラミックスピ
ース本体１を挟持している。なおノッチ１２は、固定リ
ング３１の上面３２の上方に刻設されている。フランジ
部１３の形状は、収容される凹部４ａの形状に対応する
ものであり、この実施例ではその横断面は円形である。

【００１３】弾性材１８は、金属母材２１の表面２２に
取付けられているが、この実施例の場合はステンレス鋼
製の金網（メッシュ）１８ｂで構成されている。

【００１４】上記構成の溶接用セラミックスピースを金
属母材２１に溶接するには、まずホルダー部１１を溶接
機のホルダーで保持し、突起１６を金属母材表面２２に
押圧すると共に、溶接電流を供給してアークを発生させ
る。このアークによってコーン部１７、金網１８ｂ及び
金属母材表面２２を溶融させ、押圧力によって溶着させ
る。この溶接後、ノッチ１２よりホルダー部１１を切除
し、図１（ｂ）に示すように、凹部４ｂの固定リング３
１上に無機系セラミック接着剤等より成る充填材２６を
充填することになる。この充填材２６によりピン部１０
の切断部が露出せず、例えば高温溶湯中に溶出すことを
防止できる。

【００１５】そして溶接後に母材表面２２とセラミック
スピース本体１の裏面３との間に生ずる間隙には、金網
１８ｂが介設される。この金網１８ｂはある程度の弾力
性を有するものであるため、セラミックスピース本体１
に衝撃等の力が作用しても、セラミックスピースに折れ
曲がりが生じるのを防止できる。またこの金網１８ｂは
折れ曲がり防止効果に加えて、溶接時のアークを安定さ
せるという作用を有し、その溶接性を向上させることが
できる。それはまず第１には、溶接時に発生するガスの
ガス抜きを有効に行えるためである。また第２には、例
えばニッケル製の金網１８ｂを用いれば、スタッド９と
金属母材２１との材質の異なる異材溶接時において、溶
着金属の特性（例えば、耐割れ性）を改善することが可
能になるためである。

【００１６】なお上記溶接施工の終了後に、上記金網１
８ｂの存在する部分に、耐熱性接着剤等の樹脂を浸透さ
せれば、腐食性流体の浸入を防止でき、その耐食性を向
上させることが可能となる。またこの構成によれば、金
網１８ｂのアンカー効果に起因して、樹脂の剥離を防止
できるとの利点も生じる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように請求項１の溶接用セラミッ
クスピースの取付方法では、介在する弾性材がセラミッ
クスピース本体の裏面と母材の表面に面接触するので、
セラミックスピース本体の表面に力が作用しても、セラ
ミックスピースが折れ曲がるのを防止することが可能で
ある。

【００１８】また請求項２のようにすれば、溶接する際
にアークを安定させることができるので、溶接性を向上
させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の溶接用セラミンクスピースの一実施
例を示す図で、（ａ）はその溶接前の状態を示す縦断面
図、（ｂ）はその溶接後の状態を示す縦断面図である。

【図２】従来例を示す図で、（ａ）はその溶接前の状態
を示す縦断面図、（ｂ）はその溶接後の状態を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１ セラミックスピース本体 ２ 表面 ３ 裏面 ７ 孔部 ９ スタッド １０ ピン部 １３ フランジ部 １７ コーン部 １８ 弾性材 １８ｂ 金属製金網 ２１ 母材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックスピース本体（１）とスタッ
   ド（９）とを接合して成る溶接用セラミックスピースで
   あって、上記スタッド（９）は、コーン部（１７）を備
   えたフランジ部（１３）にピン部（１０）を立設し、セ
   ラミックスピース本休（１）に貫通形成した孔部（７）
   に上記ピン部（１０）を挿通して成り、上記コーン部
   （１７）を母材（２１）にアークスタッド溶接する溶接
   用セラミックスピースの取付方法において、上記セラミ
   ックスピース本体（１）と母材（２１）との間に、弾性
   材（１８）を介設することを特徴とする溶接用セラミッ
   クスピースの取付方法。
2. 【請求項２】 上記弾性材（１８）が、金属製金網（１
   ８ｂ）であることを特徴とする請求項１の溶接用セラミ
   ックスピースの取付方法。