JP2003320457A - チタンおよびチタン合金のｍｉｇ溶接方法 - Google Patents
チタンおよびチタン合金のｍｉｇ溶接方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チタン又はチタン合金をＭＩＧ溶接方法を用
いて、安定、かつ高能率に、かつ半自動溶接による現場
溶接を可能とし、溶接時間短縮によるシールドガス使用
量低減によるコスト削減を図ったチタンまたはチタン合
金のＭＩＧ溶接方法を提供する。 【解決手段】 チタンまたはチタン合金のＭＩＧ溶接に
おいて、表面粗度：１．０〜５．０μｍを有し、かつ最
大粗さ（Ｒｍａｘ）が１０μｍ以下の純チタンまたはチ
タン合金の溶接ワイヤを用い、更にＭＩＧ溶接が、３０
０Ａ≦（ピーク電流）≦５００Ａ、２．０≦（ピーク電
流）／（ベース電流）≦５．０、の条件を満たすパルス
溶接電流を用いて溶接することによりワンダリング現象
を起こさず、安定してＭＩＧ溶接するチタンまたはチタ
ン合金のＭＩＧ溶接方法。
いて、安定、かつ高能率に、かつ半自動溶接による現場
溶接を可能とし、溶接時間短縮によるシールドガス使用
量低減によるコスト削減を図ったチタンまたはチタン合
金のＭＩＧ溶接方法を提供する。 【解決手段】 チタンまたはチタン合金のＭＩＧ溶接に
おいて、表面粗度：１．０〜５．０μｍを有し、かつ最
大粗さ（Ｒｍａｘ）が１０μｍ以下の純チタンまたはチ
タン合金の溶接ワイヤを用い、更にＭＩＧ溶接が、３０
０Ａ≦（ピーク電流）≦５００Ａ、２．０≦（ピーク電
流）／（ベース電流）≦５．０、の条件を満たすパルス
溶接電流を用いて溶接することによりワンダリング現象
を起こさず、安定してＭＩＧ溶接するチタンまたはチタ
ン合金のＭＩＧ溶接方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶、建築構造物
などに使用されるチタンまたはチタン合金部材の溶接の
際に使用されるＭＩＧ溶接用チタン合金溶接ワイヤに関
する。
などに使用されるチタンまたはチタン合金部材の溶接の
際に使用されるＭＩＧ溶接用チタン合金溶接ワイヤに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、チタンまたはチタン合金は、
高い耐食性が要求される船舶、建築構造物、自動車、自
動二輪車等に使用されており、最近においてはその使用
量が益々増加している。このチタンまたはチタン合金の
溶接に際しては、現在では、主に非消耗電極式溶接方法
の１種であるＴＩＧ溶接方法（タングステンイナートガ
スメタル溶接方法）を採用している。これに対して、消
耗電極式溶接方法であるＭＩＧ溶接方法（イナートガス
メタルアーク溶接方法）では、ＴＩＧ溶接方法に比較し
て数倍以上の溶接能率が得られるという利点を有するも
のの、純チタン製の溶接ワイヤを用いてＭＩＧ溶接を行
った場合、溶接アークが極めて不安定になる。
高い耐食性が要求される船舶、建築構造物、自動車、自
動二輪車等に使用されており、最近においてはその使用
量が益々増加している。このチタンまたはチタン合金の
溶接に際しては、現在では、主に非消耗電極式溶接方法
の１種であるＴＩＧ溶接方法（タングステンイナートガ
スメタル溶接方法）を採用している。これに対して、消
耗電極式溶接方法であるＭＩＧ溶接方法（イナートガス
メタルアーク溶接方法）では、ＴＩＧ溶接方法に比較し
て数倍以上の溶接能率が得られるという利点を有するも
のの、純チタン製の溶接ワイヤを用いてＭＩＧ溶接を行
った場合、溶接アークが極めて不安定になる。
【０００３】これは、チタンおよびチタン合金をＭＩＧ
溶接方法で溶接した場合、アークは陰極点を維持するた
めに、チタンおよびチタン合金の被溶接材の表面酸化膜
が残存する位置にアークが激しく移動して暴れるワンダ
リング現象が生じるため、溶接スパッタが多量に発生
し、母材となるチタンおよびチタン合金にスパッタが付
着する。また、このワンダリング現象によって溶接ビー
ドが蛇行するという問題があり、溶接部の外観不良が頻
発している。このため、チタンおよびチタン合金をＭＩ
Ｇ溶接方法で溶接するという危険は極力忌避されてき
た。
溶接方法で溶接した場合、アークは陰極点を維持するた
めに、チタンおよびチタン合金の被溶接材の表面酸化膜
が残存する位置にアークが激しく移動して暴れるワンダ
リング現象が生じるため、溶接スパッタが多量に発生
し、母材となるチタンおよびチタン合金にスパッタが付
着する。また、このワンダリング現象によって溶接ビー
ドが蛇行するという問題があり、溶接部の外観不良が頻
発している。このため、チタンおよびチタン合金をＭＩ
Ｇ溶接方法で溶接するという危険は極力忌避されてき
た。
【０００４】一方、ＴＩＧ溶接方法を採用した場合に
は、高融点の非消耗電極を使用してアークを発生させ
て、母材に生成される溶融池に、溶接ワイヤを供給しな
がら溶接を行うためにスパッタ発生はない。また、電極
側が負極性で、被溶接側が正極性であるために、被溶接
材表面に生成する酸化膜を除去するクリーニング作用が
あることから上記ワンダリング現象が生じることはな
く、依って、溶接ビードは蛇行はなく、良好な溶接外観
形状が得られる。このために、チタンおよびチタン合金
の溶接に際しては専らＴＩＧ溶接方法が採用されてい
た。
は、高融点の非消耗電極を使用してアークを発生させ
て、母材に生成される溶融池に、溶接ワイヤを供給しな
がら溶接を行うためにスパッタ発生はない。また、電極
側が負極性で、被溶接側が正極性であるために、被溶接
材表面に生成する酸化膜を除去するクリーニング作用が
あることから上記ワンダリング現象が生じることはな
く、依って、溶接ビードは蛇行はなく、良好な溶接外観
形状が得られる。このために、チタンおよびチタン合金
の溶接に際しては専らＴＩＧ溶接方法が採用されてい
た。
【０００５】また、ＴＩＧ溶接では溶接トーチを適正な
位置に保持しつつ、溶接ワイヤも適正な位置に保持する
必要がある。そのために、工場等で溶接トーチと溶接ワ
イヤを適切な位置に保持できる装置を準備できる場合は
良いものの、非溶接物が大型の構造物である場合には、
溶接作業者がこれら溶接トーチと溶接ワイヤ等を適切な
位置に保持しつつ、溶接進行に伴って移動しなければな
らないために溶接作業者にかかる負担は想像もできな
い。更に、溶接トーチ内に溶接ワイヤを送給するガイド
装置が組み込まれているものは、ＭＩＧ溶接用半自動溶
接トーチに比較して極めて高価である。加えて、ＴＩＧ
溶接は、ＭＩＧ溶接に比べて溶接入熱が小さいために溶
接時間が長く、そのために溶接能率が悪いという問題が
ある。また、溶接時間が長いためにシールドガスに使用
するガス量が多量となり、コスト高となる。
位置に保持しつつ、溶接ワイヤも適正な位置に保持する
必要がある。そのために、工場等で溶接トーチと溶接ワ
イヤを適切な位置に保持できる装置を準備できる場合は
良いものの、非溶接物が大型の構造物である場合には、
溶接作業者がこれら溶接トーチと溶接ワイヤ等を適切な
位置に保持しつつ、溶接進行に伴って移動しなければな
らないために溶接作業者にかかる負担は想像もできな
い。更に、溶接トーチ内に溶接ワイヤを送給するガイド
装置が組み込まれているものは、ＭＩＧ溶接用半自動溶
接トーチに比較して極めて高価である。加えて、ＴＩＧ
溶接は、ＭＩＧ溶接に比べて溶接入熱が小さいために溶
接時間が長く、そのために溶接能率が悪いという問題が
ある。また、溶接時間が長いためにシールドガスに使用
するガス量が多量となり、コスト高となる。
【０００６】例えば、特公昭５９−２２６１５９号公報
には、加工組織をなす２本のチタン帯板の長さ方向端面
を突き合わせ、ＴＩＧ溶接して溶接部近傍の母材部を軟
化焼鈍することで破断することのないチタン帯板の接続
方法が開示されている。このように、従来ではチタン帯
板の溶接に際しては専らＴＩＧ溶接方法での溶接が行わ
れている。また、特公平１２−２８００７６号公報に
は、不活性ガスに微量の酸化性ガスを添加したシールド
ガス、及びチタン又はチタン合金の消耗電極を使用して
パルス溶接電流を通電して溶接するチタン又はチタン合
金のアーク溶接方法が開示されている。しかし、シール
ドガスから酸素或いは酸化物を供給すると溶接アークを
安定化させるだけでなく、溶接金属内に大量の酸素が混
入するために、溶接部が硬化し、伸びが低下するなどの
機会的特性の劣化を招くことになる。
には、加工組織をなす２本のチタン帯板の長さ方向端面
を突き合わせ、ＴＩＧ溶接して溶接部近傍の母材部を軟
化焼鈍することで破断することのないチタン帯板の接続
方法が開示されている。このように、従来ではチタン帯
板の溶接に際しては専らＴＩＧ溶接方法での溶接が行わ
れている。また、特公平１２−２８００７６号公報に
は、不活性ガスに微量の酸化性ガスを添加したシールド
ガス、及びチタン又はチタン合金の消耗電極を使用して
パルス溶接電流を通電して溶接するチタン又はチタン合
金のアーク溶接方法が開示されている。しかし、シール
ドガスから酸素或いは酸化物を供給すると溶接アークを
安定化させるだけでなく、溶接金属内に大量の酸素が混
入するために、溶接部が硬化し、伸びが低下するなどの
機会的特性の劣化を招くことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑み、チタン又はチタン合金をＭＩＧ
溶接方法を用いて、安定、かつ高能率に、かつ半自動溶
接による現場溶接を可能とし、溶接時間短縮によるシー
ルドガス使用量低減によるコスト削減を図ったＭＩＧ溶
接用チタン合金溶接ワイヤ、溶接方法および溶接金属を
提供するものである。
来技術の問題点に鑑み、チタン又はチタン合金をＭＩＧ
溶接方法を用いて、安定、かつ高能率に、かつ半自動溶
接による現場溶接を可能とし、溶接時間短縮によるシー
ルドガス使用量低減によるコスト削減を図ったＭＩＧ溶
接用チタン合金溶接ワイヤ、溶接方法および溶接金属を
提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、その要旨は、チタンまた
はチタン合金のＭＩＧ溶接において、表面粗度：１．０
〜５．０μｍを有し、かつ最大粗さ（Ｒｍａｘ）が１０
μｍ以下の純チタンまたはチタン合金溶接ワイヤを用
い、好ましくは、以下の条件を満たすパルス溶接電流を
用いて溶接するチタンおよびチタン合金のＭＩＧ溶接方
法、である。
決するためになされたもので、その要旨は、チタンまた
はチタン合金のＭＩＧ溶接において、表面粗度：１．０
〜５．０μｍを有し、かつ最大粗さ（Ｒｍａｘ）が１０
μｍ以下の純チタンまたはチタン合金溶接ワイヤを用
い、好ましくは、以下の条件を満たすパルス溶接電流を
用いて溶接するチタンおよびチタン合金のＭＩＧ溶接方
法、である。
【０００９】３００Ａ≦（ピーク電流）≦５００Ａ
２．０≦（ピーク電流）／（ベース電流）≦５．０
【００１０】
【発明の実施の形態】先ず、ＭＩＧ溶接に使用する溶接
装置について図１を用いて説明する。図１において、被
溶接材１に対し、溶接部位の直上に、中心に溶接ワイヤ
３、その外周に別途設けたシールドガス供給装置３から
供給されるシールドガス４を溶融地５に向けて噴射する
噴射口を備えたＭＩＧ溶接用トーチ２を配置し、溶接電
流を通電して溶接作業を行い、溶接ビード６を形成す
る。一般に、チタンまたはチタン合金は鋼などに比べて
低温で酸化し易く、鋼で用いる溶接トーチ先端のみのガ
スシールドでは、溶接金属が酸化して硬化し、溶接金属
の良好な伸びが得られなくなる。そのために、溶接直後
の溶接トーチの後方にシールドボックスを設けて、溶接
アーク点の後方もＡｒガスなどの不活性ガスでシールド
する。
装置について図１を用いて説明する。図１において、被
溶接材１に対し、溶接部位の直上に、中心に溶接ワイヤ
３、その外周に別途設けたシールドガス供給装置３から
供給されるシールドガス４を溶融地５に向けて噴射する
噴射口を備えたＭＩＧ溶接用トーチ２を配置し、溶接電
流を通電して溶接作業を行い、溶接ビード６を形成す
る。一般に、チタンまたはチタン合金は鋼などに比べて
低温で酸化し易く、鋼で用いる溶接トーチ先端のみのガ
スシールドでは、溶接金属が酸化して硬化し、溶接金属
の良好な伸びが得られなくなる。そのために、溶接直後
の溶接トーチの後方にシールドボックスを設けて、溶接
アーク点の後方もＡｒガスなどの不活性ガスでシールド
する。
【００１１】本発明で用いる上記シールドガス供給装置
３は、シールドガス供給パイプ３−１から供給されたシ
ールドガスをシールドボックス３−２内に一旦取り込
み、このシールドボックス３−２内に、シールドガスが
溶接ビード６の表面に均一に供給されるように、溶接方
向と平行にガス供給パイプ３−３を配置し、ガス出口３
−４を溶接ビード６と反対の出口に複数箇所設けてガス
出口から噴射するシールドガス４’をシールドボックス
３−２内の上壁に当ててから、下面の溶接ビード６に当
てる方法が採用される。
３は、シールドガス供給パイプ３−１から供給されたシ
ールドガスをシールドボックス３−２内に一旦取り込
み、このシールドボックス３−２内に、シールドガスが
溶接ビード６の表面に均一に供給されるように、溶接方
向と平行にガス供給パイプ３−３を配置し、ガス出口３
−４を溶接ビード６と反対の出口に複数箇所設けてガス
出口から噴射するシールドガス４’をシールドボックス
３−２内の上壁に当ててから、下面の溶接ビード６に当
てる方法が採用される。
【００１２】図２に従来方法によるＭＩＧ溶接を行った
場合のワンダリング現象によるスパッタの飛散状況を、
また図３に溶接ビード外観の模式図をそれぞれ示した。
図２に示すように、従来のチタンおよびチタン合金のＭ
ＩＧ溶接においては、アークが陰極点を維持するために
溶接アークが極めて不安定になり、被溶接材の表面酸化
膜が残存する位置にアークが激しく移動して暴れるワン
ダリング現象のために溶接スパッタが多量に発生し、母
材表面にスパッタ７が飛散して付着する。また、図３に
示すように、上記スパッタの飛散・付着に加え、ワンダ
リング現象によって溶接ビードが蛇行し、溶接部の外観
不良の発生および溶接金属の強度低下となる。図３にお
いて、ワンダリング現象が起こると溶接ビード始端部の
外側に、上記ワンダリング現象によってアークがうねり
幅方向に移動した痕跡が残り、極めて劣悪な溶接ビード
形状となる。
場合のワンダリング現象によるスパッタの飛散状況を、
また図３に溶接ビード外観の模式図をそれぞれ示した。
図２に示すように、従来のチタンおよびチタン合金のＭ
ＩＧ溶接においては、アークが陰極点を維持するために
溶接アークが極めて不安定になり、被溶接材の表面酸化
膜が残存する位置にアークが激しく移動して暴れるワン
ダリング現象のために溶接スパッタが多量に発生し、母
材表面にスパッタ７が飛散して付着する。また、図３に
示すように、上記スパッタの飛散・付着に加え、ワンダ
リング現象によって溶接ビードが蛇行し、溶接部の外観
不良の発生および溶接金属の強度低下となる。図３にお
いて、ワンダリング現象が起こると溶接ビード始端部の
外側に、上記ワンダリング現象によってアークがうねり
幅方向に移動した痕跡が残り、極めて劣悪な溶接ビード
形状となる。
【００１３】そこで、本発明においては、チタンまたは
チタン合金のＭＩＧ溶接において、表面粗度：１．０〜
５．０μｍを有し、かつ最大粗さ（Ｒｍａｘ）が１０μ
ｍ以下の純チタンまたはチタン合金溶接ワイヤを用い、
更にパルス溶接電源を用い、好ましくは、以下の条件を
満たすパルス溶接電流を用いて溶接することによりワン
ダリング現象を起こさず、安定してＭＩＧ溶接しうる条
件を見いだしたものである。
チタン合金のＭＩＧ溶接において、表面粗度：１．０〜
５．０μｍを有し、かつ最大粗さ（Ｒｍａｘ）が１０μ
ｍ以下の純チタンまたはチタン合金溶接ワイヤを用い、
更にパルス溶接電源を用い、好ましくは、以下の条件を
満たすパルス溶接電流を用いて溶接することによりワン
ダリング現象を起こさず、安定してＭＩＧ溶接しうる条
件を見いだしたものである。
【００１４】３００Ａ≦（ピーク電流）≦５００Ａ
２．０≦（ピーク電流）／（ベース電流）≦５．０
一般に、シールドガスや溶接ワイヤ等に酸素を微量添加
すると、溶接アークが安定しやすいことが知られてい
る。従来は、このシールドガスや、溶接ワイヤ製造時の
化学成分などに酸素添加を行っている。しかし、このよ
うなシールドガス或いは溶接ワイヤへの酸素添加はコス
ト高を招くことになる。チタンおよびチタン合金のＭＩ
Ｇ溶接方法においては溶接アークを安定化し、スパッタ
を低減することが要求される。そこで、本発明者らは、
溶接アーク中に効果的に酸素を供給する手段について鋭
意検討したところ、溶接ワイヤの表面粗度を荒くし、こ
のワイヤ表面積を増加することで、溶接ワイヤが空気中
の酸素を反応しやくすなり、溶接ワイヤ表面にチタンの
酸化物が形成されることを知見した。これによって、溶
接アーク中に酸素を微量添加することが可能となった。
すると、溶接アークが安定しやすいことが知られてい
る。従来は、このシールドガスや、溶接ワイヤ製造時の
化学成分などに酸素添加を行っている。しかし、このよ
うなシールドガス或いは溶接ワイヤへの酸素添加はコス
ト高を招くことになる。チタンおよびチタン合金のＭＩ
Ｇ溶接方法においては溶接アークを安定化し、スパッタ
を低減することが要求される。そこで、本発明者らは、
溶接アーク中に効果的に酸素を供給する手段について鋭
意検討したところ、溶接ワイヤの表面粗度を荒くし、こ
のワイヤ表面積を増加することで、溶接ワイヤが空気中
の酸素を反応しやくすなり、溶接ワイヤ表面にチタンの
酸化物が形成されることを知見した。これによって、溶
接アーク中に酸素を微量添加することが可能となった。
【００１５】このためには、上記溶接ワイヤの表面粗度
は１．０〜５．０μｍ、最大粗さ（Ｒｍａｘ）は１０μ
ｍ以下とする必要がある。前記表面粗度が１．０〜５．
０μｍの範囲にある場合には、溶接アークが安定化し、
同時にワンダリング現象も少なく、ワンダリング現象幅
が略０mmとなり、溶接ビードの蛇行も少なくなるため、
良好なビード外観が得られる。一方、上記表面表面粗度
が１．０μｍ以下、或いは５．０μｍ以上となる場合に
おいては、溶接アークが不安定となり、ワンダリング現
象も大きくなるが、溶接ビード幅を超えてアークの移動
はないためワンダリング現象幅が略０mmになるが、ワン
ダリング現象が大きくなっているために溶接ビード蛇行
幅が大きくなって良好な溶接ができなくなる。
は１．０〜５．０μｍ、最大粗さ（Ｒｍａｘ）は１０μ
ｍ以下とする必要がある。前記表面粗度が１．０〜５．
０μｍの範囲にある場合には、溶接アークが安定化し、
同時にワンダリング現象も少なく、ワンダリング現象幅
が略０mmとなり、溶接ビードの蛇行も少なくなるため、
良好なビード外観が得られる。一方、上記表面表面粗度
が１．０μｍ以下、或いは５．０μｍ以上となる場合に
おいては、溶接アークが不安定となり、ワンダリング現
象も大きくなるが、溶接ビード幅を超えてアークの移動
はないためワンダリング現象幅が略０mmになるが、ワン
ダリング現象が大きくなっているために溶接ビード蛇行
幅が大きくなって良好な溶接ができなくなる。
【００１６】次に、溶接ワイヤの最大粗さ（Ｒｍａｘ）
を１０μｍ以下としたのは、最大粗さが大きくなると、
ワイヤ送給装置から溶接トーチまでの間に溶接ワイヤが
通るコンジットケーブルの内側と、溶接ワイヤの表面と
の間に生じる摩擦が増加し、溶接ワイヤの送給抵抗とな
って、溶接ワイヤの坐屈、ワイヤ送給ムラの原因とな
る。特にワイヤの送給ムラは、溶接アークの安定性を阻
害する因子であり、ワンダリング現象やスパッタの発生
を増長する。最大粗さ（Ｒｍａｘ）が１０μｍを越える
と、ワイヤ送給ムラが発生するために、アークが不安定
となって、ワンダリング現象が大きくなり、また溶接ビ
ード蛇行幅も大きくなって良好な溶接ができなくなった
と考える。一方、最大粗さが１０μｍ以下の場合は、ワ
イヤの送給ムラが発生せず、この送給ムラによるアーク
の不安定化が発生しないため、表面粗度の状態で、ワン
ダリング現象とビードの蛇行幅の変化が生じると考えら
れる。
を１０μｍ以下としたのは、最大粗さが大きくなると、
ワイヤ送給装置から溶接トーチまでの間に溶接ワイヤが
通るコンジットケーブルの内側と、溶接ワイヤの表面と
の間に生じる摩擦が増加し、溶接ワイヤの送給抵抗とな
って、溶接ワイヤの坐屈、ワイヤ送給ムラの原因とな
る。特にワイヤの送給ムラは、溶接アークの安定性を阻
害する因子であり、ワンダリング現象やスパッタの発生
を増長する。最大粗さ（Ｒｍａｘ）が１０μｍを越える
と、ワイヤ送給ムラが発生するために、アークが不安定
となって、ワンダリング現象が大きくなり、また溶接ビ
ード蛇行幅も大きくなって良好な溶接ができなくなった
と考える。一方、最大粗さが１０μｍ以下の場合は、ワ
イヤの送給ムラが発生せず、この送給ムラによるアーク
の不安定化が発生しないため、表面粗度の状態で、ワン
ダリング現象とビードの蛇行幅の変化が生じると考えら
れる。
【００１７】また、本発明においては、ＭＩＧ溶接に際
し、溶接電源にパルス溶接電源を用い、かつ、３００Ａ
≦（ピーク電流）≦５００Ａ、および２．０≦（ピーク
電流）／（ベース電流）≦５．０、の条件を満たすパル
ス溶接電流を用いて溶接することによりワンダリング現
象を起こさず、安定してＭＩＧ溶接しうる条件を採用す
ることが好ましい。すなわち、図５に示すように、上記
条件内でＭＩＧ溶接することにより極めて良好な溶接ビ
ード（図５中の◎）を得ることができる。また、上記条
件を外れた場合においても良好な溶接ビード（図５中の
○）を得ることができる。なお、上記の良好な溶接ビー
ド外観とはワンダリング現象幅（Ｗｗ）が０mm、ビード
蛇行幅（Ｗｂ）が０．２超０．６mm以下を云い、極めて
良好な溶接ビード外観とはワンダリング現象幅（Ｗｗ）
が０mm、ビード蛇行幅（Ｗｂ）が０．２mm以下を云う。
し、溶接電源にパルス溶接電源を用い、かつ、３００Ａ
≦（ピーク電流）≦５００Ａ、および２．０≦（ピーク
電流）／（ベース電流）≦５．０、の条件を満たすパル
ス溶接電流を用いて溶接することによりワンダリング現
象を起こさず、安定してＭＩＧ溶接しうる条件を採用す
ることが好ましい。すなわち、図５に示すように、上記
条件内でＭＩＧ溶接することにより極めて良好な溶接ビ
ード（図５中の◎）を得ることができる。また、上記条
件を外れた場合においても良好な溶接ビード（図５中の
○）を得ることができる。なお、上記の良好な溶接ビー
ド外観とはワンダリング現象幅（Ｗｗ）が０mm、ビード
蛇行幅（Ｗｂ）が０．２超０．６mm以下を云い、極めて
良好な溶接ビード外観とはワンダリング現象幅（Ｗｗ）
が０mm、ビード蛇行幅（Ｗｂ）が０．２mm以下を云う。
【００１８】なお、本発明で用いる純チタン或いはチタ
ン合金の溶接ワイヤの径は、断面外径で１．６〜２．０
mmであることが好ましい。
ン合金の溶接ワイヤの径は、断面外径で１．６〜２．０
mmであることが好ましい。
【００１９】このような溶接ワイヤを用い、かつ上述で
特定した溶接条件を採用してチタン或いはチタン合金を
ＭＩＧ溶接した場合には、チタンまたはチタン合金の溶
着部の組成が、質量％で、Ａｌ：０．５〜１０％、Ｏ：
０〜１．０％、残部チタンである溶接金属を得ることが
できる。
特定した溶接条件を採用してチタン或いはチタン合金を
ＭＩＧ溶接した場合には、チタンまたはチタン合金の溶
着部の組成が、質量％で、Ａｌ：０．５〜１０％、Ｏ：
０〜１．０％、残部チタンである溶接金属を得ることが
できる。
【００２０】また、本発明においては、溶接時の溶滴移
行を規則的、かつスムースに行うため、一般にパルス溶
接電流を用いて溶接電流をパルス状に制御して溶接する
ことが知られているが、本発明におけるＭＩＧ溶接にお
いては、通常の直流溶接電源の代わりに、直流パルス溶
接電源を用いてパルス溶接電流を使用することで、ワン
ダリング現象幅、或いは溶接ビード蛇行幅を更に現象さ
せることができる。
行を規則的、かつスムースに行うため、一般にパルス溶
接電流を用いて溶接電流をパルス状に制御して溶接する
ことが知られているが、本発明におけるＭＩＧ溶接にお
いては、通常の直流溶接電源の代わりに、直流パルス溶
接電源を用いてパルス溶接電流を使用することで、ワン
ダリング現象幅、或いは溶接ビード蛇行幅を更に現象さ
せることができる。
【００２１】
【実施例】＜実施例１＞純チタン溶接ワイヤ表面に表面
粗度０．５〜８．０μｍ、最大粗さ１０μｍ以下を有す
る溶接ワイヤで、被溶接材料として、板厚：１２．７mm
の最大開先（９０°）を有する純チタン材を、溶接ピー
ク電流：５００Ａ、溶接ベース電流：１５０Ａ、溶接電
圧：３０Ｖ、溶接速度：１００cm／min 、流量：２５ｌ
／min のＡｒガスをシールドガスとして用い、径１．６
mmφの溶接ワイヤでＭＩＧ溶接を行った。表１に溶接ワ
イヤの表面粗度と溶接状態および外観評価の結果を示し
た。
粗度０．５〜８．０μｍ、最大粗さ１０μｍ以下を有す
る溶接ワイヤで、被溶接材料として、板厚：１２．７mm
の最大開先（９０°）を有する純チタン材を、溶接ピー
ク電流：５００Ａ、溶接ベース電流：１５０Ａ、溶接電
圧：３０Ｖ、溶接速度：１００cm／min 、流量：２５ｌ
／min のＡｒガスをシールドガスとして用い、径１．６
mmφの溶接ワイヤでＭＩＧ溶接を行った。表１に溶接ワ
イヤの表面粗度と溶接状態および外観評価の結果を示し
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】なお、表１において、ワンダリング現象幅
とは、ワンダリング現象によりアークが不安定となって
ワンダリング現象が大きくなり、溶接ビード始端部の外
側にワンダリング現象の痕跡が残る幅をいい、溶接ビー
ド蛇行幅とは、溶接ビード始端部が最も凹んでいる位置
を通って溶接方向に平行な直線と、溶接ビード始端部が
最も出っ張っている位置を通って溶接方向に平行な直線
との最短距離をいう。 （図１参照）表１から分かるように、溶接ワイヤ表面粗
度及び最大粗さが本発明の条件内にある場合には、ワン
ダリング現象幅及びビード蛇行幅が著しく減少し、良好
な外観形状の溶接ビードが得られることが分かる。
とは、ワンダリング現象によりアークが不安定となって
ワンダリング現象が大きくなり、溶接ビード始端部の外
側にワンダリング現象の痕跡が残る幅をいい、溶接ビー
ド蛇行幅とは、溶接ビード始端部が最も凹んでいる位置
を通って溶接方向に平行な直線と、溶接ビード始端部が
最も出っ張っている位置を通って溶接方向に平行な直線
との最短距離をいう。 （図１参照）表１から分かるように、溶接ワイヤ表面粗
度及び最大粗さが本発明の条件内にある場合には、ワン
ダリング現象幅及びビード蛇行幅が著しく減少し、良好
な外観形状の溶接ビードが得られることが分かる。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、チタン又
はチタン合金をＭＩＧ溶接方法を用いて、安定、かつ高
能率に、かつ半自動溶接による現場溶接を可能とし、溶
接時間短縮によるシールドガス使用量低減によるコスト
削減を図ったＭＩＧ溶接用チタン合金溶接ワイヤ、溶接
方法および溶接金属の提供を可能にする。
はチタン合金をＭＩＧ溶接方法を用いて、安定、かつ高
能率に、かつ半自動溶接による現場溶接を可能とし、溶
接時間短縮によるシールドガス使用量低減によるコスト
削減を図ったＭＩＧ溶接用チタン合金溶接ワイヤ、溶接
方法および溶接金属の提供を可能にする。
【図１】ＭＩＧ溶接装置の外観模式図。
【図２】ＭＩＧ溶接法の外観模式図。
【図３】従来のＭＩＧ溶接による溶接ビードの平面模式
図。
図。
【図４】本発明によるＭＩＧ溶接による溶接ビードの平
面模式図。
面模式図。
【図５】パルス溶接時の適正溶接電流範囲を示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 長谷 泰治
千葉県習志野市東習志野７−６−１ 日鐵
溶接工業株式会社内日溶工テクノサービス
株式会社内
Ｆターム(参考） 4E001 BB08 CB04 DE04 EA01 EA10
Claims (2)
- 【請求項１】 チタンまたはチタン合金のＭＩＧ溶接に
おいて、表面粗度：１．０〜５．０μｍを有し、かつ最
大粗さ（Ｒｍａｘ）が１０μｍ以下の純チタンまたはチ
タン合金の溶接ワイヤを用いて溶接することを特徴とす
るチタンおよびチタン合金のＭＩＧ溶接方法。 - 【請求項２】 前記ＭＩＧ溶接が以下の条件を満たすパ
ルス溶接電流を用いて溶接することを特徴とする請求項
２記載のチタンおよびチタン合金のＭＩＧ溶接方法。 ３００Ａ≦（ピーク電流）≦５００Ａ ２．０≦（ピーク電流）／（ベース電流）≦５．０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127095A JP2003320457A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | チタンおよびチタン合金のｍｉｇ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127095A JP2003320457A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | チタンおよびチタン合金のｍｉｇ溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003320457A true JP2003320457A (ja) | 2003-11-11 |
Family
ID=29541309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002127095A Withdrawn JP2003320457A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | チタンおよびチタン合金のｍｉｇ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003320457A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102248265A (zh) * | 2011-06-21 | 2011-11-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种采用mig焊进行表面熔覆的方法 |
-
2002
- 2002-04-26 JP JP2002127095A patent/JP2003320457A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102248265A (zh) * | 2011-06-21 | 2011-11-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种采用mig焊进行表面熔覆的方法 |
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|---|---|---|---|
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