JPH0718362A - レーザー溶接用アルミニウム合金 - Google Patents
レーザー溶接用アルミニウム合金Info
- Publication number
- JPH0718362A JPH0718362A JP5190877A JP19087793A JPH0718362A JP H0718362 A JPH0718362 A JP H0718362A JP 5190877 A JP5190877 A JP 5190877A JP 19087793 A JP19087793 A JP 19087793A JP H0718362 A JPH0718362 A JP H0718362A
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- JP
- Japan
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- aluminum
- laser welding
- aluminum alloy
- joint strength
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウム合金の表面に特別な表面処理を
行わずに、レーザー溶接時の欠陥の発生が少なく、継手
強度の高いアルミニウム合金が得られること。 【構成】 Ｍｇ４〜１０重量％、残部アルミニウムと不
可避不純物からなるＡｌ合金およびこれにＣｕ０．１〜
０．５重量添加したレーザー溶接用アルミニウム合金。
行わずに、レーザー溶接時の欠陥の発生が少なく、継手
強度の高いアルミニウム合金が得られること。 【構成】 Ｍｇ４〜１０重量％、残部アルミニウムと不
可避不純物からなるＡｌ合金およびこれにＣｕ０．１〜
０．５重量添加したレーザー溶接用アルミニウム合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶接時に割れや気孔等の
欠陥の発生がなく、また高い継手強度が得られるレーザ
ー溶接性に優れたアルミニウム合金に関するものであ
る。
欠陥の発生がなく、また高い継手強度が得られるレーザ
ー溶接性に優れたアルミニウム合金に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】レーザー溶接法の特徴は高エネルギー密
度であり、そのためアークを熱源とする溶接法と比較し
てより高能率及び高速度の溶接が可能なことである。し
かし、アルミニウム及びアルミニウム合金からなるアル
ミニウム系部材のようにレーザーの反射率、及び熱伝導
率が高い部材には、レーザー溶接は困難とされてきた。
これに対し、アルミニウム系被溶接物の表面に窒化ホウ
素（ＢＮ）（特開平２−１９４２０号）またはグラファ
イト等のレーザー吸収率が高い材料を塗布したりシール
ドガス中にＮ2 またはＯ2 等のガスを混入させてビーム
吸収率を向上させる方法（特開昭６２−２５４９９２
号）や、レーザー溶接性が優れたアルミニウム系部材本
体の表面に厚さ０．０５〜０．３０μｍの亜鉛メッキ層
を形成し、レーザーの吸収率を向上させる方法（特開平
４−８０３８１号）が提案されている。しかしながら、
これらの方法には以下に示す問題点がある。即ち、アル
ミニウム系被溶接物の表面に窒化ホウ素またはグラファ
イト等のレーザー吸収率の高い材料を塗布する方法で
は、レーザー溶接工程の前後に被溶接物の表面にこれら
の材料を塗布および除去する工程を設ける必要がある。
また、被溶接材に亜鉛メッキを施す方法も同様に表面処
理を行う工程を設ける必要がある。このため作業性が阻
害されコスト高になる。また低Ｍg 合金を使用した場合
は割れが発生し継手強度が２５kg／mm2 未満と低い強度
になる。
度であり、そのためアークを熱源とする溶接法と比較し
てより高能率及び高速度の溶接が可能なことである。し
かし、アルミニウム及びアルミニウム合金からなるアル
ミニウム系部材のようにレーザーの反射率、及び熱伝導
率が高い部材には、レーザー溶接は困難とされてきた。
これに対し、アルミニウム系被溶接物の表面に窒化ホウ
素（ＢＮ）（特開平２−１９４２０号）またはグラファ
イト等のレーザー吸収率が高い材料を塗布したりシール
ドガス中にＮ2 またはＯ2 等のガスを混入させてビーム
吸収率を向上させる方法（特開昭６２−２５４９９２
号）や、レーザー溶接性が優れたアルミニウム系部材本
体の表面に厚さ０．０５〜０．３０μｍの亜鉛メッキ層
を形成し、レーザーの吸収率を向上させる方法（特開平
４−８０３８１号）が提案されている。しかしながら、
これらの方法には以下に示す問題点がある。即ち、アル
ミニウム系被溶接物の表面に窒化ホウ素またはグラファ
イト等のレーザー吸収率の高い材料を塗布する方法で
は、レーザー溶接工程の前後に被溶接物の表面にこれら
の材料を塗布および除去する工程を設ける必要がある。
また、被溶接材に亜鉛メッキを施す方法も同様に表面処
理を行う工程を設ける必要がある。このため作業性が阻
害されコスト高になる。また低Ｍg 合金を使用した場合
は割れが発生し継手強度が２５kg／mm2 未満と低い強度
になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
ついて検討の結果なされたもので、アルミニウム系部材
のレーザー溶接に際し、特別な表面処理を必要とせず
に、割れや気孔等の欠陥の発生がなく、かつ高い継手強
度が得られるアルミニウム合金を開発したものである。
ついて検討の結果なされたもので、アルミニウム系部材
のレーザー溶接に際し、特別な表面処理を必要とせず
に、割れや気孔等の欠陥の発生がなく、かつ高い継手強
度が得られるアルミニウム合金を開発したものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はＭｇ４〜１０重
量％、残部アルミニウムと不可避不純物からなるレーザ
ー溶接用アルミニウム合金を請求項１とし、Ｍｇ４〜１
０重量％、Ｃｕ０．１〜０．５重量％、残部アルミニウ
ムと不可避不純物からなるレーザー溶接用アルミニウム
合金を請求項２とするものである。
量％、残部アルミニウムと不可避不純物からなるレーザ
ー溶接用アルミニウム合金を請求項１とし、Ｍｇ４〜１
０重量％、Ｃｕ０．１〜０．５重量％、残部アルミニウ
ムと不可避不純物からなるレーザー溶接用アルミニウム
合金を請求項２とするものである。
【０００５】
【作用】すなわち本発明は、ＡｌにＭｇを４〜１０重量
％含有した合金、或いはこれにＣｕを０．１〜０．５重
量％含有したＡｌ−Ｍｇ系合金が、特殊な表面処理を必
要とせず、かつ溶接時の欠陥の発生がなく、しかも高い
継手強度が得られることを見出したものである。しかし
て上記のように合金成分を限定したのは、Ｍｇは必要な
継手強度を維持し、レーザー溶接性を改善するが、その
量が４重量％未満では溶接の際に割れ易く、必要な継手
強度が得られず、１０重量％を越えると、継手強度が低
下すると共に、気孔等の欠陥が発生するからである。ま
たＣｕは継手強度を向上し、溶接性を改善するが、その
量が０．１重量％未満ではその効果がなく、また０．５
重量％を越えると溶接割れが発生する。なお本発明合金
において不可避不純物とは、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ等
であるが、これらの不純物はそれぞれ０．２重量％以下
であれば、本発明の効果を阻害しないので含有してもよ
い。また本発明合金は、通常行われる溶解鋳造−均質化
処理−熱間加工−中間焼鈍を施す冷間加工等の工程によ
り、板、条、線等の材料に製造することができる。
％含有した合金、或いはこれにＣｕを０．１〜０．５重
量％含有したＡｌ−Ｍｇ系合金が、特殊な表面処理を必
要とせず、かつ溶接時の欠陥の発生がなく、しかも高い
継手強度が得られることを見出したものである。しかし
て上記のように合金成分を限定したのは、Ｍｇは必要な
継手強度を維持し、レーザー溶接性を改善するが、その
量が４重量％未満では溶接の際に割れ易く、必要な継手
強度が得られず、１０重量％を越えると、継手強度が低
下すると共に、気孔等の欠陥が発生するからである。ま
たＣｕは継手強度を向上し、溶接性を改善するが、その
量が０．１重量％未満ではその効果がなく、また０．５
重量％を越えると溶接割れが発生する。なお本発明合金
において不可避不純物とは、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ等
であるが、これらの不純物はそれぞれ０．２重量％以下
であれば、本発明の効果を阻害しないので含有してもよ
い。また本発明合金は、通常行われる溶解鋳造−均質化
処理−熱間加工−中間焼鈍を施す冷間加工等の工程によ
り、板、条、線等の材料に製造することができる。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の一実施例について説明する。 実施例１．表１に示す組成の各種アルミニウム合金を常
法により溶解、鋳造により鋳魂を得た。この鋳魂に均質
化処理を施した後、熱間圧延、中間焼鈍、冷間圧延によ
り厚さ１mmの板材とした。この板材を１００mm×２００
mmとし、従来材は０．１μｍの亜鉛メッキを施して試料
とし、レーザー溶接装置を用い、レーザー出力３．０k
W、加工速度３．０ｍ／min 〜７．０ｍ／min 、焦点Ｚ
＝０（試料表面）の溶接条件で重ね溶接を行い、その際
の欠陥の発生状況，および溶接材の引張強度の試験を行
い，下記に示す評価方法により溶接性の評価を行った。 レーザー溶接継手の引張強度の評価方法 ○：２５kg／mm2 以上の強度 ×：２５kg／mm2 未満の強度 レーザー溶接時の欠陥の発生状況の評価方法 ○：欠陥無し ×：欠陥有り（割れ、気孔など） 総合評価 ◎：良好 ×：不良 これらの試験結果を表１に併記した。
法により溶解、鋳造により鋳魂を得た。この鋳魂に均質
化処理を施した後、熱間圧延、中間焼鈍、冷間圧延によ
り厚さ１mmの板材とした。この板材を１００mm×２００
mmとし、従来材は０．１μｍの亜鉛メッキを施して試料
とし、レーザー溶接装置を用い、レーザー出力３．０k
W、加工速度３．０ｍ／min 〜７．０ｍ／min 、焦点Ｚ
＝０（試料表面）の溶接条件で重ね溶接を行い、その際
の欠陥の発生状況，および溶接材の引張強度の試験を行
い，下記に示す評価方法により溶接性の評価を行った。 レーザー溶接継手の引張強度の評価方法 ○：２５kg／mm2 以上の強度 ×：２５kg／mm2 未満の強度 レーザー溶接時の欠陥の発生状況の評価方法 ○：欠陥無し ×：欠陥有り（割れ、気孔など） 総合評価 ◎：良好 ×：不良 これらの試験結果を表１に併記した。
【０００７】
【表１】
【０００８】表１から明らかなように、本発明に係るＮ
o.１〜Ｎo.３の試料はいずれも溶接後の継手強度が高
く、また欠陥の発生もなく良好な性能を示した。これに
対し、比較例のＮo.４はＭｇが少ないため継手強度が低
く、割れも発生し、Ｎo.５はＭｇが多いため継手強度が
低く、気孔が発生した。また従来例のＮo.６およびＮo.
７は継手強度が低く、割れも発生した。
o.１〜Ｎo.３の試料はいずれも溶接後の継手強度が高
く、また欠陥の発生もなく良好な性能を示した。これに
対し、比較例のＮo.４はＭｇが少ないため継手強度が低
く、割れも発生し、Ｎo.５はＭｇが多いため継手強度が
低く、気孔が発生した。また従来例のＮo.６およびＮo.
７は継手強度が低く、割れも発生した。
【０００９】実施例２．表２に示す組成の各種アルミニ
ウム合金を、実施例１と同様にして試料を作成し、同じ
条件により溶接性の評価を行った。その結果を表２に示
した。
ウム合金を、実施例１と同様にして試料を作成し、同じ
条件により溶接性の評価を行った。その結果を表２に示
した。
【００１０】
【表２】
【００１１】表２から明らかなように、本発明に係るＮ
o.１〜Ｎo.９の試料はいずれも溶接後の継手強度が高
く、また欠陥の発生もなく良好な性能を示した。これに
対し、比較例のＮo.１０はＭｇが少ないため、Ｎo.１１
はＭｇが多いため継手強度が低く、割れや気孔が発生し
た。またＮo.１２はＣｕが少ないため、Ｎo.１３はＣｕ
が多いため、継手強度が低く、気孔や割れが発生した。
さらに従来例のＮo.１４およびＮo.１５は継手強度が低
く、割れも発生した。
o.１〜Ｎo.９の試料はいずれも溶接後の継手強度が高
く、また欠陥の発生もなく良好な性能を示した。これに
対し、比較例のＮo.１０はＭｇが少ないため、Ｎo.１１
はＭｇが多いため継手強度が低く、割れや気孔が発生し
た。またＮo.１２はＣｕが少ないため、Ｎo.１３はＣｕ
が多いため、継手強度が低く、気孔や割れが発生した。
さらに従来例のＮo.１４およびＮo.１５は継手強度が低
く、割れも発生した。
【００１２】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
特別な表面処理を施すことなく、継手強度が高く、欠陥
のないレーザー溶接用アルミニウム合金が得られるもの
で、工業上顕著な効果を奏するものである。
特別な表面処理を施すことなく、継手強度が高く、欠陥
のないレーザー溶接用アルミニウム合金が得られるもの
で、工業上顕著な効果を奏するものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｍｇ４〜１０重量％、残部アルミニウム
と不可避不純物からなるレーザー溶接用アルミニウム合
金。 - 【請求項２】 Ｍｇ４〜１０重量％、Ｃｕ０．１〜０．
５重量％、残部アルミニウムと不可避不純物からなるレ
ーザー溶接用アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5190877A JPH0718362A (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | レーザー溶接用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5190877A JPH0718362A (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | レーザー溶接用アルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0718362A true JPH0718362A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=16265242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5190877A Pending JPH0718362A (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | レーザー溶接用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718362A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100371125C (zh) * | 2004-05-27 | 2008-02-27 | 兰州理工大学 | 用于AL-Mg合金异厚度板材激光焊接的焊接方法 |
| CN103252581A (zh) * | 2013-04-23 | 2013-08-21 | 上海工程技术大学 | 一种基于激光同步送粉焊接镀锌钢板与az91d镁合金的合金粉末和方法 |
| JP2019013969A (ja) * | 2017-07-08 | 2019-01-31 | 株式会社Uacj | アルミニウム材の溶接接合体及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-07-02 JP JP5190877A patent/JPH0718362A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100371125C (zh) * | 2004-05-27 | 2008-02-27 | 兰州理工大学 | 用于AL-Mg合金异厚度板材激光焊接的焊接方法 |
| CN103252581A (zh) * | 2013-04-23 | 2013-08-21 | 上海工程技术大学 | 一种基于激光同步送粉焊接镀锌钢板与az91d镁合金的合金粉末和方法 |
| CN103252581B (zh) * | 2013-04-23 | 2016-01-06 | 上海工程技术大学 | 一种基于激光同步送粉焊接镀锌钢板与az91d镁合金的合金粉末和方法 |
| JP2019013969A (ja) * | 2017-07-08 | 2019-01-31 | 株式会社Uacj | アルミニウム材の溶接接合体及びその製造方法 |
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