JPH1034380A - Cladding by welding metal and cladding by welding flux cored wire of aluminum or aluminum alloy material - Google Patents

Cladding by welding metal and cladding by welding flux cored wire of aluminum or aluminum alloy material

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JPH1034380A
JPH1034380A JP19510396A JP19510396A JPH1034380A JP H1034380 A JPH1034380 A JP H1034380A JP 19510396 A JP19510396 A JP 19510396A JP 19510396 A JP19510396 A JP 19510396A JP H1034380 A JPH1034380 A JP H1034380A
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JP
Japan
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aluminum
welding
phase
cladding
metal
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JP19510396A
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Japanese (ja)
Inventor
Yosuke Ohata
要介 大畑
Tsuneo Takehana
常雄 竹鼻
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent defective welding such as a pit and blowhole or the like, to provide with a high jointing property with an aluminum material and an excellent wear resistance and heat resistance and to stably obtain at a low cost. SOLUTION: A cladding by welding metal 2 is obtained by using a cladding by welding flux cored wire wherein a core material composed of the aluminum or aluminum alloy is filled into a cover composed of a titanium or titanium alloy, and composed of a single structure of only γ phase (TiAl intermetallic compound) or a mixing structure between γ phase and α2 phase (Ti3 Al intermetallic compound). Also, the metal cover of a cladding by welding flux cored wire of the aluminum or aluminum material is composed of the titanium or titanium alloy and the core material of the same is composed of the aluminum or aluminum alloy in the cladding by welding flux cored wire wherein the core material is filled into the metal cover, and the Ti containing quantity to the whole weight of the flux cored wire is specified to be, by wt., 40-90%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はアルミニウム又はア
ルミニウム材に耐摩耗性及び耐熱性を与えるための肉盛
溶接金属及びその肉盛溶接金属を得るための肉盛溶接用
複合ワイヤに関し、特に、ピット及びブローホール等の
溶接欠陥を防止し、アルミニウム材との接合性が高いと
共に、耐摩耗性及び耐熱性が優れた肉盛溶接金属を、低
コストで安定して得ることができるアルミニウム又はア
ルミニウム合金材の肉盛溶接金属及び肉盛溶接用複合ワ
イヤに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a build-up weld metal for imparting wear resistance and heat resistance to aluminum or an aluminum material and a composite wire for build-up weld for obtaining the build-up weld metal. Aluminum or aluminum alloy which can prevent weld defects such as blowholes and blowholes, have high bondability with aluminum materials, and provide a low-cost and stable build-up weld metal with excellent wear resistance and heat resistance The present invention relates to a build-up weld metal for a material and a composite wire for build-up welding.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルミニウム及びアルミニウム合金材
は、鉄鋼材料と比較して、軽量であると共に、熱伝導性
及び耐食性が優れているので、自動車部品等の広い分野
において使用されている。以下、アルミニウム及びアル
ミニウム合金材を総称して、単にアルミニウム材とい
う。
2. Description of the Related Art Aluminum and aluminum alloy materials are used in a wide range of fields such as automobile parts because they are lighter in weight and have better heat conductivity and corrosion resistance than steel materials. Hereinafter, aluminum and aluminum alloy materials are simply referred to as aluminum materials.

【0003】しかしながら、アルミニウム材は一般的
に、鉄鋼材料と比較して、強度、耐摩耗性及び耐熱性が
劣っており、これらの特性の向上に加え、近時、使用環
境が過酷になってきているため、更に一層、アルミニウ
ム材の耐久性の向上が要求されている。そこで、耐摩耗
性及び耐熱性を有する被膜層をアルミニウム材の表面に
形成することにより耐久性を向上させる試みがなされて
いる。例えば、アルミニウム材の表面にPVD法又はC
VD法により薄い硬質被膜層を形成する方法、又は溶射
によって比較的厚い硬質被膜層を形成する方法等があ
る。
[0003] However, aluminum materials are generally inferior in strength, wear resistance and heat resistance as compared with steel materials, and in addition to the improvement of these characteristics, the use environment has recently become severe. Therefore, further improvement in durability of the aluminum material is required. Therefore, attempts have been made to improve durability by forming a coating layer having wear resistance and heat resistance on the surface of an aluminum material. For example, a PVD method or C
There is a method of forming a thin hard coating layer by the VD method, a method of forming a relatively thick hard coating layer by thermal spraying, and the like.

【0004】しかしながら、被膜を形成する方法として
PVD法又はCVD法を使用すると、被膜形成速度が遅
いため、厚膜の形成が困難である。また、溶射により被
膜を形成する場合は、形成中に騒音及び光線が発生する
ので、環境面において問題となる。更に、これらの方法
によって形成された被膜層は良好な硬さを示す一方、ア
ルミニウム材との密着性が悪く、このようなアルミニウ
ム材が使用されている部位又は部品は、その使用中にお
いて被膜の剥離又は脱落の虞があり、信頼性が低下して
しまう。
However, when a PVD method or a CVD method is used as a method of forming a film, it is difficult to form a thick film because the film forming speed is low. Further, when a coating is formed by thermal spraying, noise and light rays are generated during the formation, which is a problem in terms of environment. Furthermore, while the coating layers formed by these methods exhibit good hardness, they have poor adhesion to aluminum materials, and the parts or parts where such aluminum materials are used may cause the coating to be damaged during use. There is a risk of peeling or falling off, resulting in reduced reliability.

【0005】そこで、電子ビーム又はレーザ等の高エネ
ルギー源を使用した合金処理技術が開示されている(特
開昭55−27587号公報)。これは、基材(アルミ
ニウム材)の表面及び合金化金属を溶融させ、硬質合金
層を形成するものであり、電子ビームを使用することに
より、例えば、V、Cr、Mn、Fe、Co及びNi等
の金属元素(合金化金属)を基材表面に合金化させるこ
とができる。
Therefore, an alloy processing technique using a high energy source such as an electron beam or a laser has been disclosed (JP-A-55-27587). This is to melt the surface of the base material (aluminum material) and the alloying metal to form a hard alloy layer. By using an electron beam, for example, V, Cr, Mn, Fe, Co and Ni And other metal elements (alloying metals) can be alloyed on the substrate surface.

【0006】このように、高密度エネルギー源の電子ビ
ームを使用することにより、高い融点の合金化金属も容
易に溶融し、均一な合金層を得ることができるが、電子
ビームを使用する合金化処理は真空容器内で実施される
ので、アルミニウム材が過熱されることによりブローホ
ール及びピットが発生しやすくなり、生産性が低下す
る。一方、レーザは電子ビームと同様に高エネルギー密
度を有するが、アルミニウム材に対しては吸収率が低い
ので、適用することが困難である。また、電子ビーム及
びレーザの発生装置は高価であるため、これらを使用す
ることにより部品の製造コストが高くなってしまう。
As described above, by using the electron beam of the high-density energy source, the alloying metal having a high melting point can be easily melted and a uniform alloy layer can be obtained. Since the treatment is performed in a vacuum vessel, blowholes and pits are likely to occur due to overheating of the aluminum material, and the productivity is reduced. On the other hand, a laser has a high energy density like an electron beam, but has a low absorptivity to an aluminum material, so that it is difficult to apply the laser. Further, since the electron beam and laser generators are expensive, the use of them increases the manufacturing cost of parts.

【0007】一方、TIGアーク又はMIGアークによ
ってアルミニウム材の表面を硬化させることによっても
アルミニウム材の耐久性を向上させることができる。例
えば、アルミニウム又はアルミニウム合金粉末と、Nb
C粉末、TiC粉末又はVC粉末との混合粉末を溶加材
として使用する方法(特開昭58−179569号公
報)、アルミニウムからなる外皮にアルミニウム以外の
金属線材又はセラミクス線材が収容された複合溶加材を
使用する方法(特開平3−169495号公報、特開平
3−169496号公報)等がある。
On the other hand, the durability of the aluminum material can be improved by hardening the surface of the aluminum material with a TIG arc or a MIG arc. For example, aluminum or aluminum alloy powder and Nb
A method of using a powder mixed with C powder, TiC powder or VC powder as a filler material (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-179569), a composite solution in which a metal wire other than aluminum or a ceramic wire is housed in an aluminum sheath. There is a method using an additive (JP-A-3-169495, JP-A-3-169496).

【0008】しかしながら、NbC粉末又はTiC粉末
等のセラミクス粉末とアルミニウム合金粉末との混合粉
末を使用する場合、一般的に炭化物等のセラミクス粉末
は破砕粉であるため異形粉であり、安定送給が困難であ
ると共に、比重が異なる粉末の混合粉の場合には組成的
に不均一になる。従って、添加金属の希釈量が変動する
ので、得られる合金層の組成が不均一になり、耐摩耗性
及び耐熱性等の特性が変動する原因となる。
[0008] However, when a mixed powder of a ceramic powder such as NbC powder or TiC powder and an aluminum alloy powder is used, the ceramic powder such as carbide is generally crushed powder, so it is a deformed powder, and stable feeding is possible. It is difficult, and in the case of a powder mixture of powders having different specific gravities, the composition becomes non-uniform. Therefore, since the amount of dilution of the added metal varies, the composition of the obtained alloy layer becomes non-uniform, which causes variations in properties such as wear resistance and heat resistance.

【0009】また、アルミニウム合金粉末等の金属粉は
一般的にガスアトマイズ法又は水アトマイズ法により製
造されており、ガスを多く含有している。このような金
属粉を使用してアルミニウム材を溶接するとき、溶融状
態においてガスを含有する溶加材から、H2 、N2 及び
2 等を吸収しやすく、これらのガスがピット及びブロ
ーホール等の溶接欠陥を発生させる原因となる。
[0009] Metal powder such as aluminum alloy powder is generally produced by a gas atomization method or a water atomization method, and contains a large amount of gas. When an aluminum material is welded using such a metal powder, H 2 , N 2, O 2, and the like are easily absorbed from a filler material containing a gas in a molten state, and these gases are pits and blow holes. Etc., which may cause welding defects.

【0010】更に、溶接ワイヤとして、Cu基材料から
なる外皮内にAl基材料からなる芯材線を充填した複合
ワイヤを使用して、ガスシールドアーク又はプラズマア
ーク肉盛溶接によって、アルミニウム材表面に合金化層
を形成する技術が開示されている(特開平5−2388
5号公報等)。これにより、アルミニウム材表面にθ相
からなる合金化層が形成され、アルミニウム材の耐摩耗
性及び耐熱性を向上させることができる。
[0010] Further, as a welding wire, a composite wire in which a core wire made of an Al-based material is filled in an outer skin made of a Cu-based material is used, and the surface of the aluminum material is welded to the surface of the aluminum material by gas shielded arc or plasma arc overlay welding. A technique for forming an alloyed layer has been disclosed (JP-A-5-2388).
No. 5 publication). Thereby, an alloyed layer composed of the θ phase is formed on the surface of the aluminum material, and the wear resistance and heat resistance of the aluminum material can be improved.

【0011】更にまた、芯材金属の融点が外皮金属の融
点よりも低い複合ワイヤで、複合ワイヤ全重量に対して
Al含有量が15重量%であるような肉盛溶接用溶接ワ
イヤも開示されている(特開平5−57480号公
報)。このように、芯材金属の融点が外皮金属の融点よ
りも低いと、外皮金属が先に溶融することがなく、アー
ク熱及びジュール熱によって芯材及び外皮が合金化し、
その溶滴がアルミニウム材側に移行するので、良好な肉
盛金属を得ることができる。
Further, there is disclosed a welding wire for overlay welding in which the melting point of the core metal is lower than the melting point of the shell metal, and the Al content is 15% by weight based on the total weight of the composite wire. (JP-A-5-57480). Thus, if the melting point of the core metal is lower than the melting point of the shell metal, the shell metal does not melt first, and the core material and the shell are alloyed by arc heat and Joule heat,
Since the droplet moves to the aluminum material side, a good build-up metal can be obtained.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
5−23885号公報に示す溶接ワイヤを使用すると、
外皮金属として、Alと比較して極めて比重が大きいC
uを使用するため、肉盛部の重量が極めて大きいものに
なってしまう。また、耐熱性が低く、高温時における硬
さが極めて低いという問題点もある。
However, when a welding wire disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-23885 is used,
As a skin metal, C, which has a much higher specific gravity than Al
Since u is used, the weight of the built-up portion becomes extremely large. There is also a problem that heat resistance is low and hardness at high temperatures is extremely low.

【0013】更に、特開平5−57480号公報に示す
溶接ワイヤでは、単に外皮金属より低融点の金属を芯材
としただけで、複合線材中の酸素量等の規定はない。こ
のような複合線を製造する場合には、被覆材と芯材の界
面には酸化皮膜等が残りやすく、溶接時のブローホール
や溶接金属の組織等に悪影響を及ぼすという問題点があ
る。特に、チタンを外皮とし、アルミニウムを芯材とし
た溶接ワイヤを使用した肉盛溶接金属の場合、ワイヤ中
の酸素量が増加すると溶接時にAl23になりやすく、
組織の不均一、ブローホール及び溶接割れをおこす原因
となってしまう。
Further, in the welding wire disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-57480, the amount of oxygen and the like in the composite wire is not specified simply by using a core material having a lower melting point than the outer metal. When such a composite wire is manufactured, an oxide film or the like is likely to remain at the interface between the coating material and the core material, which has a problem that it has a bad influence on a blow hole at the time of welding, a structure of a weld metal, and the like. In particular, in the case of a build-up weld metal using a welding wire using titanium as a skin and aluminum as a core material, if the amount of oxygen in the wire increases, it is likely to become Al 2 O 3 during welding,
This causes unevenness of the structure, blow holes and weld cracks.

【0014】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ピット及びブローホール等の溶接欠陥を防
止することができると共に、アルミニウム材との接合性
が高く、耐摩耗性及び耐熱性が優れていて、低コストで
安定して得ることができるアルミニウム又はアルミニウ
ム合金材の肉盛溶接金属及び肉盛溶接用複合ワイヤを提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and can prevent welding defects such as pits and blowholes, and has a high bondability with aluminum materials, and has abrasion resistance and heat resistance. It is an object of the present invention to provide a build-up weld metal of aluminum or an aluminum alloy material and a composite wire for build-up welding, which are excellent in quality and can be obtained stably at low cost.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム又はアルミニウム材の肉盛溶接金属は、チタン又はチ
タン合金からなる外皮にアルミニウム又はアルミニウム
合金からなる芯材が充填された肉盛溶接用複合ワイヤを
使用することにより得られ、γ相のみの単相組織からな
ることを特徴とする。
An aluminum or aluminum overlay welding metal according to the present invention is a composite wire for overlay welding in which a shell made of titanium or a titanium alloy is filled with a core material made of aluminum or an aluminum alloy. And is characterized by being composed of a single-phase structure having only a γ-phase.

【0016】本発明に係る他のアルミニウム又はアルミ
ニウム材の肉盛溶接金属は、チタン又はチタン合金から
なる外皮にアルミニウム又はアルミニウム合金からなる
芯材が充填された肉盛溶接用複合ワイヤを使用すること
により得られ、γ相とα2 相との混合組織からなること
を特徴とする。なお、γ相とはTiAl金属間化合物で
あり、α2 相とは Ti3Al金属間化合物である。
[0016] Another overlay welding metal of aluminum or aluminum according to the present invention uses a composite wire for overlay welding in which a core made of aluminum or aluminum alloy is filled in a skin made of titanium or titanium alloy. And a mixed structure of a γ phase and an α 2 phase. The γ phase is a TiAl intermetallic compound, and the α 2 phase is a Ti 3 Al intermetallic compound.

【0017】本発明に係るアルミニウム又はアルミニウ
ム合金材の肉盛溶接用複合ワイヤは、金属外皮に芯材が
充填されている肉盛溶接用複合ワイヤにおいて、前記金
属外皮はチタン又はチタン合金からなり、前記芯材はア
ルミニウム又はアルミニウム合金からなるものであり、
溶接ワイヤ全重量に対するTi含有量が40乃至90重
量%であると共に、溶接ワイヤ全重量に対する酸素量が
0.2%以下であることを特徴とする。
The composite wire for overlay welding of an aluminum or aluminum alloy material according to the present invention is a composite wire for overlay welding in which a core is filled in a metal sheath, wherein the metal sheath is made of titanium or a titanium alloy; The core material is made of aluminum or an aluminum alloy,
The Ti content is 40 to 90% by weight based on the total weight of the welding wire, and the oxygen content is 0.2% or less based on the total weight of the welding wire.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本願発明者等が前記課題を解決す
るために鋭意実験研究を重ねた結果、チタン又はチタン
合金からなる外皮にアルミニウム又はアルミニウム合金
からなる芯材を充填した複合ワイヤ(Ti−Al複合ワ
イヤ)を肉盛溶接用ワイヤとして使用し、Ti含有量及
び酸素量を適正量に調整することにより、耐摩耗性及び
耐熱性が優れた肉盛溶接金属を得ることができることを
見い出した。具体的には、不活性ガスでシールドされた
アルミニウム材と非消耗電極との間に発生させたアーク
中に、Ti−Al複合ワイヤを送給することにより、ア
ルミニウム材の表面にTiが含有された溶接金属を形成
することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a result of intensive experiments and research conducted by the present inventors to solve the above-mentioned problems, a composite wire (Ti) in which an outer shell made of titanium or a titanium alloy is filled with a core material made of aluminum or an aluminum alloy. -Al composite wire) is used as a build-up welding wire, and by adjusting the Ti content and the oxygen content to appropriate amounts, it is possible to obtain a build-up weld metal having excellent wear resistance and heat resistance. Was. Specifically, Ti is contained on the surface of the aluminum material by feeding a Ti-Al composite wire into an arc generated between the aluminum material shielded by the inert gas and the non-consumable electrode. Weld metal can be formed.

【0019】以下、本発明における肉盛溶接金属の組
織、肉盛溶接用複合ワイヤの外皮成分として使用するT
iの含有量及び複合ワイヤ中の酸素量の限定理由につい
て説明する。
Hereinafter, the structure of the build-up weld metal according to the present invention and T used as an outer shell component of the composite wire for build-up welding are described.
The reason for limiting the content of i and the amount of oxygen in the composite wire will be described.

【0020】肉盛溶接金属の組織:γ相のみの単相組織
又はγ相とα2 相との混合組織 Ti−Al複合ワイヤを使用して形成される肉盛溶接金
属において、γ相の組織が存在すると、高温における耐
摩耗性、高温硬さ及び耐熱性が優れたものになる。従っ
て、肉盛溶接金属の組織はγ相のみの単相又はγ相とα
2 相との2相の混合組織からなるものとする。
Structure of overlay weld metal: single phase structure of only γ phase
Or, in a build-up weld metal formed using a mixed structure Ti-Al composite wire of a γ phase and an α 2 phase , if a γ phase structure is present, wear resistance at high temperatures, high temperature hardness and heat resistance are reduced. It will be excellent. Therefore, the structure of the build-up weld metal is a single phase of γ phase only or γ phase and α
It shall consist of a two-phase mixed structure with two phases.

【0021】Ti:40乃至90重量% 前述の如く、肉盛溶接金属において、γ相の組織が存在
するようにするためには、溶接ワイヤの全重量に対する
Ti含有量を適正量に規制する必要がある。即ち、溶接
ワイヤ全重量に対するTi含有量が40重量%未満であ
ると、溶接によって得られる溶接金属のTi含有量が不
足して、γ相が形成されなくなると共に、常温において
脆い性質を有する Al3Tiが形成される。従って、割
れが発生しやすくなり、耐摩耗性及び耐熱性等が優れた
溶接金属を得ることができない。一方、Ti含有量が9
0重量%を超えると、Al含有量の不足によってα2
の単相又はα2 相とαTi相との混合組織が形成され、
高温硬度が極めて低くなると共に、耐摩耗性が低下す
る。従って、溶接ワイヤ全重量に対するTi含有量は4
0乃至90重量%とする。
Ti: 40 to 90% by weight As described above, in order to make the γ-phase structure exist in the overlay welding metal, it is necessary to regulate the Ti content to an appropriate amount with respect to the total weight of the welding wire. There is. That is, if the Ti content relative to the total weight of the welding wire is less than 40% by weight, the Ti content of the weld metal obtained by welding becomes insufficient, so that a γ phase is not formed and Al 3 which has a brittle property at room temperature. Ti is formed. Accordingly, cracks are easily generated, and a weld metal having excellent wear resistance and heat resistance cannot be obtained. On the other hand, when the Ti content is 9
When more than 0 wt%, mixed structure of single-phase or alpha 2 phase and αTi phase of alpha 2 phase by a lack of the Al content is formed,
The high-temperature hardness is extremely low, and the wear resistance is low. Therefore, the Ti content relative to the total weight of the welding wire is 4
0 to 90% by weight.

【0022】なお、Ti含有量が本発明の範囲内の場
合、Ti含有量が高くなるに従って、溶接金属の組織は
α2相(Ti3Al金属間化合物)とγ相(TiAl金属
間化合物)との2種の金属間化合物がラメラ構造を形成
したものとなり、Ti含有量が低くなるに従って、γ相
の単相組織となる。従って、これらの組織を有する溶接
金属はいずれも、高温における耐摩耗性、高温硬さ及び
耐熱性が優れたものとなる。
When the Ti content is within the range of the present invention, as the Ti content increases, the structure of the weld metal becomes α 2 phase (Ti 3 Al intermetallic compound) and γ phase (TiAl intermetallic compound). And the two kinds of intermetallic compounds form a lamellar structure. As the Ti content decreases, a single phase structure of the γ phase is formed. Accordingly, any of the weld metals having these structures has excellent wear resistance at high temperatures, high-temperature hardness, and heat resistance.

【0023】複合ワイヤ中の酸素量:0.2重量%以下 酸素は、主に、複合線製造時に芯材であるAlとTiの
界面に、Al23、TiO2の形で残留する。これらを
あわせた酸素量が、複合ワイヤ全重量に対して0.2重
量%を超えると、溶接時にブローホール、ピットが形成
されると共に、Al23が優先的に生成され、均一なγ
相、α2相の形成を妨げて、硬度の低下を招く。従っ
て、酸素量は、複合ワイヤ全重量に対して0.2重量%
以下とする。
Oxygen content in the composite wire: 0.2% by weight or less Oxygen mainly remains in the form of Al 2 O 3 and TiO 2 at the interface between Al and Ti which is the core material during the production of the composite wire. If the combined oxygen amount exceeds 0.2% by weight based on the total weight of the composite wire, blow holes and pits are formed during welding, and Al 2 O 3 is preferentially generated, and uniform γ is generated.
Phase and the formation of the α 2 phase, resulting in a decrease in hardness. Therefore, the oxygen content is 0.2% by weight based on the total weight of the composite wire.
The following is assumed.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明に係るアルミニウム又はアルミ
ニウム合金材の肉盛溶接金属及び肉盛溶接用複合ワイヤ
の実施例についてその比較例と比較して具体的に説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the overlay welding metal and overlay welding composite wire of aluminum or aluminum alloy material according to the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples.

【0025】先ず、チタンからなる外皮とアルミニウム
からなる芯材とによって種々のTi/Al比率を有する
複合ワイヤを製造し、これらの複合ワイヤを使用してビ
ードオンプレート法(1層盛)により、アルミニウム板
に肉盛溶接を実施した。製造方法としては、例えば、チ
タンからなる外皮パイプ内に、アルミニウムからなる芯
材を振動方法で挿入し線引きする方法、又はチタンから
なるフープを湾曲に成形しながらAlからなる芯材を包
み込んで線引きする方法等を使用することができる。
First, composite wires having various Ti / Al ratios are manufactured by using a skin made of titanium and a core material made of aluminum, and using these composite wires, a bead-on-plate method (single-layer embossing) is performed. Overlay welding was performed on the aluminum plate. As a manufacturing method, for example, a method of inserting a core material made of aluminum into a skin pipe made of titanium by a vibration method and drawing a wire, or a method of forming a hoop made of titanium into a curve and wrapping a core material made of Al to draw a wire. And the like.

【0026】本実施例においては、複合ワイヤの外皮と
してJIS H 4600 TR270Cの純チタンテ
ープを使用し、芯材としてJIS H 4040 A
1050Wの純アルミニウム棒を使用して、直径が2.
0mmである複合ワイヤを製造した。また、母材となる
アルミニウム板として、50mm×100mm×10m
mのJIS A 1050Pのアルミニウム板を使用
し、簡便な溶接方法であるガスシールドアーク(TIG
溶接、MIG溶接)又はプラズマアーク溶接法を利用し
て溶接した。これらの溶接条件について下記表1に示
す。
In this embodiment, a pure titanium tape of JIS H 4600 TR270C is used as the outer skin of the composite wire, and JIS H 4040 A is used as the core material.
Using a 1050 W pure aluminum rod, the diameter is 2.
A composite wire measuring 0 mm was produced. Also, as an aluminum plate serving as a base material, 50 mm × 100 mm × 10 m
JIS A 1050P aluminum plate using a gas shielded arc (TIG
Welding, MIG welding) or plasma arc welding. Table 1 below shows these welding conditions.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】次いで、この溶接によって形成された肉盛
溶接金属について、溶接欠陥、ビードの外観、溶接金属
の硬さ及び組織について評価した。但し、ブローホール
等の溶接欠陥の検出及び評価は、JIS Z 3105
のアルミニウム溶接部の放射線透過試験及び透過写真の
等級分類方法に準じて実施した。また、肉盛溶接金属の
硬さ及び組織等は、溶接部の断面試験片を作製して、こ
れにより評価した。
Next, the weld overlay formed by this welding was evaluated for welding defects, bead appearance, hardness and structure of the weld metal. However, the detection and evaluation of welding defects such as blow holes are performed according to JIS Z 3105.
The test was conducted in accordance with the radiation transmission test and the classification method of the transmission photograph of the aluminum welded part. The hardness, the structure, and the like of the build-up weld metal were evaluated by preparing a cross-sectional test piece of the welded portion.

【0029】図1は肉盛金属の硬さ測定用の試験片の採
取位置を示す模式的断面図である。肉盛溶接金属2はア
ルミニウム板1の長手方向に平行な方向に延びるように
形成されており、図1はアルミニウム板1の長手方向に
垂直な面で切断した断面を示している。図1に示すよう
に、アルミニウム板1の表面には溶接金属2が形成され
ており、母材であるアルミニウム板1の表面を溶融させ
ながら肉盛溶接するため、溶接金属2はアルミニウム板
1の表面から上下に膨らんだような形状に形成されてい
る。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a sampling position of a test piece for measuring the hardness of the overlay metal. The build-up weld metal 2 is formed so as to extend in a direction parallel to the longitudinal direction of the aluminum plate 1, and FIG. 1 shows a cross section taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the aluminum plate 1. As shown in FIG. 1, a weld metal 2 is formed on the surface of an aluminum plate 1, and the surface of the aluminum plate 1, which is a base material, is welded while the surface of the aluminum plate 1 is melted. It is formed in a shape that swells up and down from the surface.

【0030】硬さ測定用の試験片は、溶接金属2の上面
から内部に向かって1mmの位置Aから採取し、アルミ
ニウム板1の上面に平行でその長手方向に垂直な方向に
荷重が印加されるようにして硬さを測定した。なお、硬
さの測定はビッカース硬さ試験機を使用し、荷重は30
0gとした。
A test piece for hardness measurement is taken from a position A of 1 mm from the upper surface of the weld metal 2 toward the inside, and a load is applied in a direction parallel to the upper surface of the aluminum plate 1 and perpendicular to its longitudinal direction. The hardness was measured as described above. The hardness was measured using a Vickers hardness tester and the load was 30
0 g.

【0031】また、高温硬さの測定は、大気中におい
て、硬さ測定用試験片を300℃の温度に保持した状態
で測定した。これらの溶接ワイヤの条件及び評価結果を
下記表2乃至5に示す。表2はMIG溶接を使用した場
合の例であり、表3及び4はTIG溶接、表5はプラズ
マ溶接を使用した例である。
The hardness at high temperature was measured in the atmosphere while keeping the test piece for hardness measurement at a temperature of 300 ° C. Tables 2 to 5 below show the conditions and evaluation results of these welding wires. Table 2 is an example using MIG welding, Tables 3 and 4 are examples using TIG welding, and Table 5 is an example using plasma welding.

【0032】溶接金属の硬さは、耐摩耗性の面から、ビ
ッカース硬さ試験による結果が、常温でHV200以上
であると共に、高温硬さの試験においても、HV200
以上であることが必要である。また、表2乃至5中の剥
離、割れ及びビード形状の欄において、○は良好、×は
不良であることを示す。
From the viewpoint of wear resistance, the hardness of the weld metal is not less than HV 200 at room temperature in the Vickers hardness test.
It is necessary to be above. In the columns of peeling, cracking, and bead shape in Tables 2 to 5, ○ indicates good and x indicates bad.

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【0036】[0036]

【表5】 [Table 5]

【0037】上記表2乃至5に示すように、実施例N
o.1〜6、21〜26及び41〜46は溶接ワイヤ全
重量に対するTiの含有量が本発明の範囲内であるの
で、アルミニウム板の表面に形成された肉盛溶接金属の
組織がγ相の単相組織又はα2 相とγ相とが混合したラ
メラ組織となった。従って、常温及び300℃での双方
の硬さにおいて優れた値を示し、耐熱性が良好であると
共に、融合不良及び割れ並びにブローホール及びピット
等の溶接欠陥が発生せず、接合性及びビード外観が優れ
ていた。
As shown in Tables 2 to 5 above, Example N
o. 1-6, 21-26 and 41-46, since the content of Ti with respect to the total weight of the welding wire is within the range of the present invention, the structure of the build-up weld metal formed on the surface of the aluminum plate has a single gamma phase. A phase structure or a lamellar structure in which the α 2 phase and the γ phase were mixed was obtained. Therefore, it shows excellent values in both hardness at normal temperature and 300 ° C., and has good heat resistance, and does not generate welding defects such as poor fusion and cracks and blowholes and pits. Was excellent.

【0038】一方、比較例No.7〜9、27〜29及
び47〜49はTi含有量が本発明範囲の下限未満であ
るので、肉盛溶接金属の組織中には硬くて脆い Al3
i相が不均一に形成された。従って、冷却時又は小さい
衝撃によりビードの表面に割れが発生し、ピット及びブ
ローホール等の発生によりビード形状が劣化した。
On the other hand, in Comparative Example No. 7-9, 27-29 and 47-49, the Ti content is less than the lower limit of the range of the present invention, so that the structure of the build-up weld metal is hard and brittle Al 3 T
The i-phase was formed unevenly. Therefore, cracks occurred on the surface of the bead during cooling or due to a small impact, and the shape of the bead deteriorated due to the occurrence of pits and blowholes.

【0039】また、比較例No.10、11、30、3
1、50及び51はTi含有量が本発明範囲の上限を超
えているので、肉盛溶接金属の組織中にγ相が形成され
ず、α2 相又はα相のみが形成された。従って、常温の
硬さ試験において低い値を示していると共に、耐熱性も
低下した。更に、比較例No.32乃至37はTi含有
量は本発明の範囲内であるが、溶接ワイヤ全重量に対す
る酸素量が本発明範囲の上限を超えたので、肉盛金属中
の組織中にAl23が形成されて、剥離割れが発生する
と共に、ピット及びブローホール等の発生によりビード
形状が劣化したものがあった。
Further, in Comparative Example No. 10, 11, 30, 3,
In Nos. 1, 50 and 51, since the Ti content exceeded the upper limit of the range of the present invention, no γ phase was formed in the structure of the overlay weld metal, and only the α 2 phase or the α phase was formed. Therefore, a low value was shown in the hardness test at room temperature, and the heat resistance was also lowered. Further, in Comparative Example No. In the case of Nos. 32 to 37, the Ti content is within the range of the present invention, but since the oxygen content with respect to the total weight of the welding wire exceeds the upper limit of the range of the present invention, Al 2 O 3 is formed in the structure in the overlay metal. In some cases, peeling cracks were generated, and bead shapes were deteriorated due to generation of pits and blow holes.

【0040】本発明においては、溶接ワイヤを構成する
外皮の材料として純チタン、芯材の材料として純アルミ
ニウムを使用したが、外皮の材料としてチタン合金、芯
材の材料としてアルミニウム合金を使用することもでき
る。即ち、外皮及び芯材が靱性及び伸線性に影響を受け
ない程度に、チタン合金の場合は例えば、Si、Ni、
Zr、Cr、Co、V、Nb、Mo、Ta、Sn、Fe
及びAl等を含有していてもよく、アルミニウム合金の
場合は例えば、Si、Cu、Mg、Ni、Mn、Ti、
Cr及びFe等を含有していてもよい。
In the present invention, pure titanium is used as the material of the outer skin constituting the welding wire, and pure aluminum is used as the material of the core material. However, a titanium alloy is used as the material of the outer skin, and an aluminum alloy is used as the material of the core material. Can also. That is, in the case of a titanium alloy, for example, Si, Ni,
Zr, Cr, Co, V, Nb, Mo, Ta, Sn, Fe
And Al or the like, and in the case of an aluminum alloy, for example, Si, Cu, Mg, Ni, Mn, Ti,
It may contain Cr and Fe.

【0041】また、芯材の長手方向に垂直な面の断面形
状は、例えば、円、楕円又は矩形とすることができる。
The cross-sectional shape of the surface of the core material perpendicular to the longitudinal direction can be, for example, a circle, an ellipse, or a rectangle.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
溶接ワイヤの外皮にTi又はTi合金を使用し、芯材に
Al又はAl合金を使用して、ワイヤ全重量に対するT
i含有量並びに酸素量を適正量に規定しているので、溶
接金属の組織中にγ相が形成され、ピット及びブローホ
ール等の溶接欠陥を防止することができると共に、アル
ミニウム材との接合性が高く、耐摩耗性及び耐熱性が優
れた肉盛溶接金属を低コストで安定して得ることができ
る。
As described in detail above, according to the present invention,
Ti or Ti alloy is used for the outer skin of the welding wire, and Al or Al alloy is used for the core material.
Since the i content and the oxygen content are regulated to appropriate amounts, a γ phase is formed in the structure of the weld metal, which can prevent welding defects such as pits and blowholes, and also have a good bondability with aluminum materials. In addition, a build-up weld metal having high wear resistance and excellent heat resistance can be stably obtained at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】肉盛金属の硬さ測定用の試験片の採取位置を示
す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a sampling position of a test piece for measuring the hardness of an overlay metal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;アルミニウム板 2;溶接金属 1; aluminum plate 2; weld metal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チタン又はチタン合金からなる外皮にア
ルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯材が充填さ
れた肉盛溶接用複合ワイヤを使用することにより得ら
れ、γ相のみの単相組織からなることを特徴とするアル
ミニウム又はアルミニウム合金材の肉盛溶接金属。
1. A composite wire for overlay welding in which a skin made of titanium or a titanium alloy is filled with a core material made of aluminum or an aluminum alloy, and has a single-phase structure of only a γ phase. Overlay weld metal of aluminum or aluminum alloy material.
【請求項2】 チタン又はチタン合金からなる外皮にア
ルミニウム又はアルミニウム合金からなる芯材が充填さ
れた肉盛溶接用複合ワイヤを使用することにより得ら
れ、γ相とα2相 との混合組織からなることを特徴とす
るアルミニウム又はアルミニウム合金材の肉盛溶接金
属。
2. A composite welding wire obtained by using a cladding welding wire in which a core made of aluminum or an aluminum alloy is filled in a skin made of titanium or a titanium alloy, and a mixed structure of a γ phase and an α 2 phase is obtained. A build-up weld metal of aluminum or an aluminum alloy material, characterized in that:
【請求項3】 金属外皮に芯材が充填されている肉盛溶
接用複合ワイヤにおいて、前記金属外皮はチタン又はチ
タン合金からなり、前記芯材はアルミニウム又はアルミ
ニウム合金からなるものであり、溶接ワイヤ全重量に対
するTi含有量が40乃至90重量%であると共に、溶
接ワイヤ全重量に対する酸素量が0.2重量%以下であ
ることを特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金
材の肉盛溶接用複合ワイヤ。
3. A composite wire for overlay welding in which a metal sheath is filled with a core material, wherein the metal sheath is made of titanium or a titanium alloy, and the core material is made of aluminum or an aluminum alloy. A composite wire for overlay welding of an aluminum or aluminum alloy material, wherein the content of Ti is 40 to 90% by weight based on the total weight and the amount of oxygen is 0.2% by weight or less based on the total weight of the welding wire.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011177764A (en) * 2010-03-02 2011-09-15 Toshiba Corp Apparatus for modifying surface of structural member and method therefor
CN103317262A (en) * 2013-05-31 2013-09-25 河北钢铁股份有限公司唐山分公司 Flux-cored welding wire for surfacing welding of cover face layer of gray cast iron
CN103317251A (en) * 2013-05-31 2013-09-25 河北钢铁股份有限公司唐山分公司 Flux-cored welding wire for surfacing welding of base layer of gray cast iron
CN114654128A (en) * 2022-03-21 2022-06-24 哈尔滨焊接研究院有限公司 TC4 titanium alloy metal powder core flux-cored welding strip and preparation method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011177764A (en) * 2010-03-02 2011-09-15 Toshiba Corp Apparatus for modifying surface of structural member and method therefor
CN103317262A (en) * 2013-05-31 2013-09-25 河北钢铁股份有限公司唐山分公司 Flux-cored welding wire for surfacing welding of cover face layer of gray cast iron
CN103317251A (en) * 2013-05-31 2013-09-25 河北钢铁股份有限公司唐山分公司 Flux-cored welding wire for surfacing welding of base layer of gray cast iron
CN114654128A (en) * 2022-03-21 2022-06-24 哈尔滨焊接研究院有限公司 TC4 titanium alloy metal powder core flux-cored welding strip and preparation method thereof

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