JPS61219486A - アルミニウム合金の溶接方法 - Google Patents
アルミニウム合金の溶接方法Info
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- JPS61219486A JPS61219486A JP5974385A JP5974385A JPS61219486A JP S61219486 A JPS61219486 A JP S61219486A JP 5974385 A JP5974385 A JP 5974385A JP 5974385 A JP5974385 A JP 5974385A JP S61219486 A JPS61219486 A JP S61219486A
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- welding
- pulse
- aluminum alloy
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- welding method
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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、７Ｎ０１．７０７２．７００３．７０７５
などの７０００系アルミニウム合金の溶接方法に関する
。
などの７０００系アルミニウム合金の溶接方法に関する
。
従来技術とその問題点
” たとえば、７ＮＯ１は、軽くかつ強痩が大きいため
に、鉄道車両用構造材等として条間に用いられている。
に、鉄道車両用構造材等として条間に用いられている。
しかしながら、７ＮＯ１は凝固割、れ感受性が強いため
にその溶接部に凝固割れが発生しやすいという問題があ
った。凝固割れ感受性を弱めるためには、溶接金属の結
晶粒を微細化することが有効であることが知られている
。
にその溶接部に凝固割れが発生しやすいという問題があ
った。凝固割れ感受性を弱めるためには、溶接金属の結
晶粒を微細化することが有効であることが知られている
。
溶接金属の結晶粒微細化のために有効な手段の１つは、
溶加材中にＺｒを０．３６ｗｔ％以上含有せしめること
であるが、７０００系合金溶加材中にＺｒを０．３６ｗ
ｔ％以上含有せしめることは実際にはかな□り困難であ
った。また、溶接金属の結晶粒を微細化するために、溶
接作業中に溶融池を撹拌することが有効であることも実
験上知られている。実験では、磁気撹拌法、サイクロマ
ティック法などによって溶融池が撹拌されるが、実作業
においてこれらの方法によって溶融池を撹拌するには、
設備−トかなり難しい面がある。
溶加材中にＺｒを０．３６ｗｔ％以上含有せしめること
であるが、７０００系合金溶加材中にＺｒを０．３６ｗ
ｔ％以上含有せしめることは実際にはかな□り困難であ
った。また、溶接金属の結晶粒を微細化するために、溶
接作業中に溶融池を撹拌することが有効であることも実
験上知られている。実験では、磁気撹拌法、サイクロマ
ティック法などによって溶融池が撹拌されるが、実作業
においてこれらの方法によって溶融池を撹拌するには、
設備−トかなり難しい面がある。
この発明の目的は上記の問題を解決した７０００系アル
ミニウム合金の溶接方法を提供することにある。
ミニウム合金の溶接方法を提供することにある。
問題点を解決するだめの手段
この発明による７０００系アルミニウム合金の溶接方法
は、溶加材としてＺｒ０．１〜０．３ｗｔ％を含む７０
００系アルミニウム合金用溶加材を使用し、溶接電流ど
して周波数２０〜６０１／ｚ、パルス幅とパルス間隔と
の比１／１〜１／５およびパルスベース振幅とパルス１
〜ツブ振幅との比１／２〜１／５のパルス状電流を使用
してパルスアークＭ Ｉ Ｇ溶接法により溶接すること
を特徴とするものである。
は、溶加材としてＺｒ０．１〜０．３ｗｔ％を含む７０
００系アルミニウム合金用溶加材を使用し、溶接電流ど
して周波数２０〜６０１／ｚ、パルス幅とパルス間隔と
の比１／１〜１／５およびパルスベース振幅とパルス１
〜ツブ振幅との比１／２〜１／５のパルス状電流を使用
してパルスアークＭ Ｉ Ｇ溶接法により溶接すること
を特徴とするものである。
上記において、７０００系アルミニウＩ＼合金には、Ｊ
ＩＳ、ＡＡ（米国アルミニウム協会）などで規定されて
いるものが含まれる。また、７０００系アルミニウム合
金用溶加材としては、５３５６．５５５６および５１８
３など公知のものが用いられる。
ＩＳ、ＡＡ（米国アルミニウム協会）などで規定されて
いるものが含まれる。また、７０００系アルミニウム合
金用溶加材としては、５３５６．５５５６および５１８
３など公知のものが用いられる。
上記において、７ｒは、これが溶加材中に含有されるこ
とにより、溶接金属の結晶粒を微細化させる性質を有す
るが、Ｚｒの含有量が０．１Ｗし％未満では上記効果が
１ｑられず、より多く含有されている方が効果は大きい
が、０．３ｗｔ％越えて含有量しめることは実際上きわ
めて困難であるから、溶加材中の７ｒ含有量は０１〜０
．３ｗｔ％の範囲内で選ぶべきである。上記溶加材は、
７０００系アルミニウム合金用溶加祠と所定量のＺｒを
況合して、得られる溶ｊＪ１口Ａ中のＺｒ量が０１〜０
．３ｗｔ％に調整することにより゛つくられる。
とにより、溶接金属の結晶粒を微細化させる性質を有す
るが、Ｚｒの含有量が０．１Ｗし％未満では上記効果が
１ｑられず、より多く含有されている方が効果は大きい
が、０．３ｗｔ％越えて含有量しめることは実際上きわ
めて困難であるから、溶加材中の７ｒ含有量は０１〜０
．３ｗｔ％の範囲内で選ぶべきである。上記溶加材は、
７０００系アルミニウム合金用溶加祠と所定量のＺｒを
況合して、得られる溶ｊＪ１口Ａ中のＺｒ量が０１〜０
．３ｗｔ％に調整することにより゛つくられる。
上記において、パルス状電流を使用したパルスアークＭ
ＩＧ溶接法により溶接すると、アーク力が瞬間的に変化
し、このアーク力の変化によって溶融池が振動、撹拌さ
れ、その結果溶接金属の結晶粒微細化を図ることが可能
になる。
ＩＧ溶接法により溶接すると、アーク力が瞬間的に変化
し、このアーク力の変化によって溶融池が振動、撹拌さ
れ、その結果溶接金属の結晶粒微細化を図ることが可能
になる。
パルスアークＭＩＧ溶接法に用いる溶接電流の周波数が
、２０１／２未満の場合、溶接金属の結晶粒微細化はあ
る程度達成されるが、安定したアークが得られず、しか
も正常な溶接ビードを形成することができない。また、
６０Ｈｚを越えた場合、アークは安定し、ピード形状は
良好であるが、溶接金属の結晶粒微細化効果が認められ
ない。
、２０１／２未満の場合、溶接金属の結晶粒微細化はあ
る程度達成されるが、安定したアークが得られず、しか
も正常な溶接ビードを形成することができない。また、
６０Ｈｚを越えた場合、アークは安定し、ピード形状は
良好であるが、溶接金属の結晶粒微細化効果が認められ
ない。
したがって、上記周波数を２０〜６０Ｈｚの範囲内で選
ぶべぎであるが、特に３０〜４０１／ｚの範囲が好まし
い。また、パルス幅とパルス間隔との比（ＴＰ／ＴＢ）
を１７１〜１／５どし、パルスベース振幅とパルストッ
プ振幅との比（ＴＢ／（ｒＰ）を１／２〜１／５とした
のは、これらの比（ＴＰ／ＴＢ）および（ＩＢ／ＩＰ）
が上記範囲外であれば、溶接金属の結晶粒の微細化効果
が認められず、さらには正常な溶接ビードを形成するこ
とができないからである。なお、パルス間隔どは隣接す
るパルス間の時間間隔である。使用するパルス波形は、
矩形波が好ましいが、正弦波および三角波などでもよい
。
ぶべぎであるが、特に３０〜４０１／ｚの範囲が好まし
い。また、パルス幅とパルス間隔との比（ＴＰ／ＴＢ）
を１７１〜１／５どし、パルスベース振幅とパルストッ
プ振幅との比（ＴＢ／（ｒＰ）を１／２〜１／５とした
のは、これらの比（ＴＰ／ＴＢ）および（ＩＢ／ＩＰ）
が上記範囲外であれば、溶接金属の結晶粒の微細化効果
が認められず、さらには正常な溶接ビードを形成するこ
とができないからである。なお、パルス間隔どは隣接す
るパルス間の時間間隔である。使用するパルス波形は、
矩形波が好ましいが、正弦波および三角波などでもよい
。
実施例と比較例
まず、パルスアークＭＩＧ溶接法および直流ＭＩＧ溶接
法により溶接を行なったさいの、アーク状態、ビーミル
形状および断面凝固組織を観察した。すなわち、第１表
に承り組成を右するアルミニウム合金から押出加１−に
より厚さ６ｍｍ、幅７０ｍｍ、 Ｉ’％ざ２００ｍｍの
Ｒ１材（質別Ｔ５）をつくった。イして、同じく第１表
に示す溶加拐（Ａ５３５６ ＋Ｚ ｒ ）からなる直径
１．６ｍｍの電極ワイＶを使用し、第２表に示す種々の
電気的条ｆ１でパルスアークＭ Ｉ Ｇ溶接法または直
流ＭＩＧ溶接法にＪ：す、ｆ（Ｊ ｌｒＡ上にビードオ
ンプレー１〜溶接を行なった。溶接機としては１ヘラン
ジスタ式直流溶接電源を供えたものを使用した。直流Ｍ
ＩＧ溶接では、電流２４ＯＡ、電圧２７Ｖであった。ま
た、パルスアークＭ Ｉ Ｇ溶接では、第１図に示すよ
うな矩形波のパルス状電流を使用した。その場合の平均
電流おＪ：び平均電圧は、パルス幅とパルス間隔との比
（ＴＰ／ＴＢ＞およびパルスベース振幅とパルストップ
振幅どの比（ＩＢ／ＩＰ）によって変化するが、イの値
は第３表に示す通りであった。さらに、シールド用Ａｒ
ガスの流量は２５１ ／ｍｉｎ、電極ワイＶ供給速度６
．５ｍ／ｍｉｎ 、溶接速度４０ｃｍ／ｍｉｎであった
。
法により溶接を行なったさいの、アーク状態、ビーミル
形状および断面凝固組織を観察した。すなわち、第１表
に承り組成を右するアルミニウム合金から押出加１−に
より厚さ６ｍｍ、幅７０ｍｍ、 Ｉ’％ざ２００ｍｍの
Ｒ１材（質別Ｔ５）をつくった。イして、同じく第１表
に示す溶加拐（Ａ５３５６ ＋Ｚ ｒ ）からなる直径
１．６ｍｍの電極ワイＶを使用し、第２表に示す種々の
電気的条ｆ１でパルスアークＭ Ｉ Ｇ溶接法または直
流ＭＩＧ溶接法にＪ：す、ｆ（Ｊ ｌｒＡ上にビードオ
ンプレー１〜溶接を行なった。溶接機としては１ヘラン
ジスタ式直流溶接電源を供えたものを使用した。直流Ｍ
ＩＧ溶接では、電流２４ＯＡ、電圧２７Ｖであった。ま
た、パルスアークＭ Ｉ Ｇ溶接では、第１図に示すよ
うな矩形波のパルス状電流を使用した。その場合の平均
電流おＪ：び平均電圧は、パルス幅とパルス間隔との比
（ＴＰ／ＴＢ＞およびパルスベース振幅とパルストップ
振幅どの比（ＩＢ／ＩＰ）によって変化するが、イの値
は第３表に示す通りであった。さらに、シールド用Ａｒ
ガスの流量は２５１ ／ｍｉｎ、電極ワイＶ供給速度６
．５ｍ／ｍｉｎ 、溶接速度４０ｃｍ／ｍｉｎであった
。
その後、各溶接ビードの形状およびアーク状態を観察す
るとどもに、その断面凝固組織を観察した。結果は第２
表に示す。
るとどもに、その断面凝固組織を観察した。結果は第２
表に示す。
以下余白
一／−
注１．上記第２表の観察結果のアーク状態およびビード
形状の欄において、◎・・・アークが安定、ビード表面
は滑らかで、ビード外観きわめて良好、○・・・アーク
が安定でビード外観良好、△・・・アークは比較的不安
定であり、アンダカツＩ−、オーバラップ等有り、×・
・・アークが不安定で一部溶は落ち有り。
形状の欄において、◎・・・アークが安定、ビード表面
は滑らかで、ビード外観きわめて良好、○・・・アーク
が安定でビード外観良好、△・・・アークは比較的不安
定であり、アンダカツＩ−、オーバラップ等有り、×・
・・アークが不安定で一部溶は落ち有り。
注２．上記第２表の観察結果の凝固組織の欄において、
◎・・・全体の結晶粒が微細化している、○・・・はぼ
全体の結晶粒が微細化しているが、部分的に粗粒が存在
、Δ・・・はぼ全体が粗大結晶粒であるが、部分的に微
細結晶粒が存在、×・・・全体の結晶粒が粗大。
◎・・・全体の結晶粒が微細化している、○・・・はぼ
全体の結晶粒が微細化しているが、部分的に粗粒が存在
、Δ・・・はぼ全体が粗大結晶粒であるが、部分的に微
細結晶粒が存在、×・・・全体の結晶粒が粗大。
第 ３ 表
第２表から明らかなように、この発明の方法でＡ７ＮＯ
１ｆｆｌ材上にビードオンプレート溶接を行なった場合
には、アーク状態およびビード形状は良好で、しかもビ
ード断面凝固組織において結晶粒が微細化しており、実
用１優れた溶接ビードが形成されている。一方、この発
明と異なる方法でビードオンプレート溶接を行なった場
合に形成される溶接ビードは、実用上好ましくないもの
である。
１ｆｆｌ材上にビードオンプレート溶接を行なった場合
には、アーク状態およびビード形状は良好で、しかもビ
ード断面凝固組織において結晶粒が微細化しており、実
用１優れた溶接ビードが形成されている。一方、この発
明と異なる方法でビードオンプレート溶接を行なった場
合に形成される溶接ビードは、実用上好ましくないもの
である。
次に溶接割れ試験を行なった。すなわち、第１表に示す
Ａ７ＮＯ１合金から改良型１／ｏｕｌｄＣｒｏｆｔ試験
片（全長２５０ＩＩ１／厚さ６ＩＩＩＩＩｌ）をつくっ
た。
Ａ７ＮＯ１合金から改良型１／ｏｕｌｄＣｒｏｆｔ試験
片（全長２５０ＩＩ１／厚さ６ＩＩＩＩＩｌ）をつくっ
た。
そして第４表に示す５種の溶加０（Ａ５３５６、Ａ３３
５６＋Ｚｒ）からなる直径１ 、６ｍｍの電極ワイヤを
使用し、下記の溶接条件で１ｌｏｕｌｄＣｒｏｆｔ試験
片のスリットの深い側から浅い側に向って直流ＭＩＧ溶
接法またはパルスアークＭＩＧ溶接法により溶接を行な
い、総割れ長さを測定した。
５６＋Ｚｒ）からなる直径１ 、６ｍｍの電極ワイヤを
使用し、下記の溶接条件で１ｌｏｕｌｄＣｒｏｆｔ試験
片のスリットの深い側から浅い側に向って直流ＭＩＧ溶
接法またはパルスアークＭＩＧ溶接法により溶接を行な
い、総割れ長さを測定した。
以下余白
溶接条件
溶接機：トランジスタ式直流溶接電源
流 形：直流（２１０Ａ、 ２９Ｖ ）：パルス（矩形
）（平均電流２１〇八、平均電圧２９Ｖ） （第１図参
照） パルスベース振幅／パルストップ振幅 （ＩＢ／ＩＰ）・・・１７２６ パルス幅／パルス間隔（ＴＰ／ＴＢ）・・・１／３周波
数１５〜７０１／ｚ 溶接速度＋ ４０ｃｍ＃＋ｉｎ 電極ワイヤ供給速度： ６．５ｍ／ｍｉｎシールドガ
ス（、Ａｒ）流量： ２５１ ／ｍｉｎその後、（割れ
長さ ／ 試験片の全長（２５０１／１／１／））Ｘ１
００の式で表わされる割れ率（％）を求めた。その結果
を図面に示す。
）（平均電流２１〇八、平均電圧２９Ｖ） （第１図参
照） パルスベース振幅／パルストップ振幅 （ＩＢ／ＩＰ）・・・１７２６ パルス幅／パルス間隔（ＴＰ／ＴＢ）・・・１／３周波
数１５〜７０１／ｚ 溶接速度＋ ４０ｃｍ＃＋ｉｎ 電極ワイヤ供給速度： ６．５ｍ／ｍｉｎシールドガ
ス（、Ａｒ）流量： ２５１ ／ｍｉｎその後、（割れ
長さ ／ 試験片の全長（２５０１／１／１／））Ｘ１
００の式で表わされる割れ率（％）を求めた。その結果
を図面に示す。
図面から明らかなように、Ｚｒの含有間０．１〜０．３
ｗｔ％の電極ワイ１７を使用し、周波数２０〜６０１／
ｚの条件で溶接を行なった場合には、そうでない場合に
比べて割れ率が小さくなる。
ｗｔ％の電極ワイ１７を使用し、周波数２０〜６０１／
ｚの条件で溶接を行なった場合には、そうでない場合に
比べて割れ率が小さくなる。
発明の効果
この発明の方法によれば、上述のようにアーク状態、溶
接ビード形状およびビードの凝固組織が良好になるとと
もに、割れ率が小さくなる。
接ビード形状およびビードの凝固組織が良好になるとと
もに、割れ率が小さくなる。
したがって、実際上困難である溶加材中にＺｒを０．３
６ｗｔ％以上含有せしめる必要がなくなる。
６ｗｔ％以上含有せしめる必要がなくなる。
しかも従来の磁気撹拌法やサイクロマチイック法により
溶融池を振動、撹拌する場合のように、振動、撹拌用の
特殊設備を必要とせず、はるかに実用化に適している。
溶融池を振動、撹拌する場合のように、振動、撹拌用の
特殊設備を必要とせず、はるかに実用化に適している。
第１図は実施例に使用したパルス状電流の波形を示す図
、第２図は、第４表に示す溶加材を用いて溶接割れ試験
をおこなったさいの周波数と割れ率の関係を示すグラフ
である。 以 上 −１８＝
、第２図は、第４表に示す溶加材を用いて溶接割れ試験
をおこなったさいの周波数と割れ率の関係を示すグラフ
である。 以 上 −１８＝
Claims (1)
- 溶加材としてＺｒ０．１〜０．３ｗｔ％を含む７０００
系アルミニウム合金用溶加材を使用し、溶接電流として
周波数２０〜６０Ｈｚ、パルス幅とパルス間隔との比１
／１〜１／５およびパルスベース振幅とパルストップ振
幅との比１／２〜１／５のパルス状電流を使用してパル
スアークＭＩＧ溶接法により溶接することを特徴とする
７０００系アルミニウム合金の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5974385A JPS61219486A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | アルミニウム合金の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5974385A JPS61219486A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | アルミニウム合金の溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219486A true JPS61219486A (ja) | 1986-09-29 |
| JPH057116B2 JPH057116B2 (ja) | 1993-01-28 |
Family
ID=13122012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5974385A Granted JPS61219486A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | アルミニウム合金の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61219486A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014534071A (ja) * | 2011-09-27 | 2014-12-18 | スネクマ | パルス電流およびフィラーワイヤを使ったｍｉｇ方法によるアルミニウムで作られた金属部品の溶接ならびに硬質表面付着方法 |
-
1985
- 1985-03-25 JP JP5974385A patent/JPS61219486A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014534071A (ja) * | 2011-09-27 | 2014-12-18 | スネクマ | パルス電流およびフィラーワイヤを使ったｍｉｇ方法によるアルミニウムで作られた金属部品の溶接ならびに硬質表面付着方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH057116B2 (ja) | 1993-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |