JPH1024387A - Filler material foe aluminum alloy - Google Patents

Filler material foe aluminum alloy

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JPH1024387A
JPH1024387A JP17822496A JP17822496A JPH1024387A JP H1024387 A JPH1024387 A JP H1024387A JP 17822496 A JP17822496 A JP 17822496A JP 17822496 A JP17822496 A JP 17822496A JP H1024387 A JPH1024387 A JP H1024387A
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JP
Japan
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weight
welding
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aluminum alloy
filler
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JP17822496A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Ema
光弘 江間
Takeo Sakurai
健夫 櫻井
Seiji Sasabe
誠二 笹部
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent occurrence of weld crack, to obtain high strength weld metal excellent in SCC resistance and to prolong the life (SSC life) causing stress corrosion crack of weld zone. SOLUTION: This filler material for aluminum alloy has a composition consisting of, by weight, 4.5-5.5% Mg, 0.3-0.9% Ag, 0.05-0.03% Zr, at least one king element selected among <=0.10 Mn, <=0.10 Cr and the balance Al with inevitable impurities and in which a content of Zr is larger than a content of Mn and a content of Cr.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はアルミニウム合金か
らなる溶接構造物の溶接に使用される溶加材に関し、特
に、耐応力腐食割れ性を向上させることができるアルミ
ニウム合金用溶加材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filler metal used for welding a welded structure made of an aluminum alloy, and more particularly to a filler metal for an aluminum alloy capable of improving stress corrosion cracking resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】Al−Zn−Mg系合金材は種々のアル
ミニウム合金の中でも比較的高強度であると共に、溶接
性が良好であるので、溶接構造用の高強度アルミニウム
合金材として広く使用されている。一方、Al−Zn−
Mg−Cu系合金材はアルミニウム合金材の中では最高
の強度を有するものであるが、溶接割れが発生しやすい
ため、実用上の溶接は不可能であるとされていた。ま
た、溶接構造用の高強度アルミニウム合金材として、2
219合金があるが、耐食性が極めて低いものであるの
で、一般的にはあまり使用されていない。
2. Description of the Related Art Al-Zn-Mg alloy materials have a relatively high strength and good weldability among various aluminum alloys, and are widely used as high strength aluminum alloy materials for welding structures. I have. On the other hand, Al-Zn-
The Mg-Cu alloy material has the highest strength among aluminum alloy materials, but it has been considered that practical welding is impossible because welding cracks easily occur. In addition, as a high-strength aluminum alloy material for welding structures, 2
Although there is 219 alloy, it is not generally used because of its extremely low corrosion resistance.

【0003】ところで、Al−Zn−Mg系合金は、M
g及びZnの含有量を増加させるにつれて強度が向上す
る一方、耐応力腐食割れ性(耐SCC性)が低下すると
いうことは公知である。そこで、良好な溶接性と耐SC
C性との双方を満足する実用的なアルミニウム合金の中
で、最も高強度であるアルミニウム合金としては、JI
S 7N01合金があり、これは、Si:0.30重量
%以下、Fe:0.35重量%以下、Cu:0.20重
量%以下、Mn:0.20乃至0.7重量%、Mg:
1.0乃至2.0重量%以下、Cr:0.30重量%以
下、Zn:4.0乃至5.0重量%、V:0.10重量
%以下、Zr:0.25重量%以下、Ti:0.20重
量%以下を含有し、残部がAl及び不可避的不純物から
なるものである。
[0003] By the way, Al-Zn-Mg based alloys are
It is known that the strength increases as the content of g and Zn increases, while the stress corrosion cracking resistance (SCC resistance) decreases. Therefore, good weldability and SC resistance
Among the practical aluminum alloys satisfying both C properties, the aluminum alloy having the highest strength is JI
There is a S7N01 alloy, which contains Si: 0.30% by weight or less, Fe: 0.35% by weight or less, Cu: 0.20% by weight or less, Mn: 0.20 to 0.7% by weight, Mg:
1.0 to 2.0% by weight, Cr: 0.30% by weight or less, Zn: 4.0 to 5.0% by weight, V: 0.10% by weight or less, Zr: 0.25% by weight or less, Ti: 0.20% by weight or less, with the balance being Al and unavoidable impurities.

【0004】このように、7N01合金は良好な溶接性
と耐SCC性との双方を満足するものであるが、溶接後
に熱処理(溶体化処理後焼き入れし、時効処理)を施し
ても、その強度は約400N/mm2となり、高強度で
あるとはいえない。
[0004] As described above, the 7N01 alloy satisfies both good weldability and SCC resistance. However, even if heat treatment (solution treatment, quenching, and aging treatment) is performed after welding, the 7N01 alloy is not affected. The strength is about 400 N / mm 2 , which cannot be said to be high.

【0005】また、Al−Zn−Mg系合金を溶接する
ための溶加材については、高強度で溶接部の耐SCC性
の向上を図ったものが特開平3−99793号公報に開
示されている。この溶加材は、Mg:3.0乃至8.0
重量%、Ti:0.05乃至0.3重量%、Zn:0.
5乃至3.0重量%、B:0.001乃至0.2重量
%、Ag:0.02乃至1.0重量%及びZr:0.0
5乃至0.3重量%を含有し、残部がAl及び不可避的
不純物からなるものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-99793 discloses a filler metal for welding an Al-Zn-Mg alloy which has high strength and improves the SCC resistance of a welded portion. I have. The filler material is Mg: 3.0 to 8.0.
Wt%, Ti: 0.05 to 0.3 wt%, Zn: 0.
5 to 3.0% by weight, B: 0.001 to 0.2% by weight, Ag: 0.02 to 1.0% by weight, and Zr: 0.0
5 to 0.3% by weight, with the balance being Al and unavoidable impurities.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
3−99793号公報に開示された溶加材を使用してA
l−Zn−Mg系合金材を溶接すると、溶接割れが発生
しやすくなるという問題点がある。そこで、従来より、
高強度のアルミニウム合金材を溶接構造物の材料とする
場合においても、溶接割れの発生を抑制するために、A
l−Zn−Mg−Cu系合金材よりも強度が低いAl−
Zn−Mg系合金材を、Al−Mg系のJIS 535
6又はJIS 5183等の溶加材を使用して溶接して
いる。
However, the use of a filler material disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
When the l-Zn-Mg alloy material is welded, there is a problem that welding cracks are easily generated. So, conventionally,
Even when a high-strength aluminum alloy material is used as a material for a welded structure, the A
Al- with lower strength than l-Zn-Mg-Cu alloy material
Al-Mg based JIS 535
6 or a welding material such as JIS 5183.

【0007】このように、溶接母材の材料として高強度
のアルミニウム合金材を使用しても、溶接割れの発生を
抑制するためにAl−Mg系の溶加材を使用して溶接す
ると、形成された溶接継手の強度は溶接金属の強度に支
配されるため、この溶接金属中には若干、母材からの希
釈成分が混入するが、その溶接金属の機械的性質はAl
−Mg系合金の性質となる。従って、溶接継手の溶接の
ままの状態に限らず、溶接後の熱処理(溶体化処理後焼
き入れし、時効処理)を実施しても、時効性が低下して
いるため、溶接金属の強度を向上させることは不可能で
ある。
As described above, even when a high-strength aluminum alloy material is used as the material of the welding base material, when the welding is performed using an Al-Mg-based filler material to suppress the occurrence of welding cracks, Since the strength of the welded joint is governed by the strength of the weld metal, a small amount of a diluting component from the base metal is mixed into the weld metal.
-The properties of an Mg-based alloy. Therefore, not only the condition of the welded joint as it is, but also the heat treatment after the welding (hardening after solution treatment, aging treatment), the aging property is reduced, so the strength of the weld metal is reduced. It is impossible to improve.

【0008】一方、耐SCC性についても、特に、溶接
部は残留応力が発生しやすいと共に、母材と溶接金属と
の機械的性質及び電気化学的性質が異なるので、溶接金
属の耐SCC性は母材と比較して劣ったものとなる。従
って、溶接構造物の応力腐食割れは溶接部において発生
することが多い。
On the other hand, the SCC resistance of the weld metal is particularly low because the welded portion is liable to generate residual stress and the base metal and the weld metal have different mechanical and electrochemical properties. It is inferior to the base material. Therefore, stress corrosion cracking of welded structures often occurs at welds.

【0009】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶接割れの発生を防止することができると
共に、耐SCC性が優れていて高強度の溶接金属を得る
ことができ、これにより、溶接部の応力腐食割れが発生
する寿命(SCC寿命)を長くすることができるアルミ
ニウム合金用溶加材を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to prevent the occurrence of welding cracks and obtain a high-strength weld metal having excellent SCC resistance. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a filler metal for an aluminum alloy that can extend the life (SCC life) in which stress corrosion cracking of a weld occurs.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム合金用溶加材は、Mg:4.5乃至5.5重量%、A
g:0.3乃至0.9重量%及びZr:0.05乃至
0.30重量%を含有すると共に、Mn:0.10重量
%以下及びCr:0.10重量%以下からなる群から選
択された少なくとも1種の元素を含有し、残部がAl及
び不可避的不純物からなり、Zrの含有量がMnの含有
量及びCrの含有量よりも多いことを特徴とする。
According to the present invention, a filler metal for an aluminum alloy according to the present invention comprises: 4.5 to 5.5% by weight of Mg;
g: 0.3 to 0.9% by weight and Zr: 0.05 to 0.30% by weight, and selected from the group consisting of Mn: 0.10% by weight or less and Cr: 0.10% by weight or less. The composition is characterized by containing at least one element described above, the balance being Al and unavoidable impurities, and the content of Zr is larger than the content of Mn and the content of Cr.

【0011】この溶加材は、更に、Tiを0.05乃至
0.20重量%含有することが好ましい、また、B:
0.001乃至0.02重量%を含有することが望まし
い。
It is preferable that the filler further contains 0.05 to 0.20% by weight of Ti.
It is desirable to contain 0.001 to 0.02% by weight.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】溶接部の耐SCC性を向上させる
ためには、溶加材中にAgを含有させることが最も有効
であるが、本願発明者等がこのAg含有量について、更
に、鋭意実験研究を重ねた結果、0.3乃至0.9重量
%の範囲において、最も耐SCC性を向上させることが
できることを見い出した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In order to improve the SCC resistance of a welded part, it is most effective to add Ag to the filler metal. As a result of repeated intensive studies, it was found that the SCC resistance can be most improved in the range of 0.3 to 0.9% by weight.

【0013】また、本願発明者等は、溶加材中のAg含
有量が0.3乃至1.2重量%の範囲であれば、Agが
溶接金属の溶接割れの発生に対して悪影響を及ぼすこと
なく、更に、0.05乃至0.30重量%のZrを含有
させることにより、従来の溶加材よりも溶接割れを防止
する効果が著しく向上することを見い出した。
Further, the present inventors have found that when the Ag content in the filler metal is in the range of 0.3 to 1.2% by weight, Ag has an adverse effect on the occurrence of weld cracks in the weld metal. Further, it has been found that the effect of preventing weld cracking is significantly improved by further adding 0.05 to 0.30% by weight of Zr as compared with the conventional filler metal.

【0014】以下、本発明におけるアルミニウム合金用
溶加材に含有される化学成分及びその組成限定理由につ
いて説明する。
Hereinafter, the chemical components contained in the filler metal for aluminum alloy in the present invention and the reasons for limiting the composition will be described.

【0015】Mg:4.5乃至5.5重量% Mgは溶接金属の強度を向上させることができると共
に、溶接割れを防止する効果も高めることができる成分
である。溶加材中のMgが4.5重量%未満であると、
溶接割れを防止する効果が低下する。一方、溶加材中の
Mgが5.5重量%を超えると、溶接部の耐SCC性が
低下する。従って、溶加材中のMgは4.5乃至5.5
重量%とする。
Mg: 4.5 to 5.5% by weight Mg is a component that can improve the strength of the weld metal and also increase the effect of preventing weld cracking. When Mg in the filler is less than 4.5% by weight,
The effect of preventing welding cracks decreases. On the other hand, when Mg in the filler material exceeds 5.5% by weight, the SCC resistance of the welded portion decreases. Therefore, Mg in the filler metal is 4.5 to 5.5.
% By weight.

【0016】Ag:0.3乃至0.9重量% 前述の如く、Agは溶接部の耐SCC性を著しく向上さ
せることができる元素である。溶加材中のAgが0.3
重量%未満であると、その効果を十分に得ることができ
ない。一方、溶加材中のAgが0.9重量%を超える
と、その効果は逆に低下してしまうと共に、延性も低下
するので加工性が悪くなり、製品として溶加材を製造す
ることが困難になる。従って、溶加材中のAgは0.3
乃至0.9重量%とする。
Ag: 0.3 to 0.9% by weight As described above, Ag is an element that can significantly improve the SCC resistance of a weld. Ag in filler metal is 0.3
If the amount is less than% by weight, the effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the content of Ag in the filler exceeds 0.9% by weight, the effect is adversely reduced, and the ductility is also reduced, so that the workability is deteriorated. It becomes difficult. Therefore, Ag in the filler metal is 0.3
To 0.9% by weight.

【0017】Zr:0.05乃至0.30重量% Zrは溶接金属の結晶粒を微細化することができる元素
である。溶接部の結晶粒が微細化されると、結晶粒界に
印加される応力が分散されるため、溶接割れの発生を抑
制することができると共に、耐SCC性を向上させるこ
とができる。溶加材中のZrが0.05重量%未満であ
ると、その効果を十分に得ることができない。一方、溶
加材中のZrが0.30重量%を超えると、溶接金属中
に巨大な晶出物が発生しやすくなって、結晶粒の微細化
効果が低下すると共に、加工性が低下するので、製品と
して溶加材を製造することが困難になる。従って、溶加
材中のZrは0.05乃至0.30重量%とする。
Zr: 0.05 to 0.30 wt% Zr is an element capable of refining the crystal grains of the weld metal. When the crystal grains in the welded portion are refined, the stress applied to the crystal grain boundaries is dispersed, so that the occurrence of welding cracks can be suppressed and the SCC resistance can be improved. If Zr in the filler is less than 0.05% by weight, the effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if Zr in the filler material exceeds 0.30% by weight, huge crystals are likely to be generated in the weld metal, and the effect of refining the crystal grains is reduced, and the workability is reduced. Therefore, it becomes difficult to manufacture a filler material as a product. Therefore, Zr in the filler material is set to 0.05 to 0.30% by weight.

【0018】Mn:0.10重量%以下及び/又はC
r:0.10重量%以下 Mn及びCrは、Zrと共存することにより溶接部の結
晶粒を微細化させることができるので、溶接割れの発生
を抑制する効果と耐SCC性を向上させる効果を有す
る。このため、本発明においては、溶加材中にMn及び
Crのいずれか一方又は両方を含有させるものとする。
溶加材中に含有されるMn及び/又はCrが0.1重量
%を超えると、巨大な晶出物が発生しやすくなり、Zr
と同様に結晶粒の微細化効果が低下すると共に、加工性
が低下するので、製品として溶加材を製造することが困
難になる。従って、溶加材中には、Mnを0.10重量
%以下及び/又はCrを0.10重量%以下含有するも
のとする。
Mn: 0.10% by weight or less and / or C
r: 0.10% by weight or less Since Mn and Cr coexist with Zr, it is possible to refine the crystal grains of the welded portion, so that the effect of suppressing the occurrence of weld cracking and the effect of improving the SCC resistance are improved. Have. Therefore, in the present invention, one or both of Mn and Cr are contained in the filler material.
If the Mn and / or Cr content in the filler exceeds 0.1% by weight, huge crystals are likely to be generated, and Zr
In the same manner as described above, the effect of refining the crystal grains is reduced, and the workability is reduced, so that it becomes difficult to manufacture a filler metal as a product. Therefore, the filler material should contain 0.10% by weight or less of Mn and / or 0.10% by weight or less of Cr.

【0019】このように、Mn及びCrは単独又はMn
及びCrのみでは結晶粒を微細化する効果を得ることは
できず、逆に、溶接割れが発生しやすくなる。また、溶
接割れを防止するためには、更に、Mn及びCrの含有
量をZrの含有量よりも少なくする、即ち、Zr含有量
>Cr含有量及びZr含有量>Mn含有量の関係を満た
すことが必要である。
As described above, Mn and Cr may be used alone or Mn.
And Cr alone cannot provide the effect of refining the crystal grains, and conversely, welding cracks are likely to occur. Further, in order to prevent weld cracking, the contents of Mn and Cr are made smaller than the content of Zr, that is, the relationship of Zr content> Cr content and Zr content> Mn content is satisfied. It is necessary.

【0020】Ti:0.05乃至0.20重量% Tiも溶接金属の結晶粒を微細化することにより溶接金
属の割れを抑制することができる元素である。このた
め、本発明においては、必要に応じて溶加材中にTiを
含有させることができる。溶加材中のTiが0.05重
量%未満であると、その効果を十分に得ることができな
い。一方、溶加材中のTiが0.20重量%を超える
と、アルミニウムとの化合物を生成し、溶接金属の靱性
が低下してしまう。従って、溶加材中にTiを含有させ
る場合は、溶加材中のTiは0.05乃至0.20重量
%とすることが好ましい。
Ti: 0.05 to 0.20% by Weight Ti is also an element capable of suppressing cracking of the weld metal by making the crystal grains of the weld metal fine. For this reason, in the present invention, Ti can be contained in the filler as needed. If the content of Ti in the filler is less than 0.05% by weight, the effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the content of Ti in the filler exceeds 0.20% by weight, a compound with aluminum is formed, and the toughness of the weld metal is reduced. Therefore, when Ti is contained in the filler material, the Ti content in the filler material is preferably 0.05 to 0.20% by weight.

【0021】B:0.001乃至0.02重量% BもTiと同様に溶接金属の結晶粒を微細化し、溶接金
属の割れを抑制することができる元素である。このた
め、本発明においては、必要に応じて溶加材中にBを含
有させることができる。溶加材中のBが0.001重量
%未満であると、その効果を十分に得ることができな
い。一方、溶加材中のBが0.02重量%を超えると、
溶接金属の靱性が低下すると共に、溶融金属の粘性が低
下するので、溶接割れが発生しやすくなったり、ブロー
ホール等の溶接欠陥の発生を助長してしまう。従って、
溶加材中にBを含有させる場合は、溶加材中のBは0.
001乃至0.02重量%とすることが好ましい。
B: 0.001 to 0.02% by weight B is an element that can refine the crystal grains of the weld metal and suppress cracks in the weld metal similarly to Ti. Therefore, in the present invention, B can be contained in the filler as needed. If B in the filler is less than 0.001% by weight, the effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when B in the filler exceeds 0.02% by weight,
Since the toughness of the weld metal is reduced and the viscosity of the molten metal is reduced, weld cracks are likely to occur and welding defects such as blow holes are promoted. Therefore,
When B is contained in the filler material, B in the filler material is 0.1%.
The content is preferably set to 001 to 0.02% by weight.

【0022】なお、本発明のアルミニウム合金用溶加材
はAl−Mg系合金であるため、Al−Mgだけでな
く、Al−Zn−Mg系合金及びAl−Mg−Si系合
金等の種々のアルミニウム合金に適用することができ
る。また、加工性が良好であるため、溶接ワイヤに加工
することができ、TIG溶接及びMIG溶接等のアーク
溶接に限らず、レーザ溶接等の殆どの溶接法における溶
加材として使用することができる。
Since the filler metal for aluminum alloy of the present invention is an Al-Mg alloy, not only Al-Mg but also various other alloys such as Al-Zn-Mg alloy and Al-Mg-Si alloy. Applicable to aluminum alloy. In addition, since the workability is good, it can be processed into a welding wire, and can be used as a filler material in most welding methods such as laser welding, not limited to arc welding such as TIG welding and MIG welding. .

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明に係るアルミニウム合金用溶加
材の実施例についてその比較例と比較して具体的に説明
する。
EXAMPLES Examples of the filler metal for aluminum alloy according to the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples.

【0024】先ず、下記表1に示す化学成分を有するア
ルミニウム合金を鋳造し、通常の方法により、直径が、
例えば3.2mmであるTIG溶接棒を製造した。
First, an aluminum alloy having the chemical components shown in Table 1 below was cast, and the diameter of the aluminum alloy was determined by an ordinary method.
For example, a 3.2 mm TIG welding rod was manufactured.

【0025】次に、このTIG溶接棒を使用してTIG
溶接し、Hould Craft割れ試験により溶接金
属の耐溶接割れ性を評価すると共に、引張試験及び耐S
CC寿命の測定により機械的性質及び耐SCC性につい
て評価した。本実施例においては、溶接母材として板厚
が2mmであるAl−6.0重量%Zn−1.5重量%
Mg材を使用した。各試験の溶接条件を下記表2に示
す。
Next, using this TIG welding rod,
After welding, the weld crack resistance of the weld metal was evaluated by a Hold Craft crack test, and a tensile test and S
Mechanical properties and SCC resistance were evaluated by measuring the CC life. In the present example, Al-6.0% by weight and Zn-1.5% by weight having a plate thickness of 2 mm as a welding base material.
Mg material was used. Table 2 below shows the welding conditions for each test.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】[0027]

【表2】 各試験の試験方法を以下に説明する。[Table 2] The test method of each test is described below.

【0028】図1はHould Craft割れ試験に
使用する溶接母材の形状を示す平面図である。図1に示
すように、溶接母材1はその長手方向に直交する方向に
両側の端面から中央に向かって等間隔にスリット2が形
成されており、このスリット2の長さは溶接母材1の長
手方向の片端面1aから他端面1bに向かって深くなる
ように形成されている。本実施例においては、溶接母材
1の長さを76mm、幅を44.5mmとし、スリット
2の幅を1.0mm、スリット2間の距離を7.5mm
とした。また、スリット2の底部2aを連結する線と溶
接母材1の片端面1aとの交点間の距離は38mmと
し、スリット2の底部2aを連結する線と溶接母材1の
片端面1aから70mmの距離の線との交点間の距離を
6.4mmとした。
FIG. 1 is a plan view showing the shape of a welding base metal used in a Hold Craft crack test. As shown in FIG. 1, the welding base material 1 has slits 2 formed at equal intervals from both end surfaces toward the center in a direction orthogonal to the longitudinal direction, and the length of the slit 2 is Is formed so as to be deeper from one end face 1a in the longitudinal direction toward the other end face 1b. In the present embodiment, the length of the welding base material 1 is 76 mm, the width is 44.5 mm, the width of the slit 2 is 1.0 mm, and the distance between the slits 2 is 7.5 mm.
And The distance between the intersection between the line connecting the bottom 2a of the slit 2 and the one end surface 1a of the welding base metal 1 is 38 mm, and 70 mm from the line connecting the bottom 2a of the slit 2 and the one end surface 1a of the welding base material 1. Is 6.4 mm.

【0029】このように形成された溶接母材1を板材
(図示せず)に拘束溶接した後、溶接先3に沿ってビー
ドオンプレート溶接を実施した。そして、耐割れ性は全
溶接長に対する割れ長さの割合を割れ率として評価し
た。
After welding the base material 1 thus formed to a plate (not shown), bead-on-plate welding was carried out along the welding destination 3. And the cracking resistance evaluated the ratio of the crack length to the total welding length as a crack rate.

【0030】引張試験用の試験片は、TIG溶接により
突合せ溶接をした後に、450℃の温度で30分間の溶
体化処理を施した後、水焼入し、130℃の温度で24
時間の時効処理(T6処理)を実施した試験板から、J
IS 5号試験片を機械加工により作製した。そして、
この試験片を万能試験機によって引張試験を実施するこ
とにより引張強さを測定した。
The test piece for the tensile test was subjected to a butt welding by TIG welding, a solution treatment at a temperature of 450 ° C. for 30 minutes, water quenching, and a 24 ° C. at a temperature of 130 ° C.
From the test plate subjected to the time aging treatment (T6 treatment),
An IS No. 5 test piece was prepared by machining. And
The tensile strength of the test piece was measured by performing a tensile test using a universal testing machine.

【0031】SCC寿命試験はの試験片は、溶接後に4
50℃の温度で30分間の溶体化処理を施した後、水焼
入し、150℃の温度で24時間の時効処理(T7処
理)を実施した試験板と、前記T6処理を実施した試験
板とを準備して、溶接部における応力を一定にするため
に機械加工により余盛りを削除したものを試験片とし
た。
In the SCC life test, the test pieces
A test plate subjected to a solution treatment at a temperature of 50 ° C. for 30 minutes, then water-quenched and subjected to an aging treatment (T7 treatment) at a temperature of 150 ° C. for 24 hours, and a test plate subjected to the T6 treatment Were prepared, and a test piece from which a margin was removed by machining to make the stress in the welded portion constant was used.

【0032】図2はSCC寿命試験の試験方法を示す側
面図である。図2に示すように、試験用ジグ5は両端部
5aが内側に向かってコの字型に曲げられており、試験
用ジグ5の中央部には、外部から内部に向かってボルト
7が螺合されている。そして、試験用ジグ5の内部には
試験片6が配置されており、試験用ジグ5の両端部5a
により試験片6の両端部6aが上側から支持されている
と共に、ボルト7により試験片6の中央部に形成された
溶接部6bが下側から支持されている。
FIG. 2 is a side view showing a test method of the SCC life test. As shown in FIG. 2, both ends 5a of the test jig 5 are bent in a U-shape toward the inside, and a bolt 7 is screwed in the center of the test jig 5 from the outside to the inside. Have been combined. A test piece 6 is arranged inside the test jig 5, and both ends 5a of the test jig 5 are arranged.
Thus, both ends 6a of the test piece 6 are supported from above, and a welded portion 6b formed at the center of the test piece 6 is supported by the bolt 7 from below.

【0033】このように配置された試験片に対して、ボ
ルト調節することにより負荷応力を20kg/mm2
調整し、この状態のまま100℃のクロム酸腐食液(3
6g/リットル CrO3−30g/リットル K2Cr23−3
g/リットル NaCl)に浸漬して、目視観察による割れ
発生までの時間を測定することにより、応力腐食割れ寿
命(SCC寿命)を評価した。
The load stress was adjusted to 20 kg / mm 2 by adjusting the bolts of the test piece arranged in this way, and the chromic acid corrosion liquid (3
6 g / liter CrO 3 -30 g / liter K 2 Cr 2 O 3 -3
g / liter NaCl), and the time until crack generation was measured by visual observation to evaluate the stress corrosion cracking life (SCC life).

【0034】図3は縦軸に割れ率をとって、実施例及び
比較例のHould Craft割れ試験の試験結果を
示すグラフ図である。図3に示すように、実施例No.
1、2、比較例No.4及び5はAl−Mg系合金から
なる溶接棒を使用したものであり、Al−Mg−Zn系
合金からなる従来の組成の溶接棒を使用した比較例N
o.3と比較して、割れ率が低い値となった。また、実
施例No.1、2、比較例No.4及び5はAg含有量
を0乃至1.27重量%の範囲で変化させたものである
が、このようにAg含有量を変化させても、溶接割れの
評価結果は殆ど変化がなかった。
FIG. 3 is a graph showing the results of a Hold Craft crack test of Examples and Comparative Examples, taking the crack rate on the vertical axis. As shown in FIG.
1, 2, Comparative Example No. Nos. 4 and 5 use a welding rod made of an Al-Mg-based alloy, and Comparative Example N using a welding rod of a conventional composition made of an Al-Mg-Zn-based alloy
o. As compared with No. 3, the crack rate was a low value. Also, in Example No. 1, 2, Comparative Example No. In Nos. 4 and 5, the Ag content was changed in the range of 0 to 1.27% by weight. Even when the Ag content was changed in this manner, the evaluation results of the weld cracks hardly changed.

【0035】図4は縦軸に引張強さをとって、実施例及
び比較例の引張試験の評価結果を示すグラフ図である。
比較例No.4は溶接棒中にAgが含有されていないも
のであるので、引張強さが最も低い値となった。また、
実施例No.1、実施例No.2、比較例No.5は、
溶接棒中のAg含有量を順次増加させたものである。図
4に示すように、溶接棒中のAg含有量が増加するに従
って、引張強さが向上した。
FIG. 4 is a graph showing the evaluation results of the tensile tests of the examples and the comparative examples, taking the tensile strength on the vertical axis.
Comparative Example No. Since No. 4 contained no Ag in the welding rod, the tensile strength was the lowest. Also,
Example No. 1, Example No. 2, Comparative Example No. 5 is
The Ag content in the welding rod was gradually increased. As shown in FIG. 4, the tensile strength improved as the Ag content in the welding rod increased.

【0036】図5は縦軸にSCC寿命をとって、実施例
及び比較例の耐SCC性を示すグラフ図である。実施例
No.1はAg含有量が0.31重量%であり、実施例
No.2はAg含有量が0.62重量%である。図5に
示すように、実施例No.2が最もSCC寿命が長くな
り、特に、溶接後にT7処理を実施すると、クロム酸腐
食液に960分間浸漬しても、割れが発生しなかった。
FIG. 5 is a graph showing the SCC resistance of the example and the comparative example, with the SCC life on the vertical axis. Example No. In Example No. 1, the Ag content was 0.31% by weight. No. 2 has an Ag content of 0.62% by weight. As shown in FIG. No. 2 had the longest SCC life, and in particular, when T7 treatment was performed after welding, no cracking occurred even when immersed in a chromic acid corrosion solution for 960 minutes.

【0037】一方、Agを含有させていない比較例N
o.4は実施例No.1と比較して、T7処理を実施し
たものについてはSCC寿命が低下している。また、A
gを1.27重量%含有させた比較例No.5は、Ag
を含有させていない比較例No.4と比較すると、同等
か又はSCC寿命が短いものとなった。
On the other hand, Comparative Example N containing no Ag
o. 4 is Example No. 4. As compared with No. 1, the SCC life was shorter in the case where the T7 treatment was performed. Also, A
g containing 1.27% by weight. 5 is Ag
Comparative Example No. As compared with No. 4, the SCC life was equivalent or shorter.

【0038】次に、耐溶接割れ性と、結晶粒の微細化元
素との関係を調査するために、下記表3に示す化学成分
を有するアルミニウム合金を鋳造し、通常の方法によ
り、直径が、例えば3.2mmであるTIG溶接棒を製
造した。そして図1に示す方法と同様の方法により溶接
母材をTIG溶接すると共に、Hould Claft
割れ試験を実施し、Zr、Mn、Cr、Ti及びBの添
加元素による耐溶接割れ性を評価した。
Next, in order to investigate the relationship between the resistance to weld cracking and the element for refining the crystal grains, an aluminum alloy having the chemical components shown in Table 3 below was cast, and the diameter of the aluminum alloy was determined by a conventional method. For example, a 3.2 mm TIG welding rod was manufactured. Then, the welding base metal is TIG-welded by a method similar to the method shown in FIG.
A crack test was performed to evaluate weld cracking resistance due to the added elements of Zr, Mn, Cr, Ti, and B.

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】図6は縦軸に割れ率をとって、実施例及び
比較例のHould Craft割れ試験の試験結果を
示すグラフ図であり、図7は縦軸にSCC寿命をとっ
て、実施例及び比較例の耐SCC性を示すグラフ図、図
8は縦軸に引張強さをとって、実施例及び比較例の引張
試験の評価結果を示すグラフ図である。実施例No.6
乃至11は、SCC寿命及び引張強さは比較例と同等で
あるが、割れ率が極めて低いものとなった。特に、実施
例No.6、10及び11は、実施例No.7に本発明
の範囲内でTi及び/又はBを添加したものであるの
で、実施例No.7と比較して、割れの発生率が低下し
た。
FIG. 6 is a graph showing the results of the Hold Craft crack test of the examples and the comparative examples, taking the crack rate on the vertical axis. FIG. 7 shows the SCC life on the vertical axis. FIG. 8 is a graph showing the SCC resistance of the comparative example, and FIG. 8 is a graph showing the evaluation results of the tensile tests of the example and the comparative example, with the vertical axis representing the tensile strength. Example No. 6
In Nos. To 11, the SCC life and the tensile strength were the same as those of the comparative example, but the cracking ratio was extremely low. In particular, in Example No. 6, 10, and 11 are the same as those in Example Nos. 7 was obtained by adding Ti and / or B within the scope of the present invention. As compared with No. 7, the incidence of cracking was reduced.

【0041】一方、比較例No.12及び13はMn又
はCrをZrと共存させずに単独で添加したものであ
り、比較例No.14はMn含有量が本発明範囲の上限
を超えていると共に、Mn及びCrの含有量がZr含有
量よりも多いもの、比較例No.15はMn及びCr含
有量がZr含有量よりも多いものである。また、比較例
No.16乃至19はMn、Cr、Ti又はB含有量が
本発明範囲の上限を超えているものである。従って、比
較例No.12乃至19は、実施例と比較して割れの発
生率が増加した。
On the other hand, in Comparative Example No. Comparative Examples Nos. 12 and 13 were prepared by adding Mn or Cr alone without coexisting with Zr. No. 14 had a Mn content exceeding the upper limit of the range of the present invention, and had Mn and Cr contents larger than the Zr content. In No. 15, the content of Mn and Cr is larger than the content of Zr. Also, in Comparative Example No. Nos. 16 to 19 are those whose Mn, Cr, Ti or B content exceeds the upper limit of the range of the present invention. Therefore, in Comparative Example No. In Nos. 12 to 19, the rate of occurrence of cracks was increased as compared with the examples.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
溶加材中の成分組成が適切に規定されているので、溶接
割れの発生を防止することができると共に、耐SCC性
が優れた高強度の溶接金属を得ることができ、これによ
り、溶接部の応力腐食割れが発生する寿命(SCC寿
命)を長くすることができる。また、この溶加材に添加
するTi及びBの含有量を適切に規定すると、溶接金属
の割れの発生を抑制することができる。
As described in detail above, according to the present invention,
Since the component composition in the filler material is appropriately defined, it is possible to prevent the occurrence of welding cracks and obtain a high-strength weld metal having excellent SCC resistance. The life (SCC life) at which stress corrosion cracking occurs can be extended. Further, when the contents of Ti and B to be added to the filler material are appropriately defined, the occurrence of cracks in the weld metal can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】Hould Craft割れ試験に使用する溶
接母材の形状を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing the shape of a welding base metal used in a Hold Craft crack test.

【図2】SCC寿命試験の試験方法を示す側面図であ
る。
FIG. 2 is a side view showing a test method of an SCC life test.

【図3】縦軸に割れ率をとって、実施例及び比較例のH
ould Craft割れ試験の試験結果を示すグラフ
図である。
FIG. 3 is a graph showing the crack rate on the vertical axis, and shows the H of Examples and Comparative Examples.
It is a graph which shows the test result of an old Craft crack test.

【図4】縦軸に引張り強さをとって、実施例及び比較例
の引張試験の評価結果を示すグラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing evaluation results of tensile tests of Examples and Comparative Examples, with the vertical axis representing tensile strength.

【図5】縦軸にSCC寿命をとって、実施例及び比較例
の耐SCC性を示すグラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing the SCC resistance of Examples and Comparative Examples, with the SCC life on the vertical axis.

【図6】縦軸に割れ率をとって、実施例及び比較例のH
ould Craft割れ試験の試験結果を示すグラフ
図である。
FIG. 6 is a graph showing the crack rate on the vertical axis, and shows the H of Examples and Comparative Examples.
It is a graph which shows the test result of an old Craft crack test.

【図7】縦軸にSCC寿命をとって、実施例及び比較例
の耐SCC性を示すグラフ図である。
FIG. 7 is a graph showing the SCC resistance of Examples and Comparative Examples, with the SCC life taken on the vertical axis.

【図8】縦軸に引張強さをとって、実施例及び比較例の
引張試験の評価結果を示すグラフ図である。
FIG. 8 is a graph showing evaluation results of tensile tests of Examples and Comparative Examples, with the vertical axis representing tensile strength.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;溶接母材 2;スリット 3;溶接線 5;試験用ジグ 6;試験片 7;ボルト Reference Signs List 1: welding base material 2: slit 3: welding wire 5: test jig 6; test piece 7: bolt

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Mg:4.5乃至5.5重量%、Ag:
0.3乃至0.9重量%及びZr:0.05乃至0.3
0重量%を含有すると共に、Mn:0.10重量%以下
及びCr:0.10重量%以下からなる群から選択され
た少なくとも1種の元素を含有し、残部がAl及び不可
避的不純物からなり、Zrの含有量がMnの含有量及び
Crの含有量よりも多いことを特徴とするアルミニウム
合金用溶加材。
1. Mg: 4.5 to 5.5% by weight, Ag:
0.3 to 0.9% by weight and Zr: 0.05 to 0.3
0% by weight, and at least one element selected from the group consisting of Mn: 0.10% by weight or less and Cr: 0.10% by weight or less, with the balance being Al and unavoidable impurities. , Zr content is higher than Mn content and Cr content.
【請求項2】 更に、Tiを0.05乃至0.20重量
%含有することを特徴とする請求項1に記載のアルミニ
ウム合金用溶加材。
2. The filler metal for an aluminum alloy according to claim 1, further comprising 0.05 to 0.20% by weight of Ti.
【請求項3】 更に、Bを0.001乃至0.02重量
%含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のア
ルミニウム合金用溶加材。
3. The filler metal for aluminum alloy according to claim 1, further comprising 0.001 to 0.02% by weight of B.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008140802A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-20 Universal Alloy Corporation Aluminum-magnesium-silver based alloys
CN108262576A (en) * 2018-01-26 2018-07-10 吴振江 Aluminium alloy welding wire and its manufacturing method
CN108544125A (en) * 2018-04-13 2018-09-18 广西南南铝加工有限公司 A kind of middle strength aluminum alloy welding material and its application

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