JPH0327737Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、アークスタツド溶接により金属部材
の表面に容易に取り付けることができる溶接用セ
ラミツクスピースに関する。

〔従来の技術〕

金属部材にセラミツクスの耐熱性保護層を設け
ることにより、炉壁，バーナ，羽口等の高温雰囲
気で使用される構造材を得ている。或いは、セラ
ミツクスの耐摩耗性を活用し、ブロアー，ポンプ
等の高速回転機器のライニングとしている。

最近、このセラミツクス層の形成を現場で簡単
に行うものとして、一定形状のピースに成形した
セラミツクスを溶接，ろう付け等の手段によつて
貼り付ける方法が開発されている。

たとえば、特開昭60−65775号公報においては、
セラミツクスピースに設けた貫通孔に金属製の固
定治具を挿入し、この固定治具を母材金属に抵抗
溶接することにより、母材金属に対するセラミツ
クスピースの貼付けを行つている。この方法によ
るとき、固定治具によりセラミツクスピースが母
材金属に取り付けられるので、セラミツクスピー
スが固定治具−母材金属間の強固な金属結合によ
つて保持される。

ところが、特開昭60−65775号公報に示されて
いる固定治具は、一定の断面積をもつ柱状体とし
ている。これは、その固定治具を母材金属に抵抗
溶接するときに供給する溶接電流が、固定治具内
部に局部的な加熱を生じることなく、固定治具と
母材金属との間の接触部における発熱に利用され
ることを目的とするためである。そして、所定の
強度で固定治具を母材金属に溶接するためには、
固定治具と母材金属との間の接触面積には下限値
がある。

しかし、この部分の断面積のままで固定治具を
成形するとき、セラミツクスピースの上部に露呈
する固定治具の表面積が大きなものとなる。その
ため、この部分で耐熱性，耐摩耗性等が劣り、ま
た仕上りも見栄えの悪いものとなる。これを避け
るため、特開昭60−65775号公報においては、固
定治具の上部に金属製キヤツプ及びセラミツクス
製キヤツプを被せている。そのために、部品点数
が多くなり、その分だけ溶接作業が面倒なものと
なる。

そこで、本考案者等は、コーン部に続いてフラ
ンジ部及びピン部を備えたスタツドを組み込んだ
セラミツクスピースを開発し、これを別途出願し
た。第６図は、このセラミツクスピースを示す。
すなわち、セラミツクスピース本体１には孔部２
及び凹部３が設けられており、このセラミツクス
ピース本体１にスタツド５を挿入している。この
スタツド５は、先端に突起６をもつコーン部７に
続いてフランジ部８があり、そしてフランジ部８
から溶接電流供給用のピン部９が立設している。
なお、セラミツクスピース本体１の下面には、凹
部３の内部空間をセラミツクスピース本体１の外
周面に連絡する複数の溝部４が設けられている。
この溝部４は、溶接時に発生するガス，ヒユーム
等を外部に排出する通路として働く。

このような形状のスタツド５を母材金属にアー
ク溶接するとき、接合面積を大きくとることがで
きるため、充分な接合強度でセラミツクスピース
本体１が母材金属に取り付けられる。他方、セラ
ミツクスピース本体１の表面側に露出するスタツ
ド５は、ピン部９の断面部分だけであるため、露
出した金属による耐熱性，耐摩耗性等の性質劣化
も抑制される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

特開昭60−65775号公報或いは第６図に示した
スタツド５を母材金属に溶接することによりセラ
ミツクスピースを取り付ける場合、突起６を中心
とした溶接部がスタツド５毎に形成される。その
ため、セラミツクスピース本体１の形状如何によ
つては、多数のスタツド５をセラミツクスピース
本体１に設ける必要がある。このような多数のス
タツド５を設ける場合には、セラミツクスピース
本体１に複雑な加工を施すことが必要になるばか
りか、その加工によつて形成される突起部に応力
集中が生じ易くなるため、セラミツクスピース本
体１の強度も低下することになる。

そこで、本考案は、多数のスタツドを必要とす
ることなく、一つの通電経路により多数点を溶接
することにより、金属構造体に対するセラミツク
スピースの取付けを簡単且つ確実に行うことを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の溶接用セラミツクスピースは、その目
的を達成するため、セラミツクスピース本体の下
面の両端に跨る板状又は棒状の金属部材を設け、
該金属部材に少なくとも一個の通電用突起を形成
し、且つセラミツクスピース本体の内部に挿通し
た又は側面に配設した通電部材を前記金属部材に
接続したことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本考
案の特徴を具体的に説明する。

第１図は本考案の第１実施例の溶接用セラミツ
クスピースを示す断面図であり、第２図はそのセ
ラミツクスピースを下方からみた図である。な
お、これらの図において、第６図に示した個所等
に対応するものについては、同一の符番で指示し
た。

このセラミツクスピース本体１は、例えば厚み
２〜30mmの板材を正方形，長方形等の適宜の形に
成形して得られる。また、セラミツクス粉末等を
専用の形状に焼結し、これを成形することによつ
ても得られる。このようなセラミツクスピース本
体１を対象とする母材金属に複数個取り付けるこ
とにより、耐熱性，耐摩耗性等に優れたセラミツ
クス層が形成される。セラミツクスピース本体１
に使用する材質としては、たとえばアルミナ，ル
コニア，コーデイエライト，炭化珪素，窒化珪素
等の各種のものがある。

セラミツクスピース本体１の中央部には、孔部
２が設けられている。この孔部２は、そこに収容
される通電用のピン部９の形状に対応するもので
あり、適宜の形状に成形されている。そして、セ
ラミツクスピース本体１の下面に、ピン部９に接
続された金属板１０が設けられている。

ここで、ピン部９としては、その一部がセラミ
ツクスピース本体１表面に露出することから、耐
熱性，耐摩耗性に優れた導電性材料、たとえば耐
熱鋳鋼，耐摩耗性高硬度鋼，導電性セラミツクス
等が使用される。他方、金属板１０としては、鉄
板銅板等の導電性材料が使用される。

この金属板１０の四隅には、第２図に示すよう
に４個の突起１１が形成されている。この突起１
１の周辺には、必要に応じて第６図に示すよう
に、コーン部７に相当する隆起部分を形成するこ
ともできる。これにより、ピン部９を経て供給さ
れる溶接用電流は、金属板１０を介してそれぞれ
の突起１１に伝わり、突起１１の部分が対象とす
る金属構造体に溶接される。

なお、図示するようにピン部９の上部が上に広
がつたテーパ面をもつものとするとき、このテー
パ部と金属板１０とでセラミツクスピース本体１
が挟まれ、溶接後にセラミツクスピース本体１が
金属構造体から剥離することが防止される。この
ピン部９としては、中空円筒状のものを使用し、
溶接後にその中空部に適宜の耐火物を充填するよ
うにしても良い。更に、ピン部９頂部の高さをセ
ラミツクスピース本体１の表面より低くし、その
頂部を覆うように耐火物を孔部２に充填すると
き、セラミツクスピース本体１表面から露出する
金属部がなくなるので、耐熱性，耐摩耗性等にす
ぐれたセラミツクス層がえられる。

また、セラミツクスピース本体１の四隅をコー
ナ取り１２しておくとき、溶接時に発生したガ
ス，ヒユーム等がコーナ取り１２によつて作られ
た空間部を上昇して外部に排出され、溶接部に閉
じ込められることに起因する悪影響をなくすこと
ができる。なお、多数のセラミツクスピース本体
１を隣接して金属構造体に貼り付けたとき、この
コーナ取り１２によつて生じる孔部は、適宜の耐
火材料を充填することにより閉塞することができ
る。

第３図は、第２実施例の溶接用セラミツクスピ
ースを示す。本例におけるセラミツクスピース本
体１は、その側面の一部に窪み１３を設けてい
る。そして、この窪み１３に向かつて傾斜する側
面に沿うように、金属板１０の端部を折り曲げて
いる。そして、セラミツクスピース本体１の周囲
４側面に折り曲げられた金属板１０の互いに隣接
する端部相互を必要に応じて溶接等の手段により
連接する。

この金属板１０の折曲げ又は連設部により、セ
ラミツクスピース本体１が強固に保持され、溶接
後に金属構造体からセラミツクスピース本体１が
剥離することがない。また、このような金属板１
０によつてセラミツクスピース本体１を強固に保
持する方式により、セラミツクスピース本体１及
び金属板１０の厚みを薄くすることができるた
め、重量軽減やコスト軽減等を図ることができ
る。

ここで形成する窪み１３としては、鋭角的に曲
がる個所がないように、セラミツクスピース本体
１の側面に連続曲面とすることが好ましい。これ
により、局部的な応力集中が避けられ、その鋭角
部を中心とした亀裂，破損等の発生が抑制され
る。

また、第３図に示したセラミツクスピース本体
１の中央部にピン部９挿通用の孔を設けることに
代えて、セラミツクスピース本体１の側面から金
属板１０に通電する方式を採用することもでき
る。第４図は、この通電方式を採用した第３実施
例を示す。本例においては、セラミツクスピース
本体１の側面に設けられた窪み１３に沿つて金属
板１０の端部を折り曲げている。そして、この部
分の金属板１０に外挿電極棒１５を接触させてい
る。これによつて、成形が容易となり、しかも亀
裂，破損等がなく耐摩耗性に優れたセラミツクス
ピース本体１を得ることができる。

第５図は、第４実施例の溶接用セラミツクスピ
ースを示す。本例においては、金属棒状体１４を
セラミツクスピース本体１の下部に設けた溝に挿
入している。この金属棒状体１４は、セラミツク
スピース本体１の一面から反対側の面に到達する
長さを持つている。そして、その両端近傍に突起
１１が形成されている。ここで、金属棒状体１４
を下方に向けて絞られた形状とし、セラミツクス
ピース本体１に設けた溝をアリ溝とすることが好
ましい。これにより、突起１１をを金属構造体に
溶接した後、金属棒状体１４の傾斜面と金属構造
体の表面との間にセラミツクスピース本体１が挟
まれ、剥離防止効果が得られる。

なお、本例においても、第４図に示したように
金属棒状体１４が露出した側面からの通電方式を
採用することによつて、セラミツクスピース本体
１に設けられた孔部やピン部９をなくすことがで
きる。また、側面に凹部を設け、ガス，ヒユーム
等を外部に排出する通路を形成することができ
る。更に、金属棒状体１４として、セラミツクス
ピース本体１の４側面から十字状に設けられたア
リ溝に装入し、十字状に連設された一対の棒状体
からなるものを用いることができる。

なお、以上の各例において、セラミツクスピー
ス本体１と金属板１０又は金属棒状体１４との間
に、緩衝材を介在させることができる。この緩衝
材として、比較的低温用の用途に用いる場合に
は、ゴムが使用され、高温用の用途の場合には繊
維状の金属織物，セラミツクスフアイバー等の弾
力性に富む材料が使用される。このとき、セラミ
ツクスピース本体１が受ける衝撃が緩和され、亀
裂や欠損等からセラミツクスピース本体１を保護
することができる。また、緩衝材の材質を選択す
ることにより、かなりの高温雰囲気においても衝
撃の緩和が可能となる。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案の溶接用セラミ
ツクスピースにおいては、一つの通電経路により
金属板又は金属棒状体が多数点で対象とする金属
構造体に溶接されるので、セラミツクスピースの
取付け作業が迅速化される。しかも、その溶接点
が予め定められた対称位置にあることから、個々
のセラミツクスピースが一様な接合強度で金属構
造体に取り付けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の溶接用セラミツ
クスピースを示す断面図であり、第２図はそのセ
ラミツクスピースを下方からみた図である。また
第３図〜第５図は他の実施例の溶接用セラミツク
スピースを示し、第６図は本考案者等が別途開発
した溶接用セラミツクスピースを示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. セラミツクスピース本体の下面の両端に跨る板
   状又は棒状の金属部材を設け、該金属部材に少な
   くとも一個の通電用突起を形成し、且つセラミツ
   クスピース本体の内部に挿通した又は側面に配設
   した通電部材を前記金属部材に接続したことを特
   徴とする溶接用セラミツクスピース。