JPS63264294A - アーク溶接方法 - 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】 本発明は特願昭６１−２６６５０２号に関連した改良発
明に関する。

先出願には中央棒およびその周囲に集められた個々の棒
から形成されたクラスター電極が記載され、集束中の各
俸は外側を新規なフラックス組成物で被覆されたそして
低炭素鋼であるクラスター電極からなっている。。そう
することによって、最小電流および電圧値を利用して液
一体溶接金属の最大重量の溶着を得ている。この方法で
作られた固化溶接金属は一定の増強された物理的性質を
示すことが見出された。

先願発明におけるフラックス組成物は規定された量の炭
酸カルシウム（ＣａＣｏｎ）および弗化カルシウム（Ｃ
ａＦｍ）を含有する。これらはスラグ形成剤としてのみ
ならずアーク安定剤および清浄剤として組合せた重要な
機を果す。この組合せは適切な焼失または溶射速度およ
び金属の良好な清浄化を与える。

フラックス組成物中の追加金属または鉱物は特定量のマ
ンガン、ケイ素、鉄、クロムおよびシリケートである。

先願にはまたフラックス配金物がこれも規定範囲のモリ
ブデン、タングステン、ニラクル、バナジンおよびチタ
ンも含有しうる。

出願人の発見に対する一般的な情況は例示すると加工片
の摩耗部の修理、機械掛は処理される鍛造ダイ上の凹み
を７ラツデイングすることを含む完全凹所を設けること
、個々の部品の技術的な変更および機械掛は誤差の修正
をすることにある。本発明の代表的な用途には、鍛造ダ
イ、プレスダイ、トリムダイ、ハンマー基台、ラム、口
金（ｓａｗ　ｂｌｏｏｋ　）　、カラムおよびタイプレ
ート、および補修を必要とする比較的重工業の装置があ
る。

溶接金−の物理的性質、特に硬度値の分野で、規定量の
モリブデンおよびタングステンを加えることによって増
強されることをここに見出した。後者の金属は特に溶接
金属の加工特性を変性することを明らかにし、同様に加
熱下その硬度を金属に維持させる。更にフラックス組成
物中合金は溶接金属の炭素含有率に稀釈効果を有し、溶
接金属中の炭素の重量％を０．０１〜０．１５重ｕ％と
いう低いものにさせることが見出された。先願発明のク
ラスター電画配置およびその上のフラックス被覆を使用
する溶接法において明らかに生起するこの現象はこれら
の高度に望ましい結果に寄与することに疑いはない。

本発明により、ここで使用するクラスター電極なる語は
、１９５０年８月２９日発行の米国特許第２５２０１１
２号に示されている一般構造を称する。しかしながら特
に、本発明の範囲内のクラスター電極は、周囲に枚数の
中実の小さい直径の低炭素鋼ｖＬ極を集めた中実中央低
炭素ヨ雷１極で具体化される。小さい直径の電極および
棒ｉｉｉは長手方向に配置された形であり、クラスター
関係で中央電極または３棒および小さい直径の俸′Ｆ！
極を維持するための手段が設けられている。

溶着または溶接金属が密な孔を含まぬそして均質である
ことを確実にするため、ニッケルーフ賞ムーモリブデン
系の溶着の製造において、各棒電極に実質的に下記組成
を有する密に接着したフラックス被覆を設けることが重
要である。

マンガン　　　　　　　２〜１２ ケ　　イ　　素　　　　　　　　　　　　　　　　　　
２〜１０鉄　　　　　　　　　　　　　５〜３５（！＆
ｏｏｓ　　　　　　　　２０〜６００ａ？１　　　　　
　　　８〜３５ り　　ワ　　ム　　　　　　　　　　　　　　　　　　
３〜１２シリケート　　　　　　　　　　　５〜１５モ
リブデン　　　　　　　　０．０５〜１０タングステン
　　　　　　　　　０．０５〜１０ニツケル　　　　　
０．１０〜１５ チ　　タ　　ン　　　　　　　　　　　　　　　Ｏ〜１
５バナジン　　　　　　　０〜３ り　　ロ　　ム　　　　　　　　　　　　　　　　Ｏ〜
１．５クラスター電極と組合せて有効な結果を生せしめ
る更に特別のフラックス配合物は次のとおりであるとよ
い。

実施例 成　　分　　　　　　重量部（約） マンガン　　　　　　　　　６ ケ　　イ　　素　　　　　　　　　　　　　　　　８鉄
　　　　　　　　　　　　　１０ ０ａＯＯｓ　　　　　　５０ ＣａｌＦｔ　　　　　　２０ −り　ロ　ム　　　　　　　１２ シリケート　　　　　　　　　　　　　４モリブデン　
　　　　　　　　　　６ 二ツケ／Ｉ／８ タングステン　　　　　　　　　　　　１．５コロンビ
ウム　　　　　　　　　　　　　１．０しかしながら出
願人の引き続いて行なった研究では、低炭素合金鋼体ま
たは溶接金属の物理的性質における著しい改良が、好ま
しくはフエ賞タングステン合金の形で、制御された量の
タングステンをフラックス組成物に加えることによって
達成されることを明らかにした。フラックス配合物中の
タングステンは溶接金属の熱加工特性を変性し、高温下
で製品中でその硬度を維持することを著しく助ける。製
品はすぐれた延性を有し、認めつる破壊の徴候なしに試
料をそれ自体曲げ戻すことができる程度に冷ｒＡ成形で
きる。金属体は鋳造として使用でき、鍛造は必要ない。

硬化は必要ない、従って焼戻しは必要ない。形成された
金属体は空気冷却させることによって析出硬化させ、金
属体の厚さそれぞれ１１ルについて１時間７００〜１２
００’Ｆで焼戻ししたときすぐれた結果が達成される。

前述した広いフラックス組成物において、タングステン
は約０．０５　ｗｉｔ　％〜約１０重量％の量で存在さ
せるのが好ましい。前述した実施例のより特別な配合に
おいて、タングステンの１．５重量部の添加が最終製品
に特に良好な結果を与える。

本発明のクラスター電極から作られ、別の硬化を含まぬ
前記熱処理後の溶接金属の試料は分析して次の結果を有
していた。

炭　　　素　　　　　　　　　０．０１〜０．１５マン
ガン　　　　　　０．５０〜２，００ケイ素　　　０．
０５〜１．００ り　　ロ　　ム　　　　　　　　　　　　　　０．５０
〜５．００モリブデン　　　　　　　　０．２５〜２，
５０ニツケル　　　　　０５０〜５．００ タングステン　　　　　　　　　０．２５〜１，５０バ
ナジン　　　　　　　０〜１．５０ フロンビウム　　　　　　　　　　　　０〜１，００コ
バルト　　　　　　　　Ｏ〜２．００各実施例のより特
別なフラックス組成物によって得られる溶接金回製品の
分析は下記結果を示した。

炭　　　素　　　　　　　　　　　０．０６マンガン　
　　　　　　１．３５ ケイ素　　　０．０８〜０．１０ り　　ロ　　ム　　　　　　　　　　　　　　３．００
〜３．５０モリブデン　　　　　　　　１．００〜２．
００ニツケル　　　　　　　１．５０ タングステン　　　　　　　　　０．２５〜１．５０上
述した進歩した観点に従って得た溶接全翼製品の無作意
採取試料では下記の機械的性質を示した。

降伏強さくｐｓｌ）　　　１０００００〜１５００００
引張り強さくｐ日ｚ）　　　　１０００００〜１９００
００延び率（％）１５〜３０ 面積減少（％）３０〜７０ 硬　　　度（Ｂｈｎ）　　　　　　　１９５〜５００溶
接作業において、中央の相対的に大直径の電極および周
囲の小さい直径の電極は軟調または低炭素鋼、一般に炭
素的０，０４〜０．１２重１−の鋼から構成した。この
種の饋は０−１００４〜０−１０１２として取引に当っ
て命名されている、しかし他の品質のものも場合によっ
ては好適であることが見出される。中央即ち芯電極は例
示すると長さ約４８ｊｎ、直径約０．８１３７ｉｎを有
する。−吉相対的に小さい直径の棒電極は一般に約４７
１ｎ以下の長さと約０．２５０　ｉｒＬの直径のもので
ある。棒の組成およびその寸法の実質的な改変は、特別
な溶接に用いる必要があるとき行ないうることは勿論で
ある。フラックス被覆の厚さもまた変えることができる
、しかしながら直径約０．８１３７ｉｎを有する５棒電
極上に厚さ約０．０４６３　ｉｒｚの被覆が一般に付与
される。直径０．２５０　ｉｎを有する小さい直径の周
囲の棒電極は０．１５０　ｉｒＬの厚さのフラックス被
覆を担持する。

前述したパラメーターは、電圧が約２６〜３０ｖ１電流
が□約１５００〜２４００Ａに制御された溶接作業に用
いられた。実質的に９０　／ｂｓ以上の固体溶接金属が
１時間について溶看され、固化したときの溶接全黒は密
で、孔を含まず、均質であることが判った。溶接金属の
すぐれた機械的性質を以下にまとめて示す。

フラックス被覆はシールＰアーク電極に少な′　くとも
三つの重要な機能を有することを知るべきである。第一
に、それらは発生したガスのイ゛　オン化によってアー
クカラム間の電気導電性を促進する。第二に、それらは
溶接パドルから大気を排除するシールドガス（基本的に
ＣＯ，）をを生ぜしめる。第三にかかる被覆は粒子精錬
のため、そしである場合には溶接部への合金添加のため
溶融金属パドルにスラグ形成材料を加える。これらの機
能は化学的保護を原則的に与える。機械的保護の分野に
おいては、被覆は、電極の端でアークが限定された部域
に集中するように電極の側面を絶縁する。これは重要で
、深いＵまたはＶ型溝での溶接を容易にする。更に被覆
は、電極の先端でカップ、コーンまたはシースを作るの
に有効であり、これは坩堝のような作用をし、機械的シ
ールドを与え、アークを集中し、指向させ、熱損失を減
じ、電極の端での温度を上昇させる。

出願人は一つの特定理論で拘束されるのを好まぬのであ
るが、本発明のクラスター溶接電極集成体において、中
央１！極または芯と組合せた形での小さい直径または外
側の電極は中央ＴＬ極へ熱を伝達する個々のアークを作
り、これによって溶融金属の流れを容易にし、カップ中
での過剰金属を避けるようにし、大玉の球状伝達を作る
傾向を有する。本発明によって、溶融金属とＩ！極の端
の間の接着力を減じ、あるいは溶融金属の表面張力を変
えることによって微粒子の形でＴｔｌ極の端に残る溶融
金属の球の破壊を行なうＯ 上述したことから本発明は、最小電流および電圧値を利
用して最大重量の液体溶接金属の溶着を可能にし、増大
された機械的性質を有する低炭素含有率の固化した溶接
金属を作るクラスター溶接電極集成体を提供したことを
知ることができる。これらの望ましい結果は、前述した
範囲内での比較的広い変化を受ける構成のフラックス被
覆を設けた本発明のクラスター電極によって達成される
。ここに示した組成、溶接法および構造のこれらのおよ
び他の改変を本発明の範囲を逸脱することなく行なうこ
とができることは勿論である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体溶接金属を作るため、フラックス被覆した中実
   中央低炭素鋼棒電極および周囲のフラックス被覆した小
   さい直径の中実低炭素鋼棒電極から形成されたクラスタ
   ー電極によつて与えられる電極チップおよび基体金属の
   間にアークを作り、液体溶接金属を冷却して実質的に下
   記組成： ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する低炭素合金鋼体を作ることを特徴とするアーク
   溶接法。 ２、液体溶接金属を作るため、フラックス被覆した中実
   中央低炭素鋼棒電極および周囲のフラックス被覆した小
   さい直径の中実低炭素鋼棒電極から形成されたクラスタ
   ー電極によつて与えられる電極チップおよび基体金属の
   間にアークを作り、液体溶接金属を冷却して低炭素合金
   鋼体を作ることからなり、前記棒電極上のフラックス被
   覆が実質的に下記組成： ▲数式、化学式、表等があります▼ を有することを特徴とするアーク溶接法。 ３、液体溶接金属を作るため、フラックス被覆した中実
   中央低炭素鋼棒電極および周囲のフラックス被覆した小
   さい直径の中実低炭素鋼棒電極から形成したクラスター
   電極によつて与えられた電極チップおよび基体金属の間
   にアークを作り、液体溶接金属を冷却して実質的に下記
   組成： ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する低炭素合金鋼体を作ることを特徴とするアーク
   溶接方法。 ４、液体溶接金属を作るため、フラックス被覆した中実
   中央低炭素鋼棒電極および周囲のフラックス被覆した小
   さい直径の中実低炭素鋼棒電極から形成されたクラスタ
   ー電極によつて与えられる電極チップおよび基体金属の
   間にアークを作り、液体溶接金属を冷却して低炭素合金
   鋼体を作り、前記棒電極上のフラックス被覆が実質的に
   下記組成： ▲数式、化学式、表等があります▼ を有することを特徴とするアーク溶接方法。