JPH07195177A - 粉体プラズマアーク溶接用粉末 - Google Patents
粉体プラズマアーク溶接用粉末Info
- Publication number
- JPH07195177A JPH07195177A JP35540693A JP35540693A JPH07195177A JP H07195177 A JPH07195177 A JP H07195177A JP 35540693 A JP35540693 A JP 35540693A JP 35540693 A JP35540693 A JP 35540693A JP H07195177 A JPH07195177 A JP H07195177A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い溶接条件範囲においても粉末の飛散が少
ない粉体プラズマアーク溶接用粉末を提供する。 【構成】 球状の中核の表面に小突起(サテライトと言
う)を持った形状の粉末を含む粉体プラズマアーク溶接
用粉末であって、該サテライトの直径が中核の直径の１
／５〜１／５０で、該サテライトの表面積が中核の表面
積の０.５〜４０％であり、かつ、該サテライトを有す
る形状の粉末の含有率が粉末全体の５０重量％以上であ
ることを特徴とする粉体プラズマアーク溶接用粉末であ
る。粒度範囲は、粉末全体の平均粒径が８０〜２００μ
mであり、粒径２５０μm以上の粒子が粉末全体の０.５
重量％以下を占め、粒径２０μm以下の粒子が粉末全体
の０.３重量％以下を占めるのが好ましい。
ない粉体プラズマアーク溶接用粉末を提供する。 【構成】 球状の中核の表面に小突起(サテライトと言
う)を持った形状の粉末を含む粉体プラズマアーク溶接
用粉末であって、該サテライトの直径が中核の直径の１
／５〜１／５０で、該サテライトの表面積が中核の表面
積の０.５〜４０％であり、かつ、該サテライトを有す
る形状の粉末の含有率が粉末全体の５０重量％以上であ
ることを特徴とする粉体プラズマアーク溶接用粉末であ
る。粒度範囲は、粉末全体の平均粒径が８０〜２００μ
mであり、粒径２５０μm以上の粒子が粉末全体の０.５
重量％以下を占め、粒径２０μm以下の粒子が粉末全体
の０.３重量％以下を占めるのが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は粉体プラズマアーク溶接
(ＰＴＡ溶接)に用いる粉末に関する。
(ＰＴＡ溶接)に用いる粉末に関する。
【０００２】
【従来の技術】粉体プラズマアーク溶接(ＰＴＡ溶接)
は、粉末を用いる溶接として、幅広く用いられている。
特にワイヤ等に加工できない材料も粉末状にすること
で、溶材として用いることができるため、硬化肉盛の分
野で多用されている。
は、粉末を用いる溶接として、幅広く用いられている。
特にワイヤ等に加工できない材料も粉末状にすること
で、溶材として用いることができるため、硬化肉盛の分
野で多用されている。
【０００３】材料(粉末)としては、合金粉末の他にカー
バイトなどの炭化物も用いられている。カーバイトには
一般に粉砕粉や造粒焼結粉が用いられ、合金粉にはガス
アトマイズ粉末が主に用いられている。ガスアトマイズ
は溶融した金属をガスで噴霧、凝固させて粉末を作る方
法で、球状粉が容易に得られる。こうした球状粉は粉末
の送給性が良好でＯ、Ｎ等も少ないため、ＰＴＡに適し
た材料であり、合金粉には殆どがガスアトマイズ粉が用
いられている。
バイトなどの炭化物も用いられている。カーバイトには
一般に粉砕粉や造粒焼結粉が用いられ、合金粉にはガス
アトマイズ粉末が主に用いられている。ガスアトマイズ
は溶融した金属をガスで噴霧、凝固させて粉末を作る方
法で、球状粉が容易に得られる。こうした球状粉は粉末
の送給性が良好でＯ、Ｎ等も少ないため、ＰＴＡに適し
た材料であり、合金粉には殆どがガスアトマイズ粉が用
いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般にＰＴＡ用の材料
粉末としては、送給の安定性が良好な真球に近く、表面
の凹凸の少ない粉末が多く用いられている。
粉末としては、送給の安定性が良好な真球に近く、表面
の凹凸の少ない粉末が多く用いられている。
【０００５】こうした形状の粉末を用いると、確かに、
極めてスムーズな送給が行え、溶接ビードの幅が揃った
溶接ができる。しかし、その反面、表面の平滑な粉末を
用いると粉末の飛散が多くなる傾向がある。
極めてスムーズな送給が行え、溶接ビードの幅が揃った
溶接ができる。しかし、その反面、表面の平滑な粉末を
用いると粉末の飛散が多くなる傾向がある。
【０００６】粉末飛散は、溶接時にアーク中に投入され
た粉末が十分に溶けきらず、アーク外へ飛び出る場合
と、アーク中へ入りきらない場合がある。前者は粒径の
大きい粉末で、後者は小径粉末で起こる。そのため、一
般にＰＴＡ用粉末としては、粗粉、微粉を除いた平均粒
径が８０〜１５０μmのものが用いられている。
た粉末が十分に溶けきらず、アーク外へ飛び出る場合
と、アーク中へ入りきらない場合がある。前者は粒径の
大きい粉末で、後者は小径粉末で起こる。そのため、一
般にＰＴＡ用粉末としては、粗粉、微粉を除いた平均粒
径が８０〜１５０μmのものが用いられている。
【０００７】しかしながら、粉末飛散が多くなると、材
料の歩留りが低下し、溶接コストが増大するという問題
がある。更には、飛散した粉末がビード表面に付着し、
外観不良となったり、飛散堆積した粉末の上を溶接する
とブローホールや融合不良を発生し易くなるという問題
がある。特に低い電流を用いる場合や、幅の小さいビー
ドを形成する場合に顕著となり、溶接条件範囲が限定さ
れるという問題があった。
料の歩留りが低下し、溶接コストが増大するという問題
がある。更には、飛散した粉末がビード表面に付着し、
外観不良となったり、飛散堆積した粉末の上を溶接する
とブローホールや融合不良を発生し易くなるという問題
がある。特に低い電流を用いる場合や、幅の小さいビー
ドを形成する場合に顕著となり、溶接条件範囲が限定さ
れるという問題があった。
【０００８】その対策として、粉末の粒度範囲を狭くし
て、対応することが可能であるが、ガスアトマイズでは
あまり狭い粒度範囲の粉末を作ることができず、一般に
アトマイズ後、必要な粒度に分級して用いられている。
そのため、粒度範囲を狭くすることは歩留りが低くな
り、極めて不経済となる。
て、対応することが可能であるが、ガスアトマイズでは
あまり狭い粒度範囲の粉末を作ることができず、一般に
アトマイズ後、必要な粒度に分級して用いられている。
そのため、粒度範囲を狭くすることは歩留りが低くな
り、極めて不経済となる。
【０００９】本発明は、かゝる状況のもとで、広い溶接
条件範囲においても粉末の飛散が少ない粉体プラズマア
ーク溶接用粉末を提供することを目的としている。
条件範囲においても粉末の飛散が少ない粉体プラズマア
ーク溶接用粉末を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、球状の中核の表面に小突起
(サテライト)を持った形状の粉末を含む粉体プラズマア
ーク溶接用粉末であって、該サテライトの直径が中核の
直径の１／５〜１／５０で、該サテライトの表面積が中
核の表面積の０.５〜４０％であり、かつ、該サテライ
トを有する形状の粉末の含有率が粉末全体の５０重量％
以上であることを特徴とする粉体プラズマアーク溶接用
粉末を要旨としている。
の手段として、本発明は、球状の中核の表面に小突起
(サテライト)を持った形状の粉末を含む粉体プラズマア
ーク溶接用粉末であって、該サテライトの直径が中核の
直径の１／５〜１／５０で、該サテライトの表面積が中
核の表面積の０.５〜４０％であり、かつ、該サテライ
トを有する形状の粉末の含有率が粉末全体の５０重量％
以上であることを特徴とする粉体プラズマアーク溶接用
粉末を要旨としている。
【００１１】
【作用】以下に本発明を更に詳述する。
【００１２】本発明者は、広い条件範囲で粉末飛散の少
ない安定した溶接ができる粉末を見い出すべく、粉末飛
散と粉末粒子径、形状等について種々検討を行った結
果、粉末形状の寄与が極めて大きいことを見い出した。
すなわち、粉末の表面が平滑なものより、ある程度の凹
凸がある方が飛散が少なく、特に、中核球状粉末の表面
にサテライト(コブ状の小突起)を形成し、大きさとして
は中核粉末径の１／５〜１／５０で、中核粉の表面積の
０.５〜４０％程度とし、このようなサテライトを持つ
粉末の含有率を粉末全体の５０重量％以上とした粉末
で、安定した溶接が可能となった。しかも、粒度範囲も
比較的広くとれる利点も得られる。
ない安定した溶接ができる粉末を見い出すべく、粉末飛
散と粉末粒子径、形状等について種々検討を行った結
果、粉末形状の寄与が極めて大きいことを見い出した。
すなわち、粉末の表面が平滑なものより、ある程度の凹
凸がある方が飛散が少なく、特に、中核球状粉末の表面
にサテライト(コブ状の小突起)を形成し、大きさとして
は中核粉末径の１／５〜１／５０で、中核粉の表面積の
０.５〜４０％程度とし、このようなサテライトを持つ
粉末の含有率を粉末全体の５０重量％以上とした粉末
で、安定した溶接が可能となった。しかも、粒度範囲も
比較的広くとれる利点も得られる。
【００１３】表面が平滑な粉末では、粉末送給時に粉末
自身が回転する力が得られず、そのままプラズマアーク
に衝突することになり、粉末がアーク中に入らず、粉末
飛散等、作業性に影響を及ぼすものと思われる。
自身が回転する力が得られず、そのままプラズマアーク
に衝突することになり、粉末がアーク中に入らず、粉末
飛散等、作業性に影響を及ぼすものと思われる。
【００１４】一方、サテライトを持った粉末の場合、粉
末送給時にキャリアガスにより、粉末自身に適当な回転
が与えられ、粉末がスムーズにプラズマアーク中に入っ
ていき、粉末飛散も少なくなり、作業性の改善に寄与で
きるものと考えられる。そのためには、サテライトの大
きさと量及びその含有率に適正範囲があることが判明し
た。
末送給時にキャリアガスにより、粉末自身に適当な回転
が与えられ、粉末がスムーズにプラズマアーク中に入っ
ていき、粉末飛散も少なくなり、作業性の改善に寄与で
きるものと考えられる。そのためには、サテライトの大
きさと量及びその含有率に適正範囲があることが判明し
た。
【００１５】ここで、中核球及びサテライトを図１にて
説明すると、中核球は直径Ｄの球状の大きい粒子で、サ
テライトは中核球の表面に有する小突起状のコブで、Ａ
タイプ(球状のサテライト)と、Ｂタイプ及びＣタイプ
(ともに球状が崩れた突起状のサテライト)に大別され
る。Ａタイプの場合のサテライトの直径をｄ、Ｂ及びＣ
タイプのサテライトの直径は高さｈの１／２の位置の径
ｄとすると、サテライト１個の表面積はπｄ2で表わさ
れる。中核球の表面積はπＤ2で表わされる。
説明すると、中核球は直径Ｄの球状の大きい粒子で、サ
テライトは中核球の表面に有する小突起状のコブで、Ａ
タイプ(球状のサテライト)と、Ｂタイプ及びＣタイプ
(ともに球状が崩れた突起状のサテライト)に大別され
る。Ａタイプの場合のサテライトの直径をｄ、Ｂ及びＣ
タイプのサテライトの直径は高さｈの１／２の位置の径
ｄとすると、サテライト１個の表面積はπｄ2で表わさ
れる。中核球の表面積はπＤ2で表わされる。
【００１６】そして、サテライトを持った粉末の大きさ
については、その直径ｄが中核球の直径Ｄの１／５を超
える大きさになると球状粉の特性の１つである粉末の送
給性に支障が生じ、また１／５０未満では送給時に粉末
に回転がかかりにくくなり、粉末の飛散が多くなる。し
たがって、サテライトを持った粉末の直径ｄは中核球の
直径Ｄの１／５〜１／５０の範囲が適正である。
については、その直径ｄが中核球の直径Ｄの１／５を超
える大きさになると球状粉の特性の１つである粉末の送
給性に支障が生じ、また１／５０未満では送給時に粉末
に回転がかかりにくくなり、粉末の飛散が多くなる。し
たがって、サテライトを持った粉末の直径ｄは中核球の
直径Ｄの１／５〜１／５０の範囲が適正である。
【００１７】また、サテライトの表面積は、中核球の表
面積の０.５％未満では送給時に粉末に回転がかかりに
くくなり、粉末飛散が多くなり、また４０％を超えると
粉末の送給性に支障がある。したがって、サテライトの
表面積は中核球の表面積の０.５〜４０％の範囲が適正
である。
面積の０.５％未満では送給時に粉末に回転がかかりに
くくなり、粉末飛散が多くなり、また４０％を超えると
粉末の送給性に支障がある。したがって、サテライトの
表面積は中核球の表面積の０.５〜４０％の範囲が適正
である。
【００１８】更に、このような直径及び表面積のサテラ
イトを持った粉末が、粉末全体の５０重量％未満では粉
末に適当な回転がかかる割合が少なく、粉末飛散が多く
なるので、粉末全体の５０重量％以上を占めるのが適正
である。
イトを持った粉末が、粉末全体の５０重量％未満では粉
末に適当な回転がかかる割合が少なく、粉末飛散が多く
なるので、粉末全体の５０重量％以上を占めるのが適正
である。
【００１９】本発明のＰＴＡ粉末は、サテライトを持っ
た粉末が粉末全体の５０重量％以上含むことから、粉末
全体の粒度範囲も比較的広くとることができ、平均粒径
は８０〜２００μmまで可能であり、粒径２５０μm以上
の粗粉は全体の０.５重量％以下とし、粒径２０μm以下
の微粉は全体の０.３％以下とするのが好ましい。
た粉末が粉末全体の５０重量％以上含むことから、粉末
全体の粒度範囲も比較的広くとることができ、平均粒径
は８０〜２００μmまで可能であり、粒径２５０μm以上
の粗粉は全体の０.５重量％以下とし、粒径２０μm以下
の微粉は全体の０.３％以下とするのが好ましい。
【００２０】平均粒径で８０μm未満では前述の微粉に
よる飛散が増えるので好ましくない。また２００μmを
超えると粗粉が多すぎ、本発明による効果をもってして
も溶融不十分な粒子が多くなり、溶接条件の限定が厳し
くなり、実用的ではない。但し、平滑球状に比べれば溶
接条件範囲は広く、特別に粗粉を用い、大電流溶接を行
う場合にはサテライト付粉末の方が安定した施工が行え
る。粒径２５０μm以上の粗粉が０.５重量％以下が好ま
しい理由も同様の理由である。また粒径２０μm以下の
微粉が０.３重量％以下が好ましいのは、微粉飛散を極
少とする他に、こうした微粉は送給ホース等の内面に付
着して送給を不安定にするためである。
よる飛散が増えるので好ましくない。また２００μmを
超えると粗粉が多すぎ、本発明による効果をもってして
も溶融不十分な粒子が多くなり、溶接条件の限定が厳し
くなり、実用的ではない。但し、平滑球状に比べれば溶
接条件範囲は広く、特別に粗粉を用い、大電流溶接を行
う場合にはサテライト付粉末の方が安定した施工が行え
る。粒径２５０μm以上の粗粉が０.５重量％以下が好ま
しい理由も同様の理由である。また粒径２０μm以下の
微粉が０.３重量％以下が好ましいのは、微粉飛散を極
少とする他に、こうした微粉は送給ホース等の内面に付
着して送給を不安定にするためである。
【００２１】なお、サテライトを持った粉末は、アトマ
イズ条件をコントロールして、粗粉の表面に微粉を付着
させることにより製造することができる。例えば、 アトマイズ時の溶融金属の温度を上げる、 アトマイズチャンバー中でのガス流を撹拌するように
し、粗粉と微粉の混在する時間を長くする、等である。
イズ条件をコントロールして、粗粉の表面に微粉を付着
させることにより製造することができる。例えば、 アトマイズ時の溶融金属の温度を上げる、 アトマイズチャンバー中でのガス流を撹拌するように
し、粗粉と微粉の混在する時間を長くする、等である。
【００２２】なお、サテライトを持った粉末は主に合金
粉に適用され、合金粉のみ或いは合金粉に炭化物を混合
させたものをＰＴＡ用粉末として利用できる。ＰＴＡ条
件は従来より広い範囲が可能である。
粉に適用され、合金粉のみ或いは合金粉に炭化物を混合
させたものをＰＴＡ用粉末として利用できる。ＰＴＡ条
件は従来より広い範囲が可能である。
【００２３】次に本発明の実施例を示す。
【００２４】表１に示す粉末を用い、表２の溶接条件で
溶接試験を行った。その結果を表３に示す。
溶接試験を行った。その結果を表３に示す。
【００２５】表３より明らかなように、本発明例のＮo.
１〜Ｎo.４はいずれも、粉末飛散が少なく、ビード外観
も良好で安定した溶接ができた。
１〜Ｎo.４はいずれも、粉末飛散が少なく、ビード外観
も良好で安定した溶接ができた。
【００２６】一方、比較例Ｎo.５はサテライトの大きさ
が大きすぎるため、サテライト効果が少なく、飛散が多
い。比較例Ｎo.６はサテライトが小さすぎて効果が少な
く、−２０μm以下の微粉が多いため、微粉の飛散が多
くなり、ビードも不揃いとなった。比較例Ｎo.７はサテ
ライトを持った粉末の量が少なく飛散が抑えられていな
い。比較例Ｎo.８は極粗粉が多いため、大粒の飛散が多
く、ブローホールも発生した。比較例Ｎo.９も粗粉すぎ
て大粒の飛散が多くなっている。比較例Ｎo.１０はサテ
ライトを持った粉末が多すぎ、飛散は少ないものの送給
が不安定となり、ビードの揃いが悪くなっている。比較
例Ｎo.１１、１２はサテライトを持った粉末量が少な
く、飛散が多く、ビードも不揃いとなっている。
が大きすぎるため、サテライト効果が少なく、飛散が多
い。比較例Ｎo.６はサテライトが小さすぎて効果が少な
く、−２０μm以下の微粉が多いため、微粉の飛散が多
くなり、ビードも不揃いとなった。比較例Ｎo.７はサテ
ライトを持った粉末の量が少なく飛散が抑えられていな
い。比較例Ｎo.８は極粗粉が多いため、大粒の飛散が多
く、ブローホールも発生した。比較例Ｎo.９も粗粉すぎ
て大粒の飛散が多くなっている。比較例Ｎo.１０はサテ
ライトを持った粉末が多すぎ、飛散は少ないものの送給
が不安定となり、ビードの揃いが悪くなっている。比較
例Ｎo.１１、１２はサテライトを持った粉末量が少な
く、飛散が多く、ビードも不揃いとなっている。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
広い溶接条件範囲においても粉末の飛散が少ない粉体プ
ラズマアーク溶接が可能であり、粒度範囲も比較的広く
とれるので経済的である。粉体プラズマアーク溶接用の
ほか、レーザー肉盛に適用しても同様の効果が期待でき
る。
広い溶接条件範囲においても粉末の飛散が少ない粉体プ
ラズマアーク溶接が可能であり、粒度範囲も比較的広く
とれるので経済的である。粉体プラズマアーク溶接用の
ほか、レーザー肉盛に適用しても同様の効果が期待でき
る。
【図１】中核球及びサテライトを説明する図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 球状の中核の表面に小突起(以下、サテ
ライトと言う)を持った形状の粉末を含む粉体プラズマ
アーク溶接用粉末であって、該サテライトの直径が中核
の直径の１／５〜１／５０で、該サテライトの表面積が
中核の表面積の０.５〜４０％であり、かつ、該サテラ
イトを有する形状の粉末の含有率が粉末全体の５０重量
％以上であることを特徴とする粉体プラズマアーク溶接
用粉末。 - 【請求項２】 粉末全体の平均粒径が８０〜２００μm
であり、粒径２５０μm以上の粒子が粉末全体の０.５重
量％以下を占め、粒径２０μm以下の粒子が粉末全体の
０.３重量％以下を占めている請求項１に記載の粉体プ
ラズマアーク溶接用粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35540693A JPH07195177A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 粉体プラズマアーク溶接用粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35540693A JPH07195177A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 粉体プラズマアーク溶接用粉末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07195177A true JPH07195177A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=18443759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35540693A Pending JPH07195177A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 粉体プラズマアーク溶接用粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07195177A (ja) |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP35540693A patent/JPH07195177A/ja active Pending
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