JPH10137977A - 溶接棒および溶接棒の製造方法 - Google Patents

溶接棒および溶接棒の製造方法

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JPH10137977A
JPH10137977A JP29298396A JP29298396A JPH10137977A JP H10137977 A JPH10137977 A JP H10137977A JP 29298396 A JP29298396 A JP 29298396A JP 29298396 A JP29298396 A JP 29298396A JP H10137977 A JPH10137977 A JP H10137977A
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JP
Japan
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welding rod
color
oxide film
color tone
manufacturing
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JP29298396A
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Osami Noguchi
修身 野口
Takashi Takahashi
敬司 高橋
Ken Kurihara
建 栗原
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の溶接棒の製造においては、製造条件に
よる溶接性の変動が大きいという問題があった。 【解決手段】 連続鋳造により製造されたCo基合金の
溶接棒において、表層に形成された酸化膜の色調が、ハ
ンターのLab表色系で表したときに、aが−3以上か
つ1以下であり、かつ、bが0以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造により製
造されるCo基合金の溶接棒およびその製造方法に関す
るものであり、特に、溶接棒に形成される表面酸化膜の
色調を規定することにより溶接棒の溶接性を向上させ得
る技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より知られているCo基合金の一種
にCo−Cr−W−C系合金がある。この合金は、その
材料組成が、例えば、Co−Cr28重量%−W12重
量%−C2.5重量%等からなるもので、常温で展性が
なく脆いために塑性加工を施すことができないことによ
り、通常、連続鋳造法により製造されている。
【0003】Co基合金製の溶接棒は、例えば、140
0〜1500℃の溶湯を、Be−Cuからなる水冷モー
ルド中に導入し、冷却しつつ間欠的に引き出すことによ
り製造されている。最も細いものでは、線径が2mm程
度のものが製品化されている。
【0004】溶接棒の表面は、水冷モールドから引き出
される際に酸化され、表面層に強固な酸化膜が形成され
る。この酸化膜は、化学的に安定であり、溶接棒が錆び
るのを防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Co基合金製の溶接棒においては、製造条件による溶接
性の変動が大きいという問題があった。つまり、溶接棒
の溶接性が表層にわずかに形成される酸化膜の品質(組
成、性状、膜厚、等)に大きく依存するため、製造条件
による溶接性の変動が大きくなってしまうのである。し
たがって、溶接棒の製造に際して、的確な指標が求めら
れていた。
【0006】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、連続鋳造によるCo基合金の溶接棒に関し、
表面酸化膜の色調を規定することにより、高い溶接性が
確保された溶接棒を提供することを目的とする。このよ
うな溶接棒を製造するための方法を提供することも、ま
た、本発明の目的である。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の溶接棒に
おいては、連続鋳造により製造されたCo基合金の溶接
棒において、表層に形成された酸化膜の色調が、ハンタ
ーのLab表色系で表したときに、aが−3以上かつ1
以下であり、かつ、bが0以下であることを特徴として
いる。請求項2記載の溶接棒の製造方法においては、連
続鋳造により製造されたCo基合金の溶接棒を製造する
方法であって、溶接棒の表面色の色調を制御しながら製
造することを特徴としている。請求項3記載の溶接棒の
製造方法においては、請求項2記載の溶接棒の製造方法
において、Co基合金の溶接棒の表層に所定の酸化膜を
形成したときの表面色に対応する色調の色見本を用意し
ておき、前記溶接棒の表面色の色調の制御を、製造され
る溶接棒の表面色の色調と前記色見本の色調とを比較対
照することにより行うことを特徴としている。
【0008】請求項1記載の発明によると、溶接棒は、
表面酸化膜の色調が、ハンターのLab表色系で表した
ときに、aが−3以上かつ1以下であり、かつ、bが0
以下とされる。よって、溶接棒の表面酸化膜の色調によ
り表面酸化膜の品質(組成、性状、膜厚、等)が規定さ
れ、溶接棒の高い溶接性が確保される。請求項2記載の
発明によると、溶接棒の製造に際して、溶接棒の表面色
の色調が制御される。よって、表面酸化膜の品質(組
成、性状、膜厚、等)が安定化し、溶接棒の高い溶接性
が確保される。請求項3記載の発明によると、製造に際
して、予め、色見本が準備される。この場合、色見本の
色調は、溶接性に関して適正な品質(組成、性状、膜
厚、等)の表面酸化膜を有するCo基合金の溶接棒の表
面色の色調に対応している。そして、製造される溶接棒
の表面色の色調と色見本の色調とを比較対照することに
より、溶接棒の表面色の色調制御が容易に行われる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
【0010】本発明の溶接棒の製造方法の説明に先立
ち、本発明の製造方法において使用される色見本につい
て、図1を参照して説明する。図1において、色見本1
は、標準試料2、透明樹脂板3を備えて構成されてい
る。
【0011】各標準試料2は、例えば、既知色調の表面
酸化膜を有するCo−Cr−W−C系合金棒である。こ
れら複数の標準試料2は、色調の順、例えばハンターの
Lab表色系におけるa値またはb値の順に、例えば左
側から並べられている。そして、適正な溶接性が得られ
る溶接棒に対応する色調のものが中央領域Aに配置さ
れ、不適当な溶接性が得られる溶接棒に対応する色調の
ものが両端の領域B、Cに配置されている。この場合、
試験試料を色見本1に近接させて、試験試料の表面色の
色調と各標準試料2の色調とを比較対照し、試験試料の
表面色の色調がA、B、Cのうちのどの領域に相当する
かを判定すれば、試験試料が、溶接に適した品質(組
成、性状、膜厚、等)の表面酸化膜を有しているかどう
かを容易に判別することができる。
【0012】2枚の透明樹脂板3は、各標準試料2を挟
みつけた状態で接着されており、各標準試料2を固定し
ている。
【0013】一方、図2には、本発明により得られたC
o基合金製の溶接棒10の一例を部分断面図により示
す。この溶接棒10は、中実の棒状体であり、例えば、
外径2mm、長さ500mmである。溶接棒10は、少
なくともCr:15〜35重量%、W:20重量%以
下、C:0.05〜3.5重量%含有し、残部がCoお
よび不可避不純物からなる棒本体11と、その外周表面
に形成された酸化膜12とから構成されている。この場
合、図示の都合上、酸化膜12は、実際よりも厚く図示
されていることに注意されたい。実際の酸化膜12の厚
さは、後述のように、2mmの線径に対して、0.8〜
3μmの程度である。
【0014】そして、本実施形態における溶接棒10
は、表層に形成された酸化膜12の色調が、ハンターの
Lab表色系で表したときに、aが−3以上かつ1以下
であり、かつ、bが0以下であるように規定されてい
る。これにより、高い溶接性が確保されている。
【0015】溶接棒10の組成は、上記組成の他、少な
くともCr:15〜35重量%、W:20重量%以下、
C:0.05〜3.5重量%、Ni:0.01〜3.4
重量%、Fe:0.01〜3.4重量%含有し、残部が
Coおよび不可避不純物からなる組成、または、少なく
ともCr:15〜35重量%、C:0.05〜3.5重
量%含有するとともに、Ni:0.01〜3.4重量
%、W:10〜20重量%、Mo:1.0〜10重量
%、Fe:0.01〜3.4重量%から選択された1種
または2種以上を含有し、残部がCoおよび不可避不純
物からなる組成、あるいは、少なくともCr:23〜3
5重量%、Ni:15〜30重量%、W:8.0〜15
重量%、C:1.0〜3.5重量%含有し、残部がCo
および不可避不純物からなる組成、のいずれかであって
も良い。
【0016】次に、溶接棒10の製造方法の実施の形態
について、図3を参照して説明する。
【0017】まず、上記組成の塊を所定量だけ溶解炉2
0に投入する。そして、この溶解炉20を1400〜1
500℃にまで加熱し溶解させて溶湯21とする。次い
で、この溶湯21をBe−Cuからなる水冷モールド2
2中に導入し、冷却して凝固させる。この凝固した鋳棒
(棒状体)23を水冷モールド22の出口22aから間
欠的に引き出しつつ冷却媒体である炭酸ガス(CO2 )
24を直接吹き付けて、鋳棒23を急冷し、鋳棒23の
表面に酸化膜を形成する。この場合、酸化膜の形成は、
速やかになされる。これにより、溶接棒10が得られ
る。
【0018】その後、得られた溶接棒10に対して、表
面酸化膜12の品質が適正であるかどうかのチェックが
なされる。この場合のチェックは、上述の色見本1(図
1に図示)を使用してなされる。すなわち、製造された
溶接棒10の色調と各標準試料2の色調とが比較され
る。これにより、溶接棒10が、溶接に適した表面酸化
膜を有しているかどうかが容易に判別される。
【0019】さらに、判別結果に基づいて、引き出され
る溶接棒10の表面の炭酸ガス24による冷却条件(炭
酸ガス流量、流速、冷却時間、等)を調節する。このよ
うにして、所望の品質の表面酸化膜を有する溶接棒10
が得られる。
【0020】上記製造方法において、炭酸ガス(CO2
)24は、単位重量当たりの気化熱が大きく(57
3.4J/g、1atm、194.7K)、しかも無湿
で冷却することができるという特長があり、冷却媒体と
して好適である。また、冷却媒体としては、炭酸ガス
(CO2 )24以外にも、窒素ガス、圧縮空気、アルゴ
ンガス、等、任意の不活性ガスまたは酸化性ガスを好適
に使用することができる。
【0021】また、上述の色見本1のように、多数本の
標準試料2を使用すると、厳密な品質の判別が可能であ
るが、必ずしも、厳密な判別が必要でない場合には、多
数本の標準試料2を使用する必要はなく、所望の範囲A
に属する1本の標準試料2を使用するだけでも良い。こ
のときには、製造された溶接棒10の表面色の色調を、
1本の標準試料2の表面色の色調と比較対照することに
より、溶接棒10の表面酸化膜が溶接に適したものであ
るかどうかが容易に判別される。また、2〜3本の標準
試料2を使用するだけでも、同様にして、所期の目的を
達成することができる。
【0022】あるいは、実際に色見本1を作製すること
に代えて、Co基合金の溶接棒の表層に適正な品質の表
面酸化膜を形成したときの表面色の色調に対応する色調
のカード(色見本)を用意しておくだけでも、同様にし
て、所期の目的を達成することができる。
【0023】次に、溶接棒10の表面色と溶接棒10の
溶接性との関係について得られた知見について説明す
る。
【0024】〔実験例1〕色調と溶接性との関係 冷却条件を変化させることにより、種々の品質(組成、
性状、膜厚、等)の表面酸化膜を有するCo−Cr−W
−C系合金製溶接棒10を作製し、色調と溶接性との関
係について調べた。色調の評価は、ハンターのLab表
色系によった。
【0025】結果を表1に示す。
【表1】
【0026】表より、適正な溶接性を得るためには、表
層に形成された酸化膜の色調が、ハンターのLab表色
系で表したときに、aが−3以上かつ1以下であり、か
つ、bが0以下であれば良いことがわかる。
【0027】〔実験例2〕色と溶接性との関係 冷却条件を変化させることにより、種々の品質(組成、
性状、膜厚、等)の表面酸化膜を有するCo−Cr−W
−C系合金製溶接棒10を作製し、表面色と溶接性との
関係について調べた。また、これとともに、酸化膜の組
成および膜厚を評価は、オージェ電子分光法(AES:
Auger Electron Spectroscopy)により行った。
【0028】試料は、少なくともCr:15〜35重量
%、W:20重量%以下、C:0.05〜3.5重量%
含有し、残部がCoおよび不可避不純物からなるCo基
合金について、冷却条件を変えて製造を行って得られた
もので、酸化膜の表面色が、灰系色(No.1)、黄系
色(No.2)、および、青系色(No.3)の3種類
である。この3種類の試料に対して、オージェ電子分光
法を適用し、Co、Cr、C、O、Wの各元素につい
て、表面からの深さ方向の線分析を行った。
【0029】なお、分析条件は、下記の通りである。 電 子 銃:加速電圧 5.0kV 吸収電流 1.0μA イオン銃:加速電圧 1.0kV エミッション電流 25.0mA イオン種 Ar ラスター幅 1×1(mm) スパッタリング速度 260オングストローム/分 (SiO2 換算)
【0030】試料No.1〜No.3に対する結果を、
それぞれ図4〜図6に示す。図4によれば、灰系色の試
料(No.1)では、酸化膜の厚さは、3.1μm程度
であり、表面から0.8μmの深さまでは、Crを主成
分とする酸化物により構成されていることがわかる。図
5によれば、黄系色の試料(No.2)では、酸化膜の
厚さは、1.6μm程度であり、表面から0.5μmの
深さまでは、Crを主成分とする酸化物により構成され
ていることがわかる。図6によれば、青系色の試料(N
o.3)では、酸化膜の厚さは、0.8μm程度であ
り、表面から0.3μmの深さまでは、Crを主成分と
しWおよびCoを副成分とする酸化物により構成されて
いることがわかる。これらの酸化物の厚さだけを比較す
ると、黄系色の試料(No.2)では、灰系色の試料
(No.1)の1/2程度であり、青系色の試料(N
o.3)では、灰系色の試料(No.1)の1/4程度
である。
【0031】溶接性の観点からは、これら3つの試料の
うち、青系色の試料(No.3)が最も優れており、溶
接性を向上させるには、溶接棒10の表面色が、このよ
うな青系色となるように、製造条件、すなわち冷却条件
を定めれば良い。
【0032】以上説明したように、本実施形態において
は、溶接棒10は、表面酸化膜12の色調が、ハンター
のLab表色系で表したときに、aが−3以上かつ1以
下であり、かつ、bが0以下とされる。よって、溶接棒
10の表面酸化膜12の色調により表面酸化膜12の品
質(組成、性状、膜厚、等)を規定することができ、溶
接棒10の高い溶接性を確保することができる。
【0033】また、溶接棒10の製造に際して、溶接棒
10の表面色の色調を制御するので、表面酸化膜12の
品質(組成、性状、膜厚、等)を安定化させることがで
き、溶接棒10の高い溶接性を確保することができる。
【0034】さらに、製造される溶接棒10の表面色の
色調と色見本1の色調とを比較対照することにより、溶
接棒10の表面色の色調制御を行うので、容易に色調制
御を行うことができる。
【0035】
【発明の効果】本発明の溶接棒および溶接棒の製造方法
によれば、以下の効果を奏する。請求項1記載の溶接棒
によれば、溶接棒は、表面酸化膜の色調が、ハンターの
Lab表色系で表したときに、aが−3以上かつ1以下
であり、かつ、bが0以下とされる。よって、溶接棒の
表面酸化膜の色調により表面酸化膜の品質(組成、性
状、膜厚、等)を規定することができ、溶接棒の高い溶
接性を確保することができる。請求項2記載の溶接棒の
製造方法によれば、溶接棒の製造に際して、溶接棒の表
面色の色調を制御するので、表面酸化膜の品質(組成、
性状、膜厚、等)を安定化させることができ、溶接棒の
高い溶接性を確保することができる。請求項3記載の溶
接棒の製造方法によれば、製造される溶接棒の表面色の
色調と色見本の色調とを比較対照することにより、溶接
棒の表面色の色調制御を行うので、容易に色調制御を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の溶接棒の製造方法の一実施形態にお
いて使用される色見本を示す斜視図である。
【図2】 本発明において得られる溶接棒の一例を示す
部分断面図である。この場合、図示の都合上、酸化膜
は、実際よりも厚く図示されている。
【図3】 本発明による溶接棒の製造方法の一実施形態
を説明するための説明図である。
【図4】 得られた灰系色の溶接棒に対してオージェ電
子分光法を適用した結果の一例を示す図である。
【図5】 得られた黄系色の溶接棒に対してオージェ電
子分光法を適用した結果の一例を示す図である。
【図6】 得られた青系色の溶接棒に対してオージェ電
子分光法を適用した結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 色見本 10 溶接棒 12 酸化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B23K 35/02 B23K 35/02 N 35/40 330 35/40 330 C22C 19/07 C22C 19/07 G

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続鋳造により製造されたCo基合金の
    溶接棒において、 表層に形成された酸化膜の色調が、ハンターのLab表
    色系で表したときに、aが−3以上かつ1以下であり、
    かつ、bが0以下であることを特徴とする溶接棒。
  2. 【請求項2】 連続鋳造により製造されたCo基合金の
    溶接棒を製造する方法であって、 溶接棒の表面色の色調を制御しながら製造することを特
    徴とする溶接棒の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の溶接棒の製造方法におい
    て、 Co基合金の溶接棒の表層に所定の酸化膜を形成したと
    きの表面色に対応する色調の色見本を用意しておき、 前記溶接棒の表面色の色調の制御を、製造される溶接棒
    の表面色の色調と前記色見本の色調とを比較対照するこ
    とにより行うことを特徴とする溶接棒の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1287942A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-05 General Electric Company Production and use of welding filler metal
CN106180624A (zh) * 2016-08-10 2016-12-07 广东省材料与加工研究所 一种镁合金焊丝的制备方法
DE102022205117A1 (de) 2022-05-23 2023-11-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren und Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen

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Effective date: 20020212