JPS60166171A - プラズマ肉盛溶接方法 - Google Patents
プラズマ肉盛溶接方法Info
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- JPS60166171A JPS60166171A JP2143084A JP2143084A JPS60166171A JP S60166171 A JPS60166171 A JP S60166171A JP 2143084 A JP2143084 A JP 2143084A JP 2143084 A JP2143084 A JP 2143084A JP S60166171 A JPS60166171 A JP S60166171A
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- 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
- B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
- B23K10/02—Plasma welding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (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】
本発明は所定の加工部材（母材）に肉盛溶接を行う方法
に係り、特に、プラズマアークによって４５）床材料を
肉盛溶接する方法に関するものである。
に係り、特に、プラズマアークによって４５）床材料を
肉盛溶接する方法に関するものである。
バルブ、パイプ等の加工部材（母材）に所定の肉盛材（
溶加材）を溶接することによって加工部材表面の耐摩耗
性、耐熱性、或いは耐食性等を改善する肉盛溶接法が従
来より知られている。かかる肉盛溶接法の一つにプラズ
マアークト−チ内の電極の先端に発生するアーク（バイ
ロートアーク）を、そのトーチ内に供給されるプラズマ
ガスによってプラズマアークとなす一力、かかるプラズ
マアークを、そのトーチと所定の加工部材との間に供給
される溶接電流によってそのトーチ内から加工部材との
との間に移行せしめると共に、そのプラズマアーク内に
その加工部材に肉盛されるべき粉末材料を供給せしめる
ことにより、かかる粉末材料を溶融せしめて前記加工部
材の表面に導き、所定の肉盛を行うようにしたプラズマ
肉盛溶接方法がある。
溶加材）を溶接することによって加工部材表面の耐摩耗
性、耐熱性、或いは耐食性等を改善する肉盛溶接法が従
来より知られている。かかる肉盛溶接法の一つにプラズ
マアークト−チ内の電極の先端に発生するアーク（バイ
ロートアーク）を、そのトーチ内に供給されるプラズマ
ガスによってプラズマアークとなす一力、かかるプラズ
マアークを、そのトーチと所定の加工部材との間に供給
される溶接電流によってそのトーチ内から加工部材との
との間に移行せしめると共に、そのプラズマアーク内に
その加工部材に肉盛されるべき粉末材料を供給せしめる
ことにより、かかる粉末材料を溶融せしめて前記加工部
材の表面に導き、所定の肉盛を行うようにしたプラズマ
肉盛溶接方法がある。
このプラズマ肉盛溶接方法は、上述したように肉盛材と
して粉末材料を用いるところから、肉盛材の拐料選択が
広範囲にわたって容易になされ得るとともに、棒材を用
いる場合に比較してその溶融速度が早くなって溶接時間
を短縮化し得る等の優れた特徴を備え、しかも装置の完
全自動化が容易なところから近年注目を浴びるようにな
ってきた。
して粉末材料を用いるところから、肉盛材の拐料選択が
広範囲にわたって容易になされ得るとともに、棒材を用
いる場合に比較してその溶融速度が早くなって溶接時間
を短縮化し得る等の優れた特徴を備え、しかも装置の完
全自動化が容易なところから近年注目を浴びるようにな
ってきた。
ところで、肉盛溶接とは肉盛材を加工部材表面に溶融接
合せしめるものであり、この時肉盛材内に溶融した加工
部材が溶は込んで、肉盛材が希釈され°ζしまうのであ
るが、この肉盛材に対する加工部材の溶は込み量の割合
を希釈率（％）で表す。
合せしめるものであり、この時肉盛材内に溶融した加工
部材が溶は込んで、肉盛材が希釈され°ζしまうのであ
るが、この肉盛材に対する加工部材の溶は込み量の割合
を希釈率（％）で表す。
そして、かかる希釈率は、これらが低過ぎる場合には肉
盛材と加工部材との間の接合強度が損なわれて剥離等の
現象が惹起される問題があり、一方、高過ぎる場合には
肉盛材の組織がｉｎなわれて所望する耐熱性、耐摩耗性
等の目的とする特性が得られなくなってしまうところか
ら、肉盛材および加工部材の材質等を考慮して所定の範
囲内（一般に数％程度）に制御されることが望ましい。
盛材と加工部材との間の接合強度が損なわれて剥離等の
現象が惹起される問題があり、一方、高過ぎる場合には
肉盛材の組織がｉｎなわれて所望する耐熱性、耐摩耗性
等の目的とする特性が得られなくなってしまうところか
ら、肉盛材および加工部材の材質等を考慮して所定の範
囲内（一般に数％程度）に制御されることが望ましい。
このため、上記プラズマ肉盛溶接においても、その溶接
電流やプラズマガス量等を適当に設定することによって
所定の希釈率が得られるようにしている。
電流やプラズマガス量等を適当に設定することによって
所定の希釈率が得られるようにしている。
一方、かかる希釈率は一般に肉盛溶接の定常状態、すな
わち肉盛溶接がある程度進行して加工部材（母材）が充
分に加熱された状態を基準とじて設定されているため、
肉盛溶接のスタート時において加工部材が充分に加熱さ
れていない状態では、適当な希釈率が得られないのであ
る。そして、かかる不都合を解決するために溶接電流の
ピーク電流値を２段階に変化させ、肉盛溶接のスタート
時においては、そのピーク電流値を比較的高く設定し、
加工部材を充分に加熱して適当な希釈率を得るようにし
た溶接方法が提案されている。なお、ここで溶接電流は
一般に粉末材料の供給状況等を考慮して、この通電当初
においては徐々に上昇し、また通電を停止する場合には
徐々に下降するように制御される場合が多く、ピーク電
流値とは溶接電流が一定の値に維持される時の電流値を
意味するものである。
わち肉盛溶接がある程度進行して加工部材（母材）が充
分に加熱された状態を基準とじて設定されているため、
肉盛溶接のスタート時において加工部材が充分に加熱さ
れていない状態では、適当な希釈率が得られないのであ
る。そして、かかる不都合を解決するために溶接電流の
ピーク電流値を２段階に変化させ、肉盛溶接のスタート
時においては、そのピーク電流値を比較的高く設定し、
加工部材を充分に加熱して適当な希釈率を得るようにし
た溶接方法が提案されている。なお、ここで溶接電流は
一般に粉末材料の供給状況等を考慮して、この通電当初
においては徐々に上昇し、また通電を停止する場合には
徐々に下降するように制御される場合が多く、ピーク電
流値とは溶接電流が一定の値に維持される時の電流値を
意味するものである。
しかしながら、このように溶接電流のピーク電流値を２
段階に変化させてプラズマ肉盛溶接を行っても、肉盛溶
接全体に渡って所定の希釈率を得ることが困難な場合が
ある。すなわち、特に小型の加工部材に肉盛溶接を行っ
たり、あるいは肉盛溶接を多層に重ねζ行つたりするよ
うな場合には、加工部材内に熱がこもって肉盛溶接の進
行と共に希釈率が上昇し、所定の範囲を超えてしまう場
合があるのである。
段階に変化させてプラズマ肉盛溶接を行っても、肉盛溶
接全体に渡って所定の希釈率を得ることが困難な場合が
ある。すなわち、特に小型の加工部材に肉盛溶接を行っ
たり、あるいは肉盛溶接を多層に重ねζ行つたりするよ
うな場合には、加工部材内に熱がこもって肉盛溶接の進
行と共に希釈率が上昇し、所定の範囲を超えてしまう場
合があるのである。
ここにおいて本発明は、以上の如き事情を背景としてな
されたものであり、その目的とするところは、肉盛溶接
全体に渡って所定の希釈率を得られるようにしたプラス
マ肉盛溶接力法を提供することにある。
されたものであり、その目的とするところは、肉盛溶接
全体に渡って所定の希釈率を得られるようにしたプラス
マ肉盛溶接力法を提供することにある。
そして、かかる目的を達成するために、本発明は、前記
プラスマ肉盛溶接方法において、溶接電流のピーク電流
値を３段階以上に変化せしめると共に、肉盛溶接の進行
につれて、そのピーク電流値を小さくして供給するよう
にしたのである。
プラスマ肉盛溶接方法において、溶接電流のピーク電流
値を３段階以上に変化せしめると共に、肉盛溶接の進行
につれて、そのピーク電流値を小さくして供給するよう
にしたのである。
ここで、溶接電流のピーク電流値を変化させる段階の数
および各段階における電流値や時間は、加工部月の材質
や大きさ、あるいは各種肉盛溶接の形態等に応じて適宜
設定することとなる。
および各段階における電流値や時間は、加工部月の材質
や大きさ、あるいは各種肉盛溶接の形態等に応じて適宜
設定することとなる。
例えば、加工部材の一端部から他端部に向がって肉盛溶
接を行う場合には、特に他端部近傍を肉盛溶接する際に
加工部材内の熱伝導による熱の逃げ出しが制限されて熱
がこもり易くなり、加工部材が必要以上に溶融して希釈
率が上昇する。また、加工部材がバルブのようにその少
なくとも一部に円周部を備えた部材で、その円周部に沿
って円周方向へ環状に肉盛溶接を行う場合には、特に肉
盛溶接が一周してスタート部近傍に達した時、上記熱の
こちりと共にスタート時における加熱が影響し−ζ、希
釈率が上昇する。
接を行う場合には、特に他端部近傍を肉盛溶接する際に
加工部材内の熱伝導による熱の逃げ出しが制限されて熱
がこもり易くなり、加工部材が必要以上に溶融して希釈
率が上昇する。また、加工部材がバルブのようにその少
なくとも一部に円周部を備えた部材で、その円周部に沿
って円周方向へ環状に肉盛溶接を行う場合には、特に肉
盛溶接が一周してスタート部近傍に達した時、上記熱の
こちりと共にスタート時における加熱が影響し−ζ、希
釈率が上昇する。
このため、上記のような場合には、スタート部分におい
ては加工部材を加熱するために一時的にピーク電流値を
高くし、次に加工部材がある程度加熱された中間部分に
おいてはスタート部よりもやや低いピーク電流値となす
一方、更に肉盛溶接が進行して他端部近傍またスター１
一部近傍に到達した時にはピーク電流値を一層低くする
こととなる。
ては加工部材を加熱するために一時的にピーク電流値を
高くし、次に加工部材がある程度加熱された中間部分に
おいてはスタート部よりもやや低いピーク電流値となす
一方、更に肉盛溶接が進行して他端部近傍またスター１
一部近傍に到達した時にはピーク電流値を一層低くする
こととなる。
因みに、自動車用バルブの傘部に肉盛溶接を行う場合、
各段階における電流値や時間が次式を満足するように設
定されると、−・層好適な肉盛溶接が施される。
各段階における電流値や時間が次式を満足するように設
定されると、−・層好適な肉盛溶接が施される。
’Ｔ’ｓ ＝０．００２ 〜０．１３Ｘ’ｒ’「２＝０
．０５〜０．４ＸＴ １゛３ ≧０゜４ Ｔ ’ｒ４＝０．０７ 〜０．３５ＸＴ Ｔ５ ＝０．０２〜０．９Ｘ−１’ Ｗ、＝Ｏ，（１５〜０．９４ＸＷ３ ｗ３＜ｗ２ ≦１．２Ｗ３ ０．９ ｗ３ ≦ｗ、＜ｗ３ Ｗｓ ”０．０５〜０．８５ＸＷ３ 但し、これらの式における各記号は、′「：全ピーク電
流供給時間、Ｔ１：／ｇ接接電流通後後ピーク電流値至
るまでの時間、’Ｆ２ニスターＩ−ロｌ；分にお番）る
ピーク電流供給時間、゛ｒ３：中間部分におけるピーク
電流供給時間。
．０５〜０．４ＸＴ １゛３ ≧０゜４ Ｔ ’ｒ４＝０．０７ 〜０．３５ＸＴ Ｔ５ ＝０．０２〜０．９Ｘ−１’ Ｗ、＝Ｏ，（１５〜０．９４ＸＷ３ ｗ３＜ｗ２ ≦１．２Ｗ３ ０．９ ｗ３ ≦ｗ、＜ｗ３ Ｗｓ ”０．０５〜０．８５ＸＷ３ 但し、これらの式における各記号は、′「：全ピーク電
流供給時間、Ｔ１：／ｇ接接電流通後後ピーク電流値至
るまでの時間、’Ｆ２ニスターＩ−ロｌ；分にお番）る
ピーク電流供給時間、゛ｒ３：中間部分におけるピーク
電流供給時間。
′ｒ４ ；スタート部近傍におりるピーク電流供給時間
、Ｔ、：重ね合せ部分において溶接電流が下降する時Ｈ
，Ｗ□ ：／８接電流の供給開始時における電流値、Ｗ
２ ＝時間］゛２における電流値、Ｗ３ ：時間１゛３
における電流値５Ｗ４：時間Ｔ４における電流値、 ’
ｒ５：溶接電流の供給停止時における電流値を、それぞ
れ意味するものである。
、Ｔ、：重ね合せ部分において溶接電流が下降する時Ｈ
，Ｗ□ ：／８接電流の供給開始時における電流値、Ｗ
２ ＝時間］゛２における電流値、Ｗ３ ：時間１゛３
における電流値５Ｗ４：時間Ｔ４における電流値、 ’
ｒ５：溶接電流の供給停止時における電流値を、それぞ
れ意味するものである。
なお、上記の場合に、中間部分、すなわち時間Ｔ３の部
分においても肉盛溶接の進行とともに徐々に加工部材内
に熱がこもり、希釈率が上昇する虞れがあるが、これを
防止するためるここの中間部分のピーク電流値を更に細
かく変化させることも可能なのである。
分においても肉盛溶接の進行とともに徐々に加工部材内
に熱がこもり、希釈率が上昇する虞れがあるが、これを
防止するためるここの中間部分のピーク電流値を更に細
かく変化させることも可能なのである。
一方、加工部材の所定の部分に繰り返し肉盛溶接を行う
場合には、肉盛溶接を繰り返す毎に加工部材内に熱がこ
もって、その希釈率が上昇する。
場合には、肉盛溶接を繰り返す毎に加工部材内に熱がこ
もって、その希釈率が上昇する。
したがって、このような場合には、まずスタート部近傍
においては上述の場合と同様に一時的にピーク電流値を
高くし、その後加工部材がある程度加熱された状態にお
いてはピーク電流値をやや低くすると共に、肉盛溶接が
再びスタート部分に戻った時には更にピーク電流値を低
くし、以後肉盛溶接が繰り返される毎にピーク電流値を
徐々に低くしていくこととなる。
においては上述の場合と同様に一時的にピーク電流値を
高くし、その後加工部材がある程度加熱された状態にお
いてはピーク電流値をやや低くすると共に、肉盛溶接が
再びスタート部分に戻った時には更にピーク電流値を低
くし、以後肉盛溶接が繰り返される毎にピーク電流値を
徐々に低くしていくこととなる。
なお、上述した各場合において、オシレート、すなわち
プラズマアークトーチと加工部材とを、溶接方向に対し
て直角方向に相対的に往復移動せしめ、肉盛溶接部に所
定の幅をもたせる場合には、一層熱のこもりによる希釈
率の上昇が顕著となるため、これを考慮してピーク電流
値を変化させる段階の数および各段階における電流値や
時間を設定する必要がある。
プラズマアークトーチと加工部材とを、溶接方向に対し
て直角方向に相対的に往復移動せしめ、肉盛溶接部に所
定の幅をもたせる場合には、一層熱のこもりによる希釈
率の上昇が顕著となるため、これを考慮してピーク電流
値を変化させる段階の数および各段階における電流値や
時間を設定する必要がある。
このように、本発明にかかるプラスマ肉盛溶接方法によ
れば、スタート部分の肉盛溶接不良を防止すると共に、
加工部材の材質や大きさ、或いは一円周部への環状肉盛
溶接や多層肉盛溶接等の肉盛溶接の形態等に起因する加
工部材への熱のこもり等にかかわらず、肉盛溶接全体に
渡っ゛ζ所定の希釈率の優れたヒート形状を有する肉盛
溶接が行われ得るのである。
れば、スタート部分の肉盛溶接不良を防止すると共に、
加工部材の材質や大きさ、或いは一円周部への環状肉盛
溶接や多層肉盛溶接等の肉盛溶接の形態等に起因する加
工部材への熱のこもり等にかかわらず、肉盛溶接全体に
渡っ゛ζ所定の希釈率の優れたヒート形状を有する肉盛
溶接が行われ得るのである。
次に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の一実施例を説明することとする。
明の一実施例を説明することとする。
まず、第１図は本発明が好適に実施され得るプラズマ肉
盛溶接装置の説明図であって、１０はプラズマアークト
ーチ（以下、トーチと称する）の先端部である。かかる
トーチ１０は中心部にタングステン電極１２を備えてお
り、この電極１２の外側にはトーチ内筒１４および１・
−チ外筒１６がそれぞれ所定の距離を隔てて同軸的に配
設されている。そして、電極１２とトーチ内筒１４の間
、およびトーチ内筒１４とトーチ外筒１６との間には、
それぞれ環状の通路１８および２０が形成されている。
盛溶接装置の説明図であって、１０はプラズマアークト
ーチ（以下、トーチと称する）の先端部である。かかる
トーチ１０は中心部にタングステン電極１２を備えてお
り、この電極１２の外側にはトーチ内筒１４および１・
−チ外筒１６がそれぞれ所定の距離を隔てて同軸的に配
設されている。そして、電極１２とトーチ内筒１４の間
、およびトーチ内筒１４とトーチ外筒１６との間には、
それぞれ環状の通路１８および２０が形成されている。
通路１８は、配管２２を介してプラスマガス供給装置
２４に接続されており、アンボンガス等のプラズマガス
が供給されるようになっている。そして、この通路１８
内に供給されたプラズマガスは、トーチ内筒１４の先端
に設けられたノズル３０から外部に噴出させられる。
２４に接続されており、アンボンガス等のプラズマガス
が供給されるようになっている。そして、この通路１８
内に供給されたプラズマガスは、トーチ内筒１４の先端
に設けられたノズル３０から外部に噴出させられる。
また、通路２０は配管３２を介して１般送ガス供給装置
３４に接続されており、更にその配管３２の中間部には
パウダ供給装置３６が接続されて、そのパウダ供給装置
３６から所定の粉末材料が供給されるようになっている
。すなわら、通路２０には所定量の粉末材料を含んだＩ
Ｈ送ガスが供給され、トーチ外筒１６の先端に設けられ
たノズル３８から外部に噴出せしめられるのである。な
お、粉末材料としてはＣＯ基、Ｎｉ基、ＦｅＪｌ’等の
各種溶加材粉末を用いることが可能であり、肉盛溶接の
目的或いは加工部材の材質等に応じて適宜選択すれば良
い。また、１！！ｌ送ガスとしてはアルゴンガス、ヘリ
ウムガス等の不活性ガスが用いられる。
３４に接続されており、更にその配管３２の中間部には
パウダ供給装置３６が接続されて、そのパウダ供給装置
３６から所定の粉末材料が供給されるようになっている
。すなわら、通路２０には所定量の粉末材料を含んだＩ
Ｈ送ガスが供給され、トーチ外筒１６の先端に設けられ
たノズル３８から外部に噴出せしめられるのである。な
お、粉末材料としてはＣＯ基、Ｎｉ基、ＦｅＪｌ’等の
各種溶加材粉末を用いることが可能であり、肉盛溶接の
目的或いは加工部材の材質等に応じて適宜選択すれば良
い。また、１！！ｌ送ガスとしてはアルゴンガス、ヘリ
ウムガス等の不活性ガスが用いられる。
一方、トーチ内筒１４およびトーチ外筒１６のノズル３
０および３８には、それぞれ冷却水通路４０および４２
が配設されて、それ等両ノズル３０および３８を冷却す
るようになつ′ζいる。また、ｌ−チ外筒１６の先端部
には、シールドガス供給装置４４から配管４６を介して
アルゴンガス、ヘリウムガス等のシールドガスが供給さ
れるようになっており、そのシールドガスを１・−チｌ
Ｏの軸心方向にほぼ円筒状に吹き出すことにより、溶接
部が大気からシールドされるようになつ“ζいるＱそし
て、以上のように構成されたトーチＩＯの電極１２とト
ーチ内筒１４との間には、パイロット電源４８から所定
のパイロット電流が供給されるようになっているととも
に、電極１２と肉盛溶接を施すべき加工部材（母材）と
の間には、メイン電源５０から所定の溶接電流１ｗが供
給されるようになっている。また、電極１２とトーチ内
筒１４との間にはパイロット電源４８と並列に高周波発
振器５２が介挿されている。
０および３８には、それぞれ冷却水通路４０および４２
が配設されて、それ等両ノズル３０および３８を冷却す
るようになつ′ζいる。また、ｌ−チ外筒１６の先端部
には、シールドガス供給装置４４から配管４６を介して
アルゴンガス、ヘリウムガス等のシールドガスが供給さ
れるようになっており、そのシールドガスを１・−チｌ
Ｏの軸心方向にほぼ円筒状に吹き出すことにより、溶接
部が大気からシールドされるようになつ“ζいるＱそし
て、以上のように構成されたトーチＩＯの電極１２とト
ーチ内筒１４との間には、パイロット電源４８から所定
のパイロット電流が供給されるようになっているととも
に、電極１２と肉盛溶接を施すべき加工部材（母材）と
の間には、メイン電源５０から所定の溶接電流１ｗが供
給されるようになっている。また、電極１２とトーチ内
筒１４との間にはパイロット電源４８と並列に高周波発
振器５２が介挿されている。
なお、第１図においては、加工部材として自動車用バル
ブ５４が取り付けられた場合を示しており、このバルブ
５４は、−軸回りに所定の速度で回転せしめられ、かつ
図示しない通路から冷却水が供給されるようになってい
るバンキング５６に固定されている。そして、バルブ５
４の傘部の溶接部５８に所定の表面硬化肉盛溶接を施す
のである。第１図におけるバルブ５４の傘部溶接部５８
に示された破線は、肉盛溶接された状態を示している。
ブ５４が取り付けられた場合を示しており、このバルブ
５４は、−軸回りに所定の速度で回転せしめられ、かつ
図示しない通路から冷却水が供給されるようになってい
るバンキング５６に固定されている。そして、バルブ５
４の傘部の溶接部５８に所定の表面硬化肉盛溶接を施す
のである。第１図におけるバルブ５４の傘部溶接部５８
に示された破線は、肉盛溶接された状態を示している。
そして、以上のように構成された装置において、肉盛溶
接を行うには、まず、パイロット電源４８からパイロッ
ト電流を供給し、電極１２の先端と１・−ヂ内筒１４の
ノズル３０との間にパイロソＩ・アークを発生させると
同時に、プラズマガス供給装置２４から環状通路１８内
にプラズマガスを供給する。これにより、電極１２の先
端にプラズマアークが形成される。なお、こめプラズマ
アークは、高周波発振器５２から供給される高周波電流
に同期して発生させられる。
接を行うには、まず、パイロット電源４８からパイロッ
ト電流を供給し、電極１２の先端と１・−ヂ内筒１４の
ノズル３０との間にパイロソＩ・アークを発生させると
同時に、プラズマガス供給装置２４から環状通路１８内
にプラズマガスを供給する。これにより、電極１２の先
端にプラズマアークが形成される。なお、こめプラズマ
アークは、高周波発振器５２から供給される高周波電流
に同期して発生させられる。
その後、電極１２とバルブ５４との間にメイン電源５０
から溶接電流１ｗを供給し、電極１２の先端に形成され
ているプラズマアークをバルブ５４へ移行させる。そし
て、この状態において、搬送ガス供給装置３４およびパ
ウタ供給装置３６から所定の粉末材料を含む搬送カスを
通路２０内に供給し、ノスル３８から噴出させると、こ
の噴出された粉末材料はプラズマアークによって溶融さ
れ、バルブ５４の傘部溶接部５８に肉盛溶接される。な
お、この時、１−−チ１０の先端部からはシールドカス
が吹き出されており、溶融された粉末材料や溶接部５８
が空気中の酸素等の影響を受けないようにされ−ζいる
。
から溶接電流１ｗを供給し、電極１２の先端に形成され
ているプラズマアークをバルブ５４へ移行させる。そし
て、この状態において、搬送ガス供給装置３４およびパ
ウタ供給装置３６から所定の粉末材料を含む搬送カスを
通路２０内に供給し、ノスル３８から噴出させると、こ
の噴出された粉末材料はプラズマアークによって溶融さ
れ、バルブ５４の傘部溶接部５８に肉盛溶接される。な
お、この時、１−−チ１０の先端部からはシールドカス
が吹き出されており、溶融された粉末材料や溶接部５８
が空気中の酸素等の影響を受けないようにされ−ζいる
。
ここで、溶接電流１ｗは、第２図（ａｌに示されている
ように、そのピーク電流値が３段階に変化せしめられ、
かつ肉盛溶接の進行と共に小さくなるように設定されて
いる。このため、肉盛溶接のスタート時においてバルブ
５４が充分に加熱されていない段階、すなわち時間Ｔ２
の段階では、最も高い溶接電流が供給されてバルブ５４
の溶接部５８が速やかに加熱され、所定の希釈率で優れ
たビード形状の肉盛溶接が行われるのである。また、続
く時間Ｔ３の段階ではバルブ５４が加熱されている分だ
け溶接電流が低くされており、同じく所定の希釈率で肉
盛溶接が行われる。そして、肉盛溶接が更に進んでスタ
ート部近傍に到達した時間′１′４の段階においては、
肉盛溶接による熱のこちりとスタート時における加熱の
影響で溶接部５８が高温になっている分だけ、更に電流
値が低くされているため、肉盛溶接の希釈率が所定の範
囲内に維持されるのである。
ように、そのピーク電流値が３段階に変化せしめられ、
かつ肉盛溶接の進行と共に小さくなるように設定されて
いる。このため、肉盛溶接のスタート時においてバルブ
５４が充分に加熱されていない段階、すなわち時間Ｔ２
の段階では、最も高い溶接電流が供給されてバルブ５４
の溶接部５８が速やかに加熱され、所定の希釈率で優れ
たビード形状の肉盛溶接が行われるのである。また、続
く時間Ｔ３の段階ではバルブ５４が加熱されている分だ
け溶接電流が低くされており、同じく所定の希釈率で肉
盛溶接が行われる。そして、肉盛溶接が更に進んでスタ
ート部近傍に到達した時間′１′４の段階においては、
肉盛溶接による熱のこちりとスタート時における加熱の
影響で溶接部５８が高温になっている分だけ、更に電流
値が低くされているため、肉盛溶接の希釈率が所定の範
囲内に維持されるのである。
なお、第２図（ａ）の時間Ｔ、において、溶接電流Ｉｗ
が徐々に上昇するように設定されているのは、急激な加
熱に伴うバルブ５４の変形や変質を防止し、同図（ｂｌ
に示す粉末材料の供給状況に対応して所定の希釈率の肉
盛溶接が行われ１６るようにするためである。また、時
間１゛、においては、市ね合わせ部分のクレータ処理の
ためにわ）末梢利の供給量が徐々に減少・已しめられる
のに対応して、溶接電流１ｗも徐々に下降するように設
定されているのである。
が徐々に上昇するように設定されているのは、急激な加
熱に伴うバルブ５４の変形や変質を防止し、同図（ｂｌ
に示す粉末材料の供給状況に対応して所定の希釈率の肉
盛溶接が行われ１６るようにするためである。また、時
間１゛、においては、市ね合わせ部分のクレータ処理の
ためにわ）末梢利の供給量が徐々に減少・已しめられる
のに対応して、溶接電流１ｗも徐々に下降するように設
定されているのである。
因みに、５Ｕ１１３６材料からなる傘径３６龍の自動車
用バルブ５４に、ステライｌ−＃Ｉ２の球状１５）末材
料（−１００〜→−３５０メノンユ）を肉盛溶接する場
合について、溶接速度を５．９ ａｍ ／ ｓｅｃ 。
用バルブ５４に、ステライｌ−＃Ｉ２の球状１５）末材
料（−１００〜→−３５０メノンユ）を肉盛溶接する場
合について、溶接速度を５．９ ａｍ ／ ｓｅｃ 。
プラズマガスの供給量を１．５１ ／ｍｉｎ 、 １５
）末月料を含むＩ駁送ガスの供給■を６Ｉ２／制ｎ、シ
ールドガスの供給量２５ρ／ｍｉｎ、オレシート操作な
しという条件で、溶接電流１ｗの各型流値ｗ１乃至Ｗ５
２時間Ｔｉ乃至］゛５を変更して、肉盛〆谷接のビード
形状および母相の溶は込み量（希釈率）を測定した結果
を第１表に示す。なお、比較のために、溶接電流１ｗの
ピーク電流値を変化させない場合、および２段階に変化
させた場合についても併せて示すこととする。
）末月料を含むＩ駁送ガスの供給■を６Ｉ２／制ｎ、シ
ールドガスの供給量２５ρ／ｍｉｎ、オレシート操作な
しという条件で、溶接電流１ｗの各型流値ｗ１乃至Ｗ５
２時間Ｔｉ乃至］゛５を変更して、肉盛〆谷接のビード
形状および母相の溶は込み量（希釈率）を測定した結果
を第１表に示す。なお、比較のために、溶接電流１ｗの
ピーク電流値を変化させない場合、および２段階に変化
させた場合についても併せて示すこととする。
かかる第１表から明らかなように、溶接電流ＩＷのピー
ク電流値を３段階に変化させた本発明にがかる肉盛溶接
方法によれば、肉盛溶接全体に渡って所定の’／８ Ｌ
ｊ込み量で優れたビート形状の肉盛が得られるのに対し
、ピーク電流値の変化が２段階以下の場合には、時間Ｔ
２の肉盛溶接スタート部分で溶は込み量が不足したり、
或いは時間Ｔ３の中間部分１時間Ｔ４のスタート部近傍
で溶は込み量が過大となったりして、部分曲に肉盛溶接
不良が発生してしまうのである。また、母料の温度変化
に伴って肉盛材の凝固速度をも変化するため、そのビー
ド形状が損なわれる場合もある。
ク電流値を３段階に変化させた本発明にがかる肉盛溶接
方法によれば、肉盛溶接全体に渡って所定の’／８ Ｌ
ｊ込み量で優れたビート形状の肉盛が得られるのに対し
、ピーク電流値の変化が２段階以下の場合には、時間Ｔ
２の肉盛溶接スタート部分で溶は込み量が不足したり、
或いは時間Ｔ３の中間部分１時間Ｔ４のスタート部近傍
で溶は込み量が過大となったりして、部分曲に肉盛溶接
不良が発生してしまうのである。また、母料の温度変化
に伴って肉盛材の凝固速度をも変化するため、そのビー
ド形状が損なわれる場合もある。
以上、本発明を好適に実施し得る装置、およびその装置
を用いて本発明を実施した場合の一例について詳細に説
明したが、本発明はこれ等の記載によって同等制約を受
けるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更
、改良を施した態様で実施しても良いことば勿論である
。
を用いて本発明を実施した場合の一例について詳細に説
明したが、本発明はこれ等の記載によって同等制約を受
けるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更
、改良を施した態様で実施しても良いことば勿論である
。
第１図は本発明を好適に実施し得るプラズマ肉盛溶接装
置の一例を説明する図である。第２図（ａｌは本発明に
係るプラズマ肉盛溶接方法の一例を説明するための溶接
電流のタイムチャートであり、同図（ｂｌは７Ｂ接電流
に対応して供給される粉末材料のタイムチャートである
。 １０：プラズマアークトーチ １２：電極 ２４：プラズマガス供給装置 ３６：パウダ供給装置 ５０：メイン電源 ５４：自動車用バルブ（加工部材） 出願人 大同特殊鋼株式会社 第２図 手続（市正書（方式） １．事件の表示 昭和５９年 特許側 第２１４３０号 ２、発明の名称 プラズマ肉盛溶接方法 ３、補正をする者 ′ 事件との関係 特許出願人 名 称 （３７１）大同特殊鋼株式会社４、代理人 昭和５９年４月４日 （発送日 昭和５９年４月２４日） ６、補正の対象 ７、補正の内容 （１１明細書第２０頁第１行乃至第５行の「第２図（ａ
ｌは・・・である。」を、下記の文章に訂正する。 記 「第２図は本発明に係るプラズマ肉盛溶接方法の一例を
説明するための図で、溶接電流およびその溶接電流に対
応して供給される粉末材料のタイムチャートである。」 以上
置の一例を説明する図である。第２図（ａｌは本発明に
係るプラズマ肉盛溶接方法の一例を説明するための溶接
電流のタイムチャートであり、同図（ｂｌは７Ｂ接電流
に対応して供給される粉末材料のタイムチャートである
。 １０：プラズマアークトーチ １２：電極 ２４：プラズマガス供給装置 ３６：パウダ供給装置 ５０：メイン電源 ５４：自動車用バルブ（加工部材） 出願人 大同特殊鋼株式会社 第２図 手続（市正書（方式） １．事件の表示 昭和５９年 特許側 第２１４３０号 ２、発明の名称 プラズマ肉盛溶接方法 ３、補正をする者 ′ 事件との関係 特許出願人 名 称 （３７１）大同特殊鋼株式会社４、代理人 昭和５９年４月４日 （発送日 昭和５９年４月２４日） ６、補正の対象 ７、補正の内容 （１１明細書第２０頁第１行乃至第５行の「第２図（ａ
ｌは・・・である。」を、下記の文章に訂正する。 記 「第２図は本発明に係るプラズマ肉盛溶接方法の一例を
説明するための図で、溶接電流およびその溶接電流に対
応して供給される粉末材料のタイムチャートである。」 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） プラズマアークト−チ内の電極の先端に発生ず
るアークを該トーチ内に供給されるプラズマガスによっ
てプラズマアークとなす一方、かかるプラズマアークを
、該トーチと所定の加工部材との間に供給された溶接電
流によって該トーチ内から該トーチと該加工部材との間
に移行せしめると共に、該プラズマアーク内に該加工部
材に肉盛されるべきわ）末祠料を供給−ｕしめるごとに
より、かかる粉末材料を溶融−１しめて前記加工部材の
表面に移送し、所定の肉盛を行うようにした溶接方法に
おいζ、前記溶接電流のピーク電流値を３段階以上に変
化せしめるとともに、肉盛溶接の進行につれて、該ピー
ク電流値を小さくして供給するようにしたことを特徴と
するプラズマ肉盛溶接方法。 （２）前記溶接電流のピーク電流を供給する全時間をＴ
として、該溶接電流の供給を開始した後ピーク電流値に
至るまで該溶接電流を徐々に上昇せしめる時間をＴ□、
ピーク電流値から溶接電流の供給を停止するまで該溶接
電流を徐々に下降せしめる時間をＴ、とする一方、ピー
ク電流値を３段階に変化させて各段階におけるピーク電
流の供給時間を電流値の高い方からそれぞれＴ２．Ｔ、
、Ｔ４とした場合に、冬時間Ｔ１乃至Ｔ、がそれぞれ全
時間Ｔに対して、次式＝ＴＩ ＝０．００２〜０．１３
ＸＴ Ｔ２＝０．０５〜０．４ＸＴ Ｔ３≧０．４Ｔ Ｔ４＝０．０７〜０．３５ＸＴ Ｔ、 ＝０．０２〜０．９ｘ′ｌ’ を満足し、かつ該溶接電流の供給を開始した時の電流値
をＷ、９時間Ｔ２． Ｔ３．Ｔ、におけるピーク電流値
をそれぞれｗ２．Ｗ、、ｗ４゜該溶接電流の供給を停止
した時の電流値をｗ５とした場合に、谷電流値Ｗ！乃至
ｗ５が、次式：Ｗｌ ＝０．０５〜０．９４ＸＷ３ ｗ３ ＜ｗ２ ≦１．２Ｗａ ０．９Ｗ３ ５ｗ４ ＜ｗ３ ｗ、＝０．０５〜０．８５ＸＷ３ をｌ＆ｉ足するようにして、前記肉盛溶接操作を行うこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラズマ肉
盛溶接方法。 （３）前記加工部材がその少なくとも一部に円周部を備
えた部材であり、前記所定の肉盛が該円周部に沿ってそ
の円周方向に行われる９）許請求の範囲第１項または第
２項に記載のプラズマ肉盛溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2143084A JPS60166171A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | プラズマ肉盛溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2143084A JPS60166171A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | プラズマ肉盛溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60166171A true JPS60166171A (ja) | 1985-08-29 |
| JPH0411309B2 JPH0411309B2 (ja) | 1992-02-28 |
Family
ID=12054768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2143084A Granted JPS60166171A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | プラズマ肉盛溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60166171A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6257770A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-13 | Daido Steel Co Ltd | 粉末肉盛溶接装置 |
| JPS62179890A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-07 | Toshiba Corp | 耐摩耗部材 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5686680A (en) * | 1979-12-18 | 1981-07-14 | Fuji Electric Co Ltd | Pulse tig welding method |
-
1984
- 1984-02-07 JP JP2143084A patent/JPS60166171A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5686680A (en) * | 1979-12-18 | 1981-07-14 | Fuji Electric Co Ltd | Pulse tig welding method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6257770A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-13 | Daido Steel Co Ltd | 粉末肉盛溶接装置 |
| JPS62179890A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-07 | Toshiba Corp | 耐摩耗部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0411309B2 (ja) | 1992-02-28 |
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