JPH04251673A - アルミニウムのアーク溶接用保護ガス及び溶接方法 - Google Patents
アルミニウムのアーク溶接用保護ガス及び溶接方法Info
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- JPH04251673A JPH04251673A JP3224105A JP22410591A JPH04251673A JP H04251673 A JPH04251673 A JP H04251673A JP 3224105 A JP3224105 A JP 3224105A JP 22410591 A JP22410591 A JP 22410591A JP H04251673 A JPH04251673 A JP H04251673A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/38—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
- B23K35/383—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area mainly containing noble gases or nitrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念に
記載の、アルゴン、又はアルゴンとヘリウムの混合物か
らなるアルミニウムのアーク溶接用保護ガスに関する。
記載の、アルゴン、又はアルゴンとヘリウムの混合物か
らなるアルミニウムのアーク溶接用保護ガスに関する。
【０００２】
【従来の技術】タングステン不活性ガス溶接（ＷＩＧ）
及び金属不活性ガス溶接（ＭＩＧ）において、保護ガス
選択の際には、種々の理由から例えば金属活性ガス溶接
（ＭＡＧ）においてよりも著しく厳しく制限される。そ
のように、ＭＡＧ溶接では頻繁に使用される基礎ガス、
アルゴンにしばしば活性成分、例えば酸素及び二酸化炭
素を混合する。この手段により、純粋不活性ガス、例え
ばアルゴン、ヘリウム、又はアルゴン／ヘリウム混合物
下での溶接に比較して、溶接過程及び溶接結果において
著しい改良が生じる。
及び金属不活性ガス溶接（ＭＩＧ）において、保護ガス
選択の際には、種々の理由から例えば金属活性ガス溶接
（ＭＡＧ）においてよりも著しく厳しく制限される。そ
のように、ＭＡＧ溶接では頻繁に使用される基礎ガス、
アルゴンにしばしば活性成分、例えば酸素及び二酸化炭
素を混合する。この手段により、純粋不活性ガス、例え
ばアルゴン、ヘリウム、又はアルゴン／ヘリウム混合物
下での溶接に比較して、溶接過程及び溶接結果において
著しい改良が生じる。
【０００３】アルミニウム溶接における別の成分の不活
性ガスへの添加に関する制限は、特に厳しい。この場合
には、アルミニウムの高い反応性のために即座に有害な
効果が生じる。水素は例えば孔を生ぜしめ、酸素及び窒
素は酸化物ないしは窒化物を形成する。このことだけで
もすでにシームの外見という点から容認されない。従っ
て、アルミニウムを溶接する際には工業純度の不活性ガ
ス、つまり少なくとも９９．９９６％の純度のアルゴン
、又はアルゴン／ヘリウム混合物が使用される。従って
、全不純物の合計は最大４０ｖｐｍである。
性ガスへの添加に関する制限は、特に厳しい。この場合
には、アルミニウムの高い反応性のために即座に有害な
効果が生じる。水素は例えば孔を生ぜしめ、酸素及び窒
素は酸化物ないしは窒化物を形成する。このことだけで
もすでにシームの外見という点から容認されない。従っ
て、アルミニウムを溶接する際には工業純度の不活性ガ
ス、つまり少なくとも９９．９９６％の純度のアルゴン
、又はアルゴン／ヘリウム混合物が使用される。従って
、全不純物の合計は最大４０ｖｐｍである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、別の成分を添加することにより純粋不活性ガス下で
の溶接に比べて溶接過程及び溶接結果が改良され、しか
も有害な副効果を引き起こさない、アルミニウムのアー
ク溶接用のアルゴン、又はアルゴン／ヘリウム混合物を
ベースとする保護ガスを見出すことであった。
は、別の成分を添加することにより純粋不活性ガス下で
の溶接に比べて溶接過程及び溶接結果が改良され、しか
も有害な副効果を引き起こさない、アルミニウムのアー
ク溶接用のアルゴン、又はアルゴン／ヘリウム混合物を
ベースとする保護ガスを見出すことであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、冒頭に記
載した従来技術水準から出発して、本発明により、窒素
８０ｖｐｍ〜２５０ｖｐｍが添加されていることにより
解決される。
載した従来技術水準から出発して、本発明により、窒素
８０ｖｐｍ〜２５０ｖｐｍが添加されていることにより
解決される。
【０００６】本発明の有利な実施態様は、請求項２以降
に記載されている。
に記載されている。
【０００７】驚異的にも、本発明により、一方では保護
ガス中の許容される最大不純物を明らかに超えているが
、他方ではまたガス混合物の通常の添加量より明らかに
低い少量の窒素を添加することにより有利な効果が生じ
ることが判明した。従って、該窒素供給の許容量は非常
に狭く、最小８０ｖｐｍ〜最大２５０ｖｐｍの間で変動
する。
ガス中の許容される最大不純物を明らかに超えているが
、他方ではまたガス混合物の通常の添加量より明らかに
低い少量の窒素を添加することにより有利な効果が生じ
ることが判明した。従って、該窒素供給の許容量は非常
に狭く、最小８０ｖｐｍ〜最大２５０ｖｐｍの間で変動
する。
【０００８】該利点は、交流ＷＩＧ溶接において、特に
温和にかつ安定して燃焼するアークにおいて生じる。従
来技術水準に基づく溶接方法と比較して、該アークはよ
り集中し、より高いエネルギー導入を可能にする。
温和にかつ安定して燃焼するアークにおいて生じる。従
来技術水準に基づく溶接方法と比較して、該アークはよ
り集中し、より高いエネルギー導入を可能にする。
【０００９】同様に、アルミニウムのＭＩＧ溶接の際に
も該利点は大きい。この場合でも、非常に温和な材料変
化が生じ、その結果シームは意想外に光沢を維持する。 更に、改良された非常に平滑なシーム側面流れが生じ、
かつ溶込みは強化される。
も該利点は大きい。この場合でも、非常に温和な材料変
化が生じ、その結果シームは意想外に光沢を維持する。 更に、改良された非常に平滑なシーム側面流れが生じ、
かつ溶込みは強化される。
【００１０】本発明による窒素添加のための有利な範囲
は、１２０ｖｐｍ〜１８０ｖｐｍ、最適には１５０ｖｐ
ｍである。
は、１２０ｖｐｍ〜１８０ｖｐｍ、最適には１５０ｖｐ
ｍである。
【００１１】８０ｖｐｍ未満の窒素含量では、上記の有
利な効果は消滅してしまい、それに引換え窒素含量が２
５０ｖｐｍを上回る際には有害な副効果が生じる。例え
ば、ＷＩＧ溶接の際には有害なシーム変色が生じ、かつ
ＭＩＧ溶接の際にはすみ肉シームが強度にへこむ。
利な効果は消滅してしまい、それに引換え窒素含量が２
５０ｖｐｍを上回る際には有害な副効果が生じる。例え
ば、ＷＩＧ溶接の際には有害なシーム変色が生じ、かつ
ＭＩＧ溶接の際にはすみ肉シームが強度にへこむ。
【００１２】本発明による窒素からなる添加物を有する
保護ガスは、種々の方法で製造することができる。直接
出発成分から混合物を製造してもよく、又はまず高濃度
のマトリックス混合物を製造し、該混合物にガス状で添
加してもよい。本発明による窒素添加の有利な効果は、
比較的広い濃度範囲（最適値の±２０％）にわたってか
なり維持されるので、原理的には例えばアルゴンでの液
体供給においても、窒素を直接アルゴンに添加すること
ができる。
保護ガスは、種々の方法で製造することができる。直接
出発成分から混合物を製造してもよく、又はまず高濃度
のマトリックス混合物を製造し、該混合物にガス状で添
加してもよい。本発明による窒素添加の有利な効果は、
比較的広い濃度範囲（最適値の±２０％）にわたってか
なり維持されるので、原理的には例えばアルゴンでの液
体供給においても、窒素を直接アルゴンに添加すること
ができる。
【００１３】特殊な場合には、窒素のほかに多少の酸素
も、例えば同様に工業的品質の不活性ガス中の不純物を
僅かに上回る量で添加することができる。これにより、
酸素は窒素と結合して、オゾン形成を抑制することがで
きる一酸化窒素を形成する。
も、例えば同様に工業的品質の不活性ガス中の不純物を
僅かに上回る量で添加することができる。これにより、
酸素は窒素と結合して、オゾン形成を抑制することがで
きる一酸化窒素を形成する。
【００１４】
【実施例】溶込みのための比較実験を、純粋なアルゴン
と窒素添加物１５０ｖｐｍを有するアルゴンとの間で実
施した。
と窒素添加物１５０ｖｐｍを有するアルゴンとの間で実
施した。
【００１５】溶込み状態は、特に良好にいわゆる積層溶
接との比較で説明することができ、その際には完全なス
ルー溶接が行われないように溶接する。
接との比較で説明することができ、その際には完全なス
ルー溶接が行われないように溶接する。
【００１６】図１は、本発明と従来技術に基づく、厚さ
５ｍｍのアルミニウム板上の１００Ａでの金属不活性ガ
ス・ビルドアップ溶接の結果を示す。Ａｌ−Ｓｉ合金（
ＡｌＳｉ５）からなる厚さ１．２ｍｍのワイヤー電極を
使用した。溶接速度は０．３ｍ／ｍｉｎであった。純粋
アルゴンでは、板に正確に付着しない極めて不安定な溶
接及び金属補修が生じ、溶加材は強度に盛り上がってい
た。それに対して、少量の窒素添加は溶込みを、正常な
溶込み輪郭及び確実な側面形成を伴う平滑な申し分ない
溶接ビード領域が生じる程著しく強化する。
５ｍｍのアルミニウム板上の１００Ａでの金属不活性ガ
ス・ビルドアップ溶接の結果を示す。Ａｌ−Ｓｉ合金（
ＡｌＳｉ５）からなる厚さ１．２ｍｍのワイヤー電極を
使用した。溶接速度は０．３ｍ／ｍｉｎであった。純粋
アルゴンでは、板に正確に付着しない極めて不安定な溶
接及び金属補修が生じ、溶加材は強度に盛り上がってい
た。それに対して、少量の窒素添加は溶込みを、正常な
溶込み輪郭及び確実な側面形成を伴う平滑な申し分ない
溶接ビード領域が生じる程著しく強化する。
【００１７】図２は、本発明と従来技術に基づく、Ａｌ
−Ｍｇ−Ｍｎ合金（ＡｌＭｇ４，５Ｍｎ）からなるワイ
ヤー電極を用いた厚さ５ｍｍの板での接合溶接の結果を
比較して示す。この際１３０Ａの電流強度で、純粋アル
ゴンは不十分な溶込みを生じ、窒素１５０ｖｐｍを添加
した場合には確実なスルー溶接が達成される（溶接速度
０．３５ｍ／ｍｉｎ）。また、該シーム表面は微細な鱗
状で、シームの盛り上がりは小さい。
−Ｍｇ−Ｍｎ合金（ＡｌＭｇ４，５Ｍｎ）からなるワイ
ヤー電極を用いた厚さ５ｍｍの板での接合溶接の結果を
比較して示す。この際１３０Ａの電流強度で、純粋アル
ゴンは不十分な溶込みを生じ、窒素１５０ｖｐｍを添加
した場合には確実なスルー溶接が達成される（溶接速度
０．３５ｍ／ｍｉｎ）。また、該シーム表面は微細な鱗
状で、シームの盛り上がりは小さい。
【００１８】図３は、本発明と従来技術に基づく、厚さ
８ｍｍの板の２５０ＡでのＷＩＧ溶接の溶込みを比較し
て示す。アルゴンでスルー溶接を行いたい場合には、溶
接速度を約２０％に減速しなければならない。
８ｍｍの板の２５０ＡでのＷＩＧ溶接の溶込みを比較し
て示す。アルゴンでスルー溶接を行いたい場合には、溶
接速度を約２０％に減速しなければならない。
【００１９】根本的な利点として、窒素混合物の場合に
は、点弧特性並びに又アーク安定性が一層好ましくなっ
たことがまさに明らかである。
は、点弧特性並びに又アーク安定性が一層好ましくなっ
たことがまさに明らかである。
【図１】本発明と従来技術に基づく、厚さ５ｍｍのアル
ミニウム板上の１００Ａでの金属不活性ガス・ビルドア
ップ溶接の結果を示す図である。
ミニウム板上の１００Ａでの金属不活性ガス・ビルドア
ップ溶接の結果を示す図である。
【図２】本発明と従来技術に基づく、Ａｌ−Ｍｇ−Ｍｎ
合金（ＡｌＭｇ４，５Ｍｎ）からなるワイヤー電極を用
いた厚さ５ｍｍの板での接合溶接の結果を比較して示す
図である。
合金（ＡｌＭｇ４，５Ｍｎ）からなるワイヤー電極を用
いた厚さ５ｍｍの板での接合溶接の結果を比較して示す
図である。
【図３】本発明と従来技術に基づく、厚さ８ｍｍの板の
２５０ＡでのＷＩＧ溶接の溶込みを比較して示す図であ
る。
２５０ＡでのＷＩＧ溶接の溶込みを比較して示す図であ
る。
Claims (4)
- 【請求項１】 アルゴン、又はアルゴンとヘリウムの
混合物からなるアルミニウムのアーク溶接用保護ガスに
おいて、窒素８０ｖｐｍ〜２５０ｖｐｍが添加されてい
ることを特徴とする、アルミニウムのアーク溶接用保護
ガス。 - 【請求項２】 窒素１２０ｖｐｍ〜１８０ｖｐｍが添
加されている、請求項１記載の保護ガス。 - 【請求項３】 アルミニウムをタングステン不活性ガ
ス溶接及び金属不活性ガス溶接する方法において、アル
ゴン、又はアルゴンとヘリウムの混合物からなる不活性
ガスに窒素８０ｖｐｍ〜２５０ｖｐｍを添加することを
特徴とする、アルミニウムの溶接方法。 - 【請求項４】 不活性ガスに窒素１２０ｖｐｍ〜１８
０ｖｐｍを添加する請求項３記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4028074A DE4028074C1 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | |
| DE4028074.8 | 1990-09-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04251673A true JPH04251673A (ja) | 1992-09-08 |
| JP2996778B2 JP2996778B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=6413599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3224105A Expired - Lifetime JP2996778B2 (ja) | 1990-09-05 | 1991-09-04 | アルミニウムのアーク溶接用保護ガス及び溶接方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0475030B1 (ja) |
| JP (1) | JP2996778B2 (ja) |
| AT (1) | ATE112202T1 (ja) |
| DE (2) | DE4028074C1 (ja) |
| DK (1) | DK0475030T3 (ja) |
| ES (1) | ES2064015T3 (ja) |
| ZA (1) | ZA917007B (ja) |
Families Citing this family (17)
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|---|---|---|---|---|
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| DE4241982C1 (de) * | 1992-12-12 | 1993-11-25 | Messer Griesheim Gmbh | Schutzgas für das Lichtbogenschweißen von Aluminium |
| DE4241983C1 (de) * | 1992-12-12 | 1994-03-24 | Messer Griesheim Gmbh | Schutzgas für das Lichtbogenschweißen von Aluminium |
| DE4327671A1 (de) * | 1993-08-17 | 1995-02-23 | Linde Ag | Schutzgas-Lichtbogen-Schweißverfahren für Nicht-Eisenmetalle, insbesondere Aluminiumwerkstoffe |
| DE4329127A1 (de) * | 1993-08-30 | 1995-03-02 | Messer Griesheim Gmbh | Schutzgas für das Laserschweißen von Aluminium |
| FR2738517B1 (fr) * | 1995-09-08 | 1997-10-24 | Air Liquide | Procede et melange gazeux pour le soudage a l'arc de pieces en aluminium |
| FR2738519B1 (fr) * | 1995-09-08 | 1997-10-24 | Air Liquide | Procede et melange gazeux pour le soudage a l'arc de pieces en aluminium |
| DE19831831A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-14 | Linde Ag | Schutzgas zum WIG-Gleichstromschweißen von Aluminium |
| DE19831834A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-14 | Linde Ag | Schutzgas zum MIG/MAG-Schweißen von Aluminium |
| EP0949039A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-13 | Linde Aktiengesellschaft | Schutzgas zum WIG-Gleichstromschweissen von Aluminium |
| EP0949038A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-13 | Linde Aktiengesellschaft | Schutzgas zum WIG-Wechselstromschweissen von Aluminium |
| EP0949040A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-13 | Linde Aktiengesellschaft | Schutzgas zum MIG/MAG-Schweissen von Aluminium |
| DE19831832A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-14 | Linde Ag | Schutzgas zum WIG-Wechselstromschweißen von Aluminium |
| EP0949041A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-13 | Linde Aktiengesellschaft | Schutzgas zum WIG-Gleichstromschweissen von Aluminium |
| DE19837039A1 (de) * | 1998-08-14 | 2000-02-17 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren zur WIG-Wechselstromschweißung von Aluminium |
| FR2809647B1 (fr) * | 2000-05-31 | 2002-08-30 | Air Liquide | Procede de soudage hybride laser-arc avec melange gazeux approprie |
| DE102008019859A1 (de) | 2008-04-19 | 2009-10-29 | Messer Group Gmbh | Schutzgasgemisch zum Lichtbogen-Schweißen von Aluminium und seinen Legierungen |
Family Cites Families (4)
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