JPH05222498A - 継手強度に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金溶接品の製造方法 - Google Patents
継手強度に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金溶接品の製造方法Info
- Publication number
- JPH05222498A JPH05222498A JP2827992A JP2827992A JPH05222498A JP H05222498 A JPH05222498 A JP H05222498A JP 2827992 A JP2827992 A JP 2827992A JP 2827992 A JP2827992 A JP 2827992A JP H05222498 A JPH05222498 A JP H05222498A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】溶接品全体の再溶体化処理等を行うことなく、
継手強度に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金溶接品を提供
する。 【構成】溶接に先立ち、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材をＴ
4 調質処理しておく。次に、このＴ4 材に対して熱影響
部の冷却速度が５０℃／分以上となる条件で溶接を行
う。熱影響部は溶接時の高温と急冷により、再溶体化状
態となる。溶接後、溶接品を人工時効処理して母材強度
と共に継手強度を向上する。
継手強度に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金溶接品を提供
する。 【構成】溶接に先立ち、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材をＴ
4 調質処理しておく。次に、このＴ4 材に対して熱影響
部の冷却速度が５０℃／分以上となる条件で溶接を行
う。熱影響部は溶接時の高温と急冷により、再溶体化状
態となる。溶接後、溶接品を人工時効処理して母材強度
と共に継手強度を向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
合金即ちＪＩＳ６０００系Ａｌ合金溶接品の製造方法に
関し、特に継手強度に優れた溶接品の製造方法に関す
る。
合金即ちＪＩＳ６０００系Ａｌ合金溶接品の製造方法に
関し、特に継手強度に優れた溶接品の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術および課題】一般に、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
合金は押出性、強度等に優れていることから、鉄道車
両、船舶、自動車用等の各種部材に広く使用されてい
る。
合金は押出性、強度等に優れていることから、鉄道車
両、船舶、自動車用等の各種部材に広く使用されてい
る。
【０００３】しかし、反面、溶接により熱影響部（ＨＡ
Ｚ部）が焼なまし材相当の強度に低下して継手強度に劣
るものとなるため、溶接構造材としての適用には自ずと
限界があった。
Ｚ部）が焼なまし材相当の強度に低下して継手強度に劣
るものとなるため、溶接構造材としての適用には自ずと
限界があった。
【０００４】このため、軟化した溶接継手部の強度を回
復させるべく、溶接後、溶接品全体を再溶体化処理した
のち、時効処理することも考えられたが、溶接品の形状
が複雑な場合には焼入れ時の歪が問題となるものであっ
た。しかも、再溶体化処理によりコストアップを招く問
題もあった。しかもまた、大型構造物の場合は焼入れ装
置や加熱炉が大型化し、実際上上記のような再溶体化処
理の実施は困難であった。
復させるべく、溶接後、溶接品全体を再溶体化処理した
のち、時効処理することも考えられたが、溶接品の形状
が複雑な場合には焼入れ時の歪が問題となるものであっ
た。しかも、再溶体化処理によりコストアップを招く問
題もあった。しかもまた、大型構造物の場合は焼入れ装
置や加熱炉が大型化し、実際上上記のような再溶体化処
理の実施は困難であった。
【０００５】この発明は、かかる従来の問題点を解消す
るためになされたものであって、溶接品全体の再溶体化
処理を行わなくても、継手強度に優れた溶接品を得るこ
とのできるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金溶接品の製造方法を
提供するものである。
るためになされたものであって、溶接品全体の再溶体化
処理を行わなくても、継手強度に優れた溶接品を得るこ
とのできるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金溶接品の製造方法を
提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明者は種々実験と研究を繰り返した結果、溶接時
の熱影響部の冷却速度を一定以上確保することで、熱影
響部を再溶体化処理相当の状態にでき、従ってその後に
人工時効処理を行えば溶接品全体の再溶体化処理等を要
することなく継手強度を増大し得る点に着目し、この発
明を完成し得たものである。
に、発明者は種々実験と研究を繰り返した結果、溶接時
の熱影響部の冷却速度を一定以上確保することで、熱影
響部を再溶体化処理相当の状態にでき、従ってその後に
人工時効処理を行えば溶接品全体の再溶体化処理等を要
することなく継手強度を増大し得る点に着目し、この発
明を完成し得たものである。
【０００７】即ちこの発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
材をＴ4 調質処理する工程と、該Ｔ4 材を熱影響部の冷
却速度が５０℃／分以上となる条件で溶接する工程と、
溶接後、溶接品を人工時効処理する工程とを含むことを
特徴とする、継手強度に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
溶接品の製造方法を要旨とするものである。
材をＴ4 調質処理する工程と、該Ｔ4 材を熱影響部の冷
却速度が５０℃／分以上となる条件で溶接する工程と、
溶接後、溶接品を人工時効処理する工程とを含むことを
特徴とする、継手強度に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
溶接品の製造方法を要旨とするものである。
【０００８】この発明の対象となるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
合金材はＪＩＳ６０００系に属するものであり、具体的
にはＳｉ：０．２〜１．８wt％程度、Ｍｇ：０．３５〜
１．５wt％程度を含有する合金材である。もとよりＳ
ｉ、Ｍｇ以外の成分元素の添加を全く認めないものでは
なく、例えば強度の向上、結晶粒微細化等の目的でＦ
ｅ：０．１〜１．７wt％、Ｃｕ：０．１〜１．１wt％、
Ｍｎ：０．０５〜１．１wt％、Ｃｒ：０．０３〜０．４
wt％、Ｎｉ：０．０５〜０．２０wt％、Ｔｉ：０．０５
〜０．２０wt％、Ｂ：０．０１〜０．１５wt％、Ｚｒ：
０．０５〜０．１５wt％程度の１種または２種以上を含
有していても良い。
合金材はＪＩＳ６０００系に属するものであり、具体的
にはＳｉ：０．２〜１．８wt％程度、Ｍｇ：０．３５〜
１．５wt％程度を含有する合金材である。もとよりＳ
ｉ、Ｍｇ以外の成分元素の添加を全く認めないものでは
なく、例えば強度の向上、結晶粒微細化等の目的でＦ
ｅ：０．１〜１．７wt％、Ｃｕ：０．１〜１．１wt％、
Ｍｎ：０．０５〜１．１wt％、Ｃｒ：０．０３〜０．４
wt％、Ｎｉ：０．０５〜０．２０wt％、Ｔｉ：０．０５
〜０．２０wt％、Ｂ：０．０１〜０．１５wt％、Ｚｒ：
０．０５〜０．１５wt％程度の１種または２種以上を含
有していても良い。
【０００９】溶接に先立って、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
母材には常法に従う溶体化処理を施してＴ4 材としてお
く。これは、熱影響部以外の母材強度を確保するためで
ある。
母材には常法に従う溶体化処理を施してＴ4 材としてお
く。これは、熱影響部以外の母材強度を確保するためで
ある。
【００１０】ついで、上記母材に溶接を実施する。溶接
は熱影響部の冷却速度が５０℃／分以上となる条件で行
わなければならない。このような冷却速度に設定するこ
とで、熱影響部が溶接時の高温加熱を受けた直後に急冷
されることになり、熱影響部に再溶体化処理を行って焼
きを入れたの同等の効果が得られるからである。逆にい
えば、熱影響部の冷却速度が５０℃／分未満では十分な
焼きが入らず、再溶体化処理相当の効果を得ることがで
きず、ひいては継手強度に劣るものとなる。特に好まし
くは、熱影響部の冷却速度を１２０℃／分以上とするの
が良い。熱影響部の冷却速度を増大する方法としては、
例えば溶接速度を速くする等の方法を挙げ得る。また、
溶接条件の設定のみで５０℃／分以上の冷却速度が得ら
れない場合は、熱影響部を空冷、水冷等により強制冷却
しても良い。他の条件例えば溶加材などは従来から用い
られているものを用いれば良い。
は熱影響部の冷却速度が５０℃／分以上となる条件で行
わなければならない。このような冷却速度に設定するこ
とで、熱影響部が溶接時の高温加熱を受けた直後に急冷
されることになり、熱影響部に再溶体化処理を行って焼
きを入れたの同等の効果が得られるからである。逆にい
えば、熱影響部の冷却速度が５０℃／分未満では十分な
焼きが入らず、再溶体化処理相当の効果を得ることがで
きず、ひいては継手強度に劣るものとなる。特に好まし
くは、熱影響部の冷却速度を１２０℃／分以上とするの
が良い。熱影響部の冷却速度を増大する方法としては、
例えば溶接速度を速くする等の方法を挙げ得る。また、
溶接条件の設定のみで５０℃／分以上の冷却速度が得ら
れない場合は、熱影響部を空冷、水冷等により強制冷却
しても良い。他の条件例えば溶加材などは従来から用い
られているものを用いれば良い。
【００１１】次に、溶接工程を終えた溶接品に人工時効
処理を実施する。この人工時効処理は、熱影響部を含む
溶接品全体の組織を安定化して強度の向上を図るために
実施するものである。人工時効処理の条件は特に限定さ
れることはないが、十分な強度を得るために１６０〜２
００℃×５〜１０時間が好ましい。
処理を実施する。この人工時効処理は、熱影響部を含む
溶接品全体の組織を安定化して強度の向上を図るために
実施するものである。人工時効処理の条件は特に限定さ
れることはないが、十分な強度を得るために１６０〜２
００℃×５〜１０時間が好ましい。
【００１２】
【実施例】ＪＩＳ６Ｎ０１アルミニウム合金からなる長
さ５００ｍｍ×幅１８０ｍｍ×厚さ３ｍｍのＴ1 、Ｔ4
、Ｔ5 材をそれぞれ製作した。調質は常法に従い行っ
た。次に、各同種の母材どうし２枚を長手方向において
突合わせ、ＭＩＧ全自動ロボットにより片面１パス裏波
溶接を行った。溶接条件は、 溶接電流：１４０Ａ、アーク電圧２０Ｖ、溶接速度：
３０ｃｍ／分 溶接電流：１６０Ａ、アーク電圧２０Ｖ、溶接速度：
１００ｃｍ／分 の２種類に設定した。ここに、溶接条件における熱影
響部の冷却速度は３０℃／分であり、溶接条件におけ
る冷却速度は１２０℃／分であった。
さ５００ｍｍ×幅１８０ｍｍ×厚さ３ｍｍのＴ1 、Ｔ4
、Ｔ5 材をそれぞれ製作した。調質は常法に従い行っ
た。次に、各同種の母材どうし２枚を長手方向において
突合わせ、ＭＩＧ全自動ロボットにより片面１パス裏波
溶接を行った。溶接条件は、 溶接電流：１４０Ａ、アーク電圧２０Ｖ、溶接速度：
３０ｃｍ／分 溶接電流：１６０Ａ、アーク電圧２０Ｖ、溶接速度：
１００ｃｍ／分 の２種類に設定した。ここに、溶接条件における熱影
響部の冷却速度は３０℃／分であり、溶接条件におけ
る冷却速度は１２０℃／分であった。
【００１３】上記突合わせ溶接後、溶接材に１８０℃×
７時間の人工時効処理を行った。
７時間の人工時効処理を行った。
【００１４】そして、人工時効処理を行った場合と行わ
なかった場合とで、継手部の引張強さを測定したとこ
ろ、表１に示すとおりであった。
なかった場合とで、継手部の引張強さを測定したとこ
ろ、表１に示すとおりであった。
【００１５】
【表１】 上記表１の結果からわかるように、試料Ｎｏ１、２、
５、６、９、１０の比較品は溶接入熱が過大で冷却速度
が遅いため、熱影響部に軟化域が生じ、引張強さに劣る
ものであった。また、試料Ｎｏ４、８、１２の比較品の
熱影響部は再溶体化効果が得られるが、人工時効処理を
実施していないので強度向上が認められないものであっ
た。また、試料Ｎｏ１１の比較品では、Ｔ5 材を用いた
他のものに較べ強度向上は認められるものの熱影響部に
過時効域ができ、強度が若干低下したものであった。ま
た、試料Ｎｏ３の比較品は他のＴ1 材のものに較べ強度
は向上しているものの、引張強さの絶対値が小さいもの
であった。これに対しＮｏ７の本発明実施品では、熱影
響部は再溶体化状態、非熱影響部は溶体化状態を呈し、
人工時効処理によりＴ5 強度が得られたものであった。
５、６、９、１０の比較品は溶接入熱が過大で冷却速度
が遅いため、熱影響部に軟化域が生じ、引張強さに劣る
ものであった。また、試料Ｎｏ４、８、１２の比較品の
熱影響部は再溶体化効果が得られるが、人工時効処理を
実施していないので強度向上が認められないものであっ
た。また、試料Ｎｏ１１の比較品では、Ｔ5 材を用いた
他のものに較べ強度向上は認められるものの熱影響部に
過時効域ができ、強度が若干低下したものであった。ま
た、試料Ｎｏ３の比較品は他のＴ1 材のものに較べ強度
は向上しているものの、引張強さの絶対値が小さいもの
であった。これに対しＮｏ７の本発明実施品では、熱影
響部は再溶体化状態、非熱影響部は溶体化状態を呈し、
人工時効処理によりＴ5 強度が得られたものであった。
【００１６】
【作用】Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材をＴ4 処理したの
ち、熱影響部の冷却速度が５０℃／分以上の条件で溶接
を行うから、熱影響部が高温加熱と急冷とを受け、再溶
体化処理を受けたのと同じ状態となる。その後、溶接品
を人工時効処理するから、非熱影響部と共に熱影響部が
硬化し強度が増大する。
ち、熱影響部の冷却速度が５０℃／分以上の条件で溶接
を行うから、熱影響部が高温加熱と急冷とを受け、再溶
体化処理を受けたのと同じ状態となる。その後、溶接品
を人工時効処理するから、非熱影響部と共に熱影響部が
硬化し強度が増大する。
【００１７】
【発明の効果】この発明は上述の次第で、Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金材をＴ4 調質処理する工程と、該Ｔ4 材を熱
影響部の冷却速度が５０℃／分以上となる条件で溶接す
る工程と、溶接後、溶接品を人工時効処理する工程とを
実施するものであるから、溶接により熱影響部を再溶体
化処理したのと同じ状態となしえ、その後の人工時効処
理により熱影響部の強度を向上することができる。もと
より、非熱影響部は溶接前のＴ4 処理と溶接後の人工時
効処理により高強度を維持したものとなる。
Ｓｉ系合金材をＴ4 調質処理する工程と、該Ｔ4 材を熱
影響部の冷却速度が５０℃／分以上となる条件で溶接す
る工程と、溶接後、溶接品を人工時効処理する工程とを
実施するものであるから、溶接により熱影響部を再溶体
化処理したのと同じ状態となしえ、その後の人工時効処
理により熱影響部の強度を向上することができる。もと
より、非熱影響部は溶接前のＴ4 処理と溶接後の人工時
効処理により高強度を維持したものとなる。
【００１８】その結果、継手強度を向上するために従来
実施していた溶接品全体の再溶体化処理等を不要となし
え、溶接品の形状が複雑な場合であっても焼入れ時の歪
みを生じることなく、かつ焼入れのための大型装置を必
要とすることなく、継手強度に優れた溶接品を安価に提
供することができる。
実施していた溶接品全体の再溶体化処理等を不要となし
え、溶接品の形状が複雑な場合であっても焼入れ時の歪
みを生じることなく、かつ焼入れのための大型装置を必
要とすることなく、継手強度に優れた溶接品を安価に提
供することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材をＴ4 調質処
理する工程と、 該Ｔ4 材を熱影響部の冷却速度が５０℃／分以上となる
条件で溶接する工程と、 溶接後、溶接品を人工時効処理する工程とを含むことを
特徴とする、継手強度に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
溶接品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2827992A JPH05222498A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 継手強度に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金溶接品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2827992A JPH05222498A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 継手強度に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金溶接品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222498A true JPH05222498A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=12244160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2827992A Pending JPH05222498A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 継手強度に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金溶接品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05222498A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002294381A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-09 | Kobe Steel Ltd | 成形用アルミニウム合金溶接継手 |
| JP2007289984A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 成形性に優れたアルミニウム合金接合材およびその製造方法 |
| NO20171746A1 (en) * | 2017-11-02 | 2019-05-03 | Norsk Hydro As | Method and apparatus for Post Weld Heat Treatment of aluminium alloy components, and a welded aluminium alloy component treated according to the method |
-
1992
- 1992-02-14 JP JP2827992A patent/JPH05222498A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002294381A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-09 | Kobe Steel Ltd | 成形用アルミニウム合金溶接継手 |
| JP2007289984A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 成形性に優れたアルミニウム合金接合材およびその製造方法 |
| NO20171746A1 (en) * | 2017-11-02 | 2019-05-03 | Norsk Hydro As | Method and apparatus for Post Weld Heat Treatment of aluminium alloy components, and a welded aluminium alloy component treated according to the method |
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