JPH10109180A - 超微細金属の肉盛り溶接装置 - Google Patents
超微細金属の肉盛り溶接装置Info
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- JPH10109180A JPH10109180A JP26446296A JP26446296A JPH10109180A JP H10109180 A JPH10109180 A JP H10109180A JP 26446296 A JP26446296 A JP 26446296A JP 26446296 A JP26446296 A JP 26446296A JP H10109180 A JPH10109180 A JP H10109180A
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- welding
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カメラ、電気コネクタ、光ファイバーあるい
はＩＣリードフレーム等の製造に使用される超精密金型
等々に生ずる、顕微鏡で拡大して視認されるような超微
細な損傷や寸法ミス等を、熱影響を伴うことなく、例え
ば１／１０００mm単位の公差で微細に肉盛り溶接をして
補修、補正する方法に使用される肉盛り溶接装置を提供
する 【解決手段】 金属部材と電気的に接続される２次電極
と、金属部材の上に載せられた微粒粉末状の溶接パウダ
ーの一粒ずつ又は薄板状の溶接板材若しくは細線等へ押
し当てることが可能にシャープに尖らせた先細形状の１
次電極と、前記１次電極と２次電極の間に５〜３００ア
ンペアの小電流を１／１０００〜４／１０００秒の短時
間内にパルス状に通電する電源装置とで構成されてい
る。
はＩＣリードフレーム等の製造に使用される超精密金型
等々に生ずる、顕微鏡で拡大して視認されるような超微
細な損傷や寸法ミス等を、熱影響を伴うことなく、例え
ば１／１０００mm単位の公差で微細に肉盛り溶接をして
補修、補正する方法に使用される肉盛り溶接装置を提供
する 【解決手段】 金属部材と電気的に接続される２次電極
と、金属部材の上に載せられた微粒粉末状の溶接パウダ
ーの一粒ずつ又は薄板状の溶接板材若しくは細線等へ押
し当てることが可能にシャープに尖らせた先細形状の１
次電極と、前記１次電極と２次電極の間に５〜３００ア
ンペアの小電流を１／１０００〜４／１０００秒の短時
間内にパルス状に通電する電源装置とで構成されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ、電気コネ
クタ、光ファイバーあるいはＩＣリードフレーム等の製
造に使用される超精密金型等々に生ずる、顕微鏡で拡大
して視認されるような超微細な損傷や寸法ミス等を、熱
影響を伴うことなく、例えば１／１０００mm単位の公差
で微細に肉盛り溶接をして補修、補正する方法に使用さ
れる肉盛り溶接装置に関する。
クタ、光ファイバーあるいはＩＣリードフレーム等の製
造に使用される超精密金型等々に生ずる、顕微鏡で拡大
して視認されるような超微細な損傷や寸法ミス等を、熱
影響を伴うことなく、例えば１／１０００mm単位の公差
で微細に肉盛り溶接をして補修、補正する方法に使用さ
れる肉盛り溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】成形用金型などは、その製作段階や使用
過程において損傷を受けたり、寸法ミス等が日常的に生
ずる。損傷や寸法ミスを補正、補修して金型の再生利用
を図る必要性は、特にコスト面から甚大である。そこで
従来、特許第２５０９１２４号、特許第２５０９１２５
号公報、あるいは米国特許第５３７８８６７号明細書に
記載された発明として、合成樹脂成形用金型に代表され
るような金属部材の比較的微細なつぶれやキズ、寸法補
正などを目的として、その金属部材に溶接金属（ナゲッ
ト）を点状又は線状又は面状に肉盛りする溶接を行な
い、凝固後に前記肉盛り溶接金属の不要部分（余肉）を
切除し、その跡を研磨して仕上げる、金属部材の溶接補
修方法及び肉盛り溶接装置が開示されている。
過程において損傷を受けたり、寸法ミス等が日常的に生
ずる。損傷や寸法ミスを補正、補修して金型の再生利用
を図る必要性は、特にコスト面から甚大である。そこで
従来、特許第２５０９１２４号、特許第２５０９１２５
号公報、あるいは米国特許第５３７８８６７号明細書に
記載された発明として、合成樹脂成形用金型に代表され
るような金属部材の比較的微細なつぶれやキズ、寸法補
正などを目的として、その金属部材に溶接金属（ナゲッ
ト）を点状又は線状又は面状に肉盛りする溶接を行な
い、凝固後に前記肉盛り溶接金属の不要部分（余肉）を
切除し、その跡を研磨して仕上げる、金属部材の溶接補
修方法及び肉盛り溶接装置が開示されている。
【０００３】その他、先の特願平７−２１６１７４号明
細書及び図面には、上記特許発明に係る肉盛り溶接装置
を溶着機とし、同溶着機によって肉盛りした溶接金属へ
アークをパルス状に飛ばして再溶融し金属組織の安定化
を図るアーク溶融機との組み合わせで構成される肉盛り
溶接装置、及び同溶接装置を使用した金属部材の溶接補
修方法が記載されている。前記の溶着機で肉盛り溶接さ
れた溶接金属（ナゲット）を顕微鏡写真で拡大し詳細に
観察すると、その溶着度（合金化度）はおよそ９５％ぐ
らいまで及んでいるが、１００％ではない。また、施工
者の技能の優劣によって前記溶着度は上下にバラつく。
その原因は、前記溶着機の１次電極で１パルスの通電に
より形成できる溶接金属（ナゲット）の大きさは、せい
ぜい直径０．６〜１mm程度の微細な点状である。このよ
うな点状のナゲットを連続させ又は層状に積み重ねるこ
とにより肉盛り溶接が行なわれるので、１次電極の刻み
送り（溶接のピッチ移動）操作のわずかな狂いでナゲッ
トは非連続的で不十分な溶接状態となる。前記のように
溶着度が不十分であると、肉盛りした溶接金属が剥離を
起すおそれがあり、せっかく補修した結果物が台無しに
なる心配があるところ、この点が前記の先願発明によっ
て前記の各問題点が解決された。即ち、肉盛り溶接金属
の溶着度は１００％近くに高まり、高品質で剥離の心配
がなく、従って補修箇所は耐久性に優れ、しかも補正、
補修に要する作業時間が短く、格別の熟練技術を必要と
しない肉盛り溶接装置が提供された。
細書及び図面には、上記特許発明に係る肉盛り溶接装置
を溶着機とし、同溶着機によって肉盛りした溶接金属へ
アークをパルス状に飛ばして再溶融し金属組織の安定化
を図るアーク溶融機との組み合わせで構成される肉盛り
溶接装置、及び同溶接装置を使用した金属部材の溶接補
修方法が記載されている。前記の溶着機で肉盛り溶接さ
れた溶接金属（ナゲット）を顕微鏡写真で拡大し詳細に
観察すると、その溶着度（合金化度）はおよそ９５％ぐ
らいまで及んでいるが、１００％ではない。また、施工
者の技能の優劣によって前記溶着度は上下にバラつく。
その原因は、前記溶着機の１次電極で１パルスの通電に
より形成できる溶接金属（ナゲット）の大きさは、せい
ぜい直径０．６〜１mm程度の微細な点状である。このよ
うな点状のナゲットを連続させ又は層状に積み重ねるこ
とにより肉盛り溶接が行なわれるので、１次電極の刻み
送り（溶接のピッチ移動）操作のわずかな狂いでナゲッ
トは非連続的で不十分な溶接状態となる。前記のように
溶着度が不十分であると、肉盛りした溶接金属が剥離を
起すおそれがあり、せっかく補修した結果物が台無しに
なる心配があるところ、この点が前記の先願発明によっ
て前記の各問題点が解決された。即ち、肉盛り溶接金属
の溶着度は１００％近くに高まり、高品質で剥離の心配
がなく、従って補修箇所は耐久性に優れ、しかも補正、
補修に要する作業時間が短く、格別の熟練技術を必要と
しない肉盛り溶接装置が提供された。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】ところで肉盛り溶接
の適用対象である成形用金型も、カメラ、電気コネク
タ、光ファイバー、あるいはＩＣリードフレーム等の製
造に使用される超精密金型等々に生ずる、顕微鏡で拡大
して視認されるような超微細な損傷や寸法ミス等は、例
えば１／１０００mm単位の公差で超精密に補修、補正す
ることが要求される。具体的には、顕微鏡で金型の損傷
状況を大きく拡大して見ながら、粒径が３０ミクロン程
度の溶接パウダーを一粒ずつ傷跡へ肉盛り溶接し、しか
る後に研磨し修復する手法で作業を進める。
の適用対象である成形用金型も、カメラ、電気コネク
タ、光ファイバー、あるいはＩＣリードフレーム等の製
造に使用される超精密金型等々に生ずる、顕微鏡で拡大
して視認されるような超微細な損傷や寸法ミス等は、例
えば１／１０００mm単位の公差で超精密に補修、補正す
ることが要求される。具体的には、顕微鏡で金型の損傷
状況を大きく拡大して見ながら、粒径が３０ミクロン程
度の溶接パウダーを一粒ずつ傷跡へ肉盛り溶接し、しか
る後に研磨し修復する手法で作業を進める。
【０００５】しかるに、上述したいずれの肉盛り溶接装
置も、超微細金属粒の肉盛り溶接に適用可能性がなく、
溶接の成果を得ることが出来ない。その原因は第１に、
粒径が３０ミクロン程度の溶接パウダーを一粒ずつ傷跡
へ肉盛り溶接するのに適正な溶接エネルギーを与える電
流値及び通電時間の条件設定が難しいこと。第２には、
粒径が３０ミクロン程度の溶接パウダーを一粒ずつ傷跡
へ溶接するのに適した１次電極の先端形状を開発する必
要が有ること、等々である。
置も、超微細金属粒の肉盛り溶接に適用可能性がなく、
溶接の成果を得ることが出来ない。その原因は第１に、
粒径が３０ミクロン程度の溶接パウダーを一粒ずつ傷跡
へ肉盛り溶接するのに適正な溶接エネルギーを与える電
流値及び通電時間の条件設定が難しいこと。第２には、
粒径が３０ミクロン程度の溶接パウダーを一粒ずつ傷跡
へ溶接するのに適した１次電極の先端形状を開発する必
要が有ること、等々である。
【０００６】従って、本発明の目的は、カメラ、電気コ
ネクタ、光ファイバー、あるいはＩＣリードフレーム等
の製造に使用される超精密金型等々に生ずる超微細な損
傷や寸法ミス等を、顕微鏡で拡大して見ながら、熱影響
を伴うことなく、例えば１／１０００mm単位の公差で微
細に肉盛り溶接をし補修、補正する方法に適用可能な超
微細金属の肉盛り溶接装置を提供することである。
ネクタ、光ファイバー、あるいはＩＣリードフレーム等
の製造に使用される超精密金型等々に生ずる超微細な損
傷や寸法ミス等を、顕微鏡で拡大して見ながら、熱影響
を伴うことなく、例えば１／１０００mm単位の公差で微
細に肉盛り溶接をし補修、補正する方法に適用可能な超
微細金属の肉盛り溶接装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、請求項１記載の発明に係る超微細金属
の肉盛り溶接装置は、超微細金属粒を肉盛り溶接する溶
接装置であって、金属部材と電気的に接続される２次電
極と、金属部材の上に載せられた微粒粉末状の溶接パウ
ダーの一粒ずつ又は薄板状の溶接板材若しくは細線等へ
押し当てることが可能にシャープに尖らせた先細形状の
１次電極と、前記１次電極と２次電極の間に５〜３００
アンペアの小電流を１／１０００〜４／１０００秒の短
時間内にパルス状に通電する電源装置とで構成されてい
ることを特徴とする。
めの手段として、請求項１記載の発明に係る超微細金属
の肉盛り溶接装置は、超微細金属粒を肉盛り溶接する溶
接装置であって、金属部材と電気的に接続される２次電
極と、金属部材の上に載せられた微粒粉末状の溶接パウ
ダーの一粒ずつ又は薄板状の溶接板材若しくは細線等へ
押し当てることが可能にシャープに尖らせた先細形状の
１次電極と、前記１次電極と２次電極の間に５〜３００
アンペアの小電流を１／１０００〜４／１０００秒の短
時間内にパルス状に通電する電源装置とで構成されてい
ることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】請求項１記載の発明に係る超微細
金属の肉盛り溶接装置は、超精密金型等の金属部材の損
傷箇所等へ、溶接材を、熱影響を伴うことなく超微細に
肉盛り溶接する溶接装置として実施される。この溶接装
置は、金属部材と電気的に接続される２次電極と、同金
属部材の損傷箇所等の上に載せた微粒粉末状の溶接パウ
ダーを顕微鏡で拡大して見ながら一粒ずつ又は薄板状の
溶接板材若しくは細線等へ局部的に押し付け通電するこ
とが可能にシャープに尖らせた先細形状の１次電極と、
前記１次電極と２次電極の間に５〜３００アンペアの小
電流を、１／１０００〜４／１０００秒の短時間内にパ
ルス状に通電する電源装置とで構成され実施される。
金属の肉盛り溶接装置は、超精密金型等の金属部材の損
傷箇所等へ、溶接材を、熱影響を伴うことなく超微細に
肉盛り溶接する溶接装置として実施される。この溶接装
置は、金属部材と電気的に接続される２次電極と、同金
属部材の損傷箇所等の上に載せた微粒粉末状の溶接パウ
ダーを顕微鏡で拡大して見ながら一粒ずつ又は薄板状の
溶接板材若しくは細線等へ局部的に押し付け通電するこ
とが可能にシャープに尖らせた先細形状の１次電極と、
前記１次電極と２次電極の間に５〜３００アンペアの小
電流を、１／１０００〜４／１０００秒の短時間内にパ
ルス状に通電する電源装置とで構成され実施される。
【０００９】粒径が３０ミクロン程度の溶接パウダーの
一粒ずつを肉盛り溶接する場合、３００アンペア以上の
大電流を流したのでは溶接エネルギーが大きすぎて到底
品質良好な溶接成果を得られない。５アンペア以上３０
０アンペア以下の範囲で、通電時間を１／１０００〜４
／１０００程度に保つと、良好な肉盛り溶接の成果が得
られた。
一粒ずつを肉盛り溶接する場合、３００アンペア以上の
大電流を流したのでは溶接エネルギーが大きすぎて到底
品質良好な溶接成果を得られない。５アンペア以上３０
０アンペア以下の範囲で、通電時間を１／１０００〜４
／１０００程度に保つと、良好な肉盛り溶接の成果が得
られた。
【００１０】金属部材の上に載せる微粒粉末状の溶接パ
ウダー溶接板材、細線等の材質は、母材たる金属部材と
同じ金属材料である。溶接パウダーの粒度は、一粒ずつ
の超微細な肉盛り溶接の一単位として適切な１０〜３０
０ミクロンの範囲が好適である。溶接材としては粉末合
金（溶接パウダー）を選択使用すると、金属部材の三頂
点の角やエッジ等の超微細な補修を容易化できる。板材
の場合は、厚さを０．０１〜０．１mm、幅を０．２〜
０．５mm程度とする。線材の場合は０．０１〜０．１mm
の線径とする。
ウダー溶接板材、細線等の材質は、母材たる金属部材と
同じ金属材料である。溶接パウダーの粒度は、一粒ずつ
の超微細な肉盛り溶接の一単位として適切な１０〜３０
０ミクロンの範囲が好適である。溶接材としては粉末合
金（溶接パウダー）を選択使用すると、金属部材の三頂
点の角やエッジ等の超微細な補修を容易化できる。板材
の場合は、厚さを０．０１〜０．１mm、幅を０．２〜
０．５mm程度とする。線材の場合は０．０１〜０．１mm
の線径とする。
【００１１】必要に応じて、前記微粒粉末状の溶接パウ
ダーを１次電極の先端位置に限定して付着させる磁石片
を電極の中に装着した構成の１次電極が使用される。こ
のような１次電極は、実公平７−１９６６７号公報に記
載されて公知である。１次電極は、１パルスの通電によ
り、粒度が３０ミクロン程度の溶接パウダーの一粒ずつ
を、顕微鏡で拡大して見ながら、点状に肉盛り溶接する
のに適するように、軸径が２mm程度の電極材の先端を針
の如く細く長くシャープに尖らせた先細形状で実施され
る。
ダーを１次電極の先端位置に限定して付着させる磁石片
を電極の中に装着した構成の１次電極が使用される。こ
のような１次電極は、実公平７−１９６６７号公報に記
載されて公知である。１次電極は、１パルスの通電によ
り、粒度が３０ミクロン程度の溶接パウダーの一粒ずつ
を、顕微鏡で拡大して見ながら、点状に肉盛り溶接する
のに適するように、軸径が２mm程度の電極材の先端を針
の如く細く長くシャープに尖らせた先細形状で実施され
る。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づき
説明する。図１は、請求項１記載の発明に係る超微細金
属の肉盛り溶接装置の電源回路を示している。家庭用の
１００Ｖ電源が使用される。電源スイッチ５を入れる
と、溶接可能状態となる。溶接作業者がマニュアルスイ
ッチ５１ａを入れると、足踏みスイッチ５０を１回オン
する度に１通電（１パルス）の肉盛り溶接が行われる。
溶接電圧の大きさは電圧調整器１４によりＡＣ０Ｖ〜１
０Ｖ位の範囲で調整が行われる。足踏みスイッチ５０を
１回踏む（スイッチオンする）と、制御回路４１により
ソリッド・ステート・リレー１５がオンになり、コンデ
ンサＣ１〜Ｃ６に充電が行なわれる。つづいて制御回路
４１のトリガ動作でサイリスター１６により前記コンデ
ンサの放電が行なわれる。この放電電流がトランス１７
の１次側に流れるので、同トランス１７の２次側に低
圧、小電流（５Ａ〜３００Ａ）が発生し、これが１次電
極８から２次電極２へと一瞬に流れて肉盛り溶接が行な
われる。このとき１次電極８へパルス状に一瞬に流れる
電流波形は、通電時間（１／１０００〜４／１０００）
と電流値（５Ａ〜３００Ａ）との反比例の関係になる。
オートスイッチ５１ｂを入れて足踏みスイッチ５０を踏
みつづけると、前記の充電と放電の動作が間欠的に一定
周期で繰り返し行なわれ、連続溶接ができる。前記充電
と放電の間欠動作の周期は、制御回路４１のリレー制御
間隔を調整するデジタルタイマー１８の設定により０．
１秒〜１．５秒の範囲で調整される。図１の電源回路は
軽量小形の携帯式装置として製作されている。
説明する。図１は、請求項１記載の発明に係る超微細金
属の肉盛り溶接装置の電源回路を示している。家庭用の
１００Ｖ電源が使用される。電源スイッチ５を入れる
と、溶接可能状態となる。溶接作業者がマニュアルスイ
ッチ５１ａを入れると、足踏みスイッチ５０を１回オン
する度に１通電（１パルス）の肉盛り溶接が行われる。
溶接電圧の大きさは電圧調整器１４によりＡＣ０Ｖ〜１
０Ｖ位の範囲で調整が行われる。足踏みスイッチ５０を
１回踏む（スイッチオンする）と、制御回路４１により
ソリッド・ステート・リレー１５がオンになり、コンデ
ンサＣ１〜Ｃ６に充電が行なわれる。つづいて制御回路
４１のトリガ動作でサイリスター１６により前記コンデ
ンサの放電が行なわれる。この放電電流がトランス１７
の１次側に流れるので、同トランス１７の２次側に低
圧、小電流（５Ａ〜３００Ａ）が発生し、これが１次電
極８から２次電極２へと一瞬に流れて肉盛り溶接が行な
われる。このとき１次電極８へパルス状に一瞬に流れる
電流波形は、通電時間（１／１０００〜４／１０００）
と電流値（５Ａ〜３００Ａ）との反比例の関係になる。
オートスイッチ５１ｂを入れて足踏みスイッチ５０を踏
みつづけると、前記の充電と放電の動作が間欠的に一定
周期で繰り返し行なわれ、連続溶接ができる。前記充電
と放電の間欠動作の周期は、制御回路４１のリレー制御
間隔を調整するデジタルタイマー１８の設定により０．
１秒〜１．５秒の範囲で調整される。図１の電源回路は
軽量小形の携帯式装置として製作されている。
【００１３】以上は本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々な応用と
変更実施が可能である。
したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々な応用と
変更実施が可能である。
【００１４】
【本発明が奏する効果】請求項１記載の本発明による
と、従来不可能視されてきたカメラ、電気コネクタ、光
ファイバー、あるいはＩＣリードフレーム等を製造する
のに使用される超精密金型等々に生ずる、顕微鏡で拡大
して視認するような超微細な損傷や寸法ミス等を、熱影
響を伴うことなく、例えば１／１０００mm単位の公差で
超微細に肉盛り溶接をして補修、補正する方法に適用可
能な超微細金属の肉盛り溶接を高品質に実現できる。従
って、前記のような超精密金型の溶接補修が容易に可能
となり、甚大なる経済効果を得ることが出来る。
と、従来不可能視されてきたカメラ、電気コネクタ、光
ファイバー、あるいはＩＣリードフレーム等を製造する
のに使用される超精密金型等々に生ずる、顕微鏡で拡大
して視認するような超微細な損傷や寸法ミス等を、熱影
響を伴うことなく、例えば１／１０００mm単位の公差で
超微細に肉盛り溶接をして補修、補正する方法に適用可
能な超微細金属の肉盛り溶接を高品質に実現できる。従
って、前記のような超精密金型の溶接補修が容易に可能
となり、甚大なる経済効果を得ることが出来る。
【図１】超微細金属の肉盛り溶接装置の電源回路図であ
る。
る。
８ １次電極 ２ ２次電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 9/04 Ｂ２３Ｋ 9/04 Ｘ
Claims (1)
- 【請求項１】 超微細金属粒を肉盛り溶接する溶接装置
であって、 金属部材と電気的に接続される２次電極と、金属部材の
上に載せられた微粒粉末状の溶接パウダーの一粒ずつ又
は薄板状の溶接板材若しくは細線等へ押し当てることが
可能にシャープに尖らせた先細形状の１次電極と、前記
１次電極と２次電極の間に５〜３００アンペアの小電流
を１／１０００〜４／１０００秒の短時間内にパルス状
に通電する電源装置とで構成されていることを特徴とす
る、超微細金属の肉盛り溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26446296A JPH10109180A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 超微細金属の肉盛り溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26446296A JPH10109180A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 超微細金属の肉盛り溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10109180A true JPH10109180A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17403557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26446296A Pending JPH10109180A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 超微細金属の肉盛り溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10109180A (ja) |
-
1996
- 1996-10-04 JP JP26446296A patent/JPH10109180A/ja active Pending
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