JPH02117777A - アルミニウムとその合金のｍｉｇ溶接法 - Google Patents
アルミニウムとその合金のｍｉｇ溶接法Info
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- JPH02117777A JPH02117777A JP27019388A JP27019388A JPH02117777A JP H02117777 A JPH02117777 A JP H02117777A JP 27019388 A JP27019388 A JP 27019388A JP 27019388 A JP27019388 A JP 27019388A JP H02117777 A JPH02117777 A JP H02117777A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、アルミニウムとその合金のＭＩＧ溶接法の
改良に関する。
改良に関する。
従来の技術
アルミニウムとその合金のＭＩＧ溶接においては、溶接
金属割れ、気孔の発生のほかに溶接ひずみや溶接欠陥と
してのパッカリングも発生しやすい。したがって、溶接
金属割れ、気孔の発生を防止する外に、溶接ひずみの発
生を防止する必要がある。
金属割れ、気孔の発生のほかに溶接ひずみや溶接欠陥と
してのパッカリングも発生しやすい。したがって、溶接
金属割れ、気孔の発生を防止する外に、溶接ひずみの発
生を防止する必要がある。
従来、溶接ひずみの発生を防止する方法としては、溶接
入熱をできるだけ少なくすること、パス間温度を制限す
ること、および逆ひずみを加えること等が知られている
。しかし、これらの防止策は作業能率上問題があった。
入熱をできるだけ少なくすること、パス間温度を制限す
ること、および逆ひずみを加えること等が知られている
。しかし、これらの防止策は作業能率上問題があった。
また、溶接ひずみの防止策をとらずに溶接すれば、溶接
を終ったのち、ひずみ取り作業を行なう必要があり、作
業工程が増える欠点があった。
を終ったのち、ひずみ取り作業を行なう必要があり、作
業工程が増える欠点があった。
一方、アルミニウムとその合金の溶接に特有の欠陥とし
てパッカリングが発生する。このパッカリングは、例え
ば軽金属溶接ｖｏＬ２２（１９８４） １１１＆１１．
９゜Ｐ３９５〜Ｐ４０７に記載されているように、溶接
電流が大きすぎる場合やシールド不足の場合に発生する
が、その防止のために溶接電流の抑制、シールドガス流
量の増加等の対策がとられている。
てパッカリングが発生する。このパッカリングは、例え
ば軽金属溶接ｖｏＬ２２（１９８４） １１１＆１１．
９゜Ｐ３９５〜Ｐ４０７に記載されているように、溶接
電流が大きすぎる場合やシールド不足の場合に発生する
が、その防止のために溶接電流の抑制、シールドガス流
量の増加等の対策がとられている。
しかし、これらの対策を行えば必然的にワイヤ溶融速度
が低下し、またシールドガスの使用量が増加するため不
経済である。
が低下し、またシールドガスの使用量が増加するため不
経済である。
発明が解決しようとする課題
上記のごとく、アルミニウムとその合金のＭＩＧ溶接法
においては、溶接ひずみやパッカリングが発生する。
においては、溶接ひずみやパッカリングが発生する。
この発明は、上記問題点を排除するため、溶接ひずみや
パッカリングの発生を防止したアルミニウムとその合金
のＭＩＧ溶接法を提供することを目的とする。
パッカリングの発生を防止したアルミニウムとその合金
のＭＩＧ溶接法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するため、本発明者らは、溶接ひずみの
発生を防止するための従来技術を鋭意検討した結果、溶
接溶融池の温度を低減することが重要であることを見出
した。
発生を防止するための従来技術を鋭意検討した結果、溶
接溶融池の温度を低減することが重要であることを見出
した。
すなわち、溶融池の温度が高ければ高いほど、冷却時の
収縮が大きく溶接ひずみも大きくなる。
収縮が大きく溶接ひずみも大きくなる。
また、本発明者等は、溶接欠陥のパッカリング現象につ
いて考察を行った結果、パッカリング発生のメカニズム
として、前記引用文献に記載のアーク力による溶融金属
の外部への押し流し以外に、溶融池表面に形成される酸
化物の影響が考えられる。
いて考察を行った結果、パッカリング発生のメカニズム
として、前記引用文献に記載のアーク力による溶融金属
の外部への押し流し以外に、溶融池表面に形成される酸
化物の影響が考えられる。
以上の検討の結果、ＭＩＧ溶接の溶融池にコールドワイ
ヤを挿入し、溶融池温度を低い温度に制御することによ
り、溶接ひずみの発生を押えることができることを見出
した。
ヤを挿入し、溶融池温度を低い温度に制御することによ
り、溶接ひずみの発生を押えることができることを見出
した。
また、パッカリング現象についても、溶融池にコールド
ワイヤを挿入することにより、溶融金属を増加させるこ
とが有効であるという知見を得た。
ワイヤを挿入することにより、溶融金属を増加させるこ
とが有効であるという知見を得た。
これらの知見のもと、具体的な溶接条件を広く調査した
結果、以下の条件が適正であるという結論に至った。
結果、以下の条件が適正であるという結論に至った。
先行ワイヤ：アルミコールドワイヤ
後行ワイヤ：アルミ電極ワイヤ
コールドワイヤ挿入角（後退角）：２０〜７０度電極ワ
イヤ挿入角（前進角）：５〜４０度コールドワイヤ狙い
位置；溶接進行方向側の溶融池端 ここで、電極ワイヤを前進角に設定した理由は、溶融池
に発生する酸化物等の不純物を溶接金属中に混入させな
いためであり、コールドワイヤを後退角に設定した理由
は、コールドワイヤを溶融池に挿入した際に流動性が良
く、溶融金属の形成が容易で余盛り高さの小ざい良好な
溶接金属が形成できるからである。
イヤ挿入角（前進角）：５〜４０度コールドワイヤ狙い
位置；溶接進行方向側の溶融池端 ここで、電極ワイヤを前進角に設定した理由は、溶融池
に発生する酸化物等の不純物を溶接金属中に混入させな
いためであり、コールドワイヤを後退角に設定した理由
は、コールドワイヤを溶融池に挿入した際に流動性が良
く、溶融金属の形成が容易で余盛り高さの小ざい良好な
溶接金属が形成できるからである。
コールドワイヤ挿入角は、２０度未満では挿入時のワイ
ヤ供給速度が大きい場合にはワイヤが溶融池を突き俵け
て直接母材に当たり、ワイヤ供給速度が小ざい場合には
ワイヤが溶融池に入らず、溶滴は溶融池外に飛散する。
ヤ供給速度が大きい場合にはワイヤが溶融池を突き俵け
て直接母材に当たり、ワイヤ供給速度が小ざい場合には
ワイヤが溶融池に入らず、溶滴は溶融池外に飛散する。
また７０度を超えるとワイヤ供給速度が大きい場合には
、ワイヤの微少な撮れてアークおよび溶融池が不安定と
なり、ワイヤ供給速度が小ざい場合には、溶滴は溶融池
に入らず、溶融池外に飛散する。したがって、２０〜７
０度の範囲とした。
、ワイヤの微少な撮れてアークおよび溶融池が不安定と
なり、ワイヤ供給速度が小ざい場合には、溶滴は溶融池
に入らず、溶融池外に飛散する。したがって、２０〜７
０度の範囲とした。
電極ワイヤ挿入角は、５度未満では溶融池表面に形成す
る酸化物等の不純物が溶接金属中に介在する危険があり
、４０度を超えた場合には、アーク力により、コールド
ワイヤの挿入が困難となるため、５〜４０度とした。
る酸化物等の不純物が溶接金属中に介在する危険があり
、４０度を超えた場合には、アーク力により、コールド
ワイヤの挿入が困難となるため、５〜４０度とした。
コールドワイヤを溶接進行方向側の溶融池端に挿入する
理由は、溶融が円滑に行われ、アーク柱を安定させるた
めである。溶融池の中央または溶融池外をねらって挿入
すると溶融池外に大きい溶滴が形成され、その溶滴が間
欠的にしか溶融池に入らないために、アーク柱および溶
融池の形成が不安定となり、高品質の溶接金属が得られ
ない。
理由は、溶融が円滑に行われ、アーク柱を安定させるた
めである。溶融池の中央または溶融池外をねらって挿入
すると溶融池外に大きい溶滴が形成され、その溶滴が間
欠的にしか溶融池に入らないために、アーク柱および溶
融池の形成が不安定となり、高品質の溶接金属が得られ
ない。
電極ワイヤ供給量に対するコールドワイヤ供給量の比を
０．２〜１．３に設定したのは、０．２未満では溶融池
に溶滴を安定して挿入できず、また１、３を超えた場合
は、ビード形状が不安定となるためである。
０．２〜１．３に設定したのは、０．２未満では溶融池
に溶滴を安定して挿入できず、また１、３を超えた場合
は、ビード形状が不安定となるためである。
作 用
電極ワイヤのアークによって形成された溶融池端にコー
ルドワイヤを挿入することにより溶融池の温度を下げる
ことができる。また、同時に溶融金属量も多くなる。
ルドワイヤを挿入することにより溶融池の温度を下げる
ことができる。また、同時に溶融金属量も多くなる。
その結果、溶接ひずみやパッカリングの発生が防止され
る。
る。
実施例
（実施例１）
この発明による溶接方法を第１図に基いて説明する。
アルミニウムまたはその合金からなる電極ワイヤ（１）
を溶接進行方向に対し後行ワイヤとし、電極ワイヤ（１
）と実質的に同一材質のコールドワイヤ（２）を先行ワ
イヤとし、電極ワイヤ（１）は挿入角（前進角）θ１で
、コールドワイヤ（２）は挿入角（後退角）θ２で溶融
池（３）前端に置き、コールドワイヤと電極ワイヤの供
給量比を０．２〜１．３の範囲に保つようにしてＭＩＧ
溶接を行う。
を溶接進行方向に対し後行ワイヤとし、電極ワイヤ（１
）と実質的に同一材質のコールドワイヤ（２）を先行ワ
イヤとし、電極ワイヤ（１）は挿入角（前進角）θ１で
、コールドワイヤ（２）は挿入角（後退角）θ２で溶融
池（３）前端に置き、コールドワイヤと電極ワイヤの供
給量比を０．２〜１．３の範囲に保つようにしてＭＩＧ
溶接を行う。
なお、図中の（４）は母材、（５）は溶接金属である。
今、アルミニウム電極ワイヤとアルミニウムコールドワ
イヤを使って、溶接電流３００〜５００ Ａｍｐ 。
イヤを使って、溶接電流３００〜５００ Ａｍｐ 。
溶接速度ｉｏｏ ｃｍ／ｍｉｎの条件のもとて入熱を変
えて溶接し、溶融池温度の変化を調べた。その結果を、
アルミニウム電極ワイヤのみを使って溶接した従来法と
比較して第２図に示す。
えて溶接し、溶融池温度の変化を調べた。その結果を、
アルミニウム電極ワイヤのみを使って溶接した従来法と
比較して第２図に示す。
この第２図より、この発明法によれば溶融池温度は従来
法に比べ著しく低下し、入熱量が７０にＪ／ｃｒａを超
えた場合でも従来法に比べ低いことがわかる。
法に比べ著しく低下し、入熱量が７０にＪ／ｃｒａを超
えた場合でも従来法に比べ低いことがわかる。
（実施例２）
コールドワイヤ挿入角θ】、電極ワイヤ挿入角θ２、コ
ールドワイヤ狙い位置、電極ワイヤ供給量に対するコー
ルドワイヤ供給量の比ｒを変化させ、適正条件範囲を調
査した。その結果を第１表に示す。
ールドワイヤ狙い位置、電極ワイヤ供給量に対するコー
ルドワイヤ供給量の比ｒを変化させ、適正条件範囲を調
査した。その結果を第１表に示す。
なお、溶接電流は３００ Ａｍｐ 、溶接速度は７００
ｃｍ／ｗｉｎ、シールドガス流量はＡｒガス２５ （１
／ｍｉｎである。
ｃｍ／ｗｉｎ、シールドガス流量はＡｒガス２５ （１
／ｍｉｎである。
上記第１表より、電極ワイヤ（１）の挿入角θ１が５〜
４０度から外れた試料ｍｌＯ，１５、またコールドワイ
ヤ（２）の挿入角θ２が２０〜７０度から外れた試料Ｎ
ｎｌ、 ２． ８． ９はいずれも溶接ビードの形成
が不良である。また、コールドワイヤの狙い位置が溶融
地端以外にある試料＆、１６．１７およびコールドワイ
ヤと電極ワイヤの供給量比が０．２〜１．３を外れた試
料ｔｋＬ１８．２Ｂはいずれも溶接ビードの形成が不良
である。そして、この発明の実施による各試料はいずれ
も溶接ビードの形成は良好であることがわかる。
４０度から外れた試料ｍｌＯ，１５、またコールドワイ
ヤ（２）の挿入角θ２が２０〜７０度から外れた試料Ｎ
ｎｌ、 ２． ８． ９はいずれも溶接ビードの形成
が不良である。また、コールドワイヤの狙い位置が溶融
地端以外にある試料＆、１６．１７およびコールドワイ
ヤと電極ワイヤの供給量比が０．２〜１．３を外れた試
料ｔｋＬ１８．２Ｂはいずれも溶接ビードの形成が不良
である。そして、この発明の実施による各試料はいずれ
も溶接ビードの形成は良好であることがわかる。
（実施例３）
この発明のＭＩＧ溶接法と従来法によるＭＩＧ溶接法で
、板厚７０ｗ＋ｍ、長ざ１ｍのＡ ５０８３材のＴ型継
手の下向き隅肉溶接（等脚長７ｍｍ）を、第２表に示す
溶接条件で実施した。
、板厚７０ｗ＋ｍ、長ざ１ｍのＡ ５０８３材のＴ型継
手の下向き隅肉溶接（等脚長７ｍｍ）を、第２表に示す
溶接条件で実施した。
以下余白
第２表
そして、この溶接における溶融池温度と溶接ひずみを測
定した。その結果を第３表に示す。この結果より、この
発明の実施によれば、従来法に比べ溶融池温度が低くな
り、溶融ひずみも小さくなることがわかる。
定した。その結果を第３表に示す。この結果より、この
発明の実施によれば、従来法に比べ溶融池温度が低くな
り、溶融ひずみも小さくなることがわかる。
なお、溶融池の温度は赤外線放射温度計を用いて測定し
た。
た。
（実施例４）
パッカリングは溶接電流を過大にすれば発生することか
ら、第４表に示す溶接条件でこの発明法と従来法で溶接
を行い、パッカリング発生電流を比較した。その結果を
第３図に示づ”。なお、コールドワイヤ溶融量は４５
ａ／ｍｉｎで溶接した６第４表 第３図の結果より、この開明は従来法に比べ溶融量を大
きく１ノでもパッカリングが発生しにくいことがわかる
。
ら、第４表に示す溶接条件でこの発明法と従来法で溶接
を行い、パッカリング発生電流を比較した。その結果を
第３図に示づ”。なお、コールドワイヤ溶融量は４５
ａ／ｍｉｎで溶接した６第４表 第３図の結果より、この開明は従来法に比べ溶融量を大
きく１ノでもパッカリングが発生しにくいことがわかる
。
この外、この発明法の溶接部の放射線透過試験や溶接金
属の引張り試験を（うったが、従来法と同様の成績であ
った。
属の引張り試験を（うったが、従来法と同様の成績であ
った。
発明の効果
この発明は、コールドワイヤを一定条件で、溶融池に挿
入することにより、溶融池の温度をイ１至下させ、溶融
金属量を多くすることにより、溶接ひずみを抑え、かつ
４パツカリングを防止することができる。そのため、ア
ルミニウムとその合金のＭｒＧ溶接の能率向上を図るこ
とができる。
入することにより、溶融池の温度をイ１至下させ、溶融
金属量を多くすることにより、溶接ひずみを抑え、かつ
４パツカリングを防止することができる。そのため、ア
ルミニウムとその合金のＭｒＧ溶接の能率向上を図るこ
とができる。
第１図はこの発明を実施する際の電極ワイＡ・とコール
ドワイヤの位置を示す説明図、第２図（３ｈ二の発明法
と従来法とによるＭＩＧ溶接にお（副る入熱量と）δ融
池湿度との関係を示すグラフ、第３［；ｑはこの発明法
と従来法とによりｉｘ・１１ Ｇ溶接１・た１際のパッ
カリング発生域を示ず図表であト）５゜１・・・電極ワ
イヤ ２・・・コールビワ１′ヤ３・・・溶融池
４・・・母材５・・・溶接金属 θ１４ θ２・・・挿入角 第１図 第２図 ノ、 鳩（ＫＪ、会）
ドワイヤの位置を示す説明図、第２図（３ｈ二の発明法
と従来法とによるＭＩＧ溶接にお（副る入熱量と）δ融
池湿度との関係を示すグラフ、第３［；ｑはこの発明法
と従来法とによりｉｘ・１１ Ｇ溶接１・た１際のパッ
カリング発生域を示ず図表であト）５゜１・・・電極ワ
イヤ ２・・・コールビワ１′ヤ３・・・溶融池
４・・・母材５・・・溶接金属 θ１４ θ２・・・挿入角 第１図 第２図 ノ、 鳩（ＫＪ、会）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミニウムとその合金のＭＩＧ溶接において、Ｍ
ＩＧ溶接用電極ワイヤと、その電極ワイヤと実質的に同
一成分のコールドワイヤを下記条件で挿入することを特
徴とするアルミニウムとその合金のＭＩＧ溶接法。 条件 先行ワイヤ：アルミコールドワイヤ 後行ワイヤ：アルミ電極ワイヤ コールドワイヤ挿入角（後退角）：２０〜７０度電極ワ
イヤ挿入角（前進角）：５〜４０度 コールドワイヤ狙い位置：溶接進行方向側の溶融池端 （コールドワイヤ供給量ｇ／ｍｉｎ）／（電極ワイヤ供
給量ｇ／ｍｉｎ）＝０．２〜１．３
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27019388A JPH02117777A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | アルミニウムとその合金のｍｉｇ溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27019388A JPH02117777A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | アルミニウムとその合金のｍｉｇ溶接法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02117777A true JPH02117777A (ja) | 1990-05-02 |
Family
ID=17482822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27019388A Pending JPH02117777A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | アルミニウムとその合金のｍｉｇ溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02117777A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5256856A (en) * | 1991-04-15 | 1993-10-26 | Kyodo Oxygen Co., Ltd. | Welding method for aluminum alloys |
| JPH0663754A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-08 | Hitachi Zosen Corp | ガスシールドアーク溶接法 |
-
1988
- 1988-10-26 JP JP27019388A patent/JPH02117777A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5256856A (en) * | 1991-04-15 | 1993-10-26 | Kyodo Oxygen Co., Ltd. | Welding method for aluminum alloys |
| JPH0663754A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-08 | Hitachi Zosen Corp | ガスシールドアーク溶接法 |
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