JPS6064777A

JPS6064777A - アルミダイカスト製部材にアルミ展伸材製部材を溶接する方法

Info

Publication number: JPS6064777A
Application number: JP17199983A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Nakamura; 中村　好克; Yasushi Oba; 大庭　靖史; Yoshinori Yamamoto; 山本　美徳; Yutaka Tanaka; 豊田中
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Daihatsu Kogyo KK
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1983-09-16
Filing date: 1983-09-16
Publication date: 1985-04-13
Also published as: JPH0216190B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、アルミダイカスト製部材にアルミ展伸材製
部材を溶接する方法に関するもので、特にＭＩＧ　（Ｍ
ｅｔａｌ　Ｉｎｅｒｔ　Ｇａ５）溶接による気密的取付
けを可能ならしめようとするものである。

ダイカスト鋳造は溶湯を高速・高圧で金型キャビティ内
に流入させるものであるから、流入過渡期に溶湯金属内
へ空気が乱入し、これが鋳巣を形成する原因となってい
る。その他の原因としては、離形剤から発生するガスも
あげられるが、主に前述の空気巻込みであり、その大部
分が肉眼や顕微鏡では目視することのできないような微
細な状態で散在し、その内圧も著しく高いものとなって
いる。

以上のような鋳巣は、軽合金のダイカスト鋳物において
一般的に生じているのであるが、アルミダイカスト製部
品においても同様であり、このような所へＭＩＧ溶接を
施す際には独特な問題が発生する。すなわち、溶接ワイ
ヤからのアークによってアルミ母材は相当な深さまで溶
解し、このときに高圧の微細気泡が加熱された状態で集
約されつつ急激に開放されるために、溶接ビード部分に
気泡破裂によるブローホールが発生したり、円滑に連続
するべきビードが切れたりする。このような現象がパイ
プの接合部や容器の蓋の溶接部において生じると、溶接
部の気密性が損われ、圧力容器や流通管のような場合に
は、溶接欠陥となる。

さらに、このような気泡破裂はシールドガスの流れを乱
し、本来のシールド機能が不十分になったり、アーク自
体の形態に異状を来たし、これが原因となって均一良質
なビードが得られないという問題になる。

この発明は、以上に述べた問題点に注目して発案された
ものであり、次の諸点の有機的な結合によって、適正な
気密的取付けを達成している。

（１）　アルミダイカスト製部材のＭＩＧ溶接部位にお
ける気体含有量を極力低下させて、ＭＩＧ溶接に相応し
い母材品質にしておくこと。

（２）　アルミダイカスト製部材に溶接するべき相手方
部材の材質をアルミ展伸材とし、アルミダイカスト製部
材との適合性を良好なものにしたこと。

（３）　アルミダイカスト製部材とアルミ展伸材製部材
との継手構造に独特な工夫を凝らすと共に溶接ワイヤの
移動個所を最適なものにして、加熱分布および溶融帯域
に特殊な現象を生ぜしめたこと。

この発明は、アルミダイカスト製の管部材にアルミ展伸
材製の管をＭＩＧ溶接する場合、アルミダイカスト製容
器にアルミ展伸材製の蓋板をＭＩＧ溶接する場合など種
々なものに実施することができる。以下に説明する実施
例は後者の場合に相当するもので、内燃機関における吸
気系のサージタンクであり、それを第１図〜第４図につ
いて説明する。サージタンク１はアルミダイカスト製の
タンク本体２にアルミ展伸材製のカバープレート（蓋板
）３をＭＩＧ溶接したもので、第８図のような位置にＭ
ＩＧトーチ４を接近させて溶接がなされ、第２図のよう
な溶接ビード５が形成されている。カバープレート８を
タンク本体２に合致させた七き、両者の位置関係は後述
のごとく所定の関係に設定されなければならないので、
第８図のように段部６を設けである。第４図は段部６に
代えて支持突起７がタンク本体２の内面に設けられてい
る場合である。なお、タンク本体２には入口管８が一体
成形され、また、カバープレート８には出口孔９が明け
られ、その各々には吸気管１０　、１１が接続しである
。

サージタンク１の寸法は、横２１０ｍｍ、縦１８Ｑｆｆ
１ｍ。

深さ５５韻、タンク本体２の肉厚４．５１１ｍ１カバー
プレート８の肉厚４闘である。また、第６図は溶接局部
の拡大断面図であり、各部の寸法は、ａ”４．５Ｍｍｚ
ｂ＝４ｍｍ、　（＝＝８ｉ＋ｍ、　ｄ＝ｌＢ＠、　ｅ＝
８ｍｒｔｒ、　ｆ＝１１ａｍ　である。

ｅ＝Ｂｔｎｍ、ｆニア１１ｍに設定して符号１２で示さ
れる個所を肉厚部に形成したのは、該部分の熱マスを大
きく設定して、ダイカスト部材側の溶解量を少量化する
ためである。

アルミダイカスト母材に内包される気体の問題は前述の
とおりであるが、溶接が施される局部の気体含有量は極
力少くされなければならない。本明細書においては、気
体含有量、すなわち鋳巣や気泡の程度をダイカスト母材
の比重で表わしている。発明者達の検討によれば、酸素
雰囲気ダイカスト法のような手法ではなく通常のダイカ
スト法の場合、自動車用のクラッチハウジングや変速機
ケースのように強度剛性の面でも高い品質が要求される
ものにおいては、その比重は２．７０〜２．７８　であ
るが、この程度の値であれば、気泡破裂による悪影響は
解消できないことが解明ミれた。比重２．７８ならば、
相当数の合格品が得られるのであるが、量産経済性の面
からすると、合格率においそ今ひとつ不十分な状況であ
る。

よび第７図のごとき鋳造方案を採用した。第６図は、ご
く一般的に採用されているダイカスト金型を簡略的に示
した縦断面図であり、可動ダイ主型１８、可動ダイ入れ
子１４、固定ダイ主型１５、固定グイ入れ子１６を主と
するもので、両入れ子１４　、１６によってタンク本体
のキャビティ１７、湯道１８、揚だマリ１９およびガス
抜き通路２０等が形成されている。

多数の押出ピン２１は品物の肉厚部１２に相当する個所
に向って伸びており、その支持プレート２２．２８に駆
動手段２４が連結しである。該手段としては、ラック・
ピニオン機構、油圧駆動方式および可動ダイ連動方式な
ど種々なものが採用されているが、図示のものは油圧シ
リンダの駆動ロッドである。

なお、図中２５はガイドスリーブ、２６は注湯口、２７
はプランジャである。

肉厚部１２の比重を高くするために、周知の湯だまり１
９や押出ピン２１の通気機能を、第７図のように特殊な
組合せにして、高い比重が得られるようにした。すなわ
ち、勃だまり１９をできるだけ短い間隔で多数配置し、
この勘だまり１９の中間部に押出ピン２１を対応させた
。こうすることによって、キャビティ１７内の空気は湯
だ跋り１９乃至ガス抜き通路２０を経て排出されると共
に押出ピン２１の摺動間隙部から可動ダイ主型１８の右
側へも排出される。

肉厚部１２は、短間隔配置の湯だまり１９とその中間部
の押出ピン２１から肉厚部の全長にわたって均一に排気
がなされるため、内包される気泡の量は著しく低減して
いる。このようにして得られた比重は２．７４〜２．８
５の範囲であるが、通常の生産管理状態であれば、２．
７８〜２．８０である。

タンク本体２に使用したアルミニウム合金はＡＤＣ１２
（ＪＩＳ　Ｈ２ＢＯ３）にアルミ鋳物屑を加えたもので
、Ｃｕ　２．８７９６、Ｓｉ９．７％、Ｍｇ０．２２％
、ＺｎＯ，７８９６、ＦｅＯ，７０９６、ＭｎＯ，２８
％、ＮｉＯ，０６％、ＳｎＯ，１０％（各々重量％）、
残部ＡＪの化学成分の場合には、気体を含まない無欠陥
状態では比重２．９２であるのに対し、肉厚部１２の部
分では比重２．８０であった。この結果は、前述のクラ
ッチハウジングのような場合を参考にすると、著しく比
重が高められたことになる。また、タンク本体２を５０
０℃で２時間炉内加熱したところ、底板部２８（第７図
診照ンには３〜５個程度のブリスターが認められたが、
内厚部１２にはブリスターの発生がなく、気泡がほとん
ど内在しないかあるいはあったとしても非７ｉ？　Ｋ微
細なものと判断される。アルミダイカスト相中の気体の
状態は、前述のように気泡とは言い難い位の微細なもの
であるが、それを数値的に評価する方法として、ここで
は比重値で評価している。いま、ＩＣ−ｎＬ３のアル【
母材中に包含されている気体を減少さセで０．０１〜０
．０８　グラムの重量増加をなさしめたとすれば、それ
は包含されている気体量を大幅に低減させたことになる
のである。このような観点からも前述のような比重改善
は、数値の上では目立たないが、実質的には重要な要素
になっている。

なお、比重測定は、あらかじめ調整された比重測定溶液
にダイカスト片を浸漬する方法を採用した。

つぎに、溶接局部の継手形状について説明すると、第５
図のようにカバープレート８を合致させた状態では、カ
バープレート８の表面２９が肉厚部１２の表面８０より
も浮上した位置、すなわち、ＭＩＧトーチ８１側に接近
した位置となるように両者の位置関係が設定しである。

したがって、ｇ　＝　１闘の高低差が付与しである。

第５図のＭＩＧ　）−チａ１は品物から離隔した位置状
態のものであるが、その溶接ワイヤ３２は、第２図の溶
接ビード５からも明らかなように、カバープレート３の
外周縁近くでかつ外局縁に沿って表面２９上を移動する
ように軌跡設定を行った。この軌跡の位置は種々な条件
によって微妙に変化するが、この実施例ではに１　＝　
ｌ　ｍｍとした。そして、サージタンクのセット姿勢は
、溶接局部が水平状態になるようにしである。

この実施例におけるＭＩＧ　溶接の条件は、つぎのとお
りである。

アーク電流　１２０Ａアーク電圧　２０Ｖアークパルス　６０サイクルワイヤ　直径　１．２闘材質　ＪＩＳ　Ａ４０４Ｂ系シールドガス流量　２０１７分トーチ移動速度（？均）６０ｃｒｒＬ／分以上の諸元は
ごく通常のものであり、シールドガスも１００９６Ａｒ
　、　８５％Ａｒ＋１５％Ｈｅ　ｔｆ）るいは９ａｒ６
Ａｒ＋２％０２等のようにごく一般的なガスでよい。ま
た、ワイヤ材質を例示すると、Ｃｕ　Ｏ，８％、Ｓｉ５
．０％、八Ｉｇ０．０５％、Ｚｎ０．１０％、Ｆｅ０．
８％、Ｍｎ　Ｏ，０５９６、Ｔｉ０．２０％（各々重量
％）、残部Ａｅで、ＪＩＳＺ８２８２にあるＡ４０４８
相当のものである。

カバープレート３は前述のようにアルＥｄ伸材製とされ
、その化学成分はＣｕ０．０５％、Ｓｉ０．２５％、Ｍ
ｇＯ１０５％、Ｚｎ　Ｏ，０５９６、Ｆｅ０．４０９６
、Ｍｎ　Ｏ，０５Ｊ５、ＡＪ９９．５０％以上（各々重
量％）で、ＪＩＳ　Ｈ４０００にあるＡ１０５０Ｐ相当
のものである。

溶接局部の変化状態を第８図〜第１０図にしたがって説
明すると、第８図のような溶解初期には、溶融池は比較
的幅の狭い領域で、金属溶解量も少い。特に注目される
のは、溶接ワイヤ８２の移動軌跡が第５図のような位置
とされているために、この段階では溶融池３８がカバー
プレート８の範囲内にとどまっている。さらに溶解が進
行して溶融池Ｂ３が拡幅されかつ深くなって来ると溶解
量Ｒｆｉも第９図のごとく増加する。この場合、カバー
プレートの表面２９が肉厚部の表面３ｏよりもＭＩＧ　
）−チ側に接近させであるため、低い位置にある表面８
゜側に流下し、表面３ｏの一部を覆うような状態となる
。この状態では、肉厚部１２側への熱量も少いので、表
面３０の部分は溶解する程には至っていない。

このような溶接作用がさらに進むと、第１０図のごとく
表面３ｏ側も溶解し、溶接ワイヤからの金属供給もなさ
れて同図のような断面形状で順次凝固して行くのである
。

第８図〜第１０図は理解しゃすくするために、端的にか
つ誇張的に図示したが、溶接部のＷ１面を第１１図の写
真で観察すると、第１０図のような接合形態が基本的に
認められる。

接ワイヤを設置して移動させるものであるから、気泡を
含まない展伸材側から円滑に溶解が始り、展伸材側に十
分な溶解熱が投入されることになる。

これによって流動性を増した展伸材は低い方のダイカス
ト材の方へ流下しつつダイカスト材の一部をも溶解する
のであるが、溶接ワイヤの位置が前スト側における溶解
量は少量にとどめられることになる。この少量溶解と高
比重化によって気泡破裂は生じたとしてもきわめて小規
模でシールドガスに乱れを起させたり、引いてはアーク
の安定性を阻害したりすることがない。また、仮りに気
泡破裂によってブローホールが生じても、十分な溶解熱
を受けしかも気泡を含まない展伸材と溶融ワイヤとが良
好な流動性をもって流下して来て、ブローホールや微細
な凹所を埋めるような役割りを果し・最終的には気密性
の高い溶接が得られるのである。

以上に述べたごとく、本発明はアルミ展伸材製部材を一
段高い位置に設置すること、溶接ワイヤの移動軌跡位置
をアルミ展伸材側に定めたこと、気泡を内在しないアル
ミ展伸材を侵先的にしかも人里に溶解させて流動現象を
生じさせること、ダイカスト材側の溶解量を極力少量に
すること、および重要な事前工程としてダイカスト材側
の比重を高めておくこと等の諸要因が相互に複合して、
両部材の良好な溶接を達成しているのである。

本発明のような配慮がなされていないような２枚のアル
ミダイカスト板に隅肉溶接（ＭＩＧ溶接）を行った場合
を第１２図と第１８図の写真で示した。

これによると、ダイカスト板中に散在している気体が溶
解と共に集約されて目視できる程度の気泡となり、それ
が破裂したりあるいは膨張し１こ大きな空間となって凝
固している状態がはっきり認められる。本発明による第
１１図の写真と比較すると、両者の差がきわめて明白で
ある。また、１Ｍられなサージタンク内に１騨／ｃｒｎ
２を気圧をかけて水中検査をしたところ、溶接ビード部
の気密不良はタンク個数で見て８％であり、その不良状
会も浦経溶接で簡単に手直しできる程度であった。

さらＩど、第５図において寸法１１がゼロとなるように
ＭＩＧトーチの位置を設定すると、ダイカスト副側の溶
解量が過大となって、気体による影響を最小化するもの
としては不適当である。また、寸法ｇがゼロになると、
良質のアルミ展伸材の０１ｃ下現象をめることができず
、ビードの表面平滑性等にとって好しく　７２い。この
ような各諸元を変更してテストした結果は下表のとおり
である。表において○印は合格品、Δ印は合格品もある
が不良率が酩すぎるもの、Ｘ印は不合格品を示している
。

（以下余白）本発明によれば、以上に説明したごとく各構成因子相互
の有機的な複合作用によって、気密性の高い成績の下に
アルミダイカスト製部材とアルミ展伸材製部材とのＭＩ
Ｇ溶接を良好に達成することができ、実施例の容器状物
品の場合をはじめ管状体やその池幅広い製品分野での実
用化を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１１図は本発明の実施例を示すもので、第１
図はサージタンクの側面図、第２図は同平面図、８８図
および第４図は第２図の（３）　−（３）断面図、第６
図は溶接局部の拡大断面図、第６図はダイカスト金型の
簡略的な縦断面図、第７図はタンク本体が金型から取出
された状態を示す部分的な平面図、第８図〜第１０図は
溶接局部の溶解過程を示す断面図、第１１図は良好な溶
接状態を示す断面写真、第１２図は不良溶接ビードの外
視写真、第１３図は第１２図写真のものの断面写真であ
る。２・・・アルミダイカスト製部品、８・・・アルミ展伸
材製部品、２９・・展伸材製部品の表面、３０・・・ダ
イカスト製部品の表面、Ｊｌ・・・ＭＩＧ　トーチ、３
２・・・溶接ワイヤ。出願人　ダイハツ工業株式会社ｚ６図第１／ｒｆＪ箋７２い黄／３圀手続補正書く方式）％式％３　補正をする者［および図面６１　発明の詳細な説明の欄の補正（１）明細書１２頁の４行目「の写真」を削除する。（２）同１３頁下から３行目「の写真」を削除する。（３）同１４頁の３行目「の写真」を削除する。６２　図面の簡単な説明の欄の補正（１）明細書１６頁の９行目の「断面写真」を１−断面
図」に変更する。（２）同１６頁の１０行目の「外観写真」を「外観図」
に変更する。（３）同１６頁の１１行目の［１２図写二真のものの断
面写真］を「１２図のものの断面図」に変更する。６３　図面の補正（１）第１１図、第１２図、第１．３図を別紙の様に変
更する。

Claims

【特許請求の範囲】

アルミダイカスト製部材を少くともそのＭＩＧ溶接部位
の気体含有量が低下するように鋳造し、前記ＭＩＧ溶接
部位にアルミ展伸材製部材を合致させて、両者の位置関
係を展伸材製部材の表面がダイカスト製部材の表面より
もＭＩＧ　トーチ側に接近するように設定し、ＭＩＧ　
）−チからの溶接ワイヤを展伸材製部材の外周縁近傍で
かつその表面側において移動させるようにしたことを特
徴とするアルミダイカスト製部材にアルミ展伸材製部材
を溶接する方法。