JP2000263295A - チタン材の溶接接合方法 - Google Patents
チタン材の溶接接合方法Info
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- JP2000263295A JP2000263295A JP11067978A JP6797899A JP2000263295A JP 2000263295 A JP2000263295 A JP 2000263295A JP 11067978 A JP11067978 A JP 11067978A JP 6797899 A JP6797899 A JP 6797899A JP 2000263295 A JP2000263295 A JP 2000263295A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 作業の煩雑化やコスト増につながる手立てを
要することなく、曲げ性を始めとする必要溶接部性能が
確保されるチタン材の溶接接合方法を提供する。 【解決手段】 溶接によって純チタン材乃至はチタン合
金材同士を接合するに当り、 溶接部分を不活性ガスでシ
−ルドすることなく溶接を行った後、 溶接部の表皮を適
宜厚さだけ取り除いて溶接部表層に形成されていた酸素
リッチなα層の厚さ減少乃至は除去を行う。溶接に供す
る純チタン材乃至はチタン合金材は、“熱延材等のよう
な熱間加工のままでスケ−ル除去がなされていないも
の”であっても、“酸洗等を施してスケ−ル除去がなさ
れたもの”であっても良い。
要することなく、曲げ性を始めとする必要溶接部性能が
確保されるチタン材の溶接接合方法を提供する。 【解決手段】 溶接によって純チタン材乃至はチタン合
金材同士を接合するに当り、 溶接部分を不活性ガスでシ
−ルドすることなく溶接を行った後、 溶接部の表皮を適
宜厚さだけ取り除いて溶接部表層に形成されていた酸素
リッチなα層の厚さ減少乃至は除去を行う。溶接に供す
る純チタン材乃至はチタン合金材は、“熱延材等のよう
な熱間加工のままでスケ−ル除去がなされていないも
の”であっても、“酸洗等を施してスケ−ル除去がなさ
れたもの”であっても良い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、曲げ性の良好なチタ
ン溶接継手を作業性良く低コストで実現するための“チ
タン材の溶接接合方法”に関するものである。
ン溶接継手を作業性良く低コストで実現するための“チ
タン材の溶接接合方法”に関するものである。
【０００２】例えば純チタンあるいはチタン合金（本発
明では“チタン”と総称する）の帯材を製造する圧延ラ
インや熱処理ライン等では、製品不良が生じやすい被処
理材の先端部や後端部にダミ−材を溶接接合して処理を
行い、これによってチタン材の製造歩留低下を防止する
方策等が採られている。なお、この場合のダミ−材とし
てはやはりチタン（工業用純チタンあるいは各種チタン
合金）を適用するのが一般的である。
明では“チタン”と総称する）の帯材を製造する圧延ラ
インや熱処理ライン等では、製品不良が生じやすい被処
理材の先端部や後端部にダミ−材を溶接接合して処理を
行い、これによってチタン材の製造歩留低下を防止する
方策等が採られている。なお、この場合のダミ−材とし
てはやはりチタン（工業用純チタンあるいは各種チタン
合金）を適用するのが一般的である。
【０００３】
【従来技術とその課題】ところが、チタンは非常に活性
な金属であり、そのため溶接等に供されるチタン材は表
面が酸化スケ−ル等で覆われているのが普通である（例
えば工業用純チタンの熱延板は数μｍ〜数十μｍ厚の酸
化スケ−ルで覆われている）。そこで、チタン材の溶接
では、溶接に先立ってチタン表面に存在する酸化スケ−
ル等の“チタンと反応して溶接後の品質を阻害する可能
性のある物質”を酸洗や研削等の手段によって除去して
おき、更に溶接時には、大気による汚染を防止するため
溶接部の表裏面を不活性ガス（ArやHe等）にてシ−ルド
しつつ溶接するという方法が一般的に採用されている。
そして、この方法によると比較的安定した溶接部特性が
確保されることから、例えばチタン帯材の生産ライン等
に適用することで生産設備通板時の曲げ等による溶接部
割れといったようなトラブルが極力抑えられている。
な金属であり、そのため溶接等に供されるチタン材は表
面が酸化スケ−ル等で覆われているのが普通である（例
えば工業用純チタンの熱延板は数μｍ〜数十μｍ厚の酸
化スケ−ルで覆われている）。そこで、チタン材の溶接
では、溶接に先立ってチタン表面に存在する酸化スケ−
ル等の“チタンと反応して溶接後の品質を阻害する可能
性のある物質”を酸洗や研削等の手段によって除去して
おき、更に溶接時には、大気による汚染を防止するため
溶接部の表裏面を不活性ガス（ArやHe等）にてシ−ルド
しつつ溶接するという方法が一般的に採用されている。
そして、この方法によると比較的安定した溶接部特性が
確保されることから、例えばチタン帯材の生産ライン等
に適用することで生産設備通板時の曲げ等による溶接部
割れといったようなトラブルが極力抑えられている。
【０００４】しかしながら、チタン材の溶接では、ステ
ンレス鋼等といった他材料の溶接に比べて前述したよう
な“溶接前作業の負荷が大きいこと”や“不活性ガス使
用によるコストアップ”等の問題が常に存在し、各種チ
タン製品の製造コスト低減を阻害する要因の１つとなっ
ている。そのため、例えば中間製品を多量供給する立場
であるが故に処理コスト低減要求が特に厳しい前記チタ
ン帯材（チタンコイル）の製造・処理ライン等では、高
い作業性と低コストの下で十分な溶接部の強度，延性並
びに曲げ性が確保される“ダミ−材とチタンコイルとの
溶接接合方法”が特に切望されているのが現状である。
ンレス鋼等といった他材料の溶接に比べて前述したよう
な“溶接前作業の負荷が大きいこと”や“不活性ガス使
用によるコストアップ”等の問題が常に存在し、各種チ
タン製品の製造コスト低減を阻害する要因の１つとなっ
ている。そのため、例えば中間製品を多量供給する立場
であるが故に処理コスト低減要求が特に厳しい前記チタ
ン帯材（チタンコイル）の製造・処理ライン等では、高
い作業性と低コストの下で十分な溶接部の強度，延性並
びに曲げ性が確保される“ダミ−材とチタンコイルとの
溶接接合方法”が特に切望されているのが現状である。
【０００５】このようなことから、本発明が目的とした
のは、作業の煩雑化やコスト増につながる手立てを要す
ることなく、必要な溶接部強度，延性は勿論のこと、そ
の後の処理や加工にも支障を生じることのない“溶接部
の良好な曲げ性”をも確保できるチタン材の溶接接合方
法を提供することであった。
のは、作業の煩雑化やコスト増につながる手立てを要す
ることなく、必要な溶接部強度，延性は勿論のこと、そ
の後の処理や加工にも支障を生じることのない“溶接部
の良好な曲げ性”をも確保できるチタン材の溶接接合方
法を提供することであった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく鋭意研究を行った結果、次に示す一連の知
見を得ることができた。 a) 純チタン及び各種チタン合金相互間における同種あ
るいは異種の種々組み合わせの溶接において、母材が酸
化スケ−ルで覆われた状況のままで既知の各種溶接法を
適用して溶接を行った場合でも、得られる溶接部の常温
及び高温での機械的性質（引張り特性）は、伸びがやや
低下する程度で強度は殆ど変わらない。また、溶接時の
不活性ガスによる表裏面のシ−ルド（アフタ−シ−ルド
及びバックシ−ルド）を実施しても、それによる機械的
性質（引張り特性）の変化は殆ど認められない。 b) これに対して、溶接部の常温での曲げ性に関して
は、溶接に供される母材表面の酸化スケ−ル有無で大き
な違いが認められ、従来知見の通り酸化スケ−ルを除去
しなければ十分な曲げ性が得られない。 c) ところが、母材表面が酸化スケ−ルで覆われたまま
の状態で、また不活性ガスによるシ−ルド無しの所謂
“無条件”で溶接を行った場合でも、溶接後に溶接部の
表皮部分を取り除いてやると、溶接部の曲げ性が回復し
て満足できる曲げ性を示すチタン溶接継手が得られる。
を達成すべく鋭意研究を行った結果、次に示す一連の知
見を得ることができた。 a) 純チタン及び各種チタン合金相互間における同種あ
るいは異種の種々組み合わせの溶接において、母材が酸
化スケ−ルで覆われた状況のままで既知の各種溶接法を
適用して溶接を行った場合でも、得られる溶接部の常温
及び高温での機械的性質（引張り特性）は、伸びがやや
低下する程度で強度は殆ど変わらない。また、溶接時の
不活性ガスによる表裏面のシ−ルド（アフタ−シ−ルド
及びバックシ−ルド）を実施しても、それによる機械的
性質（引張り特性）の変化は殆ど認められない。 b) これに対して、溶接部の常温での曲げ性に関して
は、溶接に供される母材表面の酸化スケ−ル有無で大き
な違いが認められ、従来知見の通り酸化スケ−ルを除去
しなければ十分な曲げ性が得られない。 c) ところが、母材表面が酸化スケ−ルで覆われたまま
の状態で、また不活性ガスによるシ−ルド無しの所謂
“無条件”で溶接を行った場合でも、溶接後に溶接部の
表皮部分を取り除いてやると、溶接部の曲げ性が回復し
て満足できる曲げ性を示すチタン溶接継手が得られる。
【０００７】本発明は、上記知見事項等に基づいてなさ
れたものであり、「溶接によってチタン材同士を接合す
るに当り、 溶接部分を不活性ガスでシ−ルドすることな
く溶接を行った後、 溶接部の表皮を取り除いて溶接部表
層に形成されていた酸素リッチなα層の厚さ減少乃至は
除去を行うことによって、 曲げ性の良好なチタン溶接継
手を作業性良く低コストで得られるようにした点」に特
徴を有している。
れたものであり、「溶接によってチタン材同士を接合す
るに当り、 溶接部分を不活性ガスでシ−ルドすることな
く溶接を行った後、 溶接部の表皮を取り除いて溶接部表
層に形成されていた酸素リッチなα層の厚さ減少乃至は
除去を行うことによって、 曲げ性の良好なチタン溶接継
手を作業性良く低コストで得られるようにした点」に特
徴を有している。
【０００８】ここで、溶接に供されるチタン材の材質と
しては、工業用純チタンや、Ti−６Al−４Ｖ合金，Ti−
５Al− 2.5Sn合金，Ti−15Ｖ−３Al−３Cr−３Sn合金，
Ti−0.15Pd合金等といった既知の各種チタン合金の何れ
であっても良く、その組み合わせにも格別な制限はな
い。また、溶接に供されるチタン材として“熱延材等の
ような熱間加工のままでスケ−ル除去がなされていない
もの”を適用できることは、本発明の大きな特徴点の１
つである。しかし、本発明においては、酸洗等を施して
スケ−ル除去がなされたチタン材も対象となることは言
うまでもない。そして、本発明で適用される溶接方法と
しては、ＴＩＧ溶接，プラズマ溶接，ＭＩＧ溶接，電子
ビ−ム溶接等、溶融溶接法であれば何れの溶接方法であ
っても構わない。なお、本発明で言う「溶接部の表皮」
とは溶接部の最外面（表裏面とも）に隣接した表層部を
指すものであって、定まった特定の厚さ部分を意味する
ものではない。
しては、工業用純チタンや、Ti−６Al−４Ｖ合金，Ti−
５Al− 2.5Sn合金，Ti−15Ｖ−３Al−３Cr−３Sn合金，
Ti−0.15Pd合金等といった既知の各種チタン合金の何れ
であっても良く、その組み合わせにも格別な制限はな
い。また、溶接に供されるチタン材として“熱延材等の
ような熱間加工のままでスケ−ル除去がなされていない
もの”を適用できることは、本発明の大きな特徴点の１
つである。しかし、本発明においては、酸洗等を施して
スケ−ル除去がなされたチタン材も対象となることは言
うまでもない。そして、本発明で適用される溶接方法と
しては、ＴＩＧ溶接，プラズマ溶接，ＭＩＧ溶接，電子
ビ−ム溶接等、溶融溶接法であれば何れの溶接方法であ
っても構わない。なお、本発明で言う「溶接部の表皮」
とは溶接部の最外面（表裏面とも）に隣接した表層部を
指すものであって、定まった特定の厚さ部分を意味する
ものではない。
【０００９】
【作用】以下、本発明をその作用，効果と共に詳述す
る。チタン材同士を溶接する場合、酸化スケ−ルが付着
した状態のチタン材（例えば熱間圧延のままのチタン
材）をそのまま溶接したり、あるいは溶接部位の不活性
ガスシ−ルドを行わない所謂“無条件”で溶接したりす
ると、溶接部は酸化スケ−ルや大気中の酸素の影響を受
けて汚染され母材部分よりも硬化するが、強度的には格
別に不都合なほどの変化は生じない。また、この場合、
溶接部の常温及び高温における伸びも、母材に比べてや
や低下する程度であるものの製品品質に悪影響を及ぼす
ほどの変化は見られない。
る。チタン材同士を溶接する場合、酸化スケ−ルが付着
した状態のチタン材（例えば熱間圧延のままのチタン
材）をそのまま溶接したり、あるいは溶接部位の不活性
ガスシ−ルドを行わない所謂“無条件”で溶接したりす
ると、溶接部は酸化スケ−ルや大気中の酸素の影響を受
けて汚染され母材部分よりも硬化するが、強度的には格
別に不都合なほどの変化は生じない。また、この場合、
溶接部の常温及び高温における伸びも、母材に比べてや
や低下する程度であるものの製品品質に悪影響を及ぼす
ほどの変化は見られない。
【００１０】ところが、溶接部の常温での曲げ性は、酸
洗等で酸化スケ−ルを除去したチタン材を不活性ガスシ
−ルド下で溶接した場合に比べて大きく劣化し、曲げ応
力が加わると曲げ部に決定的な欠陥が発生する懸念を抱
えたものとなる。
洗等で酸化スケ−ルを除去したチタン材を不活性ガスシ
−ルド下で溶接した場合に比べて大きく劣化し、曲げ応
力が加わると曲げ部に決定的な欠陥が発生する懸念を抱
えたものとなる。
【００１１】ところで、溶接されたチタン材ではそのＨ
ＡＺ部（熱影響部）はビ−ド部の熱影響によって焼鈍さ
れ軟化しているので、溶接部の曲げ性はＨＡＺ部の曲げ
性によって決定されることになる。そこで、本発明者等
は、チタン材の溶接においてＨＡＺ部の曲げ性を劣化さ
せる原因を究明すべく研究を行い、次のことを明らかに
した。
ＡＺ部（熱影響部）はビ−ド部の熱影響によって焼鈍さ
れ軟化しているので、溶接部の曲げ性はＨＡＺ部の曲げ
性によって決定されることになる。そこで、本発明者等
は、チタン材の溶接においてＨＡＺ部の曲げ性を劣化さ
せる原因を究明すべく研究を行い、次のことを明らかに
した。
【００１２】即ち、熱間圧延され酸化スケ−ルが付着し
たままのチタン母材について、大気とのシ−ルドを十分
に実施した状態で溶接すると、ビ−ド部近傍のＨＡＺ部
表面は酸化スケ−ルが消失して銀白色の光沢を有した面
に変わる。これは、酸化スケ−ルが溶接の熱影響によっ
て分解し、解離した酸素がＨＡＺ部表面近傍に拡散した
ために生じた現象である。この酸素の拡散層は高硬度を
呈するものであり、形態的には表面から母材内部に向か
って細長い針状のα相が形成されている領域であって
（以降“α層”と呼ぶ）、明らかに他の地部分（マトリ
ックス部分）と区別される。なお、ＨＡＺ部付近の表層
に認められるこのα層は、酸洗等で酸化スケ−ルを除去
したチタン材を大気中で溶接した場合にも形成される。
たままのチタン母材について、大気とのシ−ルドを十分
に実施した状態で溶接すると、ビ−ド部近傍のＨＡＺ部
表面は酸化スケ−ルが消失して銀白色の光沢を有した面
に変わる。これは、酸化スケ−ルが溶接の熱影響によっ
て分解し、解離した酸素がＨＡＺ部表面近傍に拡散した
ために生じた現象である。この酸素の拡散層は高硬度を
呈するものであり、形態的には表面から母材内部に向か
って細長い針状のα相が形成されている領域であって
（以降“α層”と呼ぶ）、明らかに他の地部分（マトリ
ックス部分）と区別される。なお、ＨＡＺ部付近の表層
に認められるこのα層は、酸洗等で酸化スケ−ルを除去
したチタン材を大気中で溶接した場合にも形成される。
【００１３】本発明者等の研究によると、このα層部分
の厚さは、チタン母材や溶接方法の種類に特に影響され
ずに概ね次の通りとなる。 A) 酸化スケ−ル無しの母材を不活性ガスシ−ルド下で
溶接した場合：α層の厚さは０μｍ（α層が生成せ
ず）， B) 酸化スケ−ル無しの母材を不活性ガスシ−ルド無し
で溶接した場合：α層の厚さは約５０μｍ， C) 酸化スケ−ル有りの母材を不活性ガスシ−ルド下で
溶接した場合：α層の厚さは５０〜１００μｍ， D) 酸化スケ−ル有りの母材を不活性ガスシ−ルド無し
で溶接した場合：α層の厚さは８０〜１２０μｍ。
の厚さは、チタン母材や溶接方法の種類に特に影響され
ずに概ね次の通りとなる。 A) 酸化スケ−ル無しの母材を不活性ガスシ−ルド下で
溶接した場合：α層の厚さは０μｍ（α層が生成せ
ず）， B) 酸化スケ−ル無しの母材を不活性ガスシ−ルド無し
で溶接した場合：α層の厚さは約５０μｍ， C) 酸化スケ−ル有りの母材を不活性ガスシ−ルド下で
溶接した場合：α層の厚さは５０〜１００μｍ， D) 酸化スケ−ル有りの母材を不活性ガスシ−ルド無し
で溶接した場合：α層の厚さは８０〜１２０μｍ。
【００１４】そして、チタン材の溶接においてＨＡＺ部
の曲げ性を劣化させる主要な原因はこの酸素リッチなα
層（例えば酸素濃度が0.04wt％の母材部に対してα層で
は酸素濃度が0.08〜 0.1wt％にもなる）にあり、溶接部
の曲げ性は溶接部（特にＨＡＺ部）の表皮に存在するこ
の酸素リッチなα層を完全に除去するか少なくともその
厚さを減じることによって回復できることが、本発明者
等の試験によって確認された。
の曲げ性を劣化させる主要な原因はこの酸素リッチなα
層（例えば酸素濃度が0.04wt％の母材部に対してα層で
は酸素濃度が0.08〜 0.1wt％にもなる）にあり、溶接部
の曲げ性は溶接部（特にＨＡＺ部）の表皮に存在するこ
の酸素リッチなα層を完全に除去するか少なくともその
厚さを減じることによって回復できることが、本発明者
等の試験によって確認された。
【００１５】なお、曲げ性を回復するために必要な溶接
部表皮の除去厚さについては、溶接施工条件や使用用途
により異なるが、工業用チタン部材を製造する場合には
溶接部（ＨＡＺ部のみではなく溶接金属部や母材の一部
を含んでいても良い）をその外面から５０μｍ以上の深
さで層状に除去することによって実際上α層の全部乃至
は大半を取り除くことができ、実用上十分な曲げ性を確
保することが可能である。また、溶接部表皮の除去手段
については、機械切削，機械研磨，酸性等の何れを採用
しても構わない。
部表皮の除去厚さについては、溶接施工条件や使用用途
により異なるが、工業用チタン部材を製造する場合には
溶接部（ＨＡＺ部のみではなく溶接金属部や母材の一部
を含んでいても良い）をその外面から５０μｍ以上の深
さで層状に除去することによって実際上α層の全部乃至
は大半を取り除くことができ、実用上十分な曲げ性を確
保することが可能である。また、溶接部表皮の除去手段
については、機械切削，機械研磨，酸性等の何れを採用
しても構わない。
【００１６】上述のように、本発明法を適用すると、例
えばチタンの圧延ラインや熱処理ライン等のようにチタ
ン熱延材とチタンダミ−材との迅速を溶接が必要とされ
る場合に、チタン熱延材の被溶接部分を酸洗してスケ−
ル除去することなく、シャ−切断後のスケ−ル付着のま
までグラインダ−加工又は機械切削による開先付けを行
い、しかもそのまま溶接部表裏面の不活性ガスによるシ
−ルド無しで溶接してから溶接部の表皮部を機械切削等
で僅かに除去するだけで強度，延性，曲げ性の良好な溶
接継手を得ることができるので、作業性や製品コスト面
で極めて有利となる。勿論、上記ダミ−材としてチタン
熱延材を用いることも可能になるので、製品コスト面で
更なる優位性を確保することもできる。
えばチタンの圧延ラインや熱処理ライン等のようにチタ
ン熱延材とチタンダミ−材との迅速を溶接が必要とされ
る場合に、チタン熱延材の被溶接部分を酸洗してスケ−
ル除去することなく、シャ−切断後のスケ−ル付着のま
までグラインダ−加工又は機械切削による開先付けを行
い、しかもそのまま溶接部表裏面の不活性ガスによるシ
−ルド無しで溶接してから溶接部の表皮部を機械切削等
で僅かに除去するだけで強度，延性，曲げ性の良好な溶
接継手を得ることができるので、作業性や製品コスト面
で極めて有利となる。勿論、上記ダミ−材としてチタン
熱延材を用いることも可能になるので、製品コスト面で
更なる優位性を確保することもできる。
【００１７】次に、本発明を実施例によって説明する。
【実施例】まず、溶接継手を作製するための試験材とし
てＪＩＳで規定するＴＰ２７０Ｃ相当の純チタン熱延板
（厚さが 6.0mmで黒皮のままのもの）を複数準備し、そ
の一部については酸洗液（ＨＦ：１〜３wt％，ＨＮ
Ｏ3 ：10〜14wt％）で処理することにより黒皮（酸化ス
ケ−ル）を除去した。
てＪＩＳで規定するＴＰ２７０Ｃ相当の純チタン熱延板
（厚さが 6.0mmで黒皮のままのもの）を複数準備し、そ
の一部については酸洗液（ＨＦ：１〜３wt％，ＨＮ
Ｏ3 ：10〜14wt％）で処理することにより黒皮（酸化ス
ケ−ル）を除去した。
【００１８】次いで、これら各試験材に機械加工によっ
てＩ開先を付与してから、表１に示す溶接条件でブラズ
マ溶接（溶加棒なし）を実施した。なお、溶接時の表面
シ−ルドガス（アフタ−シ−ルドガス），裏面シ−ルド
ガス（バックシ−ルドガス）及びプラズマのシ−ルドガ
スとしては何れもArを使用した。また、プラズマ発生用
ガスとしては純Arガスを使用した。
てＩ開先を付与してから、表１に示す溶接条件でブラズ
マ溶接（溶加棒なし）を実施した。なお、溶接時の表面
シ−ルドガス（アフタ−シ−ルドガス），裏面シ−ルド
ガス（バックシ−ルドガス）及びプラズマのシ−ルドガ
スとしては何れもArを使用した。また、プラズマ発生用
ガスとしては純Arガスを使用した。
【００１９】
【表１】
【００２０】そして、このようにして得られた溶接継手
の常温での溶接部の機械的性質を表２に、また高温（８
００℃）での溶接部の機械的性質を表３に示す。なお、
溶接部の機械的性質は、各溶接継手から切り出したＪＩ
Ｓ１３Ｂ号試験片を引張り試験片に供して測定した。
の常温での溶接部の機械的性質を表２に、また高温（８
００℃）での溶接部の機械的性質を表３に示す。なお、
溶接部の機械的性質は、各溶接継手から切り出したＪＩ
Ｓ１３Ｂ号試験片を引張り試験片に供して測定した。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】さて、表２に示される結果からも確認でき
るように、チタン材を酸化スケ−ル付着状況のままで溶
接しても、常温での溶接部の機械的性質は酸化スケ−ル
除去材を溶接した場合に比べて伸びがやや低下する程度
で、 0.2％耐力，引張強さは殆ど変わらない。また、ア
フタ−シ−ルド，バックシ−ルドを実施しても溶接部の
機械的性質は殆ど変化せず、溶接部の機械的性質は、
“酸化スケ−ル除去材を不活性ガスシ−ルド下で溶接し
た場合”も“酸化スケ−ル除去処理を行わない黒皮のま
まの材料を不活性ガスシ−ルドすることなく溶接した場
合”もそれほど変わらないことが分かる。なお、高温で
の溶接部の機械的性質にも同様のことを指摘できること
が、表３に示される結果から明らかである。
るように、チタン材を酸化スケ−ル付着状況のままで溶
接しても、常温での溶接部の機械的性質は酸化スケ−ル
除去材を溶接した場合に比べて伸びがやや低下する程度
で、 0.2％耐力，引張強さは殆ど変わらない。また、ア
フタ−シ−ルド，バックシ−ルドを実施しても溶接部の
機械的性質は殆ど変化せず、溶接部の機械的性質は、
“酸化スケ−ル除去材を不活性ガスシ−ルド下で溶接し
た場合”も“酸化スケ−ル除去処理を行わない黒皮のま
まの材料を不活性ガスシ−ルドすることなく溶接した場
合”もそれほど変わらないことが分かる。なお、高温で
の溶接部の機械的性質にも同様のことを指摘できること
が、表３に示される結果から明らかである。
【００２４】一方、表４は、前記表１に示した条件で溶
接して得た各チタン溶接継手Ａ〜Ｅをそのまま種々の曲
げ半径条件で常温曲げ試験した結果と、表１における試
験番号５の条件で溶接して得たチタン溶接継手（Ｅ）に
対して更にその溶接部の表皮（両面）を表面から各５０
μｍの深さで切削除去したもの（Ｆ）の常温曲げ試験結
果と、表１における試験番号５の条件で溶接して得たチ
タン溶接継手（Ｅ）に対して更にその溶接部の表皮（両
面）を表面から各１００μｍの深さで切削除去したもの
（Ｇ）の常温曲げ試験結果とを、それぞれ対比して示し
たものである。
接して得た各チタン溶接継手Ａ〜Ｅをそのまま種々の曲
げ半径条件で常温曲げ試験した結果と、表１における試
験番号５の条件で溶接して得たチタン溶接継手（Ｅ）に
対して更にその溶接部の表皮（両面）を表面から各５０
μｍの深さで切削除去したもの（Ｆ）の常温曲げ試験結
果と、表１における試験番号５の条件で溶接して得たチ
タン溶接継手（Ｅ）に対して更にその溶接部の表皮（両
面）を表面から各１００μｍの深さで切削除去したもの
（Ｇ）の常温曲げ試験結果とを、それぞれ対比して示し
たものである。
【００２５】
【表４】
【００２６】表４に示される結果からも明らかなよう
に、チタン溶接継手の常温での曲げ性に関しては溶接に
供するチタン材の酸化スケ−ルの有無で大きな違いが見
られ、従来の知見通り、酸化スケ−ルを除去しなければ
十分な曲げ性が得られないことが分かる。
に、チタン溶接継手の常温での曲げ性に関しては溶接に
供するチタン材の酸化スケ−ルの有無で大きな違いが見
られ、従来の知見通り、酸化スケ−ルを除去しなければ
十分な曲げ性が得られないことが分かる。
【００２７】しかしながら、表４に示される結果は、酸
化スケ−ル付着のままで、かつ溶接部の不活性ガスシ−
ルド無しの条件にて溶接された溶接部においても、溶接
後に溶接部の表皮を表面から５０μｍ程度切削除去して
酸素リッチなα層の厚さを減じると、溶接部の曲げ性が
大きく改善されることも示している。また、溶接後に溶
接部の表皮を表面から１００μｍ切削除去すると溶接部
に生成したα層は殆ど取り除かれてしまうが、このよう
な処理を施すことによって、溶接部の曲げ性は“酸化ス
ケ−ル除去材を不活性ガスシ−ルド下で溶接したチタン
溶接継手”と特に変わらない程度にまで改善されること
も確認できる。
化スケ−ル付着のままで、かつ溶接部の不活性ガスシ−
ルド無しの条件にて溶接された溶接部においても、溶接
後に溶接部の表皮を表面から５０μｍ程度切削除去して
酸素リッチなα層の厚さを減じると、溶接部の曲げ性が
大きく改善されることも示している。また、溶接後に溶
接部の表皮を表面から１００μｍ切削除去すると溶接部
に生成したα層は殆ど取り除かれてしまうが、このよう
な処理を施すことによって、溶接部の曲げ性は“酸化ス
ケ−ル除去材を不活性ガスシ−ルド下で溶接したチタン
溶接継手”と特に変わらない程度にまで改善されること
も確認できる。
【００２８】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、チタン材のスケ−ル除去処理や溶接部の不活性ガス
シ−ルド処理といった手間やコストのかかる作業を要す
ることなく、曲げ性を始めとした溶接部性能の良好なチ
タン溶接継手を実現することが可能となり、チタン材の
溶接接合作業の著しい高能率化，低コスト化が達成でき
るなど、産業上有用な効果がもたらされる。
ば、チタン材のスケ−ル除去処理や溶接部の不活性ガス
シ−ルド処理といった手間やコストのかかる作業を要す
ることなく、曲げ性を始めとした溶接部性能の良好なチ
タン溶接継手を実現することが可能となり、チタン材の
溶接接合作業の著しい高能率化，低コスト化が達成でき
るなど、産業上有用な効果がもたらされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 正憲 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB07 BB08 BB09 BB11 CB04 DG04 4E066 AB04 CB12 4E068 AJ04 BA00 CG00 DB02
Claims (1)
- 【請求項１】 溶接によってチタン材同士を接合するに
当り、溶接部分を不活性ガスでシ−ルドすることなく溶
接を行った後、溶接部の表皮を取り除いて溶接部表層に
形成されていた酸素リッチなα層の厚さ減少乃至は除去
を行うことを特徴とする、チタン材の溶接接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06797899A JP3551069B2 (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | チタン材の溶接接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06797899A JP3551069B2 (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | チタン材の溶接接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000263295A true JP2000263295A (ja) | 2000-09-26 |
| JP3551069B2 JP3551069B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=13360597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06797899A Expired - Fee Related JP3551069B2 (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | チタン材の溶接接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3551069B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1512673A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-09 | Sony Corporation | Method for manufacturing ceramic structure |
| CN112872573A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-01 | 西部金属材料股份有限公司 | 一种含易偏析元素的大规格金属坯料、超大规格金属坯料及其制备方法和应用 |
| CN113618221A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-09 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 100mm厚TA17钛合金板的真空电子束焊接方法及钛合金板 |
-
1999
- 1999-03-15 JP JP06797899A patent/JP3551069B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| EP1512673A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-09 | Sony Corporation | Method for manufacturing ceramic structure |
| CN112872573A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-01 | 西部金属材料股份有限公司 | 一种含易偏析元素的大规格金属坯料、超大规格金属坯料及其制备方法和应用 |
| CN113618221A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-09 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 100mm厚TA17钛合金板的真空电子束焊接方法及钛合金板 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3551069B2 (ja) | 2004-08-04 |
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