JP2020082159A - レーザ溶接方法及びレーザ溶接用フラックス - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも溶接線を含む被接合材の表面をフラックスで被覆し、
前記フラックスの成分において、二酸化マンガン、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化チタン、及び珪砂のうちから選択される添加成分の含有量の合計を30質量%以上とし、
前記フラックス側からレーザ光を照射すること、
を特徴とするレーザ溶接方法、を提供する。
二酸化マンガン、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化チタン、及び珪砂のうちから選択される添加成分の含有量の合計が30質量%以上であること、
を特徴とするレーザ溶接用フラックス、も提供する。
図1は、本発明のレーザ溶接方法の実施形態に係わる模式図である。当該実施形態では、被接合材2同士を突き合わせ被接合界面(接合線)4を形成し、被接合界面4を含む被接合材2の表面をフラックス6で被覆している。
フラックス6は、二酸化マンガン、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化チタン、及び珪砂のうちから選択される添加成分の含有量の合計が30質量%以上であること、を特徴としている。
供試材を厚さ60×幅80×長さ250mmの炭素鋼板(SM490A)とし、ファイバーレーザ(ファイバー径:0.5mm,ビーム集光スポット径:1mm)を用いてビードオンプレートにて溶接を行った。板幅中心を溶接線と見做し、図1に示す状態となるように、当該溶接線に沿って厚さが12mmとなるように粉末状のフラックスを配置した。EPMAを用いて測定した当該フラックスの酸化物組成(質量%)を表1に示す。
(株)神戸製鋼所製の市販の低水素系溶接棒(LB−26)の被覆を剥がした後に粉砕して粉末状とし、粉末状の酸化チタン(TiO2)を混合して当該酸化チタンの含有量を10質量%、20質量%、30質量%及び50質量%とするレーザ溶接用フラックスを得た。なお、EPMAを用いて粉末状としたLB−26の定量分析したところ、表2に示す化学組成(質量%)となっていた。
粉末状のLB−26に添加する成分を酸化マグネシウム(MgO)とし、当該酸化マグネシウムの含有量を10質量%、20質量%及び50質量%としたこと以外は実施例2と同様にして、実施溶接部を得た(焦点はずし距離は−40mmで一定とした)。なお、比較として、フラックスを用いない場合及び粉末状のLB−26のみをフラックスとした場合についても同様に溶接部を得た。酸化マグネシウム含有フラックスを用いて得られた各溶接部の縦断面マクロ写真を図9に示す。
粉末状のLB−26に添加する成分の含有量を50質量%で一定とし、当該成分として二酸化マンガン、酸化チタン、酸化マグネシウム、アルミナ(Al2O3)及びシリカ(SiO2)の各成分を用いたこと以外は実施例2と同様にして、実施溶接部を得た(焦点はずし距離は−40mmで一定とした)。なお、比較として、フラックスを用いない場合及び粉末状のLB−26のみをフラックスとした場合についても同様に溶接部を得た。アルミナ添加フラックスを用いた場合とシリカ添加フラックスを用いた場合で得られた溶接部の縦断面マクロ写真を図12に示す。
粉末状のLB−26のみを使用する場合とLB−26に二酸化マンガンを50質量%添加したフラックスを使用する場合について、溶接状況のその場観察を行った。図15に示すように、被接合材の前にガラス(ホウケイ酸ガラス)板を配置し、当該ガラス板側から高速度カメラによってレーザ照射によるキーホール溶接の状況を撮影した。なお、溶接の各条件は実施例1と同様とし(焦点はずし距離:−40mm)、フラックスの飛散を防止するために鋼製ガイドを設けた。
4・・・被接合界面(接合線)、
6・・・フラックス。
Claims (10)
- 少なくとも溶接線を含む被接合材の表面をフラックスで被覆し、
前記フラックスの成分において、二酸化マンガン、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化チタン、及び珪砂のうちから選択される添加成分の含有量の合計を30質量%以上とし、
前記フラックス側からレーザ光を照射すること、
を特徴とするレーザ溶接方法。 - 前記二酸化マンガン、前記アルミナ及び前記酸化マグネシウムのうちのいずれかの前記含有量を30質量%以上とすること、
を特徴とする請求項1に記載のレーザ溶接方法。 - 前記添加成分の前記含有量の合計を50質量%以上とすること、
を特徴とする請求項1に記載のレーザ溶接方法。 - 前記レーザ光の焦点位置を、所望の溶込み深さの±10mm以内とすること、
を特徴とする請求項1〜3のうちのいずれかに記載のレーザ溶接方法。 - 前記レーザ光の周囲にシールドガスを供給し、
前記レーザ光の照射部近傍に前記フラックスが作用しない局所空間を形成させること、
を特徴とする請求項1〜4のうちのいずれかに記載のレーザ溶接方法。 - 前記被接合材を鋼材とすること、
を特徴とする請求項1〜5のうちのいずれかに記載のレーザ溶接方法。 - 前記フラックスとして固形状フラックスを用いること
を特徴とする請求項1〜6のうちのいずれかに記載のレーザ溶接方法。 - 二酸化マンガン、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化チタン、及び珪砂うちから選択される添加成分の含有量の合計が30質量%以上であること、
を特徴とするレーザ溶接用フラックス。 - 前記二酸化マンガン、前記アルミナ及び前記酸化マグネシウムのうちのいずれかの前記含有量が30質量%以上であること、
を特徴とする請求項8に記載のレーザ溶接用フラックス。 - 前記添加成分の前記含有量の合計が50質量%以上であること、
を特徴とする請求項8に記載のレーザ溶接用フラックス。
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