JP2001353591A - アルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤ、アルミニウム合金の溶接方法およびアルミニウム合金製溶接部材 - Google Patents

アルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤ、アルミニウム合金の溶接方法およびアルミニウム合金製溶接部材

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康 弘 納
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本 武 典 橋
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元 宏 規 坂
Kenji Suzuki
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム合金部材、とくにアルミニウム
合金のダイカスト鋳物を溶接するに際しても、気孔の発
生を抑制することができるアルミニウム合金のレーザ溶
接給線用フィラーワイヤと、このようなフィラーワイヤ
を用いたアルミニウム合金の溶接方法、さらにはこのよ
うなフィラーワイヤを用いて溶接することによって得ら
れ、継手強度の低下が少ない健全な溶接部を備えたアル
ミニウム合金製溶接部材を提供する。 【解決手段】 例えばＡｌ−Ｓｉ系合金材料からなるべ
ース材中に、弗化物系フラックスを０．０５ｗｔ％以上
１ｗｔ％未満の範囲で含有するアルミニウム合金のレー
ザ溶接給線用フィラーワイヤ１を用いて溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
の溶接技術に係わり、アルミニウム合金部材の溶接を行
うのに際して、高速溶接においてもポロシティの少ない
健全な溶接部を安定して得ることができるアルミニウム
合金溶接用フィラーワイヤと、このようなフィラーワイ
ヤによるアルミニウム合金製溶接部材、さらにはこのよ
うなフィラーワイヤを用いたアルミニウム合金の溶接方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の燃費向上策としては、車両の軽
量化が非常に有効な手段の一つであることから、これら
車体および各種構成部材には、従来から使用されている
鉄系材料に代えてアルミニウム合金を適用する試みが近
年活発に行われるようになってきている。
【０００３】また、アルミニウム合金製車体のコスト低
減や生産性向上を目的に、車体を構成する部品、例えば
スペースフレームの継手やＢピラーなどに真空ダイカス
ト法で鋳造されたアルミニウム合金ダイカスト鋳物が使
用されはじめている。
【０００４】このようなアルミニウム合金製車体の接合
方法としては、例えばＭＩＧ溶接のようなアーク溶接，
レーザ溶接，リベットなどが適用されている。
【０００５】このとき、リベットのような機械的接合を
別にして、ＭＩＧ溶接やレーザ溶接などのように、高密
度エネルギを熱源として用いてアルミニウム合金部材を
溶接する場合、他の鉄系材料などと比較して気孔（ポロ
シティ）が発生しやすく、この気孔の存在によって継手
部の強度や延性が低下することになる。
【０００６】このような気孔の大部分は水素ガスに起因
したものであり、この原因の一つとして、アルミニウム
合金が溶融した状態では大きい水素溶解度を有している
にも拘らず、温度低下に伴ってその溶解度が減少するこ
とが挙げられる。さらに、アルミニウム合金ダイカスト
鋳物を溶接するに際しては、その製造方法の特性から鋳
物内部に多量の空気を巻込んでおり、この空気が溶接時
に放出されるため、押出し材や板材に比較して、より一
層気孔が発生しやすいことになる。
【０００７】このような気孔の発生を抑制するために、
従来では、溶接部の洗浄や、溶接速度やシールドガス流
量などといった溶接条件を最適化することによって対処
していた。また、とくにアルミニウム合金ダイカスト鋳
物の溶接に当っては、このような溶接条件の最適化のみ
では限界があるため、鋳物のガス含有量を厳しく規制す
る方法が採られていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような溶接条件の最適化による方法では、溶接部の品質
を優先する結果として生産性が犠牲になることがあると
いう問題点がある。また、ダイカスト鋳物の溶接に際し
て鋳物のガス含有量を規制するには、鋳物の品質保証の
ために多くの工数とコストがかかるという問題点があ
り、これら問題点の解決がアルミニウム合金の溶接にお
ける課題となっていた。
【０００９】なお、上記のような気孔の発生は、ＭＩＧ
アークや電子ビームなどの高密度エネルギを熱源として
用いたアルミニウム合金の表面改質の場合にも同様に問
題となるものであって、このようなアルミニウム合金の
表面改質時の気孔発生を抑制するために用いる溶接材料
として、特開平６−３０４７８０号公報には、ナトリウ
ム５〜１０％，カリウム４０〜４５％，酸素５％以下，
硫黄５％以下，ふっ素５〜１０％，塩素３５〜４０％の
成分からなるフラックスを０．１〜８ｗｔ％の範囲で配
合した溶接用アルミニウムワイヤが記載されると共に、
特開平７−９６３９６号公報には、Ｃ２Ｃｌ６粉末を
０．０５〜２０ｗｔ％混合した溶接用アルミニウム溶加
材が提案されているが、アルミニウム合金、とりわけア
ルミニウム合金ダイカスト鋳物の溶接用フィラーワイヤ
において、このような気孔の低減効果を有するフィラー
ワイヤについては開示されていない。
【００１０】
【発明の目的】本発明は、従来のアルミニウム合金の溶
接における上記課題に鑑みてなされたものであって、ア
ルミニウム合金部材、とくにアルミニウム合金のダイカ
スト鋳物を溶接するに際しても、気孔の発生を抑制する
ことができるアルミニウム合金溶接給線用フィラーワイ
ヤと、このようなフィラーワイヤを用いたアルミニウム
合金の溶接方法、さらにはこのようなフィラーワイヤを
用いて溶接することによって得られ、継手強度の低下が
少ない健全な溶接部を備えたアルミニウム合金製溶接部
材を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるアルミニ
ウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤは、フィラ
ー中に含有されるＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量
が質量比で０．０５％以上１％未満である構成としたこ
とを特徴とし、本発明に係わるアルミニウム合金のレー
ザ溶接給線用フィラーワイヤ実施の一形態として請求項
２に係わるフィラーワイヤにおいては、ベース材がＡｌ
−Ｓｉ系材料である構成としたことを特徴とし、同じく
実施形態として請求項３に係わるフィラーワイヤにおい
ては、ベース材がＡｌ−１０％Ｓｉ材、ＪＩＳ ４０４
３材およびＪＩＳ ４０４７材のうちのいずれか１種、
あるいは２種以上の混合材料である構成としたことを特
徴とし、請求項４に係わるフィラーワイヤにおいては、
Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材がＫＡｌＦ４、Ｋ２ＡｌＦ
５、Ｋ３ＡｌＦ６、ＫＦとＡｌＦ３との混合物または共
晶組成物、およびフルオロアルミン酸カリウム錯体のう
ちのいずれか１種、あるいは２種以上の混合材料である
構成としたことを特徴としており、アルミニウム合金の
レーザ溶接用フィラーワイヤにおけるこのような構成を
前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【００１２】本発明に係わるアルミニウム合金の溶接方
法は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のアル
ミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤを用い
る構成とし、実施形態として請求項６に係わるアルミニ
ウム合金の溶接方法においては、被溶接材がＡｌ−Ｓｉ
系合金あるいはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金である構成とし
たことを特徴としている。
【００１３】さらに、本発明の請求項７に係わるアルミ
ニウム合金製溶接部材は、請求項１ないし請求項４のい
ずれかに記載のアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フ
ィラーワイヤにより溶接されている構成とし、本発明に
係わるアルミニウム合金製溶接部材の実施形態として請
求項８に係わる溶接部材においては、被溶接材がアルミ
ニウム合金鋳物あるいはアルミニウム合金ダイカスト鋳
物である構成とし、同じく請求項９に係わる溶接部材に
おいては、溶接ビード部におけるポロシティの面積率が
１０％以下である構成とし、アルミニウム合金製溶接部
材におけるこのような構成を前述した従来の課題を解決
するための手段としたことを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明に係わるアルミニウム合金
のレーザ溶接給線用フィラーワイヤは、ベース材中にＡ
ｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材を含有しており、このＡｌ−
Ｋ−Ｆ系フラックスは、脱酸作用と共に、ＫＦの優先蒸
発による水素ガス分圧の低下作用、および溶融金属の粘
性低下によるガス抜けの向上作用を発揮することから、
溶接部の気孔発生が抑制されることになる。
【００１５】このような作用効果を有するＡｌ−Ｋ−Ｆ
系フラックス材の具体的成分としては、その種類におい
て特に限定されるものではないが、請求項４に記載して
いるように、一般式：ＫαＡｌＦα＋３（αは１以上の
整数）で表されるＫＡｌＦ４，Ｋ２ＡｌＦ５およびＫ３
ＡｌＦ６、ＫＦとＡｌＦ３との混合物または共晶組成
物、さらにはフルオロアルミン酸カリウム錯体、などの
弗化物系化合物を用いることが可能である。なお、これ
ら弗化物系化合物は、単独で使用するばかりでなく、複
数種類のものを混合して使用するようにしてもよい。
【００１６】このとき、フィラーワイヤ中のフラックス
成分含有量としては、請求項１に記載しているように、
質量比で０．０５％以上１％未満の範囲とすることが必
要である。すなわち、フラックス成分の含有量が０．０
５％に満たない場合には、溶接部におけるポロシティの
発生抑制効果が期待できず、フラックス成分量が１％以
上の場合には、溶接部にフラックスに起因する介在物が
生成しやすくなり、この介在物の存在によって溶接部の
強度や延性が低下することがある。
【００１７】このようなフラックス含有フィラーワイヤ
におけるベース材としては、Ａｌ合金系材料であればと
くに限定されるものではないが、Ａｌ−Ｍｇ系合金材料
に上記のようなフラックス成分を含有させた場合には、
ワイヤ中に存在するＭｇの蒸気とフラックス成分の蒸気
が反応して、フラックス成分の含有量を多くしないと気
孔の発生を抑制する効果が十分に得られなくなる可能性
があるため、請求項２に記載しているように、Ａｌ−Ｓ
ｉ系合金材料を当該フィラーワイヤのベース材として用
いることが望ましい。このようなＡｌ−Ｓｉ系合金材料
としては、請求項３に記載しているように、Ａｌ−１０
％Ｓｉ材、ＪＩＳ ４０４３材およびＪＩＳ ４０４７
材を単独、あるいはこれらのうちの２種以上の材料を複
合的に使用することができる。
【００１８】本発明の請求項５に係わるアルミニウム合
金の溶接方法においては、本発明に係わる上記フラック
ス材を含有するフィラーワイヤを使用するようにしてい
るので、ポロシティが少なく、強度および延性に優れた
健全な溶接部が得られることになる。
【００１９】このとき用いられる溶接用の熱源として
は、フィラーワイヤと共に溶接部を溶融して被溶接材料
を接合できるものであれば特に限定されず、アーク（Ｍ
ＩＧ溶接），電子ビーム，レーザビームなどを使用する
ことができるが、パワー密度が高く、極めて高速な溶接
が可能であることから、レーザを用いることが望まし
い。
【００２０】また、被溶接材としては、請求項６に記載
しているように、Ａｌ−Ｓｉ系合金や、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系合金であることが望ましい。これは、Ａｌ−Ｍｇ系
合金やＡｌ−Ｚｎ系合金などように、低沸点元素を含む
合金では、溶接中にスパッタが多発する傾向があり、健
全な溶接品質が得られないことがあることによる。
【００２１】本発明の請求項７に係わるアルミニウム合
金製溶接部材は、本発明に係わるフィラーワイヤにより
溶接されているので、ポロシティの少ない健全な溶接部
を備え、強度および延性に優れたものとなる。
【００２２】本発明に係わるアルミニウム合金製溶接部
材における被溶接材（溶接母材）としては、アルミニウ
ム合金製部材であれば、押出し，圧延，プレス，鋳造な
ど、製造方法において特に限定されるものではないが、
その製造法の特徴によって内部に空気を多量に内在して
いるために、ポロシティ対策が困難であった鋳物、とり
わけダイカスト材に本発明に係わるフィラーワイヤを適
用することによって、溶接部のポロシティ低減に対する
作用効果が顕著なものとなる。したがって、請求項８に
記載しているように、被溶接材として、アルミニウム合
金鋳物あるいはアルミニウム合金ダイカスト鋳物を用い
ることが望ましい。もちろん、被溶接材が鋳物以外の場
合にも、ポロシティの少ないより健全な溶接部が得られ
ることは言うまでもない。
【００２３】また、本発明に係わるアルミニウム合金製
溶接部材は、フィラーワイヤに含まれるフラックス材の
作用によって溶接部のポロシティの発生が抑制され、優
れた強度および延性が得られるものであるが、請求項９
に記載しているように、ポロシティ発生量の目安とし
て、溶接ビード部におけるポロシティ面積率を１０％以
下に規制することにより、強度の低下防止効果を確実な
ものとして、溶接部材の強度がより優れたものとなる。
なお、ポロシティ面積率は、溶接ビード部におけるポロ
シティ体積率と等価であると考えることができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明に係わるアルミニウム合金のレー
ザ溶接給線用フィラーワイヤは、質量比で０．０５％以
上１％未満のＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材を含有してい
るので、このようなＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の脱酸
作用，水素ガス分圧低下作用，ガス抜け向上作用によっ
て溶接部の気孔発生を抑制することができ、強度低下の
ない健全な溶接部を得ることができるという極めて優れ
た効果をもたらすものである。
【００２５】本発明に係わるアルミニウム合金ノレーザ
溶接給線用フィラーワイヤ実施の一形態として、請求項
２に係わるフィラーワイヤおいては、例えば請求項３に
記載しているように、Ａｌ−１０％Ｓｉ材、ＪＩＳ ４
０４３材およびＪＩＳ ４０４７材のようななＡｌ−Ｓ
ｉ系合金材料をベース材として使用しているので、Ａｌ
−Ｍｇ系材料を使用した場合のようなフラックス成分の
蒸気とＭｇの蒸気との反応を防止することができ、フラ
ックス含有量を多くすることなくポロシティの発生を抑
制することができる。また、請求項４に係わるフィラー
ワイヤおいては、フラックス材としてＫＡｌＦ４、Ｋ２
ＡｌＦ５、Ｋ３ＡｌＦ６、ＫＦとＡｌＦ ３との混合物ま
たは共晶組成物、およびフルオロアルミン酸カリウム錯
体のうちから選択されるＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材を
含有したものであるから、Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材
による上記効果を確実なものとすることができる。
【００２６】本発明の請求項５に係わるアルミニウム合
金の溶接方法においては、本発明に係わるアルミニウム
合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤを使用するよう
にしているので、ポロシティが少なく、強度および延性
に優れた健全な溶接部を得ることができ、本発明に係わ
るアルミニウム合金の溶接方法の実施形態として、請求
項６に係わる溶接方法においては、被溶接材がＡｌ−Ｓ
ｉ系合金あるいはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金であることか
ら、スパッタの発生を抑えることができ、良好な溶接品
質を得ることができるという極めて優れた効果がもたら
される。
【００２７】本発明の請求項７に係わるアルミニウム合
金製溶接部材は、本発明に係わるアルミニウム合金のレ
ーザ溶接給線用フィラーワイヤを用いて溶接されている
ことから、その溶接部をポロシティの少ない健全なもの
として、強度および延性に優れたものとすることがで
き、本発明に係わるアルミニウム合金製溶接部材の一実
施形態として、請求項８に係わる溶接部材においては、
被溶接材がアルミニウム合金鋳物あるいはアルミニウム
合金ダイカスト鋳物であることから、ポロシティ発生が
顕著であって、従来から対策に苦慮していた鋳物、特に
ダイカスト材からなる溶接部材においても、その溶接品
質および強度を向上させることができ、請求項９に係わ
る溶接部材においては、溶接ビード部におけるポロシテ
ィの面積率が１０％以下であることから、ポロシティに
よる強度の低下を確実に防止することができ、溶接部材
の強度をより優れたものとすることができるという極め
て優れた効果がもたらされる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて、さらに具
体的に説明する。
【００２９】実施例１ フィラーワイヤのベース材として、Ａｌ−１０％Ｓｉ合
金材、あるいはＡｌ−１．５％Ｍｇ合金材を使用し、こ
れら合金粉末と、ＫＡｌＦ４，Ｋ２ＡｌＦ５，Ｋ３Ａｌ
Ｆ６，およびＫＦとＡｌＦ３との混合物からなるフラッ
クス材粉末とをそれぞれ混合した後、加圧することによ
って圧粉体に成形固化した。
【００３０】次いで、この圧粉体を二次加工し、１．２
ｍｍ径のフィラーワイヤとした。このとき、フラックス
材の含有量は、質量比で０％，０．５％および２．０％
の３レベルとした。
【００３１】レーザ溶接装置は、図１に示すように、図
示しないレーザ発振器よりレーザ伝送ファイバ６を介し
て伝送されたレーザ光４がレーザ集光ヘッド５によって
集光されるようになっており、焦点位置が被溶接材２の
ほぼ表面になるようにセットされ、フィラーワイヤ１が
ワイヤ供給ノズル３を介して溶接部に供給されるように
してある。なお、この実施例においては、レーザ発振器
として出力４ｋＷの連続発振型Ｎｄ−ＹＡＧレーザ発振
器が使用され、直径０．６ｍｍのレーザ伝送ファイバ６
を介してレーザ集光ヘッド５に導かれ、焦点距離２００
ｍｍのコリメーションレンズと、焦点距離１００ｍｍの
集光レンズを用いて、０．３ｍｍのビーム径に集光され
たレーザ光４が被溶接材２に照射されるようになってい
る。
【００３２】このようなレーザ溶接装置を用いて、上記
工程によって得られた４種類のフィラーワイヤを供給し
ながら、レーザ出力４．０ｋＷ、溶接速度８．０ｍ／ｍ
ｉｎおよび６．０ｍ／ｍｉｎの溶接速度で、板厚２ｍｍ
のＡ６ＮＯ１材（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金押出形材），Ａ
ＤＣ７材（Ａｌ−Ｓｉ合金ダイカスト鋳物材）およびＡ
５１８２材（Ａｌ−Ｍｇ系合金板材）の突合わせレーザ
溶接を行い、得られた溶接継手の引張試験を実施した。
なお、フィラーワイヤは、溶接速度と同じ速度で供給し
た。
【００３３】その結果は表１に示すとおりで、Ａ６ＮＯ
１材あるいはＡＤＣ３材を被溶接材とし、フラックス含
有量０．５％のフィラーワイヤを用いて、８．０ｍ／ｍ
ｉｎの溶接速度で突合わせ溶接を行った発明例１あるい
は発明例２においては、いずれも母材で破断し、強度レ
ベル、品質レベル共に良好な溶接部を得ることができ
た。
【００３４】また、ベース材としてＡｌ−Ｍｇ材を用い
たフィラーワイヤを使用した発明例３，４、被溶接材と
してＡ５１８２材、ワイヤのベース材としてＡｌ−Ｍｇ
材を用いた発明例３の場合には、溶接ビードのハンピン
グが見られると共に、溶接部には若干のポロシティが観
察され、部分的に溶接部で破断したものの、ほぼ母材部
分で破断しており、ある程度の強度が得られていたため
溶接可と判断した。また、フラックス含有量が２．０％
のフィラーワイヤを用いた比較例３の場合には、溶接部
にポロシティが発生すると共に、フラックス成分が介在
物として残存し、十分な強度が得られなかった。
【００３５】これに対し、フラックス成分を含有しない
フィラーワイヤを用いて、上記発明例と同様に、８．０
ｍ／ｍｉｎの溶接速度で溶接した比較例１においては、
溶接部にポロシティが発生するばかりでなく、深い溶け
込みが得られず、非貫通となって溶接部破断し、同様に
フラックス成分を含有しないフィラーワイヤを用いて、
溶接速度を６．０ｍ／ｍｉｎに低下させた比較例２にお
いては、溶融金属が溶け落ちて溶接部に孔が生じ、十分
な強度が得られないことが判明した。
【００３６】
【表１】
【００３７】実施例２ 当該実施例においては、被溶接材として、Ａｌ−１１％
Ｓｉ−０．５％Ｍｇ合金のダイカスト鋳造材を使用し
た。
【００３８】すなわち、まず上記組成の合金材料を７２
０℃の温度で溶解したのち、介在物の除去と脱ガスを目
的として、アルゴンガスによるバブリングを実施した。
同時に、共晶Ｓｉの改良処理を目的に、Ａｌ−１０％Ｓ
ｒ母合金を用いて、その添加量が５０ｐｐｍとなるよう
にＳｒを添加した。そして、型締め力３２０トンの真空
ダイカスト装置を使用し、金型に粉体離型材を塗布した
後、鋳造圧力：６０ＭＰａ、射出速度：３．５ｍ／ｓ，
溶湯温度：６８０℃の条件のもとで、図２に示すような
５０ｍｍ×１３０ｍｍ×２ｍｍｔの平板状部材にダイカ
ストした。このようにダイカストした鋳物中のガス含有
量は、１〜５ｃｃ／１００ｇＡｌであった。
【００３９】次に、ダイカストにより得られた上記鋳造
部材に対して、５００℃に３時間保持したのち、室温の
水中に急令する溶体化処理を施し、その後、１７０℃に
２時間保持することによって人工時効処理を施し、大気
中で空冷して被溶接材とした。
【００４０】一方、フィラーワイヤに用いるベース材と
して、Ａｌ−１０％Ｓｉ合金材、あるいはＡｌ−１．５
％Ｍｇ合金材を使用し、これらベース材合金の粉末と、
弗化物系フラックス材粉末とをそれぞれ混合した後、加
圧することによって圧粉体に成形固化した。次いで、こ
の圧粉体を１．２ｍｍ径のフィラーワイヤに二次加工し
た。このときのフラックス材含有量は、質量比で０％，
０．５％，１．０％，２．０％および３．０％の５レベ
ルとした。
【００４１】そして、溶接熱源としてＹＡＧレーザを用
い、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、出力３ｋＷ
と２ｋＷのレーザ光４，４をビーム間距離：０．６ｍｍ
にセットして、上記により得られた被溶接材２に照射
し、フィラーワイヤを供給しながら、図３（ａ）に示す
ようにビードオン溶接を行った。なお、このときの溶接
速度は６ｍ／ｍｉｎであり、フィラーワイヤの供給速度
については、５．３ｍ／ｍｉｎとした。また、ダイカス
トによって得られた被溶接材２は、溶接に先立って、ナ
イロンブラシによる表面研磨と、アルコールによる脱脂
処理を施して使用した。
【００４２】ビードオン溶接を行った被溶接材２から、
図４に示す形状の引張試験片を切り出し、インストロン
型万能試験機を使用して、５ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で
引張試験を実施した。なお、引張試験片作成に際し、溶
接部の余盛りを板厚に合わせて切削除去した。
【００４３】さらに、引張試験を終了した試験片の破面
について、溶接部のポロシティ面積率を画像解析により
測定した。このときの測定面積は２５ｍｍ２である。な
お、引張試験による破断位置が溶接ビード以外であった
ものについては、破断面にポロシティが認められないの
で、ポロシティ面積率の測定を中止した。
【００４４】これらの引張試験結果および引張試験片破
面におけるポロシティ面積率の測定結果を表２に併せて
示す。また、これらの結果に基づいて、引張強さに及ぼ
す溶接部破面のポロシティ量の影響を図５にまとめて示
すと共に、破面ポロシティ量に及ぼすフィラーワイヤの
フラックス含有量の影響を図６にまとめて示す。さら
に、Ａｌ−１０％Ｓｉ合金をベース材として０．５％の
フラックス材を含有するフィラーワイヤを用いた場合
（発明例５）およびＡｌ−１０％Ｓｉ合金をベース材と
してのフラックス材を含有しない（０％）フィラーワイ
ヤを用いた場合（発明例７）の溶接部破断面のＳＥＭ像
を図７および図８にそれぞれ示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】図５に示すように、破面ポロシティ量の増
加に伴って引張強さが低下する傾向にあるが、破面ポロ
シティ量（面積率）が１０％未満であれば、引張強さの
低下はほとんど認められない。Ａｌ−１０％Ｓｉ合金を
ベース材として使用したフィラーワイヤにおいて、フラ
ックスを含有するワイヤ（図中の□印）の方がフラック
スを含有していないワイヤ（図中の●印）に較べ、破面
ポロシティ面積率が少ない段階で引張強さの低下が認め
られるが、これはフィラーワイヤ中のフラックス含有量
が１ｗｔ％以上となると、図７に示すように、溶接部に
フラックスに起因した介在物が生成するようになること
による。また、Ａｌ−１０％Ｓｉ合金をベース材として
使用したフィラーワイヤ（図中の□印）とＡｌ−１．５
％Ｍｇ合金をベース材として使用したフィラーワイヤ
（図中の▲印）を比較すると、Ａｌ−１０％Ｓｉベース
ワイヤの方が溶接部のポロシティ量が少ない。これは、
フィラーワイヤ中のＭｇが蒸発しやすく、フラックスの
蒸気と反応するためと考えられる。
【００４７】Ａｌ−１０％Ｓｉ合金をベース材として使
用したフィラーワイヤの場合、図６に示すように、フラ
ックス含有量が０．５％の時に、溶接部におけるポロシ
ティの発生が安定的に抑えられていることが解る。ま
た、フラックス含有量が１ｗｔ％以上になると、図７に
示すように、溶接部にフラックスに起因した介在物が生
成し、強度低下を招くため、Ａｌ−１０％Ｓｉベースフ
ィラーワイヤにおいては、そのフラックス含有量を０．
０５％以上１％未満とする必要があることが確認され
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１において使用したレーザ溶接装置およ
び溶接要領を示す概略図である。
【図２】実施例２において被溶接材に用いたダイカスト
材の形状・寸法を示す平面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は実施例２における溶接要
領を示す概略図である。
【図４】実施例２の引張試験に用いた試験片の形状・寸
法を示す平面図である。
【図５】引張強さに及ぼす溶接部のポロシティ面積率の
影響を示すグラフである。
【図６】Ａｌ−１０％Ｓｉベースワイヤにおける溶接部
のポロシティ面積率に及ぼすフラックス含有量の影響を
示すグラフである。
【図７】フラックス含有量０．５％のＡｌ−１０％Ｓｉ
ベースワイヤによる溶接部の破断面を示すＳＥＭ画像で
ある。
【図８】フラックス含有量０％のＡｌ−１０％Ｓｉベー
スワイヤによる溶接部の破断面を示すＳＥＭ画像であ
る。
【符号の説明】
１ アルミニウム合金溶接用フィラーワイヤ ２ 被溶接材
フロントページの続き (72)発明者 津 島 健 次 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 坂 元 宏 規 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 鈴 木 健 司 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 4E068 BA06 DB04 4E084 AA18 CA16 DA13 EA06 GA09

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルミニウム合金のレーザ溶接給線用フ
    ィラーワイヤにおいて、フィラー中に含有されるＡｌ−
    Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量が質量比で０．０５％以
    上１％未満であることを特徴とするアルミニウム合金の
    レーザ溶接給線用フィラーワイヤ。
  2. 【請求項２】 ベース材がＡｌ−Ｓｉ系材料であること
    を特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金のレーザ
    溶接給線用フィラーワイヤ。
  3. 【請求項３】 ベース材がＡｌ−１０％Ｓｉ材、ＪＩＳ
    ４０４３材およびＪＩＳ ４０４７材のうちのいずれ
    か１種、あるいは２種以上の混合材料であることを特徴
    とする請求項２記載のアルミニウム合金のレーザ溶接給
    線用フィラーワイヤ。
  4. 【請求項４】 Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材がＫＡｌＦ
    ４、Ｋ２ＡｌＦ５、Ｋ３ＡｌＦ６、ＫＦとＡｌＦ３との
    混合物または共晶組成物、およびフルオロアルミン酸カ
    リウム錯体のうちのいずれか１種、あるいは２種以上の
    混合材料であることを特徴とする請求項１ないし請求項
    ３のいずれかに記載のアルミニウム合金のレーザ溶接給
    線用フィラーワイヤ。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
    載のアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイ
    ヤを用いることを特徴とするアルミニウム合金の溶接方
    法。
  6. 【請求項６】 被溶接材がＡｌ−Ｓｉ系合金あるいはＡ
    ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金であることを特徴とする請求項５
    記載のアルミニウム合金の溶接方法。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
    載のアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイ
    ヤにより溶接されていることを特徴とするアルミニウム
    合金製溶接部材。
  8. 【請求項８】 被溶接材がアルミニウム合金鋳物あるい
    はアルミニウム合金ダイカスト鋳物であることを特徴と
    する請求項７記載のアルミニウム合金製溶接部材。
  9. 【請求項９】 溶接ビード部におけるポロシティの面積
    率が１０％以下であることを特徴とする請求項７または
    請求項８記載のアルミニウム合金製溶接部材。
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