(57)【要約】【課題】未溶接部、溶け込み不良部、クレータ部、たれ等の溶接欠陥のない、健全な肉盛層を形成することができ、しかも溶接能率も向上させることもできる、多層肉盛溶接方法を提供する。【解決手段】バンド法により、下削りした被肉盛溶接物体の一方の開先でリング状肉盛溶接を行い、続いて開先間でスパイラル状肉盛溶接を行って第１層目の肉盛層を形成し、次いで、他方の開先でリング状肉盛溶接を行い、引き続き、開先間でスパイラル状肉盛溶接を行って第２層目の肉盛層を第１層の肉盛層の上に形成し、以降、同様にリング状肉盛溶接とスパイラル状肉盛溶接とを繰り返して肉盛層を形成してから、その後、開先を埋めた肉盛層を覆う肉盛層を被肉盛溶接物体の軸方向両端間に同様に形成し、溶接電極を開先よりも軸方向外側に相対移動させ、溶接アークを停止する。【選択図】        図３
2005021928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下削りした被肉盛溶接物体をその軸回りに回転させ、回転させた該被肉盛溶接物体の軸方向に溶接電極を相対的に往復移動させ、該被肉盛溶接物体の周面上に溶接金属ビートを肉盛溶接し、複数層からなる肉盛溶接層を形成するに際して、
バンドアーク溶接電極を溶接電極として用い、該溶接電極を前記被肉盛溶接物体の下削りした一方の開先に位置させてアークスタートと同時に前記被肉盛溶接物体の回転をスタートさせ、前記溶接電極を前記一方の開先に位置させたまま、前記被肉盛溶接物体を一回転させてリング状肉盛溶接を行い、続いて、前記溶接電極を他方の開先に向かって前記被肉盛溶接物体の軸方向に相対移動させてスパイラル状肉盛溶接を行うことで第１層目の肉盛層を形成し、次いで、前記溶接電極を他方の開先に位置させたまま、前記被肉盛溶接物体を一回転させ、他方の開先でリング状肉盛溶接を行い、引き続き、前記溶接電極を第１層目と前記被肉盛溶接物体の軸方向逆に相対移動させ、前記一方と他方の開先間でスパイラル状肉盛溶接をうことで第２層目の肉盛層を第１層目の肉盛層の上に形成し、以降、同様に前記リング状肉盛溶接と前記スパイラル状肉盛溶接とを繰り返して開先の深さが埋まるまで肉盛層を形成してから、その後、開先を埋めた肉盛層を覆う肉盛層を前記被肉盛溶接物体の軸方向両端間に同様に形成し、所望の肉盛層厚に達した後、前記溶接電極を開先よりも軸方向外側に相対移動させ、溶接アークを停止することを特徴とする多層肉盛溶接方法。
【請求項２】
前記開先を埋めた肉盛層を覆う肉盛層を、前記被肉盛溶接物体の軸方向両端に一時的に仮付けしたタブの間で複数層形成することを特徴とする請求項１に記載の多層肉盛溶接方法。
【請求項３】
前記溶接電極として、アークスタート時点でバンドの先端の幅を先狭まりとしたバンドアーク溶接電極を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の多層肉盛溶接方法。
【請求項４】
第２層目以降の肉盛層を形成するに際し、前記被肉盛溶接物体の回転速度を、第１層目を形成する際の該被肉盛溶接物体の回転速度に対して減速する速度補正を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多層肉盛溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンドアーク溶接法による、多層肉盛溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、製鉄所の連続鋳造設備や熱間圧延設備で使用された製鉄用の各種ロールの中には、溶接により肉盛を施され、再使用されるものがある。
【０００３】
連続鋳造設備には、ピンチロールやサポートロールなどの連鋳ロールが上下ペアでスラブ搬送方向に多数配置され、上下連鋳ロール間に凝固後間もない高温の鋼スラブを通過させることで鋼片が鋳造される。鋼片は、熱間圧延設備に供給されて熱間圧延が施される。その際、装入テーブルや抽出テーブルに配置された鋼片搬送用テーブルローラにより、粗圧延機に到達した鋼片には、粗圧延機用テーブルローラによって搬送されつつ、上下ペアの粗圧延機ロールにより狭圧されつつロールが回転されることで粗圧延が施される。コイラーではピンチロールにより鋼ストリップが狭圧されつつ同ロールが回転されることで、仕上圧延機とコイラーマンドレルの双方との間に張力が確保されつつタイトに鋼ストリップがコイル状に巻き取られている。
【０００４】
これら各種ロールの減耗を保修し、再生するには、保修後の肉盛層が剥離等を起こさず安定しており、しかも再生コストの安いアーク溶接方法がよく用いられる。
【０００５】
被肉盛溶接物体の内周または外周面上に複数層からなる肉盛層を溶接により形成する方法としては、溶接ワイヤを溶接電極に用い、肉盛層を形成するワイヤアーク溶接方法（以下、ワイヤ法）と、ワイヤに比べて幅の広い溶接バンドを溶接電極に用い、肉盛層を形成するバンドアーク溶接方法（以下、バンド法）が知られている（特許文献１）。ワイヤ法は、ワイヤの幅（径）が比較的狭く、高品質な肉盛溶接を行うことができるものの、溶接能率が低いという欠点があり、一方、バンド法は、ワイヤの幅に比べて幅の広いバンドを使用するため、溶接能率が高いという利点がある。
【０００６】
しかし、バンド法による多層肉盛溶接では、図４（ａ）に示すように、溶接始端に未溶接部８５ができるという欠点がある。同図に示すように、上部層９１は下部層８上に形成されるが、その際、未溶接部８５は、上部層９１の溶込み不良をひきおこす重大な溶接欠陥として、図４（ｂ）に８５で示す部分のように残る。図４中、ＬＡは、溶接ビード幅、ＬＢは溶接ビード重ね代、Ｖは溶接速度を示す。
【０００７】
この溶込み不良と称される溶接欠陥を小さくする肉盛溶接方法として、ワイヤ法とバンド法を併用し、上述した使用後の製鉄用の各種ロール（以下、単にロールという）等の周面上に肉盛層を形成する多層肉盛溶接方法も知られている。図５は、肉盛溶接完了後のロールの断面を示す模式図であり、この場合、図５に示すようにワイヤ法により開先Ａから開先Ｂの間に肉盛溶接金属層８を形成するため、開先Ａおよび開先Ｂにおいて上述した未溶接部８５が生じ難い。そして、肉盛溶接金属層９は、バンド法により、開先間に形成された肉盛溶接金属層８を覆うように、ロール両端に一時的に仮付けしたタブ２の間に形成される。
【０００８】
そして、一般的に下部層となる肉盛溶接金属層８は安価な例えばＣｒを質量％で数％含有する鉄合金いわゆる低合金鋼とされ、上部層となる肉盛溶接金属層９は耐熱、耐摩耗、耐腐食性に優れ、強度、靭性も併せもつ例えばＣｒを質量％で十数％含有する鉄合金いわゆる高合金鋼とされる。
【０００９】
なお、使用後のロールは、損耗がロール軸方向に不規則な場合がほとんどであるため、肉盛溶接前に下削りを行って平坦化するとともに、ロール軸方向中央域に開先Ａ、Ｂを設け、その後、肉盛溶接が行われる。図５中、Ｄ０  は肉盛溶接完了後のロール直径、Ｄ１  は下削り後のロール軸方向端部Ｃ、Ｄの直径、Ｄ２  は下削り後のロール軸方向中央域の直径、Ｄ３  は下部層となる肉盛溶接金属層８の肉盛溶接後のロール直径をそれぞれ示す。
【００１０】
ところで、このワイヤ法とバンド法を併用した肉盛溶接方法によると、肉盛溶接金属層９は、バンド法により形成されるため、その端部には、クレータ部３１やたれ３２やなどの溶接欠陥が生じる場合がある。これらの溶接欠陥は、肉盛溶接の開始に先立って、下削り後のロール端部Ｃ、Ｄに取り付けておいたタブ２を、肉盛溶接完了後にガス溶断等により切り捨てることで、肉盛溶接完了後の再生ロールの肉盛層の品質に悪影響が出ないようにする方法が通常とられる。なお、Ｌはロール胴長を示す。
【００１１】
また、ロール軸方向端部Ｃ、Ｄをロール軸方向中央域の直径Ｄ２  に合わせて下削りし、その後、バンド法により、図６に示すように、肉盛溶接を行う方法も知られている。なお、図６中、Ｄ４  はロール軸方向中央域の直径に合わせて下削りしたロール軸方向端部の直径を示す。また図６中、２点鎖線で示す境界は、複数層を肉盛溶接する際の途中の肉盛層の外形を示し（簡略化して２層だけ示してあるが、それに限るものではない）、符号９３は、バンド法により肉盛層を形成する際に生じたクレータ部を示す。符号９４は、バンド法による肉盛溶接金属層９の端部にできた、たれを示す。クレータ部もたれもビード形状不良の溶接欠陥となる。
【００１２】
ここで、バンド法による溶接の始点では、溶接スタート時にアークスタートを行うために、先述の未溶接部８５のほかに、図７に符号９０で示すように、盛り上がりが生じやすく、その上に形成される第２層との間に溶け込み不良部９２が発生して、同部は剥離しやすい等の溶接欠陥になりやすく、また、溶接終了時に溶接アークを停止する終点では、クレータ部による溶接欠陥が発生しやすい。
【００１３】
【特許文献１】
特開昭６３−２０７４７２号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ワイヤ法とバンド法を併用した多層肉盛溶接方法は、ワイヤ法に時間を要するため、溶接能率を十分高めることができないという問題があった。
【００１５】
また、ロール軸方向端部Ｃ、Ｄをロール軸方向中央域の直径Ｄ２  に合わせて下削りし、その後、バンド法により肉盛溶接を行う２番目の方法では、ロール軸方向中央域に比して損耗が生じていないロール軸方向端部Ｃ、Ｄを下削りにより除去するため、余分に加工時間とコストがかかり、しかも、肉盛層を形成するロール軸方向距離が長くなるため、やはり溶接能率を十分高めることができないという問題があった。
【００１６】
本発明の目的は、上記のような従来技術の問題を解決することにあり、先述のような溶接欠陥のない肉盛層を形成することができ、しかも溶接能率を十分に向上できる、多層肉盛溶接方法を提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決する方法を鋭意検討し、被肉盛溶接物体の軸方向中央域に設けた開先間に複数層からなる肉盛層を形成するに当たり、バンドアーク溶接電極を溶接電極として用い、アークスタートとアークを停止を適切に行い、さらに以下に説明するリング状肉盛溶接を行うことで上記課題を解決した。
【００１８】
本発明は、以下のとおりである。
１．  下削りした被肉盛溶接物体をその軸回りに回転させ、回転させた該被肉盛溶接物体の軸方向に溶接電極を相対的に往復移動させ、該被肉盛溶接物体の周面上に溶接金属ビートを肉盛溶接し、複数層からなる肉盛溶接層を形成するに際して、バンドアーク溶接電極を溶接電極として用い、該溶接電極を前記被肉盛溶接物体の下削りした一方の開先に位置させてアークスタートと同時に前記被肉盛溶接物体の回転をスタートさせ、前記溶接電極を前記一方の開先に位置させたまま、前記被肉盛溶接物体を一回転させてリング状肉盛溶接を行い、続いて、前記溶接電極を他方の開先に向かって前記被肉盛溶接物体の軸方向に相対移動させてスパイラル状肉盛溶接を行うことで第１層目の肉盛層を形成し、次いで、前記溶接電極を他方の開先に位置させたまま、前記被肉盛溶接物体を一回転させ、他方の開先でリング状肉盛溶接を行い、引き続き、前記溶接電極を第１層目と前記被肉盛溶接物体の軸方向逆に相対移動させ、前記一方と他方の開先間でスパイラル状肉盛溶接を行うことで第２層目の肉盛層を第１層目の肉盛層の上に形成し、以降、同様に前記リング状肉盛溶接と前記スパイラル状肉盛溶接とを繰り返して開先の深さが埋まるまで肉盛層を形成してから、その後、開先を埋めた肉盛層を覆う肉盛層を前記被肉盛溶接物体の軸方向両端間に同様に形成し、所望の肉盛層厚に達した後、前記溶接電極を開先よりも軸方向外側に相対移動させ、溶接アークを停止することを特徴とする多層肉盛溶接方法。
２．  前記開先を埋めた肉盛層を覆う肉盛層を、前記被肉盛溶接物体の軸方向両端に一時的に仮付けしたタブの間で複数層形成することを特徴とする上記１．に記載の多層肉盛溶接方法。
３．  前記溶接電極として、アークスタート時点でバンドの先端の幅を先狭まりとしたバンドアーク溶接電極を用いることを特徴とする上記１．または２．に記載の多層肉盛溶接方法。
４．  第２層目以降の肉盛層を形成するに際し、前記被肉盛溶接物体の回転速度を、第１層目を形成する際の該被肉盛溶接物体の回転速度に対して減速する速度補正を行うことを特徴とする上記１．〜３．のいずれかに記載の多層肉盛溶接方法。
【００１９】
なお、スパイラル状肉盛溶接とは、従来と同様に溶接金属ビードを図４に示したようにスパイラル状に被肉盛溶接物体を巻くように形成することである。
【００２０】
本発明において、リング状肉盛溶接とは、上述したようにして、一方および他方の開先、あるいはさらにタブのある位置で溶接金属ビードを環状に形成することである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１、図２、図３を用い、被肉盛溶接物体として下削りされたロール（以下、単にロール１という）に本発明を適用した場合について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の多層肉盛溶接方法に用いて好適な溶接装置を示す模式図であり、図２は、本発明の多層肉盛溶接方法により再生したロール１の断面を示す模式図である。また、図３は、本発明の多層肉盛溶接方法の実施の形態を説明するための説明図である。
【００２３】
まず、溶接装置について説明する。
【００２４】
溶接装置１００は、図１（ａ）に示す通り、ロール１の両端のネック部１ａがそれぞれチャック４に把持され、一方がロールを回転駆動するロール回転用モータ３に接続され、他方が回転自在に支持されるとともに、溶接電極６が、ロールの中心軸１ｂと平行に伸びるように設置されたレール７上を走行可能な走行台車５に搭載される全体構造になっている。この溶接電極６と、いずれか一方のチャック４は、図示しない溶接電源に接続されている。これにより、溶接電極６とロール１の外周面との間に溶接アークを発生させることができる。
【００２５】
上述した溶接装置１００は、ロール回転用モータ３を所望の回転速度で回転させ、この回転速度に応じて溶接電極６を搭載した走行台車５の走行を制御することで、ロール軸方向の所望の位置で、先述のスパイラル状肉盛溶接を行うこともリング状肉盛溶接を行うこともできる。
【００２６】
なお、符号６ａは、電極支持部を示し、拡大して示す図１（ｂ）中のＷは、溶接電極６として用いるバンドの幅を示す。符号１０は、溶接電極６を搭載する走行台車５の移動方向を示す。バンドは、ロール１上に下部層８１と、この下部層８１を覆う上部層９１とからなる肉盛層を形成するのに必要な量の溶接金属を供給できるように送り速度の調整ができる図示しない送り装置により送り出されるようになっている。
【００２７】
被肉盛溶接物体であるロール１には、下削りによりロール軸方向中央域に開先Ａ、Ｂが設けられている。この下削りは、使用後のロールは、損耗がロール軸方向に不規則な場合がほとんどであるため、ロール１の外周面上に肉盛層を形成したときに平坦な外形形状になるようにするための平坦化加工である。
【００２８】
本発明の多層肉盛溶接方法は、上述した溶接装置１００を用い、図２に示すようにロール１のロール軸方向中央域に設けた開先Ａ、Ｂ間に下部層８１をバンド法により形成すると共に上部層９１もバンド法により形成するのが好ましいが、溶接装置１００のようなタイプに限らず、溶接電極６はロール１の軸方向に静止していてロール１が軸方向に移動するようなタイプのものを用いてももちろんよい。図２中、符号９は、バンド法による肉盛溶接金属層を示し、本発明の多層肉盛溶接方法では、バンド法により開先Ａ、Ｂ間に下部層８１を形成した後、溶接アークを停止せず、下部層８１を覆う上部層９１を形成する。
【００２９】
なお、肉盛溶接前のロール１の両端には、ロール１の端部の直径Ｄ１  と外周の直径が略等しく形成されたタブ２をそれぞれ取り付けるのが好ましい。このタブ２は、上部層９１を形成するに際し、溶接アークを停止して肉盛溶接を完了する終点位置で生じる、クレータ部９３やたれ９４をロール胴長Ｌより外側に位置させるために一時的に仮付けしたもので、肉盛溶接完了後に切り捨てられる。
【００３０】
タブを取り付けない場合、ロール１の最端部でリング状肉盛溶接を行えるよう、高精度で溶接電極６の位置制御を行う必要があり、溶接アークを停止するのは開先よりロール１の軸方向外側に溶接電極６を移動させてからにせねばならない（ロール１の軸方向端より外側だと、一時的に被肉盛溶接物体のない大気中にアークを発するが本発明の目的を達するのに別段支障はない）点は同じである。
【００３１】
図３（ａ）は、横軸に溶接電極６のバンドの幅の中心のロール軸方向位置を取り、縦軸にロールの延べ回転数を取って、バンド法により開先Ａ、Ｂ間に下部層８１を形成する際の、第１層目から第３層目の途中までを示した図である。開先Ａ、Ｂのある位置はそれぞれ代表して開先のテーパのロール軸方向中央の位置を示し、図３（ｂ）に模式的に示す位置とする。開先の深さが埋まった直後は、右側の開先の肩部を乗り越えるように肉盛層が形成される関係で、同部にできる段差は最外層まで残る。最外層では同開先よりもロール１の軸方向外側に溶接電極６を相対的に移動させて溶接アークを停止する。タブまで移動させて停止してもよい。アークを停止したときにできるクレータ部９３やたれ９４あるいは肉盛層間の形状不良部は、グラインダ等で研削して除去する。
【００３２】
先ず、溶接電極６を開先Ａに位置させ、そこを始点Ｓとする。始点Ｓでアークスタートし、同時にロール１の回転をスタートさせ、開先Ａで溶接ビードがロール１の回転方向に一周分できるまで、溶接電極６を開先Ａに位置させたままでリング状肉盛溶接を行う（図３（ａ）中、線分Ｓａで示す範囲）。続いて、溶接電極６をもう１つの開先Ｂに向けて移動させてスパイラル状肉盛溶接を行い（図３（ａ）中、線分ａｂで示す範囲）、第１層目の肉盛層を形成する。溶接電極６が開先Ｂに達したら、溶接電極６を開先Ｂに位置させたままで溶接ビードがロール１の回転方向に一周分できるまで、リング状肉盛溶接を行い（図３（ａ）中、線分ｂｃで示す範囲）、引き続き、溶接電極６を反対側の開先Ａに向けて移動させてスパイラル状肉盛溶接を行い（図３（ａ）中、線分ｃｄで示す範囲）、第２層目の肉盛層を第１層目の肉盛層の上に形成する。
【００３３】
以降、同様にリング状肉盛溶接とスパイラル状肉盛溶接とを併用する肉盛溶接を繰り返して開先間に下部層８１を溶接アークを停止せずに形成する。開先Ａ、Ｂの深さが埋まるまで肉盛層が形成されたら、その後、例えば、図３（ｂ）に示すようにして下部層８１を覆う上部層９１を形成する。その際、溶接電極６をロール１の軸方向端の外側に移動させ、溶接アークを停止してもよい。
【００３４】
なお、図３中のαは、一方の開先から他方の開先まで溶接電極６が移動する際のロールの延べ回転数である。また、上部層９１を形成するに際しては、図３（ｂ）に示すように溶接電極６をロール１の軸方向端の外側の予め仮付けしておいたタブ２のある位置まで移動させるのが好ましい。勿論、説明するまでもないが、溶接電極６をロール１の軸方向に移動させるには、走行台車５を走行させる。
ロール１の回転速度は、一層あたり所望の肉盛層の厚さとなるように調整されている。何層か肉盛層を形成したときにちょうど開先の深さが埋まるような肉盛層の厚さとなるような厚さに調整しておくのが中でも好ましい。
【００３５】
図３では図示を省略したが、下部層８１を形成した後、引き続き、下部層８１を覆う上部層９１の肉盛溶接をロール１の直径が所定値に達するまで行う。ロール１の直径が所定値に達したことを以って所望の肉盛層厚に達したとすることができる。その後、タブ２をガス溶断等により切り捨て、再生ロールとしたときに、肉盛層が両端まで平坦な形状にでき、先述の未溶接部８５、溶け込み不良部９２、クレータ部９３、たれ９４のような接欠陥のない肉盛層をもつ再生ロールを得ることができる。
【００３６】
ここで、上述の説明中、本発明の多層肉盛溶接方法においては、開先間に下部層８１を形成するに際し、溶接電極６を開先Ａに位置させ、開先Ａでアークスタートし、同時にロール１の回転をスタートさせることで、アークスタートに起因する溶け込み不良部９２のような溶接欠陥が発生するのを防止した。
【００３７】
ロール１の回転をスタートさせた後にアークスタートした場合には、溶接アークが安定しないため、溶接ビードがうまく形成されなくなり、溶接ビードが散在状になる等の溶接欠陥が発生する。また、アークスタート後にロール１の回転をスタートした場合には、図７中、符号９０で示すような、アークスタートに起因する盛り上がり９０が顕著に発生するため、溶け込み不良部９２が発生する。アークスタートに起因する溶け込み不良部９２が発生すると、第３層目以降には、溶込み不良部９２に起因する割れ等の溶接欠陥が発生しやすい。
【００３８】
本発明の多層肉盛溶接方法においては、上述したことに加えて、開先Ａ、Ｂで、溶接ビードがロール１の回転方向に一周分できるまで、溶接電極６をロール軸方向に相対移動させず、リング状肉盛溶接を行うようにすることで、開先Ａ、Ｂにおいて先述の図４に示した未溶接部８５やたれ９４のような溶接欠陥が発生するのを防止した。
【００３９】
また、本発明の多層肉盛溶接方法においては、溶接アークを停止するに際し、図３（ｂ）に示すように溶接電極６をロール１の軸方向端の外側に移動させてからアーク停止を行うようにすることで、所望の肉盛層厚に達した再生ロールにはアーク停止によるクレータ部９３のような溶接欠陥が発生するのを防止した。
【００４０】
以上説明したように、本発明の多層肉盛溶接方法によれば、バンド法を採用し、アークスタートとアーク停止の適正化を図り、そのうえ、スパイラル状肉盛溶接とリング状肉盛溶接を併用するようにしたから、先述のような溶接欠陥のない肉盛層を形成することができ、しかも溶接能率も向上させることができる。
【００４１】
ところで、本発明の多層肉盛溶接方法では、溶接電極６として、アークスタート時に、図１（ｂ）に示したような、バンドの先端の幅を先狭まりとしたバンドアーク溶接電極を用いるのが好ましい。この理由は、溶接電圧を印下した状態で溶接電極であるバンドをロール１に接近させて、アークスタートを行う際に溶接アークを集中させることができるため、時間遅れを小さくして、ロール１の外周面上に良好な溶接ビードを形成することができるからである。
【００４２】
また、本発明の多層肉盛溶接方法では、被肉盛溶接物体に第２層目以降の肉盛層を形成するに際し、被肉盛溶接物体の回転速度を、第１層目を形成する際の被肉盛溶接物体の回転速度に対して減速する速度補正を行うことが好ましい。
【００４３】
この理由は、第２層目以降の当該第ｎ層目を形成する際の被肉盛溶接物体の回転速度を第１層目の肉盛層を形成する際の被肉盛溶接物体の回転速度に対して減速しない場合、例えば、第ｎ層目を形成する際の被肉盛溶接物体の回転速度が第１層目を形成する際に設定した被肉盛溶接物体の回転速度と同じとすると、当該第ｎ層目が形成される被肉盛溶接物体外周面の周速度が（Ｄ２  ＋２ｔ）／Ｄ２  倍に速くなり、溶接速度が所望の値の範囲から外れてしてしまう場合が出てくるからである。
【００４４】
但し、Ｄ２  ：下削り後の被肉盛溶接物体の軸方向中央域の直径、ｔ：被肉盛溶接物体の軸方向中央域に形成された第ｎ−１層目（ｎ≧２）までの肉盛層の厚さそこで、第２層目以降の肉盛層を形成する際の被肉盛溶接物体の回転速度を、第１層目の肉盛層を形成する際の被肉盛溶接物体の回転速度に対して減速する速度補正を行うことで、溶接速度を所望の値の範囲内とすることができ、より高品質な肉盛層を形成できる。なお、このような被肉盛溶接物体の回転速度を減速する速度補正は、毎周行ってもよいが、必ずしもそこまでする必要はなく、６層に１回以上行うようにするのが好ましい。
【００４５】
以上説明した実施の形態では、本発明を円柱状または円筒状のロールに適用した場合を例に説明しているが、本発明に係る多層肉盛溶接方法は、円錐台状あるいはその他の形状の被肉盛溶接物体にももちろん適用できる。
【００４６】
なお、本発明の多層肉盛溶接方法は、円柱状または円筒状の物体の軸方向中央域に設けた開先間あるいはさらにその上部に肉盛を施すのに特に好適に適用できるが、この場合、図１（ａ）、（ｂ）に示したような溶接装置１００が好適に適用でき、肉盛溶接時に、各層を形成する際の溶接速度が所望の値の範囲内となるように回転速度を予め設定するようにする。
【００４７】
【実施例】
図１に示す溶接装置１００を用い、ロール端部の直径Ｄ１  が３５０ｍｍでロール胴長Ｌが２０４０ｍｍ、下削り後のロール中央域の直径Ｄ２  が３２５ｍｍ、同ロール胴長方向の長さｌが１５００ｍｍであるロールに表１、表２に示す条件でバンド法により多層肉盛溶接を行った。ロールの材質はＳ２５Ｃであり、溶接条件は、溶接電流７２０Ａ、アーク電圧２８Ｖ、溶接速度Ｖ：２１０ｍｍ／分とし、溶接電極としては、厚みが０．４ｍｍ、基部の幅が５０ｍｍで先端が図１（ｂ）のような先狭まり形状の１３Ｃｒ系フープバンドを使用し、また、１３Ｃｒ系のフラックスを適用した。各層の肉盛厚さは、２．５ｍｍを目標とし、ロール１回転ごとにおける、ロールの中心軸方向のバンドの移動ピッチを５０ｍｍとすることで、溶接ビード幅ＬＡ  および溶接ビード重ね代ＬＢ  を制御した。
【００４８】
【表１】
2005021928.tif 000003
【００４９】
【表２】
2005021928.tif 000004
【００５０】
発明例は、所要肉盛直径Ｄを３６０ｍｍとし、ロールの軸方向中央域に設けた開先に５層からなる下部層と、下部層を覆う２層からなる上部層を本発明の実施の形態で述べたバンド法により形成した。その際、アークスタートからタブ上でアーク停止するまでの間、溶接アークを停止せずに肉盛溶接を行い、２層からなる上部層は図３（ｂ）に示すように第６−２層目は、溶接電極を一方のロール胴長端のタブからもう一方のタブまで移動させて形成し、次いでリング状肉盛溶接を行い、折返して第７−２層目を形成した。
【００５１】
なお、ロール直径を３６０ｍｍに仕上げるため、クレータ部９３を有する８層目をグラインダで研削除去した。また、第２層目以降、ロール回転速度を変更する速度補正を行い、溶接速度を一定とした。
【００５２】
発明例では、５層からなる下部層と、それを覆う２層からなる上部層の肉盛層を先述のような溶接欠陥を発生することなく形成できた。
【００５３】
これに対して比較例１では、５層からなる下部層のみを形成する肉盛溶接を行ったが、開先でアーク停止を行ったので、アーク停止した終点でクレータ部に起因した割れが発生した。また、比較例２では、ロールの回転をスタート後にアークスタートするようにしたため、溶接ビードがうまく形成されず、肉盛溶接を中断せざるを得なかった。比較例３では、アークスタート後にロールの回転をスタートするようにし、また、開先でアーク停止したたので、アークスタート、停止の不適切に起因する溶接欠陥が発生した。
【００５４】
また、比較例４では、スパイラル状肉盛溶接のみで肉盛層を形成したため、溶接ビードの幅の端が開先に対して不揃いとなることに起因して未溶接部ができ、それができた位置に相当する上部層に溶込み不良が発生した。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、未溶接部、溶込み不良部、クレータ部、たれ等の溶接欠陥のない、健全な肉盛層を形成することができ、しかも溶接能率も向上させることができる。この結果、製鉄用ロール等に代表される被肉盛溶接物体の再生が低コストでできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層肉盛溶接方法に用いて好適な溶接装置を示す模式図である。
【図２】本発明の多層肉盛溶接方法を適用し、再生したロールの断面を示す模式図である。
【図３】本発明の多層肉盛溶接方法の実施の形態を説明するための図である。
【図４】従来のバンド法により肉盛層を形成した場合に生ずる溶接欠陥について説明するための模式図である。
【図５】従来のワイヤ法とバンド法の併用により肉盛溶接したロールの断面を示す模式図である。
【図６】従来のバンド法により肉盛溶接したロールの断面を示す模式図である。
【図７】従来のバンド法により肉盛層を形成した場合の溶接欠陥を説明する模式図である。
【符号の説明】
１  ロール
１ａ  ロールネック部
１ｂ  ロールの中心軸
２  タブ
３  ロール回転用モータ
４  チャック
５  走行台車
６  溶接電極
６ａ  電極支持部
７  レール
８  ワイヤ法による肉盛溶接金属層
９  バンド法による肉盛溶接金属層
１０  溶接電極６を搭載した走行台車の移動方向
８１  下部層
８５  未溶接部
９０  盛り上がり
９１  上部層
９２  溶込み不良部
９３  クレータ部
９４  たれ
１００  溶接装置
Ａ  一方の開先
Ｂ  他方の開先
Ｃ、Ｄ  ロール端部
Ｄ０    所要肉盛直径
Ｄ１    下削り後のロール端部の直径
Ｄ２    下削り後のロール中央部の直径
Ｄ３    下部層肉盛後のロール直径
Ｄ４    中央部の最小径に合わせて下削りしたロール端部の直径
Ｌ  ロール胴長
ｌ  下削り後のロール中央域のロール胴長方向の長さ
ＬＡ    溶接ビード幅
ＬＢ    溶接ビード重ね代
Ｓ  始点
Ｖ  溶接速度
Ｗ  バンド幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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