JPH11254152A - 導体の溶接方法 - Google Patents
導体の溶接方法Info
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- JPH11254152A JPH11254152A JP10071196A JP7119698A JPH11254152A JP H11254152 A JPH11254152 A JP H11254152A JP 10071196 A JP10071196 A JP 10071196A JP 7119698 A JP7119698 A JP 7119698A JP H11254152 A JPH11254152 A JP H11254152A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
- B23K1/0056—Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/38—Conductors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接金属中のＳｉまたはＭｇの分布を均一に
保って溶接割れが発生する防ぐこと。 【解決手段】 アルミニウム合金からなる導体パイプ６
の溶接開先８と、アルミニウム合金からなる端子部品７
の溶接開先９との間にアルミニウム合金からなるリング
状の溶加材１１を挿入する。この溶加材１１に電子ビー
ム１２を照射して溶融させ、双方の部品を一体に溶接す
る。溶接金属に対する母材の希釈率を６０％に満たない
値に制限することにより溶接金属中のＳｉ量を５．３５
〜１２．０％（重量パーセント）に調節する。
保って溶接割れが発生する防ぐこと。 【解決手段】 アルミニウム合金からなる導体パイプ６
の溶接開先８と、アルミニウム合金からなる端子部品７
の溶接開先９との間にアルミニウム合金からなるリング
状の溶加材１１を挿入する。この溶加材１１に電子ビー
ム１２を照射して溶融させ、双方の部品を一体に溶接す
る。溶接金属に対する母材の希釈率を６０％に満たない
値に制限することにより溶接金属中のＳｉ量を５．３５
〜１２．０％（重量パーセント）に調節する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力用開閉器に組み
込む導体を高エネルギビームを用いて溶接する導体の溶
接方法に関する。
込む導体を高エネルギビームを用いて溶接する導体の溶
接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のアルミニウム合金からなる導体
の溶接法の一つに溶加材を使用するＭＩＧ溶接法があ
る。このＭＩＧ溶接法では図７に示すように、溶接電源
１と接続される溶接電流導体２に溶接ワイヤ３が保持さ
れ、溶接中、溶接ワイヤ３に安定に電気が供給される。
また、溶接中、溶接金属の酸化を防ぐために不活性ガス
４が溶接ワイヤ３を取り囲むノズル５を通して供給され
る。アルミニウム合金からなる導体パイプ６および端子
部品７には予め溶接開先８、９が加工され、同心を保っ
て突き合わせられた導体パイプ６および端子部品７が溶
接開先８、９部を埋める溶接金属１０によって一体に溶
接される。この溶接開先８、９の心出しを容易にするた
めに導体パイプ６と端子部品７とはインローで嵌合して
いる。
の溶接法の一つに溶加材を使用するＭＩＧ溶接法があ
る。このＭＩＧ溶接法では図７に示すように、溶接電源
１と接続される溶接電流導体２に溶接ワイヤ３が保持さ
れ、溶接中、溶接ワイヤ３に安定に電気が供給される。
また、溶接中、溶接金属の酸化を防ぐために不活性ガス
４が溶接ワイヤ３を取り囲むノズル５を通して供給され
る。アルミニウム合金からなる導体パイプ６および端子
部品７には予め溶接開先８、９が加工され、同心を保っ
て突き合わせられた導体パイプ６および端子部品７が溶
接開先８、９部を埋める溶接金属１０によって一体に溶
接される。この溶接開先８、９の心出しを容易にするた
めに導体パイプ６と端子部品７とはインローで嵌合して
いる。
【０００３】この溶接中、溶接電流導体２に電気が供給
され、このとき、溶加材である溶接ワイヤ３に電流が流
れ、溶接ワイヤ３の先端に発生するアークで溶接ワイヤ
３が溶融し、連続して溶接ワイヤ３を送り出すことによ
り溶接金属１０が生成して溶接開先８、９が埋まり、導
体パイプ６と端子部品７とが一体に接合される。
され、このとき、溶加材である溶接ワイヤ３に電流が流
れ、溶接ワイヤ３の先端に発生するアークで溶接ワイヤ
３が溶融し、連続して溶接ワイヤ３を送り出すことによ
り溶接金属１０が生成して溶接開先８、９が埋まり、導
体パイプ６と端子部品７とが一体に接合される。
【０００４】通常、導体パイプ６および端子部品７は導
電率の良好なＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が用いられている
が、この材料は溶接割れ感受性が高い。このため、溶接
割れを防ぐように溶接ワイヤ３には溶接性に優れたＡｌ
−Ｓｉ系合金またはＡｌ−Ｍｇ系合金が使用されてい
る。
電率の良好なＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が用いられている
が、この材料は溶接割れ感受性が高い。このため、溶接
割れを防ぐように溶接ワイヤ３には溶接性に優れたＡｌ
−Ｓｉ系合金またはＡｌ−Ｍｇ系合金が使用されてい
る。
【０００５】このＭＩＧ溶接に代えて、近年、電子ビー
ム溶接法も用いられている（特開平３−５７５７５号公
報、特開平４−１８２０７８号公報など）。この電子ビ
ーム溶接では図８に示すように、導体パイプ６および端
子部品７には予め溶接開先８、９が形成され、この溶接
開先８、９の間に溶融金属量に応じて０．２〜２．０mm
のリング状の溶加材１１が挿入される。溶接中は電子ビ
ーム１２により溶加材１１が溶融して溶接金属１０が生
成し、溶接開先８、９が埋まって導体パイプ６と端子部
品７とが一体に接合される。
ム溶接法も用いられている（特開平３−５７５７５号公
報、特開平４−１８２０７８号公報など）。この電子ビ
ーム溶接では図８に示すように、導体パイプ６および端
子部品７には予め溶接開先８、９が形成され、この溶接
開先８、９の間に溶融金属量に応じて０．２〜２．０mm
のリング状の溶加材１１が挿入される。溶接中は電子ビ
ーム１２により溶加材１１が溶融して溶接金属１０が生
成し、溶接開先８、９が埋まって導体パイプ６と端子部
品７とが一体に接合される。
【０００６】このとき、電子ビーム１２は偏向コイル１
３によって溶接開先幅に合わせて振られる。なお、符号
１４は電子ビームを集束させるための集束コイルを示し
ている。このような電子ビーム溶接はＭＩＧ溶接と比較
してエネルギ密度が高く、溶込み深さは同じであって
も、溶接金属１０の幅は大幅に狭くすることができ、し
かも同じ溶加材を使用した場合でも、溶加材を母材によ
り多く希釈することが可能で、このため溶接金属１０部
の組成がＳｉ０．４５〜５．３５％、Ｍｇ０．１５〜
０．８７％となるように調節できる利点がある。
３によって溶接開先幅に合わせて振られる。なお、符号
１４は電子ビームを集束させるための集束コイルを示し
ている。このような電子ビーム溶接はＭＩＧ溶接と比較
してエネルギ密度が高く、溶込み深さは同じであって
も、溶接金属１０の幅は大幅に狭くすることができ、し
かも同じ溶加材を使用した場合でも、溶加材を母材によ
り多く希釈することが可能で、このため溶接金属１０部
の組成がＳｉ０．４５〜５．３５％、Ｍｇ０．１５〜
０．８７％となるように調節できる利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した電子ビーム溶
接法による導体の溶接においては母材の希釈率が６０％
（図９参照）と高いが、溶接速度も比較的高く、溶接金
属１０中への溶加材１１の撹拌が十分に行われず、Ｓｉ
またはＭｇの分布に偏りが生じ易くなる。特に、溶接金
属／母材界面においてＳｉ量またはＭｇ量の低下が著し
く，この部分で溶接割れを引き起こす可能性がある。
接法による導体の溶接においては母材の希釈率が６０％
（図９参照）と高いが、溶接速度も比較的高く、溶接金
属１０中への溶加材１１の撹拌が十分に行われず、Ｓｉ
またはＭｇの分布に偏りが生じ易くなる。特に、溶接金
属／母材界面においてＳｉ量またはＭｇ量の低下が著し
く，この部分で溶接割れを引き起こす可能性がある。
【０００８】そこで、本発明の目的は溶接金属中のＳｉ
またはＭｇの分布を均一に保って溶接割れが発生するの
を防ぐようにした導体の溶接方法を提供することにあ
る。
またはＭｇの分布を均一に保って溶接割れが発生するの
を防ぐようにした導体の溶接方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明者らは研究を行った結果、次の溶接方法が望ましい
ことを見出した。すなわち、アルミニウム合金からなる
導体パイプの溶接開先と、アルミニウム合金からなる端
子部品の溶接開先との間にアルミニウム合金からなる溶
加材を挿入し、電子ビームないしレーザビームを溶加材
に照射して双方の部品を一体に溶接するにあたり、溶接
金属に対する母材の希釈率を一定の範囲内に制限するよ
うに電子ビームないしレーザビームを照射し、溶接金属
中のＳｉ量が重量パーセントで５．３５〜１２．０％と
なるようにしたものである。
発明者らは研究を行った結果、次の溶接方法が望ましい
ことを見出した。すなわち、アルミニウム合金からなる
導体パイプの溶接開先と、アルミニウム合金からなる端
子部品の溶接開先との間にアルミニウム合金からなる溶
加材を挿入し、電子ビームないしレーザビームを溶加材
に照射して双方の部品を一体に溶接するにあたり、溶接
金属に対する母材の希釈率を一定の範囲内に制限するよ
うに電子ビームないしレーザビームを照射し、溶接金属
中のＳｉ量が重量パーセントで５．３５〜１２．０％と
なるようにしたものである。
【００１０】この溶接方法においては溶接金属中のＳｉ
量が増すことによりＳｉ分布の偏りが少なくなり、溶接
金属／母材界面における溶接割れを減少させることが可
能になる。
量が増すことによりＳｉ分布の偏りが少なくなり、溶接
金属／母材界面における溶接割れを減少させることが可
能になる。
【００１１】また、この溶接方法において母材の希釈率
は６０％に満たない値を保つようにすることが望まし
い。この希釈率を保つには溶加材の厚さが薄くてはＳｉ
量が望ましい値とならないために厚さ０．５mmを超える
溶加材が必要である。
は６０％に満たない値を保つようにすることが望まし
い。この希釈率を保つには溶加材の厚さが薄くてはＳｉ
量が望ましい値とならないために厚さ０．５mmを超える
溶加材が必要である。
【００１２】さらに、望ましくは、導体パイプの溶接開
先をステップ形状に形成し、また、端子部品の溶接開先
をステップ形状に形成し、双方のステップ形状の溶接開
先の間にそのステップ形状に合わせて作られた溶加材を
挿入して双方の部品を溶接する。
先をステップ形状に形成し、また、端子部品の溶接開先
をステップ形状に形成し、双方のステップ形状の溶接開
先の間にそのステップ形状に合わせて作られた溶加材を
挿入して双方の部品を溶接する。
【００１３】この溶接方法においては母材の希釈率がさ
らに低くなり、Ｓｉが大きく増すことによりＳｉ分布の
偏りがより少なくなり、溶接金属／母材界面における溶
接割れを減少させることが可能になる。
らに低くなり、Ｓｉが大きく増すことによりＳｉ分布の
偏りがより少なくなり、溶接金属／母材界面における溶
接割れを減少させることが可能になる。
【００１４】さらに、望ましくは、導体パイプの溶接開
先を三角形状に形成し、また端子部品の溶接開先を三角
形状に形成し、双方の三角形状の溶接開先の間にその三
角形状に合わせて作られた溶加材を挿入して双方の部品
を溶接する。
先を三角形状に形成し、また端子部品の溶接開先を三角
形状に形成し、双方の三角形状の溶接開先の間にその三
角形状に合わせて作られた溶加材を挿入して双方の部品
を溶接する。
【００１５】この溶接方法においては母材の希釈率がさ
らに低くなり、Ｓｉが大きく増すことによりＳｉ分布の
偏りがより少なくなり、溶接金属／母材界面における溶
接割れを減少させることができる。
らに低くなり、Ｓｉが大きく増すことによりＳｉ分布の
偏りがより少なくなり、溶接金属／母材界面における溶
接割れを減少させることができる。
【００１６】さらに、発明者らはアルミニウム合金から
なる導体パイプの溶接開先と、アルミニウム合金からな
る端子部品の溶接開先との間にアルミニウム合金からな
る溶加材を挿入し、電子ビームないしレーザビームを溶
加材に照射して双方の部品を一体に溶接するにあたり、
溶接開先と接する溶加材の両縁端部を溶加材寄りにビー
ム中心を合わせて電子ないしレーザビームを照射する方
法が望ましいことを見出した。
なる導体パイプの溶接開先と、アルミニウム合金からな
る端子部品の溶接開先との間にアルミニウム合金からな
る溶加材を挿入し、電子ビームないしレーザビームを溶
加材に照射して双方の部品を一体に溶接するにあたり、
溶接開先と接する溶加材の両縁端部を溶加材寄りにビー
ム中心を合わせて電子ないしレーザビームを照射する方
法が望ましいことを見出した。
【００１７】この溶接方法においては母材の希釈率が低
くなり、溶接金属中のＳｉが増してＳｉ分布の偏りが改
善される結果、溶接金属／母材界面における溶接割れを
減少させることが可能になる。
くなり、溶接金属中のＳｉが増してＳｉ分布の偏りが改
善される結果、溶接金属／母材界面における溶接割れを
減少させることが可能になる。
【００１８】また、発明者らはアルミニウム合金からな
る導体パイプの溶接開先と、アルミニウム合金からなる
端子部品の溶接開先との間にＡｌ−Ｍｇ系合金からなる
溶加材を挿入し、電子ビームないしレーザビームを溶加
材に照射して双方の部品を一体に溶接するにあたり、溶
接金属中のＭｇ量が重量パーセントで０．８７〜５．０
％となるように調節する方法が望ましいことを見出し
た。
る導体パイプの溶接開先と、アルミニウム合金からなる
端子部品の溶接開先との間にＡｌ−Ｍｇ系合金からなる
溶加材を挿入し、電子ビームないしレーザビームを溶加
材に照射して双方の部品を一体に溶接するにあたり、溶
接金属中のＭｇ量が重量パーセントで０．８７〜５．０
％となるように調節する方法が望ましいことを見出し
た。
【００１９】この溶接方法においては溶接金属中のＭｇ
量が増加することによりＭｇ分布の偏りがより少なくな
り、溶接金属／母材界面における溶接割れを減少させる
ことができる。
量が増加することによりＭｇ分布の偏りがより少なくな
り、溶接金属／母材界面における溶接割れを減少させる
ことができる。
【００２０】さらに、アルミニウム合金からなる導体パ
イプの溶接開先と、アルミニウム合金からなる端子部品
の溶接開先との間にＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金からなる溶
加材を挿入し、電子ビームないしレーザビームを溶加材
に照射して双方の部品を一体に溶接するにあたり、溶接
金属中のＭｇ量およびＳｉ量がそれぞれ重量パーセント
で０．８７〜２．０％および１．２〜４．８％となるよ
うに調節する方法が望ましいことを見出した。
イプの溶接開先と、アルミニウム合金からなる端子部品
の溶接開先との間にＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金からなる溶
加材を挿入し、電子ビームないしレーザビームを溶加材
に照射して双方の部品を一体に溶接するにあたり、溶接
金属中のＭｇ量およびＳｉ量がそれぞれ重量パーセント
で０．８７〜２．０％および１．２〜４．８％となるよ
うに調節する方法が望ましいことを見出した。
【００２１】この溶接方法においては溶接金属中のＭｇ
量およびＳｉ量がそれぞれ増加することによりＭｇ分布
およびＳｉ分布の偏りがより少なくなり、溶接金属／母
材界面における溶接割れを減少させることが可能にな
る。
量およびＳｉ量がそれぞれ増加することによりＭｇ分布
およびＳｉ分布の偏りがより少なくなり、溶接金属／母
材界面における溶接割れを減少させることが可能にな
る。
【００２２】さらに、望ましくは、導体パイプの溶接開
先をステップ形状に形成し、また端子部品の溶接開先を
ステップ形状に形成し、双方のステップ形状の溶接開先
の間にそのステップ形状に合わせて作られた溶加材を挿
入して双方の部品を溶接する。
先をステップ形状に形成し、また端子部品の溶接開先を
ステップ形状に形成し、双方のステップ形状の溶接開先
の間にそのステップ形状に合わせて作られた溶加材を挿
入して双方の部品を溶接する。
【００２３】この溶接方法においては母材の希釈率がさ
らに低くなり、ＭｇならびにＭｇおよびＳｉが大きく増
加することによりＭｇ分布ならびにＭｇおよびＳｉ分布
の偏りが少なくなり、溶接金属／母材界面における溶接
割れを減少させることが可能になる。
らに低くなり、ＭｇならびにＭｇおよびＳｉが大きく増
加することによりＭｇ分布ならびにＭｇおよびＳｉ分布
の偏りが少なくなり、溶接金属／母材界面における溶接
割れを減少させることが可能になる。
【００２４】さらに、望ましくは導体パイプの溶接開先
を三角形状に形成し、また端子部品の溶接開先を三角形
状に形成し、双方の三角形状の溶接開先の間にその三角
形状に合わせて作られた溶加材を挿入して双方の部品を
溶接する。
を三角形状に形成し、また端子部品の溶接開先を三角形
状に形成し、双方の三角形状の溶接開先の間にその三角
形状に合わせて作られた溶加材を挿入して双方の部品を
溶接する。
【００２５】この溶接方法においては母材の希釈率がさ
らに低くなり、ＭｇならびにＭｇおよびＳｉが大きく増
加することによりＭｇ分布ならびにＭｇおよびＳｉ分布
の偏りが少なくなり、溶接金属／母材界面における溶接
割れを減少させることが可能になる。
らに低くなり、ＭｇならびにＭｇおよびＳｉが大きく増
加することによりＭｇ分布ならびにＭｇおよびＳｉ分布
の偏りが少なくなり、溶接金属／母材界面における溶接
割れを減少させることが可能になる。
【００２６】また、発明者らは導体パイプおよび／また
は端子部品の溶接開先にアルミニウム合金からなる溶加
材もしくはＡｌ−Ｍｇ系合金からなる溶加材またはＡｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系合金からなる溶加材を肉盛りあるいは溶
射によって形成する方法が有効であることを見出した。
は端子部品の溶接開先にアルミニウム合金からなる溶加
材もしくはＡｌ−Ｍｇ系合金からなる溶加材またはＡｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系合金からなる溶加材を肉盛りあるいは溶
射によって形成する方法が有効であることを見出した。
【００２７】この溶接方法においては溶加材の断面形状
が特定の形状に拘る必要がなくなり、自由な形状に決め
ることができる。溶加材の断面形状は開先形状により近
づけることができ、母材の希釈率をさらに低くすること
が可能になる。したがって、溶接金属中のＳｉ量あるい
はＭｇ量を増加させることができ、溶接割れを防止する
ことができる。
が特定の形状に拘る必要がなくなり、自由な形状に決め
ることができる。溶加材の断面形状は開先形状により近
づけることができ、母材の希釈率をさらに低くすること
が可能になる。したがって、溶接金属中のＳｉ量あるい
はＭｇ量を増加させることができ、溶接割れを防止する
ことができる。
【００２８】この溶加材の形成は様々な方法で実施する
ことができる。火炎溶射法、高速火炎溶射法、大気プラ
ズマ溶射法、減圧プラズマ溶射法のいずれを用いてもよ
く、望ましい形状の溶加材を形成することができる。
ことができる。火炎溶射法、高速火炎溶射法、大気プラ
ズマ溶射法、減圧プラズマ溶射法のいずれを用いてもよ
く、望ましい形状の溶加材を形成することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】（実施例）図１に溶接の施工で用
いられた装置の構成を示している。装置は溶接電源１を
備え、この溶接電源１にフィラメント１５が接続されて
いる。電子ビーム１２はこのフィラメント１５を通して
照射するように構成されている。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合
金からなる導体パイプ６および端子部品７に溶接開先
８、９を加工し、直線状の溶接開先８、９の間にリング
状の溶加材１１を挿入して偏光コイル１３で電子ビーム
１２を振らせながら、溶加材１１を溶融して溶接した。
いられた装置の構成を示している。装置は溶接電源１を
備え、この溶接電源１にフィラメント１５が接続されて
いる。電子ビーム１２はこのフィラメント１５を通して
照射するように構成されている。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合
金からなる導体パイプ６および端子部品７に溶接開先
８、９を加工し、直線状の溶接開先８、９の間にリング
状の溶加材１１を挿入して偏光コイル１３で電子ビーム
１２を振らせながら、溶加材１１を溶融して溶接した。
【００３０】この溶接中、溶接金属１０に対する母材の
希釈率を制限して実施した。溶加材１１の板厚が０．５
mm以下では希釈率が６０％を超えたが、板厚が０．５mm
を超えたところから所望とする低い希釈率（図２参照）
が得られることが確認された。溶加材１１の板厚を変化
させて溶接したときの溶接金属１０中のＳｉおよびＭｇ
の成分の変化する程度が表１に示されている。この表１
には比較のために従来の方法で得られた結果も示してい
る。
希釈率を制限して実施した。溶加材１１の板厚が０．５
mm以下では希釈率が６０％を超えたが、板厚が０．５mm
を超えたところから所望とする低い希釈率（図２参照）
が得られることが確認された。溶加材１１の板厚を変化
させて溶接したときの溶接金属１０中のＳｉおよびＭｇ
の成分の変化する程度が表１に示されている。この表１
には比較のために従来の方法で得られた結果も示してい
る。
【００３１】
【表１】
【００３２】従来技術による方法と比べてＳｉ量が増加
し、重量パーセントで５．３５〜１２．０％まで高めら
れることが確認された。Ｓｉ量が増すことによりＳｉ分
布の偏りはより少なくなり、溶接金属／母材界面におけ
る溶接割れが減少することが確かめられた。なお、溶接
部にはいずれの欠陥も生じていなかった。
し、重量パーセントで５．３５〜１２．０％まで高めら
れることが確認された。Ｓｉ量が増すことによりＳｉ分
布の偏りはより少なくなり、溶接金属／母材界面におけ
る溶接割れが減少することが確かめられた。なお、溶接
部にはいずれの欠陥も生じていなかった。
【００３３】（実施例２）実施例１よりもさらに母材の
希釈率を抑えるために図３に示すステップ形の溶接開先
１６、１７および図４に示す三角形の溶接開先１８、１
９を加工し、溶接開先１６、１７および溶接開先１８、
１９の間にステップ形状に合わせて作られた溶加材２０
および三角形状に合わせて作られた溶加材２１を挿入し
て電子ビーム１２を振らせながら、溶加材２０および溶
加材２１を溶融して溶接した。
希釈率を抑えるために図３に示すステップ形の溶接開先
１６、１７および図４に示す三角形の溶接開先１８、１
９を加工し、溶接開先１６、１７および溶接開先１８、
１９の間にステップ形状に合わせて作られた溶加材２０
および三角形状に合わせて作られた溶加材２１を挿入し
て電子ビーム１２を振らせながら、溶加材２０および溶
加材２１を溶融して溶接した。
【００３４】リング状の溶加材１１を用いた実施例１の
ものと比べてステップ形状の溶接開先１６、１７に合わ
せて作られた溶加材２０および三角形状の溶接開先１
８、１９に合わせて作られた溶加材２１を用いる溶接
は、母材の希釈率がさらに低くなり、Ｓｉ量が増してＳ
ｉ分布を均一に保つうえでより望ましいものであること
が確認された。
ものと比べてステップ形状の溶接開先１６、１７に合わ
せて作られた溶加材２０および三角形状の溶接開先１
８、１９に合わせて作られた溶加材２１を用いる溶接
は、母材の希釈率がさらに低くなり、Ｓｉ量が増してＳ
ｉ分布を均一に保つうえでより望ましいものであること
が確認された。
【００３５】また、リング状の溶加材１１では難しかっ
た溶接金属１０の小さい溶接でも十分な量のＳｉを確保
できることが判った。
た溶接金属１０の小さい溶接でも十分な量のＳｉを確保
できることが判った。
【００３６】（実施例３）母材の希釈率を抑えるために
溶加材の溶接開先と接する両縁端を溶接する方法を研究
した。図５に溶加材１１の両縁端に電子ビーム１２を照
射して得た溶接部を示している。導体パイプ６および端
子部品７には予めリング状の溶加材１１に合わせて直線
状の溶接開先８、９が加工された。電子ビーム１２は、
初めに、溶接開先８と接する溶加材１１の縁端を溶加材
寄りにビーム中心を合わせて照射し、母材（導体パイプ
６）の溶融を抑えた。次いで、電子ビーム１２は溶接開
先９と接する溶加材１１の縁端を溶加材寄りにビーム中
心を合わせて照射し、母材（端子部品７）の溶融を抑え
た。
溶加材の溶接開先と接する両縁端を溶接する方法を研究
した。図５に溶加材１１の両縁端に電子ビーム１２を照
射して得た溶接部を示している。導体パイプ６および端
子部品７には予めリング状の溶加材１１に合わせて直線
状の溶接開先８、９が加工された。電子ビーム１２は、
初めに、溶接開先８と接する溶加材１１の縁端を溶加材
寄りにビーム中心を合わせて照射し、母材（導体パイプ
６）の溶融を抑えた。次いで、電子ビーム１２は溶接開
先９と接する溶加材１１の縁端を溶加材寄りにビーム中
心を合わせて照射し、母材（端子部品７）の溶融を抑え
た。
【００３７】このような溶接方法においても母材の希釈
率が低くなることが確認された。この結果、溶接金属１
０中のＳｉ量が増してＳｉ分布が改善され、溶接割れを
減少させることが確かめられた。
率が低くなることが確認された。この結果、溶接金属１
０中のＳｉ量が増してＳｉ分布が改善され、溶接割れを
減少させることが確かめられた。
【００３８】（実施例４）実施例１の装置を用いてＡｌ
−Ｍｇ系合金からなる溶加材１１を導体パイプ６の溶接
開先８と端子部品７の溶接開先９との間に挿入し、電子
ビーム１２を振らせながら、溶加材１１を溶融して溶接
した。溶接金属１０中のＭｇ量が重量パーセントで０．
８７〜５．０％となるように調節した。
−Ｍｇ系合金からなる溶加材１１を導体パイプ６の溶接
開先８と端子部品７の溶接開先９との間に挿入し、電子
ビーム１２を振らせながら、溶加材１１を溶融して溶接
した。溶接金属１０中のＭｇ量が重量パーセントで０．
８７〜５．０％となるように調節した。
【００３９】また、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金からなる溶
加材１１を導体パイプ６の溶接開先８と端子部品７の溶
接開先９との間に挿入し、電子ビーム１２を振らせなが
ら、溶加材１１を溶融して溶接した。溶接金属１０中の
Ｍｇ量がいずれも重量パーセントで０．８７〜２．０
％、Ｓｉ量が１．２〜４．８％となるように調節した。
加材１１を導体パイプ６の溶接開先８と端子部品７の溶
接開先９との間に挿入し、電子ビーム１２を振らせなが
ら、溶加材１１を溶融して溶接した。溶接金属１０中の
Ｍｇ量がいずれも重量パーセントで０．８７〜２．０
％、Ｓｉ量が１．２〜４．８％となるように調節した。
【００４０】Ｍｇの単独添加およびＭｇおよびＳｉの添
加により溶接金属１０中のＭｇ量ならびにＭｇ量および
Ｓｉ量を増加させることができ、溶接割れの防止に有効
であることが確認された。
加により溶接金属１０中のＭｇ量ならびにＭｇ量および
Ｓｉ量を増加させることができ、溶接割れの防止に有効
であることが確認された。
【００４１】（実施例５）添加材を様々に変えて行った
研究および高エネルギビームの照射位置を変える研究と
共に予め加工された溶接開先に肉盛りあるいは溶射法を
用いて溶加材を形成する方法も研究した。図６に大気プ
ラズマ溶射法で形成した溶加材の一例を示している。溶
接トーチ２２からアーク２３を発生させて溶加材である
粉末２４を加熱し、溶射によって端子部品７の溶接開先
９に溶加材２５を形成した。
研究および高エネルギビームの照射位置を変える研究と
共に予め加工された溶接開先に肉盛りあるいは溶射法を
用いて溶加材を形成する方法も研究した。図６に大気プ
ラズマ溶射法で形成した溶加材の一例を示している。溶
接トーチ２２からアーク２３を発生させて溶加材である
粉末２４を加熱し、溶射によって端子部品７の溶接開先
９に溶加材２５を形成した。
【００４２】この方法においては溶射によって溶加材を
形成するために溶接開先９の形状は自由に決めることが
できる。もちろん、実施例１、２、３の溶接方法で用い
られた溶接開先にも適用することが可能である。
形成するために溶接開先９の形状は自由に決めることが
できる。もちろん、実施例１、２、３の溶接方法で用い
られた溶接開先にも適用することが可能である。
【００４３】この方法を用いることで、溶加材１１は開
先形状により近づけることができ、母材の希釈率をさら
に低くすることが可能になる。たとえば、同じ断面積を
有するリング状の溶加材１１と比べても溶接金属１０中
のＳｉ量を増加させることができ、溶接割れの防止に有
効であることが確かめられた。
先形状により近づけることができ、母材の希釈率をさら
に低くすることが可能になる。たとえば、同じ断面積を
有するリング状の溶加材１１と比べても溶接金属１０中
のＳｉ量を増加させることができ、溶接割れの防止に有
効であることが確かめられた。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は高エネルギ
ビームで溶加材を集中的に溶融させ、溶接金属に対する
母材の希釈率を一定の範囲内に制限するようにしたの
で、溶接金属中のＳｉまたはＭｇの分布を均一に保つこ
とができる。したがって、本発明によれば、アルミニウ
ム製の導体の接合部で溶接割れが発生するのを防ぐこと
が可能である。
ビームで溶加材を集中的に溶融させ、溶接金属に対する
母材の希釈率を一定の範囲内に制限するようにしたの
で、溶接金属中のＳｉまたはＭｇの分布を均一に保つこ
とができる。したがって、本発明によれば、アルミニウ
ム製の導体の接合部で溶接割れが発生するのを防ぐこと
が可能である。
【図１】本発明の溶接方法における装置の構成を示す摸
式図。
式図。
【図２】本発明の溶接方法で得られる母材の希釈率を示
すための図。
すための図。
【図３】本発明に係る溶接開先および溶加材を示す断面
図。
図。
【図４】本発明に係る溶接開先および溶加材を示す断面
図。
図。
【図５】本発明の溶接方法で得られる母材の溶融状態を
示す摸式図。
示す摸式図。
【図６】本発明に係る溶加材の形成方法を示す摸式図。
【図７】従来の導体のＭＩＧ溶接方法を示す摸式図。
【図８】従来の導体の電子ビーム溶接方法を示す摸式
図。
図。
【図９】従来の溶接方法で得られる母材の希釈率を示す
ための図。
ための図。
６ 導体パイプ ７ 端子部品 ８、９、１６、１７、１８、１９ 溶接開先 １０ 溶接金属 １１、２０、２１、２５ 溶加材 ２２ 溶接トーチ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 21/06 Ｃ２２Ｃ 21/06 Ｃ２３Ｃ 4/08 Ｃ２３Ｃ 4/08 Ｈ０１Ｈ 1/06 Ｈ０１Ｈ 1/06 Ｆ (72)発明者 友田 憲次 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 雛田谷 博 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内
Claims (11)
- 【請求項１】 アルミニウム合金からなる導体パイプの
溶接開先と、アルミニウム合金からなる端子部品の溶接
開先との間にアルミニウム合金からなる溶加材を挿入
し、高エネルギビームを該溶加材し照射し、双方の部品
を一体に溶接する導体の溶接方法において、溶接金属に
対する母材の希釈率を一定の範囲内に制限するように高
エネルギビームを照射し、溶接金属中のＳｉ量が重量パ
ーセントで５．３５〜１２．０％となるようにしたこと
を特徴とする導体の溶接方法。 - 【請求項２】 前記溶着金属に対する母材の希釈率が６
０％に満たない値を保つようにしたことを特徴とする請
求項１記載の導体の溶接方法。 - 【請求項３】 前記導体パイプの溶接開先をステップ形
状に形成し、また前記端子部品の溶接開先をステップ形
状に形成し、双方の該ステップ形状の溶接開先の間にそ
のステップに合わせて作られた溶加材を挿入して双方の
部品を溶接することを特徴とする請求項１記載の導体の
溶接方法。 - 【請求項４】 前記導体パイプの溶接開先を三角形状に
形成し、また前記端子部品の溶接開先を三角形状に形成
し、双方の該三角形状の溶接開先の間にその三角形状に
合わせて作られた溶加材を挿入して双方の部品を溶接す
ることを特徴とする請求項１記載の導体の溶接方法。 - 【請求項５】 アルミニウム合金からなる導体パイプの
溶接開先と、アルミニウム合金からなる端子部品の溶接
開先との間にアルミニウム合金からなる溶加材を挿入
し、高エネルギビームを該溶加材に照射して双方の部品
を一体に溶接する導体の溶接方法において、前記溶接開
先と接する該溶加材の両縁端部を溶加材寄りにビーム中
心を合わせて高エネルギビームを照射することを特徴と
する導体の溶接方法。 - 【請求項６】 前記導体パイプおよび／または端子部品
の溶接開先にアルミニウム合金からなる溶加材を肉盛り
あるいは溶射によって形成することを特徴とする請求項
１ないし５のいずれか１項に記載の導体の溶接方法。 - 【請求項７】 アルミニウム合金からなる導体パイプの
溶接開先と、アルミニウム合金からなる端子部品の溶接
開先との間にＡｌ−Ｍｇ系合金からなる溶加材を挿入
し、高エネルギビームを該溶加材に照射して双方の部品
を一体に溶接する導体の溶接方法において、溶接金属中
のＭｇ量が重量パーセントで０．８７〜５．０％となる
ように調節することを特徴とする導体の溶接方法。 - 【請求項８】 Ａｌ−Ｍｇ系合金からなる該溶加材に代
えてＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金からなる溶加材を前記導体
パイプおよび端子部品の溶接開先の間に挿入し、溶接金
属中のＭｇ量およびＳｉ量がそれぞれ重量パーセントで
０．８７〜２．０％および１．２〜４．８％となるよう
に調節することを特徴とする請求項７記載の導体の溶接
方法。 - 【請求項９】 前記導体パイプの溶接開先をステップ形
状に形成し、また前記端子部品の溶接開先をステップ形
状に形成し、双方の該ステップ形状の溶接開先の間にそ
のステップに合わせて作られた溶加材を挿入して双方の
部品を溶接することを特徴とする請求項７または８記載
の導体の溶接方法。 - 【請求項１０】 前記導体パイプの溶接開先を三角形状
に形成し、また前記端子部品の溶接開先を三角形状に形
成し、双方の該三角形状の溶接開先の間にその三角形状
に合わせて作られた溶加材を挿入して双方の部品を溶接
することを特徴とする請求項７または８記載の導体の溶
接方法。 - 【請求項１１】 前記導体パイプおよび／または端子部
品の溶接開先にＡｌ−Ｍｇ系合金あるいはＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金からなる溶加材を肉盛りあるいは溶射によっ
て形成することを特徴とする請求項７ないし１０のいず
れか１項に記載の導体の溶接方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10071196A JPH11254152A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 導体の溶接方法 |
| CN99102726A CN1129499C (zh) | 1998-03-06 | 1999-03-04 | 导体的焊接方法 |
| KR1019990007338A KR100307039B1 (ko) | 1998-03-06 | 1999-03-05 | 도체의 용접 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10071196A JPH11254152A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 導体の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11254152A true JPH11254152A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13453685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10071196A Pending JPH11254152A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 導体の溶接方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11254152A (ja) |
| KR (1) | KR100307039B1 (ja) |
| CN (1) | CN1129499C (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003293066A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Kobe Steel Ltd | 輸送機器用アルミニウム合金接合部材及びその製造方法 |
| JP2007520355A (ja) * | 2004-02-07 | 2007-07-26 | エムティーユー エアロ エンジンズ ゲーエムベーハー | 複数の構成部材を結合する方法 |
| JP2014024089A (ja) * | 2012-07-26 | 2014-02-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電子ビーム溶接方法 |
| KR20180026398A (ko) * | 2015-07-03 | 2018-03-12 | 플란제 에스이 | 내화 금속제 용기 |
| CN108515287A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-09-11 | 河南宏源车轮股份有限公司 | 一种焊接结构及其焊接方法 |
| WO2019117365A1 (ko) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | 엘티메탈 주식회사 | 용사법을 이용한 전기 접점재료의 제조방법 및 이로부터 제조된 전기 접점재료 |
| CN110142495A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种减小母材稀释率的钛铝合金电子束焊接方法 |
| CN110142497A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种抑制铝基复合材料上聚焦电子束焊接母材熔化的方法 |
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| CN101765473B (zh) * | 2007-07-25 | 2012-11-28 | 国立大学法人熊本大学 | 利用高能束焊接金属玻璃和晶体金属的方法 |
| CN101690991B (zh) * | 2009-10-14 | 2011-07-27 | 重庆理工大学 | 铝及铝合金的超声波辅助真空电子束焊接方法 |
| CN102290144B (zh) * | 2011-06-14 | 2012-09-05 | 浙江晨光电缆股份有限公司 | 电缆导体等外径焊接方法 |
| CN104592767A (zh) * | 2013-10-31 | 2015-05-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种生产重交道路沥青的方法 |
| CN104668687B (zh) * | 2015-01-30 | 2017-10-13 | 上海和伍复合材料有限公司 | 一种电触头的焊接方法 |
-
1998
- 1998-03-06 JP JP10071196A patent/JPH11254152A/ja active Pending
-
1999
- 1999-03-04 CN CN99102726A patent/CN1129499C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-05 KR KR1019990007338A patent/KR100307039B1/ko not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| JP2003293066A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Kobe Steel Ltd | 輸送機器用アルミニウム合金接合部材及びその製造方法 |
| JP2007520355A (ja) * | 2004-02-07 | 2007-07-26 | エムティーユー エアロ エンジンズ ゲーエムベーハー | 複数の構成部材を結合する方法 |
| JP2014024089A (ja) * | 2012-07-26 | 2014-02-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電子ビーム溶接方法 |
| KR20180026398A (ko) * | 2015-07-03 | 2018-03-12 | 플란제 에스이 | 내화 금속제 용기 |
| JP2018528321A (ja) * | 2015-07-03 | 2018-09-27 | プランゼー エスエー | 耐熱金属製容器 |
| US10730111B2 (en) | 2015-07-03 | 2020-08-04 | Plansee Se | Container of refractory metal |
| WO2019117365A1 (ko) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | 엘티메탈 주식회사 | 용사법을 이용한 전기 접점재료의 제조방법 및 이로부터 제조된 전기 접점재료 |
| CN108515287A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-09-11 | 河南宏源车轮股份有限公司 | 一种焊接结构及其焊接方法 |
| CN110142495A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种减小母材稀释率的钛铝合金电子束焊接方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1234308A (zh) | 1999-11-10 |
| KR100307039B1 (ko) | 2001-09-24 |
| KR19990077644A (ko) | 1999-10-25 |
| CN1129499C (zh) | 2003-12-03 |
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