JPH07100675A - レーザ溶接によるアルミニウム部材の接合方法 - Google Patents
レーザ溶接によるアルミニウム部材の接合方法Info
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- JPH07100675A JPH07100675A JP5244158A JP24415893A JPH07100675A JP H07100675 A JPH07100675 A JP H07100675A JP 5244158 A JP5244158 A JP 5244158A JP 24415893 A JP24415893 A JP 24415893A JP H07100675 A JPH07100675 A JP H07100675A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 凝固割れ感受性の高いアルミニウム材でも接
合部の形状にかかわりなく高速で容易に接合できるアル
ミニウム部材の接合方法を目的とする。 【構成】 本発明のアルミニウム部材の接合方法は、２
つのアルミニウム製被接合部材１の少なくとも一方の接
合面２にＡｌ−Ｓｉ系合金溶加材を溶射して溶加材被膜
３を形成し、これらの被接合部材１を組付けてレーザ溶
接により接合することを特徴とする。
合部の形状にかかわりなく高速で容易に接合できるアル
ミニウム部材の接合方法を目的とする。 【構成】 本発明のアルミニウム部材の接合方法は、２
つのアルミニウム製被接合部材１の少なくとも一方の接
合面２にＡｌ−Ｓｉ系合金溶加材を溶射して溶加材被膜
３を形成し、これらの被接合部材１を組付けてレーザ溶
接により接合することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ溶接によりアル
ミニウム部材を接合する方法に関するものである。な
お、この明細書において、アルミニウムの語はアルミニ
ウムおよびその合金を含む意味で用いられる。
ミニウム部材を接合する方法に関するものである。な
お、この明細書において、アルミニウムの語はアルミニ
ウムおよびその合金を含む意味で用いられる。
【０００２】
【従来の技術】レーザビームは、極めて指向性が良くか
つエネルギー密度が高いという性質がある。そのため、
レーザビームを熱源とするレーザ溶接においては、高速
溶接が可能であるとともに、被接合部材の加熱部分は狭
い範囲ですむために母材の熱歪みが少なく凝固割れが起
こりにくいという長所があり、各種アルミニウム部材の
接合にもレーザ溶接が用いられている。
つエネルギー密度が高いという性質がある。そのため、
レーザビームを熱源とするレーザ溶接においては、高速
溶接が可能であるとともに、被接合部材の加熱部分は狭
い範囲ですむために母材の熱歪みが少なく凝固割れが起
こりにくいという長所があり、各種アルミニウム部材の
接合にもレーザ溶接が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミニウム
材のなかでも５０００系、６０００系、７０００系アル
ミニウム合金は凝固割れ感受性が高いために、レーザ溶
接と雖えども凝固割れを生じることがあり、これを防ぐ
ために接合部に溶加材を別途供給する必要がある。この
ような溶加材を用いるレーザ溶接では、溶接速度は溶加
材の供給速度が律速となって高速溶接というレーザ溶接
の長所が活かされず、溶接に時間がかかるという問題点
がある。また、溶加材の供給位置、供給角度、線径等の
溶加材条件とレーザ溶接のパラメータとのマッチングを
図るために多大な時間を要する。さらに、上向隅肉溶接
のように溶接部位によっては溶加材の供給そのものが極
めて困難となる場合もある。
材のなかでも５０００系、６０００系、７０００系アル
ミニウム合金は凝固割れ感受性が高いために、レーザ溶
接と雖えども凝固割れを生じることがあり、これを防ぐ
ために接合部に溶加材を別途供給する必要がある。この
ような溶加材を用いるレーザ溶接では、溶接速度は溶加
材の供給速度が律速となって高速溶接というレーザ溶接
の長所が活かされず、溶接に時間がかかるという問題点
がある。また、溶加材の供給位置、供給角度、線径等の
溶加材条件とレーザ溶接のパラメータとのマッチングを
図るために多大な時間を要する。さらに、上向隅肉溶接
のように溶接部位によっては溶加材の供給そのものが極
めて困難となる場合もある。
【０００４】本発明はこれらの問題点を解消することを
目的として、凝固割れ感受性の高いアルミニウム材でも
接合部の形状にかかわりなく高速で容易にレーザ溶接で
きるアルミニウム部材の接合方法を提供しようとするも
のである。
目的として、凝固割れ感受性の高いアルミニウム材でも
接合部の形状にかかわりなく高速で容易にレーザ溶接で
きるアルミニウム部材の接合方法を提供しようとするも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のアルミニウム部
材の接合方法は、前記目的を達成するために、２つのア
ルミニウム製被接合部材（１）の少なくとも一方の接合
面（２）にＡｌ−Ｓｉ系合金溶加材を溶射して溶加材被
膜（３）を形成し、これらの被接合部材（１）を組付け
てレーザ溶接により接合することを特徴とするものであ
る。
材の接合方法は、前記目的を達成するために、２つのア
ルミニウム製被接合部材（１）の少なくとも一方の接合
面（２）にＡｌ−Ｓｉ系合金溶加材を溶射して溶加材被
膜（３）を形成し、これらの被接合部材（１）を組付け
てレーザ溶接により接合することを特徴とするものであ
る。
【０００６】本発明におけるアルミニウム製の被接合部
材（１）の組成は特に限定されない。しかし、この発明
の方法は、特に凝固割れ感受性の高い５０００系、６０
００系、７０００系アルミニウム合金の接合に好適であ
る。２つの被接合部材（１）は同組成同士でも良いし、
異種組成のものでも良い。また、被接合部材（１）の種
類も押出材、圧延材等何でも使用でき、何等限定されな
い。
材（１）の組成は特に限定されない。しかし、この発明
の方法は、特に凝固割れ感受性の高い５０００系、６０
００系、７０００系アルミニウム合金の接合に好適であ
る。２つの被接合部材（１）は同組成同士でも良いし、
異種組成のものでも良い。また、被接合部材（１）の種
類も押出材、圧延材等何でも使用でき、何等限定されな
い。
【０００７】前記溶加材はＡｌ−Ｓｉ系合金であれば良
く、例えば被接合部材（１）の組成が前述の５０００
系、６０００系、７０００系アルミニウム合金の場合は
Ｓｉ含有量が１０〜１５wt％程度のものが良い。
く、例えば被接合部材（１）の組成が前述の５０００
系、６０００系、７０００系アルミニウム合金の場合は
Ｓｉ含有量が１０〜１５wt％程度のものが良い。
【０００８】前記溶加材を溶射する方法も限定されるも
のではなく、超音速ガス溶射等の通常の溶射手段によれ
ば良い。また、被接合部材（１）は所要寸法に成形また
は切断してから溶射しても良いし、長尺の基材に溶射し
たのちに所要寸法に切断しても良い。例えば、押出材の
場合は、押出直後の活性な面に溶射することにより押出
材に対する溶加材粒子密着性が高まるため、溶射後に切
断するほうが有利である。
のではなく、超音速ガス溶射等の通常の溶射手段によれ
ば良い。また、被接合部材（１）は所要寸法に成形また
は切断してから溶射しても良いし、長尺の基材に溶射し
たのちに所要寸法に切断しても良い。例えば、押出材の
場合は、押出直後の活性な面に溶射することにより押出
材に対する溶加材粒子密着性が高まるため、溶射後に切
断するほうが有利である。
【０００９】前記溶加材被膜（３）は被接合部材（１）
のどちらか一方の接合面（２）に形成すれば良好な接合
が可能であるが、凝固割れの防止に万全を期すために両
方の接合面（２）に溶加材被膜（３）を形成しても良
い。また、このような溶加材被膜（３）の膜厚は３０〜
５０μｍ程度が好ましい。これは、３０μｍ未満では被
接合部材（１）の材質によっては凝固割れを防止する効
果に乏しく、また一方、５０μｍ程度の厚さとすれば十
分に前記効果が得られるからである。特に、被接合部材
（１）として押出材を使用して押出直後に溶射する場
合、５０μｍを超えて厚く溶射するには押出速度を下げ
なければならず、ひいては接合品の生産性が低下すると
いう不都合が生じることがあるためである。
のどちらか一方の接合面（２）に形成すれば良好な接合
が可能であるが、凝固割れの防止に万全を期すために両
方の接合面（２）に溶加材被膜（３）を形成しても良
い。また、このような溶加材被膜（３）の膜厚は３０〜
５０μｍ程度が好ましい。これは、３０μｍ未満では被
接合部材（１）の材質によっては凝固割れを防止する効
果に乏しく、また一方、５０μｍ程度の厚さとすれば十
分に前記効果が得られるからである。特に、被接合部材
（１）として押出材を使用して押出直後に溶射する場
合、５０μｍを超えて厚く溶射するには押出速度を下げ
なければならず、ひいては接合品の生産性が低下すると
いう不都合が生じることがあるためである。
【００１０】レーザ溶接の方法も何等限定されるもので
はなく、通常のレーザ溶接に準ずる。使用するレーザの
種類もＮｄ−ＹＡＧ等の固体レーザでも、炭酸ガス等の
気体レーザでも良い。
はなく、通常のレーザ溶接に準ずる。使用するレーザの
種類もＮｄ−ＹＡＧ等の固体レーザでも、炭酸ガス等の
気体レーザでも良い。
【００１１】
【作用】２つのアルミニウム製被接合部材（１）の少な
くとも一方の接合面（２）に形成されたＡｌ−Ｓｉ系合
金の溶加材被膜（３）は、被接合部材（１）を組み付け
る前に予め溶射により形成されたものであるから、レー
ザによる溶接時に別途溶加材を供給する必要はない。接
合面（２）に溶加材被膜（３）が形成された被接合部材
（１）にレーザビームを照射すると、まず溶加材が溶融
し、被接合部材（１）を濡らすことによって接合される
ため、被接合部材（１）の凝固割れを防止できる。
くとも一方の接合面（２）に形成されたＡｌ−Ｓｉ系合
金の溶加材被膜（３）は、被接合部材（１）を組み付け
る前に予め溶射により形成されたものであるから、レー
ザによる溶接時に別途溶加材を供給する必要はない。接
合面（２）に溶加材被膜（３）が形成された被接合部材
（１）にレーザビームを照射すると、まず溶加材が溶融
し、被接合部材（１）を濡らすことによって接合される
ため、被接合部材（１）の凝固割れを防止できる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明のアルミニウム部材の接合方法
の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明する。
の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】試験用被接合部材として、図１に示すよう
な６Ｎ０１アルミニウム合金からなる幅１００ｍｍ×長
さ３００ｍｍ×厚さ２ｍｍの板材（１）を使用した。こ
の板材（１）は、幅１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの長尺の板
材を押出しながら、幅方向の一端面（２）に超音速ガス
溶射法によりＡｌ−１２wt％Ｓｉ粉末を溶射して後掲の
表１に示す各膜厚に溶加材被膜（３）を形成し、冷却後
に長さ３００ｍｍに切断したものである。なお、表１に
おいて膜厚０μｍとは前記Ａｌ−Ｓｉ粉末を溶射しなか
ったことを示している。
な６Ｎ０１アルミニウム合金からなる幅１００ｍｍ×長
さ３００ｍｍ×厚さ２ｍｍの板材（１）を使用した。こ
の板材（１）は、幅１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの長尺の板
材を押出しながら、幅方向の一端面（２）に超音速ガス
溶射法によりＡｌ−１２wt％Ｓｉ粉末を溶射して後掲の
表１に示す各膜厚に溶加材被膜（３）を形成し、冷却後
に長さ３００ｍｍに切断したものである。なお、表１に
おいて膜厚０μｍとは前記Ａｌ−Ｓｉ粉末を溶射しなか
ったことを示している。
【００１４】次に、図２に示すように、２個の前記板材
（１）を溶加材被膜（３）を形成した端面（２）同士を
突き合わせるように仮組みし、平均出力：２ｋＷ、ピー
ク出力：５ｋＷ、パルス幅：４ｍｓｅｃ、繰り返し数：
１００ＨｚのＮｄ−ＹＡＧレーザを熱源として、レンズ
焦点距離１００ｍｍの光学系によりレーザビームを集光
するとともにアシストガスとして接合部にＡｒガスを供
給しながら、５０、７５、１００ｃｍ／分の各溶接速度
でレーザ溶接を行った。溶接の結果を表１に示す。
（１）を溶加材被膜（３）を形成した端面（２）同士を
突き合わせるように仮組みし、平均出力：２ｋＷ、ピー
ク出力：５ｋＷ、パルス幅：４ｍｓｅｃ、繰り返し数：
１００ＨｚのＮｄ−ＹＡＧレーザを熱源として、レンズ
焦点距離１００ｍｍの光学系によりレーザビームを集光
するとともにアシストガスとして接合部にＡｒガスを供
給しながら、５０、７５、１００ｃｍ／分の各溶接速度
でレーザ溶接を行った。溶接の結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】 表１から明らかなように、被接合部材にＡｌ−Ｓｉ系溶
加材被膜を形成することにより、凝固割れが改善され、
特に３０μｍ以上の溶射皮膜を形成することにより凝固
割れを完全に防止することができた。
加材被膜を形成することにより、凝固割れが改善され、
特に３０μｍ以上の溶射皮膜を形成することにより凝固
割れを完全に防止することができた。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、本発明のアルミニウム部
材の接合方法は、２つのアルミニウム製被接合部材の少
なくとも一方の接合面にＡｌ−Ｓｉ系合金溶加材を溶射
して溶加材被膜を形成し、これらの被接合部材を組付け
てレーザ溶接により接合するものであるから、溶接時に
凝固割れを防止するための溶加材を別途供給する必要が
ない。そのため、溶接速度はレーザ側の溶接条件のみに
よって決まり、凝固割れ感受性の高い被接合部材の接合
において、従来のように溶加材の供給速度によって溶接
速度が低下することなくレーザによる高速溶接が可能と
なるとともに、接合作業自体も簡単になる。また、溶加
材はすでに被接合部材に付着しているため、溶加材の供
給による溶接姿勢の制限もなくなり、例えば上向隅肉の
溶接も容易に行える。
材の接合方法は、２つのアルミニウム製被接合部材の少
なくとも一方の接合面にＡｌ−Ｓｉ系合金溶加材を溶射
して溶加材被膜を形成し、これらの被接合部材を組付け
てレーザ溶接により接合するものであるから、溶接時に
凝固割れを防止するための溶加材を別途供給する必要が
ない。そのため、溶接速度はレーザ側の溶接条件のみに
よって決まり、凝固割れ感受性の高い被接合部材の接合
において、従来のように溶加材の供給速度によって溶接
速度が低下することなくレーザによる高速溶接が可能と
なるとともに、接合作業自体も簡単になる。また、溶加
材はすでに被接合部材に付着しているため、溶加材の供
給による溶接姿勢の制限もなくなり、例えば上向隅肉の
溶接も容易に行える。
【図１】本発明の実施例に使用する被接合部材の斜視図
である。
である。
【図２】仮組みした被接合部材の断面図である。
１…被接合部材（板材） ２…接合面（端面）
Claims (1)
- 【請求項１】 ２つのアルミニウム製被接合部材（１）
の少なくとも一方の接合面（２）にＡｌ−Ｓｉ系合金溶
加材を溶射して溶加材被膜（３）を形成し、これらの被
接合部材（１）を組付けてレーザ溶接により接合するこ
とを特徴とするアルミニウム部材の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24415893A JP3378056B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | レーザ溶接によるアルミニウム部材の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24415893A JP3378056B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | レーザ溶接によるアルミニウム部材の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07100675A true JPH07100675A (ja) | 1995-04-18 |
| JP3378056B2 JP3378056B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=17114632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24415893A Expired - Fee Related JP3378056B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | レーザ溶接によるアルミニウム部材の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3378056B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005246454A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | レーザ溶接方法 |
| JP2007237198A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Kobe Steel Ltd | 発泡金属部材の溶接方法 |
| JP2015043308A (ja) * | 2013-07-25 | 2015-03-05 | 昭和電工株式会社 | バスバーおよびその製造方法 |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24415893A patent/JP3378056B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005246454A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | レーザ溶接方法 |
| JP2007237198A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Kobe Steel Ltd | 発泡金属部材の溶接方法 |
| JP4709035B2 (ja) * | 2006-03-06 | 2011-06-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 発泡金属部材の溶接方法 |
| JP2015043308A (ja) * | 2013-07-25 | 2015-03-05 | 昭和電工株式会社 | バスバーおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3378056B2 (ja) | 2003-02-17 |
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Legal Events
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