JPH11197861A - 肉盛り溶接方法 - Google Patents
肉盛り溶接方法Info
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- JPH11197861A JPH11197861A JP345998A JP345998A JPH11197861A JP H11197861 A JPH11197861 A JP H11197861A JP 345998 A JP345998 A JP 345998A JP 345998 A JP345998 A JP 345998A JP H11197861 A JPH11197861 A JP H11197861A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K20/1275—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding involving metallurgical change
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 母材の一部に対し、タングステンアーク溶接
等の溶融溶接方法を利用して肉盛り層を形成した場合、
母材である機械部品が高温に晒されて材質劣化を起こす
恐れがある。 【解決手段】 母材１に設けられた孔４の内周面に沿っ
て設置した型枠５に、粉末状にした溶接物２を入れて圧
縮成形し、母材１と溶接物２との間に摩擦棒３を自転さ
せながら圧入するとともに孔４の周方向に沿って移動さ
せ、母材１と摩擦棒３との間に生じる摩擦熱によって母
材１ならびに溶接物２を塑性化させるとともに摩擦棒３
の運動によって塑性化成分を流動させて混合し、孔４の
内周面に母材１と溶接物２とが混合した肉盛り層Ａを形
成する。
等の溶融溶接方法を利用して肉盛り層を形成した場合、
母材である機械部品が高温に晒されて材質劣化を起こす
恐れがある。 【解決手段】 母材１に設けられた孔４の内周面に沿っ
て設置した型枠５に、粉末状にした溶接物２を入れて圧
縮成形し、母材１と溶接物２との間に摩擦棒３を自転さ
せながら圧入するとともに孔４の周方向に沿って移動さ
せ、母材１と摩擦棒３との間に生じる摩擦熱によって母
材１ならびに溶接物２を塑性化させるとともに摩擦棒３
の運動によって塑性化成分を流動させて混合し、孔４の
内周面に母材１と溶接物２とが混合した肉盛り層Ａを形
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接対象となる母
材の一部に対する肉盛り溶接方法に関するものである。
材の一部に対する肉盛り溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ある部材の側面に沿って肉盛り
を施す必要が生じた場合、従来はタングステンアーク溶
接等の溶融溶接方法を採用して部材の側面に溶接物の肉
盛り層を形成するのが一般的である。
を施す必要が生じた場合、従来はタングステンアーク溶
接等の溶融溶接方法を採用して部材の側面に溶接物の肉
盛り層を形成するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような溶融溶接方法により肉盛りを実施する場合、次の
ような問題点が挙げられる。 （１）溶融溶接方法を採用した場合には母材である機械
部品が高温に晒されて材質劣化を起こす恐れがある。 （２）溶融溶接方法は母材ならびに溶接物がいずれも金
属である場合にしか適用できない。
ような溶融溶接方法により肉盛りを実施する場合、次の
ような問題点が挙げられる。 （１）溶融溶接方法を採用した場合には母材である機械
部品が高温に晒されて材質劣化を起こす恐れがある。 （２）溶融溶接方法は母材ならびに溶接物がいずれも金
属である場合にしか適用できない。
【０００４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、摩擦溶接の要領で母材の被溶接部に所望の形状
の肉盛りを形成することが可能な肉盛り溶接方法を提供
することを目的としている。
であり、摩擦溶接の要領で母材の被溶接部に所望の形状
の肉盛りを形成することが可能な肉盛り溶接方法を提供
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような肉盛り溶接方法を採用す
る。この肉盛り溶接方法は、母材の被溶接部に沿って設
置した型枠に、粉末状もしくは切屑状にした溶接物を入
れて圧縮成形し、該溶接物と母材との間に摩擦棒を自転
させながら圧入するとともに被溶接部に沿って移動さ
せ、母材と摩擦棒との間に生じる摩擦熱によって母材な
らびに溶接物を塑性化させるとともに摩擦棒の運動によ
って塑性化成分を流動させて混合し、被溶接部に沿って
母材と溶接物とが混合した肉盛り層を形成するという方
法である。
めの手段として、次のような肉盛り溶接方法を採用す
る。この肉盛り溶接方法は、母材の被溶接部に沿って設
置した型枠に、粉末状もしくは切屑状にした溶接物を入
れて圧縮成形し、該溶接物と母材との間に摩擦棒を自転
させながら圧入するとともに被溶接部に沿って移動さ
せ、母材と摩擦棒との間に生じる摩擦熱によって母材な
らびに溶接物を塑性化させるとともに摩擦棒の運動によ
って塑性化成分を流動させて混合し、被溶接部に沿って
母材と溶接物とが混合した肉盛り層を形成するという方
法である。
【０００６】上記の肉盛り溶接方法に関して、被溶接部
に沿う摩擦棒の移動操作を複数回繰り返すものとし、該
移動操作を繰り返す度に被溶接部と摩擦棒との距離を漸
次広げていくことで肉盛り層を積層形成し、肉厚を厚く
することも可能である。
に沿う摩擦棒の移動操作を複数回繰り返すものとし、該
移動操作を繰り返す度に被溶接部と摩擦棒との距離を漸
次広げていくことで肉盛り層を積層形成し、肉厚を厚く
することも可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明に係る肉盛り溶接方法の一
実施形態として、母材に設けられた円形の孔の内周面に
沿って肉盛りを施す場合を図１および図２に示して説明
する。
実施形態として、母材に設けられた円形の孔の内周面に
沿って肉盛りを施す場合を図１および図２に示して説明
する。
【０００８】図１には溶接対象となる母材１と溶接物２
および摩擦棒３を示す。母材１は厚さが均一な板状であ
り、厚さ方向に向けて肉盛りを施すべき円形の孔４が形
成されている。溶接物２は粉末状とされ、孔４の周面に
沿って設置された型枠５に収容されて圧縮成型されてい
る。摩擦棒３は母材１ならびに溶接物２と比較して溶融
温度が極めて高い超硬耐熱合金を円柱状に形成したもの
であり、図示しない駆動装置に装着されて自転運動を行
いながら孔４の周方向に公転運動するようになってい
る。型枠５には溶接物２を受ける溝が孔４の円周に沿っ
て形成されており、溝を形成する外側の側壁５ａが母材
１の下面に当接され、内側の側壁５ｂが孔４の内周面を
覆い母材１の上面を越えて上方に延出された形状を有し
ている。
および摩擦棒３を示す。母材１は厚さが均一な板状であ
り、厚さ方向に向けて肉盛りを施すべき円形の孔４が形
成されている。溶接物２は粉末状とされ、孔４の周面に
沿って設置された型枠５に収容されて圧縮成型されてい
る。摩擦棒３は母材１ならびに溶接物２と比較して溶融
温度が極めて高い超硬耐熱合金を円柱状に形成したもの
であり、図示しない駆動装置に装着されて自転運動を行
いながら孔４の周方向に公転運動するようになってい
る。型枠５には溶接物２を受ける溝が孔４の円周に沿っ
て形成されており、溝を形成する外側の側壁５ａが母材
１の下面に当接され、内側の側壁５ｂが孔４の内周面を
覆い母材１の上面を越えて上方に延出された形状を有し
ている。
【０００９】母材１に設けられた孔４の内周面に対し、
図２に示す各工程を経て肉盛りを施す。まず、図１に示
すように被溶接部となる孔４の内周面に沿って型枠５を
設置する。
図２に示す各工程を経て肉盛りを施す。まず、図１に示
すように被溶接部となる孔４の内周面に沿って型枠５を
設置する。
【００１０】型枠５に粉末状の溶接物２を入れて上方か
ら高圧力を加え、型枠５の形状に合わせて圧縮成形す
る。圧縮操作に関しては溶接物２の粉末を焼結材の加工
における圧縮行程と同じ要領で圧縮する。
ら高圧力を加え、型枠５の形状に合わせて圧縮成形す
る。圧縮操作に関しては溶接物２の粉末を焼結材の加工
における圧縮行程と同じ要領で圧縮する。
【００１１】図示しない駆動装置に装着された摩擦棒３
の自転運動を開始させ（図２(ａ)参照）、先端を母材１
と溶接物２との境界に母材１の上面から圧接させると、
母材１は摩擦棒３との間に生じる摩擦熱によって塑性化
し始め、同様に溶接物２も摩擦熱によって塑性化し始め
る。そこで、塑性化した母材１と溶接物２の間に摩擦棒
３を加圧挿入していく。
の自転運動を開始させ（図２(ａ)参照）、先端を母材１
と溶接物２との境界に母材１の上面から圧接させると、
母材１は摩擦棒３との間に生じる摩擦熱によって塑性化
し始め、同様に溶接物２も摩擦熱によって塑性化し始め
る。そこで、塑性化した母材１と溶接物２の間に摩擦棒
３を加圧挿入していく。
【００１２】摩擦棒３を母材１と溶接物２との間に加圧
挿入し母材１に差し通した状態とし（図２(ｂ)参照）、
摩擦棒３の自転運動を継続しながら孔４の内周面に沿っ
て移動させると、摩擦棒３の側面と母材１の間に生じる
摩擦熱によって周囲の母材１と溶接物２とが塑性化し、
さらに摩擦棒３の自転ならびに公転運動によって双方が
流動して混合する。そして、摩擦棒３が通過した後に
は、孔４の内周面に沿って母材１と溶接物２が塑性化し
た状態で混合された肉盛り層Ａが形成される（図２(ｃ)
参照）。
挿入し母材１に差し通した状態とし（図２(ｂ)参照）、
摩擦棒３の自転運動を継続しながら孔４の内周面に沿っ
て移動させると、摩擦棒３の側面と母材１の間に生じる
摩擦熱によって周囲の母材１と溶接物２とが塑性化し、
さらに摩擦棒３の自転ならびに公転運動によって双方が
流動して混合する。そして、摩擦棒３が通過した後に
は、孔４の内周面に沿って母材１と溶接物２が塑性化し
た状態で混合された肉盛り層Ａが形成される（図２(ｃ)
参照）。
【００１３】ところで、自転する摩擦棒３の周方向の移
動によって孔４の内周面に形成される肉盛り層Ａの肉厚
は摩擦棒３の径にほぼ比例したものとなる。そこで、肉
厚の厚い肉盛りを形成するには、摩擦棒３の周方向の移
動操作（公転方向の移動）を複数回繰り返して行い、し
かも移動操作を繰り返す度に孔４の内周面と摩擦棒３と
の距離を段階的に広げていくようにする。これにより、
２回目以降の移動操作では前回の移動操作によって形成
された肉盛り層Ａと溶接物２とが塑性化して混合し新た
な肉盛り層Ａ'、Ａ''、…が順次積層される（図２(ｄ)
参照）。
動によって孔４の内周面に形成される肉盛り層Ａの肉厚
は摩擦棒３の径にほぼ比例したものとなる。そこで、肉
厚の厚い肉盛りを形成するには、摩擦棒３の周方向の移
動操作（公転方向の移動）を複数回繰り返して行い、し
かも移動操作を繰り返す度に孔４の内周面と摩擦棒３と
の距離を段階的に広げていくようにする。これにより、
２回目以降の移動操作では前回の移動操作によって形成
された肉盛り層Ａと溶接物２とが塑性化して混合し新た
な肉盛り層Ａ'、Ａ''、…が順次積層される（図２(ｄ)
参照）。
【００１４】上記のような肉盛り溶接方法を採用すれ
ば、孔４の内周面において母材１と溶接物２とを塑性化
した状態で混合して肉盛り層Ａを形成することができ、
母材１の材料劣化や歪みの発生を抑えることができる。
しかもアーク溶接等を実施する場合と比較して溶接にか
かるコストを削減することができる。
ば、孔４の内周面において母材１と溶接物２とを塑性化
した状態で混合して肉盛り層Ａを形成することができ、
母材１の材料劣化や歪みの発生を抑えることができる。
しかもアーク溶接等を実施する場合と比較して溶接にか
かるコストを削減することができる。
【００１５】また、孔４の内周面に沿う摩擦棒３の移動
操作を複数回繰り返し、この移動操作を繰り返す度に母
材１と摩擦棒３との距離を漸次広げていくことで肉盛り
層Ａ、Ａ'、Ａ''、…を層状に形成することによって肉
盛り層の肉厚や形状を自在に形成することができる。
操作を複数回繰り返し、この移動操作を繰り返す度に母
材１と摩擦棒３との距離を漸次広げていくことで肉盛り
層Ａ、Ａ'、Ａ''、…を層状に形成することによって肉
盛り層の肉厚や形状を自在に形成することができる。
【００１６】
【実施例】上記の肉盛り溶接方法について、以下の条件
で実際に孔の内周面に沿って肉盛り加工を実施し、良好
な結果を得た。 １．母材：アルミ合金（ＡＭＳ４２１８） 孔の内径：５０ｍｍ、孔の深さ（母材の厚さ）：１０ｍ
ｍ程度 ２．溶接物：母材と同じアルミ合金（ＡＭＳ４２１８）
の粉末 ３．摩擦棒：Ｎi-Ｃr-Ｍo-鋼（もしくはＮi超合金）
で実際に孔の内周面に沿って肉盛り加工を実施し、良好
な結果を得た。 １．母材：アルミ合金（ＡＭＳ４２１８） 孔の内径：５０ｍｍ、孔の深さ（母材の厚さ）：１０ｍ
ｍ程度 ２．溶接物：母材と同じアルミ合金（ＡＭＳ４２１８）
の粉末 ３．摩擦棒：Ｎi-Ｃr-Ｍo-鋼（もしくはＮi超合金）
【００１７】なお、上記実施形態においては円形の孔４
の内周面に沿ってリング状の肉盛り層を形成する場合に
ついて説明したが、本発明の肉盛り溶接方法によって肉
盛りの形成が可能な被溶接部には、孔の内周面に限ら
ず、図３に示すように母材１０直線状の端面１１、母材
１２の任意に屈曲した端面１３等も含まれる。また、本
肉盛り溶接方法は金属以外の部材の肉盛り形成について
も適用できる。
の内周面に沿ってリング状の肉盛り層を形成する場合に
ついて説明したが、本発明の肉盛り溶接方法によって肉
盛りの形成が可能な被溶接部には、孔の内周面に限ら
ず、図３に示すように母材１０直線状の端面１１、母材
１２の任意に屈曲した端面１３等も含まれる。また、本
肉盛り溶接方法は金属以外の部材の肉盛り形成について
も適用できる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る肉盛
り溶接方法によれば、母材の被溶接部に沿って設置した
型枠に、粉末状もしくは切屑状にした溶接物を入れて圧
縮成形し、該溶接物と母材との間に摩擦棒を自転させな
がら圧入するとともに被溶接部に沿って移動させ、母材
と摩擦棒との間に生じる摩擦熱によって母材ならびに溶
接物を塑性化させるとともに摩擦棒の自転運動によって
塑性化成分を流動させて混合し、被溶接部に母材と溶接
物とを塑性化させた状態で混合した肉盛り層を形成する
ことが可能であり、母材や溶接物の材料劣化や歪みの発
生を抑えることができる。しかも、アーク溶接等を実施
する場合と比較してコストを大幅に削減することができ
る。
り溶接方法によれば、母材の被溶接部に沿って設置した
型枠に、粉末状もしくは切屑状にした溶接物を入れて圧
縮成形し、該溶接物と母材との間に摩擦棒を自転させな
がら圧入するとともに被溶接部に沿って移動させ、母材
と摩擦棒との間に生じる摩擦熱によって母材ならびに溶
接物を塑性化させるとともに摩擦棒の自転運動によって
塑性化成分を流動させて混合し、被溶接部に母材と溶接
物とを塑性化させた状態で混合した肉盛り層を形成する
ことが可能であり、母材や溶接物の材料劣化や歪みの発
生を抑えることができる。しかも、アーク溶接等を実施
する場合と比較してコストを大幅に削減することができ
る。
【００１９】被溶接部に沿う摩擦棒の移動操作を複数回
繰り返し、該移動操作を繰り返す度に被溶接部と摩擦棒
との距離を漸次広げていくことで肉盛りを層状に形成す
ることにより、肉盛りの肉厚や形状を自在に形成するこ
とができる。
繰り返し、該移動操作を繰り返す度に被溶接部と摩擦棒
との距離を漸次広げていくことで肉盛りを層状に形成す
ることにより、肉盛りの肉厚や形状を自在に形成するこ
とができる。
【図１】 本発明に係る肉盛り溶接方法の実施形態を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２】 肉盛り溶接の各工程における母材と溶接物の
状態を示す略断面図である。
状態を示す略断面図である。
【図３】 本発明に係る肉盛り溶接方法の他の実施形態
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
１ 母材 ２ 溶接物 ３ 摩擦棒 ４ 孔 ５ 型枠 Ａ、Ａ'、Ａ'' 肉盛り層
Claims (2)
- 【請求項１】 母材の被溶接部に沿って設置した型枠
に、粉末状もしくは切屑状にした溶接物を入れて圧縮成
形し、該溶接物と母材との間に摩擦棒を自転させながら
圧入するとともに被溶接部に沿って移動させ、母材と摩
擦棒との間に生じる摩擦熱によって母材ならびに溶接物
を塑性化させるとともに摩擦棒の運動によって塑性化成
分を流動させて混合し、被溶接部に沿って母材と溶接物
とが混合した肉盛り層を形成することを特徴とする肉盛
り溶接方法。 - 【請求項２】 前記被溶接部に沿う前記摩擦棒の移動操
作を複数回繰り返すものとし、該移動操作を繰り返す度
に被溶接部と摩擦棒との距離を漸次広げていくことで前
記肉盛り層を積層形成することを特徴とする請求項１記
載の肉盛り溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP345998A JPH11197861A (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 肉盛り溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP345998A JPH11197861A (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 肉盛り溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11197861A true JPH11197861A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11557919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP345998A Pending JPH11197861A (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 肉盛り溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11197861A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001071134A (ja) * | 1999-09-07 | 2001-03-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 |
| JP2005014030A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Nitto Seiki Kk | 摩擦肉盛り方法 |
| JP2010005701A (ja) * | 2009-10-13 | 2010-01-14 | Ihi Corp | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 |
| JP2019055349A (ja) * | 2017-09-20 | 2019-04-11 | 住友金属鉱山株式会社 | 混練装置用の攪拌翼及びそれを用いた混練装置 |
-
1998
- 1998-01-09 JP JP345998A patent/JPH11197861A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001071134A (ja) * | 1999-09-07 | 2001-03-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 |
| JP2005014030A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Nitto Seiki Kk | 摩擦肉盛り方法 |
| JP2010005701A (ja) * | 2009-10-13 | 2010-01-14 | Ihi Corp | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 |
| JP2019055349A (ja) * | 2017-09-20 | 2019-04-11 | 住友金属鉱山株式会社 | 混練装置用の攪拌翼及びそれを用いた混練装置 |
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