KR100997607B1 - 이재 접합 방법 - Google Patents

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Abstract

알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄계 피용접재(1)와, 철계 피용접재(2)를 용접하는 이재 접합 방법에 있어서, 철계 피용접재(2)는 그 표면을 피복하는 아연 또는 아연 합금으로 이루어지는 아연계 피복층(3)을 갖고, 플럭스를 이용하여, 용융 용접법에 의해, 용접시에 플럭스도 용융하도록 하면서 2개의 피용접재를 접합한다.

Description

이재 접합 방법{METHOD FOR JOINING MEMBERS OF DIFFERENT KINDS}
본 발명은, 자동차의 각종 구조재 등으로서 사용되는 알루미늄계 재료와 철계 재료와의 복합 구조체를 얻기 위한 이재 접합 방법에 관한 것이다.
자동차의 각종 구조재는, 그 경량화를 위해, 일부 알루미늄계 재료가 사용되어 있고, 이 때문에, 철계 재료와 알루미늄계 재료와의 이재끼리를 접합하는 방법의 개발이 요망되고 있다.
동종 재료끼리를 접합하는 방법으로서는, TIG(Tungsten Inert Gas) 용접 및 레이저 용접 등의 용융 용접 방법이 일반적으로 사용되고 있지만, 알루미늄계 피용접재와 철계 피용접재와의 이재 접합에 있어서는, 알루미늄계 재료와 철계 재료와의 계면에, FeAl3 또는 Fe2Al5 등의 취성의 Al-Fe계 금속간 화합물이 매우 두텁게 생성하고, 이것이 알루미늄계 피용접재와 철계 피용접재 사이의 접합 강도를 현저히 저하시키기 때문에, 상기 용융 용접 방법을 적용할 수가 없었다.
또한, 이재 접합에 MIG(Metal Inert Gas) 용접을 적용한 예로서, 전극 와이 어에 산화막 제거 효과가 있는 플럭스 코어드 와이어(flux cored wire)를 사용하여, 순 알루미늄과 나강판을 직류 펄스 전원을 사용하여 MIG 용접한 것이 있다(비특허 문헌 1). 그러나, 이재 접합에 MIG 용접을 적용한 경우, 직류 펄스 MIG에서는, 전류를 모을 필요가 있기 때문에, 아크가 불안정으로 되어 스퍼터가 발생하기 쉽고, 산화막을 제거하는 클리닝 작용이 불충분한 등의 문제점이 있다.
그래서, 종래의 이재 접합 방법으로서는, 특허 문헌 1, 2 및 비특허 문헌 2에 개시된 알루미늄계의 납땜재를 사용하는 납땜이 일반적이다.
또한, 납땜이 아니라, 스포트 용접에 의해 알루미늄계 재료와 철계 재료를 접합하는 방법도 있다.
또한, 이종 금속의 레이저 롤(laser roll) 접합 방법도 제안되어 있다(특허 문헌 3). 이 방법은, 제 1 금속판만을 레이저 조사에 의해서 가열한 후, 그 제 1 금속판의 가열부를 압접 롤러에 의해서 제 2 금속판에 압압(押壓)하여 밀착시켜, 소성 변형을 부여함으로써 양 금속판을 접합하는 것이다.
특허 문헌 1 : 일본국 특허 공개 평성 제 7-148571 호 공보
특허 문헌 2 : 일본국 특허 공개 평성 제 10-314933 호 공보
특허 문헌 3 : 일본국 특허 제 3535152 호 공보
비특허 문헌 1 : "용융 프로세스 알루미/동 이재 접합 기술에 관한 조사 연구" p 75-93, 2002년도 성과 보고서(2003년 3월), 오사카 대학 접합 과학 연구소 이재 접합 연구회 편
비특허 문헌 2 : 용접 학회 논문집 제 22 권 제 2 호 p 315-322(2004)
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그러나, 전술한 종래의 기술에는 이하에 나타내는 문제점이 있다. 우선, 납땜에 의한 이재 접합 방법은, 알루미늄계 피용접재와 철계 피용접재 사이에 납재를 삽입할 필요가 있기 때문에, 접합 비용이 비싸게 된다고 하는 문제점이 있다. 또한, 접합시에 취성의 금속간 화합물의 생성을 억제할 필요가 있어, 즉 강철을 용융시키지 않도록 제어할 필요가 있어, 안정적으로 접합하는 것은 곤란하다.
또한, 스포트 용접에 의해 이재 접합을 행하는 경우는, 선 접합이 아니라 점 접합이기 때문에, 접합점 사이의 부분으로 액체 또는 기체가 통과하고, 피접합재간을 기밀적 또는 액밀적으로 밀봉할 수가 없다. 또한, 스포트 용접은, 한 면으로부터의 접합 작업은 불가능하고, 중첩부의 양면에 전극을 배치해야 하기 때문에, 접합 작업에 제약이 있다.
또한, 레이저 롤 접합 방법에 의한 이재 접합에 있어서는, 이재끼리를 롤에 의해 가압할 필요가 있고, 대규모의 장치가 필요하다고 하는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 알루미늄계 피용접재와 철계 피용접재를, 선 접합으로 기밀적 및 액밀적으로 밀봉할 수 있음과 아울러, 고강도로 접합할 수 있어, 폭넓은 시공 조건으로, 안정하게, 또한 대규모의 장치를 필요로 하는 일없이, 용이하게, 또한 저비용으로 접합할 수 있는 이재 접합 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명에 따른 이재 접합 방법은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄계 피용접재와, 철계 피용접재를 용접하는 이재 접합 방법으로서, 철계 피용접재는 그 표면을 피복하는 아연 또는 아연 합금으로 이루어지는 아연계 피복층을 갖고, 플럭스를 이용하여, 용융 용접법에 의해, 용접시에 플럭스도 용융하도록 하면서 2개의 피용접재를 접합하는 것을 특징으로 한다.
구체적인 하나의 방법으로서, 알루미늄계 피용접재는 적어도 철계 피용접재와 접합하는 부위에 도포된 플럭스층을 갖고, 알루미늄계 피용접재를 토치측에 배치하여 2개의 피용접재를 중첩시킨 상태로, 용융 용접법에 의해, 2개의 피용접재를 접합할 수 있다.
또한 다른 방법으로서, 알루미늄계 피용접재를 토치측에 배치하여 2개의 피용접재를 중첩시킨 상태로, 용가재로서 알루미늄 합금 시스의 내부에 플럭스가 충전된 플럭스 코어드 와이어를 사용하여, 플럭스 코어드 와이어에 통전하지 않는 용융 용접법에 의해, 2개의 피용접재를 접합할 수 있다.
플럭스는, 불화물계 플럭스인 것이 바람직하다.
불화물계 플럭스는, 불화 알루미늄과 불화 칼륨 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것이 바람직하다.
불화물계 플럭스는, 추가로 불화 세슘을 포함할 수 있다.
또한, 용가재로서의 플럭스 코어드 와이어의 알루미늄 합금 시스는, Si : 2 내지 13 질량%을 함유하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 알루미늄 합금 시스는, Mg : 3 질량% 이하 및/또는 Mn : 1 질량% 이하를 함유하고 있더라도 좋다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 레이저 등에 의한 열원으로부터의 열로 알루미늄계 피용접재의 가열부가 용융함과 아울러, 플럭스가 용융하여, 용융한 플럭스가 알루미늄계 피용접재의 용융부에 첨가되어, 철계 피용접재의 표면의 아연계 피복층이 용융하여 철계 피용접재의 표면을 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용탕이 원활히 피복된다. 이에 따라, 알루미늄계 피용접재와 철계 피용접재가 강고하게 밀착하여, 높은 계면 접합력으로 양자가 접합된다. 철의 부분은 용융하지 않기 때문에, 비금속 개재물은 생성하지 않는다. 또한, 플럭스 코어드 와이어를 사용하는 경우는, 플럭스 코어드 와이어는 통전하지 않기 때문에, 아크가 플럭스를 증발시키는 것도 없고, 안정하게 접합부를 얻을 수 있다.
도 1(a) 및 (b)은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 이재 접합 방법의 일례를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 이재 접합 방법을 도시한 개략도이다.
부호의 설명
1 : 알루미늄계 피용접재 2 : 철계 피용접재
3 : 아연계 피복층 4 : 플럭스층
5 : 레이저광 6 : 플럭스 코어드 와이어
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 이재 접합 방법에 대하여, 첨부의 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1(a) 및 (b)은, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 이재 접합 방법을 도시한 개략도이다. 도 1(a)는, 알루미늄계 피용접재(1)에 구비하는 플럭스층(4)을 토치측에 구비한 예, 도 1(b)는, 알루미늄계 피용접재(1)에 구비하는 플럭스층(4)을 접합하는 철계 피용접재(2)측에 구비한 예이다. 표면에 플럭스층(4)을 갖춘 알루미늄계 피용접재(1)와, 표면이 아연계 피복층(3)에 의해서 피복된 철계 피용접재(2)가, 알루미늄계 피용접재(1)를 토치측으로 하여 중첩된 상태로 배치되어 있다. 플럭스층(4)은, 알루미늄계 피용접재(1)의 적어도 철계 피용접재(2)와 접합하는 부위에 도포되어 있으면 좋다. 알루미늄계 피용접재(1)의 단면부에서, 플럭스층(4)과 함께 도 1(a) 및 (b) 내의 화살표로 나타내는 레이저광(5)에 의해서 가열 용융시켜, 알루미늄계 피용접재(1)와 철계 피용접재(2)를 접합한다. 이때, 필요에 따라 용가재(filler)를 첨가하더라도 좋다.
접합할 때, 도 1(a) 및 (b)내의 화살표로 나타내는 레이저광(5)에 의한 가열에 의해서 알루미늄계 피용접재(1)의 레이저광 조사 부위가 용융한다. 이때, 알루미늄계 피용접재(1)의 표면에 도포된 플럭스층(4)이 용융하여, 알루미늄계 피용접재(1)의 용융부에 첨가된다. 그렇다면, 철계 피용접재(2)의 표면의 아연계 피복층(3)만이 용융열에 의한 열반응에 의해서 제거되지만, 철계 피용접재(2)의 표면은 용융하지 않는다. 그리고, 철계 피용접재(2)의 표면은, 용융부에 있어서 젖음성(wettability)이 향상되어, 철계 피용접재(2)의 표면을 용융한 알루미늄 합금의 용탕이 원활하게 피복된다. 이에 따라, 알루미늄계 피용접재(1)와 철계 피용접재(2)가 강고하게 밀착하기 때문에, 결과적으로 강고한 계면 접합력을 얻을 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 접합 방법으로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용접으로 일반적으로 쓰이고 있는 용융 용접법을 이용할 수 있다. 용접 방법에 특별히 제약은 없다. 예컨대 레이저 용접, TIG 용접, MIG 용접, 플라즈마 용접 및 전자빔 용접 등을 사용할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 이재 접합 방법을 도시한 개략도이다. 알루미늄계 피용접재(1)와, 표면이 아연계 피복층(3)에 의해 피복된 철계 피용접재(2)가, 알루미늄계 피용접재(1)를 토치측으로 하여 중첩된 상태로 배치되어 있다. 이 알루미늄계 피용접재(1)의 단면부에서 플럭스 코어드 와이어(flux cored wire)(6)를 용가재로서 도 2 내의 화살표로 나타내는 레이저광(5)에 의해서 가열 용융시켜, 알루미늄계 피용접재(1)와 철계 피용접재(2)를 접합한다.
플럭스 코어드 와이어(6)는, 원통형의 알루미늄 합금 시스의 내부에 플럭스를 충전시킨 것이고, 접합할 때, 도 2 내의 화살표로 나타내는 레이저광(5)에 의한 가열에 의해서 알루미늄계 피용접재(1)의 레이저광 조사 부위가 용융한다. 이때, 플럭스가 알루미늄 합금 시스와 함께 용융하여, 알루미늄계 피용접재(1)의 용융부에 첨가된다. 그렇다면, 철계 피용접재(2)의 표면의 아연계 피복층(3)만이 용융열에 의한 열반응에 의해서 제거되지만, 철계 피용접재(2)의 표면은 용융하지 않는다. 그리고, 철계 피용접재(2)의 표면은, 용융부에 있어서 젖음성이 향상되어, 철계 피용접재(2)의 표면을 용융한 알루미늄 합금의 용탕이 원활하게 피복된다. 이에 따라, 알루미늄계 피용접재(1)와 철계 피용접재(2)가 강고하게 밀착하기 때문에, 결과적으로 강고한 계면 접합력을 얻을 수 있다.
본 실시형태의 이재 접합 방법에서는, 레이저광 또는 TIG 용접의 아크 등으로 가열하여, 플럭스 코어드 와이어(6)에 통전시키지 않는 접합 방법으로 알루미늄계 피용접재(1)와 철계 피용접재(2)의 접합을 행한다. 플럭스 코어드 와이어(6)에 통전시키는 접합 방법, 예컨대 MIG 용접 또는 YAG-MIG 용접으로 접합을 하면, 플럭스에는 통전성이 없기 때문에 전기 저항으로 되어, 통전에 의해서 발열하고, 플럭스 코어드 와이어(6)의 선단이 과잉으로 용융하여 큰 용적(溶滴)을 형성하여 재료에 낙하하는 상태로 되어, 아크가 단속적으로 도중에 끊겨 매우 불안정한 용융부가 형성된다. 또한, 플럭스 코어드 와이어(6)의 선단의 아크열에 의해서 재료에 도달하기 전에 그 내부의 플럭스가 증발하여, 철계 피용접재(2) 표면의 아연계 피복층(3)에의 반응이 억제될 뿐만 아니라, 이 증기화한 플럭스가 용접 분위기중에 혼입하여, 결과적으로 아크를 불안정하게 한다. 이 때문에, 플럭스 코어드 와이어(6)를 전극화한 방법에서는 안정한 접합부를 얻을 수 없다. 플럭스 코어드 와이어(6)에 통전하지 않는 접합 방법에 있어서, 그 열원으로서는, 예컨대, 레이저 용접, TIG 용접, 전자빔 용접 또는 플라즈마 아크 용접을 사용할 수 있다.
플럭스 코어드 와이어(6)의 알루미늄 합금 시스에는, 용접부의 탕류성(湯流性)이 좋은 Si를 첨가하는 것이 바람직하다. 이에 따라 접합부의 젖음성을 유지하여, 계면 밀착성을 유지한다. 이때 Si의 첨가량이 2 질량% 미만에서는, 충분한 젖음성을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 용접부의 강도가 낮게 되기 때문에, 결과적으로 이음새 성능의 저하로 이어진다. 한편, 13 질량%를 넘으면, 용접부가 경화하여, 인성(toughness)이 저하한다. 특히 고강도인 이음새를 얻기 위해서는, 알루미늄 합금 시스의 Si 첨가량은 2 내지 6 질량%의 범위가 가장 효과적이다.
또한, 플럭스 코어드 와이어(6)의 알루미늄 합금 시스에 3 질량% 이하의 Mg를 첨가하는 것이 바람직하다. 3 질량% 이하의 Mg를 첨가함으로써, 용융지(溶融池; molten pool)의 융점을 내릴 수 있고, 이 결과, 플럭스 코어드 와이어(6)의 피용접재에 대한 젖음성을 또한 유지시킬 수 있음과 아울러, 용접부에 고용하여 강화시켜, 이음새 강도 향상에 효과가 있다. 한편, 3 질량%을 넘으면, Si와 반응하여, 취성의 공정 조직을 형성하기 쉽게 된다.
또한, 플럭스 코어드 와이어(6)의 알루미늄 합금 시스에 1 질량% 이하의 Mn을 첨가하는 것이 바람직하다. 1 질량% 이하의 Mn을 첨가함으로써, 결정이 미세 입자화되어, 용접 금속부의 이음새 강도를 향상시킨다. 한편, 1 질량%을 넘으면, 결정립이 조대화되어, 이음새 강도를 저하시킨다.
상기 제 1 실시형태에 있어서도 상기 제 2 실시형태에 있어서도, 알루미늄계 피용접재(1)의 적어도 철계 피용접재(2)와 접합하는 부위에 도포되거나 또는 용가재로서의 알루미늄 합금 시스의 내부에 충전되는 플럭스는, 노콜록(Nocolok, 등록 상표) 등의 불화 알루미늄, 불화 칼륨 등을 포함하는 불화계 플럭스인 것이 바람직하다. 또한 이 불화계 플럭스는, 불화 세슘 등, Cs를 포함하는 플럭스인 것이 더 바람직하다. 이에 따라, 플럭스의 활성 온도를 저하시켜, 알루미늄 용탕의 탕류성 및 침투성을 향상시키기 때문에, 접합 강도가 향상된다.
실시예 1
다음에, 본 발명의 이재 접합 방법의 효과를 실증하기 위해서, 본 발명의 범위에 들어가는 실시예에 대하여 용접 후의 인장 강도 및 굽힘 강도를 시험한 결과를, 본 발명의 범위로부터 벗어나는 비교예와 비교한 결과에 대하여 설명한다.
우선, 제 1 시험예에 대하여 설명한다. 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 레이저 용접에 의한 이재 접합을 행했다. 레이저는 연속 발진의 YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 레이저를 사용했다. 시공 조건은, 레이저 출력 4.0 kW, 접합 속도 1.5 m/분, 쉴드 가스는 아르곤이다. 공시재에는, 알루미늄계 피용접재로서 판두께 1.0 ㎜의 AA6022 알루미늄 판재, 철계 피용접재로서 판두께 1.2 ㎜의 용융 아연 도금을 실시한 590 N/㎜2 급의 강판을 사용했다. 또한, 용가재로서, 직경 1.6 ㎜의 JIS A4047WY 용접 와이어를 사용한 이음새도 사용했다. 또한, 플럭스에 있어 서는, (1)으로서 불화 알루미늄 및 불화 칼륨으로 이루어지는 플럭스 분말인 노콜록(등록 상표) 또는 (2)로서 불화 세슘을 74% 함유하고, 잔부가 불화 알루미늄 및 불화 칼륨으로 이루어지는 플럭스 분말을 에탄올에 섞은 후, 솔을 사용하여 알루미늄계 피용접재의 철계 피용접재와 접합하는 부위에 도포했다. 플럭스 도포량은 3 g/m2이다.
하기 표 1은 인장 강도 및 굽힘 강도를 비교예와 비교 시험한 결과를 나타낸다. 또, 인장 시험은, 이재 접합을 행한 판재를 JIS5호에 기재된 시험편에 가공하여 인장 시험을 행하고, 그 인장 파단 강도를 평가했다. 하기 표 1에 나타내는 평가는, 접합 비드 1㎜ 당의 인장 파단 강도가 250 N/㎜ 이상인 경우를 ◎, 200 N/㎜ 이상인 경우를 ○, 100 N/㎜ 이상인 경우를 △, 100 N/㎜ 미만인 경우를 ×로 했다. 또한, 굽힘 시험은, 이재 접합을 행한 판재의 폭 30㎜의 단책편(短冊片)을, 강판을 고정한 채로 100도까지 구부리고, 그때 100도까지 구부리더라도 파단하지 않는 경우를 ◎, 90도까지는 파단하지 않지만 100도 미만으로 파단한 경우를 ○, 45도까지는 파단하지 않지만 90도 미만으로 파단한 경우를 △, 45도 미만으로 파단한 경우를 ×로 했다.
Figure 112008035639828-pct00001
상기 표 1의 결과로부터, 플럭스를 사용하여 레이저 용접에 의한 이재 접합을 행한 경우, 플럭스를 사용하지 않고서 레이저 용접에 의한 이재 접합을 행한 경우와 비교하여 인장 시험 및 굽힘 시험에 있어서 강도가 높은 것을 알 수 있었다. 또한, 플럭스는, 불화 세슘을 74% 함유하고, 잔부가 불화 알루미늄 및 불화 칼륨으로 이루어지는 플럭스를 사용한 쪽이 노콜록(등록 상표)을 사용한 것보다도 굽힘 시험에 있어서 강도가 높은 것을 알 수 있었다.
다음에, 제 2 시험예에 대하여 설명한다. 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 레이저 용접에 의한 이재 접합을 했다. 레이저는 연속 발진의 YAG 레이저를 사용했다. 시공 조건은, 레이저 출력 4.0 kW, 접합 속도 1.5 m/분, 쉴드 가스는 아르곤이다. 공시재에는, 알루미늄계 피용접재로서 판두께 1.0 ㎜의 AA6022 알루미늄판재, 철계 피용접재로서 판두께 1.2 ㎜의 용융 아연 도금을 실시한 590 N/㎟ 급의 강판을 사용하고, 용가재로서 직경 1.6 ㎜의 JIS A4047WY의 용접 와이어를 사용했다. 또한, 용가재로서의 용접 와이어의 알루미늄 합금 시스의 내부에 충전되는 플럭스는, (1)으로서 노콜록(등록 상표) 또는 (2)로서 불화 세슘을 74% 함유하고, 잔부가 불화 알루미늄 및 불화 칼륨으로 이루어지는 플럭스를 사용했다.
하기 표 2는 인장 강도 및 굽힘 강도를 비교예와 비교 시험한 결과를 나타낸다. Si, Mg 및 Mn의 항은, 용접 와이어의 알루미늄 합금 시스에 포함되는 각각의 원소의 질량%의 값을 나타내고 있다. 인장 시험 및 굽힘 시험의 시험 방법은, 제 1 시험예에서 설명한 시험 방법과 마찬가지다.
Figure 112008035639828-pct00002
상기 표 2의 결과로부터, 용접 와이어의 알루미늄 합금 시스의 내부에 플럭스가 충전되어 있는 것을 사용한 경우, 플럭스가 충전되어 있지 않은 것을 사용한 경우와 비교하여 인장 시험 및 굽힘 시험에 있어서 강도가 높은 것을 알 수 있었다. 또한, 용접 와이어의 알루미늄 합금 시스에 첨가되어 있는 Si가, 2 내지 13 질량%의 범위내일 때, 인장 시험 및 굽힘 시험에 있어서 강도가 높은 것을 알 수 있었다. 또한, 용접 와이어의 알루미늄 합금 시스에 Mg를 3 질량% 이하 및/또는 Mn을 1 질량% 이하 첨가함으로써 인장 시험 및 굽힘 시험에 있어서 강도가 증가하는 것을 알 수 있었다.
다음에, 제 3 시험예에 대하여 설명한다. 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, TIG 용접에 의한 이재 접합을 행했다. TIG는 직류 반대 극성에 의한 접합법을 사용하고, 시공 조건은 전류 50A, 접합 속도 30cpm에서 쉴드 가스는 아르곤이다. 공시재 및 용가재는, 제 1 시험예와 동일한 것을 사용했다. 또한, 플럭스에 관해서도 제 1 시험예와 같이 (1)로서 노콜록(등록 상표) 또는 (2)로서 불화 세슘을 74% 함유하고, 잔부가 불화 알루미늄 및 불화 칼륨으로 이루어지는 플럭스 분말을 에탄올에 섞은 후, 솔을 사용하여 알루미늄계 피용접재의 철계 피용접재와 접합하는 부위에 도포했다. 플럭스 도포량은 3g/㎡이다. 하기 표 3은 인장 강도 및 굽힘 강도를 비교예와 비교 시험한 결과를 나타낸다. 인장 시험 및 굽힘 시험의 시험 방법은 제 1 시험예에서 설명한 시험 방법과 마찬가지다.
Figure 112008035639828-pct00003
상기 표 3의 결과로부터, 플럭스를 사용하여 TIG 용접에 의한 이재 접합을 행한 경우, 플럭스를 사용하지 않고서 TIG 용접에 의한 이재 접합을 행한 경우와 비교하여 인장 시험 및 굽힘 시험에 있어서 강도가 높은 것을 알 수 있었다. 또한, 용가재 와이어를 첨가하지 않는 경우에 있어서는, 플럭스는, 노콜록(등록 상표)보다도 불화 세슘을 74% 함유하고, 잔부가 불화 알루미늄 및 불화 칼륨으로 이루어지는 플럭스를 사용한 쪽이 인장 시험에 있어서 강도가 높은 것을 알 수 있었다.
다음에, 제 4 시험예에 대하여 설명한다. 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, TIG 용접에 의한 이재 접합을 행했다. TIG는 직류 반대 극성에 의한 접합법을 사용하고, 시공 조건은 전류 50A, 접합 속도 30cpm, 쉴드 가스는 아르곤이다. 공시재 및 용가재는, 제 2 시험예와 동일한 것을 사용했다. 또한, 용가재로서의 용접 와이어의 알루미늄 합금 시스의 내부에 충전되는 플럭스도 제 2 시험예와 같이 (1)로서 노콜록(등록 상표) 또는 (2)로서 불화 세슘을 74% 함유하고, 잔부가 불화 알루미늄 및 불화 칼륨으로 이루어지는 플럭스를 사용했다.
하기 표 4는 인장 강도 및 굽힘 강도를 비교예와 비교 시험한 결과를 나타낸다. Si, Mg 및 Mn의 항은, 용접 와이어의 알루미늄 합금 시스에 포함되는 각각의 원소의 질량%의 값을 나타내고 있다. 인장 시험 및 굽힘 시험의 시험 방법은 제 1 시험예에서 설명한 시험 방법과 마찬가지다.
Figure 112008035639828-pct00004
상기 표 4의 결과로부터, 용접 와이어의 알루미늄 합금 시스에 첨가되어 있는 Si가, 2 내지 13 질량%의 범위내일 때, 인장 시험 및 굽힘 시험에 있어서 강도가 높은 것을 알 수 있었다. 또한, 용접 와이어의 알루미늄 합금 시스에 Mg를 3 질량% 이하 및/또는 Mn을 1 질량% 이하 첨가함으로써 인장 시험 및 굽힘 시험에 있어서 강도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한, 플럭스는, 노콜록(등록 상표)보다도 불화 세슘을 74% 함유하고, 잔부가 불화 알루미늄 및 불화 칼륨으로 이루어지는 플럭스를 사용한 쪽이 인장 시험에 있어서 강도가 높은 것을 알 수 있었다.
다음에, 제 5 시험예에 대하여 설명한다. 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, MIG 용접에 의한 이재 접합을 행했다. MIG는 교류식에 의한 접합법을 사용하고, 시공 조건은 전류 50A, 접합 속도 40cpm, 쉴드 가스는 아르곤이다. 공시재 및 용가재는, 제 1 시험예와 동일한 것을 사용했다. 또한, 플럭스에 관해서도 제 1 시험예와 같이 (1)로서 노콜록(등록 상표) 또는 (2)로서 불화 세슘을 74% 함유하고, 잔부가 불화 알루미늄 및 불화 칼륨으로 이루어지는 플럭스 분말을 에탄올에 섞은 후, 솔을 사용하여 알루미늄계 피용접재의 철계 피용접재와 접합하는 부위에 도포했다. 플럭스 도포량은 3g/㎡이다. 하기 표 5는 인장 강도 및 굽힘 강도를 비교예와 비교 시험한 결과를 나타낸다. 인장 시험 및 굽힘 시험의 시험 방법은 제 1 시험예에서 설명한 시험 방법과 마찬가지다.
Figure 112008035639828-pct00005
상기 표 5의 결과로부터, 플럭스를 사용하여 MIG 용접에 의한 이재 접합을 행한 경우, 플럭스를 사용하지 않고서 MIG 용접에 의한 이재 접합을 행한 경우와 비교하여 인장 시험 및 굽힘 시험에 있어서 강도가 높은 것을 알 수 있었다.

Claims (8)

  1. 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄계 피용접재와, 철계 피용접재를 용접하는 이재 접합 방법에 있어서,
    상기 철계 피용접재는 그 표면을 피복하는 아연 또는 아연 합금으로 이루어지는 아연계 피복층을 갖고, 플럭스를 이용하여, 용융 용접법에 의해, 용접시에 상기 플럭스도 용융하도록 하면서 상기 2개의 피용접재를 접합하는 것
    을 특징으로 하는 이재 접합 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 알루미늄계 피용접재는 적어도 상기 철계 피용접재와 접합하는 부위에 도포된 플럭스층을 갖고, 상기 알루미늄계 피용접재를 토치측에 배치하여 상기 2개의 피용접재를 중첩시킨 상태로, 용융 용접법에 의해, 상기 2개의 피용접재를 접합하는 것을 특징으로 하는 이재 접합 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 알루미늄계 피용접재를 토치측에 배치하여 상기 2개의 피용접재를 중첩시킨 상태로, 용가재로서 알루미늄 합금 시스의 내부에 플럭스가 충전된 플럭스 코어드 와이어를 사용하고, 상기 플럭스 코어드 와이어에 통전하지 않는 용융 용접법에 의해, 상기 2개의 피용접재를 접합하는 것을 특징으로 하는 이재 접합 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플럭스는, 불화물계 플럭스인 것을 특징으로 하는 이재 접합 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 불화물계 플럭스는, 불화 알루미늄과 불화 칼륨 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이재 접합 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 불화물계 플럭스는, 추가로 불화 세슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 이재 접합 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금 시스는, Si : 2 내지 13 질량%을 함유하는 것을 특징으로 하는 이재 접합 방법.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금 시스는, Mg : 0 질량% 초과 3 질량% 이하와 Mn : 0 질량% 초과 1 질량% 이하 중 적어도 한쪽을 함유하는 것을 특징으로 하는 이재 접합 방법.
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