JPS6049882A - エレクトロスラグ溶接および肉盛用装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は一般的には溶接装置に関するものであり、より
詳しく述べるならば、エレクトロスラグ溶接および肉盛
用装置に関するものである。

本発明を具体化する装置は、直線および円形溶接接合部
を有する加工片、さらにはチタン基、ニッケル基および
銅基合金をエレクトロスラグ溶接および肉盛に適用でき
る。

従来技術 消耗ワイヤ電極用ガイド通路を備えた溶接チップを動か
す手段と消耗ワイヤ電極を溶融プールへ供給する手段と
を有する溶接ヘッドを含んでなるエレクトロスラグ溶接
装置が知られている（例えば、Ａｃａｄｅｍｉｃｉａｎ
　Ｂ、　Ｋ、　Ｐａｔｏｎ　編：１ｌｅｋｔｒｏｓｈｌ
ａｋｏｖａｙａ　５ｖａｒｋａ　ｉ　ｎａｐｌａｖｋａ
（エレクトロスラグ溶接および肉盛）”ソ連、モスクワ
５ｔｈｅ　Ｍａｓｈｉｎｏｓｔｒｏｙｅｎｉｅ　ｐｕｂ
ｌｉｓｈｅｒｓ。

１９８０年、ＰＰ、１９０−２２０参照）。

エレクトロスラグ溶接又は肉盛と関連した技術の見地か
ら、上述の装置はひとつのタイプのみの消耗電極、より
詳しくはワイヤ電極又は板（棒タイプ）電極のいずれか
が使用できる。

チタンおよびニッケルの富化合金のような溶接のむずか
しい材料および銅およびその合金のような高熱伝導性金
属でのより高品質溶接部を保証するために各種消耗およ
び非清純電極の組合せを用いるようにするのに上述の装
置は失敗している。

非消耗電極および消耗ワイヤ電極の付いた溶接チップを
動かす手段と消耗ワイヤ短枠を浴融プールへ供給する手
段とを有する溶接へ、ドを含んでなるエレクトロスラグ
溶接および肉盛用装置がまた知られている（例えば、ソ
連発明者証第１１５゜８７０号、０１．　Ｂ２３Ｋ　２
５／ＤＯ、ｎ照）。

この装置は、非消耗電極および消耗ワイヤ電極の組合せ
によってより広範なエレクトロスラグ溶接および肉盛適
用に使用できる。しかしながら、必要な化学的組成のワ
イヤが入手できないために、ときどき非消耗電極と化学
的組成の変動する各かＩＩタイプ（ワイヤおよび棒電極
のような）の消耗電極との組合せを用いる必要がある。

また、少量の脱酸剤を溶融プールへ添加する必要がしば
しばある。あいにく上述した装置にはこのような技術的
能力がない。

発明の目的 したがって、本発明の目的は、非消耗電極および各種タ
イプの消耗ワイヤあるいは棒電極の紹合せを用いること
で並びに溶融プールへ溶加ワイヤの形で溶加合金化金属
又は脱酸剤を供給することでヨリ広範な溶接技術を利用
しうるエレクトロスラグ溶接および肉盛用装置を提供す
ることである。

発明の構成 この目的が、非消耗電極および消耗電極を有する溶接チ
ップを動かす手段と、前記消耗電極を溶融プールへ供給
する手段とを有するメイン溶接ヘッドを含んでなるエレ
クトロスラグ溶接および肉盛用装置において、消耗棒電
極とガイド要素を通して溶加ワイヤとを溶融プールへ供
給する手段を有する付加溶接ヘッドが設けられ、この付
加溶接ヘッドは消耗棒電極の非消耗電極に対する傾斜角
を変えることができるようにメイン溶接ヘッドに配置さ
れ、溶加ワイヤ（１ｇ＋のガイド要素がメイン溶接ヘッ
ドの溶接チップに留められていることを特徴とするエレ
クトロスラグ溶接および肉盛用装置によって達成される
。

好ましくは、装置が消耗棒電極の非消耗電極に対する位
置を調節する機構を備えており、この機構は付加溶接ヘ
ッドのハウジングと連動可能に連結されている。

望ましくは、メイン溶接ヘッドの溶接チップが、該溶接
チップを動かす手段に接続されたコンタクトシューと非
耗電極および消耗ワイヤ心棒を担持するホルダとを含ん
でなり、このホルダが消耗棒電極の非消耗電極に対する
付加調節を可能にするようにコンタクトシューに枢軸回
転可能に留められている。

上述した構造のエレクトロスラグ溶接および肉盛用装置
が、化学的に簡単な溶加材料を用いて、チタン基、ニッ
ケル基および銅基合金の加工片に高品質の溶接接合部を
保証する。

実施例 添付図面を参照した下記の詳細な説明より不発ｔｌＪが
より明らかになるであろう。

エレクトロスラグ溶接および肉盛用装置は支持構造体２
を有するメイン溶接ヘッド１（第１図）を含んでなり、
この支持構造体に非消耗電極５および消耗ワイヤ電極乙
の付いた溶接チップ４を動かす手段３および消耗ワイヤ
電極６を溶接又は肉盛中に形成される溶融プール（因示
せず）に供給する手段７が取付番フられている。

溶接チップ４は小実上、手段ろの出力リンクであるスト
リップ９に固定された導電シュー（ｓｈｏｅ）８および
このシュー８にヒンジ１１によって枢軸回転可能に配置
されかつ非消耗電極５および消耗ワイヤ電極６を相持す
るホルダー１０．からなる。

溶接チップ４のホルダー１０に消耗ワイヤ電極６用の導
電ガイド管１２が固定的に接続されている。消耗ワイヤ
′電極６を供給するための手段７と導電ガイド管１２と
の間では、消耗ワイヤ電極６が入り子式に配列された管
１６および１４でそれらの内に囲まれており、管１６は
手段７に留められており、管１４は溶接チップ４のホル
ダー１０に留められている。

本発明に係る装置は、付加溶接へラド１５を備えており
、このヘッドは消耗棒電極１７とガイド要素１９を通る
溶加ワイヤ１８とを溶融プールへ供給するための手段１
６を有する。付加溶接ヘッド１５は消耗棒電極１７の非
消耗電極５に対する傾斜角が変えられるようにメイン溶
接へラド１に配置されており、溶加ワイヤ１８のガイド
要素１９はメイン溶接へラド１の溶接チップ４に留めら
れている。

消耗棒電極１７の非消耗電極５に対する傾斜角を変える
ために、ブラケット２１が付加溶接へラド１５のために
設けられており、このブラケット２１は手段６のハウジ
ング２０に固定的に取付けられている。この付加溶接へ
ラド１５のハウジング２２がブラケット２１に回転可能
に取付けられ、この回転はピボット２６およびハウジン
グ２２内にある引形溝２４によってもたらされ、引形Ｙ
１Ｐ、にはハウジング２２を所定位置に固定するための
ねじ２５がある。

溶加ワイヤ１８を導くガイド要素１９は入り子式に配列
された管２６および２７として作られており、後者の管
２７は手段乙のハウジング２０に留められている。ワイ
ヤ供給手段１６から管２７までの溶加ワイヤ１８の移動
進路は賃・２８によって保証されている。

消耗棒電極１７および溶加ワイヤ１８を溶融プールへ送
るための手段は１６ハウジング２２上に配置されたガイ
ド３０（第２図）内に留められたハウジング２９を含ん
でなる。

ハウジング２９（第１図）はその中にビン６６および６
４それぞれにて回転可能な２組のローラ３１および６２
を備えている。ローラ６２は送りローラであり、かつそ
れらのビンすなわち軸６４が減速装置３５（第３図）に
接続され、そして減速装置は電動機３６に連結されてい
る。ローラ３１（第１図）は、俸３８に装着されたばね
ろ７によってビンろ６と連接された押圧具６９（第３図
）を押すことではね押圧されている。ローラ４０がビン
３４にローラ３２と同心状に配置されている。ローラ６
１は断面的形態での孔型を有しておりかつ棒電極１７を
ローラ６２に押し付けかつ溶加ワイヤ１８をローラ４０
に押し付けるのに迦している。

ハウジング２９（第１図）内に、俸４４に装着されたば
ね４３によってばね押圧されたコンタクトシュー４２を
含んでなる導電要素４１が配置Ｒされ、かつビン４７で
回転可能な支持ローラ４６に棒電極１７を押し付けるよ
うにシュー４２とかみ合った押圧具４５を押し付けてい
る。

本発明に係る装置は、非消耗電極５に対する消耗棒電極
１７の位置を調節するための機構４８をさらに含んでお
り、この機構４８は付加溶接ヘッド１５のハウジング２
２と運動可能に連接されている。

機構４８は、付加溶接へラド１５のハウジング２２に支
柱５１によって固定的に取付けられた支持５０上に装着
された可逆電動機４９を含んでなる。事実上機構４８の
出力リンクである電動機４９のラック５２が電極供給手
段１６のハウジング２９に接続されている。

非消耗電極５に対する消耗棒電極１７の追加的位置決め
が、溶接チップ４のホルダーを導′肛シュー８について
間接接合しかつホルダー１０’Ｅロツク５３によって所
定位置に固定することによって行なわれる。

それに加えて、入り子犬に配列された管１３および１４
を対応変位させるために、ホルダ１Ｄに菅１４を固定す
るための器具５４はホルダ１０上に固定的に置かれつる
。

エレクトロスラグ溶接および肉盛用装置の運転原理は次
の通りである。

被溶接材の特色および特性そして加工片の技術的特徴に
依存して、適切なエレクトロスラグ溶接および肉盛の進
行が電極の適切な組合せで選定される。

例えば、もし溶接されるのに許容される必要品質の金属
の溶加ワイヤが入手できないならば、同じ鋼タイプの溶
加棒電極とか又は棒電極と合金の少ない鋼のワイヤ電と
の組合とのいずれかと非消耗電極との組合せで使用する
ことは好ましい。このような場合に、本発明に係る装置
は非消耗電極５（第４図）および消耗棒電極１７を使用
することでエレクトロスラグ溶接又は肉盛を行なうこと
ができる。それに加えて、溶接チップ４およびそれに留
められた非消耗電極５を担持するストリップ動かす。手
段１６が消耗ｉｉｔ極１７を溶接又は肉盛のためのその
開始位置へ動かす。

棒電極１７のより強い溶解および非消耗電極５の成分に
よる溶接金属の合金富化、並びに棒電極ステイクアウト
の加熱および酸化を減らす（このことは、特に、チタン
合金の溶接および肉盛中に重要である）ために、電極１
７（第４図）および５が、付加溶接へ、ド１５のハウジ
ング２２（第１図）をピボアト２３で回転させかつ溝２
４内でのねじ２５によってその所定位置に固定すること
並びに手段１６のハウジング２９をガイド３０（第２図
）内で調節機！？８４８（第１図）によって動かずこと
によって引き寄せられる。さらに、必要ならば、電極１
７および５の位置が溶接チップ４（第４図）のホルダ１
０をヒンジ１１でコンタクトシュー８に対して枢軸回転
させてホルダ１０の位置を口、り５３によって固定する
ことで付加的に調節される。

その後、電極供給手段１６による棒電極１７（第１図）
の所望供給速度を保持すること、この電極の非消耗電極
５に対する位置を調節機構４８によってそして本明細書
にて述べた付加的調節の適用によって調節することによ
って前もって選定されたパワーパラメーターを維持しな
がら、さらに非消耗電極５の付いた溶接チップ４の移動
速度を接合部の溶融浴の上昇速度に等しく維持しながら
、エレクトロスラグ溶接又は肉盛を行なう。

化学的に活性なチタンおよびアルミニウム（強化剤とし
て作用する）を含有するニッケル合金の溶接又は肉盛中
のような多数の場合に、後者のチタンおよびアルミニウ
ムが特に酸化されてスラグ中へ移る。その結果として、
溶接接合部の機械的強度はかなり低下する◇ このような場合に、溶接部中のこれら強化剤金属の必要
パーセントが、溶融プールへ低速度にてアルミニウム又
はチタン溶加ワイヤを又はこれら２本のワイヤをよじっ
た組合せを供給することによって与えられるであろう。

さらに加えて、もし基礎的な溶加金属が消耗棒電極であ
るならば、メイン溶接へラド１が合金富化剤および脱酸
剤を溶融プールへ供給するのに使用される。言い換える
ならば、溶加ワイヤ１８が手段７によって臂１６および
管１４（第４図）および１２を通して供給され、この場
合にこの溶加金属は消耗電極として働き、手段７は合金
化のために調節される。

チタン又はニッケル合金の溶接又は肉盛中のような多数
の他の場合に、溶加金属として使用される消耗電極は溶
接接合部の機械的特性を改善するために化学的組成で変
動する。この目的のために使用する板電極はその化学的
組成が変動している板で作られている。

金属積層量の見地からの電極溶解速度は一定の電力消費
にてより大きく、電極の断面積でより小さいことは一般
的知識である。したがって、化学的組成の変動している
消耗電極の使用の場合に、より合金富化された棒電極お
よび合金富化のより少ない消耗ワイヤ電極を使用するこ
とは好ましく、一方、より活性な溶解および割増し合金
化（例えば、タングステン、モリブデン、ニオブ又はし
二ラムのような高融点金属についての割増し合金イＩＺ
）のために、高融点金属の非消耗電極とのそれらの組合
せを用いることは好ましい。このような組合せ電極はよ
り有効な溶接および肉盛の結果Ｏこなる。

上述した場合に、消耗電極５（第１図）、電極供給手段
７によって供給される消耗ワイヤ電極６および電極供給
手段１６によって供給される消耗棒電極１７によってエ
レクトロスラグ溶接又Ｃｔ肉盛が行なわれる。なお、手
段１６は高めら４また供給速度を併なう溶接のために調
節され、電極の位置調節が本明細書にて述べられたよう
に行なオつれる◇溶接接合部の前もって選定した化学的
ｔ（Ｌ　Ｉ＆を与えるために、２つの消耗゛電極によっ
て供給される金属量が計算されて、電極供給手段７およ
び１６の供給速度が調節される。

チタンおよびアルミニウムのような容易に酸イヒされる
金属の前もって選定された化学組成を与えるために、こ
れら金属の溶加ワイヤ１８カ５ガイド２８（第１図）お
よびガイド要素１９を通して溶融プールへ手段１６、特
にそのローラ４０（第３消耗俸電極１７を非消耗電極５
と組合せで使用する場合に、選定された溶接サイクルに
応じて、消耗電極１７の非消耗電極５−１の引き寄せ又
はそれらを前もって選定した距離に離すように機（イ４
４８が適切に調節される。さらに加えて、亀卯）似４９
によって駆動されるラック５２が電極供給手段１６のハ
ウジング２９を付加溶接ヘッド１５のハウジング２２の
ガイド６０（第２図）内で往復運動させる。そのために
消耗電極１７が接合部にわたって接合端の間を振動する
。この技術がよりＩ’Ｓい加工片を接合する可能にしか
つ非消耗電極５の合金成分の溶接接合部の溶融プールへ
のｆｌｉｌＪ御された分配を伴なう。

長い接合部の溶接又は断面で形のある加工片の接合中の
ような多数の他の場合に、消耗ワイヤ電極６を非消耗１
［極５（８５図）と組合せて使用することは好ましい。

必要な化学的組成のワイヤ電極が入手できないときは、
欠ける金属成分が手段１６（第１図）のローラ４０（第
６図）によって溶融プールへ供給される溶加ワイヤ１８
として供給され、一方高供給速度での溶接のために調節
される手段によって供給されるべき合金富化の少ないワ
イヤが消耗電極６として使用サレル。

本明細書にて述べた全ての場合に、エレク）１−スラグ
プロセスは従来の溶接技術の使用を含んでいる。

上述のことから、本発明に係るエレクトロスラグ溶接お
よび肉盛用装置がアークギャブでの相互に調節可能な位
置決めで電極の広範な使用を可ｈトに肱このことは溶接
プロセス（特に、チタン基。

ニラクル基および銅基合金を溶接するとき）の旨い効率
および高品質溶接接合部の結果になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエレクトロスラグ溶接および肉盛
用装置の全体的既略図であり、第２図は第１図中の矢印
Ａの方向からの部分図であり、 第３図は第１図中の線■−■に沿った断面図であり、 第４図は、非消耗電極、溶加ワイヤおよび棒電極を有す
る第１図に示された装置の溶接チップの正面図であり、
および 第５図は、非消耗電極、消耗ワイヤ電極および溶加ワイ
ヤを有する第１図に示された装置のコンタクト管の正面
図である。 本発明の説明にて使用した参照番号のリスト。 １・・・メイン溶接ヘッド、２・・・支台構造、３・・
・可動手段、４・・・溶接チップ、訃・・非消耗電極、
６・・・消耗ワイヤ電極、７・・・消耗ワイヤ電極６を
溶融ブ、−ルに供給する手段、８・・・コンタクトシュ
ー、９・・・ストリップ、１０・・・ホルダ、１１・・
・ヒンジ、１２・・・導電ガイド管、１３・・・管、１
４・・・管、１５・・・付加溶接ヘッド、１６・・・消
耗電極を供給する手段、１７・・・消耗電極、１８・・
・溶加ワイヤ、１９・・・ガイド要素、２０・・・ハウ
ジング、２１・・・ブラケット、２２・・・付加溶接ヘ
ッドのハウジング、２３・・・ピボット、２４・・・引
形溝、２５・・・ねじ、２６・・・管、２７・・・管、
２８・・・管、２９・・・ハウジング、３０・・・ガイ
ド、６′１・・・資−ラ、３２・・・ローラ、３３・・
・ヒ“ン、３４・・・ピン、６５・・・減速装置、３６
・・・電動機、６７・・・ばね、６８・・・棒、３９・
・・押圧具、４０・・・ローラ、４１・・・導電要素、
４２・・・コンタクトシュー、４６・・・ばね、４４・
・・棒、４５・・・押圧具、４６・・・支持ｐ−ラ、４
７・・・ビン、４８・・・棒電極調節機’ｒｊ（Ｊ　１
４９・・・可逆電動機、５０・・・支持、５１・・・支
柱、５２・・・ラック、５６・・・ロック、５４・・・
管１４をホルダ１０に固定するための器具。 特許出願人 イバン　イバノビチ　シトニコフ　（外４　名’）特許
出願代理人 弁理士　青　木　朗 弁理士西舘和之 弁理士内田幸男 弁理士山口昭之 弁理士　西　山　雅　也

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　非消耗電極（５）および消耗電極（６）を有する
   溶接チップ（４）を動かす手段（３）と、前記消耗電極
   （６）を溶融プールへ供給する手段（７）とを有するメ
   イン溶接ヘッド（１）を含んでなるエレクトロスラグ溶
   接および肉盛用装置において、消耗棒電極（１７）とガ
   イド要素０匂を通して溶加ワイヤ０８）とを溶融プール
   へ供給する手段（ｌＥ９を有する付加溶接へラドαωが
   設けられ、この付加溶接ヘッドα暖は前記消耗棒電極θ
   ηの前記非消耗電極（５）に対する傾斜角を変えること
   ができるようにメイン溶接へラド（１）に配置され、前
   記溶加ワイヤ（１８）の前記ガイド要素α俤が前記メイ
   ン溶接ヘッドの前記溶接チップ（４）に留められている
   ことを特徴とするエレクトロスラグ溶接および肉盛用装
   置。 ２、前記消耗棒電極σＤの非消耗電極（５）に対する位
   置をａｌ！節するために機構（４８）が前記装置に設け
   られ、この機構（４Ｂ）は前記付加溶接へ、ド０９のハ
   ウシング（２シと運動可能に連結されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６、前記メイン溶接ヘッド（１）の前記溶接チップ（４
   ）が、前記溶接チ、ブ（４）を動かす手段（３）に接続
   されたコンタクトシー−（８）と前記非消耗電極（５）
   および消耗ワイヤ電極（６）を担持するホルダαＱとを
   含んでなり、このホルダ（１１）が前記消耗棒電極０η
   の非消耗電極α９に対する付加調節を可能にするように
   ｎｆｌ記コンタクトシュー（８）に枢軸回転可能に留め
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の装置。