JPS6096366A - 粉末肉盛溶接方法 - Google Patents
粉末肉盛溶接方法Info
- Publication number
- JPS6096366A JPS6096366A JP20105283A JP20105283A JPS6096366A JP S6096366 A JPS6096366 A JP S6096366A JP 20105283 A JP20105283 A JP 20105283A JP 20105283 A JP20105283 A JP 20105283A JP S6096366 A JPS6096366 A JP S6096366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torch
- welding
- powder
- plasma
- overlay welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
-
- 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
- B23K9/044—Built-up welding on three-dimensional surfaces
- B23K9/046—Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution
-
- 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
- B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
-
- 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
- B23K9/24—Features related to electrodes
- B23K9/28—Supporting devices for electrodes
- B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means
- B23K9/291—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas
- B23K9/296—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas using non-consumable electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Plasma Technology (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】
（産業上の利用分野）
この発明は、粉末を用いた肉盛溶接に適用される粉末肉
盛溶接方法に関し、例えば自動車用や船舶用エンジンバ
ルブのフェース面における肉盛、その他各種の肉盛溶接
に適用される粉末肉盛溶接方法に関するものである。
盛溶接方法に関し、例えば自動車用や船舶用エンジンバ
ルブのフェース面における肉盛、その他各種の肉盛溶接
に適用される粉末肉盛溶接方法に関するものである。
（従来技術）
従来、例えば自動車用のエンジンバルブを製作するに際
しては、そのフェース面の耐熱および耐摩耗性を高める
ために肉盛り溶接を行うことが多い。
しては、そのフェース面の耐熱および耐摩耗性を高める
ために肉盛り溶接を行うことが多い。
この肉盛溶接においては、バルブ等の被肉盛材に対する
溶着が完全であること、肉盛溶着金属の成分が肉盛溶着
前の肉盛材成分に近いこと、肉盛溶接部のビード形状が
良好であること、肉盛材の歩留りが高いこと、溶着金属
の被肉盛溶接材との融合状態が良好であること、などが
要求されるが、この肉盛溶接に際して粉末を用いたプラ
ズマ肉盛溶接を採用する試みも進んでいる。
溶着が完全であること、肉盛溶着金属の成分が肉盛溶着
前の肉盛材成分に近いこと、肉盛溶接部のビード形状が
良好であること、肉盛材の歩留りが高いこと、溶着金属
の被肉盛溶接材との融合状態が良好であること、などが
要求されるが、この肉盛溶接に際して粉末を用いたプラ
ズマ肉盛溶接を採用する試みも進んでいる。
この際に使用される粉末肉盛溶接用プラズマトーチとし
ては、棒状電極と前記棒状電極の囲りに配設したトーチ
内筒との間からプラズマ作動ガスを供給すると共に、前
記トーチ内筒と前記トーチ内筒の囲りに配設され且つ端
部にプラズマアーク噴出ノズルを備えトーチ外筒との間
からプラズマアーク中に肉盛溶接用粉末を供給する構成
のものがあり、プラズマアークによって前記肉盛溶接用
粉末を溶解すると共に、被肉盛溶接材を回転させながら
その表面に溶接肉盛するものがあった。
ては、棒状電極と前記棒状電極の囲りに配設したトーチ
内筒との間からプラズマ作動ガスを供給すると共に、前
記トーチ内筒と前記トーチ内筒の囲りに配設され且つ端
部にプラズマアーク噴出ノズルを備えトーチ外筒との間
からプラズマアーク中に肉盛溶接用粉末を供給する構成
のものがあり、プラズマアークによって前記肉盛溶接用
粉末を溶解すると共に、被肉盛溶接材を回転させながら
その表面に溶接肉盛するものがあった。
しかしながら、このような粉末肉盛溶接用プラズマトー
チを用いて行う粉末肉盛溶接においては、プラズマトー
チ上被肉盛溶接材との間における位置関係、例えば上下
方向の間隔や水平方向のオフセット量、あるいは溶接速
度などが適切でない場合、例えばプラズマトーチと被肉
盛溶接材との間隔が大きすぎる場合にはプラズマアーク
が不安定になると共に溶着金属の被肉盛溶接材に対する
融合不良を生じることがあり、また」二記間隔が小さす
ぎる場合にはビード形状が悪くなり、あるいは上記オフ
セット量が適切でない場合には粉末が溶解した溶融金属
が被肉盛溶接材の肉盛溶接面にうまくのらずにこの部分
から流れ落ちたりすることがあるという問題点があった
。
チを用いて行う粉末肉盛溶接においては、プラズマトー
チ上被肉盛溶接材との間における位置関係、例えば上下
方向の間隔や水平方向のオフセット量、あるいは溶接速
度などが適切でない場合、例えばプラズマトーチと被肉
盛溶接材との間隔が大きすぎる場合にはプラズマアーク
が不安定になると共に溶着金属の被肉盛溶接材に対する
融合不良を生じることがあり、また」二記間隔が小さす
ぎる場合にはビード形状が悪くなり、あるいは上記オフ
セット量が適切でない場合には粉末が溶解した溶融金属
が被肉盛溶接材の肉盛溶接面にうまくのらずにこの部分
から流れ落ちたりすることがあるという問題点があった
。
（発明の目的）
この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、粉末を用いたプラズマアーク肉盛溶接による溶
接部のビード形状が著しく良好であると共に溶着金属と
被肉盛溶接材との間における融合状態も著しく良好であ
り、特に自動車用のエンジンバルブのフェース面におけ
る肉盛溶接の場合のように肉盛溶接部がリング状をなす
ときでも、溶接部のビード形状および融合状態が著しく
良好なものとすることができる粉末肉盛溶接方法を提供
することを目的としている。
もので、粉末を用いたプラズマアーク肉盛溶接による溶
接部のビード形状が著しく良好であると共に溶着金属と
被肉盛溶接材との間における融合状態も著しく良好であ
り、特に自動車用のエンジンバルブのフェース面におけ
る肉盛溶接の場合のように肉盛溶接部がリング状をなす
ときでも、溶接部のビード形状および融合状態が著しく
良好なものとすることができる粉末肉盛溶接方法を提供
することを目的としている。
（発明の構成）
この発明は、棒状電極と前記棒状電極の囲りに配設した
トーチ内筒との間からプラズマ作動ガスを供給すると共
に、前記トーチ内筒と前記トーチ内筒の囲りに配設され
且つ端部にプラズマアーク噴出ノズルを備えたトーチ外
筒との間からプラズマアーク中に肉盛溶接用粉末を供給
する構成の粉末肉盛溶接用プラズマトーチを用い、被肉
盛溶接材を回転させつつ粉末肉盛溶接を行うに際し、前
記プラズマアーク噴出ノズルのノズル径をＤ（ｆｆｌｆ
ｆｌ）としたときに、前記プラズマアーク噴出ノズル端
と前記被肉盛溶接材との間隔Ｌ （ｍｍ ）を、０．５
・Ｄ＋６≦Ｌ≦Ｄ＋８の範囲にすると共に、前記被肉盛
溶接材の回転中心に対するプラズマトーチ軸心のオフセ
ット角θを遅角側で７°≦θ≦２０°として溶接を行う
ようにしたことを特徴としており、より望ましくは、溶
接速度を３ 、８ｍｍ／ｓｅｃ以」−とし、必要に応じ
てプラズマトーチをウィービングなしで肉盛溶接するよ
うにしたことを特徴としている。
トーチ内筒との間からプラズマ作動ガスを供給すると共
に、前記トーチ内筒と前記トーチ内筒の囲りに配設され
且つ端部にプラズマアーク噴出ノズルを備えたトーチ外
筒との間からプラズマアーク中に肉盛溶接用粉末を供給
する構成の粉末肉盛溶接用プラズマトーチを用い、被肉
盛溶接材を回転させつつ粉末肉盛溶接を行うに際し、前
記プラズマアーク噴出ノズルのノズル径をＤ（ｆｆｌｆ
ｆｌ）としたときに、前記プラズマアーク噴出ノズル端
と前記被肉盛溶接材との間隔Ｌ （ｍｍ ）を、０．５
・Ｄ＋６≦Ｌ≦Ｄ＋８の範囲にすると共に、前記被肉盛
溶接材の回転中心に対するプラズマトーチ軸心のオフセ
ット角θを遅角側で７°≦θ≦２０°として溶接を行う
ようにしたことを特徴としており、より望ましくは、溶
接速度を３ 、８ｍｍ／ｓｅｃ以」−とし、必要に応じ
てプラズマトーチをウィービングなしで肉盛溶接するよ
うにしたことを特徴としている。
第１図はこの発明の粉末肉盛溶接方法において用いる粉
末肉盛溶接用プラズマトーチの一例および被肉盛溶接材
としてのエンジンバルブとの位置関係を示す図であって
、このプラズマトーチ１は、図示しない電源の陰極側と
接続した棒状電極２を中心に備え、この棒状電極２と同
心状に且つ間隔をおいてトーチ内筒３が配設しである。
末肉盛溶接用プラズマトーチの一例および被肉盛溶接材
としてのエンジンバルブとの位置関係を示す図であって
、このプラズマトーチ１は、図示しない電源の陰極側と
接続した棒状電極２を中心に備え、この棒状電極２と同
心状に且つ間隔をおいてトーチ内筒３が配設しである。
このトーチ内筒３は図示例の場合、その下端にチップ４
を備えていてねじ止めされているが、これらを一体化し
たものであっても良い。そして、トーチ内筒３およびチ
ップ４内には冷却水通路５が設けであると共に、棒状電
極２とトーチ内筒３との間でプラズマ作動ガス流通路６
が形成してあり、さらにこの棒状電極２とトーチ内筒３
との間にはプラズマ作動ガス通過孔７を複数設けたプラ
ズマ作動ガス整流体８が配設しである。このプラズマ作
動ガス整流体８は、周方向に等間隔で設けた複数のプラ
ズマ作動ガス通過孔７によって、上部から矢印方向に供
給されたプラズマ作動ガスの流れを整流し、水平断面に
おいてプラズマ作動ガスの流れが均一化されるようにす
るはたらきをもっている。また、このプラズマ作動ガス
整流体８は、棒状電極２の保持体としてもはたらくもの
であって、棒状電極２を常にトーチ内筒３と同心状態に
保持し、棒状電極２に片減りを生じるのを防ぐようにし
ている。また、トーチ内筒３の下端（図示例の場合には
チップ４の下端）にはプラズマアーク拘束ノズル２を備
えている。
を備えていてねじ止めされているが、これらを一体化し
たものであっても良い。そして、トーチ内筒３およびチ
ップ４内には冷却水通路５が設けであると共に、棒状電
極２とトーチ内筒３との間でプラズマ作動ガス流通路６
が形成してあり、さらにこの棒状電極２とトーチ内筒３
との間にはプラズマ作動ガス通過孔７を複数設けたプラ
ズマ作動ガス整流体８が配設しである。このプラズマ作
動ガス整流体８は、周方向に等間隔で設けた複数のプラ
ズマ作動ガス通過孔７によって、上部から矢印方向に供
給されたプラズマ作動ガスの流れを整流し、水平断面に
おいてプラズマ作動ガスの流れが均一化されるようにす
るはたらきをもっている。また、このプラズマ作動ガス
整流体８は、棒状電極２の保持体としてもはたらくもの
であって、棒状電極２を常にトーチ内筒３と同心状態に
保持し、棒状電極２に片減りを生じるのを防ぐようにし
ている。また、トーチ内筒３の下端（図示例の場合には
チップ４の下端）にはプラズマアーク拘束ノズル２を備
えている。
さら−５トーチ内筒３の外周部には間隔をおいてトーチ
外筒１１が配設してあり、このトーチ外筒１１の下端部
分にプラズマアーク噴出ノズル１２が形成しであると共
に、ト′−チ内筒３とトーチ外筒１１との間で粉末供給
路１３が形成してあり、図示しない粉末供給装置より粉
末送給ガスと共に供給した肉盛溶接用粉末１４がプラズ
マアーク１０中に供給できるようになっている。また、
トーチ外筒１１のノズル部分にも冷却水通路１５が形成
しである。さらに、トーチ外筒１１の下端部分には前記
プラズマアーク噴出ノズル１２と同心状にガスレンズ１
６が設けてあり、シールドガス供給路１７から供給され
るシールドガスがプラズマアークの周囲を濃淡なく均一
にシールドするようにしである。
外筒１１が配設してあり、このトーチ外筒１１の下端部
分にプラズマアーク噴出ノズル１２が形成しであると共
に、ト′−チ内筒３とトーチ外筒１１との間で粉末供給
路１３が形成してあり、図示しない粉末供給装置より粉
末送給ガスと共に供給した肉盛溶接用粉末１４がプラズ
マアーク１０中に供給できるようになっている。また、
トーチ外筒１１のノズル部分にも冷却水通路１５が形成
しである。さらに、トーチ外筒１１の下端部分には前記
プラズマアーク噴出ノズル１２と同心状にガスレンズ１
６が設けてあり、シールドガス供給路１７から供給され
るシールドガスがプラズマアークの周囲を濃淡なく均一
にシールドするようにしである。
このよな構成の粉末肉盛溶接用プラズマトーチ１の下方
には、被肉盛溶接材１８、図示の場合はエンジン用バル
ブが配設してあり、この被肉盛溶接材１８はバックプレ
ート１２上で回転可能に保持されている。
には、被肉盛溶接材１８、図示の場合はエンジン用バル
ブが配設してあり、この被肉盛溶接材１８はバックプレ
ート１２上で回転可能に保持されている。
粉末肉盛溶接に際しては、図示しない電源の陰極側を棒
状電極２に接続すると共に、同電源の陽極側を被肉盛溶
接材１８側に接続し、棒状電極２と被肉盛溶接材１８と
の間でプラズマアーク１０を発生させると同時に、粉末
送給ガスと共に肉盛溶接用粉末１４をプラズマアーク１
０中に供給して溶融させた状態として前記被肉盛溶接材
１８の表面（バルブフェース面）に溶着させる。
状電極２に接続すると共に、同電源の陽極側を被肉盛溶
接材１８側に接続し、棒状電極２と被肉盛溶接材１８と
の間でプラズマアーク１０を発生させると同時に、粉末
送給ガスと共に肉盛溶接用粉末１４をプラズマアーク１
０中に供給して溶融させた状態として前記被肉盛溶接材
１８の表面（バルブフェース面）に溶着させる。
このとき、棒状電極２とトーチ内筒３との間にプラズマ
作動ガス整流体８が設けであるため、プラズマ作動ガス
は水平断面において濃淡のない均一なものとなっており
、プラズマガスの集中性を高め、肉盛溶接用粉末１４の
供給を水平断面において均一化し、棒状電極２の片減り
を防止し、良好な肉盛溶接が可能となるようにしている
。また、プラズマアーク１０および被肉盛溶接材１８の
肉盛溶接部分はシールドガスによって覆われることによ
り外気と有効に遮断されるため、良好な肉盛溶接層を得
ることができる。
作動ガス整流体８が設けであるため、プラズマ作動ガス
は水平断面において濃淡のない均一なものとなっており
、プラズマガスの集中性を高め、肉盛溶接用粉末１４の
供給を水平断面において均一化し、棒状電極２の片減り
を防止し、良好な肉盛溶接が可能となるようにしている
。また、プラズマアーク１０および被肉盛溶接材１８の
肉盛溶接部分はシールドガスによって覆われることによ
り外気と有効に遮断されるため、良好な肉盛溶接層を得
ることができる。
なお、前記プラズマトーチの電極は、棒状をなすもので
あり、例えば、タングステン等の高融点金属（または合
金）から形成されたものが使用される。この場合、電極
の全体をタングステン等の高融点材料から形成すること
も可能であるが、プラズマアーク発生部分を上記高融点
材料から形成し、その他の部分は導電性水冷パイプなど
から形成することもできる。
あり、例えば、タングステン等の高融点金属（または合
金）から形成されたものが使用される。この場合、電極
の全体をタングステン等の高融点材料から形成すること
も可能であるが、プラズマアーク発生部分を上記高融点
材料から形成し、その他の部分は導電性水冷パイプなど
から形成することもできる。
また、肉盛溶接用粉末は、肉盛用として使用される例え
ば耐熱性合金や耐摩耗性合金、具体的にはステライト等
のＣＯ基合金、コルモノイ等のＮｉ基合金、ＦＭＳ等の
Ｆｅ基合金などが使用される。この場合、粉末中に粒径
の大きなものが多すぎるとプラズマアークを用いた肉盛
溶接時に溶は残りが生じることがあり、反対に粉末中に
粒径が小さなものが多すぎると粉末の飛散量が多くなっ
て歩留りが低下することがあり、小径の粉末は大径の粉
末に比べて供給遅れを生じやすいため肉盛溶接の終期に
おいて小径の粉末が切れ悪く出てきて低い溶接ビードが
形成されて溶接ビード形状を悪化させることがあるので
、粉末の粒径および分布を適切なものとすることが望ま
しい。
ば耐熱性合金や耐摩耗性合金、具体的にはステライト等
のＣＯ基合金、コルモノイ等のＮｉ基合金、ＦＭＳ等の
Ｆｅ基合金などが使用される。この場合、粉末中に粒径
の大きなものが多すぎるとプラズマアークを用いた肉盛
溶接時に溶は残りが生じることがあり、反対に粉末中に
粒径が小さなものが多すぎると粉末の飛散量が多くなっ
て歩留りが低下することがあり、小径の粉末は大径の粉
末に比べて供給遅れを生じやすいため肉盛溶接の終期に
おいて小径の粉末が切れ悪く出てきて低い溶接ビードが
形成されて溶接ビード形状を悪化させることがあるので
、粉末の粒径および分布を適切なものとすることが望ま
しい。
この場合、肉盛溶接用粉末は、粉末送給ガスによるプラ
ズマアーク中への供給時における流れが良好であるよう
に、ガス噴霧あるいはガス−水噴霧等、液体噴霧の場合
に比べて冷却速度の遅い粉末製造法によって製造したも
のを使用するのがより望ましい。すなわち、液体噴霧に
よって製造した粉末の形状は不規則形状のものが多く、
粉末の供給が円滑になされないと同時にプラズマアーク
による溶は込みが十分でないことがあるのに対して、ガ
ス噴霧あるいはガス−水噴霧によって製造した粉末の形
状は球形に近いものが多い比較的規則形状のものである
ため、粉末の供給が円滑になされると同時にプラズマア
ークによる溶は込みが十分なものとなり、著しく良好な
溶接ビード形状が得られるので望ましいといえる。
ズマアーク中への供給時における流れが良好であるよう
に、ガス噴霧あるいはガス−水噴霧等、液体噴霧の場合
に比べて冷却速度の遅い粉末製造法によって製造したも
のを使用するのがより望ましい。すなわち、液体噴霧に
よって製造した粉末の形状は不規則形状のものが多く、
粉末の供給が円滑になされないと同時にプラズマアーク
による溶は込みが十分でないことがあるのに対して、ガ
ス噴霧あるいはガス−水噴霧によって製造した粉末の形
状は球形に近いものが多い比較的規則形状のものである
ため、粉末の供給が円滑になされると同時にプラズマア
ークによる溶は込みが十分なものとなり、著しく良好な
溶接ビード形状が得られるので望ましいといえる。
上記した要領による粉末肉盛溶接において、第２図に示
す説明図を参照して、前記プラズマアーク噴出ノズル１
２のノズル径をＤ （ｍｍ）としたときに、前記プラズ
マアーク噴出ノズル端と前記被肉盛溶接材１８との間隔
Ｌ （ｍｍ）を、０．５−Ｄ＋６≦Ｌ≦Ｄ＋８の範囲に
すると共に、前記被肉盛溶接材１８の回転中心に対する
プラズマトーチ軸心のオフセット角θを遅角側すなわち
矢印Ａで示す回転方向と反対側で７°≦θ≦２０°とし
て溶接を行うようにする。
す説明図を参照して、前記プラズマアーク噴出ノズル１
２のノズル径をＤ （ｍｍ）としたときに、前記プラズ
マアーク噴出ノズル端と前記被肉盛溶接材１８との間隔
Ｌ （ｍｍ）を、０．５−Ｄ＋６≦Ｌ≦Ｄ＋８の範囲に
すると共に、前記被肉盛溶接材１８の回転中心に対する
プラズマトーチ軸心のオフセット角θを遅角側すなわち
矢印Ａで示す回転方向と反対側で７°≦θ≦２０°とし
て溶接を行うようにする。
ここで、上記の関係に規制するのは、間隔Ｌ（ｍｍ）が
大きすぎると電源の陰極側と接続した電極２と、同電源
の陽極側と接続した被肉盛溶接材１８との間の距離が長
くなり、プラズマアーク１０が不安定になって、溶接ビ
ード形状が悪くなると共に、被肉盛溶接材１８との間で
の融合不良を生じるためであり、間隔Ｌ （ｍｍ）が小
さすぎるとプラズマアーク１０によって肉盛溶接部の溶
融金属が吹かれる傾向が強まることにより溶接ビード形
状が悪化するためである。またオフセット角θの値が小
さすぎると溶接ビード形状が悪化すると共に被肉盛溶接
材１８との間での融合不良を生じ、反対にオフセット角
θの値が大きすぎると溶融金属が被肉盛溶接材１８より
落下して溶接ビード形状が悪化し、被肉盛溶接材１８と
の間での融合不良を生ずるためである。
大きすぎると電源の陰極側と接続した電極２と、同電源
の陽極側と接続した被肉盛溶接材１８との間の距離が長
くなり、プラズマアーク１０が不安定になって、溶接ビ
ード形状が悪くなると共に、被肉盛溶接材１８との間で
の融合不良を生じるためであり、間隔Ｌ （ｍｍ）が小
さすぎるとプラズマアーク１０によって肉盛溶接部の溶
融金属が吹かれる傾向が強まることにより溶接ビード形
状が悪化するためである。またオフセット角θの値が小
さすぎると溶接ビード形状が悪化すると共に被肉盛溶接
材１８との間での融合不良を生じ、反対にオフセット角
θの値が大きすぎると溶融金属が被肉盛溶接材１８より
落下して溶接ビード形状が悪化し、被肉盛溶接材１８と
の間での融合不良を生ずるためである。
さらに、溶接速度が遅すぎると良好な溶接ビード形状が
得られなくなることがあるので、溶接速度は３ 、８ｍ
ｍ／ｓｅｅ以上とすることがより望ましい。
得られなくなることがあるので、溶接速度は３ 、８ｍ
ｍ／ｓｅｅ以上とすることがより望ましい。
さらにまた、特に自動車用エンジンのバルブフェース面
に対する肉盛溶接の場合には、良好な溶接ビード形状が
得られるように、ウィービングなしで溶接することがよ
り望ましい。
に対する肉盛溶接の場合には、良好な溶接ビード形状が
得られるように、ウィービングなしで溶接することがよ
り望ましい。
（実施例）
次に、この発明の実施例を比較例と共に説明する。
第１図に示した粉末肉盛溶接用プラズマトーチ１を使用
し、第１表に示す条件で自動車用エンジンの排気バルブ
（直径５０１１１ｍ）のフェース面に対する肉盛溶接を
行った。このとき、プラズマアーク噴出ノズル１２のノ
ズル径Ｄ （ｍｓ） 、プラズマトーチノズル端と被肉
盛溶接材１８との間隔Ｌ（ＩＩｌｆｆｌ）、オフセット
角θ、を第２表に示す値に変化させ、得られた溶接ビー
ド形状および被肉盛溶接材１８との間での融合状態を調
べた。その結果を第 １ 表 第２表において、Ｏは溶接ビード形状、融合状態が著し
く良好であることを示し、Ｏは溶接ビード形状、融合状
態が良好であることを示し、Ｘは溶接ビード形状、融合
状態が良くないことを示している。
し、第１表に示す条件で自動車用エンジンの排気バルブ
（直径５０１１１ｍ）のフェース面に対する肉盛溶接を
行った。このとき、プラズマアーク噴出ノズル１２のノ
ズル径Ｄ （ｍｓ） 、プラズマトーチノズル端と被肉
盛溶接材１８との間隔Ｌ（ＩＩｌｆｆｌ）、オフセット
角θ、を第２表に示す値に変化させ、得られた溶接ビー
ド形状および被肉盛溶接材１８との間での融合状態を調
べた。その結果を第 １ 表 第２表において、Ｏは溶接ビード形状、融合状態が著し
く良好であることを示し、Ｏは溶接ビード形状、融合状
態が良好であることを示し、Ｘは溶接ビード形状、融合
状態が良くないことを示している。
第２表に示す結果より明らかなように、この発明の条件
を満足する場合にはビード形状および融合状態の両方共
が良好であるのに対し、プラズマトーチノズル端と被肉
盛溶接材との間隔Ｌ （ｍ＋＋＋）が大きすぎたり、あ
るいは反対に小さすぎたり、またオフセット角θが大き
すぎたり、あるいは反対に小さすぎたりした場合には溶
接ビード形状および融合状態の両方を良くすることがで
きないという好ましくない結果となった。
を満足する場合にはビード形状および融合状態の両方共
が良好であるのに対し、プラズマトーチノズル端と被肉
盛溶接材との間隔Ｌ （ｍ＋＋＋）が大きすぎたり、あ
るいは反対に小さすぎたり、またオフセット角θが大き
すぎたり、あるいは反対に小さすぎたりした場合には溶
接ビード形状および融合状態の両方を良くすることがで
きないという好ましくない結果となった。
（発明の効果）
以上説明してきたように、この発明では、棒状電極と前
記棒状電極の囲りに配設したトーチ内筒との間からプラ
ズマ作動ガスを供給すると共に、前記トーチ内筒と前記
トーチ内筒の囲りに配設され且つ端部にプラズマアーク
噴出ノズルを備えたトーチ外筒との間からプラズマアー
ク中に肉盛溶接用粉末を供給する構成の粉末肉盛溶接用
プラズマトーチを用い、被肉盛溶接材を回転させつつ粉
末肉盛溶接を行うに際し、前記プラズマアーク噴出ノズ
ルのノズル径をＤ （ｍｍ）としたときに、前記プラズ
マアーク噴出ノズル端と前記被肉盛溶接材との間隔Ｌ
（ｍｍ）を、０．５−Ｄ＋６≦Ｌ≦Ｄ＋８の範囲にする
と共に、前記被肉盛溶接材の回転中心に対するプラズア
ントーチ軸心のオフセット角θを遅角側で７°≦θ≦２
０°として溶接を行うようにしたから、粉末を用いたプ
ラズマアーク肉盛溶接による溶接部のビード形状が著し
く良好であると共に溶着金属と被肉盛溶接材との間にお
ける融合状態も著しく良好であり、特に自動車用のエン
ジンバルブのフェース面における肉盛溶接の場合のよう
に肉盛溶接部分がリング状をなすときでも、溶接部のビ
ード形状および融合状態が著しく良好なものであるとい
う非常に優れた効果を有している。
記棒状電極の囲りに配設したトーチ内筒との間からプラ
ズマ作動ガスを供給すると共に、前記トーチ内筒と前記
トーチ内筒の囲りに配設され且つ端部にプラズマアーク
噴出ノズルを備えたトーチ外筒との間からプラズマアー
ク中に肉盛溶接用粉末を供給する構成の粉末肉盛溶接用
プラズマトーチを用い、被肉盛溶接材を回転させつつ粉
末肉盛溶接を行うに際し、前記プラズマアーク噴出ノズ
ルのノズル径をＤ （ｍｍ）としたときに、前記プラズ
マアーク噴出ノズル端と前記被肉盛溶接材との間隔Ｌ
（ｍｍ）を、０．５−Ｄ＋６≦Ｌ≦Ｄ＋８の範囲にする
と共に、前記被肉盛溶接材の回転中心に対するプラズア
ントーチ軸心のオフセット角θを遅角側で７°≦θ≦２
０°として溶接を行うようにしたから、粉末を用いたプ
ラズマアーク肉盛溶接による溶接部のビード形状が著し
く良好であると共に溶着金属と被肉盛溶接材との間にお
ける融合状態も著しく良好であり、特に自動車用のエン
ジンバルブのフェース面における肉盛溶接の場合のよう
に肉盛溶接部分がリング状をなすときでも、溶接部のビ
ード形状および融合状態が著しく良好なものであるとい
う非常に優れた効果を有している。
第１図はこの発明において使用されうる粉末肉盛溶接用
プラズマトーチおよび被肉盛溶接材としてのエンジンバ
ルブの縦断面説明図、第２図はプラズマトーチと被肉盛
溶接材との位置関係を示す平面説明図である。 １・・・粉末肉盛溶接用プラズマトーチ２・・・棒状電
極 ３・・・トーチ内筒 ６・・・プラズマ作動ガス流通路 １０・・・プラズマアーク １１・・・トーチ外筒 １２・・・プラズマアーク噴出ノズル １３・・・肉盛溶接用粉末供給路 １４・・・肉盛溶接用粉末 １８・・・被肉盛溶接材 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人弁理士 小 塩 豊
プラズマトーチおよび被肉盛溶接材としてのエンジンバ
ルブの縦断面説明図、第２図はプラズマトーチと被肉盛
溶接材との位置関係を示す平面説明図である。 １・・・粉末肉盛溶接用プラズマトーチ２・・・棒状電
極 ３・・・トーチ内筒 ６・・・プラズマ作動ガス流通路 １０・・・プラズマアーク １１・・・トーチ外筒 １２・・・プラズマアーク噴出ノズル １３・・・肉盛溶接用粉末供給路 １４・・・肉盛溶接用粉末 １８・・・被肉盛溶接材 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人弁理士 小 塩 豊
Claims (4)
- （１）棒状電極と前記棒状電極の囲りに配設したトーチ
内筒との間からプラズマ作動ガスを供給すると共に、前
記トーチ内筒と前記トーチ内筒の囲りに配設され且つ端
部にプラズマアーク噴出ノズルを備えたトーチ外筒との
間からプラズマアーク中に肉盛溶接用粉末を供給する構
成の粉末肉盛溶接用プラズマトーチを用い、被肉盛溶接
材を回転させつつ粉末肉盛溶接を行うに際し、前記プラ
ズマアーク噴出ノズルのノズル径をＤ （ａｍ）とした
ときに、前記プラズマアーク噴出ノズル端と前記被肉盛
溶接材との間隔Ｌ （ｍｍ）を、０．５・Ｄ＋６≦Ｌ≦
Ｄ＋８の範囲にすると共に、前記被肉盛溶接材の回転中
心に対するプラズマトーチ軸心のオフセット角θを遅角
側で７°≦θ≦２０°として溶接を行うことを特徴とす
る粉末肉盛溶接方法。 - （２）溶接速度を３ 、８ ＋ａ＋＋＋／ｓｅｃ以上と
して溶接を行うようにした特許請求の範囲第（１）項記
載の粉末肉盛溶接方法。 - （３）プラズマトーチをウィービングなしで肉盛溶接す
るようにした特許請求の範囲第（１）項または第（２）
項記載の粉末肉盛溶接方法。 - （４）被肉盛溶接材がエンジン用バルブである特許請求
の範囲第（１）項、第（２）項または第（３）項記載の
粉末肉盛溶接方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20105283A JPS6096366A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 粉末肉盛溶接方法 |
| DE19843438439 DE3438439A1 (de) | 1983-10-26 | 1984-10-19 | Pulveroberflaechenschweissverfahren |
| GB08426689A GB2148768B (en) | 1983-10-26 | 1984-10-22 | Powder surface welding method |
| US06/663,929 US4621183A (en) | 1983-10-26 | 1984-10-23 | Powder surface welding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20105283A JPS6096366A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 粉末肉盛溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6096366A true JPS6096366A (ja) | 1985-05-29 |
| JPH0435268B2 JPH0435268B2 (ja) | 1992-06-10 |
Family
ID=16434596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20105283A Granted JPS6096366A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-28 | 粉末肉盛溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6096366A (ja) |
-
1983
- 1983-10-28 JP JP20105283A patent/JPS6096366A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| METALS HANDBOOK WELDING AND BRAZING=1979 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0435268B2 (ja) | 1992-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3071678A (en) | Arc welding process and apparatus | |
| US4621183A (en) | Powder surface welding method | |
| US20060289394A1 (en) | TIG welding or braze welding with metal transfer via a liquid bridge | |
| US3865173A (en) | Art of casting metals | |
| JPS60115370A (ja) | 粉末肉盛溶接方法 | |
| AU660240B2 (en) | Process for recharging a part by means of a plasma transferred arc | |
| JPS6096366A (ja) | 粉末肉盛溶接方法 | |
| JP2003053545A (ja) | タンデムアーク溶接方法 | |
| JPH0436786B2 (ja) | ||
| JPS6096375A (ja) | 粉末肉盛溶接用プラズマト−チ | |
| JPH01162578A (ja) | 粉体プラズマ肉盛溶接用トーチ | |
| JPS6092079A (ja) | 粉末肉盛溶接方法 | |
| JPH07139424A (ja) | ピストンクラウンの強化法 | |
| JPH0217004Y2 (ja) | ||
| JPH0555235B2 (ja) | ||
| JPH0686017B2 (ja) | 粉末肉盛溶接装置 | |
| US20030132204A1 (en) | Welding head, nozzle and method for powder plasma arc welding (PPAW) | |
| JPS6123572A (ja) | エンジンバルブの製造法 | |
| SU856710A1 (ru) | Способ дуговой сварки | |
| JP3457978B2 (ja) | 粉体プラズマアーク肉盛溶接方法及びプラズマトーチ | |
| JPS5946707B2 (ja) | プラズマア−ク肉盛溶接方法とト−チ | |
| JP2731968B2 (ja) | チタンまたはチタン合金表面の肉盛溶接方法 | |
| JPH0839260A (ja) | 粉末肉盛溶接方法 | |
| JP2762165B2 (ja) | チタン合金製エンジンバルブの肉盛溶接方法 | |
| JPS6096374A (ja) | 粉末肉盛溶接用プラズマト−チ |