JPH08504366A - アルミニウムのアーク溶接用保護ガス - Google Patents
アルミニウムのアーク溶接用保護ガスInfo
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- JPH08504366A JPH08504366A JP6513742A JP51374294A JPH08504366A JP H08504366 A JPH08504366 A JP H08504366A JP 6513742 A JP6513742 A JP 6513742A JP 51374294 A JP51374294 A JP 51374294A JP H08504366 A JPH08504366 A JP H08504366A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/38—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
- B23K35/383—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area mainly containing noble gases or nitrogen
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- B23K9/00—Arc welding or cutting
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Abstract
(57)【要約】
WIG溶接およびアルミニウムのMIG溶接において、不活性ガスとして、できるだけ純粋なアルゴンまたはアルゴンとヘリウムからなる、できるだけ純粋な混合物を使用する。溶接工程および溶接結果を改善する目的のために、不活性ガスに亜酸化窒素80vpm〜250vpm、とくに120vpm〜180vpmを混合する。
Description
【発明の詳細な説明】
アルミニウムのアーク溶接用保護ガス
本発明は、請求項1の上位概念による、アルゴンまたはアルゴンとヘリウムの
混合物からなる、アルミニウムのアーク溶接用保護ガスに関する。
タングステン不活性ガス溶接(WIG)および金属不活性溶接(MIG)にお
いては、保護ガス選択の際に種々の理由から、たとえば金属活性ガス溶接(MA
G)におけるよりも著しく強く制限されている。それで、MAG溶接においては
、しばしば使用される基礎ガスアルゴンに、酸素および二酸化炭素のような種々
の活性成分が添加される。これにより、不活性ガス下、従ってアルゴンまたはア
ルゴン・ヘリウム混合物下で溶接するのに比べて、溶接工程および溶接結果にお
いて著しい改善が生じる。
不活性ガスに対する別の成分の添加に関する制限は、アルミニウム溶接におい
てはとくに強い。ここで、アルミニウムの高い反応性のため直ちに不利な効果が
生じる。それで、水素はたとえば細孔を惹起し、酸素および窒素は酸化物ないし
は窒化物を形成する。これだけで、継目の外見から既に許容できない。従って、
アルミニウムの溶接においては、工業的に純粋の不活性ガス、従って少なくとも
99.996%の純度を有
するアルゴンまたはアルゴン・ヘリウムの混合物が使用される。この場合、すべ
ての不純物の和は、最大40vpmである。
ドイツ国特許第4028074号から、溶接工程および溶接結果を改善するた
めに、不活性ガスに窒素80vpmないし250vpmを混合することは公知である。
本発明の課題は、ドイツ国特許第4028074号から公知の保護ガスの代替
物を見出すことである。
この課題は、請求項1の上位概念に考慮された先行技術から出発して、本発明
によれば請求項1の特徴部に記載された特徴により解決された。
本発明の有利な実施形は従属請求項に記載されている。
意外にも、一方で保護ガス中の許容最大不純物量よりも明らかに上であり、他
方でガス混合物の通常の混合量よりも明らかに下である少量の亜酸化窒素N2O
(笑気)を本発明により混合することによって、有利な効果が生じることが判明
した。従って、N2O添加範囲は非常に狭く、最低80vpmと最高250vpmの間
で移動する。
利点は、交流WIG溶接においては、なかんずく静かにかつ安定に燃焼するア
ークである。アークは先行技術による溶接方法に比してより集中的であり、より
高いエネルギー持込みを可能にする。
アルミニウムのMIG溶接における利点も同様に大
きい。この場合でも、継目が極めてなめらかである結果を伴なう、非常に静かな
材料転移が生じる。さらに、改善された非常になめらかな継目側壁の流れを生じ
、溶込みが強化される。
本発明によるN2O混合の望ましい範囲は、120vpmから180vpmに及び、
最適は約150vpmである。
80vpm以下のN2O含量では、上記の有利な効果が消失し、これに対して25
0vpm以上のN2O含量では不利な副作用が起きる。それで、WIG溶接において
は、不利な継目着色が生じ、MIG溶接においてはすみ肉溶接部が強く袋状にふ
くらむ。
本発明によるN2Oからなる混合物を有する保護ガスは、種々の方法で製造す
ることができる。直接に、出発成分から混合物をつくるか、または差当り高濃度
のマスター混合物をつくり、これにガス状で混合する。液相での混合も可能であ
る。
特殊な場合には、N2O以外に若干の酸素を、同様に工業的品質の不活性ガス
中の不純物の僅か上の量で混合することもできる。
溶込みに対する比較実験を、純粋なアルゴンとN2O150vpmの添加を有する
アルゴンとの間で実施した。
溶込み特性は、いわゆる肉盛り溶接と比べてとくに良好に説明することができ
、その際貫通溶接は行なわ
れないように溶接される。
図1は、厚さ5mmのアルミニウム板上での100Aにおける金属不活性ガス
肉盛り溶接の結果を示す。Al・Si合金(Al Si5)からなるワイヤ電極
を使用した。溶接速度は0.3m/minであった。純粋なアルゴンを用いると、
非常に不安定な溶接および鈑に対する適正結合なしに金属の搬出が生じ、添加材
が強い余盛りで載る。これに対して、僅かなN2O添加は溶込みを、正常な溶込
み断面形状および確実な側壁溶接を有する、なめらかで申分のない溶接ビード上
側が生じる程度に強く強化する。
図2は、Al・Mg・Mn合金(Al Mg4,5Mn)からなるワイヤ電極
を用いる5mm鈑での結合溶接を示す。この場合、純粋なアルゴンは電流の強さ
130Aにおいて不十分な溶込みを有し、N2O150vpmの添加では確実な溶接
が達成される。(溶接速度0.35m/min)。また、ビードの上側は細かい鱗
片状であり、継目の余盛も僅かである。
図3は、WIG溶接の溶込みを、250Aを用いる8mm鈑と比較して示す。
アルゴンを用いて十分な溶接を達成しようとする場合には溶接速度を約20%低
下しなければならない。
N2Oを混合する場合の根本的な利点として、点弧特性ならびにアーク安定性
が常に有利であったことが非常に明瞭に生じた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.アルゴンまたはアルゴンとヘリウムの混合物からなる、アルミニウムのアー ク溶接用保護ガスにおいて、亜酸化窒素80vpm〜250vpmを混合することを特 徴とするアルミニウムのアーク溶接用保護ガス。 2.亜酸化窒素120vpm〜180vpmを混合することを特徴とする請求項1記載 の保護ガス。 3.アルミニウムのタングステン不活性ガス溶接および金属不活性ガス溶接方法 において、アルゴンまたはアルゴンとヘリウムの混合物からなる不活性ガスに亜 酸化窒素80vpm〜250vpmが混合されていることを特徴とするアルミニウムの タングステン不活性ガス溶接および金属不活性ガス溶接方法。 4.不活性ガスに亜酸化窒素120vpm〜180vpmが混合されていることを特徴 とする請求項3記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
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DE4241982A DE4241982C1 (de) | 1992-12-12 | 1992-12-12 | Schutzgas für das Lichtbogenschweißen von Aluminium |
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