(57)【要約】タングステン又は同合金から成る耐食性の溶接電極の製造方法に関する。本発明に従い製造済みの溶接電極に、酸化雰囲気中で３００〜５００℃の温度で熱処理を施す。その結果、電極の表面に導電性の良好な酸化物膜が生じ、導電性の劣る不所望な腐食膜の生成を防止できる。この溶接電極は優れた点弧性と、焼き減り挙動を示す。更に熱処理の温度と時間の選択により、酸化膜の色を様々に変化させることができ、カラーマーキング処理が不要となる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
タングステン又はタングステン合金から成る耐食性の溶接電極の製造方法において、組み立て済みの溶接電極を酸化雰囲気中で、３００〜５００℃の温度で熱処理することを特徴とする耐食性の溶接電極の製造方法。
【請求項２】
熱処理を３７５〜４３０℃の温度で行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
熱処理を２〜８時間の間で行うことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記酸化雰囲気が空気であることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
上述の酸化条件を、結果として生ずる酸化物膜の色彩が、使用した電極材料の特徴づけに規定した色と合致するように調整することを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タングステン又はタングステン合金から成る耐食性の溶接電極の製造方法に関する。
【０００２】
タングステンは特に大気中の湿気が高いと、室温ですらタングステンが酸素及び窒素と結合して腐食膜を形成する。タングステン及び特に酸化トリウム、酸化ランタン、酸化セリウム又は酸化ジルコニウムのような酸化付加物と合金されているタングステン合金は、ＴＩＧ溶接の溶接電極の製造にも様々に使用されている材料である。タングステンの溶接電極は、良好な点弧性及び問題のない機能を保証するため、特に電極ホルダに対しても低い接触抵抗を示さねばならない。高湿下の大気中の湿気により、タングステン及びタングステン合金に形成されるこの腐食膜は導電性をかなりの程度低下させ、こうして接触抵抗が高まり、その結果腐食した溶接電極の点弧性及び焼き減り挙動に様々な問題を生じる。
【０００３】
従って本発明の課題は、タングステン又はタングステン合金製の溶接電極の不所望な腐食を十分に阻止する手段を提供することにある。
【０００４】
この課題は本発明により、製造済みの溶接電極を酸化雰囲気中で３００〜４３０℃の温度で熱処理を施すことにより解決される。
【０００５】
このような熱処理により、溶接電極の表面に目的に合致したＷＯ3又はＷＯ3-xから成る酸化物膜が形成される。
【０００６】
導電性の良好なこれら酸化物膜の形成により、導電性の劣る不所望な腐食性膜の形成は確実に阻止され、これら溶接電極は優れた点弧性と、問題のない焼き減り挙動を示す。
【０００７】
本発明方法は、純タングステンにも、また通常溶接電極に使用される全てのタングステン合金にも好適なものである。
【０００８】
本発明方法は費用の点で有利である。例えば乾燥室内で実施できるこの熱処理に先立ち溶接電極の油分及び汚染粒子を入念に除去する必要がある。
【０００９】
酸化温度に達する迄の加熱を特に約１５〜４５分の時間内で行い、室温への冷却を３０〜６０分の時間内で行うとよい。本発明による酸化処理により、これら溶接電極の冶金学上の特徴は決してマイナスの作用を受けることはない。３７５〜４３０℃の温度範囲内での酸化処理が特に有利であることが判明した。
【００１０】
上述の酸化処理時間は特に２〜８時間とする。この時間内で１０ｎｍ〜５０ｎｍの膜厚を有する表面的な酸化物膜が生成し、これは一方では良好な接着性を、また他方では形成された酸化物膜に十分な耐磨耗性を保証する。
【００１１】
酸化雰囲気として空気を用いて処理を行うと、特に簡単かつ費用の点で有利である。
【００１２】
酸化処理の際、温度の高さ次第で種々の色彩が生じ、その際１０〜１５℃の比較的僅かな温度差で既に、明瞭に肉眼で識別できる色彩の変化が生じる。この種々の色彩は、密度の異なる表面酸化物膜の生成に起因する。特に適切に段階を踏んで変化していく金、青、紫及び茶の色が酸化処理中の異なる温度により得られる。
【００１３】
溶接電極の場合、使用する電極材料の組成に応じ電極材料を特徴付けるためのカラーマーキング（コードによる色分け標示）の取り付けが規定されている。例えばＥＮ２６８４８及びＩＳＯ６８４８により、以下のカラーマーキングが次の各合金に規定されている。
純タングステン                                                     緑
ＴｈＯ2 を０．３５〜０．５５％含むタングステン合金                  青
ＴｈＯ2 を０．８０〜１．２０％含むタングステン合金                  黄
ＴｈＯ2 を１．７０〜２．２０％含むタングステン合金                  赤
ＴｈＯ2 を２．８０〜３．２０％含むタングステン合金                  紫
ＺｒＯ2 を３．８０〜４．２０％含むタングステン合金                  オレンジ
ＺｒＯ2 を０．１５〜０．５０％含むタングステン合金                  茶
ＺｒＯ2 を０．７０〜０．９０％含むタングステン合金                  白
ＣｅＯ2 を１．８０〜２．２０％含むタングステン合金                  グレー
Ｌａ2Ｏ3を０．９０〜１．２０％含むタングステン合金                  黒
Ｌａ2Ｏ3を１．３  〜 １．７％含むタングステン合金                   金
【００１４】
これらカラーマーキングは、通常溶接電極の端部にある電極ホルダ内に挿入される塗料の縞模様により行われる。その場合カラーマーキングは、何度も剥され、電極ホルダとの接触帯域上にこの塗料が分散し、その結果この塗料の膜によっても電極ホルダと電極との移行部の接触が損なわれることになる。
【００１５】
本発明方法の特に有利な副次的効果は、それらの酸化条件を生じる酸化物膜の色彩が、使用された電極材料の特性に規定されている色に一致するように調整されている場合に生じる。つまり酸化物膜の形成に伴い、酸化保護とカラーマーキングが同時に達成され、付加的カラーマーキングはもはや不要になる。
【００１６】
このような処理手順は、特に以下の色の場合に技術的に実施可能である。
金色：１．３〜１．７％のＬａ2Ｏ3を含むタングステン合金から成る溶接電極。
青色：０．３５〜０．５５％のＴｈＯ2を含むタングステン合金から成る溶接電極。
紫色：２．８〜３．２％のＴｈＯ2を含むタングステン合金から成る溶接電極。
茶色：０．１５〜０．５０％のＺｒＯ2を含むタングステン合金から成る溶接電極。
【００１７】
これらの色を酸化処理の適切な制御で明確に形成すれば、塗料による付加的カラーマーキングは不要となり、従って溶接電極と電極ホルダとの接触抵抗の増大は起こらない。
【００１８】
本発明を、２つの異なる材料の溶接電極の製造実施例に基づき以下に詳述する。
【００１９】
例  １
１．３〜１．７％のＬａ2Ｏ3を含むタングステン合金から成り、伸線加工により製造した長さ１５０ｍｍ、直径２．４ｍｍの溶接電極を超音波浴中、アセトンで洗浄した。次いでマッフル炉内の空気中で電極を約４０分間、４００℃の処理温度に加熱し、７５分の処理時間で酸化した。熱処理終了後、溶接電極をこの炉から取り出し、室温に冷却した。この溶接電極は酸化処理後、金色に着色した。
【００２０】
例  ２
例１に基づく溶接電極を、処理時間を除いて例１と同じ条件下に処理した。この場合処理時間は１２０分であった。これら溶接電極はこの酸化処理の後紫色に着色した。
【００２１】
例  ３
例１に基づく溶接電極を、処理温度及び処理時間を除いて、例１と同じ条件の下に処理した。この場合処理温度は４５０℃、処理時間は１０時間であった。この酸化処理の後、溶接電極は青色に着色した。
【００２２】
例  ４
純タングステンから成り、長さ１５０ｍｍ、直径２．４ｍｍの溶接電極を例１と同様に製造し、洗浄した。更なる酸化処理はその処理時間を除いて例１と同じにした。この場合処理時間は４５分間であった。この酸化処理の後この溶接電極は金色に着色した。
【００２３】
これらの例に従って製造した溶接電極を、その耐食性を検査するため、酸化処理をしない対応する溶接電極と共に耐候試験機内で７０℃、湿度９８％で９０時間の間貯蔵した。
【００２４】
本発明により製造した溶接電極は、貯蔵後腐食膜の形成を示唆する肉眼で識別できる表面の変化を示さなかった。それに次ぐ溶接テストにおいて、これらの溶接電極は、良好な点弧性と傑出した焼き減り挙動を示した。それに対して酸化処理をせずに製造した溶接電極は、明らかに肉眼で見ることのできる、腐食膜の形成を示唆する黒い斑点を示した。それに次ぐ溶接テスト中のその点弧性と焼き減り挙動は、本発明により製造した溶接電極に比べて明らかに劣るものであった。
【国際公開パンフレット】
2004538160.tif 000002
2004538160.tif 000003
2004538160.tif 000004
2004538160.tif 000005
2004538160.tif 000006
2004538160.tif 000007
2004538160.tif 000008
2004538160.tif 000009
【国際調査報告】
2004538160.tif 000010
2004538160.tif 000011
2004538160.tif 000012
2004538160.tif 000013
2004538160.tif 000014
2004538160.tif 000015