JPS591081A - 水平エレクトロスラグ肉盛溶接法 - Google Patents
水平エレクトロスラグ肉盛溶接法Info
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- JPS591081A JPS591081A JP10977482A JP10977482A JPS591081A JP S591081 A JPS591081 A JP S591081A JP 10977482 A JP10977482 A JP 10977482A JP 10977482 A JP10977482 A JP 10977482A JP S591081 A JPS591081 A JP S591081A
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- Japan
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- welding
- electrode
- build
- flux
- water
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K25/00—Slag welding, i.e. using a heated layer or mass of powder, slag, or the like in contact with the material to be joined
- B23K25/005—Welding for purposes other than joining, e.g. built-up welding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水平エレクトロスラグ肉盛溶接法、特に水冷枠
を用いる肉盛溶接法に関するものである。
を用いる肉盛溶接法に関するものである。
耐食肉盛は近年柱々盛んに行われるようになり、被肉盛
部品も巨大化して来ており、このため広い面積を肉盛す
るには高能率な帯状電極肉盛法が採用されているが、更
に電極幅を広幅化する検討が行われている。この帯状電
極肉盛法には、潜弧溶接方式と水平エレクトロスラグ方
式とがあるが、潜弧溶接方式は発生磁界がアークを偏向
させるので広幅化が困難となることから、最近では水平
エレクトロスラグ方式が盛んとなった。
部品も巨大化して来ており、このため広い面積を肉盛す
るには高能率な帯状電極肉盛法が採用されているが、更
に電極幅を広幅化する検討が行われている。この帯状電
極肉盛法には、潜弧溶接方式と水平エレクトロスラグ方
式とがあるが、潜弧溶接方式は発生磁界がアークを偏向
させるので広幅化が困難となることから、最近では水平
エレクトロスラグ方式が盛んとなった。
しかし、現用の溶接電源は直流を使用しているところか
ら、水平エレクトロスラグ方式といえども磁界の影響を
受け、ビードが乱れたυアンダーカットが生じたジする
と言われている。本発明者等が調べたところによると、
発生磁界は母材を流れる電流によるよりも、給電チップ
から溶融池までの帯状電極を流れる電流によって生じる
磁界の方がはるかに強いことが判った。したがって、前
記の発生磁界を消去することが健全なビードを置くこと
に大きく貢献する。
ら、水平エレクトロスラグ方式といえども磁界の影響を
受け、ビードが乱れたυアンダーカットが生じたジする
と言われている。本発明者等が調べたところによると、
発生磁界は母材を流れる電流によるよりも、給電チップ
から溶融池までの帯状電極を流れる電流によって生じる
磁界の方がはるかに強いことが判った。したがって、前
記の発生磁界を消去することが健全なビードを置くこと
に大きく貢献する。
従来においても発生磁界を消去する方法として、母材板
面に垂直な磁界を電磁石などを用いて帯状電極両端に形
成させることが提案されている（特開昭５６−１４１９
６７、特開昭５６−４１０’７７、特開昭５５−１３６
５６６号公報等）が、これらは根本的な対策ではない。
面に垂直な磁界を電磁石などを用いて帯状電極両端に形
成させることが提案されている（特開昭５６−１４１９
６７、特開昭５６−４１０’７７、特開昭５５−１３６
５６６号公報等）が、これらは根本的な対策ではない。
即ち、広幅電極を用いての溶接時に溶融池に何等かの異
常が生じてもこれを是正する対策としての提案ではなく
、ただ単にビード乱れの予防的提案に過ぎない。
常が生じてもこれを是正する対策としての提案ではなく
、ただ単にビード乱れの予防的提案に過ぎない。
しかし、通常の水子エレクトロスラグ広幅帯状電極肉盛
溶接法では、その溶融池は深さ１０−１５ ｍｍ、幅で
１５０〜３００ ｍｍ 、長さで１００調前後の細長い
直方体であるが、この溶融池２は第１図に示すようにそ
の幅方向両端が散布フラックス３の堰で保持されている
。溶融スラグ４ば１０００℃程度で帯状電極１直下は１
７００℃以上にも達していることから、前述の薄く細長
い高温の直方体を均等に保持しながら溶接するには、フ
ラックスの堰による対策では不十分である。
溶接法では、その溶融池は深さ１０−１５ ｍｍ、幅で
１５０〜３００ ｍｍ 、長さで１００調前後の細長い
直方体であるが、この溶融池２は第１図に示すようにそ
の幅方向両端が散布フラックス３の堰で保持されている
。溶融スラグ４ば１０００℃程度で帯状電極１直下は１
７００℃以上にも達していることから、前述の薄く細長
い高温の直方体を均等に保持しながら溶接するには、フ
ラックスの堰による対策では不十分である。
また、従来の水平エレクトロスラグ肉盛溶接では、第１
図にも示したように溶融池２の両端は散布フラックス３
の堰であるので、使用電力を上げ過ぎると堰が崩壊する
とか、第３図に示すよ、うに肉盛ビード１２がオーバー
ラツプ気味になるなど欠点が種々発生する。逆に、電力
投入が少な過ぎた場合は、第４図のように溶融スラグ４
の熱量不足の個所が生じ、溶融池２で完廃に電極を溶カ
ル切らなくなシ、未溶融帯状電極１′が残ってしまう。
図にも示したように溶融池２の両端は散布フラックス３
の堰であるので、使用電力を上げ過ぎると堰が崩壊する
とか、第３図に示すよ、うに肉盛ビード１２がオーバー
ラツプ気味になるなど欠点が種々発生する。逆に、電力
投入が少な過ぎた場合は、第４図のように溶融スラグ４
の熱量不足の個所が生じ、溶融池２で完廃に電極を溶カ
ル切らなくなシ、未溶融帯状電極１′が残ってしまう。
このよりに従来法゛は溶接条件の範囲が狭く、実用性の
点で問題が多かった。
点で問題が多かった。
さらに、肉盛厚さについては従来法ではオーバーラッグ
なしで溶接できるのは５鯛以下であり、それ以上の肉盛
厚さが必要なときは２層盛りとなり工数を要することに
なる。又、帯状電極の代りにワイヤを用いることについ
ては、従来の水平エレクトロスラグ肉盛溶接では電極と
して複数本のワイヤを並べて使用すればよいように思わ
れるが、ワイヤ相互間の加熱が不足気味となり、スラグ
巻込みの心配があるので今のところは採用されていない
。
なしで溶接できるのは５鯛以下であり、それ以上の肉盛
厚さが必要なときは２層盛りとなり工数を要することに
なる。又、帯状電極の代りにワイヤを用いることについ
ては、従来の水平エレクトロスラグ肉盛溶接では電極と
して複数本のワイヤを並べて使用すればよいように思わ
れるが、ワイヤ相互間の加熱が不足気味となり、スラグ
巻込みの心配があるので今のところは採用されていない
。
なお、水平エレクトロスラグ肉盛溶接法に水冷枠体を用
いるものとして特開昭５２−９９９５０号公報が提案さ
れている。しかし、この方法は次の理由から汎用肉盛溶
接となり難い問題点をか・かえている。即ち、この方法
はアースを母材にとっであるので、当然電極直下の溶融
スラグが最も高温になり、この加熱体で電極を溶かすこ
とＫなるが、溶接方向に枠を移動させると電極前方の溶
融スラグは冷え電極を溶かしずらくなる。また、枠内の
スラグを十分に溶融状態′にしておく必要があり、その
ためには通常の散布スラックスを用いた水平エレクトロ
スラグ肉盛溶接方法より非常に大きな電力を投入せねば
ならず、母材を大きく溶かすことになる。希釈率の大き
な溶接方法は肉盛に適さないことを考えれば、この提案
が実用面で問題があることは明らかである。
いるものとして特開昭５２−９９９５０号公報が提案さ
れている。しかし、この方法は次の理由から汎用肉盛溶
接となり難い問題点をか・かえている。即ち、この方法
はアースを母材にとっであるので、当然電極直下の溶融
スラグが最も高温になり、この加熱体で電極を溶かすこ
とＫなるが、溶接方向に枠を移動させると電極前方の溶
融スラグは冷え電極を溶かしずらくなる。また、枠内の
スラグを十分に溶融状態′にしておく必要があり、その
ためには通常の散布スラックスを用いた水平エレクトロ
スラグ肉盛溶接方法より非常に大きな電力を投入せねば
ならず、母材を大きく溶かすことになる。希釈率の大き
な溶接方法は肉盛に適さないことを考えれば、この提案
が実用面で問題があることは明らかである。
本発明は上述した従来の水平エレクトロスラグ帯状電極
肉盛法の欠点を改善し、広い溶接条件が採用できかつ良
好な肉盛溶接を行うことが可能なきわめて実用性の高い
水平エレクトロスラグ肉盛−溶接法を提供することを目
的とする。
肉盛法の欠点を改善し、広い溶接条件が採用できかつ良
好な肉盛溶接を行うことが可能なきわめて実用性の高い
水平エレクトロスラグ肉盛−溶接法を提供することを目
的とする。
以下本発明を図面にしたがって説明する。
第２図に示すように肉盛溶接すべき母材１３上にコ字形
状の銅製等の水冷枠８を、溶接方向Ｗに中間の側壁がく
るようにして載置する。該水冷枠８の底面には母材１３
に接するアルミナ等の絶縁体１６がはめ込まれておジ、
また水冷枠８内は水冷ジャケット構造となっており、給
水口９および排水口１０が設けられている。この水冷枠
８内における溶接方向前方に、アース側導体５を配置す
ると共に、該アース側導体５に近接かつ平行にして電流
の方向が互いに逆向きとなる如く溶接ヘッド側導体６を
セットしている。前記アース側導体５は水冷構造になっ
ており、給排水口９，１０が設けられている。、また、
前記溶接ヘッド側導体６は、例えば溶接ケーブル、銅板
又は平編銅線からなり、給電チップ７を介して電極ｌ又
は１１に接続している。
状の銅製等の水冷枠８を、溶接方向Ｗに中間の側壁がく
るようにして載置する。該水冷枠８の底面には母材１３
に接するアルミナ等の絶縁体１６がはめ込まれておジ、
また水冷枠８内は水冷ジャケット構造となっており、給
水口９および排水口１０が設けられている。この水冷枠
８内における溶接方向前方に、アース側導体５を配置す
ると共に、該アース側導体５に近接かつ平行にして電流
の方向が互いに逆向きとなる如く溶接ヘッド側導体６を
セットしている。前記アース側導体５は水冷構造になっ
ており、給排水口９，１０が設けられている。、また、
前記溶接ヘッド側導体６は、例えば溶接ケーブル、銅板
又は平編銅線からなり、給電チップ７を介して電極ｌ又
は１１に接続している。
第２図（ａ）は電極として帯状電極１を、第２図（ｂ）
は複数本のワイヤ１１（例えば市販のＴＩＧ用ワイヤ）
ｖＩ−用いた例を示している。なお、１７は水冷枠８の
開放側上方に渡したフレームである。溶接に必要なフラ
ックス３は、アース側導体５と水冷枠８の中間側壁間に
適宜の散布手段を用いて供給される。さらに、アース側
導体５は溶接条件や溶融スラグの深さによって上下１前
後に移動可能な構造となっていると共に、該アース側導
体５の下部（溶融スラグ内に入る部分）は非常に高温に
なるので、若干高価になるがモリブデン等の高融点金属
を用いると消耗が少なくなる。
は複数本のワイヤ１１（例えば市販のＴＩＧ用ワイヤ）
ｖＩ−用いた例を示している。なお、１７は水冷枠８の
開放側上方に渡したフレームである。溶接に必要なフラ
ックス３は、アース側導体５と水冷枠８の中間側壁間に
適宜の散布手段を用いて供給される。さらに、アース側
導体５は溶接条件や溶融スラグの深さによって上下１前
後に移動可能な構造となっていると共に、該アース側導
体５の下部（溶融スラグ内に入る部分）は非常に高温に
なるので、若干高価になるがモリブデン等の高融点金属
を用いると消耗が少なくなる。
次に、本発明溶接法の操作について説明する。
第２図の状態でフラックス３を散布し、溶接ヘッド側導
体６からチップ電通して電流を電極ｌ又は１１に給電す
る。フラックス３は電極とアース側導体５間で溶融し、
これにより生じた高温の溶融スラグ１５のジュール熱で
電極１又は１１ヲ溶解し肉盛する。溶接の進行にしたが
って肉盛ビード１４および凝固スラグ４が形成されるが
、水冷枠８の溶接方向Ｗの後方側は側壁のない構造にな
っているので、水冷枠８は凝固スラグ４および肉盛ビー
ド１４に接触せず、溶接速度を狂わすおそれがない。
体６からチップ電通して電流を電極ｌ又は１１に給電す
る。フラックス３は電極とアース側導体５間で溶融し、
これにより生じた高温の溶融スラグ１５のジュール熱で
電極１又は１１ヲ溶解し肉盛する。溶接の進行にしたが
って肉盛ビード１４および凝固スラグ４が形成されるが
、水冷枠８の溶接方向Ｗの後方側は側壁のない構造にな
っているので、水冷枠８は凝固スラグ４および肉盛ビー
ド１４に接触せず、溶接速度を狂わすおそれがない。
本発明に基いて溶接すると、第５図（ａ）のように肉盛
ビード１４の両端は約１１＋Ｉ＋１１程度の薄いスラグ
スキン４′が生じるだけで、コーナ部が比較的鋭角なか
つ表面が平滑な肉盛ビード１４が得られる。■パス目の
肉盛は第５図（ａ）で、２バス目以降の肉盛は第５図（
ｂ）の如くビード相互の重ね目が前に置いたビード１４
′−＋完全に溶かし切るような位置に水冷枠８をセット
することが必要である。
ビード１４の両端は約１１＋Ｉ＋１１程度の薄いスラグ
スキン４′が生じるだけで、コーナ部が比較的鋭角なか
つ表面が平滑な肉盛ビード１４が得られる。■パス目の
肉盛は第５図（ａ）で、２バス目以降の肉盛は第５図（
ｂ）の如くビード相互の重ね目が前に置いたビード１４
′−＋完全に溶かし切るような位置に水冷枠８をセット
することが必要である。
本発明では直流電源を使用しても溶接ヘッド側とアース
側を流れる電流が逆向きなので、それぞれの発生磁界は
互いに打ち消され殆んど周囲に影響を及ぼさない。また
、母材１３にアースを取っていないため、母材を流れる
電流による磁界は発生せず、肉盛金属は溶込みが浅く希
釈率は小さい。
側を流れる電流が逆向きなので、それぞれの発生磁界は
互いに打ち消され殆んど周囲に影響を及ぼさない。また
、母材１３にアースを取っていないため、母材を流れる
電流による磁界は発生せず、肉盛金属は溶込みが浅く希
釈率は小さい。
実施例
板厚１００諭の母材（８Ｍ４１）上に第２図（ａ）。
（ｂ）に示す肉盛溶接法にて肉盛を行った。フラックス
はいずれもＣａＦ２３４％、Ｔｉ０２１５％、 Ｓｉ
ｎ、。
はいずれもＣａＦ２３４％、Ｔｉ０２１５％、 Ｓｉ
ｎ、。
２１％、Ｃａ０１９％、Ｍｇ０３％、 ＺｒＯ，、１３
％の成分の粉末状フラックスを用い、帯状電極（第２図
ａ）としてはＳＵＳ ３０９ Ｓの０．８ ｍ厚Ｘ１５
０ｍ幅の１枚を、ワイヤ（第２図ｂ）としてはＹ−３０
８の３．２ ｗＩＩφの１５本を用いた。そしてＤＣ電
源で電流４８０ＯＡ、電圧３０Ｖ、溶接速度１２ｃｍＡ
ｓｎで複数パスの肉盛溶接を実施した。なお、併せて同
一母材、同一フラックス及び同一帯状電極を用い、第１
図の散布フシックス堰方式の肉盛溶接（ＤＣｔ源、電流
２８００Ａ、 電圧３０ Ｖ、 速１１１５ウ一）全比
較のため行った。
％の成分の粉末状フラックスを用い、帯状電極（第２図
ａ）としてはＳＵＳ ３０９ Ｓの０．８ ｍ厚Ｘ１５
０ｍ幅の１枚を、ワイヤ（第２図ｂ）としてはＹ−３０
８の３．２ ｗＩＩφの１５本を用いた。そしてＤＣ電
源で電流４８０ＯＡ、電圧３０Ｖ、溶接速度１２ｃｍＡ
ｓｎで複数パスの肉盛溶接を実施した。なお、併せて同
一母材、同一フラックス及び同一帯状電極を用い、第１
図の散布フシックス堰方式の肉盛溶接（ＤＣｔ源、電流
２８００Ａ、 電圧３０ Ｖ、 速１１１５ウ一）全比
較のため行った。
その結果、本発明では第２図（ａ）、 （ｂ）いずれ
ノ溶接法においても、肉盛ビードが平滑でオーバーラン
プを生じることなく、又肉盛金属の溶込みも浅（（０，
５ｍ位）、希釈率も８％程度で小さい。
ノ溶接法においても、肉盛ビードが平滑でオーバーラン
プを生じることなく、又肉盛金属の溶込みも浅（（０，
５ｍ位）、希釈率も８％程度で小さい。
これに対し従来法では、厚さ０．４閣の帯状電極では良
好な肉盛ビードが得られるものの、本実施例に使用した
厚さ０．８ｍ材では溶接中に電極を溶かすだけの熱量が
不足するため未溶融帯状電極（第４図）が生じ、試験を
中断した。また電流を４８０ＯＡに高めて溶接したとこ
ろフラックス堰が溶接中に溶けだし中断せざるを得なか
った。従来法は溶接条件範囲が狭いのに対し、本発明方
法では溶接材料の寸法及び溶接条件範囲の選定が広く行
える。
好な肉盛ビードが得られるものの、本実施例に使用した
厚さ０．８ｍ材では溶接中に電極を溶かすだけの熱量が
不足するため未溶融帯状電極（第４図）が生じ、試験を
中断した。また電流を４８０ＯＡに高めて溶接したとこ
ろフラックス堰が溶接中に溶けだし中断せざるを得なか
った。従来法は溶接条件範囲が狭いのに対し、本発明方
法では溶接材料の寸法及び溶接条件範囲の選定が広く行
える。
したがって本発明方法はすぐれた高能率肉盛方法である
。
。
第１図は従来の水平エレクトロスラグ帯状電極肉盛溶接
法を示す説明図、第２図（ａ）、 （ｂ）は本発明の
肉盛溶接法のそれぞれ二つの実施態様を示す斜視図、第
３図および第４図は従来法の欠点を説明するための断面
図および斜視図、第５図（ａ）。 （ｂ）は本発明による１バス目および２バス目の状況を
示す正面図である。 ｌ・・・帯状電極、１′・・・未溶融帯状電極、３・・
・散布フラックス、４・・・スラグ、５・・・アース側
導体、６・・・溶接ヘッド側導体、７・・・給電チップ
、８・・・水冷枠、９．１０・・・給排水口、１１・・
・ワイヤ、１３・・・母材、１４・・・肉盛ビード、１
６・・・絶縁体。 特許出願人 代理人 弁理士矢葺知之 （ほか１名） 華４肉 １３図
法を示す説明図、第２図（ａ）、 （ｂ）は本発明の
肉盛溶接法のそれぞれ二つの実施態様を示す斜視図、第
３図および第４図は従来法の欠点を説明するための断面
図および斜視図、第５図（ａ）。 （ｂ）は本発明による１バス目および２バス目の状況を
示す正面図である。 ｌ・・・帯状電極、１′・・・未溶融帯状電極、３・・
・散布フラックス、４・・・スラグ、５・・・アース側
導体、６・・・溶接ヘッド側導体、７・・・給電チップ
、８・・・水冷枠、９．１０・・・給排水口、１１・・
・ワイヤ、１３・・・母材、１４・・・肉盛ビード、１
６・・・絶縁体。 特許出願人 代理人 弁理士矢葺知之 （ほか１名） 華４肉 １３図
Claims (3)
- （１） 母材への接触面に絶縁体を有する水冷枠内の
溶接方向前方に水冷したアース側導体を配置すると共に
、該アース側導体に対し給電チップに接続する導体を近
接して平行にかつ電流の方向が互いに逆向きになるよう
にセットし、前記水冷枠内で消耗電極およびフラックス
を用いて肉盛溶接を行うことを特徴とする水平エレクト
ロスラグ肉盛溶接法。 - （２） 消耗電極として帯状電極を用いることからな
る特許請求の範囲第１項記載の溶接法。 - （３） 消耗電極としてワイヤを複数本用いることか
らなる特許請求の範囲第１項記載の溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10977482A JPS591081A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 水平エレクトロスラグ肉盛溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10977482A JPS591081A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 水平エレクトロスラグ肉盛溶接法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS591081A true JPS591081A (ja) | 1984-01-06 |
Family
ID=14518882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10977482A Pending JPS591081A (ja) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | 水平エレクトロスラグ肉盛溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS591081A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0314283A2 (en) * | 1987-10-30 | 1989-05-03 | The Babcock & Wilcox Company | Building workpieces by deposit welding |
| JP2007256559A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Osaki Electric Co Ltd | ４表示方向切替機能付き表示装置 |
-
1982
- 1982-06-28 JP JP10977482A patent/JPS591081A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0314283A2 (en) * | 1987-10-30 | 1989-05-03 | The Babcock & Wilcox Company | Building workpieces by deposit welding |
| EP0314283A3 (en) * | 1987-10-30 | 1990-06-27 | Babcock & Wilcox Co | Building workpieces by deposit welding |
| JP2007256559A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Osaki Electric Co Ltd | ４表示方向切替機能付き表示装置 |
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