JPS5852746B2 - プラズマア−ク肉盛溶接方法 - Google Patents
プラズマア−ク肉盛溶接方法Info
- Publication number
- JPS5852746B2 JPS5852746B2 JP5694778A JP5694778A JPS5852746B2 JP S5852746 B2 JPS5852746 B2 JP S5852746B2 JP 5694778 A JP5694778 A JP 5694778A JP 5694778 A JP5694778 A JP 5694778A JP S5852746 B2 JPS5852746 B2 JP S5852746B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は逆極性プラズマアークを熱源として用いる肉
盛溶接方法に関するものである。
盛溶接方法に関するものである。
一般に肉盛溶接は、耐熱祥・耐摩耗性・耐食性の向上の
ために低級金属上に施されるものであるが、その目的上
、希釈率（肉盛材合金成分が母材の金属で薄められる度
合を百分率で表わしたもので肉盛金属の性能を判断する
目安となる数値）を小さくすることが強く要求される。
ために低級金属上に施されるものであるが、その目的上
、希釈率（肉盛材合金成分が母材の金属で薄められる度
合を百分率で表わしたもので肉盛金属の性能を判断する
目安となる数値）を小さくすることが強く要求される。
しかるに通常のアーク熱源を用いた肉盛溶接方法ではア
ークのエネルギー密度が過度に高いため大きな溶込みが
生じ、一般に２０％から４０％という高希釈率を示して
いる。
ークのエネルギー密度が過度に高いため大きな溶込みが
生じ、一般に２０％から４０％という高希釈率を示して
いる。
このため従来は、（１）アーク熱源を左右オシレートさ
せることにより熱源の分散を図る方法、（２）アーク熱
源の電極を平板化し熱源の分散を図る方法（いわゆるバ
ンドアーク法）、（３）アーク熱源の消耗電極の他に、
コールドワイヤあるいはコールドフープ材を溶融金属中
に溶解することにより溶融金属の温度を下げる方法など
が採用されてきた。
せることにより熱源の分散を図る方法、（２）アーク熱
源の電極を平板化し熱源の分散を図る方法（いわゆるバ
ンドアーク法）、（３）アーク熱源の消耗電極の他に、
コールドワイヤあるいはコールドフープ材を溶融金属中
に溶解することにより溶融金属の温度を下げる方法など
が採用されてきた。
しかしいずれの方法を採用しても第１表に示すように１
０％程度の希釈率は避けられず、そのため結果的には肉
盛金属の性能を維持するため多層盛を施さざるを得ず、
肉盛に使用される金属が一般的に高価なため、肉盛溶接
のコストが上昇してしまう結果になり、ひいては肉盛溶
接の適用範囲を著しく限定してしまっていた。
０％程度の希釈率は避けられず、そのため結果的には肉
盛金属の性能を維持するため多層盛を施さざるを得ず、
肉盛に使用される金属が一般的に高価なため、肉盛溶接
のコストが上昇してしまう結果になり、ひいては肉盛溶
接の適用範囲を著しく限定してしまっていた。
そこで発明者らは、シールドガスとして不活性ガス中に
酸素を０．１％から１％の範囲で添加した混合ガスを用
いる逆極性プラズマアーク肉盛方法を発明した。
酸素を０．１％から１％の範囲で添加した混合ガスを用
いる逆極性プラズマアーク肉盛方法を発明した。
第１図は上記発明の方法を用いて肉盛溶接を施した場合
の肉盛溶接機構を示した平面図であり、第２図は第１図
の■−■線における断面図である。
の肉盛溶接機構を示した平面図であり、第２図は第１図
の■−■線における断面図である。
この方法によれば、まず逆極性プラズマアーク肉盛溶接
トーチ１と被肉盛材２の間に発生した逆極性プラズマア
ーク３の陰極清浄作用により被肉盛材表面上の酸化膜４
が除去され、清浄な領域であるクリーニングゾーン５が
形成される。
トーチ１と被肉盛材２の間に発生した逆極性プラズマア
ーク３の陰極清浄作用により被肉盛材表面上の酸化膜４
が除去され、清浄な領域であるクリーニングゾーン５が
形成される。
さらにその内側には逆極性プラズマアーク３により極く
薄く被肉盛材表面が溶融された汗かき領域６が形成され
、そこに肉盛材７が溶融した肉盛金属が流れ込み合金化
され１０μｍ程度の極く薄い境界層８を形成する。
薄く被肉盛材表面が溶融された汗かき領域６が形成され
、そこに肉盛材７が溶融した肉盛金属が流れ込み合金化
され１０μｍ程度の極く薄い境界層８を形成する。
この境界層の上にさらに肉盛金属９が形成され、肉盛溶
接が完了する。
接が完了する。
このように従来の方法とは全く異なった機構で肉盛溶接
が実現されるため希釈率０．１％という高品質肉盛が達
成されるというものである。
が実現されるため希釈率０．１％という高品質肉盛が達
成されるというものである。
この発明は上記の発明の方法を改良し、高品質肉盛溶接
施工を飛躍的に安定化するためになされたもので、肉盛
溶接熱源として逆極性プラズマアークを用い、当該逆極
性プラズマアーク気中に、肉盛溶接進行方向の背面から
主肉盛材を送給すると同時に、肉盛溶接進行方向の前面
から主肉盛材より融点が低く、かつ自己フラックス作用
を有する副肉盛材を送給し、両者を逆極性プラズマアー
クにより溶融し、前述の逆極性プラズマアーク肉盛をさ
らに安定化し、極めて低希釈率の高品質肉盛溶接方法を
提供することを目的としている。
施工を飛躍的に安定化するためになされたもので、肉盛
溶接熱源として逆極性プラズマアークを用い、当該逆極
性プラズマアーク気中に、肉盛溶接進行方向の背面から
主肉盛材を送給すると同時に、肉盛溶接進行方向の前面
から主肉盛材より融点が低く、かつ自己フラックス作用
を有する副肉盛材を送給し、両者を逆極性プラズマアー
クにより溶融し、前述の逆極性プラズマアーク肉盛をさ
らに安定化し、極めて低希釈率の高品質肉盛溶接方法を
提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第３図はこの発明の方法の一実施例の要部を示す断面図
である。
である。
図において、１は逆極性プラズマアーク肉盛トーチ、２
は被肉盛材である。
は被肉盛材である。
シールドガスとして不活性ガス中に酸素を０．１〜１．
０％の範囲で添加した混合ガスを用いた逆極性プラズマ
アーク肉盛トーチ１と被肉盛材２との間に発生した逆極
性プラズマアーク３気中に、肉盛溶接進行方向（図中矢
印で示す）の背面から主肉盛材７を送給すると同時に、
肉盛溶接進行方向の前面から主肉盛材７より融点が低く
、かつ自己フラックス作用を有する副肉盛材１０を送給
する。
０％の範囲で添加した混合ガスを用いた逆極性プラズマ
アーク肉盛トーチ１と被肉盛材２との間に発生した逆極
性プラズマアーク３気中に、肉盛溶接進行方向（図中矢
印で示す）の背面から主肉盛材７を送給すると同時に、
肉盛溶接進行方向の前面から主肉盛材７より融点が低く
、かつ自己フラックス作用を有する副肉盛材１０を送給
する。
主肉盛材７と副肉盛材１０は逆極性プラズマアーク３に
より溶融するが、副肉盛材１０の方が融点が低く、かつ
肉盛溶接進行方向前面から送給されるため主肉盛材７に
先行して溶融し、副肉盛材そのものに備っている自己フ
ラックス作用と逆極性プラズマアークのクリーニング作
用により、第１図において述べた汗かき領域６全域にわ
たって被肉盛材２をほとんど溶融することなく瞬時に広
がる。
より溶融するが、副肉盛材１０の方が融点が低く、かつ
肉盛溶接進行方向前面から送給されるため主肉盛材７に
先行して溶融し、副肉盛材そのものに備っている自己フ
ラックス作用と逆極性プラズマアークのクリーニング作
用により、第１図において述べた汗かき領域６全域にわ
たって被肉盛材２をほとんど溶融することなく瞬時に広
がる。
その結果生ずる境界層の広がりは先に第１図で述べた主
肉盛材単独で送給した場合に比べて著しく広く、一例と
して被肉盛材２として軟鋼（ＳＳ４１）、主肉盛材７と
して純銅、副肉盛材１０としてＣｕ９７％、Ｓｉ２％、
Ｍｎ １％よりなる銅合金を用いた場合の境界層の広が
りは純銅単独の場合の約３倍となることを確認している
。
肉盛材単独で送給した場合に比べて著しく広く、一例と
して被肉盛材２として軟鋼（ＳＳ４１）、主肉盛材７と
して純銅、副肉盛材１０としてＣｕ９７％、Ｓｉ２％、
Ｍｎ １％よりなる銅合金を用いた場合の境界層の広が
りは純銅単独の場合の約３倍となることを確認している
。
こうして副肉盛材１０により安定に境界層を形成したの
ち、主肉盛材７の溶融した溶滴１１が既に形成された境
界層上に供給され肉盛溶接が完了する。
ち、主肉盛材７の溶融した溶滴１１が既に形成された境
界層上に供給され肉盛溶接が完了する。
以上のように、この発明の方法によれば、逆極性プラズ
マアークを肉盛溶接熱源として用い主肉盛材と同時に肉
盛溶接進行方向の前面から主肉盛材より融点が低くかつ
自己フラックス作用を有する副肉盛材を送給するように
したため被肉盛材と肉盛金属との間に極く薄い境界層が
従来法に比べ極めて安定かつ広範囲に形成されるため希
釈率の極く小さい高品質の肉盛溶接が飛躍的に安定化さ
れるという効果がある。
マアークを肉盛溶接熱源として用い主肉盛材と同時に肉
盛溶接進行方向の前面から主肉盛材より融点が低くかつ
自己フラックス作用を有する副肉盛材を送給するように
したため被肉盛材と肉盛金属との間に極く薄い境界層が
従来法に比べ極めて安定かつ広範囲に形成されるため希
釈率の極く小さい高品質の肉盛溶接が飛躍的に安定化さ
れるという効果がある。
さらに副次的には、被肉盛材とは全く異質の合金を肉盛
溶接施工する場合、副肉盛材としてそれらの両者に固溶
体を形成できる材料を選択することにより、従来全く肉
盛溶接できなかった材料の組合せにも肉盛溶接が可能と
なる効果がある。
溶接施工する場合、副肉盛材としてそれらの両者に固溶
体を形成できる材料を選択することにより、従来全く肉
盛溶接できなかった材料の組合せにも肉盛溶接が可能と
なる効果がある。
第１図は逆極性プラズマアーク肉盛溶接方法の概要と肉
盛溶接機構を説明するための平面図、第２図は第１図の
■−■線での断面図、第３図はこの発明の方法の一実施
例の要部を示す断面図である。 図において、２は被肉盛材、３は逆極性プラズマアーク
、７は主肉盛材、１０は副肉盛材である。 なお図中同一符号は同−或いは相当する部分を示す。
盛溶接機構を説明するための平面図、第２図は第１図の
■−■線での断面図、第３図はこの発明の方法の一実施
例の要部を示す断面図である。 図において、２は被肉盛材、３は逆極性プラズマアーク
、７は主肉盛材、１０は副肉盛材である。 なお図中同一符号は同−或いは相当する部分を示す。
Claims (1)
- １ 逆極性プラズマアークを熱源とし、シールドガスと
して不活性ガス中に酸素を０．１〜１．０％の範囲で添
加した混合ガスを用いた上記逆極性プラズマアークの気
中に、肉盛溶接進行方向の背面から主肉盛材を送給する
と同時に、上記肉盛溶接進行方向の前面から上記主肉盛
材よりも融点が低くかつ自己フラックス作用を有する副
肉盛材を送給し、上記主肉盛材および上記副肉盛材を上
記逆極性プラズマアークによって溶融して被肉盛材上に
肉盛をするプラズマアーク肉盛溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5694778A JPS5852746B2 (ja) | 1978-05-12 | 1978-05-12 | プラズマア−ク肉盛溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5694778A JPS5852746B2 (ja) | 1978-05-12 | 1978-05-12 | プラズマア−ク肉盛溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54148158A JPS54148158A (en) | 1979-11-20 |
| JPS5852746B2 true JPS5852746B2 (ja) | 1983-11-25 |
Family
ID=13041734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5694778A Expired JPS5852746B2 (ja) | 1978-05-12 | 1978-05-12 | プラズマア−ク肉盛溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5852746B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6054928U (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-17 | トヨタ自動車株式会社 | 自動車のウォッシャタンク装置 |
| JP2009241142A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Ihi Corp | プラズマアーク肉盛溶接装置および方法 |
-
1978
- 1978-05-12 JP JP5694778A patent/JPS5852746B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54148158A (en) | 1979-11-20 |
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