JPH02280992A - Ａｌ―Ｓｉ系合金材料の溶接用Ａｌ合金溶加材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はＡｌ合金溶加材、特にＡｌ−Ｓｉ系合金材料
即ちへρ−３ｉ系合金鋳物や４０００系Ａｌ展伸材の溶
接に用いられるＡｌ合金溶加材に関する。

従来の技術及び課題 例えば、アルミニウム合金製の脚立の継手等に、ＡＣ４
Ｃ等のＡｌ−Ｓｉ系合金鋳物材を溶接して用いる場合が
あるが、従来、このようなＡｌ−３ｉ系合金材料の溶接
には４０４３１！合金溶加材が用いられていた。

ところで、Ａｌ−Ｓｔ系合金鋳物材は組織か粗大であり
、また引は巣、ガス孔等を生じる場合が多い。このため
、かかる材料に４０４３Ａｌ合金溶加材を用いて溶接を
施した場合、ブロ−ホール、割れ等の溶接欠陥を発生す
ることが少なくなかった。このような溶接割れ等の溶接
欠陥は鋳物材だけでなく、Ａｌ−Ｓｔ系合金である４０
００系Ａｆ１合金展伸材の溶接に際しても同様に生じる
ものであった。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
Ａｌ−Ｓｉ系合金材料を溶接した場合に、溶接割れ等の
欠陥を生じないＡρ合金溶加材の提供を目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的は、Ｓ　ｉ　：　１〜１３．０ｗ１％を含有し
、さらにＶ　：　０．　００５〜０．　５ｗｔ９６、Ｔ
ｉ：０、００５〜１．　０ｗｔ％、Ｂ　：　０．　００
１〜０゜２ｗｔ％、Ｚ　ｒ　：　０．０１〜１．　５ｗ
ｔ％の１種または２種以上を合計で０．０５νｔ％を超
えて含有し、あるいはさらにＭｇ　：　０．　１〜７．
　０ｗｔ％、Ｃｕ　：　０．　１〜７．　　０ｗｔ％、
Ｍｎ：０．０５〜１　、　５　ｗｔ％、Ｃｒ　：　０．
０１〜０．５ｗｔ％の１種または２種以上を含有し、残
部Ａρ及び不可避不純物からなることを特徴とする４０
００系Ａｌ合金材料の溶接用Ａ２合金溶加材によって達
成される。

溶加材中に含まれる各元素の添加意義と添加範囲の限定
理由について説明すれば、Ｓｉは溶接割れ性を低減する
のに有効なものである。即ち、低融点の共晶成分が粒界
に充填し、溶接割れ性を低減する。しかし、１νｔ％未
満ではその効果がなく溶接割れ感受性が敏感になって溶
接割れを生じる虞れがある。逆に１３．０ｗｔ％を超え
ると溶加材の成形加工性が悪化する。特に好ましいＳｉ
の含有範囲は４〜１０ｗｔ％である。

ＶＳＴｉ、Ｂ、Ｚｒはともに結晶粒を微細化して溶接割
れ防止に寄与するものである。かかる効果の点でこれら
は相互に均等物として評価されるものであり、従って少
なくとも１種が含有されれば足りる。しかしＶが０．０
０５ｗｔ％未満かつＴｉが０．００５ｗｔ％未満かつＢ
が０゜００１ｗｔ％未満かつＺ「が０．０１ｗｔ％未満
では上記効果に乏しい。また、Ｖ、Ｔｉ、Ｂ、Ｚｒの合
計含有量が０．０５ｗｔ％以下の場合、にも同じく上記
効果に乏しいものとなる。逆にＶが０．５ｗｔ％を超え
る場合には加工性を阻害し、またＴｉが１．　０ｗｔ％
を超える場合には靭性を阻害し、またＢが０．２ｗｔ％
を超える場合には溶接時に溶融金属の流動性を阻害し、
またＺｒが１．５ｗｔ％を超える場合には粒径にバラツ
キが出るとともに加工が困難となる。特に好ましい含有
量はＶ：　０．０１〜０．３ｗｔ％、Ｔｉ：０．０１〜
０６８ｗｔ％、Ｂ　：　０．　００５〜０゜１５ｗｔ％
、Ｚ　ｒ　：　０．　１〜１．　２ｗｔ％である。

上記必須元素の外、任意的に含有が許容されるＭｇ５Ｃ
ｕ％　Ｍｎ、Ｃｒはいずれも溶加材自体ひいては溶接継
手の強度向上に寄与するものである。かかる効果の点で
Ｍ　ｇ　ｓ　Ｃｕ　ＳＭ　ｎ　ｓＣｒは相互に均等物と
して評価しうるものである。しかし、ＭｇがＯ，ｌｗｔ
％未満かつＣｕが０、ｌｗｔ％未満かつＭｎが０．０５
ｗｔ％未満かつＣ「が０．０１ｗｔ％未満では上記効果
に乏しく、逆にＭｇが７．　０ｗ１％を超えまたはＣｕ
が７、　　０ｗｔ％を超えまたはＭｎが１．５νｔ％を
超えまたはＣｒが０．　５ｗｔ％を超えると加工性が悪
化する。特に好ましい、含有範囲はＭｇ　：　０゜３〜
６　ｗｔ％、Ｃｕ　：　０．３〜６ｗｔ％、Ｍｎ：０゜
１〜１．２ｗｔ％、Ｃｒ　：　０．０５〜０．３ｗｔ％
である。

この発明に係る溶加材の製造方法は特に限定されること
はなく、常法に従う溶加材の製造方法を適宜採用すれば
良い。しかし、特にＺ「が含有される場合にその添加量
が多くなると、常法に従う連続あるいは半連続鋳造法に
よる製造が困難となり、高Ｚ「含有合金材料の製造を特
徴とする特別な製造法、例えば特開昭６１−３７３１５
号公報に示されるような加圧凝固押出法等を採用する必
要がある。該溶加材は一般的にはＪＩＳ２３２３２に規
定する径及び許容差の溶接棒及び電極ワイヤとして使用
されるものである。

なお、この発明に係る溶加材はＡｌ−Ｓｉ系合金材料の
溶接に用いられるものであるが、溶接すべき部材の全て
がＡｌ−Ｓｉ系合金材、料である必要はなく、Ａｌ−８
ｉ系合金材料と他の合金系材料を溶接する場合でも良い
。また、Ａｌ−Ｓｉ系合金材料は鋳物材であっても４０
００系Ａｌ展伸材であっても良い。

発明の効果 請求項１に係るアルミニウム合金溶加材によれば、Ａｌ
−８ｉ系合金材料を溶接した場合、溶接部の凝固組織を
微細化でき、溶接割れ等の溶接欠陥を解消することがで
きる。その結果、Ａρ−Ｓｔ系合金材料の溶接構造材と
しての使用範囲を拡大することができる。

また請求項２に係るＡｌ合金溶加材によれば、上記効果
に加えて継手強度の向上をも図ることができる。

実施例 次にこの発明の詳細な説明する。

［以下余白］ ［溶接割れ試験］ 上記第１表に示す組成の直径１，２ｍの各種溶加材と、
母材としての厚さ６ｒｍのＡＣ４Ｃ−Ｆ材を用いてＭＩ
Ｇ　　Ｈｏｕｌｄ　　ｃｒａｆｔ割れ試験を実施した。

なお溶加材の製造は常法に従った。また、試験片（１）
は第１図に示すように、長さ（Ｌ）　　：　２５０＃１
１１１．幅（Ｗ）：２００ｍ１スリツト（１ａ）の間隔
（ρ）：１０ｍ。

（Ｘ）：４０＃、（Ｙ）：１０ｖＭＲとした。なお（２
）はタブ板である。試験は下記の溶接条件で同図に矢印
（Ｘ）で示す方向にＭＩＧ溶接した際の溶接部（３）の
割れ長さを測定し、割れ率を求めたものである。

く溶接条件〉 溶接電流：　２２ＯＡ アーク電圧：２７ｖ 溶接速度：　４０ｃａ＋／ｗｉｎ シールドガス流量：　２５　（１／ｍｉｎ試験はそれぞ
れ３回行った。それらの結果を第２表に示す。

［引張試験］ 厚さ３履のＡＣ４Ｃ−Ｆ材を２枚突合わせ、上記と同様
に第１表に示す各種組成の溶加材（直径１．２ｓ＋＋）
を用いて突合せ部を以下の条件で溶接し、継手の引張強
さと伸びを測定した。

く溶接条件〉 溶接法：ＭＩＧ溶接 溶接電流：　１８０Ａ アーク電圧：２２ｖ 溶接速度：　６０ｃｍ／ｍｉｎ シールドガス流量：２０ｇ／ｍｉｎ その結果を併せて第２表に示す。

［以下余白］ 第２表 上記結果から明らかなように、本発明に係る溶加材を用
いてＡρ−Ｓｔ系合金鋳物材を溶接した場合、溶接割れ
が発生しにくくまた溶接継手強度にも極めて優れたもの
となしうろことがわかる。

また、ＡＣ４Ｃ鋳物材の代わりに、ＪＩＳ４３４３展伸
材を用いた以外は上記と全く同様にして溶接割れ試験、
引張試験を行ったところ、やはり本発明の溶加材を用い
た場合の方が溶接割れが発生しに＜＜、溶接継手強度も
優れていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接割れ試験片の概略平面図である。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｓｉ：１〜１３．０ｗｔ％を含有し、さらにＶ：
   ０．００５〜０．５ｗｔ％、Ｔｉ：０．００５〜１．０
   ｗｔ％、Ｂ：０．００１〜０．２ｗｔ％、Ｚｒ：０．０
   １〜１．５ｗｔ％の１種または２種以上を合計で０．０
   ５ｗｔ％を超えて含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物か
   らなることを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系合金材料の溶接用
   Ａｌ合金溶加材。
2. （２）Ｓｉ：１〜１３．０ｗｔ％を含有し、さらにＶ：
   ０．００５〜０．５ｗｔ％、Ｔｉ：０．００５〜１．０
   ｗｔ％、Ｂ：０．００１〜０．２ｗｔ％、Ｚｒ：０．０
   １〜１．５ｗｔ％の１種または２種以上を合計で０．０
   ５ｗｔ％を超えて含有し、さらにＭｇ：０．１〜７．０
   ｗｔ％、Ｃｕ：０．１〜７．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０５
   〜１．５ｗｔ％、Ｃｒ：０．０１〜０．５ｗｔ％の１種
   または２種以上を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物か
   らなることを特徴とするＡｌ−Ｓｉ系合金材料の溶接用
   Ａｌ合金溶加材。