JPS58500604A - Light metal electroslab welding method and weld metal forming equipment - Google Patents

Light metal electroslab welding method and weld metal forming equipment

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JPS58500604A
JPS58500604A JP50353381A JP50353381A JPS58500604A JP S58500604 A JPS58500604 A JP S58500604A JP 50353381 A JP50353381 A JP 50353381A JP 50353381 A JP50353381 A JP 50353381A JP S58500604 A JPS58500604 A JP S58500604A
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サフオニコフ・アナトリイ・ニコラエビツチ
アントノフ・アナトリイ・ウラデイミロビツチ
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インステイチユト エレクトロスバルキ イメニ イ−.オ−.パトナ アカデミイ ナウク ウクラインスコイ エスエスア−ル
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 軽金属のエレクトロスラグ溶接 法、成形装置およびフラックス 技術分野 本発明は、溶接製造および特にフラックスよ)小さい密度を持つ軽金属のエレク トロスラグ溶接、この溶接方法を実施するだめの成形装置およびこの方法で用い るフラックスに関する。[Detailed description of the invention] Electroslag welding of light metals method, forming equipment and flux Technical field The present invention is useful for welding manufacturing and for electrolyte of light metals with low density (particularly flux). Tross-slug welding, the forming equipment for carrying out this welding method, and the forming equipment used in this method. Regarding flux.

背景技術 所望の間隙を持たせた被溶接部材、成形装置および電極を連続的に据え付けて行 う軽金属のエレクトロスラグ溶接法が当業界で知られている(ソ連邦発明者証出 願第764,902号)。この据え付は後、被溶接端部間の間隙にフラックスが 充填され、電極端がフラックス表面上に延長され、そしてスラグプールが形成さ れる。次に、溶接電流のスイッチが入れられる。スラグプールの体積が増大する につれて、スラグゾールの底部が低下し、一方、電極の新しい部分が露出されて 溶解される。溶接過程で、電極は上から下方に溶解され、一方、電極の溶解結果 生成する液体金属およびスラグゾールは間隙内に保持される。電極の完全溶解お よび被溶接部材の端部の融解後、溶接電流は切られる。金属は間隙内で凝固し、 溶接部が形成される。Background technology The parts to be welded, forming equipment, and electrodes are installed continuously with the desired gap. Electroslag welding of light metals is known in the art (USSR inventor's certificate). Application No. 764,902). After this installation, flux is added to the gap between the ends to be welded. filled, the electrode end is extended over the flux surface, and a slag pool is formed. It will be done. Next, the welding current is switched on. Slag pool volume increases As the bottom of the slagsol lowers, a new part of the electrode is exposed. be dissolved. In the welding process, the electrode is melted from top to bottom, while the melting result of the electrode The resulting liquid metal and slagsol are retained within the interstices. Complete dissolution of the electrode and after melting the ends of the parts to be welded, the welding current is turned off. The metal solidifies within the gap; A weld is formed.

この方法を実施する装置は、側面鋳型、被溶接端部上方に設けられた容器および 前記端部下方に設けられた容器を装えている。上部容器は、側面鋳型および被溶 接部材上に設けられたバーによって画成される。下部容器は、側面鋳型および被 溶接部材下に設けられたパーによって画成される。下部容器は、フラックスおよ び溶接プールを間隙内に保持するトレーをさらに有している。The equipment for carrying out this method includes a side mold, a container provided above the end to be welded, and A container is provided below the end. The upper container has side molds and It is defined by a bar provided on the contact member. The lower container has side molds and Defined by a par provided under the welding member. The lower container contains flux and and a tray for holding the weld pool in the gap.

この装置を用いて従来技術法によシ得られる溶接部は、溶着金属の脱ガスが不完 全なため性能特性が十分に高くない。また、前記装置を使用する場合、スラグプ ールの調整が妨げられる。Welds obtained by the prior art method using this device have incomplete degassing of the weld metal. The performance characteristics are not high enough because of all the components. In addition, when using the above device, the slug plug This prevents adjustment of the rules.

下記成分(重量%)を含有するハロゲン化物をベースとするフラックスが当業界 で知られている(米国特許第3.585.343号): 塩化カリウム 45 塩化ナトリウム 27 氷晶石(3NaF’AAF3) 22 塩化リチウム 6 前記フラツクスでは工、レクトロスラグ溶接法を安定的に実施することが出来か つ溶接部分上の酸化皮膜を十分低減することが出来る。しかしながら、溶接過程 で前記フラックスを用いて得られる溶接部は多孔質でアシかつ多量のガスを含有 し、そのため溶接接合部の機械的性質は著しく低下する。Halide-based fluxes containing the following components (wt%) are available in the industry: Known for (U.S. Pat. No. 3,585,343): Potassium chloride 45 Sodium chloride 27 Cryolite (3NaF’AAF3) 22 Lithium chloride 6 Is it possible to stably perform the rectroslag welding method with the above flux? The oxide film on the welded part can be sufficiently reduced. However, the welding process The welded part obtained using the above flux is porous, reedy, and contains a large amount of gas. However, the mechanical properties of the welded joint are therefore significantly reduced.

発明の開示 本発明の目的は、プロセスパラメータおよび構造的装置を変えることによシかっ フラックスの品質を変えることによシ溶接金属の組成および組織を監視すること を可能にし、それによって溶接部の性能特性を向上させ得る軽金属のエレクトロ スラグ溶接法、成形装置およびフラックスを提供することである。Disclosure of invention It is an object of the invention to Monitoring the composition and structure of weld metal by varying flux quality electrolysis of light metals that can enable The purpose of the present invention is to provide a slag welding method, forming equipment, and flux.

前述した目的は、被溶接部材、成形装置および電極を前記部材間に所望の間隙を 設けて連続的に据え付け、前記間隙にフラックス充填し、およびスラグプールを 形成し、続いて電極および被溶接端部を溶融して金属プールを形成し、この金属 プールを液体状態で蓄積・保持しそして溶接間隙を液体金属で充填するために使 用し、次いで液体金属を凝固させることからなる軽金属のエレクトロスラグ溶接 法において、金属プールを被溶接端部の上方で間隙の外側に蓄積し、そして間隙 への液体金属の充填を、溶接部の強化を考慮して、電極および被溶接部材端部の 溶融および間隙の充填に必要な量の金属プールの蓄積の後に行うことを特徴とす る軽金属のエレクトロスラグ溶接法によシ達成される。The above-mentioned purpose is to connect the parts to be welded, the forming device, and the electrodes to form a desired gap between the parts. provide and continuously install, flux fill the gap, and slag pool. The electrode and the welded end are then melted to form a metal pool and this metal Used to accumulate and maintain the pool in a liquid state and fill the weld gap with liquid metal. Electroslag welding of light metals, consisting of using liquid metal and then solidifying the liquid metal In the process, a metal pool is accumulated outside the gap above the welded end, and Filling the electrode with liquid metal to strengthen the welding area characterized in that it takes place after the melting and accumulation of a metal pool in the amount necessary to fill the gaps This is accomplished by electroslag welding of light metals.

本発明の方法によれば、被溶接端部上方での間隙の外側に金属プールを蓄積中溶 接金属の実質的に完全な脱ガスおよび精製が行われるだめ性能特性が改良される 。According to the method of the present invention, a metal pool is formed outside the gap above the end to be welded. Substantially complete degassing and purification of the welded metal results in improved performance characteristics. .

金属プール(・3不活性ガスを付加的に吹き付けることが推奨される。Metal pool (・3 It is recommended to additionally spray inert gas.

前記方法の変更態様によシ、脱ガス工程を強化することが出来る。A modification of the method allows the degassing step to be intensified.

不活性ガスはアルゴンであるのが適当である。この方法の変更態様は最も経済的 である。Suitably the inert gas is argon. This modification of the method is the most economical. It is.

有害不純物とで金属に溶解しない錯化合物を形成する物質を金属プールに付加的 に導入することが出来る。Addition of substances to the metal pool that form complex compounds with harmful impurities that do not dissolve in the metal. It can be introduced into

前記方法の変更態様によシ液体金属を間隙に充填する前にその金属から有害不純 物を除去することが出来る。A variation of the above method removes harmful impurities from the liquid metal before filling the gap with the liquid metal. You can remove things.

有害不純物とで金属に不溶な錯化合物を形成する物質として015〜0.5重量 %のカルシウムを使用することが推奨される。015 to 0.5 weight as a substance that forms a metal-insoluble complex compound with harmful impurities It is recommended to use % calcium.

前記方法の変更態様によシ、液体金属から鉄の有害不純物を除去することが出来 る。According to a modification of the above method, harmful impurities of iron can be removed from liquid metal. Ru.

有害不純物とで金属に不溶な錯化合物を形成する物質として0.1〜1.5重量 %のマグネシウムを使用することが適当である。0.1 to 1.5 weight as a substance that forms a metal-insoluble complex compound with harmful impurities It is appropriate to use % magnesium.

前記方法の変更態様によシ液体金属から珪素の有害不純物を除去することが出来 る。A modification of the above method allows the removal of harmful silicon impurities from liquid metals. Ru.

また、前述した目的は、鋳型、被溶接端部上方に設けられた容器、および被溶接 端部下方に設けられた容器を装備してなる成形装置において、前記鋳型はさらに 多孔質部材を備えかつ支持プラットフォームを形成する段付長手方向溝を有して おシ、この支持プラットフォーム上に前記多孔質部材が配置されて前記溝と共に 密閉くぼみを形成しておシ、被溶接端部上方に設けられた容器にはさらに内部お よび外部端子および内部端子を接続する連結部材が設けられ、そして被溶接端部 下方に設けられた容器にはさらに横隔壁が設けられていることを特徴とする前記 成形装置によシ達成される。In addition, the above-mentioned purposes include the mold, the container provided above the end of the welded object, and the In the molding device equipped with a container provided below the end, the mold further includes: comprising a porous member and having a stepped longitudinal groove forming a support platform; The porous member is disposed on the support platform and together with the groove. A sealed recess is formed, and a container provided above the end to be welded further contains an internal container. and a connecting member for connecting the external terminal and the internal terminal, and the welded end The container provided below is further provided with a transverse bulkhead. This is accomplished by a molding device.

本発明の装置によシ、溶接金属を実質的に完全に脱ガスしかつ精製することによ シ溶接法を実施することが可能になる。また、本発明の装置によシスラグノール の形成が簡単になる。The apparatus of the present invention allows the weld metal to be substantially completely degassed and purified. It becomes possible to carry out the welding method. Furthermore, the device of the present invention can also be used to produce cislagnol. is easier to form.

金属連結部材は、低融点金属から構成するのが推奨される。It is recommended that the metal connecting member be constructed from a low melting point metal.

この変更態様によシスラグノール形成工程の自動調節が可能になる。This modification allows automatic regulation of the cislagnol formation process.

この変更態様によシ溶接部材と組成が同一の溶接部が得られる。This modification results in a weld having the same composition as the welded part.

金属連結部材は、被溶接金属と同じ合金成分含有金属で構成することが出来る。The metal connecting member can be made of a metal containing the same alloy component as the metal to be welded.

この変更態様にょシ溶接金属をさらに合金化することが可能になる。This modification allows for further alloying of the weld metal.

各合金成分の含量は下式からめることが推奨される。It is recommended that the content of each alloy component be calculated using the following formula.

式中、Ljは連結部材中の合金成分の含量部)である;Lwは溶接部中の合金成 分の含量(tIAである;I’wmは溶接された材料中の合金成分の含量(4) である; Leは電極中の合金成分の含量(4)である;vwは溶接部の体積(CTL3) である;Vjは連結部材の体積(CTL3)である;γは溶接金属中の溶接され た材料の割合である。where Lj is the content of the alloy component in the connecting member; Lw is the content of the alloy component in the weld. (tIA; I’wm is the content of alloying elements in the welded material (4) is; Le is the content of alloy components in the electrode (4); vw is the volume of the weld (CTL3) is the volume of the connecting member (CTL3); γ is the volume of the welded metal in the weld metal. This is the percentage of the material used.

連結部材は電気抵抗率の高い耐火物質で構成するのが好都合である。Advantageously, the connecting member is constructed from a refractory material with high electrical resistivity.

この変更態様によシスラグプール形成過程の強化および付随する金属プールの加 熱が確保される。This modification enhances the cislag pool formation process and adds additional metal pools. Heat is ensured.

電気抵抗率の高い耐火物質として黒鉛を使用するのが最も経済的である。It is most economical to use graphite as a refractory material with high electrical resistivity.

隔壁を低融点物質で構成することが推奨される。It is recommended that the partition wall be constructed of a low melting point material.

この変更態様によりプロセスの最終工程が簡単化される。This modification simplifies the final step of the process.

溶接される金属と同一の金属を低融点物質とじて使用することが出来る。The same metal to be welded can be used as the low melting point material.

この変更態様によシネ鈍物含量が最小限の溶接部を得ることが出来る。This modification makes it possible to obtain a weld with a minimum content of dull cine.

隔壁をスラグと反応する物質で構成することが推奨される。It is recommended that the bulkhead be composed of a material that reacts with the slag.

この変更態様によシプロセスの最終工程を強化することが出来る。This modification can enhance the final step of the process.

スラグと反応する物質としてダイナスレンガを使用することが経済的である。It is economical to use Dynas brick as the material that reacts with the slag.

隔壁は耐火物で構成されかつ電極を据え付けるだめのスロットを設けるのが好都 合である。It is preferable that the bulkhead be constructed of refractory material and provided with slots for mounting the electrodes. This is the case.

この変形態様によシ隔壁の繰シ返えし使用が予め決められる。This modification predetermines the repeated use of the partition wall.

耐火物として黒鉛を使用することが経済的である。It is economical to use graphite as a refractory.

また、前述の目的は本発現によるハロゲン化物をベースとするフラックスは氷晶 石、弗化バリウムおよびアルカリ金属臭化物を含んでなるということによシ達成 される。In addition, the aforementioned purpose is that the halide-based flux produced by this expression is Achieved by containing stone, barium fluoride and alkali metal bromide be done.

本発明のフラックスにょシプロセスの安定性力改良され、その結果溶接接合部の 性能特性が向上する。The stability of the flux process of the present invention is improved, resulting in improved weld joint strength. Improved performance characteristics.

フラックスは次の割合(重量%)の成分を含有することが好都合である: 弗化バリウム 65.0−75.0 氷晶石 15.0−25.0 アルカリ金属臭化物 5.0−10.0前記組成のフラックスによシ被溶接端部 に存在する酸化皮膜に対する化学的活性を向上させることが出来る。Advantageously, the flux contains the following proportions (% by weight) of components: Barium fluoride 65.0-75.0 Cryolite 15.0-25.0 Alkali metal bromide 5.0-10.0 Edges to be welded by flux with the above composition It is possible to improve the chemical activity against the oxide film present in the oxide film.

アルカリ金属臭化物として臭化ナトリウムを使用するのが最も適当である。Most suitably, sodium bromide is used as the alkali metal bromide.

この変更態様によシ酸化皮膜の破壊工程を強化することが出来る。This modification makes it possible to strengthen the destruction process of the silicon oxide film.

図面の簡単な説明 本発明を、添付図面を参照して最良実施態様の詳細な説明によシさらに説明する 。Brief description of the drawing The invention will be further described by a detailed description of the best mode embodiment with reference to the accompanying drawings. .

第1図は、本発明の溶接法の初期段階の概略図であシ、 第2図は、本発明の溶接法の中間段階の概略図であり、 第3図は本発明の溶接法の最終段階の概略図であり、 第4図は、本発明の成形装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of the initial stage of the welding method of the present invention; FIG. 2 is a schematic diagram of an intermediate stage of the welding method of the present invention, FIG. 3 is a schematic diagram of the final stage of the welding method of the present invention, FIG. 4 is a schematic diagram of the molding apparatus of the present invention.

本発明を実施するだめの最良態様 アルミニウム試験片の溶接を行った。この目的のために、試験片1を間隙2を設 けて支持体上に載置した。この後、成形装置を被溶接部分上に取付け、電極3を 据え付けた。電極3は試験片1の被溶接端部間の間隙2の軸線に沿って配置した 。次に、間隙2にフラックス4を充填する。成形装置および電極3を電源の異な る極に連結し、スラグプール5を形成する。スラグプール5を形成後、溶接電流 のスイッチを入れ、溶接工程を開始する(第1図〜第3図)。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Welding of aluminum specimens was carried out. For this purpose, test piece 1 is placed with gap 2. It was then placed on a support. After this, the forming device is installed on the part to be welded, and the electrode 3 is attached. Installed. The electrode 3 was placed along the axis of the gap 2 between the ends of the test piece 1 to be welded. . Next, the gap 2 is filled with flux 4. The molding device and electrode 3 are connected to different power sources. The slag pool 5 is formed by connecting the slag pool 5 to the slag pool 5. After forming the slag pool 5, welding current Turn on the switch and start the welding process (Figures 1 to 3).

溶接電極3および試験片1の端部は溶融し、溶融金属6の液滴が密度がよシ大き いスラグの表面に浮かび、その結果スラグ表面に金属プール7が形成され、この プールは被溶接部材上方での間隙2の外側で液体状態で保持される。金属プール 7にはアルゴンまたはヘリウムを吹き付けることが出来る。アルゴンとヘリウム の混合物を使用することも出来る。The ends of the welding electrode 3 and the test piece 1 are melted, and the droplets of molten metal 6 have a larger density. As a result, a metal pool 7 is formed on the slag surface, and this metal pool 7 is formed on the slag surface. The pool is kept in a liquid state outside the gap 2 above the parts to be welded. metal pool 7 can be blown with argon or helium. argon and helium It is also possible to use mixtures of.

金属プール7を溶接部強化を考慮して間隙2を充填するのに必要な量だけ蓄積し た後、スラグプール5を間隙2の外に移動させる。このようにして空になった間 隙2の場所に金属プール7の液体金属を充填する。この液体金属は凝固仮溶接金 属8を形成する。The metal pool 7 is accumulated in an amount necessary to fill the gap 2, taking into consideration the reinforcement of the weld. After that, the slag pool 5 is moved outside the gap 2. While it was empty like this The gap 2 is filled with liquid metal from the metal pool 7. This liquid metal is solidified temporary weld metal. Forms genus 8.

前述した溶接工程で用意される成形装置は、支持プラットフォーム11を形成す る段付長手方向溝10を備えている。支持プラットフォーム11上にはたとえば 活性炭で形成された多孔質部材12が取シ付けられる。多孔質部材12を支持プ ラットフォーム11に固定するに当って、鋳型9の側面内に密閉された長手方向 くぼみが形成される。このくぼみによシ、溶接工程中間隙からガスを放出させる ことが出来る。鋳型9の高さは部材1の高さによって決まシ、部材の厚さに左右 されない。成形装置は被溶接端部上方に設けられた容器13(蓄積室)および前 記端部下方に設けられた容器14(受器)を備えている。蓄積室13の壁部は鋳 型9および黒鉛製バー15によシ形成される。前記バーは部材1上に取シ付けら れる。バー15には端子16.17が設けられる。内部端子17は連結部材18 によって互いに連結されている。連結部材18は溶接される金属と同じ金属であ シ得る低融点物質から形成することが出来る(第4図)。The forming device prepared in the welding process described above is used to form the support platform 11. A stepped longitudinal groove 10 is provided. For example, on the support platform 11 A porous member 12 made of activated carbon is attached. The porous member 12 is supported by a support plate. In fixing to the platform 11, the longitudinal direction sealed within the sides of the mold 9. A depression is formed. This depression allows gas to be released from the gap in the welding process. I can do it. The height of the mold 9 is determined by the height of the part 1 and depends on the thickness of the part. Not done. The forming device includes a container 13 (accumulation chamber) provided above the end to be welded and a A container 14 (receiver) is provided below the recording end. The wall of the storage chamber 13 is made of cast iron. It is formed by a mold 9 and a graphite bar 15. The bar is mounted on member 1. It will be done. The bar 15 is provided with terminals 16,17. Internal terminal 17 is connected to connecting member 18 are connected to each other by. The connecting member 18 is made of the same metal as the metal to be welded. (Figure 4).

溶接される金属と同じであるこの金属はさらに合金成分を含有することが出来る 。各合金成分の含量は下式から計算される: 式中、Ljは連結部材中の合金成分含量(4)である;Lwは溶接部中の合金成 分含量(鋤である;I’wmは溶接された材料中の合金成分含量(イ)である; Leは電極中の合金成分含量(4)である;vwは溶接部の体積(cIrL)で ある;■は連結部材の体積(CIn3)である;γは溶接金属中の溶接された金 属の割合である。This metal, which is the same as the metal to be welded, can additionally contain alloying elements. . The content of each alloy component is calculated from the following formula: In the formula, Lj is the alloy content (4) in the connecting member; Lw is the alloy content in the weld. I'wm is the content of alloying elements in the welded material (A); Le is the alloy component content (4) in the electrode; vw is the volume of the weld (cIrL) ■ is the volume of the connecting member (CIn3); γ is the welded gold in the weld metal This is the proportion of the genus.

計算に当って、溶接工程における合金成分の損失を考慮するととが必要である。When calculating, it is necessary to take into account the loss of alloy components during the welding process.

また、連結部材18は高電気抵抗率耐火物たとえばタングステンまたは黒鉛で構 成することが出来る。Further, the connecting member 18 is made of a high electrical resistivity refractory material such as tungsten or graphite. can be achieved.

蓄積室13にはカバー19が設けられ、このカバーには、フラックスおよび金属 ゾール7の表面上に保護雰囲気を形成するためのガスを供給するだめの開口部2 0が設けられる。スラックス4を供給するために、カバー19に供給ホラ−e− 21を設けることが出来る。供給ホッパー21は、電磁シャッター23を設ける ことが出来る出口導管22を有する。A cover 19 is provided in the storage chamber 13, and this cover contains flux and metal. Opening 2 of the reservoir for supplying gas for forming a protective atmosphere on the surface of the sol 7 0 is set. In order to supply the slacks 4, a supply hole-e- is attached to the cover 19. 21 can be provided. The supply hopper 21 is provided with an electromagnetic shutter 23 It has an outlet conduit 22 which can be opened.

シャッターのコイルはスイッチ24により電源(図示せず)に連結される。The shutter coil is connected to a power source (not shown) by a switch 24.

被溶接部材下方に設けられた容器14の壁部は、鋳型9および黒鉛製のランオフ プレー) (rum=offplate) 25によシ形成される。前記容器の トレー26は黒鉛製である。受器はキャビティを2つの部分に分ける横隔壁27 を有している。The wall of the container 14 provided below the parts to be welded has a mold 9 and a graphite run-off. play) (rum=offplate) 25. of said container The tray 26 is made of graphite. The receiver has a transverse bulkhead 27 that divides the cavity into two parts. have.

隔壁27は、低融点物質たとえば溶接される金属と同一の金属で構成することが 出来る。スラグと反応するダイナスレンガまたは耐火粘土のような物質を使用す ることが出来る。The partition wall 27 may be made of a low melting point material, for example, the same metal as the metal to be welded. I can do it. Using materials like dynas brick or fireclay that react with the slag Rukoto can.

隔壁27は耐火物たとえば黒鉛で構成することも出来る。この場合、隔壁27に は、電極3を装着するだめのスロットが設けられる。The partition wall 27 can also be made of a refractory material, such as graphite. In this case, the partition wall 27 is provided with a slot for mounting the electrode 3.

本発明の方法を実施するためには、氷晶石、弗化バリウムおよびアルカリ金属臭 化物を下記の割合(重量%)で含有するハロゲン化物をベースとするフラックス が使用される: 弗化バリウム 65.0−75.0 氷晶石 15.0−25.0 アルカリ金属臭化物 5.0−10.0アルカリ金属臭化物として通常のアルカ リ金属臭化物を使用することが出来るが、臭化ナトリウムが最も効果的である。In order to carry out the method of the invention, cryolite, barium fluoride and alkali metal odors are used. A halide-based flux containing halides in the following proportions (wt%): is used: Barium fluoride 65.0-75.0 Cryolite 15.0-25.0 Alkali metal bromide 5.0-10.0 Normal alkali metal bromide Although metal bromides can be used, sodium bromide is most effective.

成形装置は次のように作動する。この装置がたとえばアルミニウムで形成された 被溶接部材1上に取シ付けられた後、板電極3が隔壁27に設けられたスロット から被溶接試験片1間の間隙2に導入される。蓄積室13のバー15の内部端子 17には、耐火物たとえば黒鉛製の連結部材18が固定される。The forming apparatus operates as follows. If this device is made of aluminum, for example After being attached to the workpiece 1 to be welded, the plate electrode 3 is inserted into the slot provided in the partition wall 27. It is introduced into the gap 2 between the test pieces 1 to be welded. Internal terminal of bar 15 of storage chamber 13 A connecting member 18 made of a refractory material such as graphite is fixed to 17 .

溶接間隙2および蓄積室13のキャピテイには、供給ホラ/”−21から固体フ ラックス4が充填される。The welding gap 2 and the capacity of the accumulation chamber 13 are filled with a solid film from the supply hole /''-21. Lux 4 is filled.

フラックス4は蓄積室13を充填し、その結果連結部材18はその全側面を7ラ ツクス4により包囲される。The flux 4 fills the storage chamber 13 so that the connecting member 18 has 7 laminae on all its sides. Surrounded by Tux 4.

7ヤツター23のスイッチ24の接点が閉じられ、すなわち、シャッター23の 電磁コイルは電源(図示せず〕に連結され、その結果供給ホッパー21の出口導 管22が閉じられる。7 The contacts of the switch 24 of the shutter 23 are closed, i.e. the shutter 23 is closed. The electromagnetic coil is connected to a power source (not shown) so that the outlet conductor of the feed hopper 21 Tube 22 is closed.

溶接電流電源(図示せず)はバー15の外部端子16に連結される。A welding current power source (not shown) is connected to the external terminal 16 of the bar 15.

黒鉛連結部材18に沿って流れる電流は連結部材18を過熱し、過熱された連結 部材は蓄積室13内のキャビティ内のスラックスを溶融させる、すなわち、スラ グプールが形成される。溶融電極の液体金属はよシ密度の大きいスラグプール中 に浮かび金属プール7を形成する。The current flowing along the graphite connecting member 18 overheats the connecting member 18, causing the overheated connecting member to The member melts the slack in the cavity in the storage chamber 13, i.e. group is formed. The liquid metal of the molten electrode is in a slag pool with a high density. A metal pool 7 is formed.

連結部材18は低融点物質(ある場合にはアルミニウム)でつくられているので 、溶融した連結部材の金属は金属プール7と混合する。Since the connecting member 18 is made of a low melting point material (aluminum in some cases), , the molten metal of the connecting member mixes with the metal pool 7.

連結部材が溶融する瞬間(電流計および電圧計の目盛の変化から測定される)、 熱回路は切られ、溶接回路が連結される。The moment when the connecting member melts (measured from the change in the scale of the ammeter and voltmeter), The heat circuit is cut and the welding circuit is connected.

金属プールの表面上に保護媒体が形成される。これは、カバー19に設けられた 開口部2oがらまたは供給ホッパー21から不活性ガスを蓄積室に供給すること によシ行われる。A protective medium is formed on the surface of the metal pool. This is provided on the cover 19. Supplying inert gas to the storage chamber from the opening 2o or the supply hopper 21 It will be done in good time.

電極3が隔壁27の水準以下に溶融した後、スラグプールは受器14に入り込み 、金属プール7は被溶接部材1間の間隙に入り込む。After the electrode 3 melts below the level of the bulkhead 27, the slag pool enters the receiver 14. , the metal pool 7 enters the gap between the members 1 to be welded.

被溶接物質と同一の物質でつくられる隔壁27を使用する場合、間隙内の7ラツ クスが完全に融解した後、前記隔壁はスラグプールの熱作用で溶融し、隔壁の金 属は間隙2内の金属ゾール7と混合し、そしてスラグプール5は受器14に入) 込む。間隙内のフラックスの完全溶融後スラグと反応する物質で構成した隔壁2 7を使用する場合、前記隔壁27の物質は液体スラグ5と反応し、その結果隔壁 27が破壊される。隔壁27の物質はスラグプール5に入)込む。上述した装置 作動の変更態様と同様に、次いでスラグプール5は間隙内で金属プール7からの 液体金属と置き換えられる。When using the partition wall 27 made of the same material as the material to be welded, the 7 latches in the gap After the slag is completely melted, the bulkhead is melted by the heat of the slag pool, and the gold on the bulkhead is melted. The slag mixes with the metal sol 7 in the gap 2, and the slag pool 5 enters the receiver 14) It's crowded. Partition wall 2 made of a substance that reacts with the slag after the flux in the gap is completely melted 7, the material of said partition 27 reacts with the liquid slug 5, so that the partition 27 is destroyed. The material of the bulkhead 27 enters the slag pool 5). The device mentioned above Similar to the modified mode of operation, the slag pool 5 is then drained from the metal pool 7 in the gap. Replaced by liquid metal.

本発明を実施例によシさらに説明する。The present invention will be further explained using examples.

実施例1 断面10100X100のアルミニウム試験片を溶接した。被溶接部材を間隙を 65朋として据え付けた。この後、成形装置および電極を取シ付けた。Example 1 An aluminum test piece with a cross section of 10100×100 was welded. The gap between the parts to be welded is It was installed as 65 Ho. After this, the molding device and electrodes were attached.

成形装置の蓄積室の連結部材はアルミニウム製モあった。The connecting member of the storage chamber of the forming device was made of aluminum.

成形装置の受器の隔壁は黒鉛でつクシ、電極を受け入れる開口部を設けた。The bulkhead of the receiver of the molding device was made of graphite and had an opening for receiving the electrode.

下記組成(重量係)のフラックスを被溶接端部間の間隙に供給した: 弗化バリウム 65.0 氷晶石 25.0 臭化ナトリウム 10.0 スラグゾールが形成された後、電極の溶融および被溶接端部の溶融が起シ、金属 ゾールが形成された。A flux with the following composition (by weight) was supplied to the gap between the ends to be welded: Barium fluoride 65.0 Cryolite 25.0 Sodium bromide 10.0 After the slag sole is formed, the electrode melts and the welded end melts, causing the metal to melt. A sol was formed.

溶接は次の条件で行った: 溶接電流= 6.0 kA 無負荷電圧= 34. OV 溶接電圧= 30. OV 金属プールは被溶接端部上の蓄積室内に蓄積され、液体状態で保持された。前記 プールが700〜750crrL3蓄積された後、スラグゾールは間隙から受器 に移動され、液体金属と置換され、この液体金属によシ凝固過程で溶接部が形成 された。Welding was carried out under the following conditions: Welding current = 6.0 kA No-load voltage = 34. OV Welding voltage = 30. OV The metal pool was accumulated in an accumulation chamber on the welded end and maintained in a liquid state. Said After the pool has accumulated 700-750 crrL3, the slagsol is transferred from the gap to the receiver. The liquid metal is transferred to the metal and replaced with liquid metal, which forms the weld during the solidification process. It was done.

実施例2 断面100xlOO+++mのアルミニウム試験片を溶接した。被溶接部材を間 隙’60mmとして据え付けた。Example 2 Aluminum specimens with a cross section of 100xlOO+++m were welded. Between the parts to be welded It was installed with a gap of 60mm.

この後、成形装置および電極を取シ付けた。After this, the molding device and electrodes were attached.

成形装置の蓄積室の連結部材はアルミニウムとマグネシウムの合金製であった。The connecting member of the storage chamber of the forming device was made of an alloy of aluminum and magnesium.

成形装置の受器の隔壁はダイナスレンガ製であった。The receiver bulkhead of the forming device was made of Dynas brick.

下記組成(重量%)のフラックスを被溶接部材の端部間の間隙に供給した: 臭化ナトリウム 5.0 スラグプールが形成された後、電極および被溶接端部の溶融が起り、その結果ス ラグおよび金属プールが形成された。金属プールは被溶接端部上に蓄積され、液 体状態で保持された。金属プールにはアルゴンが吹き付けられた。A flux with the following composition (wt%) was supplied to the gap between the ends of the parts to be welded: Sodium bromide 5.0 After the slag pool is formed, melting of the electrode and the welded end occurs, resulting in slag pool formation. Rugs and metal pools were formed. A metal pool builds up on the welded end and the liquid maintained in physical condition. The metal pool was sprayed with argon.

金属プールが蓄積されそして間隙内に設けられたフラックスすべてが溶融した後 、受器の隔壁物質はスラグと反応した。この反応の結果、隔壁は破壊され、スラ グは受器に移動し、そして金属プールの金属は間隙に移動した。After the metal pool has accumulated and all the flux provided in the gap has melted , the bulkhead material of the receiver reacted with the slag. As a result of this reaction, the septum is destroyed and the slurry The metal in the metal pool moved into the gap.

溶接は次の条件で行った: 溶接電流=5、OkA 溶接電圧= 2 ’7. OV 溶接の結果、6.5%Mgを含有する溶接部が形成された。Welding was carried out under the following conditions: Welding current = 5, OkA Welding voltage = 2’7. OV As a result of welding, a weld containing 6.5% Mg was formed.

実施例3 断面80 X 90 mmのマグネシウム試験片を溶接した。被溶接部材を間隙 55zmとして据え付けた。この後、成形装置およびマグネシウム電極を取υ付 けた。Example 3 A magnesium test piece with a cross section of 80 x 90 mm was welded. Gap between parts to be welded It was installed as 55zm. After this, attach the molding device and the magnesium electrode. I got it.

蓄積室の連結部材は黒鉛製であった。The connecting member of the storage chamber was made of graphite.

成形装置の受器の隔壁はマグネシウム製であった下記組成(重量%)のフラック スを被溶接端部間の間隙に供給した: 弗化マグネシウム 700 氷晶石 22.0 臭化ナトリウム 8.0 スラグプールが形成された後、電極の溶融および端部の溶融が起シ、その結果金 属プールが形成された。The bulkhead of the receiver of the forming equipment was made of magnesium.Frack with the following composition (wt%) The gas was supplied into the gap between the ends to be welded: Magnesium fluoride 700 Cryolite 22.0 Sodium bromide 8.0 After a slag pool is formed, melting of the electrode and melting of the ends occurs, resulting in gold A genus pool was formed.

溶接は下記条件で行った: 溶接電流= 6.5 kA 溶接電圧= 28. OV 溶接の結果、溶接部が得られた。溶接時間は14分であった。Welding was performed under the following conditions: Welding current = 6.5 kA Welding voltage = 28. OV As a result of welding, a weld was obtained. Welding time was 14 minutes.

機械的試験により、実施例1〜3によシ得られた溶接金属の極限強さは、母材金 属の極限強さの0.85以上であることが証明された。Mechanical tests revealed that the ultimate strength of the weld metals obtained in Examples 1 to 3 was It was proven that the ultimate strength of the genus was 0.85 or higher.

本発明の特定実施態様を示しかつそれらについて述べたが、それらの種々の変更 態様は当業者に明らかであり、したがって、本発明は開示された実施態様または それらの詳細に限定されるものではなく、請求の範囲に定義された本発明の精神 および範囲内でそれらの実施態様から逸脱してもよい。Having shown and described specific embodiments of the invention, various modifications thereof may be made. Embodiments will be apparent to those skilled in the art, and the invention therefore encompasses the disclosed embodiments or The spirit of the invention is defined in the claims, but not limited to those details. and deviations from those embodiments may be made within range.

産業上の利用可能性 軽金属のエレクトロスラグ溶接法、成形装置およびフラックスは、スラグよシ密 度が小さい軽金属の溶接に使用される。Industrial applicability Electroslag welding methods, forming equipment and fluxes for light metals are more tightly packed than slag. Used for welding light metals with small degrees of strength.

国際調査報告international search report

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. 被溶接部材、成形装置および電極を前記部材間に所要の間隙を設けて連続 的に据え付け、前記間隙に7ラツクスを充填し、スラグプールを形成し、電極お よび被溶接端部を溶融して金属プールを形成し、前記金属プールを液体状態で蓄 積・保持しそして溶接間隙を液体金属で充′填するだめに使用し、次いで液体金 属を凝固させることからなる軽金属のエレクトロスラグ溶接法において、前記金 属プールを前記被溶接部材の上方で前記間隙の外側に蓄積し、および前記間隙へ の液体金属の充填を、溶接部強化を考慮して、前記電極および前記部材の端部の 溶融および前記間隙の充填に必要な量の金属プールの蓄積の終了後に行うことを 特徴とする軽金属のエレクトロスラグ溶接法。 2、 前記金属プールに付加的に不活性ガスが吹き付けられることを特徴とする 請求の範囲第1項に記載の方法。 3 前記不活性ガスがアルゴンであることを特徴とする請求の範囲第2項に記載 の方法。 4、 有害不純物とで金属に不溶な錯化合物を形成する物質が付加的に金属プー ルに導入されることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。 5、 有害不純物とで金属に不溶な錯化合物を形成する物質が0.15〜0.5 重量係のカルシウムであることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の方法。 6 有害不純物とで金属に不溶な錯化合物を形成する物質が0.1〜15重量% のマグネシウムであることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の方法。 7、鋳型、被溶接部材上方に設けられた容器および被溶接部材下方に設けられた 容器を舎兄でなる軽金属のエレクトロスラグ溶接用成形装置において、前記鋳型 (9)は多孔質部材(12)をさらに備えかつ支持プラットフォーム(11)を 形成する段付長手方向溝(10)を有しておシ、該支持プラットフォーム(11 )上に前記多孔質部材(12)が配置されて前記溝(10)とともに密閉くぼみ を形成しておシ、前記被溶接部材上方に設けられた前記容器(13)は外部端子 (16)、内部端子(17)および前記内部端子(17)を接続する連結部材( 18)をさらに備えておシ、および前記被溶接部材下方に設けられた前記容器( 14)は横隔壁(27)をさらに備えていることを特徴とする軽金属のエレクト ロスラグ溶接用成形装置。 8、 前記連結部材(27)が低融点物質でつくられていることを特徴とする請 求の範囲第7項に記載の成形装置。 9 前記低融点物質が被溶接金属と同一の金属であることを特徴とする請求の範 囲第8項に記載の成形装置。 10、前記連結部材(18)が被溶接金属と同一である合金成分含有金属でつく られていることを特徴とする請求の範囲第7項に記載の成形装置。 11 前記金属連結部材中の各合金成分の含量が下式: 式?−1Ljは連結部材中の合金成分含量((6)である;LWは溶接部中の合 金成分含量(@である:”wmは溶接された材料中の合金成分含量@)である; Loは電極中の合金成分含量@)である;■アは溶接部の容積(C1rL)であ る;vjは連結部材の容積(cm)である:γは溶接金属中の溶接された金属の 部分である;によって計算されることを特徴とする請求の範囲第10項に記載の 成形装置。 12 前記連結部材(18)が高電気抵抗率の耐火物でつくられていることを特 徴とする請求の範囲第7項に記載の成形装置。 13 前記高電気抵抗率の耐火物が黒鉛であることを特徴とする請求の範囲第1 2項に記載の成形装置。 14 前記隔壁(27)が低融点物質でつくられていることを特徴とする請求の 範囲第7項に記載の成形装置。 15、前記低融点物質が被溶接金属と同一である金属であることを特徴とする請 求の範囲第14項に記載の成形装置。 16、前記隔壁(27)がスラグと反応する物質でつくられていることを特徴と する請求の範囲第7項に記載の成形装置。 17 スラグと反応する前記物質がダイナスレンガであることを特徴とする請求 の範囲第16項に記載の成形装置。 18 前記隔壁(27)が耐火物でつくられておシかつ前記隔壁には電極を装着 するだめのスロットが設けられていることを特徴とする請求の範囲第7項に記載 の成形装置。 19 前記耐火物が黒鉛であることを特徴とする請求の範囲第18項に記載の成 形装置。 20、ハロケ゛ン化物をベースとした軽金属のエレクトロスラグ溶接用フラック スにおいて、このフラックスが氷晶石、弗化バリウムおよびアルカリ金属臭化物 を含んでなることを特徴とする軽金属のエレクトロスラグ溶接用フラックス。 21、前記フラックスが下記割合(重量%)の成分:弗化バリウム 65.0− 75.0 氷晶石 15.0−25.0 アルカリ金属臭化物 5. o −i o、 。 を含有することを特徴とする請求の範囲第20項に記載のフラックス。 22 前記アルカリ金属臭化物が臭化ナトリウムであることを特徴とする請求の 範囲第20項に記載のフラックス。[Claims] 1. The parts to be welded, the forming device, and the electrodes are connected in a continuous manner with the required gap between the parts. The gap is filled with 7 lac to form a slag pool and the electrodes and and the ends to be welded to form a metal pool, and the metal pool is stored in a liquid state. It is used as a reservoir to hold, hold and fill the weld gap with liquid metal, and then In the electroslag welding process for light metals, which consists of solidifying the metal, a metal pool is accumulated outside the gap above the workpiece and into the gap. liquid metal filling of the electrode and the ends of the member, taking into account the reinforcement of the weld. to be carried out after the completion of melting and accumulation of the metal pool in the amount necessary to fill the said gap. Characteristic electroslag welding method for light metals. 2. An inert gas is additionally blown onto the metal pool. A method according to claim 1. 3. According to claim 2, wherein the inert gas is argon. the method of. 4. Substances that form metal-insoluble complex compounds with harmful impurities can additionally form metal pools. 2. A method according to claim 1, characterized in that the method is implemented in a system. 5. Substances that form metal-insoluble complex compounds with harmful impurities are 0.15 to 0.5 5. A method according to claim 4, characterized in that it is calcium by weight. 6 0.1 to 15% by weight of substances that form metal-insoluble complex compounds with harmful impurities 5. The method according to claim 4, wherein the magnesium is magnesium. 7. A mold, a container provided above the welded material, and a container provided below the welded material. In a forming device for electroslag welding of light metals, the container is used as a container, the mold is (9) further comprises a porous member (12) and a support platform (11). The support platform (11) has a stepped longitudinal groove (10) forming the supporting platform (11). ) on which the porous member (12) is arranged to form a sealed recess together with the groove (10). and the container (13) provided above the member to be welded has an external terminal. (16), an internal terminal (17) and a connecting member ( 18), and the container (18) provided below the member to be welded. 14) is a light metal electric wire further comprising a transverse bulkhead (27). Forming equipment for loss lag welding. 8. A claim characterized in that the connecting member (27) is made of a low melting point substance. The molding apparatus according to item 7. 9 A claim characterized in that the low melting point substance is the same metal as the metal to be welded. 8. The molding device according to item 8. 10. The connecting member (18) is made of a metal containing the same alloy component as the metal to be welded. The molding apparatus according to claim 7, characterized in that: 11 The content of each alloy component in the metal connecting member is expressed by the following formula: formula? -1Lj is the alloy component content in the connecting member ((6); LW is the alloy content in the welded part Gold component content (@: "wm" is the alloy component content in the welded material @); Lo is the alloy component content in the electrode (@); ■A is the volume of the welding area (C1rL) vj is the volume of the connecting member (cm); γ is the volume of the welded metal in the weld metal; according to claim 10, characterized in that it is calculated by: Molding equipment. 12. The connecting member (18) is made of a refractory material with high electrical resistivity. 8. A molding apparatus according to claim 7, characterized in that: 13. Claim 1, wherein the high electrical resistivity refractory is graphite. The molding device according to item 2. 14. A claim characterized in that the partition wall (27) is made of a low melting point substance. The molding device according to scope 7. 15. A claim characterized in that the low melting point substance is the same metal as the metal to be welded. The molding apparatus according to item 14. 16. The partition wall (27) is made of a substance that reacts with slag. A molding apparatus according to claim 7. 17. Claim characterized in that the substance that reacts with slag is Dynas brick. The molding apparatus according to item 16. 18 The partition wall (27) is made of a refractory material and an electrode is attached to the partition wall. According to claim 7, the device is provided with a slot for stopping. molding equipment. 19. The composition according to claim 18, wherein the refractory is graphite. shape device. 20.Frack for electroslag welding of light metals based on halide In the US, this flux contains cryolite, barium fluoride and alkali metal bromides. A flux for electroslag welding of light metals, characterized by comprising: 21. The flux has the following proportion (wt%): barium fluoride 65.0- 75.0 Cryolite 15.0-25.0 Alkali metal bromide 5. o-i o,. 21. The flux according to claim 20, which contains: 22 A claim characterized in that the alkali metal bromide is sodium bromide. The flux according to range item 20.
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