• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1981001812A1
    申请号:PCT/JP1981/000001
    申请日:1981-01-05
    公开日:1981-07-09
    发明作者:Y Asai；N Tokumitsu；M Hori
    申请人:Nippon Steel Corp；
    IPC主号:B23K25-00
    专利说明:
    [0001] 明 細
    [0002] 発明の名称
    [0003] 円柱状表面を も つ部材の肉盛溶接方法及びこ の方 法を実施する
    [0004] 技術分野
    [0005] 本発明は ロ ー ル、 ス リ ー プの ご と く 円筒状表面を も つ円柱 も し く は円筒状部材で、 大径ぁ るいは超厚 肉 肉 を'行 う エ レク ト ロ ス ラ グ肉盛溶接方法に関 する も の であ る 。 ま た本発明は円筒状表面を もつ部 材めエ レ .ク ト ロ ス ラ グ肉盛溶接装置に関する も ので あ 。
    [0006] 背景技術
    [0007] エ レク ト ロ ス ラ グ肉盛法が属する エ レ ク ト ロ ス ラ グ溶接法は、 高品質 金属を得る方法 と して知'られ ている エ レ ク ト ロ ス ラ グ再溶解法とその溶解原理を 同一とする も の て る 。 すなわち、 エ レ ク ト ロ ス ラ ダ溶接では、 溶融ス ラ グ層にてその下部に位置する 溶融メ タ ルを大気 と遮断 し、 その溶融ス ラ グ層に浸 漬させた—消耗電極を介 し.て大電流を溶融ス ラ グ層に 供給 し、 ス ラ グの ジ ユ ー ル発熱に よ 消耗電極の溶 解お よ び母材表面の溶融を行い、 電極の消耗量に応 じて徐々 に下か ら上へ立方向に造塊を行い が ら母 材上への溶着を行 う 。
    [0008] したがっ て、 エ レ ク ト P ス ラ グ溶接では、 大気中
    [0009] O PI の 02 , N 2 の侵入が少な く かつス ラ グに よ る冶金反 応が期待で き るので、 .高品質る凝固金属が得 られる こ と、 ま た母材の溶融が確実に行われるの で溶着の 信頼度が高いな どに よ ] 、 エ レ ク ト ロ ス ラ グ溶接は 厚板の溶接あるいは厚肉部材の肉盛に利用されてい る
    [0010] い っぽ う 、 最近の工業プ ラ ン ト類の大型化、 使用 環境の苛酷化の傾向は著 し く 、 それに使用する部材 も大型化、 厚肉化、 高合金化の方向に進んでお ]) ま すま すヱ レ ク ト ロ ス ラ グ肉盛溶接に よ る新製造及び 再生が注目 されて来ている。 ： -.
    [0011] 最近の：° ラ ン ト のなかで と く に製鉄圧延 ロ ー ルは 省熱エ ネ ル ギ ー 、 省資源の観点から複合化ある は 再生化のニーズが高ま つている 。
    [0012] ロ ー ル の再生ある いは新作のために、 エ レ ク ト 口 ス ラグ溶接法を用いる こ と は ソ連のハ0 ト ン著、 米国 溶接学会翻訳発行の 「 エ レク ト π ス ラ グ溶接 」 に記 載されてお ]3 肉盛金属の品質を均一化するためには. 口 一ル を回転させる こ と が有利である こ とが教示さ れている 。
    [0013] ま た 日本国特公昭 4 4 - 9 0 9 5 号公報にはモ ー ル ドと母材 と を同時旋回させ母材のみを回転降下さ せる 口 一 ル の肉盛法が提案されている 。
    [0014] さ らには 日本国実公昭 4 5 - 1 5 2 3 8 号公報に
    [0015] C V1 _ ノン V IPO はモ ー ル ドを回転部分 と非回転部分 とに 2 分割 しそ
    [0016] の接触部分を シー リ ン グ したモ ー ル ド構造が提案さ れている 。
    [0017] ロ ー ル の直径が例えば 7 0 0 〜 1 2 0 0 腿 、 肉
    [0018] 盛厚さが 5 0 〜 1 0 0 鹋であ ！） 、 これを上記公知の
    [0019] エ レ ク ト 口 ス ラ グ溶接で複合化あ るいは再生化し よ う とする と、 従来の方法では電極数あ るいは電極長
    [0020] の増加のため母材の溶込の過大の問題で実用化でき ない も ので ¾ る o
    [0021] しかしなが ら上記公告公報の従来技術においては
    [0022] モ ー ル ト■*へ供給する冷却水の シー ルは不充分で水漏
    [0023] れを起し易 く 、 ま たモ ー ル ドが大掛 ]) と な 設備費
    [0024] が大巾に増大 していた。
    [0025] 上述のェ レ ク ト ロ ス ラ グ溶接の原理上肉盛金属の
    [0026] 溶接後の冷却速度が非常に遅いので硬化に よ る溶接
    [0027] ヮ レ が発生しない。 この点でエ レク ト ロ ス ラ ク、溶接
    [0028] は、 B C 、 高合金鐧の肉盛溶接に'好適であ ] 、 ラ イ ナ一 ある いは ロールな どの硬化肉盛あ るいは再生肉
    [0029] 盛に実用化されている。 し力 し ¾が ら この方法で母
    [0030] 材と成分の異 ¾ る異種金属を肉盛 して複合部材を製
    [0031] 作する場合は、 この方法が下部か ら上部にかけて違
    [0032] 続的に徐 々 に凝固 して肉盛金属が形成されるために.
    [0033] m 1 図にて説明する よ う ¾問題が発生する 。
    [0034] 第 1 図を参照する と母材 1 に銅当金 2 を所望の溶
    [0035] 'ノ 、ν , 接間隙 （ 肉盛半径 ） を得る よ う に配設 している 。 予 め成分調整 した消耗電極 4 をス ラ グ浴 3 中に常に供 給しつつ肉盛溶接が進行する 。 一般に、 母材 1 は消 耗電極 4 よ J 低 C 低合金含量のため溶融点が高いの- で、 母材の溶融メ タ ル 7 が肉盛のためのメ タ ル プ ー ル 6 に落下してもただちに凝固、 あるいは凝固 し ¾ く と も 粘性が低下して、 メ タ ルプー ル 6 に十分拡散 でき い。 十分 ¾ ¾散が起こ らないと、 8 のよ う 形状で凝固し不均一組織 9 - 1 と なる 。 ま た不十.分 拡散条件下でも多小は拡散するので肉盛金属の母 材側は低 C、 低合金含量と な ] 偏析が生ずる 。 更に 母材の溶融メ タ ル 7 が間けつ的に落下するため、 上 記の不均一組織 9 - 1 が溶接の進行につれて層状 9 - 2 に発生し、 肉盛表面ま で連 らなる場合があ る 。
    [0036] これらの不均一组織は ロ ー ル に採用 した場合は tr 一ル の肌荒れを促進 し、' 被圧延材の表面状況を悪化 させ、 熱延 ロ ー ル の場合はさ らに熱割れの原因 と も な る 。
    [0037] 凳明の開示
    [0038] 本発明は、 前述の よ う 大径、 好ま し く は約 700 ∞ ^ 以上の円筒状 材に大肉厚、 好ま し く は約 5 0 ∞以上、 の円周上立方向の肉盛溶接を行う 場合に問 題 と る る点、 すなわち（1)どの よ う な電極を使用 して 大電流を ス ラ グに供給するか、 （2)肉盛厚の増大のた
    [0039] 〇 Π め、 溶接熱源の增大、 溶接速度すなわち湯上が 速
    [0040] 度の低下の指向 とな ]) 、 母材の溶融量が増大して母
    [0041] 材の溶込深さの過大をいかに して防止するかの問題
    [0042] 点を解決する こ と を 目的 とする 。
    [0043] 本発明は異材肉盛法に よ D 高品質複合 ロ ー ルを鉛
    [0044] 直方向立向エ レク ト 口 ス ラ グ肉.盛溶接法で製造又は
    [0045] 再生する こ と を 目的 とする も のであ る 。
    [0046] 本発明の他の目 的は、 大径部材を処理 し且つ高品
    [0047] 質肉盛金属を厚 く 溶着し う る、 円筒表面を有する部
    [0048] 材用エ レ ク ト ロ ス ラ グ肉盛溶接装置を提供する こ と
    [0049] め 0 0
    [0050] 本発明は回転モ ー ル ドに冷却水を供給す ために
    [0051] ロ ー タ リ ー ジ ョ イ ン ト を介在せしめて極めて簡便に
    [0052] しかも溶接熱の影響を受けない冷却水の給排水装置
    [0053] を も ったエ レ ク ト ロ ス ラ グ肉盛溶接装置を提起する
    [0054] も のである 。
    [0055] 本発明-に係る円柱状母材の立方向エ レク ト ロ ス ラ
    [0056] グ肉盛溶接方法は、 複数本のバー状の大断面消耗電
    [0057] 極を力ゝ ら ス ラ グに多相交流電力を供給し、 母材を回
    [0058] 転させかつ溶融金属を連続的にス ラ グ浴面に添加し
    [0059] ¾がら肉盛を行 う こ と を特徵とする 。
    [0060] 以下本発明の特徵を詳細に説明する 。
    [0061] ま ず、 どのよ う に して大電流を ス ラ グに供給する
    [0062] か と の観点か ら消耗式電極が用い られる。 消耗式電
    [0063] C- 'TI レ、 ^- ^ο .V ,
    [0064] 一、 極のみがこ の よ う ¾大電流の供給に耐え う る 。 た と えば非消耗式 と して代表的 電極であ る カー ボ、 ン を 使用 した場合、 大電流を使用する と ス ラ グ中の抵級 酸化物 S i 02 , MnO と カ ー ボ ンが反応 して CO ガ スを 発生し、 泡状と な ってス ラ グ表面を覆い、 溶接性を 劣化させる と と も にス ラ グ上面での空気に よ る電極 の酸化およ び前記のス ラ グ中での反応に よ ])、 電極 先端が消耗 し電極の形状が変化し、 電極と母材'と の 間隙が変動 して母材の溶込深 に も影響して、 溶込 深さの制御が困難と る るのであ る 。 力一ボ ン のかわ D に、 タ ング ス テ ン、 モ リ ブデ ン ど高融点金属を 非消耗電極と して使用 した場合は、 ますます酸化消 耗がはげ し く 大電力に耐え得 い も のであ る 。 一般 的に、 圧延 ワ ーク ロ ール な ど本発明の対象 とする耐 消耗、 耐熱きれつ性を要求する部材の肉盛溶接では 肉盛金属が C 含量 1 以上の合金鋼'あ るいは合金鉄 と るる こ とが一般的であ る 。
    [0065] C 含量が 1 以上の合金鑼あるいは合金鉄をエ レ ク ト π ス ラ グ溶接にて肉盛する場合、 肉盛金属の融 点が低いの で、 低 C 鍩で使用されている高融点の フ ラ ッ ク ス に S i O。 ， MnO ¾ ど を添力 Π し、 フ ラ ッ ク ス の融点を下げるのが通常であるので非消耗電極と
    [0066] S i 02 , MnO等 と の反応が助長されるのである 。 こ のために本発明では消耗電極を使用する こ と に よ ]？、
    [0067] 、ィ '、 < IFO ス ラ ク，中での泡の発生 も ¾ く 、 かつ電極の形状も 常
    [0068] 時同一と る 安定な溶接が行われるのであ る 。
    [0069] 第二にス ラ グに どの よ う に して 1 0,0 0 0〜： 1 0 0,0 0 0 A も の大電流をス ラ グ浴に供給するかの観点か らバ
    [0070] 一状消耗電極を使用 している 。 エ レク ト ロ ス ラ グ溶
    [0071] 接で広 く 使用されている ヮ ィ ャ電極で上記高電流を
    [0072] 供給しょ う とする と、 2 0 本以上の電極が必要と な
    [0073] 、 設備的に も、 操業、 メ ン テ ナ ン ス 上に も 困難で
    [0074] あ ] 実用的で い。 そればか D か最大の問題は、 本
    [0075] 発明方法における好ま しい肉盛材料である C が 1 % 以上の成分の合金鐲ある いは合金鉄を コ イ ル状と し
    [0076] て溶接電極とする こ とは不可能である 。 なぜな ら上
    [0077] 記鎩又は鉄を コ ィ ル状に加工する こ と が高硬度ある
    [0078] いは加 'ェ硬化のため困難であ る か らで あ る 。 と く に
    [0079] 硬化肉盛用成分と して必要な N i , Mo な ど硬化性元
    [0080] 素を合金させた も のは コ ィ ル状'とする こ とが不可能
    [0081] である 。 また本発明者はフ ープ状の コ ィ ルを電極と
    [0082] する こ と も考えたが、 これも 比較的多数の電極が必
    [0083] 要と な ]) 、 かつ コ イ ル状と する こ と が非常に困難で
    [0084] あ 'る 。 そこで本発明者は複合方式の コ ィ ル状電極を
    [0085] 考えたが （ たと えば軟鋼を外皮 と し内部に高 C % の
    [0086] ハ。ウ ダ一 と合金元素のハ。ゥ グーを充填 して全体で C が 1 以上の合金鑼あ るいは合金鉄の成分と した も
    [0087] の ） 、 こ の よ う る電極を エ レ ク ト ロ ス ラ ク、溶解する ？1 . 、.、 0 ノ と、 軟鋼の外皮 と 内部の高 c 含量、 高合金ハ。 ウ ダ一 の融点の差に よ ！） 、 高融点の部分が未溶解のま ま 肉 盛金属に移行 し、 あるいはた とえ溶解 しても高融点 のためス ラ グ下部の低温度のメ タ ルプー ル中で拡散 する こ と な く 凝固 して、 不均一組織あ るいは偏析と な ] 、 品質を劣化させるので使用でき ¾い。
    [0088] したがってコ イ ル状、 フ ープコ イ ル状、 複合方式 電極の問題を発生させるいためには所定成分の合金 鋼あ るいは合金鉄を篛造あ るいはこれを圧延 して、 '長尺のパ ー状の電極とせねばる らない。 この場合小. 径の棒鋼の よ う な小断面の も のではヮ ィ ャあ るいは フ ープ電極と 同様に非常に多 く の電極数を必要と し かつ.ス ラ グ浴の温度分布を均一とするため、 たんに 円周上に電極を配列するだけでな く 、 母材側ある はモ ー ル ド側に接近 した電極を相当数配置 し、 かつ. 母材 とモ ー ル ドの中央部.に も相当数の電極を配列せ ねばな らず、 電極数の増大のみな らずその配置に も 苦慮 し、 設備上あ るいは操業上か ら も 実用化が不可 能と る る も のである。 - 第三に、 本発明は、 大断面の複数本のパ ー状消耗 電極を使用する こ と に加え、 母材を次の理由に よ ]？ 回転させる こ とにあ る 。
    [0089] その理由は 1 本の電極当 大電流を供給する こ と ができ 、 電極数が極端に璩小させる こ と （ 1 0 本程 。一 度以下 ） であ る 。 同一の電極にて母材を回転させた 場合 とさせ 場合では母材回転に よ 母材側お よ びモ ー ル ド鋼のス ラ グ浴に も十分電流を供給する こ とができ 、 母材の溶融と溶着の完全性の確保および モ ー ル ド側での肉盛金属の良好な鏡肌の確保を可能 とする力 らであ る。 こ こで母材を回転させる 目的の 一つは、 小数の電極で も 円周方向のス ラ グ温度の—均 —化を も 目的 と してお 、 母材の回転に起因 して発 生する ス ラ グ浴の円周方向の回転に よ ]3 、 ス ラ グ温 度の均一化が得 られるのであ る。 す わち、 電極の 大断面化に よ 、 ス ラ グ浴の半径方向の、 ま た母材 の回転に よ 円周方向のス ラ グ浴温度の均一化をは かっ ているのであ る。
    [0090] 第四にいかに して母材の溶込深さ の過大を防止す るかと い う 問題について説明する。
    [0091] • 上記で説明 'した大断面のパ ー状の電極を使用 した 場合は、 母材の溶込が大き く 、 5 0 〜 1 0 0 に達 する こ とがある。 これは普通の厚板のエ レク ト ロ ス ラ グ溶接と比敦 して溶接速度が遅い こ と、 厚板溶接 の場合の母材の板巾に相当する母材の直径 （ 厳密に は半径 ） が有限であ 、 かつ小さ く さ らに母材の円 周か ら熱が中心に集中 し、 放熱が少 い こ と な どに よ ] 母材の温度上昇が激 し く 、 溶込深さが厚板の溶 接に比較 して、 は はだ し く 大き く なる のであ る。 一 C IT _ この よ う に大き な溶込深さ と ¾ る と、 大断面電極を 使用 して も、 電極と母材の溶融面 と の.距離が遠 く な ]}、 母材の溶融面近 く のス ラ グ温度が低下 し、 電流 電圧 どの溶接条件、 のわずかの変化でも 溶込深さ が変動し、 溶込深さの制御が困難と ¾ 、 溶込 さ にむ らが生 じ、 直線的 ¾溶着ラ イ ンが得 られない こ と と な る。 この こ とはロ ー ル等の荷重の加わる部材 に-使用 した場合は残留応力あ るいは組織む らに よ る 集中応力に よ ] 、 接合面か ら破壊する原因 と なる 。
    [0092] 複合部材を肉盛に よ ]5製作する場合には、 肉盛材 とは組成が異な る母材の溶融量が異な る こ と と '！） 成分の倔析を生じますま す重要る問題と なる。
    [0093] さ らに悪いこ と に溶込深さが大き い と、 上記の理 由に よ 融合面にス ラ グの巻込、' 気泡の発生る どの 欠陥が生じ易 く 、 品質を劣化させる こ と があ る。 そ こで溶け込みが深いこ とに関連する問題を発生させ ないためには、 従来法と比べてス ラ グの温度を上昇 させて、 かつ溶込深さ を減小させねば ら 。 そ れには前記の よ う 大新面電極を使用 して母材近傍 の ス ラ グ温度上昇させるが ら、 かつ溶融金属をメ タ ルプー ル へ添加 して溶接速度を上昇させ、 母材の単 位溶接長当 ] の熱吸収量を小さ く し、 溶込深さを減 小させるのが本発明の重要る特徵であ る。 そ して溶 込深さは高 々 3 Q 狐、 理想的には 1 5 瓶以下であ る
    [0094] 5 REA この こ と に よ' ] 、 母材融合面近傍のス ラ グ温度を十 分高温に保ち、 融合面近傍のス ラ グの温度勾配が大 き く 、 上記の問題点を解消する も のである。 さ らに 前述 した母材の回転の効杲に よ ] 、 溶融金属の添加 は肉盛円周上の 1 個所で も 円周上に均等に分布され る こ と に ] 、 かつ溶融金属及びその もつ熱量を も 円周上均等に配分でき る こ と と な る。 こ こで溶融金 属の添加量はあま 多 く て も 湯上が ]) 速度す ¾わち 溶接速度が過大と ！） 、 肉盛金属の中心^の凝固組 織が粗大化 し、 微小気孔あ るいは引け巣が発生し好 ま し く ない。 さ らに本発明での溶融金属を添加する 大き な効果は、 設備全体を小型化 し、 簡便 ¾装置と する こ とができ る と とであ る。
    [0095] パ ー状の消耗電極を使用 して溶難金属を添加 し い場合は、 その電極の消耗長は、 そのと き の電極断 面積と 肉盛断面積の比に よ っ て決ま ] 、 前'者が多い 程電極長は小さ く て よ い力；、 前者を増加させて も高 高後者の 3 0 程度であ ])、 少る く と も 肉盛溶接長 の 3 倍以上の電極長が必要と な る 。 た とえば、 2 m の溶接長に対 して 6 以上の電極長が必旻と な る こ と と な ] 、 肉盛の途中で継ぎ足すと しても設備的に も操業上に も 実用化が困難であ る。
    [0096] これに対 して本発明では溶融金属を添加するので でき 、 必要 電極長は溶接長とほぼ等 しい長さにで c: :PI き、 設備全体の高さが低 く な ] 、 かつ操業も 溶融金 属を添加 し い場合と比べ容易 と る も のであ る。
    [0097] 第五に母材を回転させながち、 どの よ う に して大 電流を供給するかを述べる。 回転 して る母材か ら 1 0， 0 0 0 - 1 0 0， 0 0 0 A の大電流を取 ]) 出すこ. とは、 設備的に大掛 i な集電機構を必要 と し、 実用 的で い。 そこで本発明の一つの特徵は電力をス タ 一結線と した多相交流電源を使用 し、 各相の電力を 各電極に供給し、 母材に中性点を接続する こ とに よ · 、 母材か ら電源に流れる電流は全体の 2 〜 3 以 下 （ 数 " " A ) と な ！？、 母材が回転して も容易に集電 でき る こ とが特徵であ る。 こ こで言う 多相交流とは、 通常広 く 使用されている 3 相交流が代表であ るが、 この 3 相交流の場合は、 各々 の相が 1 2 0οずつ位相 が異な 、 同一時間では電流あ るいは電圧の合成が 零と な る も のであ る。 したがって 2 相な ら 1 8 0ο、 • 4 相 ら 9 0οずつお互いの相の位相が異つている。 これ らの多相交流をス タ ー結線出力 と し、 母材と接 続する理由は、 各相の電力を独立した単相の電力 と 同等に調節でき るか らであ る。 すなわち、 中性点が 母材 と接続されているので他の相 と関係な く 、 電圧 あるいは電流を調整する こ とができ、 その と き の相 間の不平衡分の電流は、 母材を通って電源の中性点 に帰還されるのであ る。 こ の不平衡分の中性電流の f _ C:-'FI 値は高 々 1 0 0 0 A である。 さ らに多相交流電源を 使用する こ とは、 大電流を使用する装置で肉盛を行 う 際には、 漏えい磁気.に よ る イ ン ビ ー ダ ン ス ド ロ ッ プの防止、 力率低下の防止、 設備の加熱の防止 ¾ ど安定操業が可能 と る メ リ ッ ト があ る。
    [0098] 本発明に よ るエ レク ト ロ ス ラ グ肉盛装置は、 ス タ ー結線出力を有.し且つ定電圧特性を有 し、 該 ス タ 一結線の中性点に母材が電気的に接続されてい る多相交流電源と、
    [0099] 回転する母材をス タ ー結線の中性点に接続する ス リ ッ プ リ ン グ と、
    [0100] 肉盛空間を定め、 母材の近 く に設け られそ して肉 盛操作の進涉に伴 ¾ つ て上向き に移動可能なモ ー ル ドと、 '
    [0101] 大断面積パ ー状の複数本の消耗電極と、
    [0102] ' 消耗電極を一括 して一斉に昇降 し う る電極 ·昇降装 医 と 、
    [0103] 肉盛空間上方に設け られ、 肉盛操作の進涉に伴 つて上向 き に移動可能な溶融金属添加用タ ゾテヽ ィ ッ シ ュ とヽ
    [0104] タ ン デ ィ ッ シ ュ及び鏡型の上昇運動の際に、 母材 及びモ ー ル ドを母材中心軸の周 に同期回転する装 置と を含んで ¾ る。
    [0105] 以下本発明を第 2 図 い し第 1 4 図を参照と しつ つ説明する。 .
    [0106] 図面の籣単 説明
    [0107] 第 1 図はエ レク ト ロ ス ラ グ肉盛法を説明する図面
    [0108] "C る o
    [0109] 第 2 図は本発明方法を実施する エ レ ク ト ロ ス ラ ク、 肉盛装置の概念的部分断面図であ る。
    [0110] 第 3 図は第 2 図の装置の平面図であ る。 、 第 4 図は本発明において採用された結線を示す図 面で ¾>る。
    [0111] 第 5 図は本発明にお て採用された給電シ ス テ ム を示す.図面である。
    [0112] 第 6 図は溶込比と メ タ ルプー ル比の関係を示す図 面で ¾る o
    [0113] 第 7 図は溶込比 と メ タ ルプー ル比の関係を示す図 面であ る。
    [0114] 第 8 図は溶湯比率と メ タ ルプ '一 ' ル比の関係を示す 図面であ る。
    [0115] 第 9 図は溶湯比率に対するス ラ グ中の電流密度の 関係を示すグ ラ フ であ る。
    [0116] 第 1 0 図は本発明の一態様に係るエ レク ト ロ ス ラ グ肉盛装置の部分断面正面図であ る。
    [0117] 第 1 1 図は第 1 0 図の装置の要部を示す平面図で あ & 。
    [0118] 第 1 2 図は本発明の一態様に係るエ レク ト ロ ス ラ
    [0119] Ά、 ν.·ι ο グ肉盛装置の部分断面正面図であ る。
    [0120] 第 1 3 図は第 1 2 図の A - A線に沿 う 断面図であ
    [0121] -る 0
    [0122] 第 1 4 図は本発明の一態様を示す第 1 2 図 と同様 の図面であ る。
    [0123] 第 1 5 図は部分拡大図であ る。
    [0124] 発明を実施するため の最良形態
    [0125] 第 2 図及び 3 図において、 複合ロ ー ルを製作する ため、 外層厚みだけ胴部分を径小と した ロ ー ル状母 材を製作 し、 その胴部の外周に肉盛を行な う エ レク ト ロ ス ラ グ溶接装置が示されている。 ロ ー ル母材. 1 0 を回転台 1 9 の中心に直立にセ ッ ト し、 ロ ー ル 母材の外周に所定の肉盛半径 と なる よ う 適当 ¾内径 の水冷銅製モ ー ル ド 1 7 を配設 し、 モ ー ル ド 1 7 と ロ ー ル母材 1 0 と の間隙の中央に位置する よ う、 パ、 一状消耗電極 1 2 を垂直に ロ ー ル母材円周に沿っ て 懸下し、 ス タ ー ト タ ブ 2 0 とモ ー ル ド 1 7 、 ロー ル 母材 1 0 に よ って形成された空間に溶融ス ラ グ 1 4 を投入して、 エ レ ク ト ロ ス ラ グ溶接を開始 した。
    [0126] この場合パ ー状消耗電極 1 2 は角形あ るいは丸形 に形成 しても よ く 、 必要な こ とはパ ー状消耗電極 1 2 か ら ロ ー ル母材 1 0 お よびモ ー ル ド 1 7 面ま で の距離が 3 0 籠以内 と し、 モ ー ル ド 1 7 の円周長で その条件を満足する範囲が 1 0 以上るければ ¾ ら ¾いこ とである。
    [0127] 上記距離要件は、 た とえば 7 0 0 丽 $5 の母材に
    [0128] 1 0 0 薦の肉盛半径 （ 母材と モ ー ル ド の間隔をいう， すなわちモ ー ル ド、 1 7 は 9 0 0 ΈΜ と ¾る ） の 肉盛 溶接を行 う場合、 電極を中心に配置する と して、 角 型電極な らほぽ肉盛半径一 2 X 3 0 丽で 4 0 ∞以上 の厚みと し、 モー ドの円周長の 1 0 % で約 3 0 0 ra以上の全電極の巾の合計 と な らねばる ら ない。 そ して ー状消耗電極 1· 2 の数が 6 本であれば各 1 本 の電極の巾は約 5 O raz以上で ければな ら い。
    [0129] 丸形 ー状消耗電極 1 2 の場合はい き おい電極数 を増大させねば円周長の 1 0 以上で肉盛空間で所 要の電極形状及び位置を満足でき ないので、 矩形又 は正方形電極の方が有利であ ] 、 さ らに肉盛径に合 せた径を有 し且つ長片側がわん曲 した矩形電極な ら
    [0130] お望ま しい。 た.とえばパ ー 消耗電極 1 2 と して 5 0 rnn X 8 0 mの断面の電極を使用 した場合、 1 本 の電極にて、 2 0 0 0 〜 5 0 0 O A の電流を供給す る こ と ができ るので、 高々 1 0 本程度の電極数で目 標の大電流を供給する こ とができ、 肉盛簡便化の利 点と るる も のである 。 .
    [0131] 第 3 図に明示されている よ う に複数のパ 一状消耗 電極 1 2 を使用 してお 、 その理由は、 多相交流電 源が使用でき る こ と と、 肉盛円周上に熱源を分散 し οι:π
    [0132] 、 て、 電極間のス ラ グ浴に後述する溶融金属の添加す る位置を確保でき る こ とであ る。
    [0133] この熱分布及び ロ ー ル第 3 図に矢印で示 した母材 回転に よ 円周方向のス ラ グ温度の均一化を得る。
    [0134] 溶接開始と'と も に ロ ー ル母材 1 0 を回転させ、 母 材温度が上昇 し、 ロ ー ル母材 1 0 の表面が溶融開始 した時点で、 パ ー状消耗電極 1 2 と 同一成分の溶融 金属 1 3 をタ ン デ ッ シ ュ 1 8 底部のノ ズル よ ] 9連続 的に溶融ス ラ グ 1 4 の浴に添加 した。
    [0135] 溶融ス ラ グ 1 4 の浴に添加された溶融金属 1 3 は 溶融ス ラ グ 1 4 の浴.を通過 してパ ー状消耗電極 1 2 が溶融 してでき た溶融金属 1 3 と混合されて、 メ タ ノレ プ ル 1 5 を形成する。 メ タ ルプー ル 1 5 は水冷 モ ー ル ド 1 7 に よ 冷却されて凝固 し肉盛金属 1 6 と な ！）、 溶着と と も に肉盛溶接が進行される。
    [0136] そこで、 この溶融金属 1 3 の添加量は、 湯上が！） 速度が毎分で、 モ ー ル ド と母材の間隙の ？ 〜 2 5 % の範囲以内 と ¾ る よ う制御されねばな ら い。 た と えば 1 0 0 mmのモ ー ル ド · 母材間隔の場合湯上が ] 速度すなわち溶接速度が 7 rai Z m i n 未潢では、 母材 の溶込深さ を 3 0 以下にする こ と は困難であ ] 、 . 逆に 2 5 以上では中心部に気孔が発生し健 全 ¾ 肉盛金属が得 られ いのであ る 。 こ の限界値が モ ー ル ド ' 母材間隔に よ っ て決定される理由は、 そ c :π_ v.: 〇 の間隔が小さければ、 ス ラ グ'浴の量が滅小し熱含量 が小さ く ] 溶込深さは减小する 。 ま た間隔が小さ い と メ タ ルプー ル 1 5 形状が凸形と ！） 、 引け巣あ るいは微小気孔を発生 しやす く る るので、 溶接速度 を小さ く してメ タ ルプー ル の深さ を浅 く する必要が あるか らであ る。
    [0137] 溶接の進行と と も に、 モ ー ル ド 1 7 は上昇し、 タ ン デ ッ シ ュ 1 8 も 同時に上昇される 。
    [0138] 溶接中は常に ロ ー ル母材 1 0 は一方向に回転され 当然肉盛金属 1 6 も一体であ るので回転 し、 それに る ら つ て メ タ ル プ ー ル 1 5 、 ス ラ .グ浴 1 4 も 回転す る o
    [0139] . こ こでモ ー ル ド 1 7 も ロ ー ル母材回転と 同期 して 回転させる こ とが、 肉盛金属 1 6 と の摩擦等が く るので望ま し 。
    [0140] ま た消耗電極 1 2 は、 溶接の進行につれて消耗す るので、 その分だけ下降させねば ら い。 ロ ー ル 母材 1 0 の溶込深さは 1 0 土 5 OTになる よ う、 溶接 電圧、 溶接電流を調整して制御された。 肉盛金属 1 6 に移されたパー状消耗電極の成分の量はそれぞ れの成分の歩留に よ ！）決定されるので、 歩留を考慮 し肉盛金属組成を一部を変更 したパー状消耗電極と する 。
    [0141] こ こで、 も し炭素の電極材中の形態は、 前述 した
    [0142] OV'FI よ う に黒鉛の形ではス ラ グ中で反応するので化学的 に安定なセ メ ン タ イ ト の形を と る必要があ る。
    [0143] ¾お、 第 4 図及び第 5 図に本実施例の給電方式を 示 した。
    [0144] すなわち、 定電圧特性の三相溶接電源 ト ラ ン ス の 二次側 2 1 をス タ ー結線と し、 各相 u ， V , w ¾— 括一斉送給される 9 本のパー状消耗電極 1 2 に図の ごと く 円周方向に順序 よ く u , V ， w … と な る よ う 給電 し、 ス タ ー結線の中性点 " 0 " を ロ ー ル母材 1 0 に配線 して る 。
    [0145] 本発明の態様は、.異種金属を肉盛する方法におい て、 肉盛金属成分に相当する溶融金属を ス ラ グプー ル浴液面に連続的に添加 し、 その添加量が全溶加材 との劐合である溶湯比率 （ で ≥ 9 8 - ' 4. 3 p する。
    [0146] 第 6 ない し 9 図を参照 した説明をする前に溶湯比 率の背景を説明する。
    [0147] 先ず、 本発明者 らはメ タ ル プ ー ル の量を増大させ 温度を上げる実験を行なった。 これ らの実験におい て、 攪拌あ るいは拡散力を増大させるえめ、 メ タ ル プー ル深さ を増大させ及び溶込深さ を小さ く して母 材の溶融量を減少させた。
    [0148] そこでまず f 究を始める前にエ レク ト ロ ス ラ グ溶 接の基本的 操作要因 （ 溶接条件 ） であ る溶接電流
    [0149] /· お よ び電圧のエ レク ト ロ ス ラ グ溶接への影響を調査 した。
    [0150] その結果、 メ タ ルプー ル深さは電流を増大させる と著 し く増大する こ と、 溶込深さ も 同様に増大する
    [0151] 5 こ と、 極端に電圧を低下させない と適当な 1 0 〜
    [0152] 2 0 鵬溶込深さ と な らないこ とが判明 した。 また溶 込深さは電流減少 と比べ、 電圧減少が.著 し く 効果が あるが、 メ タ ル プ ー ル深さはほとんど-増大せず、 ま た電流の減少はメ タ ルプー ル深さ を減少させる欠点0 ' があ ] 5 、 よ っ て'、 電流、 電圧の調整では、 電流を極 端に高 く 且つ電圧を極端に低 く する以外には、 解決 でき るいこ とが判明 した。 すなわち、 ス ラ グ浴電流 密度で 2 3 Aノ CM5以上に溶接電流を増加 し、 さ らに 電圧を 1 5 V以下に低下させればメ タ ルプー ル深さ5 が 1 0 O OT以上、 溶込深さが 1 0 ∞程度と ] 不均 ' · —組織は解消で'き るが、 この よ う ： ¾電流、 電圧の条 件で溶接を行 う ためには非常に電気伝導度の高いフ ラ ッ ク スを使用せねばな らず、 ス ラ グ中 の発熱が小 さ く 作業性が悪 く かつス ラ グの巻込み、 気孔る どの0 欠陥が発'生しやす く 、 満足な肉盛金属を得る こ とは でき るい。
    [0153] 溶接電流を増大させる と メ タ ルプー ル深さ増大に 寄与するのは、 電極の消耗量が増大 し溶接速度が大4 き く なるためであ る 。 -
    [0154] C' ' 1
    [0155] Λ',. ν·. : ο エ レク ト ロ ス ラ グ溶接では電極が溶接金属に対 し
    [0156] て上下に移動 しているか ら移動熱源 と考え られその
    [0157] 移動速度が遅 く る とは移動方向 と逆方向で温度勾
    [0158] 配が小さ く るため メ タ ル プ ー ル の深さが増大し、 .
    [0159] 溶接速度が増大する と考え られる。
    [0160] 第二に、 本発明者はメ タ ルプー ル深さ を増大する
    [0161] ために溶接速度を増大する実験を行ない、 そ して消
    [0162] 耗電極以外の溶加材を用いる方法を完成 した。 本発
    [0163] 明の態様では基本的要因すなわち溶接電圧 · 電流の
    [0164] 制御以外に溶融金属添加が制御可能であるか ら溶接
    [0165] 篛ェ条件の範囲が基本的要因制御に比較 して.非常に
    [0166] 広 く ] 、 さ らに種々 のメ タ ル形状の溶接が可能と
    [0167] な る o
    [0168] 第 6 図は横軸にメ タ ルプー ル比 （ メ タ ル プ ール深
    [0169] さ D 溶込深さ P + 肉盛半径 G ) 、 縦軸に溶込比
    [0170] ( 溶込深さ + 肉盛半径 G ) を と つて、 不均一
    [0171] 祖緣発生の程度を示 したも.のであ る。 そこで種々 の
    [0172] 溶接条件にて溶接を行い、 メ タ ル形状と品質 （ 不均
    [0173] 一組織の有無 ） と の関係を求めたのが同図である。
    [0174] こ こで X 印は不均一組織が層状に発生し、 長さ も 肉
    [0175] 盛金属の中央以上ま で伸びてお ) 全 く 使用に耐えな
    [0176] も の、 〇印はほとんど発生 してい い も ので、 発
    [0177] 生していて も輊微であ ])、 長さ も 短か く 実用上問題
    [0178] の いも の、 ◎印は全 く 発生 してい い も のである
    [0179] G: '71 ' " 0 、 ノ λ 丁 1Gヽ: 第 6 図か ら明 き らかな よ う に、 これ らの各符号の 領域ははつ き と相互に区別でき る。 すなわちメ タ ル プ ー ル比が 0. 6 以上と なれば不均一組織が発生し いか発生しても 実用上問題がない。 さ らに メ タ ル プー ル比が 0. 6 以上で溶込比 0. 2 以下とすれば全 く 発生し い。 この こ とは前述した不均一組織の防止 のため溶込みを浅 く 且つメ タ ルプー ルを深 く する と い う発明者の思想が正しかったこ と を裏付けている。
    [0180] それではメ タ ルプー ル比を 0. 6 以上とするための、 具体的な溶接条件を以下説明するが、 第 6 図のデ一 ターに溶融金属の添加の有無、 さ らに添加の量を表 示 して示 したのが第 7 図であ る。 こ こで X 印は溶融 金属を添加 し い従来の方法、 〇印は添加 したも の であ ])、 数字は添加量を溶湯比率 (）を百分率で示し た も のであ る 。
    [0181] 第 7 図を一見する と、 メ タ ルプー ル比が 0. 6 ·未満 の も のは、 ほとんどが溶融金属を添加 し い従来の 方法であ ]3、 い く らか溶融金属を添加 した も のも 含 ま れている 。 しか しメ タ ルプール比 0. 6 以上の も の はすべて溶融金属を添加 した も のであ ]) 、 同図 よ ] 右下にな る程溶湯比率（）は大き く ¾る傾向があ j そ う である。
    [0182] さ らに第 6 図及び第 7 図のデータ ーの溶接条件で ある溶接電流、. 電圧の要因を加味 し、 追加実験も加 c-ι.'ΐΐ えて解析 した と ころを第 8 図に示す。 すなわち第 8 図のデー タ 一は、 メ タ ル ° — ル深さは溶接電流と溶
    [0183] 湯比率（7)に よ っ て決定される こ と、 溶接電圧の影響
    [0184] は無視でき る程度であ ] 、 同図の よ う にメ タル プ ー ル比はス ラ グ浴電流密度 （ 溶接電流を肉盛間隙面積
    [0185] で割ったも の、 肉盛間隙面積とは、 母材表面とモ ー ル ド表面とが形成する空間の最小断面積 ） と溶湯比
    [0186] 率に よ って決定される こ と、 と い う こ とであ る。 そ
    [0187] してス ラ グ浴電流密度が増大する程、 ま た溶湯.比率
    [0188] が増大する程メ タ ルプール比は大き く な ] 、 メ タ ル
    [0189] プー ル比を 0. 6 以上とするために.は、 同図の点線の
    [0190] ラ イ ン以上の曲線と る よ ぅ ス ラ グ浴電流密度およ び溶湯比率を選べばよ いこ と が同図 よ ]) 明 らかにな
    [0191] る
    [0192] これを別のグラ フで示すと第 9 図のご と く 、
    [0193] 溶湯比率 77 ( が 9 8 - 4. 3 p ( はス ラ グ浴電流密
    [0194] 度で A Z an よ も大き い範囲 と い う こ と と な る。
    [0195] すなわち こ の範囲であれば不均一組緣の発生 しない
    [0196] 複合肉盛溶接が可能であ る。
    [0197] こ こ で重要なのはス ラ グ浴電流密度が大き いと き
    [0198] は、 溶湯比率が小さ く と も、 不均一組織の発生とは
    [0199] な ら ¾い：^、 先に も述べたご と く 、 特殊なス ラ グを
    [0200] 用い ければる らず、 たかだか電流密度は 2 0 A ,
    [0201] cm5ま でであ る 。 そ う すれば溶接電圧は 2 0 V以上で
    [0202] C. PI V. IPO v , 溶接可能であ ] 満足な品質が得 られる。 この と き の 溶湯比率は少な く と も 1 0 %以上と る 。 も っ と も 作業性がよ く 、 かつ よい品質の得 られる望ま しい溶 接条件はス ラ グ浴電流密度は 7 〜 1 5 Aノ cm5の範囲 . であ ！） 、 かつ 4 5 以上の溶湯比率であ る 。
    [0203] 溶融金属の添加す わち流 し込むス ラ グ浴表面は 肉盛空間の半径方向で見てほぽ中央が好ま しい。 こ の流入位置が母材側あ るいはモ ー ル ド側に極端に近 づ く と、 目標の 0. 6 以上のメ タ ルプール比が得 られ い。 近接電極間のス ペ ー スは円局上の長さで 1 00 TOも あれば溶融金属流入に十分であ る。 母材の回転 速度は母材径に関係 く 、 肉盛間隙の中央の周速で 1 m i n以上であ る こ とが望ま しい。
    [0204] 本発明の肉盛溶接装置は、 溶接、 造塊、 铸造プ ロ セ スであ る技術を単純化 し、 それ らを組合せ総合的 に操業が容易で、 かつ高品質る成品が安定して得 ら れる設備に した も のであ る。
    [0205] そこでまず電極の送給装置であ るが、 複数の消耗 電極を使用する場合、 各 々 の電極に送給装置を別 々 に装傭すれば技術的に問題は いが、 それでは設備 が大掛 ]) と な ] 5 、 ま た操業が繁雑と な ] 好ま し く い。 そこで本発明は複数本の消耗電極を一括して、 1 つの送給機構で一斉に送給する よ う に したのが特 徵の 1 つであ る 。 .
    [0206] 一 GV.TI 一般的に消耗電極を使用するエ レク ト ロ ス ラ グ溶 接あ る.いは溶解の電源は、 外部特性が定電圧特性と 定電流特性の 2 種類があ る。 前者の特性の電源を使 . 用 した場合は、 電極の送給は電流値に応 じて一定速
    [0207] _度で送給すれば、 ス ラ グ 1 4 の浴中の電極先端位置 は常に一定に保たれ、 電源に よ っ て設定された電圧 に応 じて安定る操業が得 られる も のであ ] 、 後者の 場合は操業電圧を電極送給機構,に フ ィ 一 ドパ ッ ク し て、 電圧を一定に保つ よ う 電極の送耠速度を制御 し 安定な操業を行 う も のであ る。
    [0208] そこで本発明の よ う に多相電源を使用 し全電極を —括送給 して安定な操業を得るためには、 前者の方 式 ¾採用 し、 かつ電源の中性点 " 0 " ( 第 4 図 ） を ロ ー ル母材 1 0 ( 第 2 , 3 図 ） に接続する こ とかつ 必要と ¾ るのであ る。 多相電源の場合のこの必要を • 単相電源の場合と比較 して以下説明する。
    [0209] 1 台の単相電源で多電極溶接を行 う 場合は各電極 が並列に結線されている。 電極間で溶解速度が異 る と、 あ る電極がス ラ グ浴中に深 く 浸漬するが、 そ の電極のス ラ グ中の電圧が低下するのでその電極に 他よ J も大電流が流れて、 電圧を各電極と も 同一に しょ う とする現象があ るのでその電極は溶解速度が 増大 して、 一括送給 して も ス ラ グ中の浸漬深さが他 と同一と る る 。 ま た電流 · 電圧の相違も 電極の浸漬
    [0210] CI. -FI■
    [0211] ？ . ,ι:-ο 深さに よ J 除かれ、 安定 操業が可能である。
    [0212] しか し多相電源の場合は各相の全電極では く 同 —の相の電極並列に結線されてお 相の異な る電極 間では並列に結線されてい ¾い。 そこ で同一相の電 極では上記同等化現象が現われるが全電極ではこの 現象が生 じ ¾い。 したがって電圧の低い電極に大電 流を流 し、 電圧の高い電極には小電流を流す同等化 現象を得るには、 定電圧特性の電源を使用せねばな らな 。そ して相 （ u ， V ， , 第 4 図 ） 間の不平衡 分の電流を ロ ー ル母材 1 0 ( 第 5 図 ） を通 して電源 の中性点に フ ィ ー ドパ ッ ク させるの である。
    [0213] 電源の相数と電極数は、 相数と同一か、 その倍数 の電極数を採用し、 円周方向に順に位相の順序に従 つて配列する こ とが望ま しい。
    [0214] ま た本発明では溶融金属を連続的に添加する こ と を規定 しているが、 前にも 説明 した よ う に、 こ の溶 融金属の添加量に よ っ て、 母材の溶込深さが微妙に 影響される ので、 目標の溶込深さに対 して添加量が 設定され、 そのあ と は電流、 電圧に よ って溶込深さ を制御する こ と が望ま しい。
    [0215] したがって溶融金属の添加は常に一定量と る よ う タ ンデ ッ シ ュ等で連続的に行い、 中断 して も 1 分 以内 と どめる こ と が必要である。 さ も ¾いと溶込 深さの変動は も ちろんの こ と 、 ^鏡肌の劣化金属組饞 ci. のむら る ど冶金的欠陥が発生するか らである 。
    [0216] 第二に、 溶融金属添加のため用いる タ ン デ ッ シ ュ
    [0217] について説明する 。 溶融金属を連続的に、 好ま し く
    [0218] はほぽ一定の速度で、 ス ラ グ浴に添加する ために タ
    [0219] ンデ ッ シ ュ を用いる 。
    [0220] 溶融金属の添加速度は毎分 5 〜 3 O k^ と い う 範囲
    [0221] で、 湯鍋 どを傾動させォ一パー ラ ンさせる方式、
    [0222] ' 電磁ボンプに よ る方式る ど通常実用されている注湯
    [0223] 速度に比較 して、 非常に少量であ ] 、 それ らの方式
    [0224] で 5 〜 3 0 の範囲に添加速度を制御するために用
    [0225] いる と 、 湯道で溶融金属が凝固 した ] 、 凝固 しない
    [0226] ま でも 添加速度が大巾 に変動 した ] 、 かつ設備、 操
    [0227] 業も大掛 D と る 。
    [0228] 上記速度を得るには、 例えば、 タ ンデ ッ シ ュ の湯の
    [0229] 深さが 2 00〜 5 0 0蘭で、 その底部に 3〜6 ram0 の孔径
    [0230] のノ ズルを使用し、 湯の温度を管理すれば 5腿 のノ ズ ル孔でたとえば 1 5 毎分のほぼ定速で添加するこ とが で き る 。 タ ンデ ッ シ ュ の湯面が肉盛操作中に低下すれ
    [0231] ば、 湯を追加する こ と に よ ] 溶融金属を容易に一定
    [0232] 速度で連続的にス ラ グ浴に添加する こ と ができ る 。
    [0233] 第三に、 好ま し く はモ ー ル ド、母材と 同期的に回転
    [0234] している母材に多相溶接電源の中性点を接続するた め ス リ ッ プ リ ン グ を設けてい る 。 溶接電源の中性点の母材への接続は、 前述 した よ
    [0235] C;.,iFI 、 V IPO - ノ う に多電極の一括一斉送給又は変位のためにはこの こ とが必要であ ] 、 さ らに各相お よ-び同相電極間の 不平衡電流を該接続を介 して電源に フ ィ 一 ドパ ッ ク させるために重要る も のであ る。 不平衡.電流は通常 は全電流値の数 程度の電流値 （ 全電流が 2 0 0 0 0 . Aの場合 2 0 0 〜 4 0 O A ) であ るので設備化も容 易であ る。 す ¾わち、 銅製のス リ ッ プ リ ン ク'を回転 側に設けて、 固定側に炭素製の摺動子を数個配設す ればよい。
    [0236] 第四に本発明のエ レク ト ロ ス ラ グ肉盛溶接法を実 施するためには、 移動モール ドが必要であ ！） 、 ス ラ グ浴面がモ ー ル ドの上端に常に位置し.なければな ら な 。 そのためモ ール ドが溶接の進行につれて上昇 するか、 母材が下降するかの どち らかの機檮が必要 と な る。 そ してこの場合タ ン デ ッ シ ュ の位置は、 常 にス ラ グ浴面と一定間隔に保ち溶融金属の投入位置 'の変化を防止する。 したがっ て、 タ ン デ ッ シ ュ はモ — ル ドか らの距離を一定にするためにモ ー ル ドと常 に同距離と る よ う 同期 して上、 下移勣あ るいは固 定される必要があ る。
    [0237] つ ぎに第 1 0 図 い し 1 4 図に よ ] 本発明に係る 装置の態様を説明する。
    [0238] 第 1 0 図に よ る と、 固定床 3 1 に立脚 した 4本の 支柱 3 4 は架合 3 5 を支え、 固定床 3 1 上に設置さ
    [0239] 'ウ. 」. " 一 れたタ ー ン テ ー ブル （ 下部ク ラ ン プ装置 ） 1 9 と架 合 3 5 に機能的に違結された上部ク ラ ン プ装置 3 2 に よ 且つこれ らの間に、 ロ ー ル母材 1 0 が垂直に 保持されている 。 以下説明する駆動手段を昇降せ し める上下動床 3 3 が支柱 3 4 に案内されま た鏡型を 装備する開孔を備える。 駆動手段は架台に設置され たモ ータ 一 4 8 に よ ] 構成され、 ロ ー ル母材 1 0 を 内面にて囲繞する モ 一ル ド 1 7 と タ ン デ ッ シ ュ 8 と を一斉に昇降させる。
    [0240] パ ー状消耗電極 1 2 は単一の電極支持アー ム 4 3 ( 第 1 1 図 ） に固定さ.れ、 .その支持アー ム 4 3 は 4 本の ワ イ ヤ 2 5 に よ ]) 架合 3 5 上の ワ イ ヤ ド ラ ム
    [0241] 2 4 か ら懸下されてお ])、 架台 3 5 上に設置された モータ ー 4 8 であ る駆動手段に よ ] パー状消耗電極 1 2 を昇降させている。
    [0242] 多相交流溶接電源 1 1 ( 以下電源 1 1 と称する ） は固定床 3 1 上に 置されス タ ー接続されている。
    [0243] ス タ ー結線の 3 相の各相 u ， V ， wは リ ング状ブ ス パー 4 2 を仲介 して、 フ レ キ シ ブルケ一プル 4 4 に よ ！）各電極に給電されてい る 。 架台 3 5 は給電線か ら絶緣され、 ま た電極支持アー ム 4 3 と パー状消耗 電極 1 2 間の導電も起こ らない。
    [0244] そ して電源 1 1 の中性点 " 0 " は、 ケ ー ブル 4 7 に よ ] タ ー ン テ ー ブ ル 1 9 の周 ]) に配設された銅製
    [0245] C:.:FI の ス リ ッ プ リ ン ク、 4 5 を経て π — ル母材 1 0 と接続 され、 炭素製の摺動子 4 6 を介 して給電される。
    [0246] タ ン デ ッ シ ュ 1 8 は、 溶融金融 1 3 がノ ズルか ら 溶融ス ラ グ 1 4 の中央に流入される よ う苐 1 0 図上 ' 右上に設置される。 タ ン デ ッ シ ュ 1 8 内の溶融メ タ ル 1 3 が減少 した場合は、 ノ ズル流の投入位置が多 小変ィヒするので、 タ ン デ ッ シ ュ 1 8 がロ ール母材 1 0 の軸に対 して放射方向に且つ水平に微小変位す る 0
    [0247] 以下同期回転機構と称する ロ ー ル母材 1 0 とモ ー ル ド 1 7 の同期回転機構は、 ロ ー ル .母材 1 0 と モ 一 ル ド 1 7 と別々 の駆動モータ一 2 1 お よび 2 6 ¾設 け、 これをセ ル シ ン 2 2 に よ ]9 回転速度を一致させ 同期させているのであ る。
    [0248] ま た第 1 1 図には電極支持ア ー ム 4 3 は図のご と く 約 4 '分の 1 の部分に相当の弧状開放部を有する リ ン グ形を形成 してお ] 、 タ ンデ ッ シ ュ 1 8 と の干渉 をさけている。 さ らに、 タ ンデ ッ シ ュ 1 8 へ溶融金 属 1 3 を追加する場合取鍋を使用 して も容易に投入 でき る。
    [0249] 第 1 2 図及び 1 3 図で示す本発明の他の態様では、 装置は、 固定床 と、
    [0250] 固定床上に設置され且つ母材を垂直に支持 してい る タ ー ン テー ブル と 、
    [0251] OMFI ス タ ー結線出力を有 し且つ定電圧特性を有 し、 該
    [0252] ス タ ー結線の中性点に母材が電気的に接続されてい
    [0253] る多相交流電源 と、
    [0254] 回転する母材をス タ 一結線の中性点に接続する ス
    [0255] リ ッ プ リ ン グ と 、
    [0256] 肉盛空間を定め、 母材の近 く に設け られそして肉
    [0257] 盛操作の進涉に伴 ^っ て上向き に移動可能なモ ー ル
    [0258] F と、
    [0259] 大断面積棒状の複数本の消耗電極と、
    [0260] 消耗電極をー活 して一斉に昇降 し う る電極昇降装
    [0261] 置と、
    [0262] 肉盛空間上方に設け られ、 肉盛操作の進涉に伴な
    [0263] つ て上向 き に移動可能な溶融金属添加用タ ン デ ッ シ
    [0264] ュ と、
    [0265] 母材を保熱する手段と、
    [0266] モ ー ル ド、 タ ン デ ッ シ ュ及び保熱手段を装置した
    [0267] 上下動床と、 - タ ン デ ッ シ ュ及びモ ー ル ドが上昇運動する際に、
    [0268] 篛型、 タ ン デ ッ シ ュ及び保熟手段を母材の周 ]) に同
    [0269] 期回転させる装置であ って、 前記上下移動可能床に
    [0270] 設置され、 母材、 モ ー ル ド及び保熱手段を電気的に
    [0271] 同期させる装置と を含んでなる。
    [0272] 第 1 2 図には、 円柱状母材 5 0 は上部ク ラ ン プ装
    [0273] 置 6 6 と タ 一ン テ 一 プ ル （ 下部ク ラ ン プ装置 ） 6 1
    [0274] _ CVFI
    [0275] 、く 1.、— 、·,':？〇 、ν ' とに よ ] 垂直状態に把持—され、 タ ー ンテー ブ ル 6 1 は固定床 7 0 上に回転可能に設置され、 円柱状母材 5 0 を回転させる。 上部ク ラ ン プ装置 6 6 を違結し た架台 6 0 は 4 本の支柱 5 9 で支承.されている。 駆 動モ ー タ ー 5 4 - 1 の駆動力はウ ォ ー ム減速機 5 7 - 1 、 動-力伝達ギヤ一 5 7 - 2 を介 して ロ ータ リ ー ジ ョ ィ ン ト 6 2 に供給されそ してタ ー ンテ一プ ル 6 1 に伝達される。 動モーター 5 4 一 1 には回転 数検出器 5 4 - 2 及びモータ 一回転の同期装量 6 5 を併設する。
    [0276] 円柱状母材 5 0 を内面で囲繞するモ ー ル ド 5 2 と 肉盛金属保熱ヒーター 5 3 を連結合 2 0 を含めて便 宜上一体に設けて、 作業用昇降フ ロ ア ー 、 及び駆動 モーター 5 5 - 1 装着用床か ら ¾る上下動床 6 よ 篛型 5 2 と ヒータ 一 5 3 と を懸下 している 。 モ ー ル ド 5 2 及び.ヒ ータ 一 5 3 は円柱犾母材 5 0 と同心 状に設ける。 上下動床 6 4 はチェー ン 6 8 に よ ]) ス プ ロ ケ ッ ト 6 7 を介してパ ラ ン ス ウ ェ イ ト 6 9 に追 従 して昇降可能である。
    [0277] 駆動モ ー タ 一 5 5 - 1 の駆動力はウ ォ ー ム減速機
    [0278] 5 8 - 1 及び勣カ伝達ギヤ一 5 8 - 2 を介 してモ ー ル ド 5 2 及びヒータ 一 5 3 に供給されて、 これらの 回転運動を生 じる。
    [0279] 駆動モータ 一 5 5 - 1 は回転数検出機 5 5 - 2 を
    [0280] C} FI
    [0281] V. IFO 設け、 モ ニ タ ーされ駆動モ ー タ 一 5 4 ~ 1 と電気的 にィ ン タ 一 口 ッ ク されて両者回転は同期装置 6 5 に よ j9 同期制御される。
    [0282] 第 1 2 図に示された特徴の一つは、 ロ ー ル母材と モ ー ル ド とに各々外部か ら動力を与える こ と、 及び これ らを同期回転させる こ と にあ るがさ らに以下説 明する冷却水の供給を容易に-する特徵を有する も の る。·
    [0283] すなわち本発明では、 モ ー ル ド 5 2 へ供給する冷 却水をモ ー ル ドを分割するのではない。
    [0284] 従来、 モ ー ル ドを上、 下に 2 分割 して一方を回転 させパ ッ キ ン グを使用 して両者.の間を シ ー ルを行 う と とは、 溶接熱源のす ぐ近傍で使用するため熱変形 な どに よ j シ ー ル が不十分と な ]) 水漏を起 しやす く 、 ま たモ ー ル ドその も のが大掛 ]) と な ]9 設儋費が大巾 に増大する。
    [0285] 第 1 2 図に示す装置では、 垂直位置に保たれた円 柱状母材 5 0 の下方に、 ロ ータ リ ー ョ イ ン ト 6 2 及び固定ジ ョ イ ン ト 6 3 を設けてい る 。 水導管 （ 図 示せず ） を含むこれ らのジ ョ イ ン ト は、 溶接熱源か ら遠いので熱の重大 影響はな く 、 かつコ ン ハ。ク ト 設備とする こ とができ る。
    [0286] つ ぎにモ ー ル ド 5 2 と 円柱状母材 5 0 と の同期回 転は、 一台の電動機にて行な って も よ いが、 好ま し く はモ ー ル ド 5 2 と 円柱狖母材 5 1 の回転の動力は 各々別々 に駆動モータ ー （ 5 5. - 1 , 5 4 - 1 ) を 設備 しこれを同期させる一台の電動機を用いる場合 は、 機械的に違動させて同時にモ ール ド と母材と を 回転させて同期させる必要があ るが、 長.尺母材の肉 盛の場合、 溶接中でも 肉盛された部分の母材を加熱 する必要があ ] .、 溶接の進行につれてモ ール ドが上 昇するために機械的に連動させる こ とは困難であ る。
    [0287] 電気的に同期させる方法と しては、 セ ル シ ン に よ る 3 相位相角制御あ るいはハ。 ル ス ゼ ネ レ一タ ーに よ る回転速度制御を用いる こ とができ る。 母材 とモ ー ル ド の回転速度比は 0. 1 ^以内に制御する必要があ るが、 これには前記の電気的な同期方法が好ま し 。
    [0288] 第 1 2 図及び 1 3 図では、 簡潔を期すために、 タ ン デ ッ シ ュ 、 多相交流電源、 ス リ ッ プの何れも示さ れてい ¾いが、 肉盛装置の不可欠な部'材であ J)、 そ の作用及び他の部材 と の関係は第 1 0 図及び 1 1 図 を参照 と した記載よ ] 明 らかであろ う 。
    [0289] 第 1 4 図及び 1 5 図を引用 しつつ説 ¾する装置は、 固定床 と、
    [0290] 固定床上に装着され、 かつ冷却水を給排水する開 孔を有する ロ ー タ リ 一 ジ ョ イ ン ト と 、
    [0291] ス タ ー結線出力を有 し且つ定電圧特性を有 し、 該 ス タ ー結籙の中性点に母材が電気的に接続されてい
    [0292] C' - I
    [0293] 、ィ、 W H O る多相交流電源と、
    [0294] 回転する母材をス タ ー結線の中性点に接続.するス リ ッ プ リ ン グ と 、
    [0295] 肉盛空間を定め、 母材の近 く に設け られそ して肉 盛操作の進涉に伴る つて上向 き に移動可能 モ ー ル Kと、
    [0296] 大断面積棒状の複数本の消耗電極と、
    [0297] 消耗電極を一括 して一斉に昇降 し う る電極昇降装 量と、
    [0298] 肉盛空間上方に設け られ、 肉盛操作の進埗に伴 ¾ つて上向き.に移動可能-な溶融金属添加用タ ン デ ッ シ ユ と ヽ
    [0299] モ ー ル ドが上向 き に移動する時に伸長可能であ ]？ 、 且つモ ー ル ド と ロ ー タ リ 一.ヅ ョ ィ ン ト の前記開孔を 違通するホ ース と、
    [0300] タ ン デ ッ シ ュ及びモ ー ル ドが上昇運動する際に'、' 鏡型、 タ ン デ ッ シ ュ及び保熱手段を母材の周 に同 期回転させる装置と を含んでな る。
    [0301] 第 1 4 図において、 円柱状母材 5 0 は上部ク ラ ン プ装置 6 6 及び下部ク ラ ン プ装置 9 6 の間に垂直に 回転自在に把持する。 各ク ラ ン プは架台 6 0 と 4 本 の支柱 5 9 及び固定床 7 0 に よ っ て強固に枠組セ ッ ト されている。 円柱状母材 5 0 を環状内面で囲繞す るモ ー ル ド 5 2 は水冷され、 給水ジ ョ イ ン ト 8 3 と 排水 -ク ョ イ ン ト 8 4 を有 してお ]) 、 これ ら 8 3 ， 8 4 と連通する 、ク ャ ケ ッ ト 8 6 と と も にジ ョ イ ン ト 8 3 , 8 4 は支持架台 8 7 に载置される 。
    [0302] 支持架台 8 7 は、 その周 ]3 に と つけ られた突出 部 8 7 - 1 を含み、 こ の水平部を介 して水平ロー ラ — 8 8 上に回転可能に置かれている。 支持架台 8 7 はその回転中に縦ロ ー ラ一 8 9 に よ 案内され、 こ の縦 ロ ー ラ 一 8 9 は突出部 8 7 - 1 の垂直部の水平 変位を制限 している。 縦ロ ー ラ ー 8 9 の位置はね じ 121 に よ ] 調節される 。
    [0303] 同期回転機構の、 ま とめで 1 0 0 で示されている 懕動機構は駆動モ ー タ 一 7 9 2 、 ウ ォ ー ム減速機 7 8 一 2 、 回転伝達歯車 8 5 及びセ ル シ ン 8 0 を含 み、 モ ー ル ド 5 2 を回転せしめる よ う相互に機能的 に連結される 。 フ ロ ア ー 9 0 に作業者フ ロ ア ー 6 9 を隣設 して も しる く と も よい。 フ ロ ア ー 9 0 はモ一 タ 一 5 6 ( 第 1 4 図 ） の駆動力を う'けてス プ ロ ケ ッ ト 6 7 を介 して、 重錘 6 9 を有するチ ェ ン 6 8 に よ ] 昇降自在であ る。
    [0304] 下部ク ラ ン プ装置 9 6 ( 第 1 4 図 ） は円柱状母材 5 0 の回転軸の同心に位置し、 勃心に設けた ロ ータ リ ー -ク ョ イ ン ト 6 3 を介在して固定床 7 0 に設け ら れている 。 又、 母材回転と 同期 して リ ー ルが回転す る よ う にホ ー ス 1 0 5 用 リ ー ル 1 0 4 を第 1 5 図に c::n 示すよ う に設ける こ と が好ま しい。 下部ク ラ ン プ
    [0305] 9 6 に支持台 1 .0 6 を介 してホー ス 1 0 5 用 リ ー ル
    [0306] 1 0 4 を载置 してお ] 、 ホー ス 1 0 5 は（ィ) リ ール
    [0307] 1 0 4 - 1 , .1 0 4 - 2 支持用支柱 1 .0 5 の末端に 形成された 口 "" タ リ 一 ヅ .ョ イ ン ト 1 0 7 — 1 , 107 - 2 、 （口）ヅ ャ ケ ッ ト 8 6 、 及び（^給排水ヅ ョ イ ン ト 8 3 , 8 4 を、 それぞれ介 してモ ー ル ド 5 2 と違通 する 。 又モ ール ドの昇降作動に応 じて、 好ま し く は 内蔵パネ （ 図示せず ） に よ 、 ホー ス 1 0 5 の送 ]) 出 し、 巻き 戻しを行 う 。
    [0308] 口 — タ リ — ジ ョ イ ン ト 6 3 は内側回転体 6 3 - 1 と外側ケース 6 3 - 2 か ら ¾ 給水口 1 0 8 、 排水 口 1 0 9 を設けるが、 機械的気密加工 （ 図示せず ） に よ ] π —タ リ 一ジ ョ イ ン ト 6 3 回転中の漏水を防 止してい る 。 内側回転体' 6 3 - 1 は、 下部ク ラ ン プ 9 6 に固着されて駆動機構 1 0 0 に よ 回転自在で あ る 。 又外側ケー ス 6 3 - 1 は、 固定床 7 0 に固定 される。 下部ク ラ ン ： 7°装置 9 6 は、 ス ラ ス ト ペア リ ン グ 1 1 2 を介 して、 支持合 1 1 1 上に支持され、 ラ ジア ルペア リ ン グ 1 3 が外側ケー 上に配置され てお ]9、 円柱状母材 5 0 の回転運動を滑 らか ら し- め てい る 。
    [0309] 同期回転機構の、 ま とめて 1 2 0 と して示されて いる駆動機構は、 回転伝達歯車 5 7 - 2 、 ウ ォ ー ム 一 ΓΙ _
    [0310] 、ノゾ -へ 減速機 5 7 - 1 、 モータ ー 7 9 - 1 及びセ ル シ ン
    [0311] 8 0 - 1 を含んでいる 。
    [0312] 第 1 4 図及び 1 5 図の肉盛装置は次の よ う に運転 される。
    [0313] 円柱状母材 5 0 は駆動機構 1 2 0 に よ ] 回転され、 母材の回転と と も に支持架台 1 0 6 上に違結された リ ー ル 1 0 4 1 , 1 0 4 - 2 も 同時に回転される c この よ う に円柱状母材 5 0 が回転されている間にモ 一ル ド 5 2 は駆動機構 1 0 0 に よ j 円柱状母材 5 0 の回転速度に電気的に同期制御されて回転される 。 更にモ ー ル ド 5 2 は回転するのみでな く、上昇 し、 こ の間冷却水はホ ース に よ ] モ ー ル ド 5 2 に供給され る cl と と なる。
    [0314] 以下本発明の実施例を説明する。
    [0315] 実施例 1
    [0316] 以下の母材及び旋ェ条件でエ レク ト ロ ス ラ グ肉盛 溶接を行る つた。
    [0317] A. ロ ー ル母材 ； 肉盛ロ ー ル母材胴径 7 0 Q τιιπφ 、 その長さ 1 8 0 Q 観 、 材質 S45C Β. モ ー ル ド ； 内径 9 0 0 M 、 した力；つ て肉盛間 暖 1 0 O m と る o
    [0318] C. 電 極 ； 各 9 本の電極の寸法 5 0 m 1 Q Own
    [0319] X長さ 2 5 0 0 観 、
    [0320] 製法 ； 鏡造成分 C 1. 7 ， S i 0.3 ，
    [0321] Ο:.·ΓΙ Mn 0.7 , Cr 2.0 , Ni 2.5 , Mo 0.7とした。
    [0322] D。 ； 温度 1 5 0 0 1C、 添加速度 1 5 ¾ Ίηΐη 成分^) ; C 1.7 ， S i 0.3 , Mn 0.7 , Cr 1. 9 ， Ν 2. 4 ， Mo 0. 8 と した。
    [0323] E. 流 ； 20 0 0〜2200 A X 9電極、 合計電極 通過電流 1 8 0 0 0〜： L 9 8 00 A
    [0324] F. 電 圧 3 0 ~ 3 5 V
    [0325] ( 電流およ び電圧は溶込深さの制御
    [0326] Οため この範囲で調整し it。 ）
    [0327] G. 母材回転速度 ， 1 r pm
    [0328] 以上の条件にて複合肉盛を行ったと ころ次の複合 肉盛結果を得た。
    [0329] H. 溶接 ¾度 1 5 mm y mi n
    [0330] I. 溶湯比率 （ 全溶加材に対する添加溶融メ タ ル の割合 ） 8 0 %
    [0331] J. 溶接時間 1 3 0 分
    [0332] . ロ ー ル母材 5 0 の溶込深さ 約 丄 0
    [0333] L. 肉盛表面肌 凸凹が. く 滑 らか ¾良好な形 状を示した。
    [0334] 得 られた複合口 一 ルを切断調査 した と ころ溶着は 完全で、 肉盛金属内 も 偏析は ¾ く 何 ら欠陥のない健 全な も のが得 られた。 したがっ て優れた品質の複合 口 ー ル を短時間で製作する こ と ができ た
    [0335] 実施例 2 ( 比較例 ) 以下の母材及び旋ェ条件でエ レク ト ロ ス ラ グ肉盛 を行 ¾ つた。
    [0336] A. 口 一ル母材 全長 2 6 0 0 鹋 、 肉盛すべき 胴長 1 5 0 0 舰、 肉盛すべき 胴径 2 8 0 0 、 組成 0. 4
    [0337] C ， 1 % Ni , 0. 5 % Mo 残 ]) は実質的に Fe 。
    [0338] B. モ ノレ ド 内径 4 4 0 $5 、 したがって、 肉盛 Φ 8 0
    [0339] C. 複合ワ イ ヤ電極 1 5 本、 組成 1. 2 5¾ C , 1 ^ Ni ， 1 Cr, 0. 5 ^ Mo ， 残 ]) は実質的に Fe ,ο
    [0340] D. 電極と 同一成分の溶湯を肉盛
    [0341] 円周上の 1 個所 よ 9k^/min で添加 した。
    [0342] E. フラックス（スラグ） CaF2 CaO - S i02-TiOゥ 系 F. 電 流 4 0 0 A X 1 5 電極 G. 各電極と も 4 0 V
    [0343] H. 口一ノレ母材回転 2 r pm
    [0344] スラグ浴電流密度 6. 6 A / cm5
    [0345] J. 溶接速度 1 I n mi n
    [0346] K. 溶湯比率 7 5 % 以上の条件にて複合部材製作のための肉盛溶接を
    [0347] し: i Ac/ 一 C:,H 、 。 した結果は次の と う ] である
    [0348] L. 溶接時間 1 3 0 分
    [0349] M. ロール母材の溶込み深さ 3 5 露 、 溶込比 0. 3 0 に 相当
    [0350] N. メタルプール深さ 8 1 m 、 メ タ ソレ ° — ル 比 は 0. 7 に相当、
    [0351] 得 られた複合口 ー ル を切断してその組織を調査 し たと ころ不均一組緣はほとんど発生せずに良好 ¾品 質を証明 した。
    [0352] 実施例 3
    [0353] 以下の π —ル母材及び旋ェ条件でエ レク ト ロ ス ラ グ肉盛を実施 した。
    [0354] A. π —ル芯材 寸法 全長 4500 mm , 肉盛す べき 胴長 2200 m 肉盛すベ き 胴径 6 8 5 籠 ø
    [0355] 組成 0. 8 % C ， 1 ^ Cr , 0. 3 Mo 残 ]9 は実質的に Fe
    [0356] B. モ ル ド 内径 8 72籠 、 したがって肉 盛半径 9 2 。
    [0357] 各 6 本の電極の寸法は
    [0358] 5 0 is X 8 0 mm
    [0359] 組成は 1. 6 % C , 2 ^ Cr ， 3 ^ Ni ， 1 % Mo 残！) Fe 。
    [0360] D. 溶 湯 電極と同一成分の溶湯を肉盛 円周上の 1 個所 よ
    [0361] 2 Okgt/min添加 した。
    [0362] E. フラックス (スラグ) CaF2-CaO-S i02 - TiOn 系
    [0363] F. 電 流 2， 6 0 0 A X 6 電極、
    [0364] G. 電 圧 3 0 V
    [0365] H. ロール母材回耘速度 1 rpm
    [0366] 以上の条件にて肉盛溶接した と ころ、 次の結果を 得た。
    [0367] スラグ浴電流密度 7. 0 A / an5
    [0368] J. 溶接速度 1 3 OT / mi n
    [0369] K. 溶湯比率 8 4 %
    [0370] L. 溶接時間 1 7 0 分
    [0371] M. ロール母材の溶込深さ L 0 m 溶込比は 0. 1 6 に 相当。
    [0372] N. メタルプール深さ 8 l jmメ タ ルプー ル比は 1. 1
    [0373] ' に相当。 ·
    [0374] 得 られた複合口 ー ル を切断 してその組織を調べた と こ ろ、 不均一組緣は全 く 発生せず良好る品質を証 明 した。
    [0375] 産業上の利用可能性
    [0376] 上述の本発明の特徵は例えば次の よ う 例に産業 上利用可能であ る 。
    [0377] A. 円柱状部材のエ レク ト π ス ラ グ溶接肉盛法は 文献、 特許 どに多 く 開示されているが、 主と して 従来法で得 られた製品の品質がこれ らの部材を苛酷
    [0378] ¾用.途に用いるのに不十分であ D 、 品質上の難点を 解消するためには、 エ レ ク ト π ス ラグ肉盛装置が複 雑.化、 大規模化、 そ して高価格 と なる'が、 この よ う な装置は経済.的に使用で き ¾い。 本発明はこの困難 さを打開 し、 特に金属工業の圧延機 π —ル の製作補 修に産業上利用 し う る技術を提供する も のである。
    [0379] B. 本発明方法及び装置はその複合部材の製造に も応用でき る も のである。
    [0380] C. 本発明の一つの特徵である溶込深さを最小限 に調整でき る こ とを活用 して、 複合部材の再生にお いて溶込深さが母材の複合された肉厚以内にて行う 共金肉盛に も本発明を適用 し う る 。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1. 円柱状母材の立方向エ レク ト ロ ス ラ グ肉盛溶 接方法にお て、 複数本のバ ー状の大断面消耗電極 をか らス ラ グに多相交流電力を供給し、 母材を回転 させかつ溶融金属を連続的にス ラ グ浴面に添加 し ¾ がら肉盛を行う こ と を特徵とする円柱状母材の立方 向エ レ ク ト ロ ス ラ グ肉盛溶接方法。
    2. 肉盛金属成分に相当する溶融金属を ス ラ グプ ール浴液面に連続的に添加 し、 その添加量が全溶加 材と の割合である溶湯比率 7 (¾ で ≥9 8 - 4- 3 にす る こ と を特徵とする異種金属を肉盛する請求の範囲 第 1 項記載の円柱状母材の立方向エ レク ト ロ ス ラ ク， 肉盛溶接方法。
    3. 母材表面か ら及び前記鎳型内面か ら消耗電極 ま での放射方向間隔が 3 0 腿未満 と の条件を満たす よ う に前記消耗電極の寸法及び位置が、 定め られて- いる請求の範囲第 1 項又は 2 項記載の円柱狖母材の 立方向エ レ ク ト ロ ス ラ ク，肉盛溶接方法。
    4. 前記条件が鏡型の円周の 1 0 以上の長さに わた 'つて満たされて る請求の範囲第 3 項記載の円 柱状母材の立方向エ レク ト ロ ス ラ グ肉盛溶接方法。
    5. 前記溶融金属の添力 π量が、 湯上が！）違度が毎 分で、 モール ド と母材の間隔の 7 〜 2 5 の範囲以 内と なる よ う 制御される請求の範囲第 1 項又は 2 項 記載の円柱状母材の立方向エ レ ク ト ロ ス ラ ク、肉盛溶
    接方法。
    6. 母材回転に同期 して前記モ ー ル ドを回転させ
    る請求の範囲第 1 項又は 2 項記載の円柱状母材の立
    方向エ レ ク ト 口 ス ラ グ肉盛溶接方法。
    7. 前記消耗電極が矩形断面を有する請求の-範囲
    第 1 項又は 2 項記載の円柱状母材の立方向肉盛溶接
    方法。
    8. 前記消耗電極の矩形の長片がモ ー ル ドと母材
    間の ギ ヤ ッ プ の半径に相当する半径を以つ てわん曲
    している請求の範囲第 7 項記載の円柱状:母材の立方
    向肉盛溶接方法。
    9. 前記消耗電極が円形断面を.有する請求の範囲
    第 1 項又は 2 項記載の円柱状母材の立方向肉盛溶接
    方法。
    10. 前記消耗電極が炭素含有量が 1 % 以上の鉄又
    は鋼合金である請求の範囲第 2 項記載の円柱状母材
    の立方向肉盛溶接方法。
    11. 溶融金属の添加速度が 5 ¾い し 3 0 K Z分で
    ある請求の範囲第 1 項又は 2 項記載の円柱状母材の
    立方向肉盛溶接方法。
    12. ス タ 一結線出力を有 し且つ定電圧特性を有し
    該ス タ ー結線の中性点に母材が電気的に接続されて
    い る多相交流電源 と、
    CV.T1 W IrO ， つ 46
    回転する母材を ス タ 一結線の中性点に接続する ス リ ッ プ リ ン ク，と、
    肉盛空間を定め 、 母材の近 く に設け られそ して肉 盛操作の進涉に伴な っ て上向き に移動可能るモ ー ル Fと、
    大断面積バ ー状の複数本の消耗電極と、
    消耗電極を一括 して一斉に昇降 しう る電極昇降装 肉盛空間上方に設け られ、 肉盛操作の進涉に伴 つて上向 き に移動可能 ¾溶融金属添加用タ ン デ ィ ッ シ ュ と、
    タ ン デ ィ ッ シ ュ及び鍀型の上昇運動の際に、 母材 及びモ ー ル ドを母材中心軸の周. ]9 に同期回転する装 置と を含んで ¾ る 、 円注状母材のエ レ ク ト ロ ス ラ グ 肉盛溶接装置。
    13. 固定床 と、
    前記固定床上に固定上に立脚 した支持力 ラ ム と'、 前記支持カ ラ ムの上端に支持された架台と、
    前記固定床上に回転可能に設置された タ ー ン テ ー ブ ル と 、
    前記架台に作動的に連結されそ して前記母材を前 記 タ 一 ン テ ー ブ ルと の間に前記母材を垂直に保持す るク ラ ン プ装置と をさ らに含んでなる請求の範囲第 1 2 項言己载のエ レ ク ト ロ ス ラ グ肉盛溶接装置。
    c:. n 、 1,,, 、viro
    、^？ A'ATiG
    14. 前記支持カ ラ ム に沿って案内され且つ前記鍀 型と 前記タ ン デ イ ツ シ ュ を一斉に上下動させる上下 動床 と、
    前記上下動床の駆動装置と をさ らに含んでなる請 求の範囲第 1 3 項記载のエ レク ト ロ ス ラ グ肉盛溶接
    15. 前目 C1駆動手段が前記架台上に装着されている 請求の範囲第 1 4 項言己載のエ レク ト ロ ス ラ ク、肉盛溶
    16. すべての電極を固定してい る上下動可能な単 一の電極支 装置をさ らに含んで る請求の範囲第 1 5 項記載のエ レク ト ロ ス ラ ク，肉盛溶接装置。
    17. 前記架台上に装着され、 前記上下動可能な単 一の電極支持装置を駆動する装置をさ らに含んで ¾ る請求の範囲第 1 6 項言己载のエ レク ト ロ ス.ラ グ肉盛 溶接装置。
    18. 前言己ス リ ッ プ. リ ングカ 前言己タ ー ン テ ー ブル の 周 に連結されている請求の範囲第 1 7 項記載のェ レ ク ト ロ ス ラ ク'肉盛溶接装置。
    19. 前記タ ン デ ィ ッ シ ュ が水平に、 前記母材の軸 に対 して放射方向に可動.である請求の範囲第 1 8 項 記載の円柱状母材のエ レ ク ト ロ ス ラ ク、肉盛溶接装置
    20. 固定床と、
    固定床上に設置され且つ母材を垂直に支持してい
    C].:7I る タ ー ン テ ー ブル と 、
    ス タ ー結線出力 を有 し且つ定電圧特性を有 し、 該 ス タ 一結線の中性点に母材が電気的に接続されてい る多相交流電源 と、
    回転する母材を ス タ 一結線の中性点に接続する ス リ ッ ビ ン グ と 、
    肉盛空間を定め、 母材の近 く に設け られそ して肉 盛操作の進涉に伴 ¾ つ て上向き に移動可能るモ ー ル F と、
    大断面積棒状の複数本の消耗電極と、
    消耗電極を一括 して一斉に昇降 しう る電極昇 ή装 置 と、
    肉盛空間上方に設けられ、 肉盛操作の進^に伴る つ て上向 き に移動可能な溶融金属添加用 タ ン デ ィ ッ シ ュ と、
    母材を保熱する手段 と、
    モ ー ル ド、、 'タ ン デ ィ ッ シ ュ及び保熱手段を装着 し た上下動可能床と、
    タ ンデ ィ ッ シ ュ及びモ ー ル ドが上昇運動する際に 篛型、 及び保熱手段を母材の周 ] に同期回転させる 装置であ って、 前記上下移動可能床に設置され、 母 材、 モ ー ル ド及び保熱手段を電気的に同期させる装 置とを含んでるる 円柱状母材の肉盛溶接装置。
    21: 水導管を含む上部及び下部ジ ョ イ ン ト を含ん でな る 口 ー タ リ ー ジ ョ イ ン ト を含み、 母材が上部ジ ョ イ ン ト 上に垂直に置かれる請求の範囲第 2 0 項記 载のエ レ ク ト ロ ス ラ グ肉盛溶接装置。
    22. 前記同期回転装置が前記モ ー ル ド及び母材を 回転させる別 々 の モ 一タ 一を含み、 これ らのモ ータ 一は電気的に同期される請求の範囲第 2 1 項記載の エ レ ク ト. ロ ス ラ ク、肉盛溶接装置。
    23. 固定床と、
    固定床上に装着され 、 かつ冷却水を給排水する開 孔を有する 口 —タ リ —ジ ョ イ ン ト と、 ス タ ー結線出力 を有 し且つ定電圧特性を有 し、 該 ス タ ー結線の中性点に母材が電気的に接続されてい る多相交流電源と、
    回転する母材をス タ一結線の中性点に接続する ス リ ッ プ リ ン ク，と、
    肉盛空間を定め、 母材の近 く に設け られそ して肉 盛操作の進渉に伴な つて上向 き に移動可能なモ ー ル
    Fと、
    大新面積棒状の複数本の消耗電極と、
    消耗電極を一括 して一斉に昇降 し う る電極昇降装 置と、
    肉盛空間上方に設け られ、 肉盛操作の進渉に伴 つて上向 き に移動可能な溶融金属添加周 タ ン デ ィ ッ シ ュ と 、
    モ ー ル ドが上向 き に移動する時.に伸長可能であ ) 且つモ ー ル ド と ロ ー タ リ ー ジ ョ イ ン ト の前記開孔を 連通する ホ ース と 、
    タ ン デ ィ ッ シ ュ及びモ ー ル ド が上昇運動する際に 铸型、 及び保熱手段を母材の周 に同期回転させる 手段 と を含んで る 円柱状母材のエ レク ト ロ ス ラ グ 肉盛溶接装置。
    24. 母材の回転軸 と同軸関係にあ J 、 且つ前記口 —タ リ 一ジ ョ イ ン ト を介 レて前記固定床上に設置さ れた下部ク ラ ン プ装置を さ らに含む請求の範囲：第 2 3 項記載のエ レク ト 口 ス ラ グ肉盛溶接装置。
    25. 母材の回転 と同期回転する リ ールをホ ー ス用 にさ らに含んで る請求の範囲第 2 4項記載のエ レ ク 'ト 口 ス ラ グ肉 溶接装置。
    26. リ ールが前記下部ク ラ ン プ手段に連結されて いる請求の範囲第 2 5 項記載のヱ レ ク ト ロ ス ラ グ肉 盛溶接装置。
    27. 前記 ロ ータ リ ー ク ョ イ ン ト が外側ケ ース と内 側回転体とか らな ]) 、 前記内側回転体は前記下部タ ラ ン プ装置に連結されそ して前記同期回転装置に よ 回 ¾される請求の範囲第 2 6 項記載の ヱ レ ク ト 口 ス ラ グ肉盛溶接装置。
    ル
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    CN104526171B|2016-10-12|金属构件电熔成形方法
    US7594533B2|2009-09-29|Casting steel strip
    JP4901060B2|2012-03-21|鋼ストリップ製造方法
    EP0800881B1|2003-09-03|Casting steel strip
    US2369233A|1945-02-13|Method and apparatus for producing metal
    US3775091A|1973-11-27|Induction melting of metals in cold, self-lined crucibles
    US3985179A|1976-10-21|Electromagnetic casting apparatus
    KR960015335B1|1996-11-09|용융금속 유지장치 및 이를 이용한 금속 시트의 연속식 주조방법
    Emley1976|Continuous casting of aluminium
    CA2033233C|1995-10-31|Procede de fabrication de produits metalliques thixotropes par coulee continue avec brassage electromagnetique en courant polyphase
    EP1444065B1|2008-01-09|Verfahren zur herstellung von legierungs-ingots
    CN104532236B|2017-05-31|核电站稳压器筒体电熔成形方法
    KR20090040408A|2009-04-24|구리합금 선재의 제조 방법 및 구리합금 선재
    US5325906A|1994-07-05|Direct processing of electroslag refined metal
    EP0219581B1|1989-06-14|Composite ingot casting
    DE3006588C2|1988-12-01|
    DE69629742T2|2004-07-01|Verfahren zum Giessen von Metall
    US5332197A|1994-07-26|Electroslag refining or titanium to achieve low nitrogen
    CN100525960C|2009-08-12|大型轴类制品立式铸造与修复装置及使用方法
    CN104526113B|2016-08-31|超超临界低压转子的电熔成形方法
    US3067473A|1962-12-11|Producing superior quality ingot metal
    CN104526167B|2016-08-17|加氢反应器筒体电熔成形方法
    CN105522126B|2018-04-06|高性能复合辊轴制造工艺及设备
    CN101691634A|2010-04-07|一种保护气氛电渣连铸炉
    GB1466163A|1977-03-02|Manufacture of integral metal shafts
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US4373128A|1983-02-08|
    IT1209379B|1989-07-16|
    CA1164056A1||
    CA1164056A|1984-03-20|
    GB2067109A|1981-07-22|
    AU6590080A|1981-07-16|
    FR2472435B1|1983-12-16|
    DE3049283C2|1982-12-23|
    SE8009093L|1981-06-30|
    AU535772B2|1984-04-05|
    FR2472435A1|1981-07-03|
    BR8008533A|1981-07-21|
    GB2067109B|1984-06-13|
    DE3049283A1|1981-09-24|
    SE443311B|1986-02-24|
    IT8026977D0|1980-12-24|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    JPS537382B2|1971-08-31|1978-03-17|||FR2567782A1|1984-07-20|1986-01-24|Vyzk Ustav Zvaracsky|Appareillage pour le rechargement a l'arc sous laitier electroconducteur de cylindres de laminoirs.|
    WO1998041343A1|1997-03-18|1998-09-24|Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'elmet-Rol-Gruppa Medovara'|Procede de revetement sous laitier|US3558846A|1966-04-04|1971-01-26|Mitsubishi Heavy Ind Ltd|Method of and apparatus for constructing substantially circular cross section vessel by welding|
    US3696228A|1970-09-24|1972-10-03|Arcos Corp|Pressure vessel and method of making|
    JPS515886Y2|1971-03-03|1976-02-18|||
    US3914851A|1971-08-25|1975-10-28|Mitsubishi Jukugyo Kabushiki K|Method for manufacturing curved wall metallic objects|
    DE2157350C3|1971-11-19|1975-08-21|Institut Elektroswarki Imeni E.O. Patona Akademii Nauk, Ukrainskoj Ssr, Kiew ||
    JPS5628227B2|1977-06-07|1981-06-30|||
    DE2728530B2|1977-06-24|1980-09-04|Institut Elektrosvarki Imeni E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainskoj Ssr, Kiew ||
    US4303822A|1979-09-24|1981-12-01|Friedrich Eichhorn|Apparatus for welding steel sheets|EP0407428A4|1988-03-31|1991-03-20|The Broken Hill Proprietary Company Limited|Electro-slag casting apparatus and method|
    US5942289A|1997-03-26|1999-08-24|Amorphous Technologies International|Hardfacing a surface utilizing a method and apparatus having a chill block|
    US6127644A|1999-04-27|2000-10-03|Stoody Company|Electroslag surfacing using wire electrodes|
    AT409233B|2000-02-07|2002-06-25|Inteco Int Techn Beratung|Verfahren und anordnung zum herstellen von gusskörpern aus metallen|
    US7582172B2|2002-12-20|2009-09-01|Jan Schroers|Pt-base bulk solidifying amorphous alloys|
    US8828155B2|2002-12-20|2014-09-09|Crucible Intellectual Property, Llc|Bulk solidifying amorphous alloys with improved mechanical properties|
    US7896982B2|2002-12-20|2011-03-01|Crucible Intellectual Property, Llc|Bulk solidifying amorphous alloys with improved mechanical properties|
    US8698038B2|2008-09-18|2014-04-15|Baker Hughes Incorporated|Method and apparatus for the automated application of hardfacing material to rolling cutters of earth-boring drill bits|
    US8450637B2|2008-10-23|2013-05-28|Baker Hughes Incorporated|Apparatus for automated application of hardfacing material to drill bits|
    US9439277B2|2008-10-23|2016-09-06|Baker Hughes Incorporated|Robotically applied hardfacing with pre-heat|
    WO2010053710A2|2008-10-29|2010-05-14|Baker Hughes Incorporated|Method and apparatus for robotic welding of drill bits|
    CN104708222B|2015-03-13|2017-03-01|南京宝泰特种材料股份有限公司|一种紫铜碳钢复合板缺陷修复方法|
    法律状态:
    1981-07-09| AK| Designated states|Designated state(s): SU |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]