JPS5911399B2 - 銅および銅合金の被覆ア−ク溶接棒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は銅および銅合金の被覆アーク溶接棒に係Ｖ）、
特に熱伝導が良好な銅および銅合金の溶接を高性能でか
つ高能率に行なえる溶接棒に関する。

従来、銅および銅合金の被覆アーク溶接は、銅および銅
合金の熱伝導性が良好なために、予熱なしには不可能で
あつた。このため３００℃以上の予熱を行なつているが
、予熱をしてもブローホール、スラグ巻込み、溶け込み
不良、熱影響部の脆化などの溶接欠陥が多かつた。この
ように銅および銅合金の溶接が難しい最大の原因は、こ
れら材料の熱伝導性が良く、そのために溶接アークによ
り入熱が拡散され、従来の被覆アーク溶接棒だけの入熱
では溶接に必要な溶融入熱を得る事が困難なためである
。このため完全な溶接部を得るためには非常に高度な技
術を必要とし、また予熱温度が高いため作業環境の悪さ
はさけられなかつた。 本発明は銅および銅合金の溶接
に関するこれらの欠点を解決するためになされたもので
、特殊な被覆剤の化学反応を応用し、母材に溶接のアー
ク以外から発熱作用による熱を与えて良好な溶接部を得
るような銅および銅合金の被覆アーク溶接棒を提供する
ことを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、銅または銅合金を
心線とし、その心線の被覆剤にケイ素の酸化剤を含む銅
および銅合金の被覆アーク溶接棒において、被覆剤の全
重量に対して、酸化銅、過酸化バリワムまたはこれらの
混合物１〜２５％ｉアルミニウム、マグネシウム、錫ま
たはこれらの混合物１〜２０％、弗化物３０〜７０％を
被覆剤に配合したことを特徴とする。

すなわち本発明では特殊な被覆剤を用い、この９０被覆
剤を急激に化学反応させ、その発熱作用によつて溶接ア
ーク熱と共に母材を急激に加熱する。

このため銅および銅合金の溶接も予熱に相当する被覆剤
の発熱作用によつて予熱なしの溶接を可能にした。３５
本発明による被覆剤の化学反応による発熱作用の一例を
示すと３ｃＵ２ｏ＋２Ａｔ→６Ｃｕ＋Ａ４０３ ３Ｃｕ０＋２Ａｔ→３Ｃｕ＋Ａｔ２Ｏ， このような化学反応による発熱が母材の予熱に相当する
。

そして、スラグの流動性や母材の酸化防止に、アルカリ
金属およびアルカリ土類金属の弗化物が効果的な役割り
を果す。このような発熱作用は酸化銅（ＣｕＯ，Ｃｕ２
Ｏ）とアルミニウム（Ａｔ）６マグネシウム（Ｍｇ）６
錫（Ｓｕ）の金属との相互作用により効果が発揮される
ので，酸化銅などが１％以下では金属をいくら多く使用
しても十分な発熱効果はない。しかし酸化銅を２５％以
上使用した場合、アルミニウム，マグネシウム６錫の金
属を適当量使用しても健全な溶接部は得られない。従つ
て本発明は，酸化銅や過酸化バリウムを一種類または二
種類を混合して１〜２５（５）６アルミニウム，マグネ
シウム．錫の金属粉を一種類ないし三種類を混合して１
〜２０（％）を適当に組合せ使用すると溶接に有効な効
果がある。また，アルカリ金属やアルカリ土類金属から
なる弗化物、または硅弗化物（以下これらを「弗化物」
という。）を混合して３０〜７０（４）に限つて使用す
ると有効なクリーニング作用があり，またスラグの流動
性，スラグ剥理性が良好となシ．主として溶融補助剤と
して十分な効果を発揮する。ここで金属粉をアルミニウ
ム，マグネシウムおよび錫に限定したのは、これらの金
属粉は上記した発熱作用の効果が極めて大きく、他の金
属粉よう爆発的な反応が起こシ，そのため予定温度の低
減に充分寄与できるからである。

また酸化銅および過酸化バリウムに限定したのは、これ
らの金属酸化物は他の金属酸化物とくらべ還元度が大き
く、そのため上記した金属粉の脱酸反応を助長させ、金
属の急激な反応を起こすことができるからである。

なお被覆アーク溶接棒の心線は、被溶接物が銅および銅
合金であるため従来と同様に鋼または銅合金である。

この効果を生む基本配合例とその溶接性を判定した結果
の実施例をそれぞれ第１表と第２表に示す。この結果か
らも判るように，銅および銅合金を常温状態で安定して
溶接するには、金属粉であるアルミニウム、マグネシウ
ム、錫の発熱効果を得る添加物が必要である。

しかし、これら金属粉は過剰脱酸状態を起こしやすいが
酸化銅や過酸化バリウムの添加はこの過剰脱酸状態の影
響を緩和する。第１図はＭｇ，Ａｔ，ｓｎ，およびＣｕ
Ｏ，ＢａＯ２の発熱効果による予熱温度の軽減度合を示
すもので、溶接条件は次の通わである。母材：銅板１６
襲厚、電流：２５０ＡｍｐＤＣ棒径：５０ｍ７１Ｌφ、
溶接姿勢：下向きしかし、このＣｕＯやＢａＯ２を被覆
剤に添加して効果を得るためには適正な構成比率が必要
である。

金属粉Ｍｇ，Ａｔ，ｓｎ（Ｍで示す）とＣｕＯやＢａＯ
゛２（Ｏで示す）の構成比０／Ｍは０．８〜１．９にお
いて前述した効果が期待できるが，これ以外の範囲０．
８以下では十分な発熱効果は期待できず、１．９以上で
はブローホールなどが発生し、溶接上好ましくない。Ｃ
ｕＯやＢａＯ２は、第２図に示す構成比率内にあつて、
単に発熱作用を助長すぎるだけでなく，溶接アーク熱に
よる急激な反応で溶接金属の溶滴移動をもスムーズにす
る効果がある。すなわち溶接金属の溶滴がグロービユー
ラ一移行する溶接条件範囲にあつても、スプレー移行と
なり、重畳した効果が生じる。この効果を生む適正な添
加量としては第２図に示す斜線を施した範囲である。な
お第１表に示される他の添加物であるケイ素の酸化物（
ＳｉＯ２）等は、従来の覆アーク溶接棒と同様にアーク
の安定、スラグの形成等の溶接作業性の向上を図るため
に配合される。

本発明による溶接棒を使用して銅｝よび銅合金の溶接を
行なえば．スタート部にはわずかしか予熱が与えられな
いため、溶接に伴なう熱影響部の軟化が少なく、優れた
溶接部が得られる。

また．本発明の溶接棒は従来の被覆アーク溶接棒とは異
な力被覆剤の化学反応による発熱作用を応用したもので
，多くの欠陥や問題点を解消すると共に銅および銅合金
の突き合せ溶接が可能となＢ６すみ肉溶接や立向下進溶
接をも容易にする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属（Ｍｇ，Ａｔ，Ｓｎ）およびＣｕＯ，Ｂａ
Ｏ２の発熱効果による予熱温度の軽減度合を示す曲線図
．第２図は金属（Ｍｇ，Ａｔ，Ｓｎ）とＣｕＯ，ＢａＯ
２を被覆剤に添加する適正な構成比率を示す曲線図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 銅または銅合金を心線とし、その心線の被覆剤にケ
   イ素の酸化物を含む銅および銅合金の被覆アーク溶接棒
   において、被覆剤の全重量に対して、酸化銅、過酸化バ
   リウムまたはこれらの混合物１〜２５％、アルミニウム
   、マグネシウム、錫またはこれらの混合物１〜２０％、
   弗化物３０〜７０％を被覆剤に配合したことを特徴とす
   る銅および銅合金の被覆アーク溶接棒。