JPS61232068A - Arc welding - Google Patents

Arc welding

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JPS61232068A
JPS61232068A JP7371885A JP7371885A JPS61232068A JP S61232068 A JPS61232068 A JP S61232068A JP 7371885 A JP7371885 A JP 7371885A JP 7371885 A JP7371885 A JP 7371885A JP S61232068 A JPS61232068 A JP S61232068A
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JP
Japan
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welding
arc
cast iron
metal
weld
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Application number
JP7371885A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshitsugu Oi
大井 利継
Noboru Kato
昇 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To suppress the increase in local hardness and to perform good welding with less residual stress by swinging an arc in the welding line direction in the magnetic field and by-eliminating local over-heating and thermal inclination after building up the metal virtually including carbon powders on the arc surface of a cast iron member. CONSTITUTION:A buildup welding 1a is performed with the electrode 2 made of the metal virtually including no carbon and of Ni or Ni based alloy on the welding surface of a cast iron made member 1. In case of magnets 4, 5 being approached to this welding zone, an arc 3 is moved before and behind in the welding line direction in case of the welding current being AC and to the built-up zone in case of DC. The local overheating of the weld zone is prevented and the thermal gradient with the peripheral side is eliminated. The generation of martensite layers is controlled by the fact that there is no generation of the high hardness ledeburite due to the overheating and rapid cooling and that there is less temp. gradient. A good welding without any deformation is therefore performed because of no welding cracks and less residual stress.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はアーク溶接法に係り、特に鋳鉄の溶接を行うに
好適なアーク溶接法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an arc welding method, and particularly to an arc welding method suitable for welding cast iron.

[従来の技術] 鋳鉄製溶接棒を用いるガス溶接法及び特殊合金(Ni系
或いはNi−Fe系など)製溶接棒を用いるアーク溶接
法は、鋳造品の補修などに古くから使われており、よく
知られている方法である。
[Prior Art] Gas welding using cast iron welding rods and arc welding using special alloy (Ni-based, Ni-Fe-based, etc.) welding rods have been used for a long time to repair cast products. This is a well-known method.

しかしながら、これら従来の方法では、機械的性質が充
分でなく(溶接欠陥が生じ易く、接合強度が低い)、そ
のため強度が必要な構造材への適用は、はとんど、行わ
れていなかった。
However, these conventional methods do not have sufficient mechanical properties (welding defects are likely to occur and joint strength is low), and as a result, they have rarely been applied to structural materials that require strength. .

これに対し、本出願人より提案されている鋳鉄製溶接棒
、或いは鋳鉄の溶接法(特公昭56−35993、同5
6−77093、同57−9904)によれば、強度部
材としての使用に耐える信頼性の良い溶接を行うことが
できる。
In contrast, the cast iron welding rod or cast iron welding method proposed by the present applicant (Japanese Patent Publication No. 56-35993,
6-77093 and 57-9904), reliable welding that can withstand use as a strength member can be performed.

ここで、鋳鉄の溶接が困難である理由について概略的に
説明する。
Here, we will briefly explain why it is difficult to weld cast iron.

周知のように、鋳鉄は炭素量が多く、かつ炭素の多くは
片状又は球状等の形状で晶出している。
As is well known, cast iron has a large amount of carbon, and most of the carbon is crystallized in flaky or spherical shapes.

而して、溶接時に加えられる熱によって鋳鉄が溶融され
ると、鋳鉄中に晶出していた黒鉛は溶融金属中に急速に
溶解晶出する。
When the cast iron is melted by the heat applied during welding, the graphite crystallized in the cast iron rapidly dissolves and crystallizes in the molten metal.

一方、冷却、凝固時における溶融金属中からの黒鉛の再
晶出は非常にゆっくりと行われるので、溶接などのよう
に急冷される場合は、レデブライトなどの高硬度の炭化
物含有組織が生じる。このように高硬度の組織が生じる
ことにより、割れが極めて発生しやすくなり健全な溶接
が困難になるのである。
On the other hand, recrystallization of graphite from the molten metal during cooling and solidification occurs very slowly, so when the metal is rapidly cooled, such as during welding, a highly hard carbide-containing structure such as ledebrite is generated. Due to the formation of such a highly hard structure, cracks are extremely likely to occur, making sound welding difficult.

本出願人より既に公表されている上記3件の発明(以下
先願の3発明ということがある。)によれば、それぞれ
、叙上の鋳鉄溶接時の問題点が解消され得る。
According to the above-mentioned three inventions already published by the present applicant (hereinafter referred to as the three inventions of the earlier application), the above-mentioned problems in welding cast iron can be solved.

即ち、上記先願の3発明においては、要するに溶融状態
の溶融金属に含まれる炭素をそれぞれ球状又は片状等の
黒鉛とし溶接金属中に晶出させるよう溶接棒の組成及び
組織或いは溶接時の諸条件を選定するものである。この
ようにすることにより溶接金属中もしくは溶接境界近傍
の母材中の高硬度の炭化物組織の発生が抑制され、健全
な溶接を行うことが可能とされるのである。
That is, in the three inventions of the prior application, the composition and structure of the welding rod or various aspects during welding are changed so that the carbon contained in the molten metal in the molten state becomes spherical or flaky graphite and crystallizes in the weld metal. This is for selecting conditions. By doing so, the generation of highly hard carbide structures in the weld metal or in the base metal near the weld boundary is suppressed, and it is possible to perform sound welding.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記先願の3発明をもってしても、溶接
時の温度を過度に上昇させる場合には、溶融金属中の炭
素分が完全に溶解し、冷却時に高硬度の炭化物となって
晶出し、やはり溶接組織の健全さを損う恐れがあった。
[Problems to be solved by the invention] However, even with the three inventions of the earlier applications, if the temperature during welding is increased excessively, the carbon content in the molten metal will completely dissolve and the carbon content will melt during cooling. It crystallized as a highly hard carbide, and there was a risk that the integrity of the weld structure would be impaired.

とりわけ、従来のアーク溶接法においては、溶接棒、溶
滴及び溶融池がアークによって極めて高い温度に加熱さ
れる。(例えば、溶接棒から落下する途中の溶滴は、そ
の周囲のアークが熱的及び磁気的ピンチ効果によって絞
られ、高温の半プラズマ状態になっているので比表面積
の大きな溶滴は極めて急速に加熱される。そして、この
高温度の溶滴が連続的に供給されると共に、それ自体ア
ークに晒される溶融池も、約1800℃又はそれ以上の
極めて高い温度に加熱される。)この高温の溶融金属は
、アークが通り過ぎた後に急速に冷却され、その中に溶
は込んでいた炭素が高硬度の炭化物含有組織として晶出
し、晶出組織の健全性が失われるようになる。
In particular, in conventional arc welding methods, the welding rod, droplets and molten pool are heated to extremely high temperatures by the arc. (For example, when a droplet is falling from a welding rod, the arc around it is constricted by thermal and magnetic pinch effects and becomes a high-temperature semi-plasma state, so the droplet with a large specific surface area is rapidly This high temperature droplet is then continuously supplied and the molten pool, which is itself exposed to the arc, is heated to extremely high temperatures of about 1800°C or more.) The molten metal is rapidly cooled after the arc has passed, and the carbon that has melted therein crystallizes out as a highly hard carbide-containing structure, causing the crystallized structure to lose its integrity.

このような問題点を回避するために、前記先願の3発明
においてはガス溶接法によって溶接時の溶融金属温度を
低くするようにしているのであるが、作業性のよいアー
ク溶接法によっても鋳鉄の健全な溶接を行えるよう改良
されることが期待される。
In order to avoid such problems, in the three inventions of the earlier applications, the temperature of the molten metal during welding is lowered by the gas welding method, but even the arc welding method, which has good workability, can It is hoped that improvements will be made to enable sound welding.

[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するために、本発明はアーク溶接法に
よって鋳鉄製部材を溶接するに際し、溶接予定面に、実
質的に炭素を含まない金属を肉盛りすると共に、アーク
に磁界を作用させ、アークを溶接線方向又は主として溶
接線方向に振らせることにより、溶接中の溶滴及び溶融
池(プール)の過度な゛温度上昇を防止するよう構成し
たものである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention includes overlaying a metal that does not substantially contain carbon on the surface to be welded when welding cast iron members by arc welding. At the same time, a magnetic field is applied to the arc to cause the arc to swing in the direction of the welding line or mainly in the direction of the welding line, thereby preventing excessive temperature rise of droplets and molten pool during welding. It is.

以下図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例方法を説明する斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating an embodiment of the method of the present invention.

1は板状の溶接部材であって、この板面には、実質的に
炭素を含まない金属1aが肉盛りされている。そして、
この板面と対向するように溶接棒2が配置されている。
Reference numeral 1 denotes a plate-shaped welding member, and the plate surface is overlaid with metal 1a that does not substantially contain carbon. and,
A welding rod 2 is arranged to face this plate surface.

溶接棒2の後端は溶接機(図示せず)に接続されている
。溶接棒2の先端と溶接部材1との間にはアーク3が発
生されており、このアーク3に磁界を作用させ得るよう
に電磁石4.5が配置されている。図中4は磁石のN極
を、また5は磁石のS極を示している。6は溶接によっ
て生じたビードを示している。
The rear end of the welding rod 2 is connected to a welding machine (not shown). An arc 3 is generated between the tip of the welding rod 2 and the welding member 1, and an electromagnet 4.5 is arranged so as to apply a magnetic field to the arc 3. In the figure, 4 indicates the north pole of the magnet, and 5 indicates the south pole of the magnet. 6 indicates a bead caused by welding.

而して、溶接部材1と溶接棒2どの間に電圧を印加して
アーク3を生じさせると共に、磁石4.5によってアー
ク3に磁界を作用させることにより、アーク3はフレミ
ングの法則に従って、磁力線と垂直な溶接線方向(矢印
7又は8の方向)に振られる。これにより、溶接棒2の
先端から落下する溶滴及び溶接棒2の直下の部分の溶接
部材l上に形成される溶融池9の過度な加熱が防止され
るようになる。
By applying a voltage between the welding member 1 and the welding rod 2 to generate an arc 3, and applying a magnetic field to the arc 3 by the magnet 4.5, the arc 3 follows the magnetic lines of force according to Fleming's law. It swings in the direction of the welding line perpendicular to (in the direction of arrow 7 or 8). This prevents excessive heating of the droplets falling from the tip of the welding rod 2 and the molten pool 9 formed on the welding member l directly below the welding rod 2.

なお、溶接棒2と溶接部材lとの間には交流。Note that there is an alternating current between the welding rod 2 and the welding member l.

直流、パルス電流等のいずれの波形の電流を通電しても
良い。
Current with any waveform, such as direct current or pulsed current, may be applied.

第2図は、溶接電流として正弦波交流を通電した場合の
アークの振れ状況を説明する図であっ    ・て、(
a)は平面図、(b)は側断面図、(c)は電流波形図
である。この第2図のように溶接電流として交流を用い
た場合には、アークは(b)図に示すように溶融池9を
中心として振り千秋に振れる。この触れの周期は溶接電
流の周波数と一致したものとなる。なお、図示の例にお
いては。
Figure 2 is a diagram explaining the arc deflection when a sinusoidal alternating current is applied as the welding current.
(a) is a plan view, (b) is a side sectional view, and (c) is a current waveform diagram. When alternating current is used as the welding current as shown in FIG. 2, the arc oscillates around the molten pool 9 as shown in FIG. 2(b). The period of this contact matches the frequency of the welding current. In addition, in the illustrated example.

アークが溶接棒の直下の位置に移動してきたときのアー
クの移動速度は極めて速いので、単位時間当りに溶融池
9に加えられる熱エネルギーは少なく、溶滴10及び溶
融池9の過度な温度な上昇が防止される。
When the arc moves to the position directly below the welding rod, the moving speed of the arc is extremely fast, so the thermal energy added to the molten pool 9 per unit time is small, and the excessive temperature of the droplet 10 and the molten pool 9 is prevented. rising is prevented.

第3図は溶接電流として第3図(c)に示す直流電流を
用いた場合のアークの振れ状態を示すものである。この
第3図の状態においては、アークは溶接棒2の移動方向
の後方にシフトされる。この第3図の例においては、溶
滴10及び溶融池9の過度な温度上昇が一層確実に防止
される。
FIG. 3 shows the arc deflection state when the direct current shown in FIG. 3(c) is used as the welding current. In this state shown in FIG. 3, the arc is shifted backward in the direction of movement of the welding rod 2. In the example shown in FIG. 3, an excessive rise in temperature of the droplet 10 and the molten pool 9 is more reliably prevented.

第4図は溶接電流としてパルス電流又は両波整流電流を
通電するようにしたものである。この場合には、アーク
3は溶接棒2の直下の方向と溶接棒の移動方向の後方向
との間を往復するように振れる。
In FIG. 4, a pulsed current or a double-wave rectified current is applied as the welding current. In this case, the arc 3 swings back and forth between the direction directly below the welding rod 2 and the rear direction in the direction of movement of the welding rod.

第5図は、磁石4.5によって形成される磁界方向とは
垂直な方向に磁界を印加する電磁石11を設置した場合
の例を示すものである。この第5図において、溶接電流
としては第5図(C)に示す直流電流を通電すると共に
、電磁石11に交流電流を通電する。そうするとアーク
3は磁石4゜5によって形成される磁界によって溶接棒
移動方向の後方向にシフトされると共に、電磁石11に
よって形成される磁界によって、磁石4.5を結ぶ方向
にも往復動されるようになりアークの広がりが大きくな
る(即ち、溶接線を含む方向にアークが振られる。アー
クが振られる範囲は、特に限定されるものではないが、
例えば図示の如く、溶接線を挟んで左右それぞれ約45
°ないし60a(合計度90°ないし120’)程度の
範囲まで拡げられる。)、この場合には、第2図ないし
第4図に示す実施例と比較して、溶滴及び溶融池に加え
られる単位時間当りの熱エネルギー量が更に小さくなる
FIG. 5 shows an example in which an electromagnet 11 is installed to apply a magnetic field in a direction perpendicular to the direction of the magnetic field formed by the magnet 4.5. In FIG. 5, a direct current shown in FIG. 5(C) is applied as a welding current, and an alternating current is applied to the electromagnet 11. Then, the arc 3 is shifted backward in the welding rod movement direction by the magnetic field formed by the magnet 4.5, and is also reciprocated in the direction connecting the magnets 4.5 by the magnetic field formed by the electromagnet 11. (In other words, the arc is swung in a direction that includes the welding line.The range in which the arc is swung is not particularly limited, but
For example, as shown in the diagram, approximately 45 mm on each side across the weld line.
It can be expanded to a range of about 90° to 60a (total degree of 90° to 120'). ), in this case, the amount of thermal energy applied to the droplet and the molten pool per unit time is further reduced compared to the embodiments shown in FIGS. 2 to 4.

本発明方法によって溶接される部材は鋳鉄製のものであ
るが、溶接によって接合される一方の部材だけが鋳鉄で
あっても良い。
Although the members to be welded by the method of the present invention are made of cast iron, only one member to be joined by welding may be made of cast iron.

鋳鉄としては、周知のように、鼠鋳鉄、白鋳鉄、冷硬鋳
鉄、可鍛鋳鉄、斑鋳鉄等の種類のものがあるが、本発明
はいずれの鋳鉄にも適用できる。
As is well known, there are various types of cast iron such as gray cast iron, white cast iron, cold and hard cast iron, malleable cast iron, spotted iron, etc., and the present invention can be applied to any cast iron.

本発明において、肉盛りする金属は一方の部材だけに肉
盛りしても良く、溶接される双方の部材に肉盛りしても
良い、ただし、実質的な効果に相違はないので、コスト
的な面からも、一方の部材だけに肉盛りするのが好まし
い。
In the present invention, the metal to be overlaid may be overlaid on only one member, or on both members to be welded. However, since there is no difference in the actual effect, there is no difference in cost. From this point of view, it is preferable to build up only on one member.

この場合において、他方の部材が鋳鉄ではないときには
該他方の部材に肉盛りするのが好ましい。
In this case, if the other member is not made of cast iron, it is preferable to build up the other member.

この肉盛金属としては、実質的に金属を含まない金属(
単体もしくは合金のいずれでも良い、)が用いられるの
であるが、特にNt又はNi基合金が好適である。
This overlay metal is a metal that does not substantially contain metal (
Although either a single substance or an alloy may be used, Nt or Ni-based alloys are particularly suitable.

このように炭素を実質的に含まない肉感金属を介在させ
ることにより、溶接界面における硬質な臣ル仏耐虚出旦
侯小4ノ1)に鍔が拭動 −柄Iずトス溶接界面の高靭
性化が図れるのである。
In this way, by interposing a fleshy metal that does not substantially contain carbon, the tsuba wipes the hard material at the welding interface. Toughness can be achieved.

本発明において、溶接棒としては前記先願の3発明に開
示されている鋳鉄製の溶接棒などが好適であるが、それ
以外の鋳鉄製溶接棒をも用い得る。
In the present invention, as the welding rod, the cast iron welding rod disclosed in the three inventions of the prior application is suitable, but other cast iron welding rods may also be used.

上記図示の説明においては、溶接電流は正弦波交流、直
流、両波整流電流、パルス電流が示されているが、本発
明においてはそれ以外の波形の電流を通電してもよいこ
とは明らかである。
In the above illustrations and explanations, sinusoidal alternating current, direct current, double-wave rectified current, and pulsed current are shown as the welding current, but it is clear that current with other waveforms may be applied in the present invention. be.

また、本発明における肉盛り後の溶接時においては、要
するにアークを振らせるよう磁界を作用させればよいの
であるから、図示のように溶接棒の移動方向と垂直な方
向もしくは溶接棒の移動方向にのみ磁場を作用させる場
合に限らず、例えば溶接棒の移動方向と斜めの方向に磁
場を作用させるようにしてもよい。
Furthermore, during welding after build-up in the present invention, in short, it is sufficient to apply a magnetic field to cause the arc to oscillate. The magnetic field is not limited to acting only on the welding rod, but may be applied in a direction diagonal to the moving direction of the welding rod, for example.

[作用] 一般に、過共晶鋳鉄の液相線温度は、共晶温度よりもか
なり高くなり、溶接中の温度がこの液相線よりも低い場
合には鋳鉄中の黒鉛は完全には溶解晶出せずに溶湯中に
残留する。そして、溶湯中に黒鉛が残留する場合には、
それを核として黒鉛の成長が急速に行われるようになり
、アーク溶接のように急冷される場合であってもレデブ
ライトなどの硬化組織が生じ難くなる。
[Function] Generally, the liquidus temperature of hypereutectic cast iron is much higher than the eutectic temperature, and if the temperature during welding is lower than this liquidus line, the graphite in the cast iron will not completely melt into crystals. It remains in the molten metal without being released. If graphite remains in the molten metal,
With this as a nucleus, graphite grows rapidly, and hardened structures such as ledebrite are less likely to occur even in the case of rapid cooling as in arc welding.

而して、従来のアーク溶接法においては、溶接中の温度
は1800℃又はそれよりも高い温度になるので、溶湯
中の黒鉛はほぼ完全に溶解晶出してしまい、冷却時に硬
化組織が生じてしまう。
In the conventional arc welding method, the temperature during welding is 1800℃ or higher, so the graphite in the molten metal is almost completely melted and crystallized, and a hardened structure is formed during cooling. Put it away.

これに対し、本発明の方法によれば、アーク溶接中の溶
滴及び溶融池の温度を液相線よりも低くすることができ
るので、黒鉛の溶解晶出を防ぎ、硬化組織が全くもしく
は殆ど生じない溶接金属を得ることができる。
On the other hand, according to the method of the present invention, the temperature of the droplets and molten pool during arc welding can be lowered below the liquidus line, thereby preventing the melting and crystallization of graphite and causing no or almost no hardened structure. It is possible to obtain weld metal that does not produce any weld metal.

特に、本発明においては、溶接境界に炭素を実質的に含
まない金属の暦が介在されるようになるので、溶接熱影
響部における硬質な炭化物組織の晶析が回避され、溶接
部の一層の高靭性化が図れる。
In particular, in the present invention, since a metal layer substantially free of carbon is interposed at the weld boundary, crystallization of a hard carbide structure in the weld heat affected zone is avoided, and the weld area is further strengthened. High toughness can be achieved.

また、本発明においては、アークを振らせるので低い電
流密度で広い範囲を加熱できるようになり、次のような
作用も奏される。
Further, in the present invention, since the arc is oscillated, a wide range can be heated with a low current density, and the following effects are also achieved.

■ 溶滴が落下する部分の母材に対する入熱が少ないの
で、溶接熱影響部の幅が著しく小さくなる。
■ Since there is less heat input into the base metal where the droplets fall, the width of the weld heat affected zone becomes significantly smaller.

■ 溶接された後も、振られたアークによって加熱する
ことが可能とされるので(但し、この場合には、アーク
を再接合移動方向の後方向に振らせる必要がある。)、
aOO〜500℃領域における冷却温度を小さくして、
マルテンサイト相なとを生じにくくすることができる。
■ Even after welding, it is possible to heat the parts by the swung arc (however, in this case, the arc needs to be swung backwards in the direction of rejoining movement).
By reducing the cooling temperature in the aOO~500°C region,
It is possible to make martensitic phase less likely to occur.

本発明によれば、母材に与える入熱が広い範囲に分布さ
れるようになり、母材の温度勾配が小さくなり、溶接変
形を小さくするという効果も奏される。
According to the present invention, the heat input to the base metal is distributed over a wide range, the temperature gradient of the base metal is reduced, and welding deformation is also reduced.

[実施例] 以下実施例について説明するが、本発明はその要旨を超
えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
[Examples] Examples will be described below, but the present invention is not limited to the following examples unless the gist of the invention is exceeded.

実施例1 (イ) 81表に示す組成の鋳鉄製溶接棒を用い、母材
(FC25)の表面に、Niを厚さ約1mmとなるよう
に肉盛りした後、第1図に示すようにしてその上にアー
ク溶接してビードを形成した。このとき、磁束は溶接棒
の進行方向と直角とし、磁界の強さを0−140ガウス
の範囲で種々変更し、溶融池の温度を測定した。
Example 1 (a) Using a cast iron welding rod having the composition shown in Table 81, Ni was deposited on the surface of the base metal (FC25) to a thickness of approximately 1 mm, and then the welding process was performed as shown in Figure 1. A bead was then formed by arc welding. At this time, the magnetic flux was set perpendicular to the traveling direction of the welding rod, the strength of the magnetic field was varied in the range of 0 to 140 Gauss, and the temperature of the molten pool was measured.

第  1  表 なお、溶融池の温度は、アークを瞬間的に止め、放射温
度計により、その瞬間における溶融池の夷面温青8−池
宇十為ことに上t1すめた一層の結果を第6図に示す、
第6図により、アークに作用させる磁界を強くする程、
溶融池の温度が低下することが認められる。また、アー
クの振れ幅も大きくなることが、フィルターを通した肉
眼観察で明瞭に認められた。
Table 1 The temperature of the molten pool is measured by stopping the arc momentarily and measuring the surface temperature of the molten pool at that moment using a radiation thermometer. As shown in Figure 6,
According to Figure 6, the stronger the magnetic field acting on the arc, the more
It is observed that the temperature of the molten pool decreases. In addition, it was clearly observed by naked eye observation through a filter that the arc amplitude also increased.

(ロ) 次に、上記(イ)の過共晶鋳鉄溶接棒を用い、
溶融池温度が1300℃及びとなるようにアークに作用
させる磁界強さを調節し、溶接ビードを形成した0条件
は、磁界の強さをこのように調節したこと以外は、(イ
)と同じである。
(b) Next, using the hypereutectic cast iron welding rod of (a) above,
Condition 0, in which the strength of the magnetic field acting on the arc was adjusted so that the molten pool temperature was 1300°C and a weld bead was formed, was the same as in (a) except that the strength of the magnetic field was adjusted in this way. It is.

ビード形成終了後、ビード及び母材を垂直に切断し、か
つ切断面を研摩し、溶接部のビッカース硬度Hvの分布
を求めた。その結果を第7図に示す、第7図に示す測定
結果についての考察は、次の比較例1の後に述べる。
After the bead formation was completed, the bead and base metal were cut vertically and the cut surfaces were polished to determine the distribution of Vickers hardness Hv of the welded portion. The results are shown in FIG. 7. Discussion of the measurement results shown in FIG. 7 will be described after Comparative Example 1 below.

比較例1 母材表面へのNiの肉盛りを行なわなかったこと以外は
実施例1(ロ)と同様の溶接ビードの形成及び溶接部の
ビッカース硬度Hvの分布°測定を行なった。その結果
を第7図に破線で示す。
Comparative Example 1 A weld bead was formed and the Vickers hardness Hv distribution of the weld was measured in the same manner as in Example 1 (b) except that Ni was not built up on the surface of the base metal. The results are shown in FIG. 7 by broken lines.

第7図より、Niを肉盛りするようにした本発明例にお
いては、溶接金属と母材との境界付近における局部的な
硬度増大が解消されており、しかも溶接金属全体の硬度
も低下していることが認められる。これに対し、Ni肉
盛りのない比較例においては、溶接金属と母材との境界
付近において、著しい硬度の増大が発生することが認め
られる。
From FIG. 7, in the example of the present invention in which Ni is built up, the local increase in hardness near the boundary between the weld metal and the base metal is eliminated, and the hardness of the entire weld metal is also reduced. It is recognized that there are On the other hand, in the comparative example without Ni overlay, it is recognized that a significant increase in hardness occurs near the boundary between the weld metal and the base metal.

なお、溶接部の金属組織を顕微鏡観察したところ、本発
明例においては、肉盛り層を除きほぼ均一に球状ないし
は片状の黒鉛が析出していたが、比較例に係るものにお
いては、溶接境界近傍では球状ないしは片状の黒鉛の析
出数が減少していた。
When the metal structure of the weld was observed under a microscope, it was found that in the example of the present invention, spherical or flaky graphite was precipitated almost uniformly except for the built-up layer, but in the comparative example, it was found that graphite was precipitated almost uniformly at the weld boundary. In the vicinity, the number of spherical or flaky graphite deposits decreased.

[効果] 以上詳述した通り、本発明のアーク溶接法は。[effect] As detailed above, the arc welding method of the present invention is as follows.

鋳鉄製部材の溶接を行うに際し、母材表面に、実質的に
炭素を含まないNiなとの肉盛り暦を設けると共に、磁
場の作用によりアークを振らせるようにしたものである
ので、アークの熱的及び磁気的ピンチ硬化を防ぎ、次の
ような優れた効果が奏されるようになる。
When welding cast iron parts, the surface of the base material is coated with Ni, which does not contain substantially carbon, and the arc is swung by the action of a magnetic field. Thermal and magnetic pinch hardening is prevented, and the following excellent effects are achieved.

(イ) 溶接中の溶融金属の過度な温度上昇を防止する
ことができるので、鋳鉄の溶接を行う場合であっても高
硬度の溶接金属の発生を防ぎ、健全な溶接組織を得るこ
とが可能である。
(b) It is possible to prevent excessive temperature rise of molten metal during welding, so even when welding cast iron, it is possible to prevent the generation of highly hard weld metal and obtain a healthy weld structure. It is.

(ロ) 溶接境界の局部的な硬度増大が回避され、著し
く靭性が高い。
(b) Local increase in hardness at the weld boundary is avoided, resulting in significantly high toughness.

(ハ) 溶接熱影響部を極めて小さくすることが可能で
ある。
(c) It is possible to make the weld heat affected zone extremely small.

(ニ) アークの振らせ方向を調節することによって、
冷却速度を小さくし、マルテンサイト層などの発生を抑
制することが可能である。
(d) By adjusting the swing direction of the arc,
It is possible to reduce the cooling rate and suppress the formation of a martensite layer.

(ホ) 母材に与える入熱が広い範囲に分布させること
ができ、温度勾配を小さくして溶接変形を小さくするこ
とが可能である。
(e) The heat input to the base metal can be distributed over a wide range, and the temperature gradient can be reduced to reduce welding deformation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例方法を説明する斜視図である。 第2図ないし第5図の各図は実施例方法の詳細を説明す
る図であって、各図の(a)は平面図、(b)は縦断面
図、(C)は電流波形を示す図である。また、第6図及
び第7図は実施例における測定結果を示すグラフである
。 1・・・母材、    la・・・肉盛り金属、2・・
・溶接棒、   3・・・アーク、4.5・・・磁石、
  6・・・ビード。 代理人  弁理士  重 野  剛 第2図     第3図 (C)                (C)第4図
    第5図 (a)           (a) (b)           (b) (c)      (C) 第6゛図 磁束密度(ガラス) 第7図 溶接境界からの距離(mml
FIG. 1 is a perspective view illustrating an embodiment of the method of the present invention. Each of the figures in FIGS. 2 to 5 is a diagram explaining the details of the embodiment method, in which (a) is a plan view, (b) is a longitudinal cross-sectional view, and (C) is a current waveform. It is a diagram. Moreover, FIG. 6 and FIG. 7 are graphs showing measurement results in Examples. 1... Base material, la... Overlay metal, 2...
・Welding rod, 3... Arc, 4.5... Magnet,
6... Bead. Agent Patent Attorney Tsuyoshi Shigeno Figure 2 Figure 3 (C) (C) Figure 4 Figure 5 (a) (a) (b) (b) (c) (C) Figure 6 Magnetic flux density ( (Glass) Figure 7 Distance from welding boundary (mml

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)鋳鉄製部材をアーク溶接する方法において、溶接
予定面に実質的に炭素を含まない金属を肉盛りした後、
アークに磁界を作用させて、アークを溶接線方向又は主
として溶接線方向に振らせながら溶接することを特徴と
するアーク溶接法。
(1) In the method of arc welding cast iron members, after overlaying the surface to be welded with a metal that does not substantially contain carbon,
An arc welding method characterized by applying a magnetic field to the arc and performing welding while swinging the arc in the welding line direction or mainly in the welding line direction.
JP7371885A 1985-04-08 1985-04-08 Arc welding Pending JPS61232068A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018164940A (en) * 2017-02-17 2018-10-25 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Welding method and welded article

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