JPS63194870A - シェイプメルティングにより製造されたオーステナイト材料部品におけるマイクロフィッシャー欠陥を排除する付着方法 - 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】 ３、　ロの言　■なｇ８ 本発明は、部品作製の為のシェイプメルティング溶着方
法に関するものであり、特には付着される溶接ビード形
状を特定の形状に厳密に制御することによりシェイプメ
ルティングにより製造されたオーステナイト質材料にお
けるマイクロフィシャー即ち微小亀裂欠陥（ｍ１ｃｒｏ
ｆｉｓｓｕｒｅ　）を排除する為の新規な方法及び装置
に関する。

及豆座！１ ここで使用するものとしての用語「シェイプメルティン
グ」とは、成る表面若しくは初期予備成形体上に層を積
み上げて付着される溶着材料だけから構造部品を作製す
る溶着プロセスを言及するものである。この方法は、鉄
乃至非鉄材料いずれをも使用して迅速に且つ経済的に製
造されるほぼ最終形態に近い部品を産出し得ると云う利
点を呈する。

従」ＵＬ術 自動化及びコンピューターコントロールは、シェイプメ
ルティングプロセスによる部品の作製を完全なものと為
すことが出来、それによりシェイプメルティング製造段
階の最大限の融通性を得ることを可能ならしめる。この
方式の初期段階において、シェイプメルティングプロセ
スにより創成される特定部品の設計基準は、コンピュー
ター解析を受けることが多かった。設計基準に合う融通
性がシェイプメルティング製造ステーション中に存在す
るとすると、所望のパラメターは、プロセスをコントロ
ールする設備及び作用にプログラムしつるはずである。

シェイプメルティングプロセスは付着された溶着金属だ
けから成る部品を作製しつるから、プロセスへの自動化
コンピューター制御の適用は、顧客から注文された、機
械的、耐食及び物理的性質を有する最終製品をもたらす
可能性がある。これは、これら性質が、投入溶着熱、冷
却速度、ビードの寸法及び形状、ビード配置順序並びに
ビード姿勢の相関連した作用に強く拘束されるからであ
る。もし上記変数に加えて、製品全体を通してコントロ
ールされた態様で溶着溶加材の組成をも変えることが可
能であるなら、部品は、臨界点での強度、靭性、硬度或
は耐食性の所望の組み合わせを持つことが出来るはずで
ある。

しかしながら、オーステナイト材料がシェイプメルティ
ングプロセスにより部品を製造するのに使用される場合
においては、特別の関心事項が存在する。ここで使用す
るものとしての「オーステナイト材料」とは、ガスメタ
ル−アーク溶接（ＧＭＡＷ）、潜弧溶接（ＳＡＷ）　、
或はプラズマ−ガスメタルアーク溶接（Ｐ−ＧＭＡＷ）
のような一般的アーク溶接方法により特に溶接可能であ
る、溶接等級のオーステナイト型ステンレス鋼、ニッケ
ル基スーパーアロイ及び鉄−ニッケル基合金を言及する
ものである。そうしたオーステナイト材料の一例は、イ
ンコネル６２５（商品名）である。

オーステナイト材料は、その強度と耐食性とのユニーク
な組み合わせにより有用性を高く評価されている。しか
し、厚い及び／或は裏当て材等により高度に拘束された
溶着付着物がオーステナイト材料を使用して肉盛りされ
るとき、マイクロフィッシャーの発生として知られる状
況が引き起こされる。マイクロフィッシャーの発生は。

それが溶着部の強度に直接強い影響を与え、またオース
テナイト材料から作成されたシェイプメルティング部品
の場合には部品全体の健全性に影響を与えるから、極め
て重要である。シェイプメルティングの場合に対しては
、これらオーステナイト材料は一般に、感受性材料と見
なされる。何故なら、複雑な形状の厚い溶着積み重ねが
作製過程で関与し、そして高度の拘束が予測されるから
である。

しかし、これら材料が感受性であるという事実だけで、
オーステナイト材料から作製されたシェイプメルティン
グ部品の必要性或は望ましさが排除されるものでない。

様々の研究者が、シェイプメルティングプロセスに関連
する方法及び装置を開発してきた。米国特許第３．９８
５．９９５号は、全体を溶着金属から作製された、ター
ビン及び発電機において使用される部品のような大型の
構造単一品シャフトの製造方法を開示している。ベイナ
イト若しくはフェライト／パーライト結晶組織を得るた
めにマルテンサイト温度より低い温度に加工物を局所的
に冷却するために、溶着金属付着点周辺で予備冷却及び
事後冷却が使用される。この方法は、低炭素鋼、非合金
鋼及び低合金鋼（５％までのＣｒ及び／或は５％までの
Ｎｉ）に適用しつるものとして示されている。

米国特許第４．５１７．４３４号は、シェイプメルティ
ングプロセスによりニルボウのような管ベント即ち面げ
継手を製作する方法及び装置を開示する。

ベントの所要直径を有するベース溶接リングが、順次し
ての溶着材料が被覆されるにつれ管ベントにおいて所望
される曲率半径に沿ってそして所望される曲げ程度（３
０，４５，９０度等）まで溶接ヘッドから離れて下向き
に廻動し得る板に被覆される。オーステナイト材料から
成る内面被覆が順次して被覆されている間に、複数の溶
接ヘッドを使用してフェライト質材料製のベント部材外
壁を作製することが出来る。

西独公開番号２４４５８９１号は、ストリップ或はワイ
ヤ電極と複数の溶接ヘッドを使用して筒状物に表面コー
ティングを被覆する方法及び装置を開示する。プロセス
中筒状物は連続的に回転され、同時にストリップ電極は
その上に螺旋状に溶融されて、製造速度の増大をもたら
す。溶接ビードの適用はギャップを残し、それらは続い
ての層が被覆される時埋められる。もっと広い表面溶着
ビードがワイヤ電極を用いて創成されるべきなら、個々
のワイヤヘッドが往復動様式で移動され得る。

しかし、生成する幅広のビード以外には、そうした往復
動と生成する全体ビード形状との特定の関係或は生成さ
れる部品の性質に対する特定のビード形状の有益性につ
いて、開示は全くない。

欧州特許公開番号０，１６３，８２８　Ａ１号は、多層
表面溶着法を使用して溶着材料から構造部品を製造する
方法を開示する。このプロセス中、溶着ビード層の組織
は、順次しての層の被覆中−回乃至数回変換され、ここ
では溶着ビード形状、溶融深さ、溶け込み深さ並びに下
側層粗粒或は微粒変換済組織の帯域が完全に微粒組織の
帯域に変換される。

この方法は、それが特に、材料品質が１０　ＭｎＭｏＮ
ｉ５５等級の鋼に相当するような溶着材料を製造するの
に適合する事実により特徴づけられる。１０ＭｎＭｏ１
０Ｍｎ等級の鋼は、ＡＳＴＭ　Ａ３３３ＧＲ，Ｂ、　Ｃ
Ｌ、　１或はＡＳＴＭＡ５０８　Ｃ１，３に類似であり
、これらは、フェライト鋼である。熱影響帯域の所望さ
れる熱変態をコントロールするために、より多くのレン
ズ状断面を有する平坦な溶接ビードに対応する溶接ビー
ド形状のものが使用されている。ここには、いかにして
特定の溶接ビード形状を実現するかについての特別の教
示は存在しないことを銘記されたい。更に、微粒組織を
得るために下側層の熱影響帯域を変態させるという特定
の目標は、その開示が主にフェライト質材料に向けられ
たものであることを示している（この材料は上記マイク
ロフィッシャーの発生の問題を受けない）。何故なら、
そうした微粒組織は、上記オーステナイト材料を使用し
た場合には熱、的プロセスによって実現されないからで
ある。

斯くして、部品自体中にマイクロフィッシャー型欠陥の
発生の可能性を排除し得る、オーステナイト材料製シェ
イプメルティング部品の製造に使用するための改善され
た方法及び装置を開発することが望まれるようになって
いる。

ｌ豆Ω盟１ 本発明は、付着される溶着ビード形状を特定の幾何学的
特性即ち寸法形状に厳密に制御することにより、シェイ
プメルティングによるオーステナイト材料部品において
マイクロフィッシャー型欠陥の発生を排除するための方
法及び装置を提供する。溶着投入熱、加工物移行速度、
ワイヤ送給速度を最適化することにより、そしてオース
テナイト溶着材料の付着中溶接ヘッド自体を振動即ち往
復動することにより、アンダービード形状に鋭尖な不連
続部を有しない、望ましいビード形状を得ることが出来
る。アンダービード形状における鋭尖な不連続部を排除
することによりシェイプメルティングによるオーステナ
イト材料中に生じ得るマイクロフィッシャー欠陥が大幅
に減少或は排除さえなしうることが確認された。

従って、本発明は、溶着プロセスで付着される溶着ビー
ド形状を厳密にコントロールすることにより好ましから
ざるマイクロフィッシャー欠陥を含まないシェイプメル
ティングによるオーステナイト材料部品を製作する方法
を提供する。

本発明は更に、付着される溶着ビード形状を厳密にコン
トロールするための手段を具備する、溶着プロセスによ
るシェイプメルティングオーステナイト材料部品を製作
するための装置をも提供する。

実１ｊムλ披」 本発明の背景情報と本発明に関する定義について先ず簡
単に説明する。

本発明において使用するに好ましい方法の一つは、協同
ガスメタル−アーク溶接（ｓｙｎｅｒｇｉｃｇａｓ　ｍ
ｅｔａｌ−ａｒｃ　ｗｅｌｄｉｎｇ　（ＧＭＡＷ））方
法である。これは、溶着ビード材料の高い付着速度を実
現することが出来、ロボットシステムに容易に適応出来
そして溶着バドル（溶融池）の厳密な制御を必要とする
通常以外での姿勢での製作に容易に使用されつる。用語
「協同（ｓｙｎｅｒｇｉｃ）　ｊは、市販入手し得る、
ＧＭＡＷ電源の特定型式を言及するのに使用される。こ
れらのうちの二つの例として、ＡＩＲＣＯＰｕｌｓｅ　
Ａｒｃ　３５０或はＨＯＢＡＲＴ　Ｑｕａｎｔｕｍ　３
５０が挙げられる。　ＡＩＲＣＯＰｕ１ｓｅ　Ａｒｃ　
３５０の場合、電源系は、電源と、ワイヤフィーダと、
ガンと、遠隔制御付属物とからなりそしてプロセスパラ
メターの精確な設定を許容するために電子式フィードバ
ック制御装置を含んでいる。これら型式の電源は、従来
型式のパルス式ＧＭＡＷ電源より清浄で且つ安定した溶
着材料の移行を与える０両方の型式の電源は、良好な濡
れとかなりの溶け込みの溶融池でもって特殊姿勢での溶
着能力をもたらす。

インコネル６２５材料のシエイブメルテイング方法につ
いての実験研究を、３種の溶着金属付着速度における協
同ガスメタル−アーク溶接（協同ＧＭＡＷ）方法を使用
して行ない、機械的性質に及ぼす投入熱及び付着速度の
影響を調べた。試験した付着速度は、６．１０及び１４
　ｌｂ／ｈｒであった。

１０及び１４　ｌｂ／ｈｒ溶着肉盛バッドにおいては、
重大なマイクロフィッシャー及び熱間割れ問題が見出さ
れた。マイクロフィッシャーを含む溶着付着物において
拘束度が低から高に変更されそして投入熱は＋４．４Ｋ
Ｊ／ｉｎから４０ＫＪ／ｉｎまででの範囲とされた。拘
束度（即ち、溶着肉盛パッド上の裏当てバーが歪を防止
する程度）、投入熱、溶着用溶加材ワイヤ化学組成が最
初、割れの原因と仮定された。溶着用溶加材ワイヤに関
しては、それは２種類の異なった表面状態即ち気体清浄
化されたものと潤滑されたものとして供給されたが、そ
の後の研究は２つの表面状態間に著しい差異は検出され
ないことを示した。

インコネル合金の上述したマイクロフィッシャーへの感
受性に関する文献の調査の結果、幾つかの因子が明らか
にされていることが分かった。熱間割れ感受性は、ケイ
素、硫黄、ニオブ、ホウ素、燐、炭素、ビスマス、ジル
コニウム、及び鉛の濃度の増加にともない増加し、他方
マンガン及びマグネシウムの濃度の増大につれ減少する
ことが報告されている。粒寸、投入熱及び溶融池中／深
さ比の増大は、やはり熱間割れ感受性を増大するものと
して報告されている。拘束度、予熱及びパス間温度（多
重パス溶接製品における溶接点での温度）の影響に関し
ては、相反する結果が見出された。

協同ガスメタル−アーク溶接方法を使用して８つの溶接
金属パッドを作製して、様々の溶接条件の影響を評価し
た。これら試験片の結果とそれらと関連する溶接条件を
表１．２及び３に示す。上述したワイヤ表面条件を評価
するために為された予備的な溶接金属パッドは試験片８
として提示される。

ミ！ｍｌ胃　　　２７ 、、月瓶＠北÷砲　七二 団 耗粍傳　　傳　　北　　顛　　　顛　　串１慈罐輔罐矩
さ　−日 君 一　へ　の　　　リ　　　罰　　　■　　　　　ト　　
　■ここで図面を参照すると、第１図は、上面１４を有
する溶着肉盛パッド１２上に付着された、ビード巾ＢＷ
ビード高さＢＨを有する３つの重なり合った溶着ビード
１０を有する単一溶着金属層の代表的断面図ある。溶着
ビード１０の基底域１６は、パッド１２の上面１４から
溶け込み深さＴＰまで突入している。これらは、ＧＭＡ
Ｗストリンガ−ビード技術（即ち、溶接ヘッドの振動即
ち往復動のない）を使用して生成された代表的溶着ビー
ドであり、そしてアンダービード形状の不連続部、即ち
パビラ（ｐａｐｉｌｌａ）　と呼ばれる乳頭状突起１８
をもたらした。これらは、パッド１２の上面１４より下
方にパビラ突入深さＰＰまで突入している。パッド１２
の上面１４より上方に在る溶着ビード１０の断面帯域は
、補強帯域２０と呼ばれる。溶着ビード１０の断面帯域
全体は、ナゲツト（ｎｕｇｇｅｔ）帯域２２と呼ばれる
。

第２図は、顕著な不連続部即ちパピラ１８の存在しない
アンダービード形状を有する単一の溶着ビードの断面を
示す。これは、溶着中本発明の溶接ヘッド（図示なし）
を振動することにより生成されたものであり、マイクロ
フィッシャーへの感受性の減少をもたらした。一般に、
ＢＷ対全全体さＯＨの比率は、３：ｌのオーダーにある
ことが好ましい。

表１〜３を参照すると、試片ｌ及び２におけるマイクロ
フィッシャーは、熱影響帯域におけるパビリア１８に平
行に発生した。試片３は、ビード形状の影響を評価する
ものであり、その目的は溶接トーチを振動しそしてシー
ルドガスな変更することによりビード形状を変えること
であった。試片３に対する溶接条件は、電圧を僅かに低
くしたこととシールドガスなアルゴン−ヘリウムから純
アルゴンに変更したことを除いて試片１及び２における
のと同等であった。（菫かのマイクロフィッシャーはま
だ認められたが、その寸法及び数は著しく減少した。

試片４は、特にその高くされたＭ　ｎ　／　Ｓ比に対し
て選択された、異なった熱量の溶加材が使用さ　　′れ
たことを除いて、試片３の条件を使用した。この裂は目
を含まない溶着物において極く小さな微小孔（５ミクロ
ン直径）が認められた。

試片５では、試片３との比較のために、投入熱を３０　
ＫＪ／ｉｎから２０　ＫＪ／ｉｎに低下した効果を評価
した。試片５において見出された裂は目の数は試片２に
おけるより少ないが、試片３よりは多いことが見出され
たから、クラッキングを減少するのにビード形状は投入
熱より−Ｍ著しい影古を有すると結論づけられる。

試片６は、投入熱の一層大きな減少の影響を評価した。

これは、試片１と同一の溶加材ワイヤを使用して為され
たが、但し低拘束度（ベース板のみ、裏当てバー無し）
の下で行なわれそしてストリンガ−ビード技術を使用し
た。試片１との比較により、投入熱と拘束度の低下はフ
ィッシャーへの感受性の減少に僅かの効果しか持たなか
った。

付着速度の増大を伴っての移行速度の増大（一定設入熱
）は、パビラの突入深さの増大により証明されるように
、ビード形状に影響を有した。やはり、ビード形状が割
れ感受性における主たる因子であるように思われる。

試片７は、溶加材金属が試片４に対して使用されたのに
戻された他は試片６と同等の溶着条件で為された。マイ
クロフィッシャーの顕著な減少が観察された。明らかに
、化学組成がフィッシャーの形成に一次的影響を有する
が、しかしヒート＃３２５溶加材材料が試片７の溶着条
件を用いて付着されたときにはクラックが発生したが、
試片４の溶着条件の下ではクラックを発生しなかったと
いう事実は、ビード形状°もまた一次的影響を有するこ
とを示している。

これら研究の結果として、ビード形状がオーステナイト
材料において熱間割れ感受性に一次的影響を有すること
が確認されまた著しいアンダービード変化（即ちパビラ
）は回避されるべきことが確認された。化学組成もまた
フィッシャーの形成への感受性に一次的影響を有する。

投入熱と付着速度は、拘束度と同じく、ビード形状に影
響を与えることによりフィッシャーの形成への感受性に
二次的影響を有する。

ここで第３及び４図を参照すると、シエイプメルティン
グ製造ステーション２８に配置された溶接ヘッド即ちト
ーチ２４及び円筒状加工物２６Ｑ端面及び側面が示され
ている。加工物２６は、駆動手段（図示無し）により所
望の回転速度で回転される予備成形体３０上に、層を積
み重ねられている。溶接トーチ角度Ｘは、付着されるビ
ード形状物３２の移動線に対する溶接トーチの角度を指
す。零度のトーチ角度は垂直方向である。Ｘの正の値は
、垂直方向から前方方向への角度である、即ち付着され
ている溶着ビード３２から離れる方向への弧角である。

逆に、Ｘの負の値は、垂直方向から後方への角度である
、即ち付着されている溶着ビード３２に向かっての弧角
である。一般には、＋Ｘ（前方向）においてのトーチ角
度の増大は、一層浅い、より丸みの付いた溶け込み形状
を有する溶着ビードを生成する。−Ｘ（後方向）におけ
るトーチ角度の増大は、垂直姿勢において生成されるも
のより一層丸みの付いたビード３２を生成するが、溶け
込み深さに関してはほぼ同じである。−Ｘを増大すると
、溶着ビード３２は、一層狭く且つ高くなり、基底部１
６に対して急な角度を持つ。トーチ角度Ｘの範囲は±３
０度以内である。

溶接ヘッド即ちトーチ２４は、付着されるビード物３２
の移動線に対して溶接ヘット２４の横から横への振動即
ち往復動を可能ならしめる為に振動機３６に付設されて
いる。３つの振動成分、即ち巾、速度及び滞留時間が存
在する。３つの成分が、互いにまた移動速度（溶接ヘッ
ド２４が加工物２６に溶着ビード３２を被覆する速度）
に依存して、良好な溶着物を生成する。成る与えられた
移動速度に対して、最適の振動中は、溶着ビード３２の
溶け込み魚形状を広げそしてその深さを減じる。過剰の
振動中は、もし振動速度が低過ぎると溶着ビード３２を
通して前後にステイツチング即ち縫合（ｓｔｉｔｃｈ）
する特異な溶け込み点を生成し、振動速度が早すぎるな
ら過剰のスブラッタを生じる。最適の振動中は、ステイ
ツチングや過剰のスパッタの無い、特定の振動に対して
良好な溶け込み形状を生成するようなものである。

滞留時間は、約０．２５秒／側まで溶着ビード３２の溶
け込み模様にほとんど影響を持たない。

これを越える滞留時間は、付着された溶着ビード３２の
断面において２つの明瞭な溶け込み点を生成する。また
、過剰の滞留時間は、付着された溶着ビード３２の表面
にステイツチング作用を生じる恐れがあり、これは続い
てのビード３２により上に溶着される時後に溶着欠陥の
原因となる可能性がある。ビード３２の多重層に対して
は、重なり合った側部での僅かに長い滞留時間が、平坦
で一様な溶け込みの生成を助成しそして先に付着された
ビード３２上への密着性を改善する。

溶接トーチ角度２は、付着されるビード３２の移動線に
対して９０度の平面における溶接トーチ２４の角度を指
す。このトーチ角度Ｚは、先の溶着ビード３２に続いて
の溶着ビード３２を付加する時使用される。この角度は
垂直方向から測定され、＋２角度は先の溶着ビード３２
の基底部１６に溶接トーチ２４を指向している。トーチ
角度２を増大することにより、付着されたビード３２の
溶け込みの鋭さが僅かに減少する。トーチ角度２の最大
の利点は、先に付着されたビード３２上への密着性の改
善である。トーチ角度Ｚの過剰値（３０度を越える）は
、先の溶着ビード３２に重なる時乱調なアークを発生し
、そして付着された溶着ビード３２に欠陥発生点となり
得る表面不整部を創出する危険がある。

加工物２６に連続した溶着ビード３２を被覆する為には
、溶接トーチ２４の割り出しを必要とする。割り出しと
は、続いての溶着ビード３２を形成するに先立って溶接
トーチ２４が移動する距離である。割り出しをコントロ
ールすることは、隣り合う溶着ビード３２間に存在する
重なり量を調整する。あまりに小さな割り出しは、厚い
溶着ビード３２、基材材料（予備成形体３０もしくは加
工物２６）中への非常に浅い溶け込み、及び後の欠陥発
生点として作用する恐れのある、非常に急な基底部１６
の角度を生成する。加えて、急な基底部１６の角度を有
する、この型式の厚い溶着ビ−ド３２上でのアークの振
動は、スティック−アウト長さく溶接電極３８の先端か
ら加工物２６までの距離）の変動により電圧及び電流変
動を伴う乱調アークを発生する。過剰の割り出しは、間
に深い谷を有する溶着ビード３２を生成し易い。適正量
の割り出しが、急な基底部１６の角度を生成することな
くまた溶着ビード３２間に谷を生じることなく互いに密
着した溶着ビード３２を生成する。

溶接トーチ２４の移動速度は、明らかに、溶け込み或は
溶着ビード３２の形状に殆ど影響を持たず、これらは共
に移動速度の減少に相応して増大するように思われる。

第５図を参照すると、特に回転対称円筒状加工物２６の
製造に適応する、本発明に従うシェイプメルティングス
テーション２８の概略が示されている。加工物２６は、
テーブル４ｏ上に設置されるローラ４８により一端にお
いて支持される予備成形体３０上に層を成して作製され
る。予備成形体３０の他端は、スタンド４２上に支持さ
れる駆動手段４０にチャック４４により付設される。こ
れらは、工程中子備成形体３０の他端を支持しそして予
備成形体３０及び加工物２６を所望の速度で回転する役
目を成す。駆動手段４ｏとチャック４４は、好適には、
アロンソンボジショナーに付設される３つのジヨウチャ
ックから構成される。

予備成形体３０の両端はそこを密閉するため板で蓋され
る。予備成形体３０の、駆動手段４ｏとは反対側の端に
おいて、冷却管路５２に接続される回転式継手５０が取
り付けられる。冷却管路５２は、予備成形体３０とそれ
を取り巻く加工物２６を所望の温度に維持するため、工
程中子備成形体３ｏ内部を循環する水のような冷却媒体
源に接続される。冷却媒体温度は適当な温度センサ（図
示無し）により探知される。

加工物２６の回転軸線は、水平に、そしてジェットライ
ンサイドビームのような側ビーム５４に平行に且つその
下側に位置づけられている。側ビーム５４には、振動機
３６及びその付設溶接トーチ２４が直線運動自在に設置
されそしてこれらは加工物゛２６の長手方向に沿って駆
動される。加工物２６の表面に対する溶接トーチ２４の
高さの調整は、加工物２６から所要の距離において溶接
電極３８を位置付ける為に提供される。例えば、溶接ト
ーチ２４は好適にはＬｉｎｄｅ　５Ｔ−１２モデルから
構成しえ、他方振動機３６はＬｉｎｄｅ　５ｏｌｉｄ　
５ｔａｔｅｏｓｃｉｌｌａｔｏｒと成しつる。振動機３
６及びその付設溶接トーチ２４の設置はまた、トーチ角
度Ｘ及びトーチ角度２方向への溶接トーチ２４の各運動
を許容するよう設計されそしてまた加工物２６に対する
溶接トーチ２４の調節を一層容易ならしめる為に手動ク
ロススライド５６にも取り付けられている。振動機３６
、駆動手段制御装置６０並びに電源及びワイヤフィーダ
６２はすべて独立して調整することが出来そして与えら
れた用途に対して溶着パラメターを最適化するよう制御
される。電源及びワイヤフィーダ６２は、それぞれ、電
気的及び機械的接続手段６６及び６８を介して側ビーム
移動キャリッジ６４及び溶接トーチ２４に接続されてい
る。

実ＪＬ例 上記装置はインコネル６２５オーステナイト材料製のシ
ェイプメルティング筒を作製するのに好首尾に使用出来
、優れた結果を与えた。その作製に使用した幾つかのパ
ラメターは次の通り、であった： 溶加材ワイヤ：０．０４５”インコネル６２５シールド
ガス：アルゴン　流量：　７０　ＣＦ）Ｉワイヤ送り速
度＝３５０〜３７５インチ／分平均電流／電圧＋　１７
５〜２０５Ａ／２７．５〜３０Ｖ振動巾、周期：　３／
１６”於９５サイクル／分割り出し／回転：０．４００
インチ パス間温度：４００”Ｆ以下 これら円筒の非破壊試験は不合格としての兆候を何ら示
さなかった。空気中で円筒を計量しそしてその水容積排
斥量を得ることにより測定された密度測定値は理論値の
１００％密度であることを示した。金属組織学的解析か
らは、酸化物は存在せず、極く少量の微小孔（０，０１
％未満と推定）が認められただけであった。最後に、採
取された機械的試験サンプルは、大半の従来からの鋳造
もしくは鍛造インコネル６２５製品より優れた機械的性
質を示した。

本発明の具体例について説明したが、本発明の範囲内で
多くの変更を為しうることを銘記されたい。例えば、好
ましい具体例として、協同式ＧＭＡＷプロセスについて
特に述べたが、本発明はそれに制限されるものでない。

ストレート（非パルス）ＧＭＡＷ、パルスＧＭＡＷ、プ
ラズマＧＭＡＷそして他の密接に関連するＧＭＡＷ変更
方法を含めて、他の従来からのＧＭＡＷプロセスが本発
明において使用出来る。加えて、振動機及びその付設溶
接トーチを駆動しそして直線移動する為の装置として側
ビームが記載されたが、ロボット型装置を含めて他の任
意の適当な溶接マニピュレータを本発明の実施に用いる
ことが出来る。

４、　　　の、　なｆ日 第１図は、溶接肉盛バッドに被覆した３つの重なり合っ
た溶着ビードを有する単一溶着金属層の断面図である。

第２図は、著しい不連続部即ちパビラの無いアンダービ
ード形状を有する一つの溶着ビードの断面図である。

第３図は、シェイプメルティング製造ステーションの溶
接ヘッドと加工物の端面図である。

第４図は、第３図の側面図である。

第５図は、本発明に従うシェイプメルティング製造ステ
ーションの概略図である。

１０：溶着ビード １２：溶着肉盛パッド１２ １４：上面 １６：基底域１６ １８、不連続部即ちパビラ ２８：シェイプメルティング製造ステーション２４：溶
接ヘッド（トーチ） ２６：加工物 ３０：予備成形体 ３６：振動機 ３８：溶接電極 ４ｏ：駆動手段 ４４：チャック ５２；冷却管路 ５４、側ビーム ６４：キャリッジ ６２：ワイヤフィーダ 、″＋１ ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、　２ 第１頁の１続き ［Ｆ］発　明　者　　テニス・ドウエイン・　　アメバ
ーウィグ　　　　　　　スト ［株］発　明　者　　ディピッド・ニージー　　アメン
ゆマーカー　　　　　　ジー ［Ｆ］発明者　　　チャールズ・マイケ　　　アメル曇
ウェーバ−ドラ リカ合衆国オハイオ州マシロン、セブンティーンス・リ
ート・サウスウエスト２１７５ リカ合衆国オハイオ州ミナーバ、トウェルフス・ストド
ア２１６ リカ合衆国オハイオ州アライアンス、オークウッド・イ
ブ９６６ 手系売ネ甫正書 昭和６３年４月１４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）シェイプメルティング工程全体を通して溶着金属の
   付着状態を厳密に制御してアンダービードの不連続部を
   有する溶着ビードを回避することにより、シェイプメル
   ティングにより製造されたオーステナイト材料部品にお
   けるマイクロフィッシャー欠陥を排除する溶着方法であ
   って、 被加工表面を用意する段階と、 該表面上に順次して被覆される溶着ビードの層を指定さ
   れたパス間温度で付着する為溶接トーチを用意する段階
   と、 シェイプメルティング工程中付着された溶着ビードの移
   行線に対して一側から他側へと横振動様式で前記溶接ト
   ーチを振動する段階と を包含し、溶着ビードの溶け込み点を溶着ビード巾に沿
   って拡大して、不連続部の無い平坦な、丸みつけられた
   アンダービード形状を生成することを特徴とする付着方
   法。 ２）シェイプメルティング工程中、予備成形体を回転し
   そして溶接トーチを予備成形体の長手方向に沿って移動
   する段階を更に含み、連続した溶着金属層を生成する特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）パス間温度を制御する段階を更に含む特許請求の範
   囲第２項記載の方法。 ４）シェイプメルティング工程がガスメタル−アーク溶
   接方法により行なわれる特許請求の範囲第３項記載の方
   法。 ５）予備成形体が中空筒状部材である特許請求の範囲第
   ４項記載の方法。 ６）オーステナイト材料がインコネル６２５である特許
   請求の範囲第５項記載の方法。 ７）マイクロフィッシャー欠陥の無いシェイプメルティ
   ングオーステナイト材料部品の製造の為の溶着装置であ
   って、 部品形成の為溶着材料が順次して被覆される溶着ビード
   の層として付着される予備成形体を支持する為の手段と
   、 溶着材料の付着中前記予備成形体を回転する為の手段と
   、 溶接トーチと、溶着ビードの移行線に対して一側から他
   側へと横振動様式で該溶接トーチを振動する為溶接トー
   チを付設する振動機と、 前記振動機及び付設溶接トーチを駆動しそして移動する
   為前記予備成形体に対して平行な離間関係で位置づけら
   れ、垂直方向、トーチ角度Ｘ及びトーチ角度Ｚ方向にお
   いて前記部品に対する溶接トーチの調整を為し得るよう
   振動機及び付設溶接トーチを取り付ける側ビームと を包含する溶着装置。 ８）溶接トーチがガスメタル−アーク溶接トーチである
   特許請求の範囲第７項記載の溶接トーチ。