JPH11123549A - チタン系金属の肉盛溶接方法 - Google Patents
チタン系金属の肉盛溶接方法Info
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- JPH11123549A JPH11123549A JP29783197A JP29783197A JPH11123549A JP H11123549 A JPH11123549 A JP H11123549A JP 29783197 A JP29783197 A JP 29783197A JP 29783197 A JP29783197 A JP 29783197A JP H11123549 A JPH11123549 A JP H11123549A
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Abstract
金を肉盛溶接するに際し、複雑な形状の部材の肉盛溶接
を割れの発生を伴なうことなく可能とするとともに、ク
ラッド鋼の突合せ溶接についても、充分な強度を有する
溶接部が得られ、高品質の溶接製品が得られる肉盛溶接
方法を提供する。 【解決手段】 鋼の上にチタン、チタン系合金等のチタ
ン系金属を肉盛溶接するに際し、前記鋼の、前記チタン
系金属を溶接する側の表面に銅を下盛りし、次いで該銅
の表面に前記チタン系金属を肉盛溶接することにより、
下盛りの銅により希釈率の低下及び残留応力の低下によ
り割れの発生を防止する。
Description
母材とし、該炭素鋼材上にチタンあるいはチタン系合金
等のチタン系金属を肉盛溶接する溶接方法に関する。
1とし、この母材上にチタン(Ti)あるいはチタン合
金を肉盛2溶接したものの外観斜視図である。チタン
(Ti)は元素の周期表ではIVA属に属する金属であ
り、IVA属の他の金属(Zn、Hf等)あるいはVA
属(V、Nb、Ta等)とは溶融溶接が可能であるが、
それ以外の金属と溶融溶接を行う際には、溶接時に金属
間化合物が発生し、これによって肉盛溶接部2に割れ3
の発生をみる。
を炭素鋼からなる母材1上に溶接肉盛するのは、上記の
ような割れ3の発生を伴なうことから困難とされてい
る。尚、図5において、7は肉盛金属であるTi系金属
(TiあるいはTi合金)添加量、6は該Ti等肉盛金
属の母材溶込量である。
i合金を肉盛溶接する方法は、かかる問題点を抱えてい
ることから、図6に示すように、爆発接合や圧接接合に
よって、母材1上にTi、Ti合金を溶接して平板状の
肉盛溶接部2を形成するような溶接接合に適用されるに
とどまり、かかる爆発接合あるいは圧接接合は、複雑な
形状の部材の肉盛溶接への適用は不可能であった。
合には、炭素鋼からなる母材1上へのTiあるいはTi
合金の肉盛溶接の適用は不可能であることから、図7に
示すように、母材(炭素鋼)1の溶接部(炭素鋼)11
の上にクラッド材(TiあるいはTi合金)4と同一材
質から成る当て板(TiあるいはTi合金)8を置き、
この当て板8をクラッド材4にすみ肉溶接していた。9
はそのすみ肉溶接部である。
溶接方法にあっては、図7に示すように、当て板8とク
ラッド材4との間に間隙10が形成されることから、充
分な強度を有する溶接接合が得られ難く、信頼性の低い
溶接接合とならざるを得なかった。
素鋼からなる母材上にTiあるいはTi合金を肉盛溶接
するに際し、複雑な形状の部材の肉盛凹溶接を割れの発
生を伴なうことなく可能とするとともに、クラッド鋼の
突合せ溶接についても充分な強度を有する溶接部が得ら
れ、高品質の溶接製品が得られる肉盛溶接方法を提供す
ることを目的とする。
決するため、その第1発明として、鋼の上にチタン、チ
タン系合金等のチタン系金属を肉盛溶接するに際し、前
記鋼の、前記チタン系金属を溶接する側の表面に銅を下
盛りし、次いで該銅の表面に前記チタン系金属を肉盛溶
接することを特徴とするチタン系金属の肉盛溶接方法を
提案する。
は、前記銅の希釈率が0%を超え略20%、好ましくは
15%以下となるような溶接条件で前記チタン系金属を
肉盛溶接する。
材に較べて肉盛金属であるチタン系金属が溶け込み難い
性質を有する銅を鋼の上に下盛りし、その上にチタン系
金属を肉盛溶接することにより銅の希釈率を略20%、
好ましくは15%以下に下げることができる。これによ
って脆性を有する金属間化合物の発生を阻止することが
でき、かかる金属間化合物の発生による割れを回避する
ことができる。
タン系金属肉盛溶接の下盛りとすることによって、母材
の(銅)の残留応力が鋼材よりも小さくなり、これによ
っても割れの発生を抑制することができる。
手溶接を行なうに際し、接合部近傍のクラッド材を除去
し、次いで鋼からなる母材同士を溶接接合し、次いで該
接合部上に銅を下盛りし、さらに該銅の表面に前記クラ
ッド材と同種のチタン系金属を肉盛溶接することを特徴
とするチタン系金属の肉盛溶接方法にある。
の上側に銅の下盛りを施すことにより、従来技術のよう
な当て板を必要とせず、該当て板の使用による間隙の形
成が回避される。これにより完全な金属間接合からなる
溶接部が得られる。
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
材上へのTi系金属の肉盛溶接状態を示す斜視図、図2
は上記肉盛溶接を複雑形状の部材に施行した場合の溶接
状態を示す斜視図である。また、図3は上記肉盛溶接に
おける溶電流と希釈率との関係を示す線図である。
ン(Ti)、あるいはチタン合金等のTi系金属からな
るTi系金属肉盛溶接部、5は前記母材1上に肉盛溶接
される銅からなる肉盛溶接部である。また7は前記Ti
系金属の添加量、6は前記Ti系金属の銅肉盛溶接部5
への溶込量を夫々示す。
における溶接手順について説明する。 (1)炭素鋼からなる母材1の上に、下盛りとして銅5
を肉盛溶接する。 (2)上記銅の肉盛溶接部5の上に、銅5への希釈率を
略20%、好ましくは15%以下に抑えた溶接要件にて
TiあるいはTi合金即ちTi系金属2を肉盛溶接す
る。
る母材1上に肉盛溶接し、その上に肉盛溶接されるTi
系合金2の銅5への希釈率を略20%、好ましくは15
%以下とした根拠につき説明する。
はチタン合金(Ti合金)は、IVA金属、VA金属
(V、Nb、Ta等)以外の金属が混ると脆い金属間化
合物を生じることから、割れの要因となるかかる金属間
化合物の発生を阻止するには、上記Ti系金属2が肉盛
溶接される母材の希釈率を下げる必要がある。
べて肉盛金属(Ti系金属)が溶け込み難い性質があ
る。従って、炭素鋼等の鋼材からなる母材1の上に銅5
を下盛りしておき、その上にTi系金属2を肉盛溶接を
施しておくと、Ti系金属2による母材(銅5)の希釈
率を下げることができる。
材1上に肉盛溶接する際において、溶接電流と母材の希
釈率との関係を示す図である。図3においてA線はこの
実施形態に係るもので下盛りとして銅5を肉盛溶接し、
その上にTi系金属2を肉盛溶接した場合を示し、B線
は図5に示す従来技術に係るTi系金属の肉盛溶接方法
に係るもので、炭素鋼からなる母材1上にTi系金属2
を肉盛溶接した場合を示す。
線)、希釈率が下がることは図3に明示されている通り
であり、また、該希釈率は溶接電流と共に増加し、図3
のA線のように銅5を下盛りした場合においても希釈率
が略20%を超える溶接電流を与えるとTi系金属の肉
盛溶接部2に割れが発生する。
下盛りしてTi系金属2を肉盛溶接する際には、前記希
釈率を略20%、好ましくは15%以下とすることを要
する。
れ3(図5参照)の発生は、溶接残留応力による引張応
力が生じることによるものである。図1に示す本発明の
実施形態において、母材1である炭素鋼の引張強さが約
40kgf/mm2 以上であるのに対し、下盛りされる
銅5の引張強さは20kgf/mm2 以下である。
力は母材側の強度が影響し、母材側の強度が小さい程残
留応力も小さくなる。従って、前記の要ように炭素鋼等
の鋼材よりも強度(引張強さ)の小さい銅5をTi系金
属2の母材としての下盛りすることによって割れの原因
となる残留応力を軽減することができる。よって、炭素
鋼からなる母材1の上に、これよりも引張強さの小さい
銅5をTi系金属2の肉盛溶接の下盛りすれば、Ti系
金属肉盛溶接部2における割れの発生を防止することが
できる。
ン系クラッド鋼の継手溶接部を示す。かかる溶接に際し
ては、先ず、開先近傍のクラッド材4を削り取って除去
し、母材1(炭素鋼)同士を通常の溶接方法によって継
手溶接する。11はその炭素鋼溶接部である。次いで、
前記炭素鋼溶接部11の上部及びその近傍に銅の下盛り
を施す。5はその銅肉盛溶接部である。
ド材4と同種のチタン系金属(チタンあるいはチタン系
合金)を肉盛溶接する。2はそのTi系金属肉盛溶接部
である。
において、前記Ti系金属の肉盛溶接部2の層数はクラ
ッド材部4の厚さに応じて調整する。尚、表1に示す溶
接条件で以って、クラッド材部4の厚さが6mmの場合
の継手溶接が可能となった。
鋼の継手溶接法によれば、炭素鋼溶接部11の上側に銅
5の下盛りを施すことにより、図7に示す従来技術のよ
うな当て板8を必要とせず、このため間隙10の形成が
回避される、これにより、完全な金属間接合からなる溶
接部が得られ、信頼性の高いTi系合金クラッド鋼の突
合せ溶接が実施できる。
りを施した肉盛溶接方法を複雑な形状を有する部材に適
用した実施例を示す。かかる実施例における肉盛り溶接
条件は表1の通りである。
にはミグ(MIG)溶接を用いたが、該下盛り溶接には
ティグ(TIG)溶接等、他の溶接方法を適用すること
ができる。
溶接5の上へのチタン系金属2の溶接は、該Ti系金属
の溶接に最も広く用いられているティグ(TIG)溶接
を用いた。尚、前記Ti系金属の肉盛溶接は、前記ティ
グ溶接に限らず、銅5の希釈率が15%以下になるよう
な溶接方法であればよい。殊にミグ溶接、ティグ溶接
は、溶接ワイヤを添加しながら溶接を行なう溶接方法で
あることから、図2に示すような複雑な形状の部材の肉
盛溶接に好適である。
本発明によれば、チタン系金属が溶け込み難い性質を有
する銅を鋼の上に下盛りし、その上にチタン系金属を肉
盛溶接することにより、銅の希釈率を略20%、好まし
くは15%以下に下げることができる。これによって脆
性を有する金属間化合物の発生を阻止することができ、
かかる金属間化合物の発生による割れを回避することが
できる。
タン系金属肉盛溶接の下盛りとすることによって母材
(銅)の残留応力が鋼材よりも小さくなり、これによっ
ても割れの発生を抑制することができる。
割れの発生が防止され、良好な品質の溶接製品が得られ
る。
合せ溶接部の上側に銅の下盛りを施こすことにより、従
来技術のような当て板を必要とせず、該当て板の使用に
よる間隙の形成が回避される。これにより完全な金属間
接合からなる溶接部が得られ、信頼性の高いチタン系金
属、クラッド鋼が得られる。
盛溶接状況を示す外観図である。
用した場合の外観図である。
溶接部の外観図である。
外観図である。
ある。
観図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 鋼の上にチタン、チタン系合金等のチタ
ン系金属を肉盛溶接するに際し、前記鋼の、前記チタン
系金属を溶接する側に銅を下盛りし、次いで該下盛りし
た銅の表面に前記チタン系金属を肉盛溶接することを特
徴とするチタン系金属の肉盛溶接方法。 - 【請求項2】 前記銅の希釈率が0%を超え略20%以
下、好ましくは15%以下となるような溶接条件で、前
記チタン系金属を肉盛溶接する請求項1記載のチタン系
金属の肉盛溶接方法。 - 【請求項3】 チタン系クラッド鋼の継手溶接を行なう
に際し、接合部近傍のクラッド材を除去した後、鋼から
なる母材同士を溶接接合し、次いで該接合部上に銅を下
盛りし、さらに該銅の表面に前記クラッド材と同種のチ
タン系金属を肉盛溶接することを特徴とするチタン系金
属の肉盛溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29783197A JP3513374B2 (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | チタン系金属の肉盛溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29783197A JP3513374B2 (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | チタン系金属の肉盛溶接方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11123549A true JPH11123549A (ja) | 1999-05-11 |
JP3513374B2 JP3513374B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=17851726
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29783197A Expired - Lifetime JP3513374B2 (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | チタン系金属の肉盛溶接方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3513374B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002075012A1 (en) * | 2001-03-21 | 2002-09-26 | Weldtronics Limited | Application of coating |
AU2002242467B2 (en) * | 2001-03-21 | 2004-02-12 | Weldtronics Limited | Application of coating |
WO2011037305A1 (ko) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | (주)레어메탈코리아 | 티타늄 클래드 제품과 티타늄의 용접육성을 위한 제조방법 및 제조장치 |
JP2011177764A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Toshiba Corp | 構造材の表面改質装置及びその方法 |
JP2015532441A (ja) * | 2012-11-06 | 2015-11-09 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | 溶接バイメタル時計外部構成部品 |
CN109676275A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-04-26 | 安徽宝泰特种材料有限公司 | 一种适用于紫铜-钢复合板缺陷返修的方法 |
-
1997
- 1997-10-15 JP JP29783197A patent/JP3513374B2/ja not_active Expired - Lifetime
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