JP5661377B2 - 異材接合方法 - Google Patents
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Description
フラックス中のCsFは、溶接時にアルミニウム合金材と鋼材との間に高脆性の金属間化合物が生成することを抑制する。CsFの含有量が20質量%未満では、この高脆性の金属間化合物の生成抑制効果が小さく、60質量%を超えると、高脆性の金属間化合物の生成抑制効果が飽和すると共に、高価なセシウムの含有量が増加して製造コストが上昇する。よって、CsFの含有量は20乃至60質量%とする。
フラックスの塗布量が、単位面積当たり、0.5mg/cm2未満であると、高脆性の金属間化合物の生成抑制効果が小さく、5mg/cm2を超えると、高脆性の金属間化合物の生成抑制効果が飽和すると共に、高価なセシウムの使用量が増加して製造コストが上昇する。よって、フラックスの塗布量は、単位面積当たり、0.5乃至5mg/cm2とする。
フラックス中のA1F3は、還元効果により酸化膜を除去すると共に、高い脆性の金属間化合物の生成を抑制する。AlF3の含有量が7質量%未満では、高脆性の金属間化合物の生成抑制効果が小さく、15質量%を超えると、高脆性の金属間化合物の生成抑制効果が飽和する。よって、A1F3の含有量は7乃至15質量%とする。
フラックスの塗布量が、単位面積当たり、2.5mg/cm2未満であると、高脆性の金属間化合物の生成抑制効果が小さく、10mg/cm2を超えると、高脆性の金属間化合物の生成抑制効果が飽和する。よって、フラックスの塗布量は、単位面積当たり、2.5乃至10mg/cm2とする。
フラックスの塗布量が、単位面積当たり、1.5mg/cm2未満であると、高脆性の金属間化合物の生成抑制効果が小さく、8mg/cm2を超えると、高脆性の金属間化合物の生成抑制効果が飽和する。よって、フラックスの塗布量は、単位面積当たり、1.5乃至8mg/cm2とする。
なお、上記各フラックス組成において、残部は実質的にKAlFからなるものであるが、これは、主成分として、KAlF系のフラックスを使用するという意味である。例えば、このようなKAlF(フッ化カリウムアルミニウム)系のフラックスとしては、例えば、KAlF4を75質量%、K3AlF6を25質量%含有するものがある。又は、これらのフッ化カリウムアルミニウム系化合物の一部を、K2AlF6で置き換えたものもある。更に、KFのように、Alを含まない化合物も含まれる場合がある。よって、実質的にKAlFからなるフラックスとは、通常、95%以上の化合物が、KとAlとFとを含む化合物である場合において、その他の弗化物として、KF等を含む可能性があるものである。
溶加材のSiは引張剪断強度を高めるものであり、Siの添加量が多くなると、継手の引張剪断強度が高くなる。その一方、Si量の増加により、靭性が低下し、特にピール強度の低下が著しくなる。
本発明に係る異材接合用溶加材は、不純物として、Mg≦0.1質量%、及び/又はFe≦0.2質量%含むことができる。Mgの含有により継手強度が向上するが、0.1質量%より多いと、溶接金属部の延性が低下し、ピール強度が大幅に低下する。また、Feは不純物として溶加材に含まれることがあるが、Feの含有量が0.2質量%より高いと、アルミニウム系材2と鋼材3との界面に存在するAl−Fe−Si三元合金が溶接加熱時に溶融金属部へ溶出することが阻害され、ピール強度が低下する。
引張剪断強度評価については、図3に示す重ね合わせ溶接した板材を使用して行った。溶接後の板材をJIS Z 2201−1998に規定されているJIS5号試験片に加工した。このとき、溶接部5が平行部の中央部となるように調整した。そして、引張試験機(島津製作所製、一軸試験機 RS−2)を使用して、各板材を図3の矢印方向に引っ張り試験し、溶接部5の引張剪断強度を測定した。各実施例及び比較例における溶接部5の引張剪断強度を下記表1及び表2に示す。
剥離強度評価については、図4に示す重ね合わせ溶接後の曲げ板材を使用して行った。溶接後の板材を幅25mmの短冊片に加工した。そして、引張試験機(島津製作所製、一輪試験機 RS−2)を使用して、各板材を図4の矢印方向に引っ張り試験し、溶接部5の剥離強度を測定した。各実施例及び比較例のソリッドワイヤ1を使用して溶接した場合について、溶接部5の剥離強度を表1及び表2にあわせて示す。
引張剪断強度評価試験の方法は、前述のMIG溶接の場合と同様である。溶接部5の引張剪断強度を下記表3及び表4に示す。
剥離強度評価試験の方法は、前述のMIG溶接の場合と同様である。溶接部5の剥離強度を下記表3及び4に合わせて示す。
2:アルミニウム系材
3:鋼材
4:隅部
5:溶接部
Claims (4)
- アルミニウム又はアルミニウム合金材と鋼材との溶融異材接合方法において、CsFを20乃至60質量%含有し、残部が実質的にKAlFからなるフラックスを、単位面積当たりの塗布量を0.5乃至5mg/cm2として接合部側の鋼材表面に塗布し、Si:1.75乃至2.00質量%を含有し、残部がアルミニウム及び不可避的不純物からなるソリッドワイヤを供給しつつ、前記アルミニウム又はアルミニウム合金材と鋼材とをレーザ溶接することを特徴とする異材接合方法。
- アルミニウム又はアルミニウム合金材と鋼材との溶融異材接合方法において、A1F3を7乃至15%含有し、残部が実質的にKAlFからなるフラックスを、単位面積当たりの塗布量を2.5乃至10mg/cm2として接合部側の鋼材表面に塗布し、Si:1.75乃至2.00質量%を含有し、残部がアルミニウム及び不可避的不純物からなるソリッドワイヤを供給しつつ、前記アルミニウム又はアルミニウム合金材と鋼材とをMIG溶接することを特徴とする異材接合方法。
- アルミニウム又はアルミニウム合金材と鋼材との溶融異材接合方法において、CsFを20乃至60%、A1F3を7乃至15%含有し、残部が実質的にKAlFからなるフラックスを、単位面積当たりの塗布量を1.5乃至8mg/cm2として接合部側の鋼材表面に塗布し、Si:1.75乃至2.00質量%を含有し、残部がアルミニウム及び不可避的不純物からなるソリッドワイヤを供給しつつ、前記アルミニウム又はアルミニウム合金材と鋼材とを溶融溶接することを特徴とする異材接合方法。
- 前記溶融溶接が、MIG溶接又はレーザ溶接であることを特徴とする請求項3に記載の異材接合方法。
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