JPH08267277A - 粉体プラズマアーク溶接用合金粉末 - Google Patents
粉体プラズマアーク溶接用合金粉末Info
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- JPH08267277A JPH08267277A JP7352195A JP7352195A JPH08267277A JP H08267277 A JPH08267277 A JP H08267277A JP 7352195 A JP7352195 A JP 7352195A JP 7352195 A JP7352195 A JP 7352195A JP H08267277 A JPH08267277 A JP H08267277A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 粉体プラズマアーク溶接による肉盛溶接にお
いて、溶着金属中に微小なピンホールが発生することを
防止することができると共に、溶接性を向上させること
ができる粉体プラズマアーク溶接用合金粉末を提供す
る。 【構成】 合金粉末に含有される水素を０．５乃至２０
ｐｐｍに規制する。前記合金粉末はステライト系合金、
コルモノイ系合金、インコネル系合金又はＮｉ−５０Ｃ
ｒ系合金であることが好ましい。
いて、溶着金属中に微小なピンホールが発生することを
防止することができると共に、溶接性を向上させること
ができる粉体プラズマアーク溶接用合金粉末を提供す
る。 【構成】 合金粉末に含有される水素を０．５乃至２０
ｐｐｍに規制する。前記合金粉末はステライト系合金、
コルモノイ系合金、インコネル系合金又はＮｉ−５０Ｃ
ｒ系合金であることが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマアーク溶接にお
いて、溶接材料として使用される粉体プラズマアーク溶
接用合金粉末に関する。
いて、溶接材料として使用される粉体プラズマアーク溶
接用合金粉末に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、バルブ及びロール等の耐熱性、耐
食性及び耐摩耗性等を向上させるため、それらの基材表
面において肉盛溶接がなされている。この肉盛溶接の方
法の一つとして粉体プラズマアーク溶接（以下、「ＰＴ
Ａ法」という）が使用されている。
食性及び耐摩耗性等を向上させるため、それらの基材表
面において肉盛溶接がなされている。この肉盛溶接の方
法の一つとして粉体プラズマアーク溶接（以下、「ＰＴ
Ａ法」という）が使用されている。
【０００３】このＰＴＡ法は合金粉末を溶接材料として
使用し、その合金粉末にはＣｏ基のステライト系合金又
はＮｉ基のコルモノイ系合金等が多く使用されている。
またＰＴＡ法の普及に伴い、適用される粉末合金には種
々のものが開発され、インコネル系又はステンレス系合
金等も使用されている。それにまた、炭化物等のセラミ
ックスを多量に含有するサーメット系の材料等も溶接材
料として検討され、高耐摩耗性材料として実用化されて
いる。
使用し、その合金粉末にはＣｏ基のステライト系合金又
はＮｉ基のコルモノイ系合金等が多く使用されている。
またＰＴＡ法の普及に伴い、適用される粉末合金には種
々のものが開発され、インコネル系又はステンレス系合
金等も使用されている。それにまた、炭化物等のセラミ
ックスを多量に含有するサーメット系の材料等も溶接材
料として検討され、高耐摩耗性材料として実用化されて
いる。
【０００４】通常、合金粉末は、ガスアトマイズ法によ
り製造され、送給性が良好な球状粉末に成形されてい
る。また、ＰＴＡ法に好適な合金粉末の材料について種
々の検討がなされており、特に合金粉末の形状又は成分
について種々の提案がなされている。例えば、合金粉末
に含有されるガス成分の酸素量又は窒素量等を適正な値
とすることにより、溶接性の向上を図る技術が公知であ
る（特開昭６２−３３０８９号、特開昭６２−３３０９
０号）。
り製造され、送給性が良好な球状粉末に成形されてい
る。また、ＰＴＡ法に好適な合金粉末の材料について種
々の検討がなされており、特に合金粉末の形状又は成分
について種々の提案がなされている。例えば、合金粉末
に含有されるガス成分の酸素量又は窒素量等を適正な値
とすることにより、溶接性の向上を図る技術が公知であ
る（特開昭６２−３３０８９号、特開昭６２−３３０９
０号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術は合金粉末の流動性を向上させることができる
等の効果を有しているものの、溶接後の溶着金属中に微
小なピンホールが発生する場合がある。
従来技術は合金粉末の流動性を向上させることができる
等の効果を有しているものの、溶接後の溶着金属中に微
小なピンホールが発生する場合がある。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ＰＴＡ法による肉盛溶接において、溶着金
属中に微小なピンホールが発生することを防止すること
ができると共に、溶接性を向上させることができる粉体
プラズマアーク溶接用合金粉末を提供することを目的と
する。
のであって、ＰＴＡ法による肉盛溶接において、溶着金
属中に微小なピンホールが発生することを防止すること
ができると共に、溶接性を向上させることができる粉体
プラズマアーク溶接用合金粉末を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る粉体プラズ
マアーク溶接用合金粉末は、水素量が０．５乃至２０ｐ
ｐｍであることを特徴とする。また、前記合金粉末はス
テライト系合金、コルモノイ系合金、インコネル系合金
又はＮｉ−５０Ｃｒ系合金であることが好ましい。な
お、本発明において、ｐｐｍとは重量ｐｐｍをいう。
マアーク溶接用合金粉末は、水素量が０．５乃至２０ｐ
ｐｍであることを特徴とする。また、前記合金粉末はス
テライト系合金、コルモノイ系合金、インコネル系合金
又はＮｉ−５０Ｃｒ系合金であることが好ましい。な
お、本発明において、ｐｐｍとは重量ｐｐｍをいう。
【０００８】ここで、ステライト系合金とは、Ｃ：０．
１〜３．０重量％、Ｓｉ：０．１〜２．０重量％、Ｍ
ｎ：２重量％以下、Ｆｅ：１０重量％以下、Ｎｉ：２５
重量％以下、Ｃｒ：２０〜４０重量％、Ｗ：２０重量％
以下及びＭｏ：１０重量％以下を含有するＣｏ基合金を
いう。
１〜３．０重量％、Ｓｉ：０．１〜２．０重量％、Ｍ
ｎ：２重量％以下、Ｆｅ：１０重量％以下、Ｎｉ：２５
重量％以下、Ｃｒ：２０〜４０重量％、Ｗ：２０重量％
以下及びＭｏ：１０重量％以下を含有するＣｏ基合金を
いう。
【０００９】コルモノイ系合金とは、Ｃ：０．１〜３．
０重量％、Ｓｉ：０．１〜５．０重量％、Ｍｎ：２重量
％以下、Ｆｅ：１０重量％以下、Ｃｒ：１〜３５重量
％、Ｗ：１７重量％以下、Ｍｏ：１０重量％以下、Ｃ
ｏ：１０重量％以下及びＢ：５重量％以下を含有するＮ
ｉ基合金をいう。
０重量％、Ｓｉ：０．１〜５．０重量％、Ｍｎ：２重量
％以下、Ｆｅ：１０重量％以下、Ｃｒ：１〜３５重量
％、Ｗ：１７重量％以下、Ｍｏ：１０重量％以下、Ｃ
ｏ：１０重量％以下及びＢ：５重量％以下を含有するＮ
ｉ基合金をいう。
【００１０】インコネル系合金とは、Ｃ：０．１０重量
％以下、Ｓｉ：０．５０重量％以下、Ｍｎ：３重量％以
下、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％
以下、Ｆｅ：４０重量％以下、Ｃｒ：１４〜２６重量
％、Ｃｕ：３重量％以下、Ａｌ：３．５重量％以下、Ｔ
ｉ：３．５重量％以下及びＭｏ：１０重量％以下を含有
し、更にＮｂ及びＴａを総計で６重量％以下含有するＮ
ｉ基合金をいう。
％以下、Ｓｉ：０．５０重量％以下、Ｍｎ：３重量％以
下、Ｐ：０．０３０重量％以下、Ｓ：０．０３０重量％
以下、Ｆｅ：４０重量％以下、Ｃｒ：１４〜２６重量
％、Ｃｕ：３重量％以下、Ａｌ：３．５重量％以下、Ｔ
ｉ：３．５重量％以下及びＭｏ：１０重量％以下を含有
し、更にＮｂ及びＴａを総計で６重量％以下含有するＮ
ｉ基合金をいう。
【００１１】また、Ｎｉ−５０Ｃｒ系合金とは、Ｃ：
０．１重量％以下、Ｓｉ：２重量％以下、Ｍｎ：２重量
％以下、Ｃｒ：４５〜５５重量％、Ｍｏ：０．５重量％
以下及びＦｅ：２重量％以下を含有するＮｉ基合金をい
う。
０．１重量％以下、Ｓｉ：２重量％以下、Ｍｎ：２重量
％以下、Ｃｒ：４５〜５５重量％、Ｍｏ：０．５重量％
以下及びＦｅ：２重量％以下を含有するＮｉ基合金をい
う。
【００１２】
【作用】本願発明者等はＰＴＡ法による肉盛溶接におい
て、溶着金属中に微小なピンホールが発生することを防
止することができると共に、溶接性を向上させることが
できる粉体プラズマアーク溶接用合金粉末を開発すべ
く、種々の実験研究を行った。その結果、従来あまり検
討されていなかった合金粉末中の水素量が微小ピンホー
ルの発生の原因となっていることを見出した。以下、本
発明に係る粉体プラズマアーク溶接用合金粉末における
水素量の限定理由について説明する。
て、溶着金属中に微小なピンホールが発生することを防
止することができると共に、溶接性を向上させることが
できる粉体プラズマアーク溶接用合金粉末を開発すべ
く、種々の実験研究を行った。その結果、従来あまり検
討されていなかった合金粉末中の水素量が微小ピンホー
ルの発生の原因となっていることを見出した。以下、本
発明に係る粉体プラズマアーク溶接用合金粉末における
水素量の限定理由について説明する。
【００１３】水素量：０．５乃至２０ｐｐｍ 合金粉末に含有される水素量が０．５ｐｐｍより少ない
と、ピンホールの発生は抑制できるが、溶接時において
合金粉末と母材とのなじみが劣化してしまう。これは、
水素量が少ないため、水素の母材表面を洗浄する効果が
低下してしまうからであると考えられる。一方、合金粉
末に含有される水素量が２０ｐｐｍより多いと、溶接時
に水素ガスが発生するため、溶着金属中に微小なピンホ
ールが発生してしまう。この水素量が多くなるに従って
ピンホールの数が多くなり、またその大きさが大きくな
る。更に、合金粉末の飛散量が多くなるため、溶接の作
業性が低下してしまう。
と、ピンホールの発生は抑制できるが、溶接時において
合金粉末と母材とのなじみが劣化してしまう。これは、
水素量が少ないため、水素の母材表面を洗浄する効果が
低下してしまうからであると考えられる。一方、合金粉
末に含有される水素量が２０ｐｐｍより多いと、溶接時
に水素ガスが発生するため、溶着金属中に微小なピンホ
ールが発生してしまう。この水素量が多くなるに従って
ピンホールの数が多くなり、またその大きさが大きくな
る。更に、合金粉末の飛散量が多くなるため、溶接の作
業性が低下してしまう。
【００１４】従って、合金粉末に含有される水素量は
０．５乃至２０ｐｐｍとする。なお、より一層良好な溶
接状態を得るためには、合金粉末に含有される水素量を
２乃至１０ｐｐｍとすることが好ましい。
０．５乃至２０ｐｐｍとする。なお、より一層良好な溶
接状態を得るためには、合金粉末に含有される水素量を
２乃至１０ｐｐｍとすることが好ましい。
【００１５】なお、合金粉末に含有される水素量を所定
範囲内に規制するためには、合金粉末の製造工程におい
て、アトマイズチャンバー内の雰囲気を調整したり、ア
トマイズの際に使用するガスの成分を調整することが有
効である。また、合金粉末の製造後において、水素還元
炉中で合金粉末に含有される水素量を増加させたり、逆
に脱ガスにより水素量を減少させることにより調整する
ことが有効である。なお、これらの水素量の調整方法
は、単独又は組み合わせて使用することができる。
範囲内に規制するためには、合金粉末の製造工程におい
て、アトマイズチャンバー内の雰囲気を調整したり、ア
トマイズの際に使用するガスの成分を調整することが有
効である。また、合金粉末の製造後において、水素還元
炉中で合金粉末に含有される水素量を増加させたり、逆
に脱ガスにより水素量を減少させることにより調整する
ことが有効である。なお、これらの水素量の調整方法
は、単独又は組み合わせて使用することができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例について、本発明の特
許請求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。
許請求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。
【００１７】先ず、下記表１に示す成分組成を有し、略
６３〜２５０μｍの粒度となるように合金粉末を製造し
た。またこの場合、粒度が２５０μｍを超える合金粉末
は０．１重量％以下、粒度が６３μｍより小さい合金粉
末は４．０重量％以下となるようにした。
６３〜２５０μｍの粒度となるように合金粉末を製造し
た。またこの場合、粒度が２５０μｍを超える合金粉末
は０．１重量％以下、粒度が６３μｍより小さい合金粉
末は４．０重量％以下となるようにした。
【００１８】なお、下記表１に示す各合金粉末における
成分元素の単位について、Ｈ（水素）はｐｐｍであり、
その他の元素は重量％である。
成分元素の単位について、Ｈ（水素）はｐｐｍであり、
その他の元素は重量％である。
【００１９】
【表１】
【００２０】上記表１に示すように、実施例Ｎｏ１〜２
７では、アトマイズチャンバー内の雰囲気を調整した
り、アトマイズの際に使用するガスの成分を調整した
り、また合金粉末の水素還元処理等によって、合金粉末
に含有される水素量を０．５〜２０ｐｐｍに規制した。
７では、アトマイズチャンバー内の雰囲気を調整した
り、アトマイズの際に使用するガスの成分を調整した
り、また合金粉末の水素還元処理等によって、合金粉末
に含有される水素量を０．５〜２０ｐｐｍに規制した。
【００２１】一方、比較例Ｎｏ１〜９では、アトマイズ
後の合金粉末を回収コンテナに放置して、合金粉末に含
有される水素量を０．５ｐｐｍより少なくした。また、
比較例Ｎｏ１０〜１８では、アトマイズガス及びチャン
バー内の水素量を増加したり、アトマイズ後の水素還元
処理時間を長くすることにより、合金粉末に含有される
水素量を２０ｐｐｍより多くした。
後の合金粉末を回収コンテナに放置して、合金粉末に含
有される水素量を０．５ｐｐｍより少なくした。また、
比較例Ｎｏ１０〜１８では、アトマイズガス及びチャン
バー内の水素量を増加したり、アトマイズ後の水素還元
処理時間を長くすることにより、合金粉末に含有される
水素量を２０ｐｐｍより多くした。
【００２２】これらの合金粉末を使用して、下記表２に
示す溶接条件によって、リング状の母材上にＰＴＡ肉盛
溶接を施した。
示す溶接条件によって、リング状の母材上にＰＴＡ肉盛
溶接を施した。
【００２３】
【表２】
【００２４】上記表２の溶接条件によるＰＴＡ肉盛溶接
の結果について下記表３に示す。溶接性の良否をビード
のなじみ及び形状を観察し、良、やや良及び不良で評価
し、夫々「○」、「△」及び「×」で示す。また、ＰＴ
Ａ肉盛溶接後に発生したピンホールは透過Ｘ線を使用
し、ＰＴＡ肉盛溶接後の試験片３０個について確認した
平均値を下記表３に示す。
の結果について下記表３に示す。溶接性の良否をビード
のなじみ及び形状を観察し、良、やや良及び不良で評価
し、夫々「○」、「△」及び「×」で示す。また、ＰＴ
Ａ肉盛溶接後に発生したピンホールは透過Ｘ線を使用
し、ＰＴＡ肉盛溶接後の試験片３０個について確認した
平均値を下記表３に示す。
【００２５】
【表３】
【００２６】上記表３に示すように、実施例Ｎｏ１〜２
７については、水素量を所定範囲内に規制しているた
め、合金粉末と母材とのなじみは良好であり、またビー
ド形状も良好であった。それにまた、合金粉末の飛散量
も少なく、溶接時の作業性は良好であった。更に、溶接
金属中にピンホールは全く発生しなかった。
７については、水素量を所定範囲内に規制しているた
め、合金粉末と母材とのなじみは良好であり、またビー
ド形状も良好であった。それにまた、合金粉末の飛散量
も少なく、溶接時の作業性は良好であった。更に、溶接
金属中にピンホールは全く発生しなかった。
【００２７】一方、比較例Ｎｏ１〜９については、合金
粉末に含有された水素量が所定量より少ないため、合金
粉末と母材とのなじみが劣化し、またビード形状も実施
例に比べて劣化したものとなった。なお、水素量が少な
いほど、なじみ及びビード形状の劣化が大きくなった。
粉末に含有された水素量が所定量より少ないため、合金
粉末と母材とのなじみが劣化し、またビード形状も実施
例に比べて劣化したものとなった。なお、水素量が少な
いほど、なじみ及びビード形状の劣化が大きくなった。
【００２８】また、比較例Ｎｏ１０〜１８については、
合金粉末に含有された水素量が所定量より多いため、合
金粉末と母材とのなじみ及びビード形状が劣化し、合金
粉末の飛散量も多くなった。それにまた、水素含有量が
多い比較例ほどピンホールの発生量も多くなった。な
お、水素量が多いほど、なじみ及びビード形状の劣化が
大きくなり、また合金粉末の飛散量も多くなった。
合金粉末に含有された水素量が所定量より多いため、合
金粉末と母材とのなじみ及びビード形状が劣化し、合金
粉末の飛散量も多くなった。それにまた、水素含有量が
多い比較例ほどピンホールの発生量も多くなった。な
お、水素量が多いほど、なじみ及びビード形状の劣化が
大きくなり、また合金粉末の飛散量も多くなった。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＰＴＡ法において溶接材料として使用される合金粉末の
水素含有量を所定範囲内に規制することにより、合金粉
末と母材とのなじみを良好とすることができ、またビー
ド形状が良好な溶接部を得ることができる。また、溶接
時における合金粉末の飛散量を低減することができ、溶
接作業性を向上させることができる。更に、溶接金属中
におけるピンホールの発生を防止することができる。
ＰＴＡ法において溶接材料として使用される合金粉末の
水素含有量を所定範囲内に規制することにより、合金粉
末と母材とのなじみを良好とすることができ、またビー
ド形状が良好な溶接部を得ることができる。また、溶接
時における合金粉末の飛散量を低減することができ、溶
接作業性を向上させることができる。更に、溶接金属中
におけるピンホールの発生を防止することができる。
Claims (5)
- 【請求項１】 水素量が０．５乃至２０ｐｐｍであるこ
とを特徴とする粉体プラズマアーク溶接用合金粉末。 - 【請求項２】 ステライト系合金であることを特徴とす
る請求項１に記載の粉体プラズマアーク溶接用合金粉
末。 - 【請求項３】 コルモノイ系合金であることを特徴とす
る請求項１に記載の粉体プラズマアーク溶接用合金粉
末。 - 【請求項４】 インコネル系合金であることを特徴とす
る請求項１に記載の粉体プラズマアーク溶接用合金粉
末。 - 【請求項５】 Ｎｉ−５０Ｃｒ系合金であることを特徴
とする請求項１に記載の粉体プラズマアーク溶接用合金
粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7352195A JP2703735B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 粉体プラズマアーク溶接用合金粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7352195A JP2703735B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 粉体プラズマアーク溶接用合金粉末 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08267277A true JPH08267277A (ja) | 1996-10-15 |
| JP2703735B2 JP2703735B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=13520637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7352195A Expired - Lifetime JP2703735B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 粉体プラズマアーク溶接用合金粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2703735B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006255767A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 熱間で使用する金型用Ｎｉ基肉盛粉末および熱間用金型 |
| JP2011098314A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Onodani Kiko Kk | 刃物およびその製造方法 |
| JP2012166237A (ja) * | 2011-02-15 | 2012-09-06 | Kubota Corp | 被覆部材および肉盛溶接構造 |
| JP2019111578A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | 新日本溶業株式会社 | 溶接肉盛用Ｃｏ基合金及び溶接肉盛用粉末 |
| JP2019135328A (ja) * | 2019-04-09 | 2019-08-15 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 合金粉末 |
| JP2019189885A (ja) * | 2018-04-18 | 2019-10-31 | 山陽特殊製鋼株式会社 | Ｃｏ基合金及びその粉末 |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7352195A patent/JP2703735B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006255767A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 熱間で使用する金型用Ｎｉ基肉盛粉末および熱間用金型 |
| JP4679942B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2011-05-11 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 熱間で使用する金型用Ｎｉ基肉盛粉末および熱間用金型 |
| JP2011098314A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Onodani Kiko Kk | 刃物およびその製造方法 |
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| JP2019135328A (ja) * | 2019-04-09 | 2019-08-15 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 合金粉末 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2703735B2 (ja) | 1998-01-26 |
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