JPS60118374A - 鉄鋼地金上へのアルミニウム青銅の溶接肉盛り方法 - Google Patents
鉄鋼地金上へのアルミニウム青銅の溶接肉盛り方法Info
- Publication number
- JPS60118374A JPS60118374A JP22757783A JP22757783A JPS60118374A JP S60118374 A JPS60118374 A JP S60118374A JP 22757783 A JP22757783 A JP 22757783A JP 22757783 A JP22757783 A JP 22757783A JP S60118374 A JPS60118374 A JP S60118374A
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- JP
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- welding
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- aluminum bronze
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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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
- B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
-
- 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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
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】
技 術 分 野
この発明は、鉄鋼地金上へのアルミニウム青銅゛゛の溶
接肉盛り方法に関し、とくに鉄粒界へのＱｕの浸透を適
切に防止して、該肉盛り層における割れの発生を有利に
回避しようとするものである。
接肉盛り方法に関し、とくに鉄粒界へのＱｕの浸透を適
切に防止して、該肉盛り層における割れの発生を有利に
回避しようとするものである。
従来技術とその問題点
一般に鉄鋼地金上に、純銅または銅合金（以下単に銅合
金という）を直接溶接肉盛りすると、銅合金中のＯｕが
鉄粒界に浸透し、構造物の場合には、それが破壊の原因
になる。
金という）を直接溶接肉盛りすると、銅合金中のＯｕが
鉄粒界に浸透し、構造物の場合には、それが破壊の原因
になる。
従って鉄鋼地金上に銅合金の肉盛りを施す場合は、Ｃｕ
の浸透を防ぐべく純ニッケルまたはニッケル合金の下盛
りを施してから溶接肉盛りを行うのが通例であり、たと
えばキュプロニッケルの鉄鋼地金上への溶接肉盛りに際
しては、純ニッケルやモネルメタルなどの下盛りを施し
てから、肉盛りを行うのは良く見られる例である。
の浸透を防ぐべく純ニッケルまたはニッケル合金の下盛
りを施してから溶接肉盛りを行うのが通例であり、たと
えばキュプロニッケルの鉄鋼地金上への溶接肉盛りに際
しては、純ニッケルやモネルメタルなどの下盛りを施し
てから、肉盛りを行うのは良く見られる例である。
一方、アルミニウム青銅の鉄鋼地金上への溶接肉盛りに
おいては、鉄粒界へのａＵの浸透がキュプロニッケルは
ど顕著ではないため、これまで直盛りで行うのが一般的
であった。
おいては、鉄粒界へのａＵの浸透がキュプロニッケルは
ど顕著ではないため、これまで直盛りで行うのが一般的
であった。
しかし上記の肉盛りにおいて、多少でもＯｕ浸透が問題
となる場合がある。
となる場合がある。
たとえば第１図に示したような巻戻し機または、。
巻取り機のリールにおいては、コイル端の内周を゛保持
するセグメント１の拡縮径動作を導く、セグメントｌ−
アウターウェッジ２間、アウターウェッジ２−インナー
ウェッジ８問およびアウターウェッジ２−シャフトスパ
イダー４間の如き摺動部５における焼付きを防止するた
めに、共金の組合わせを避け、下記の如き材質 ０シヤフトスパイダー ＳＮ０Ｍ８ ０インナーウエツジ ５４５０ ０アウターウエツジ ５ＡＥ４８０Ｂ（銅合金）１００
セグメン） ５０Ｍｎ０ｒ８ のものが使用されるのが一般的であった。しかしながら
リールには強力な巻締め力が作用するため、その力を受
けるアウターウェッジ２には高い力が ・かかり、場合
によっては１０〜１５ ｋｇ／ｍ＋＋ｒ”にも達゛する
。ところが５ＡＥ４８０Ｂの疲労限は１１ ｋｇ／ｗｔ
ｍ”程度であるため約１年はどの使用で破損に至ること
が多かったのである。そこでアウターウェッジのボディ
として疲労限の高い合金＠（５０Ｍ４、ＯＮＣＭ８ な
ど）を用い、その上にアルミニウム誉′銅の溶接肉盛り
を適用することが考えられるとこ゛ろ、かような溶接肉
盛りによるアルミニウム青銅層において応力が５〜１０
ｋｇ／ａｍ”のもと、１０５〜１０７サイクルで繰返し
作用するとき、上記のａＵ浸透が問題視されるわけであ
り、従ってアルミニウム青銅についても下盛りが必要と
なるわけである。
するセグメント１の拡縮径動作を導く、セグメントｌ−
アウターウェッジ２間、アウターウェッジ２−インナー
ウェッジ８問およびアウターウェッジ２−シャフトスパ
イダー４間の如き摺動部５における焼付きを防止するた
めに、共金の組合わせを避け、下記の如き材質 ０シヤフトスパイダー ＳＮ０Ｍ８ ０インナーウエツジ ５４５０ ０アウターウエツジ ５ＡＥ４８０Ｂ（銅合金）１００
セグメン） ５０Ｍｎ０ｒ８ のものが使用されるのが一般的であった。しかしながら
リールには強力な巻締め力が作用するため、その力を受
けるアウターウェッジ２には高い力が ・かかり、場合
によっては１０〜１５ ｋｇ／ｍ＋＋ｒ”にも達゛する
。ところが５ＡＥ４８０Ｂの疲労限は１１ ｋｇ／ｗｔ
ｍ”程度であるため約１年はどの使用で破損に至ること
が多かったのである。そこでアウターウェッジのボディ
として疲労限の高い合金＠（５０Ｍ４、ＯＮＣＭ８ な
ど）を用い、その上にアルミニウム誉′銅の溶接肉盛り
を適用することが考えられるとこ゛ろ、かような溶接肉
盛りによるアルミニウム青銅層において応力が５〜１０
ｋｇ／ａｍ”のもと、１０５〜１０７サイクルで繰返し
作用するとき、上記のａＵ浸透が問題視されるわけであ
り、従ってアルミニウム青銅についても下盛りが必要と
なるわけである。
この場合、Ｃｕが鉄粒界へ浸透するのは鉄鋼地金上に銅
合金を溶接したとき、Ｆｅ −Ｏｕの共晶反応で低融点
化合物を生成し、粒界を液化させてａｕ ”が鉄粒界に
入るからである。このありさまを第２図に示し、図中記
号イは肉盛りしたアルミニウム青銅、口は母材の地鉄（
８０Ｍ４）、そしてハが銅の浸透を表わす。なお同図は
、境界部を１００倍に拡大した顕微鏡断面組織写真であ
り、また肉盛゛り材の成分組成ならびに溶接条件は、表
１および表２にそれぞれ示したとおりである。
合金を溶接したとき、Ｆｅ −Ｏｕの共晶反応で低融点
化合物を生成し、粒界を液化させてａｕ ”が鉄粒界に
入るからである。このありさまを第２図に示し、図中記
号イは肉盛りしたアルミニウム青銅、口は母材の地鉄（
８０Ｍ４）、そしてハが銅の浸透を表わす。なお同図は
、境界部を１００倍に拡大した顕微鏡断面組織写真であ
り、また肉盛゛り材の成分組成ならびに溶接条件は、表
１および表２にそれぞれ示したとおりである。
（８）
（４）
さらに上記の試験片を、１９Ｒ１８０°型曲げ １試験
に供したところ、境界で破断を生じた。
に供したところ、境界で破断を生じた。
従って肉盛り材としてアルミニウム青銅を用いる場合で
あっても、使用条件によっては、地鉄中へのＯｕの浸透
を完全にし断すべく下盛りを施す必５要があるわけであ
るが、かかる下盛り材として純ニッケルやニッケル合金
を用いた場合には、Ｃｕの浸透は防止できるものの、純
ニッケルまたはニッケル合金中のＮｉがアルミニウム青
銅中のＡｌと結びついて境界部に非常にもちい組織であ
るＡｌ−１ＯＮ１合金を形成するため、靭性の低いアル
ミニウム青銅肉盛り層しか得られず、割れが発生すると
ころに問題を残していたのである。
あっても、使用条件によっては、地鉄中へのＯｕの浸透
を完全にし断すべく下盛りを施す必５要があるわけであ
るが、かかる下盛り材として純ニッケルやニッケル合金
を用いた場合には、Ｃｕの浸透は防止できるものの、純
ニッケルまたはニッケル合金中のＮｉがアルミニウム青
銅中のＡｌと結びついて境界部に非常にもちい組織であ
るＡｌ−１ＯＮ１合金を形成するため、靭性の低いアル
ミニウム青銅肉盛り層しか得られず、割れが発生すると
ころに問題を残していたのである。
発明の目的および端緒
この発明は、鉄鋼地金上へのアルミニウム青銅の溶接肉
盛りに際して、下盛り材として純ニッケルを使用する場
合においても、上記したＡｌ −Ｎｉ合金の形成による
割れの発生を有効に防止し得る溶接肉盛り方法を提案す
ることを目的とし、たと′。
盛りに際して、下盛り材として純ニッケルを使用する場
合においても、上記したＡｌ −Ｎｉ合金の形成による
割れの発生を有効に防止し得る溶接肉盛り方法を提案す
ることを目的とし、たと′。
え純ニッケルを下盛り材として利用した場合であ゛つて
も、アルミニウム青銅の肉盛り第１層中のＮ１含有量を
所定量以下に制御すれば、ｈｌ−Ｎｉ合金の形成が抑制
されて、実質的に問題のないアルミニウム青銅の溶接肉
盛り層が得られることの、新゛規知見に立脚する。
も、アルミニウム青銅の肉盛り第１層中のＮ１含有量を
所定量以下に制御すれば、ｈｌ−Ｎｉ合金の形成が抑制
されて、実質的に問題のないアルミニウム青銅の溶接肉
盛り層が得られることの、新゛規知見に立脚する。
発 明 の 構 成
上記の目的は次の構成により有利に達成される。
すなわちこの発明は、鉄鋼地金上にアルミニラ１０ム青
銅の溶接肉盛りを施すに当り、該溶接に先立って、まず
純ニッケルの下盛り溶接を行い、ついでニッケル含有量
６重量％（以下単に係で示す）以下のアルミニウム青銅
層を上盛り第１層として肉盛り溶接することからなる、
鉄鋼地金上へのアル□゛ミニウム青銅の溶接肉盛り方法
である。
銅の溶接肉盛りを施すに当り、該溶接に先立って、まず
純ニッケルの下盛り溶接を行い、ついでニッケル含有量
６重量％（以下単に係で示す）以下のアルミニウム青銅
層を上盛り第１層として肉盛り溶接することからなる、
鉄鋼地金上へのアル□゛ミニウム青銅の溶接肉盛り方法
である。
以下この発明を由来するに至った実験結果に基き、この
発明を具体的に説明する。
発明を具体的に説明する。
まずＡＩ −Ｎｉ合金形成時に割れの発生するＮｉ量に
ついて枦べた。これはこの発明に従う溶接肉盛２′（ワ
） り法は、純ニツケル上に直接アルミニウム青銅の゛肉盛
りを施すものであるから、上盛りアルミニウム青銅中へ
は必然的にＮ１分が混入してくるが、この上盛り層中へ
のＮｉ混入和の許容限について検討したものである。
ついて枦べた。これはこの発明に従う溶接肉盛２′（ワ
） り法は、純ニツケル上に直接アルミニウム青銅の゛肉盛
りを施すものであるから、上盛りアルミニウム青銅中へ
は必然的にＮ１分が混入してくるが、この上盛り層中へ
のＮｉ混入和の許容限について検討したものである。
実験に用いた材料は次のとおりである。
０鉄鋼地鉄 ５０Ｍ４の調質品
０下盛り材 下表３に成分組成を示した純ニツケル上
８ ０土盛り材 前掲表１に成分組成を示したアルミニウム
青銅 実験は、上記の各材料を用い、溶接条件を種々に変えて
アルミニウム青銅中へのＮｉ混入量を変化（Ｎｉ量：
８．０ ％、３．６５％、４．４％６１．０％、８．７
７％および１４．１％）させることによって行い、Ｎｉ
の許容館は、境界部のアルミニウム青銅側のニッケル含
２“′有量に応じる該境界部の硬度変化によって判断し
゛た。その結果を第８図に示す。なお用いた溶接機はソ
フトプラズマ機である。
８ ０土盛り材 前掲表１に成分組成を示したアルミニウム
青銅 実験は、上記の各材料を用い、溶接条件を種々に変えて
アルミニウム青銅中へのＮｉ混入量を変化（Ｎｉ量：
８．０ ％、３．６５％、４．４％６１．０％、８．７
７％および１４．１％）させることによって行い、Ｎｉ
の許容館は、境界部のアルミニウム青銅側のニッケル含
２“′有量に応じる該境界部の硬度変化によって判断し
゛た。その結果を第８図に示す。なお用いた溶接機はソ
フトプラズマ機である。
同図より明らかなように、Ｎｉ混入量の増加に従って、
硬度もほぼ直線的に増加する。換言すればＮ１分が増加
するにつれてＡＩ −Ｎｉ合金の生成量が増加し、それ
だけ境界部が脆くなることを示している。
硬度もほぼ直線的に増加する。換言すればＮ１分が増加
するにつれてＡＩ −Ｎｉ合金の生成量が増加し、それ
だけ境界部が脆くなることを示している。
そこで次に、上掲した６種の供試材から、長さ１５０鰭
、幅＋２２闘、厚み：９・５闘（ただし肉゛′”盛り層
の厚みは８鰭）の試験片を切出し、１９Ｒ１８０°型曲
げ試験を行った。その結果、Ｎ１混入量が８．７７％お
よび１４．１％のものはＡノーＮｉ合金層部で破断に至
ったが、Ｎｉ量が６．０ ％以下（Ｈｖ＋２２０以下）
のものについては、割れ発生は皆無１゛であった。
、幅＋２２闘、厚み：９・５闘（ただし肉゛′”盛り層
の厚みは８鰭）の試験片を切出し、１９Ｒ１８０°型曲
げ試験を行った。その結果、Ｎ１混入量が８．７７％お
よび１４．１％のものはＡノーＮｉ合金層部で破断に至
ったが、Ｎｉ量が６．０ ％以下（Ｈｖ＋２２０以下）
のものについては、割れ発生は皆無１゛であった。
第４図に、この発明に従って肉盛り溶接を施した場合の
溶接境界部の顕微鏡断面組織写真を示す。
溶接境界部の顕微鏡断面組織写真を示す。
図中記号ホがアルミニウム青銅上盛り層、へが純ニツケ
ル下盛り層へであるが、両層の境界部は良′。
ル下盛り層へであるが、両層の境界部は良′。
（８）
好な組織であって割れの発生は全く見られない。
実 施 例
実施例ｌ
５０Ｍ４の調質品よりなる母材上に、下盛りとし５て前
掲表８に成分組成を示した純ニッケルの肉盛りを、下表
４の条件下に行い、ついで前掲表１に成分組成を示した
アルミニウム青銅を表５の条件下に上盛りした。
掲表８に成分組成を示した純ニッケルの肉盛りを、下表
４の条件下に行い、ついで前掲表１に成分組成を示した
アルミニウム青銅を表５の条件下に上盛りした。
ついで得られた肉盛り材を、長さ： ｌ ５ Ｑｍ、’
幅：２２駒、厚み：９．５１１ｓ（肉盛り層厚み：８闘
）の試験片に切出し、半径ＩＣ酩にて１８００にわたる
型曲げ試験に供したところ、溶接境界部における割れの
発生は皆無であった。また母材鉄粒界へ５のＯｕの浸透
も全く見られなかった。
幅：２２駒、厚み：９．５１１ｓ（肉盛り層厚み：８闘
）の試験片に切出し、半径ＩＣ酩にて１８００にわたる
型曲げ試験に供したところ、溶接境界部における割れの
発生は皆無であった。また母材鉄粒界へ５のＯｕの浸透
も全く見られなかった。
止揚の実施例１に準拠し、アルミニウム青銅の溶接条件
のみ下表６および７のとおりに変更して、アルミニウム
青銅の肉盛り溶接を行った。 ゛。
のみ下表６および７のとおりに変更して、アルミニウム
青銅の肉盛り溶接を行った。 ゛。
得られた各肉盛り材を、実施例１と同様の試験片にそれ
ぞれ切出し型曲げ試験を行ったが、溶接境界部における
割れ発生ならびに母材鉄粒界への（Ｈｕの浸透は、いず
れの試験片についても皆無であった。
ぞれ切出し型曲げ試験を行ったが、溶接境界部における
割れ発生ならびに母材鉄粒界への（Ｈｕの浸透は、いず
れの試験片についても皆無であった。
発明の効果
かくしてこの発明によれば、鉄鋼地金上へのアルミニウ
ム青銅の溶接肉盛りにつき、１−Ｎｉ合金の形成に基因
した割れの発生を効果的に防止した上で、鉄粒界へのＯ
ｕの浸透を完全に阻止することができ、従って健全なア
ルミニウム青銅肉盛り鋼板を得ることができる。
ム青銅の溶接肉盛りにつき、１−Ｎｉ合金の形成に基因
した割れの発生を効果的に防止した上で、鉄粒界へのＯ
ｕの浸透を完全に阻止することができ、従って健全なア
ルミニウム青銅肉盛り鋼板を得ることができる。
第１図は、リールの組立て断面図、
第２図は、鉄粒界中へのａＵの浸透を示す顕微鏡断面組
織写真、 第８図は、アルミニウム青銅層境界部におけるＮｉ含有
量と硬度（ＨＶ ）との関係を示したグラフ、第４図は
、アルミニウム青銅上盛り層と純ニツケル下盛り層との
境界部の顕微鏡断面組織写真である０
織写真、 第８図は、アルミニウム青銅層境界部におけるＮｉ含有
量と硬度（ＨＶ ）との関係を示したグラフ、第４図は
、アルミニウム青銅上盛り層と純ニツケル下盛り層との
境界部の顕微鏡断面組織写真である０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 鉄鋼地金上にアルミニウム青銅の溶接肉盛゛りを施
すに当り、該溶接に先立って、まず純ニッケルの下盛り
溶接を行い、ついでニッケル含有量が６重量％以下のア
ルミニラ為青銅層を上盛り第１層として肉盛り溶接する
ことからなる、鉄鋼地金上へのアルミニウム青銅゛。 の溶接肉盛り方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22757783A JPS60118374A (ja) | 1983-12-01 | 1983-12-01 | 鉄鋼地金上へのアルミニウム青銅の溶接肉盛り方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22757783A JPS60118374A (ja) | 1983-12-01 | 1983-12-01 | 鉄鋼地金上へのアルミニウム青銅の溶接肉盛り方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60118374A true JPS60118374A (ja) | 1985-06-25 |
Family
ID=16863092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22757783A Pending JPS60118374A (ja) | 1983-12-01 | 1983-12-01 | 鉄鋼地金上へのアルミニウム青銅の溶接肉盛り方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60118374A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009285675A (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Toyota Motor Corp | 肉盛方法 |
| CN103990889A (zh) * | 2013-02-18 | 2014-08-20 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 一种十字头销孔中堆焊耐磨铜层的焊接工艺 |
| CN104308327A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-01-28 | 西安航空动力股份有限公司 | 一种防止零件堆焊耐磨层缺陷的工艺方法 |
-
1983
- 1983-12-01 JP JP22757783A patent/JPS60118374A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009285675A (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Toyota Motor Corp | 肉盛方法 |
| CN103990889A (zh) * | 2013-02-18 | 2014-08-20 | 沈阳透平机械股份有限公司 | 一种十字头销孔中堆焊耐磨铜层的焊接工艺 |
| CN104308327A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-01-28 | 西安航空动力股份有限公司 | 一种防止零件堆焊耐磨层缺陷的工艺方法 |
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