JPS61255789A - Manufacture of consumable welding insert and consumable welding insert - Google Patents

Manufacture of consumable welding insert and consumable welding insert

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Publication number
JPS61255789A
JPS61255789A JP9586785A JP9586785A JPS61255789A JP S61255789 A JPS61255789 A JP S61255789A JP 9586785 A JP9586785 A JP 9586785A JP 9586785 A JP9586785 A JP 9586785A JP S61255789 A JPS61255789 A JP S61255789A
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JP
Japan
Prior art keywords
metal wire
insert
consumable
inserts
cross
Prior art date
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Pending
Application number
JP9586785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ロジヤー ダブリユー・フオン アーレンス
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.)
ROBUBON BATSUKINGU RING CO
Original Assignee
ROBUBON BATSUKINGU RING CO
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61255789A publication Critical patent/JPS61255789A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は溶接に使用する材料、また特に溶接方法によっ
て接合すべき表面間に利用すべき溶接インサート又はス
ペーサの製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to materials used in welding and, in particular, to a method for producing welding inserts or spacers to be utilized between surfaces to be joined by a welding process.

従来技術とその問題点 消耗インサートは一般によく知られておシ、寸法上、溶
接点への接近が制約を受ける管又は管状孔付き製品の溶
接のような複雑な溶接に長年にわたシ使用されてきた。
PRIOR ART AND ITS PROBLEMS Consumable inserts are generally well known and have been used for many years in complex welds, such as welding pipe or tubular bore products, where access to the weld point is restricted due to size. It's here.

消耗インサートの仕様はよく知られておシ、種々の産業
上の刊行物に記載されている。その刊行物としては、こ
の明細書中にも援用したフロリダ州マイアミの米国溶接
協会によって刊行されている「消耗インサート仕様」と
題する米国溶接協会仕様AWS A5.30−79があ
る。その刊行物に記載されているように、溶接条件が悪
込場合でも一貫して高品質の溶接部を維持しようとする
場合、又は管状孔付き接合部の内側に障碍物が存在する
のを最小にする必要がある場合に、2個の金属表面の接
合部の一側から溶接を行なう時に消耗インサートを利用
する。
Specifications for consumable inserts are well known and described in various industry publications. Such publications include American Welding Society Specification AWS A5.30-79, entitled "Consumable Insert Specification," published by the American Welding Society, Miami, Florida, which is incorporated herein by reference. As stated in that publication, when attempting to maintain consistently high quality welds even under adverse welding conditions, or minimizing the presence of obstructions inside a tubular perforated joint. Consumable inserts are used when welding from one side of a joint between two metal surfaces when necessary.

上述の刊行物を見れば明らかなように、最も消耗即ち消
滅して障碍物にならないインサートは形状が環状であシ
、従って管即ち管状孔付部材の接合部の形成に使用され
てbる。槙々のよく知られた断面形状が利用されておシ
、その断面形状は米国溶接協会(AWS)の刊行物に記
載されておシ、接合すべき表面の特定の形状に応じて選
択される。例えば、あシふれた断面形状「T字状」でア
シ、そのような形状は第1図に示すものである。同様に
、その他のあシふれた形状としては図示した「1字状」
がある。それぞれの形状は特定の用途に適しており、す
べての形状のものは約0.127 m (0,005イ
ンチ)又はそれ以下の程度の正確な公差に製造される必
要がある。
As can be seen from the above-mentioned publications, the most consumable inserts are annular in shape and are therefore used to form joints in tubes or tubular perforated members. The well-known cross-sectional shapes of Maki are used, and the cross-sectional shapes are described in publications of the American Welding Society (AWS) and are selected depending on the particular shape of the surfaces to be joined. . For example, if the cross-sectional shape is "T-shaped" and reeded, such a shape is shown in FIG. Similarly, other shabby shapes include the ``1-character'' shape shown in the diagram.
There is. Each shape is suitable for a particular application, and all shapes must be manufactured to precise tolerances on the order of about 0.005 inches or less.

クロムモリブデン鋼、オーステナイトクロムニッケル鋼
、銅ニツケル合金を含むニッケル合金及び軟鋼のような
すべての比較的硬質の金属でこれ等インサートを製造す
る場合に、消耗インサートの寸法上の要求の厳密さは特
に重要である。これ等インサートを製造する材料の硬度
は常温加工技術を使用できない程度のものであったから
、一般に消耗インサートは希望する公差に機械加工によ
って製造していた。また、消耗インサートに変換する原
材料の線材はロックウェルBスケールとして知られる成
る標準硬度に適合するものである必要があシ、特に60
〜80の硬度に適合するものでなければならない。
The dimensional requirements for consumable inserts are particularly stringent when manufacturing these inserts in all relatively hard metals such as chromium-molybdenum steels, austenitic chromium-nickel steels, nickel alloys including copper-nickel alloys, and mild steels. is important. Since the hardness of the materials from which these inserts were made precluded the use of cold processing techniques, consumable inserts were generally manufactured by machining to the desired tolerances. Additionally, the raw material wire that is converted into consumable inserts must meet a standard hardness standard known as the Rockwell B scale, especially 60
Must be compatible with a hardness of ~80.

従って、消耗インサートを製造するために必要な材料の
極端に高い硬度と、低い加工性と、このようなインサー
トを製造する際の正確な公差と、でき上った製品が既知
の標準値に合うため必要な引張強さと、ロックウェル硬
度とは、常温で加工するにしても低温で加工するにして
もいかなる金属形成技術をも採用しにく込ものにしてい
る。特に欠点及び問題点は金属は加工硬化を起すという
既知の事実である。消耗インサートは特定の硬度範囲、
即ちほぼ5〜7031kg/ad (72〜100,0
00 psi )の引張強さの範囲になければならない
から、形成技術によってこのようなスペーサ即ちインサ
ートを製造しようとする初期の試みは阻止された。これ
は最終製品の引張強さが特定の製品の許容範囲外にあっ
て、インサート環を形成するのに適さない曲げの範囲で
あり、材料の加工を不可能にするからである。
Therefore, the extremely high hardness and low processability of the materials required to manufacture consumable inserts, the precise tolerances in manufacturing such inserts, and the fact that the finished product meets known standard values Therefore, the necessary tensile strength and Rockwell hardness make it difficult to employ any metal forming technology, whether processed at room temperature or at low temperature. A particular drawback and problem is the known fact that metals undergo work hardening. Consumable inserts have a specific hardness range,
That is, approximately 5 to 7031 kg/ad (72 to 100,0
Early attempts to manufacture such spacers or inserts by forming techniques were thwarted because the tensile strength must be in the range of 0.00 psi). This is because the tensile strength of the final product is outside the tolerance range for the particular product, rendering the bending range unsuitable for forming the insert ring and rendering the material impossible to process.

従って、最初に述べたように1消耗インサートを製造す
る産業分野では一般に機械加工の技術が利用されている
。この技術は一般に受は入れられるだけの製品を製造し
ているが、また多数の欠点を有する。その欠点とは環の
端縁にばシが存在することと、接合すべき物品の表面に
直接、当接する表面に凹凸があるため修正が必要なこと
と、金属の除去即ち機械加工の効率が悪いことである。
Therefore, as mentioned at the outset, machining techniques are generally used in the industry for manufacturing consumable inserts. Although this technique produces generally acceptable products, it also has a number of drawbacks. The disadvantages are that there is a burr on the edge of the ring, that the surface that is in direct contact with the surface of the objects to be joined has irregularities that require correction, and that the efficiency of metal removal, that is, machining, is low. That's a bad thing.

形成した表面の凹凸は「ランド」として知られているが
、このランドによって接合面に間隙を生じ、このため好
ましくなりクラックや、溶接継目にその他の不完全な部
分を生じ、この不完全な部分は溶接部の溶融性と完全性
に悪影響を及ぼし、溶接の欠陥を生ずる。
The resulting surface irregularities, known as "lands," create gaps in the joint surface, which can lead to cracks and other imperfections in the weld seam. adversely affects the weld fusing properties and integrity, resulting in weld defects.

従って消耗インサートを製造する技術を発展させるため
にはその技術が一層効率が高く、シかもその製品にとっ
て必要な希望する引張強さと寸法的な安定性とを有する
信頼性おる製品を製造し得ることが必要である。
Therefore, in order to develop the technology for manufacturing consumable inserts, it is important that the technology is more efficient and capable of producing reliable products with the desired tensile strength and dimensional stability required for the product. is necessary.

問題点を解決するための手段 本発明方法である消耗溶接インサートとして使用する金
属線の形状を形成するための方法を開示する。この方法
は適切な形状の引抜ダイスを通じて連続する円形断面の
金属線を引抜き、円形の環を形成するのに最終的に使用
するため多数の厚さ断面形状になるよう金属線を形成す
る。引抜きを2個のバスで行なうのが好適であ少、最初
の引抜きで、金属線の断面を少なくとも80〜90%変
換し、インサート金属線の希望する形状を形成する。本
発明方法は金属を放射方向に流すことを特徴とする。こ
の流れによりインサート金属線のでき上った断面形状の
15〜20%の伸長を行なう。
SUMMARY OF THE INVENTION A method is disclosed for forming metal wire shapes for use as consumable welding inserts, a method of the present invention. This method draws successive circular cross-sectional metal wires through an appropriately shaped drawing die, forming the metal wire into multiple thickness cross-sectional shapes for ultimate use in forming circular rings. Preferably, the drawing is carried out in two buses, the first drawing converting the cross-section of the metal wire by at least 80-90% to form the desired shape of the insert metal wire. The method according to the invention is characterized in that the metal flows in a radial direction. This flow causes the insert metal wire to elongate by 15 to 20% of the completed cross-sectional shape.

本発明における引抜作用中生ずる放射方向の流れは最終
のインサート製品の最大断面寸法の直径より一層小さい
直径の出発材料を使用することを容易にする。従って、
従来利用された通常の機械加工又は7ライス加工よりも
廃棄部分即ちスクラップを減らすことができ、また最初
に述べたように、出発材料の寸法を減らすこともできる
The radial flow that occurs during the drawing operation in the present invention facilitates the use of starting materials of smaller diameter than the diameter of the largest cross-sectional dimension of the final insert product. Therefore,
There is less waste or scrap than conventional machining or 7-rice processing previously utilized, and as mentioned at the outset, the size of the starting material can also be reduced.

本発明の他の要旨は最小の金属成形によって寸法的な安
定を達成できることであシ、これにより製品の価格を減
らすことができる。同様に、従来技術の製品の欠陥、即
ち端縁のばシ、不均一な凹凸及び垂直でないリプをなく
すことができる。
Another aspect of the invention is that dimensional stability can be achieved with minimal metal forming, thereby reducing the cost of the product. Similarly, the defects of prior art products, namely edge burrs, uneven irregularities and non-vertical lips, can be eliminated.

本発明方法は種々の引抜速度で実施することができるが
、毎分30.5CIILの引抜速度が好適である。一般
に2個のバスでこの方法を実施することができ、最初に
述べたように、最初のバスで最終断面形状の形成に向け
80〜90%断面を変換する。
Although the process of the invention can be carried out at various drawing speeds, a drawing speed of 30.5 CIIL per minute is preferred. The method can generally be carried out in two baths, with the first bath converting 80-90% of the cross-section to form the final cross-sectional shape, as mentioned at the beginning.

本発明方法で製造した製品は処理が比較的僅かなので加
工硬化が最小であシ、従って、最終製品で希望される硬
度を有する出発材料からこの製品を造ることができる。
The products produced by the process of the present invention undergo minimal work hardening due to the relatively little processing and therefore can be made from starting materials with the desired hardness in the final product.

本発明方法では予期しなかったほど製品の加工硬化がな
く、従って、最終インサート製品の正しい硬度を正確に
決定し制御することができる。
The method of the present invention unexpectedly eliminates work hardening of the product and therefore allows the correct hardness of the final insert product to be accurately determined and controlled.

本発明のインサートは平滑で正確な表面を有し、従来技
術における機械加工に関連するスカーロツプのような表
面の欠陥を生じない。更に、本発明方法の実施9生ずる
放射方向の流れは出発材料の直径に対し約15〜20%
直径を増大し、表面のゆがみを生じない。生じたインサ
ートは米国溶接協会が設定した仕様のすべてに合致し、
又はより優れている。
The inserts of the present invention have smooth, precise surfaces that do not produce surface defects such as scallops associated with machining in the prior art. Furthermore, the radial flow that occurs in practice 9 of the process of the invention is approximately 15-20% relative to the diameter of the starting material.
Increases diameter and does not cause surface distortion. The resulting inserts met all of the specifications set by the American Welding Society;
Or better.

発明の目的 従って、本発明の主要な目的は寸法的に正確で表面が均
一な消耗インサートを製造する方法を得るにちる。
OBJECTS OF THE INVENTION Accordingly, a primary object of the present invention is to provide a method for manufacturing a dimensionally accurate and surface-uniform consumable insert.

本発明の他の目的は少ない出発材料から消耗インサート
を製造し得る方法を得るにある。
Another object of the invention is to provide a method by which consumable inserts can be manufactured from less starting material.

本発明の他の目的は製品の形成中、金属材料の加工硬化
を減らしてインサートを製造する方法を得るにある。
Another object of the invention is to provide a method for manufacturing inserts that reduces work hardening of the metal material during product formation.

本発明の更に他の目的は作業中発生する原材料の廃棄部
分を最小にし得るインサートの製造方法を得るにある。
Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing inserts that can minimize the waste of raw materials generated during operation.

。 次に添付図面を参照して本発明を説明することにより、
本発明の他の目的及び利点を明らかにする。
. By now describing the invention with reference to the accompanying drawings,
Other objects and advantages of the invention will become apparent.

実施例 最初に述べたように、この製品は消耗インサ−トとして
知られておプ、ここに援用して記載した刊行物AWS 
A5.30−79に定めであるように米国溶接協会によ
って定められた消耗インサートの標準又は仕様によ)こ
の製品は組成と実体とが定められる。第1及び2図に2
個の代表的な消耗インサートの断面を示す。第1図にお
いては、代表的な逆T字状断面のインサートを示し、一
般に隣接する管状孔つき製品の11!縁を溶接によ)結
合する場合に利用されるものである。このインサートの
環を管状製品の端縁間に位置させる。この製品自身はそ
の端縁を外方に拡開し、又は外方に斜にし、又は内側を
機械加工し、両者間に所定の角度を形成する。従って、
溶接トーチをインサートの外周縁に加え、インサートと
管状製品のそれぞれの突合せ端部を一体に融着させる。
EXAMPLE As mentioned at the outset, this product is known as a consumable insert and is described in the publication AWS
This product is defined in composition and substance (according to standards or specifications for consumable inserts established by the American Welding Society as set forth in A5.30-79). 2 in Figures 1 and 2
A cross section of a typical consumable insert is shown. In Figure 1, a typical inverted T-shaped cross-section insert is shown, typically 11! of the adjacent tubular perforated product. It is used when joining edges (by welding). The insert ring is positioned between the edges of the tubular article. The product itself has its edges flared or beveled outward, or machined on the inside to form a predetermined angle therebetween. Therefore,
A welding torch is applied to the outer periphery of the insert to fuse the respective abutting ends of the insert and tubular product together.

管状孔つき製品を端部の形状が似ていない他の管状製品
又は部材に溶接する必要がある時、第2図に示す「J」
字状消耗インサートを一般に利用する。この場合、「J
」字状の細長い平坦な面を似ていない一層大きな厚さの
部材に当てて位置させ、「J」字状の反対面の基本的に
5字状のくぼんでいるところに隣接する細い管状孔を端
縁を収容する。
When it is necessary to weld a tubular perforated product to another tubular product or component whose end shape is not similar, use the "J" shown in Figure 2.
Shaped consumable inserts are commonly utilized. In this case, “J
The elongated flat side of the "" shape is placed against a dissimilar, larger thickness member, and the thin tubular hole is adjacent to what is essentially a "5" shaped recess on the opposite side of the "J" shape. Accommodate the edges.

消耗インサートの組成は変ってもよく、溶接作業中、ベ
ース金属に適合するようにすべて選択した種々のよく知
られた金属を消耗インサートは含有する。従ってインフ
ート用の大部分の金属は主要組成として種々の化合状態
の鉄を含有する。鉄は放射状に流動するのを防止する作
用がある。軟鋼の場合には、代表的は組成はマンガン0
.90〜1.85%、炭素0.07〜0.15%、燐0
.025%、硫黄0.035%、珪素0.40〜1.1
5%、アルミニウムO,OS〜o、1sX、ジルコニウ
ム0.02〜0.12Xsチタン0.05〜0.15%
、残シが鉄である。これに対し、クロムモリブデン鋼は
上述の成分の他に、クロムを6.0 Xまで、モリブデ
ンを1.2Xまで含有し、珪素を上述の値より多く、マ
ンガンを上述の範囲より僅かに少なく含有する。最後に
、オーステナイトクロムニッケル鋼ハクロム18〜32
 X、ニッケル9〜23X1約2−5Xまで増大したニ
ッケル及び場合により約2〜3Xのモリブデンを含む。
The composition of the consumable insert may vary, and the consumable insert contains a variety of well-known metals, all selected to match the base metal during the welding operation. Therefore, most metals for inserts contain iron in various combinations as a major composition. Iron has the effect of preventing radial flow. In the case of mild steel, the typical composition is manganese 0.
.. 90-1.85%, carbon 0.07-0.15%, phosphorus 0
.. 025%, sulfur 0.035%, silicon 0.40-1.1
5%, aluminum O, OS~o, 1sX, zirconium 0.02~0.12Xs titanium 0.05~0.15%
, the remainder is iron. In contrast, chromium-molybdenum steel contains, in addition to the above-mentioned components, chromium up to 6.0X, molybdenum up to 1.2X, silicon in excess of the above-mentioned values, and manganese slightly below the above-mentioned range. do. Finally, austenitic chromium nickel steel Hachrome 18-32
X, nickel 9-23X1 containing nickel increased to about 2-5X and optionally about 2-3X molybdenum.

上述の合金のすべては共通にある特性を有する。即ち硬
質の金属であること、高温処理又は常温処理でも形成し
にくい金属であることである。常温処理を利用する場合
には、合金は激しい加工硬化を起すことを経験すること
が多い。
All of the alloys mentioned above have certain properties in common. That is, it must be a hard metal, and it must be a metal that is difficult to form even during high-temperature treatment or room-temperature treatment. When cold processing is utilized, alloys often experience severe work hardening.

合金に張力が加かつている間に、結晶体が形成される結
果として加工硬化を生じ、そのため合金は急速に脆くな
る。この状態は合金を消耗インサートとして形成する場
合に望ましくない。
While the alloy is under tension, work hardening occurs as a result of the formation of crystals, so that the alloy rapidly becomes brittle. This condition is undesirable when forming the alloy as a consumable insert.

これは正確で迅速な溶接を行なうためには、インサート
は注意深く限定した温度範囲内で応動性と流動性とを呈
することが必要なためである。
This is because the insert needs to be responsive and fluid within a carefully defined temperature range in order to achieve accurate and rapid welding.

ロックウェルBスケールで測った過大な加工硬化が生じ
た場合には、その合金は溶接温度で適切に流動しなくな
シ、そのため溶接は不完全になシ、欠陥を生ずることに
なる。
If excessive work hardening occurs, as measured by the Rockwell B scale, the alloy will not flow properly at welding temperatures, resulting in incomplete welds and defects.

最初に述べたように、消耗インサートを製造するに当シ
、その寸法的な安定性に関して更に厳密を要することが
ある。即ち、インサートが希望する硬度を有し、希望す
る流動性を呈していても、端縁のばシ及び一様でないラ
ンド(これ等の表面を第1及び2図では符号2.4.6
.8.1O112及び14で示す)のような表面の欠陥
が、溶接すべき物品の隣接する突き合わせ面に間隙を構
成し、その結果、溶接の不完全、クラック等が発生する
As mentioned at the outset, the manufacture of consumable inserts may place greater demands on their dimensional stability. That is, even if the insert has the desired hardness and exhibits the desired flow properties, edge ridges and uneven lands (these surfaces are referred to as 2.4.6 in Figures 1 and 2)
.. Surface defects such as 8.1O112 and 14) constitute gaps between adjacent abutting surfaces of the articles to be welded, resulting in incomplete welds, cracks, etc.

本発明は真直ぐ前方に引抜操作を行なうことによって消
耗インサートワイヤを形成し、上述の問題を解決する。
The present invention solves the above-mentioned problem by forming a consumable insert wire by performing a straight forward drawing operation.

合金の引抜きはよく知られておシ、銀細工師の技術まで
戻って理解することができる。多くの場合、引抜き技術
は貴金属及び比較的高い延性と成形性とを呈するその他
の金属のために使用されている。従って、例えばアルミ
ニウムのような延性合金は好適に引抜き形成される能力
と成形性とのためよく知られておシ、一方上述の鋼や銅
ベース合金のような著しく硬度が高く、引張強さが高い
合金は引抜形成作業に抵抗し、引抜きしにくい。
Alloy drawing is well known and can be traced back to the techniques of silversmiths. Pultrusion techniques are often used for precious metals and other metals that exhibit relatively high ductility and formability. Thus, ductile alloys, such as aluminum, are well known for their good pultrusion and formability, whereas they have significantly higher hardness and tensile strength, such as the steels and copper-based alloys mentioned above. High alloys resist pultrusion forming operations and are difficult to pultrude.

大部分の引抜形成操作は「常温加工」技術である。即ち
、この操作は加熱していない材料に室温で行なうのであ
る。硬度が高い材料の場合特に明らかであるが、引抜ダ
イスに生ずる極端に大きな応力はこれ等硬質の合金の形
成操作としての引抜きの適合に一般に障壁になっている
Most pultrusion forming operations are "cold processing" techniques. That is, this operation is carried out on unheated materials at room temperature. Particularly evident in the case of materials of high hardness, the extremely high stresses created in the drawing die are generally a barrier to the suitability of drawing as a forming operation for these hard alloys.

特に(ここに述べる鋼及び成る檻の銅ベース合金のよう
な)合金の場合、引抜き操作を導入しようとする試みは
絶えず失敗してきた。引抜きされた材料の表面は「スカ
ーロツプ」として知られる凹凸又はクレータを生ずるこ
とが多く、これはダイスによって加えられる応力と、金
属素材の比較的魔性な性質とに起因する。この現象をや
わらげるため、種々の潤滑剤を利用することが試みられ
てきたが、市販するに足る好結果は得られなかった。
Particularly in the case of alloys (such as the steels and cage copper-based alloys discussed herein), attempts to introduce pultrusion operations have consistently failed. The surface of the drawn material often exhibits irregularities or craters known as "scallops" due to the stress applied by the die and the relatively treacherous nature of the metal stock. Attempts have been made to use various lubricants to alleviate this phenomenon, but no results have been obtained that are commercially viable.

この製品はその厚さが多様である形状の故に、特にこの
形式の形成操作は向かないように思われる。第1及び2
図を見ればこのような断面のものを引抜きする試みは困
難に直面すること明らかである。それにも拘わらず、本
発明は好適な2個の引抜きパスを利用する引抜き操作に
よってこの消耗インサートの多様な厚さの断面形状を形
成し得るよう金属出発素材を再形成する着想に基づくも
のである。本願人は多様な厚さの形状を有する硬質合金
を引抜きしようとする早くからの試みは成功してきたこ
とを知っているが、希望する多様な厚さの製品のそれぞ
れの厚さの間でダイスの角度は変化し、歪みや表面の損
傷を防止するためには、引抜ダイスの形状は極端に厳密
である。しかし本発明は最終製品で望まれる特定の断面
形状の限定とは異なシ、その特定のダイス表面又は角度
に厳密を要しない引抜ダイスで実施することかでさる。
Because of the shape of this product, which varies in thickness, it seems particularly unsuitable for this type of forming operation. 1st and 2nd
It is clear from the figure that any attempt to extract something of this cross-section would be met with difficulty. Nevertheless, the present invention is based on the idea of reshaping the metal starting material so that cross-sectional shapes of various thicknesses of this consumable insert can be formed by a drawing operation utilizing two preferred drawing passes. . Applicants are aware that early attempts to draw hard metals with shapes of varying thickness have been successful, but it is important to note that the number of dies between each thickness of the desired varying thickness product is The angle varies and the shape of the drawing die is extremely precise to prevent distortion and surface damage. However, the present invention may be practiced with a drawing die that is not critical to the specific cross-sectional shape desired in the final product, or to the specific die surface or angle.

本発明によれば、次のプロセスによって、丸い出発素材
を引抜きして数個の形状(第1及び2図にそのうちの2
個を示す)のうちの1つくする。そのプロセスは毎分的
za+m(1インチ)までの平均速度で適切な引抜きダ
イスに少なくとも1回、好ましくは2回通す。最初に通
す操作を「ラツフイング」パスと称するが、これにより
出発素材に最終断面形状に対して80%〜90Xの断面
の減少を与える。第1vAにおいて、図示し九「逆T字
状断面」は側方に対向するランド2.4と、基本的に垂
直に配置された隣接する突き合せ面6.8とを具える。
According to the invention, a round starting material is drawn into several shapes (two of which are shown in Figures 1 and 2) by the following process.
(indicates the number of items). The process involves at least one, preferably two passes through a suitable drawing die at an average speed of up to za+m (1 inch) per minute. The first pass, referred to as a "luffing" pass, provides the starting material with a cross-sectional reduction of 80% to 90X relative to the final cross-sectional shape. In the 1st vA, the illustrated "inverted T-section" comprises laterally opposed lands 2.4 and adjacent abutment surfaces 6.8 arranged essentially vertically.

最初に述べたように、肉厚の等しい2個の管の端部と端
部を接して結合する場合にこの形状を利用する。
As mentioned at the beginning, this shape is utilized when two tubes of equal wall thickness are joined end-to-end.

ランド2.4及び端部6.8の規則性及び公差は厳密な
ものであシ、これにより空気間隙やその他の不連続性を
確実に避けることができる。
The regularity and tolerances of the lands 2.4 and edges 6.8 are tight, which ensures that air gaps and other discontinuities are avoided.

更にランド2.4を完全に一線に配列し、それぞれの管
又は管状孔の間を対応して一線に配列し、適切に溶接部
が形成されるようにする。
Furthermore, the lands 2.4 are perfectly aligned and correspondingly aligned between the respective tubes or tubular holes to ensure proper weld formation.

第2図には、「J字状断面」を示すが、これは基本的に
第1図に示す形状の半分の形状である。即ち、2ンド1
0と突き合せ端12とを設けて所定肉厚の管を収容し、
一層大きな肉厚の隣接する部材を広い面14に衝合させ
る。第1図に示す断面形状を有するインサートの場合に
は、溶接すべきそれぞれの部材のために連続的に完全な
収容面を得るため正確な公差になるよう「J字状断面」
を準備する必要がある。
FIG. 2 shows a "J-shaped cross section" which is basically half the shape shown in FIG. That is, 2nd 1
0 and an abutting end 12 are provided to accommodate a tube of a predetermined wall thickness,
Adjacent members of greater wall thickness abut broad surfaces 14. In the case of inserts with the cross-sectional shape shown in FIG.
need to be prepared.

ここに利用した形式の引抜操作が好結果を得られると言
うことは上述の背景において驚くべきことでろる。また
特に、従来は消耗インサートを製造するのに機械加工が
利用されたから、従来の消耗インサートの出発素材の直
径は最終製品の最大寸法に対応するものでなければなら
なかった。これに反し、本発明で利用する引抜操作は、
直径が減少した出発素材を導入することができる。それ
は引抜作業中、素材の最小直径を約15〜20X越える
までの範囲に出発素材が放射方向に伸長することがわか
ったからである。このようにして本発明により特定の直
径の原素材を標準寸法及び標準形状に形成することを次
の表に示す。
It may come as a surprise in the above context that a pull-out operation of the type utilized here can yield good results. Also, particularly because machining has traditionally been utilized to manufacture consumable inserts, the diameter of the starting material for conventional consumable inserts must correspond to the largest dimensions of the final product. In contrast, the pulling operation utilized in the present invention is
A starting material of reduced diameter can be introduced. It has been found that during the drawing operation, the starting material stretches radially to an extent of about 15-20X beyond the minimum diameter of the material. The following table shows how a blank material of a specific diameter is formed into a standard size and shape according to the present invention.

原 素 材       変化した形状(直径鵡)(直
径インチ)  (主要寸法龍) (主要寸法インチ)2
.794  0.110   3.175 ynJ断面
 /“J断面3.632  0.143   3.96
88mJ断面 冬“J断面2.921  0.115 
  3.175趨J断面 と“J断面3.759  0
.148   3.9688wJl!!ti面 子“J
断面生じた変換した形状の縦方向の寸法は出発材料の最
大断面寸法より大きく、確実に放射方向の流れ、即ち伸
長が生じていることに注意すべきでおる。従って、従来
、機械加工によって大量のスクラップを生じ、従ってコ
ストが高かり九ことに比較し、明らかに有利である。本
発明方法を利用すること釦よって、減少した直径の素材
を購入でき、対応してコストを下げることができ、更に
形成工程で、金属を有効に分散させることにより、同時
にスクラップの発生を減少させることができる。
Original material Changed shape (Diameter) (Diameter inch) (Main dimension Dragon) (Main dimension inch) 2
.. 794 0.110 3.175 ynJ section / “J section 3.632 0.143 3.96
88mJ cross section Winter “J cross section 2.921 0.115
3.175 direction J section and “J section 3.759 0
.. 148 3.9688wJl! ! ti face child “J
It should be noted that the longitudinal dimension of the resulting transformed shape is greater than the maximum cross-sectional dimension of the starting material, ensuring radial flow or elongation. This is therefore clearly advantageous compared to conventional machining, which produces large amounts of scrap and is therefore costly. Utilizing the method of the present invention, it is possible to purchase material with a reduced diameter and correspondingly lower costs, and at the same time reduce the generation of scrap by effectively dispersing the metal during the forming process. be able to.

最初に述べたように、本発明の引抜き工程は第1「ラツ
フイングパス」を利用して最終断面の80〜90Xにな
るよう形成する。第3図は第1図に示す断面形状を有す
る製品を製造するために設計したダイスを通して第1「
ラツフイングパス」を受けた円形断面の出発材料の断面
形状を示す。仮想線は生じ九金属の流れを線図的に示し
ている。図面を描くプロセスの性質が第4図を見ること
によって一層よく認識することができるが、第4図は第
1及び3図の断面を形成するため利用したダイス素子を
線図的に示す。
As stated at the beginning, the drawing process of the present invention utilizes the first "luffing pass" to form the final cross section of 80 to 90X. Figure 3 shows the first "
Figure 3 shows the cross-sectional shape of the starting material of circular cross-section which has undergone a 'ruffing pass'. The imaginary lines diagrammatically show the flow of the nine metals produced. The nature of the drawing process can be better appreciated by looking at FIG. 4, which diagrammatically shows the die elements utilized to form the cross-sections of FIGS. 1 and 3.

第4図では、「T字状」の「キャップ」を形成する基本
的に半円形の面22を見せるように主要ダイス素子20
を示している。tlぼ矩形状の第2素子24.26を出
発材料の丸い表面に当て、第3図に示すようなランド2
.4の形成を開始する。第4図に示すダイス構成部材の
モジュラ性質によってダイスセットの微細なチューニン
グを容易にし、端部6.8の平行度及び2ンド2.4間
の直線対応性のような基本的な寸法精度を確実なものに
する。
In FIG. 4, the main die element 20 is shown so as to reveal an essentially semi-circular surface 22 forming a "T-shaped""cap".
It shows. A second rectangular element 24,26 is applied to the round surface of the starting material to form a land 2 as shown in FIG.
.. Start forming 4. The modular nature of the die components shown in Figure 4 facilitates fine tuning of the die set and maintains basic dimensional accuracy such as parallelism of the ends 6.8 and linear correspondence between the two ends 2.4. Make it certain.

第4図に示すダイスセットの構成部材は十分な硬度と、
使用中の寸法の安定性とを有する種種のよく知られた材
料から造ることができる。
The components of the die set shown in Fig. 4 have sufficient hardness,
It can be constructed from a variety of well-known materials that have dimensional stability in use.

当然のことながら、引抜操作が基本的に「常温加工」操
作である場合には、引抜作業中、摩擦により十分な熱が
発生するから、ダイスセットを造る材料は変形に抵抗す
るものでなければならない。このような種々の材料は金
属加工部門では既知であシ、このダイスセットの製造に
利用することができる。
Of course, if the drawing operation is essentially a "cold processing" operation, there will be enough heat generated by friction during the drawing operation that the material from which the die set is made must resist deformation. No. A variety of such materials are known in the metalworking industry and can be utilized in the manufacture of this die set.

更に第3及び4図において、この方法は引抜作業中、そ
の特徴の1つとして放射方向に金属を流動させる。第4
図に示すダイスの構造は素子24.26間に区画した区
域28内にT字状の「ステム」を伸長させる。通常、引
抜作業中、この形式の放射方向の流れは製品に悪影響を
与えて生ずる。即ち、この形式の金属の流動が生ずると
、ねじれを生じ、でき上った製品は表面又は寸法に不均
一性を呈する。しかし、本発明の特徴の1つとして、放
射方向の流動を生じても、均一な断面寸法と表面とが維
持され、従って、最終的に希望する寸法及び形状を得る
ために、でき上った製品はせいぜい1回又は2回の付加
的引抜を必要とするだけである。
Further, in FIGS. 3 and 4, the method features radial metal flow during the drawing operation. Fourth
The structure of the die shown extends a T-shaped "stem" within the area 28 defined between elements 24,26. Typically, this type of radial flow occurs to the detriment of the product during the drawing operation. That is, when this type of metal flow occurs, it results in twisting and the resulting product exhibits surface or dimensional non-uniformity. However, one of the features of the present invention is that even when subjected to radial flow, uniform cross-sectional dimensions and surfaces are maintained, so that the resulting The product requires at most one or two additional drawings.

本発明方法は毎分的25.4m(1インチ)の速さが好
適とされる速度で、線材をダイスに通すことによって実
施する。この速度で本発明方法を実施する時、インサー
ト表面は平滑で寸法的に正確に維持され、希望する放射
方向の金属の流れを達成する。また、本発明方法によっ
て製造したインサートは通常、好ましくない加工硬化を
生ぜず、しかも、従来可能であったよりも、最終製品で
希望される硬度範囲に一層近い硬度範囲に出発材料を選
択することができる。本発明の消耗インサートはロック
ウェルBスケールで60〜80の硬度範囲を有すること
が望ましいから、本発明方法の実施に際し、加工硬化が
最小であることは、従来の方法で使用可能であった硬度
範囲より一層高い硬度範囲を有する線材出発材料で、十
分な製品を製造することが可能である。
The method of the present invention is carried out by passing the wire through a die at a rate of 25.4 m (1 inch) per minute, which is preferred. When carrying out the method of the invention at this speed, the insert surface remains smooth and dimensionally accurate to achieve the desired radial metal flow. Inserts made by the method of the invention also generally do not suffer from undesirable work hardening, and moreover, it is possible to select a starting material with a hardness range closer to that desired in the final product than was previously possible. can. Since the consumable inserts of the present invention desirably have a hardness range of 60 to 80 on the Rockwell B scale, minimal work hardening when carrying out the method of the present invention means that the hardness is lower than that which could be used with conventional methods. It is possible to produce sufficient products with wire starting materials having a hardness range higher than the range.

最終製品が過度の硬度を有する場合には、それぞれの材
料を既知のパラメータ内で焼鈍するといりよりな既知の
技術で硬度を減らすことができる。一般に、金属内の応
力を減らし、対応して製品硬度を減らすよう設計した雰
囲気内で特定の時間内に特定の温度で製品を加熱して焼
鈍を行なう。焼鈍の正確な詳細は種々あるが、それは本
発明の一部ではないので、詳細な説明は省略する。
If the final product has excessive hardness, the hardness can be reduced by any known technique such as annealing the respective materials within known parameters. Generally, annealing is performed by heating the product at a specific temperature for a specific time in an atmosphere designed to reduce stress in the metal and correspondingly reduce the product hardness. The exact details of the annealing vary, but are not part of this invention and will not be discussed in detail.

本発明方法により製造した製品は、引抜工程で基本的に
直線状の出発材料を使用し、基本的に多数の厚さ形状を
形成すると共に、材料をコイル状にして環を形成する時
、特に寸法公差と仕様とに近いものが得られる点できわ
だった特徴がある。引抜工程のみによって環を形成する
場合には、引抜ダイスの多数の厚さ形状と共に金属の除
去と流動との均一でない性質に起因し、表面欠陥を発生
する。本発明の多数の厚さ形状を有する製品が1回又は
2回の引抜作用以上に要しないということと、平滑な寸
法的に安定し九表面を有してbるということは従来の技
術と区別できる特徴の1つである。
The products produced by the method of the invention are particularly useful when the drawing process uses an essentially straight starting material to form essentially multiple thickness shapes and when the material is coiled to form a ring. A distinctive feature is that dimensional tolerances and specifications can be obtained close to each other. Forming the ring by the drawing process alone results in surface defects due to the non-uniform nature of metal removal and flow, as well as the multiple thickness shapes of the drawing die. The fact that the multi-thickness profile product of the present invention requires no more than one or two pull-outs and has a smooth, dimensionally stable surface is comparable to that of the prior art. This is one of the distinguishing characteristics.

本発明方法は上述したように、インサートの最終断面の
80〜90%を形成する第12ツフイングパスを行なう
ことによって実施する。次のパス又は複数個のバスを次
に行なうことによって最終インサート製品の形成を完成
し、インサート製品の寸法に対する均一性と精度とを確
実にする。この続りて行なわれる引抜パスはラツフイン
グパスに使用したダイスの寸法と異なる寸法の引抜ダイ
スによって行なわれる。従って、本発明方法は第1引抜
パスと、次の引抜バスとを連続して行ない、これにより
、まず連続する金属材料をラツスイングダイスに通し、
次にインサート製品の最終寸法及び形状を構成する仕上
ダイス(図示せず)に通す。代案として、ワイヤのコイ
ルを第12ツフイングダイスに最初に通しコイル状に再
び巻付けてもよい。この第2の即ち次の仕上ダイスを別
個の位置に置いてもよく、「ラツフイング引抜き」状態
にある材料を第2の仕上ダイスに通し、この工程を完成
する。この多数の引抜方法の正確な技術は本発明方法を
実施する最良の態様であるが、当業者の技術範囲内で種
々の変更を加えることができる。
The method of the invention is carried out as described above by performing a twelfth tuffing pass which forms 80-90% of the final cross-section of the insert. The next pass or buses then complete the formation of the final insert product and ensure uniformity and accuracy to the dimensions of the insert product. This subsequent drawing pass is performed with a drawing die of a different size than the die used in the luffing pass. Accordingly, the method of the invention carries out a first drawing pass and a subsequent drawing pass in succession, whereby the continuous metal material is first passed through a rat-swinging die;
It is then passed through a finishing die (not shown) which defines the final size and shape of the insert product. Alternatively, the coil of wire may be first passed through a twelfth tuffing die and re-wound into a coil. This second or next finishing die may be placed in a separate location and the material in the "luffing draw" condition is passed through the second finishing die to complete the process. Although the precise technique of this multiple drawing method is the best mode for carrying out the method of the present invention, various modifications may be made within the skill of those skilled in the art.

本発明は図示し説明した実施例に限定されるものでなく
、上述の実施例は本発明を実施する最良の態様の単なる
例示であり、この実施例は部片の形状、寸法及び配置及
び作動の詳細について種々の変更を加えることができる
。本発明は特許請求の範囲内にあるすべての変更を包含
する。
The present invention is not limited to the embodiments shown and described; the embodiments described above are merely illustrative of the best mode of carrying out the invention; Various changes can be made to the details. The invention includes all modifications falling within the scope of the claims.

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

第1図は消耗インサートのための標準の「逆T字状断面
」を示す線図的断面図、 第2図は消耗インサートのための「J字状断面」を示す
線図的断面図、 第3図は第1引抜バス後の断面形状を示す出発線材の線
図的断面図、 第4図は「逆T字状断面」の消耗インサートを形成する
のに適する引抜ダイスの素子を示す線図的正面図である
。 2 、4 、6 、8 、10 、12 、14・・・
表 面20・・・主要ダイス素子  22・・・半円形
の面24 、26・・・第2素子   28・・・区 
域特許出願人   ロブボン バッキング リング カ
ンパニ一第4図 手続補正書 招和60年 6月27日 特許庁長官  志  賀      学  殿(特許庁
審査官            殿)2、発明の名称 消耗溶接インサートの製造方法及び消耗溶接インサート
3、補正をする者 事件との関係      特 許 出 願 人氏名(名
称)  ロブボン バッキング リング カンパニー4
、代理人 住 所  東京都文京区白山5丁目14番7号早川ビル
電話東京94G−0531番(代表)−昭和  年  
月  日 明細書の浄書(内容に変更なし)を別紙の如く提出する
Figure 1 is a diagrammatic cross-section showing a standard "inverted T-section" for consumable inserts; Figure 2 is a diagrammatic cross-section showing a "J-section" for consumable inserts; Figure 3 is a diagrammatic cross-sectional view of the starting wire showing its cross-sectional shape after the first drawing bath; Figure 4 is a diagrammatic view showing the elements of a drawing die suitable for forming a consumable insert with an "inverted T-section"; FIG. 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14...
Surface 20... Main die element 22... Semicircular surfaces 24, 26... Second element 28... Section
Regional Patent Applicant Robbon Backing Ring Company 1 Figure 4 Procedural Amendment Request June 27, 1960 Manabu Shiga, Commissioner of the Patent Office (Examiner of the Patent Office) 2. Name of the invention Method for manufacturing consumable welding inserts and consumables Welding insert 3, relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant name Robbon Backing Ring Company 4
, Agent Address: Hayakawa Building, 5-14-7 Hakusan, Bunkyo-ku, Tokyo Phone: Tokyo 94G-0531 (Representative) - Showa
Submit an engraving of the monthly statement (with no changes to the contents) as attached.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、連続する長さの金属線から消耗溶接インサートを製
造する方法において、多数厚さの形状を構成する引抜ダ
イスを通じて前記金属線の少なくとも1回の引抜パスを
行なうことを特徴とする消耗溶接インサートの製造方法
。 2、少なくとも2回の引抜パスを行なう特許請求の範囲
第1項に記載の方法。 3、最初の前記引抜パスによって前記インサートの最終
断面形状の80〜90%の形成を行なう特許請求の範囲
第1項又は第2項に記載の方法。 4、毎分約25.4mm(1インチ)の速度で前記金属
線を引抜く特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の方
法。 5、毎分約25.4mm(1インチ)の速度で前記金属
線を引抜く特許請求の範囲第3項に記載の方法。 6、前記引抜工程中、前記金属線を放射方向に流動させ
る特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の方法。 7、前記引抜工程中、前記金属線を放射方向に流動させ
る特許請求の範囲第3項に記載の方法。 8、前記引抜工程中、前記金属線を放射方向に流動させ
る特許請求の範囲第4項に記載の方法。 9、前記引抜工程中、前記金属線を放射方向に流動させ
る特許請求の範囲第5項に記載の方法。 10、前記金属線を放射方向に流動させて最大断面寸法
を15〜20%増大させる特許請求の範囲第6項に記載
の方法。 11、1個の引抜ダイスより多い引抜ダイスを通じて前
記金属線を引抜く特許請求の範囲第1に記載の方法。 12、2個の異なる線引ダイスを通じて前記金属線を同
時に続いて引抜く特許請求の範囲第11項に記載の方法
。 13、前記特許請求の範囲第1〜12項のいずれか1項
の方法で製造した消耗溶接インサート。
Claims: 1. A method of manufacturing a consumable welding insert from a continuous length of metal wire, comprising at least one drawing pass of said metal wire through a drawing die that constitutes a multi-thickness configuration. A manufacturing method for consumable welding inserts featuring features. 2. The method according to claim 1, wherein at least two drawing passes are performed. 3. The method of claim 1 or 2, wherein the first drawing pass forms 80-90% of the final cross-sectional shape of the insert. 4. The method of claim 1 or 2, wherein the metal wire is drawn at a rate of about 25.4 mm (1 inch) per minute. 5. The method of claim 3, wherein the metal wire is drawn at a rate of about 25.4 mm (1 inch) per minute. 6. The method according to claim 1 or 2, wherein the metal wire is caused to flow in a radial direction during the drawing step. 7. The method according to claim 3, wherein the metal wire is caused to flow in a radial direction during the drawing step. 8. The method according to claim 4, wherein the metal wire is caused to flow in a radial direction during the drawing step. 9. The method according to claim 5, wherein the metal wire is caused to flow in a radial direction during the drawing step. 10. The method of claim 6, wherein the metal wire is flowed radially to increase its maximum cross-sectional dimension by 15-20%. 11. The method of claim 1 in which the metal wire is drawn through more than one drawing die. 12. The method of claim 11, wherein the metal wire is subsequently drawn simultaneously through two different drawing dies. 13. A consumable welding insert manufactured by the method according to any one of claims 1 to 12.
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