JPS62501200A - 有心溶加材とその製造方法 - 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】 ■豊肚 技五分万一 本発明は有心溶加材、即ち一般にそのコア部にあるワイヤーを囲んで外側に金属 シースがある構造からなる溶加材に関するものてあり、各種溶接、ハンダ付、ロ ウ付、の用途に有用である。

有心溶加材は特別な加工法及び／又は用途の問題に応じる為に溶接棒製造業者に よって発展してきた。例えば、ニッケル５５％／鉄４５％の公称化学成分を有す る同時押出しされた合金はワイヤーに製造することが極端にむずかしく、それは 同様の展伸材にくらべて溶接のあいだの過熱を最少にする。有心溶加材は又、各 種生産上の難問及びコストを減少し、目的化学成分の調節ができ、そして純度水 準を改善する傾向があるので有用である。

背】」１桁 例えばＵＳ特許４，２０５，９８１に開示されているように、例えば鋼の中にシ ースされた揮発性のマグネシウム合金線は、溶融金属接種法を適用する際のマグ ネシウムの回収率を高める為に作られたものである。

溶加材の公知な製造方法は一般に高価であり、実用的でなく、望ましい成品より も劣る成品をつくる。その様な方法の一つは、金属ビレット（１４５５℃の融点 を有するニッケルの様な）を他のビレット（例えば鋼；鉄は１５３０℃の融点を 有する）の中空のコアの中に挿入し、そしてさらに複合物を同時押出しする工程 からなることを特徴としている。その方法は溶加材製造業者の作業の一部に標準 的でない専門化した装置が要求されるので、これらの有心溶加材は大変高価であ る。第二の方法は単に被覆された心線を更なる直径の減少なしにチューブに挿入 することからなることを特徴としている。第三の方法は粉末溶加材の回りを金属 片で囲む、これら後の二つの方法は値段の点から、最初の方法より実際的である が、有心溶加材はしばしば満足なものではない、被覆された心線と外側チューブ の間の良好な電気的接触が失われることが少なくない、コア中の粉末溶加材は、 もし存在するならば、分離し流れるので、結合剤の使用を必要とする。

又、切断されたワイヤーの端部はクリンプされねばならない。

そして、連続したワイヤーの表面は断続的にクリンプして、粉末が機械的に然る べき場所に保持されるようにしなければならない、これら及び他の問題は、被覆 溶接棒用の心！！（被覆金属アーク溶接棒）として、また溶接、ハンダ付け、あ るいはロウ付けにおける溶加材としての使用上の困難をもたらす。

ル乳＠肌丞 我々は、溶接棒製造業者の公知な技術とは別の技術を利用して従来の生産ライン で商業的に受入れうる有心溶加材を好演的に作る、改善された方法を発見した。

本発明の方法によって作られた有心溶加材は、ビート外観及び接合品質をよくす る一様により良い作業特性を有しており、そして／又はより安く、より容易に製 造できる。本発明の方法は、他の従来の生産工程に加え、心線を提供し、そして 金属片を、心線を囲むシースに変形する事によって、複合ワイヤーを形成せしめ る工程からなる。

我々は、好ましくはさらに、複合ワイヤーの直径を減じる。そして引抜き、圧延 あるいはスウエッジ加工により、複合ワイヤーの直径を減じる事によって、最も 好ましくする。また我々は、直径減少工程の間の、ワイヤーとシース間のすべり を少なくすることによって特に複合ワイヤーの形成能力を改善するために、好ま しくは、シースのコアにワイヤーと共に粉末溶加材を封入する。

シースはどの様な適切な鉄金属又は合金組成、又は非鉄金属又は合金組成から作 ってもよく、又は、異なった合金から形成されるバイメタル型構造でもよい。従 来の物質である軟鋼は多くの場合適している。心線は、固体金属ワイヤー、金属 粉末、及び／又はフラックス入りワイヤーでもよい。又心線は複数の各々のタイ プのワイヤー及び／又は各種タイプのワイヤーの組合わせでもよい、粉末溶加材 は通常、合金剤、フラックス剤、及びスラグ形成剤、アーク安定剤、脱酸剤、脱 窒化剤、脱燐剤として、又は、スパッタの減少や改善されたビード外観等の望ま しい作業特性を得る為に加えられる、それらの粉末である。

本発明の複合ワイヤーに有効なアーク安定剤は、黒鉛、チタン酸ナトリウム、チ タン酸カリウム、長石等の物質を包含する。

有効なスラグ形成、及び、ガス形成物質は、二酸化チタン、二酸化珪素、酸化マ グネシウム、酸化アルミニウム、炭酸塩、フ・ン化物等の物質を含有する。有効 な合金物質には、クロム、アルミニウム、チタン、ボロン、鉄、銅、コバル１− 、マンガン、ウアナジウム、ニッケル、モリブデン、ニオブ、タングステン及び 、それらの合金などが含まれる。有効な脱酸、脱硫、及び／又は脱窒化物質には カルシウム、チタン、バリウム、マンガン、アルミニウム、珪素、ジルコニウム 、希土類、及びそれらの合金が含まれる。チタン酸すトリウム、炭化珪素、上記 金属合金物質、合金鉄等は、又、直径減少工程の間の心線とシースの間のすべり を減少させるのに適している。

本発明の有心溶加材は、ガス金属アーク、サブマージアーク、ガスタングステン アーク、エレクトロガス、エレクｌ〜ロスラグ、及びガスの溶接方法を含む広範 囲の使用に関する連続溶加材として有効である。また、複合溶加材はまっすぐに 延ばし、そして被覆溶接棒を製造する時に、あるいは、ガスタングステンアーク 溶接及びガス溶接、ロウ付、及びハンダ付の溶加材として、使用する長さに切断 してもよい。

本発明の他の詳細、目的、及び効果は、本発明についてのいくつかの実施例に関 する下記の記述の進行に従って明らかになるであろう。

実九旧−」− ニッケル、４０〜６０％、残部；鉄の公称組成を有する数種の複合ワイヤーを本 発明に従って作った。シースは、０．０２Ｘ（１，５インチの寸法を有する軟鋼 で形成し、そして心線は９９％ニッケルからなる中実線であった。加えて、黒鉛 、チタン酸ナトリウム、及び炭化珪素をそれぞれ全ワイヤー１の約３．５重量パ ーセントまで加えた。炭化珪素、及びチタン酸ナトリウムは、軟鋼のシースと純 ニツケル心線との間のすべりを減少させるのを助けるために加えた。チタン酸ナ トリウムは又、アーク安定剤として黒鉛と一緒に加えた。

複合ワイヤーの一部分は直径３／３２　（直径の約４０％の減少）及び１７８イ ンチに引抜き、まっすぐに伸長し、９．１２あるいは１４インチの長さに切断し 、フラックス及び合金物質で押出し被覆した。

被覆剤は全被覆重置に対して、ストロンチウム、カルシウム及び／又はバリウム ２０〜５０％、カルシウム及び／又はストロンチウム沸化物１２〜２２％、グラ ファイト７〜１５％及び、押出し助剤、アルミ及び鉄の粉末１５〜５０％を含有 した。これらの被覆溶接棒は、直流及び交流の両方を使用して１７２インチのね ずみ鋳鉄で試験をした。直径１７８インチの溶接棒は９０〜１４５アンペア及び 定電流３相溶接機を用いて満足な溶接部を製造した。

複合ワイヤーの他の部分は直径０．０２５インチ程度に小さく引抜いた。そして ガス金属アーク溶接棒としてアルゴン９８％−酸素２％、又はヘリウム９０％− アルゴン７％−二酸化炭素３％の様なシールドガス（被覆ガス）を用いて試験し た。これらの溶接棒の溶着物の成分はニッケル４０〜６０％、残部、鉄であった 。直径０．０４５インチを有する溶接棒はある抵抗を持つ定電圧溶接機を用いて ねずみ鋳鉄で、２００アンペア、２６ボルトで試験した。

これらの溶接棒の溶接特性は満足なものであった。

火將鮭−１ 粉末溶加材とワイヤーをそのコア部に含みそしてクロム１８％、ニッケル８％、 残部、鉄の公称組成を有する複合材を本発明に従って作った。約０．０４ｘ０． ６インチの寸法を有する軟鋼片は、直径０．０６インチを有するニッケルワイヤ ーと全ワイヤー重置に対して約１７％の粒状のクロム粉末のまわりを囲んだ。

この複合ワイヤーを、直径が１７８インチに（Ｍ径の約４５％減少）減少し、ま っすぐに伸長し１４インチの長さに切断した。１４インチの長さのワイヤーは、 さらに追加の合金元素と共にルチル／長石被覆で被覆した。溶接棒は良い拡がり をもつアークを与え、その結果良いスラグコントロール（制御）とビード形状を もたらした。結果として出来た溶着物の成分は公称組成りロム２９．５％、ニッ ケル９％のステンレス鋼であった。

失進りＬ３ そのコア部に鉄ワイヤーと粉末溶加材を封入している純ニツケルシースからなる 複合材を作った。鉄ワイヤーは公称純度９８％で、直径０．０８インチであった ９溶加材は４：１の割合の純ニツケル粉末と鉄粉末を含有し、そして粉末物質は 全溶接棒重量の約１０％からなった。

複合ワイヤーは１７１６インチに引抜き、ガス金属アーク溶接棒として９８％ア ルゴン−２％酸素のシールドガス（被覆ガス）をもちいて試験した。試験は代表 的な炭素含有量３．５重量パーセント、及び珪素含有旦２．４重景パーセントを 有する標準ねずみ銑鉄で行った。溶着物の成分は公称ニッケル４５〜６０％、残 部、鉄であった。

実用ヱＬ工（ 中実銅線とそのまわりのニッケルシースからなりニッケル７０％、銅３０％の公 称組成を有する複合材を本発明に従って作った。

シースは０．０１　Ｘ　０．４インチの９９％ニッケル片から形成され、ワイヤ ーは９９％銅素材から作った。さらに追加の溶加材を溶接作業中の合金化、及び 脱酸の為に加えた。

複合材の一部分は直径３７３２インチ（直径の約３２％の減少）に引抜き、まっ すぐに伸長し、９インチの長さに切断し、そしてクライオライト、炭化カルシウ ム、ルチνＶ、及びマンガン粉末からなるブラックス材で被覆した。最終溶接棒 は、さらに溶接試験に使用し、満足な溶接部を作った。

直径３７３２インチのワイヤーの一部は直径１／】６インチに引抜き、そしてガ ス金属アーク溶接棒として期待どうりの結果を得た。

Ｋ１匹−ｉ ニッケル３７％、クロム３０％、鉄３３％の公称組成を有する金属粉末心線を囲 むシースからなる複合材を本発明に従って作成した。シースは０．０ＩＸ０．４ インチの寸法を有するＡｌ５Ｉタイプ４０４のステンレス鋼片から形成した。心 線は０．０１　ｘ　０．４インチの寸法を有するニッケル片から作り、９８％ク ロム金属粉末を充填した。そして直径０．０９インチ（直径の３６Ｘ減）に引抜 いた。

複合材の一部は、直径５７６４インチ及び１７１６インチに引抜かれ、ガス金属 アーク溶接棒として十分に評価された。

ワイヤーの他の部分は、直径３７３２インチに引抜き、まっすぐに伸長し、１２ インチの長さに切断し、そして各種フラックス、及び合金材で被覆した。溶接棒 はクロム２０〜２３％、モリブデン８〜１０％、鉄１７〜２０％、コバルト０． ５〜２．５％、及びタングステン０．２〜１％の公称溶着物化学分析結果を生じ 試験結果は満足できるものであった。

栗淘Ｊ凱−盃一 そのコア中に複数の固体ワイヤーと溶加材を囲むシースからなるアルミニウム１ ％、ニッケル４３％、及び鉄５６％の公称組成を有する複合ワイヤーを作った。

シースは０．０２Ｘ０．５インチの細片から作った。心線は直径０．０３０イン チのアルミニウムワイヤーと、直径０．０９０インチのニッケルワイヤーであっ た。ニッケル粉末溶加材は全複合ワイヤーに対して、１２重量パーセン１〜まで の量で加えた。

複合ワイヤーの一部分は直径１７８（直径の約３０％減）、及び３７３２インチ に引抜き、まっすぐに伸長し、１４及び９インチにそれぞれ切断し、そしてさら に炭化ストロンチウム、炭化バリウム、ニッケル粉末、及び黒鉛からなるフラッ クスで被覆した。溶接棒は鋳鉄で試験し、よい結果を得た。ニッケル４５〜６０ ％、アルミニウム０．５〜２，０％、炭素１〜３％、残部鉄を有する溶着物を作 った。

複合ワイヤーの他の部分は直径０．０４５インチに引抜き、ガス金属アーク溶接 用溶接棒としてアルゴン９８％、酸素２％のガスを用いて、ねずみ鋳鉄で試験し て、よい結果を得た。

我々は本発明の特定の好ましい実施態様を示し、それについて述べてきたが、発 明はそれらの実施態様に限られているわけではなく、特許請求の範囲に明記した 技術思想の範囲内で別の具体的形様をとることも可能であることは明瞭に理解さ れるであろう。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １心線を提供し、そしてさらに心線を囲むシースに金属片を変形する事からなる 有心溶加材の製造方法。 ２心線を囲むシースに金属片を変形することによって複合ワイヤーを形成し、そ してさらに複合ワイヤーの直径を減少させる事からなる有心溶加材の製造方法。 ３引抜きによって複合ワイヤーの直径を減少させる請求の範囲第２項記載の方法 。 ４圧延によって複合ワイヤーの直径を減少させる請求の範囲第２項記載の方法。 ５スウェッジ加工によって複合ワイヤーの直径を減少させる請求の範囲第２項記 載の方法。 ６複合ワイヤーの直径を少なくとも約２０％減少させる請求の範囲第２項記載の 方法。 ７複合ワイヤーの直径を少なくとも約３０％減少させる請求の範囲第２項記載の 方法。 ８複合ワイヤーの直径を少なくとも約４０％減少させる請求の範囲第２項記載の 方法。 ９心線が中実ワイヤーである請求の範囲第２項記載の方法。 １０心線がフラックス入りワイヤーである請求の範囲第２項記載の方法。 １１心線が金属粉末入りワイヤーである請求の範囲第２項記載の方法。 １２心線が少なくとも２本のワイヤーからなる請求の範囲第２項記載の方法。 １３心線が少なくとも異なった２種類のワイヤーからなる請求の範囲第２項記載 の方法。 １４金属シースがワイヤーにくわえ粉末溶加材をも囲む請求の範囲第２項記載の 方法。 １５金属シースがワイヤーに加えアーク安定剤をも囲む請求の範囲第２項記載の 方法。 １６金属シースがワイヤーに加之合金形成粉末をも囲む請求の範囲第２項記載の 方法。 １７金属シースがワイヤーに加えスラグ形成剤をも囲む請求の範囲第２項記載の 方法。 １８金属シースがワイヤーに加えガス形成剤をも囲む請求の範囲第２項記載の方 法。 １９金属シースが脱酸剤、脱窒化剤、脱硫剤、脱燐剤又はそれらの混合物を囲む 請求の範囲第２項記載の方法。 ２０請求の範囲第１項記載の方法によって作られる有心溶加材。 ２１請求の範囲第２項記載の方法によって作られる有心溶加材。 ２２シースが鋼組成からなりまた心線が少なくとも９８％ニッケルからなる請求 の範囲第２１項記載の有心溶加材。 ２３シースが鋼組成からなりまたコアが少なくとも９８％ニッケルの心線と粉末 溶加材からなる請求の範囲第２２項記載の有心溶加材。 ２４溶加材の組成がニッケル４５〜６０％、残部、鉄と不純物からなる請求の範 囲第２１項記載の有心溶加材。 ２５溶加材の組成がニッケル５５％、残部、鉄と不純物からなる請求の範囲第２ ４項記載の有心溶加材。 ２６溶加材の組成がニッケル４５〜６０％、残部、鉄と不純物からなる請求の範 囲第２３項記載の有心溶加材。 ２７溶加材の組成がニッケル５５％、残部、鉄と不純物からなる請求の範囲第２ ６項記載の有心溶加材。