JP2996778B2 - アルミニウムのアーク溶接用保護ガス及び溶接方法 - Google Patents
アルミニウムのアーク溶接用保護ガス及び溶接方法Info
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- JP2996778B2 JP2996778B2 JP3224105A JP22410591A JP2996778B2 JP 2996778 B2 JP2996778 B2 JP 2996778B2 JP 3224105 A JP3224105 A JP 3224105A JP 22410591 A JP22410591 A JP 22410591A JP 2996778 B2 JP2996778 B2 JP 2996778B2
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- 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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- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念に
記載の、アルゴン、又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。
記載の、アルゴン、又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。
【０００２】
【従来の技術】タングステン不活性ガス溶接（ＷＩＧ）
及び金属不活性ガス溶接（ＭＩＧ）において、保護ガス
選択の際には、種々の理由から例えば金属活性ガス溶接
（ＭＡＧ）においてよりも著しく厳しく制限される。そ
のように、ＭＡＧ溶接では頻繁に使用される基礎ガス、
アルゴンにしばしば活性成分、例えば酸素及び二酸化炭
素を混合する。この手段により、純粋不活性ガス、例え
ばアルゴン、ヘリウム、又はアルゴン／ヘリウム混合物
下での溶接に比較して、溶接過程及び溶接結果において
著しい改良が生じる。
及び金属不活性ガス溶接（ＭＩＧ）において、保護ガス
選択の際には、種々の理由から例えば金属活性ガス溶接
（ＭＡＧ）においてよりも著しく厳しく制限される。そ
のように、ＭＡＧ溶接では頻繁に使用される基礎ガス、
アルゴンにしばしば活性成分、例えば酸素及び二酸化炭
素を混合する。この手段により、純粋不活性ガス、例え
ばアルゴン、ヘリウム、又はアルゴン／ヘリウム混合物
下での溶接に比較して、溶接過程及び溶接結果において
著しい改良が生じる。
【０００３】アルミニウム溶接における別の成分の不活
性ガスへの添加に関する制限は、特に厳しい。この場合
には、アルミニウムの高い反応性のために即座に有害な
効果が生じる。水素は例えば孔を生ぜしめ、酸素及び窒
素は酸化物ないしは窒化物を形成する。このことだけで
もすでにシームの外見という点から容認されない。従っ
て、アルミニウムを溶接する際には工業純度の不活性ガ
ス、つまり少なくとも９９．９９６％の純度のアルゴ
ン、又はアルゴン／ヘリウム混合物が使用される。従っ
て、全不純物の合計は最大４０ｖｐｍ（０．００４ｖｏ
ｌ％）である。
性ガスへの添加に関する制限は、特に厳しい。この場合
には、アルミニウムの高い反応性のために即座に有害な
効果が生じる。水素は例えば孔を生ぜしめ、酸素及び窒
素は酸化物ないしは窒化物を形成する。このことだけで
もすでにシームの外見という点から容認されない。従っ
て、アルミニウムを溶接する際には工業純度の不活性ガ
ス、つまり少なくとも９９．９９６％の純度のアルゴ
ン、又はアルゴン／ヘリウム混合物が使用される。従っ
て、全不純物の合計は最大４０ｖｐｍ（０．００４ｖｏ
ｌ％）である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、別の成分を添加することにより純粋不活性ガス下で
の溶接に比べて溶接過程及び溶接結果が改良され、しか
も有害な副効果を引き起こさない、アルミニウムのアー
ク溶接用のアルゴン、又はアルゴン／ヘリウム混合物を
ベースとする保護ガスを見出すことであった。
は、別の成分を添加することにより純粋不活性ガス下で
の溶接に比べて溶接過程及び溶接結果が改良され、しか
も有害な副効果を引き起こさない、アルミニウムのアー
ク溶接用のアルゴン、又はアルゴン／ヘリウム混合物を
ベースとする保護ガスを見出すことであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、冒頭に記
載した従来技術水準から出発して、本発明により、窒素
８０ｖｐｍ〜２５０ｖｐｍ（０．００８ｖｏｌ％〜０．
０２５ｖｏｌ％）が添加されていることにより解決され
る。
載した従来技術水準から出発して、本発明により、窒素
８０ｖｐｍ〜２５０ｖｐｍ（０．００８ｖｏｌ％〜０．
０２５ｖｏｌ％）が添加されていることにより解決され
る。
【０００６】本発明の有利な実施態様は、請求項２以降
に記載されている。
に記載されている。
【０００７】驚異的にも、本発明により、一方では保護
ガス中の許容される最大不純物を明らかに超えている
が、他方ではまたガス混合物の通常の添加量より明らか
に低い少量の窒素を添加することにより有利な効果が生
じることが判明した。従って、該窒素供給の許容量は非
常に狭く、最小８０ｖｐｍ（０．００８ｖｏｌ％）〜最
大２５０ｖｐｍ（０．０２５ｖｏｌ％）の間で変動す
る。
ガス中の許容される最大不純物を明らかに超えている
が、他方ではまたガス混合物の通常の添加量より明らか
に低い少量の窒素を添加することにより有利な効果が生
じることが判明した。従って、該窒素供給の許容量は非
常に狭く、最小８０ｖｐｍ（０．００８ｖｏｌ％）〜最
大２５０ｖｐｍ（０．０２５ｖｏｌ％）の間で変動す
る。
【０００８】該利点は、交流ＷＩＧ溶接において、特に
温和にかつ安定して燃焼するアークにおいて生じる。従
来技術水準に基づく溶接方法と比較して、該アークはよ
り集中し、より高いエネルギー導入を可能にする。
温和にかつ安定して燃焼するアークにおいて生じる。従
来技術水準に基づく溶接方法と比較して、該アークはよ
り集中し、より高いエネルギー導入を可能にする。
【０００９】同様に、アルミニウムのＭＩＧ溶接の際に
も該利点は大きい。この場合でも、非常に温和な材料変
化が生じ、その結果シームは意想外に光沢を維持する。
更に、改良された非常に平滑なシーム側面流れが生じ、
かつ溶込みは強化される。
も該利点は大きい。この場合でも、非常に温和な材料変
化が生じ、その結果シームは意想外に光沢を維持する。
更に、改良された非常に平滑なシーム側面流れが生じ、
かつ溶込みは強化される。
【００１０】本発明による窒素添加のための有利な範囲
は、１２０ｖｐｍ〜１８０ｖｐｍ（０．０１２ｖｏｌ％
〜０．０１８ｖｏｌ％）、最適には１５０ｖｐｍ（０．
０１５ｖｏｌ％）である。
は、１２０ｖｐｍ〜１８０ｖｐｍ（０．０１２ｖｏｌ％
〜０．０１８ｖｏｌ％）、最適には１５０ｖｐｍ（０．
０１５ｖｏｌ％）である。
【００１１】８０ｖｐｍ（０．００８ｖｏｌ％）未満の
窒素含量では、上記の有利な効果は消滅してしまい、そ
れに引換え窒素含量が２５０ｖｐｍ（０．０２５ｖｏｌ
％）を上回る際には有害な副効果が生じる。例えば、Ｗ
ＩＧ溶接の際には有害なシーム変色が生じ、かつＭＩＧ
溶接の際にはすみ肉シームが強度にへこむ。
窒素含量では、上記の有利な効果は消滅してしまい、そ
れに引換え窒素含量が２５０ｖｐｍ（０．０２５ｖｏｌ
％）を上回る際には有害な副効果が生じる。例えば、Ｗ
ＩＧ溶接の際には有害なシーム変色が生じ、かつＭＩＧ
溶接の際にはすみ肉シームが強度にへこむ。
【００１２】本発明による窒素からなる添加物を有する
保護ガスは、種々の方法で製造することができる。直接
出発成分から混合物を製造してもよく、又はまず高濃度
のマトリックス混合物を製造し、該混合物にガス状で添
加してもよい。本発明による窒素添加の有利な効果は、
比較的広い濃度範囲（最適値の±２０％）にわたってか
なり維持されるので、原理的には例えばアルゴンでの液
体供給においても、窒素を直接アルゴンに添加すること
ができる。
保護ガスは、種々の方法で製造することができる。直接
出発成分から混合物を製造してもよく、又はまず高濃度
のマトリックス混合物を製造し、該混合物にガス状で添
加してもよい。本発明による窒素添加の有利な効果は、
比較的広い濃度範囲（最適値の±２０％）にわたってか
なり維持されるので、原理的には例えばアルゴンでの液
体供給においても、窒素を直接アルゴンに添加すること
ができる。
【００１３】特殊な場合には、窒素のほかに多少の酸素
も、例えば同様に工業的品質の不活性ガス中の不純物を
僅かに上回る量で添加することができる。これにより、
酸素は窒素と結合して、オゾン形成を抑制することがで
きる一酸化窒素を形成する。
も、例えば同様に工業的品質の不活性ガス中の不純物を
僅かに上回る量で添加することができる。これにより、
酸素は窒素と結合して、オゾン形成を抑制することがで
きる一酸化窒素を形成する。
【００１４】
【実施例】溶込みのための比較実験を、純粋なアルゴン
と窒素添加物１５０ｖｐｍ（０．０１５％）を有するア
ルゴンとの間で実施した。
と窒素添加物１５０ｖｐｍ（０．０１５％）を有するア
ルゴンとの間で実施した。
【００１５】溶込み状態は、特に良好にいわゆる積層溶
接との比較で説明することができ、その際には完全なス
ルー溶接が行われないように溶接する。
接との比較で説明することができ、その際には完全なス
ルー溶接が行われないように溶接する。
【００１６】図１は、本発明と従来技術に基づく、厚さ
５ｍｍのアルミニウム板上の１００Ａでの金属不活性ガ
ス・ビルドアップ溶接の結果を示す。Ａｌ−Ｓｉ合金
（ＡｌＳｉ５）からなる厚さ１．２ｍｍのワイヤー電極
を使用した。溶接速度は０．３ｍ／ｍｉｎであった。純
粋アルゴンでは、板に正確に付着しない極めて不安定な
溶接及び金属補修が生じ、溶加材は強度に盛り上がって
いた。それに対して、少量の窒素添加は溶込みを、正常
な溶込み輪郭及び確実な側面形成を伴う平滑な申し分な
い溶接ビード領域が生じる程著しく強化する。
５ｍｍのアルミニウム板上の１００Ａでの金属不活性ガ
ス・ビルドアップ溶接の結果を示す。Ａｌ−Ｓｉ合金
（ＡｌＳｉ５）からなる厚さ１．２ｍｍのワイヤー電極
を使用した。溶接速度は０．３ｍ／ｍｉｎであった。純
粋アルゴンでは、板に正確に付着しない極めて不安定な
溶接及び金属補修が生じ、溶加材は強度に盛り上がって
いた。それに対して、少量の窒素添加は溶込みを、正常
な溶込み輪郭及び確実な側面形成を伴う平滑な申し分な
い溶接ビード領域が生じる程著しく強化する。
【００１７】図２は、本発明と従来技術に基づく、Ａｌ
−Ｍｇ−Ｍｎ合金（ＡｌＭｇ４，５Ｍｎ）からなるワイ
ヤー電極を用いた厚さ５ｍｍの板での接合溶接の結果を
比較して示す。この際１３０Ａの電流強度で、純粋アル
ゴンは不十分な溶込みを生じ、窒素１５０ｖｐｍ（０．
０１５ｖｏｌ％）を添加した場合には確実なスルー溶接
が達成される（溶接速度０．３５ｍ／ｍｉｎ）。また、
該シーム表面は微細な鱗状で、シームの盛り上がりは小
さい。
−Ｍｇ−Ｍｎ合金（ＡｌＭｇ４，５Ｍｎ）からなるワイ
ヤー電極を用いた厚さ５ｍｍの板での接合溶接の結果を
比較して示す。この際１３０Ａの電流強度で、純粋アル
ゴンは不十分な溶込みを生じ、窒素１５０ｖｐｍ（０．
０１５ｖｏｌ％）を添加した場合には確実なスルー溶接
が達成される（溶接速度０．３５ｍ／ｍｉｎ）。また、
該シーム表面は微細な鱗状で、シームの盛り上がりは小
さい。
【００１８】図３は、本発明と従来技術に基づく、厚さ
８ｍｍの板の２５０ＡでのＷＩＧ溶接の溶込みを比較し
て示す。アルゴンでスルー溶接を行いたい場合には、溶
接速度を約２０％に減速しなければならない。
８ｍｍの板の２５０ＡでのＷＩＧ溶接の溶込みを比較し
て示す。アルゴンでスルー溶接を行いたい場合には、溶
接速度を約２０％に減速しなければならない。
【００１９】根本的な利点として、窒素混合物の場合に
は、点弧特性並びに又アーク安定性が一層好ましくなっ
たことがまさに明らかである。
は、点弧特性並びに又アーク安定性が一層好ましくなっ
たことがまさに明らかである。
【図１】本発明と従来技術に基づく、厚さ５ｍｍのアル
ミニウム板上の１００Ａでの金属不活性ガス・ビルドア
ップ溶接の結果を示す図である。
ミニウム板上の１００Ａでの金属不活性ガス・ビルドア
ップ溶接の結果を示す図である。
【図２】本発明と従来技術に基づく、Ａｌ−Ｍｇ−Ｍｎ
合金（ＡｌＭｇ４，５Ｍｎ）からなるワイヤー電極を用
いた厚さ５ｍｍの板での接合溶接の結果を比較して示す
図である。
合金（ＡｌＭｇ４，５Ｍｎ）からなるワイヤー電極を用
いた厚さ５ｍｍの板での接合溶接の結果を比較して示す
図である。
【図３】本発明と従来技術に基づく、厚さ８ｍｍの板の
２５０ＡでのＷＩＧ溶接の溶込みを比較して示す図であ
る。
２５０ＡでのＷＩＧ溶接の溶込みを比較して示す図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−34743（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−35167（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭46−43287（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭45−2444（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 9/16 B23K 9/23
Claims (4)
- 【請求項１】 アルゴン、又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、窒素０．００８ｖｏｌ％〜０．０２５ｖｏｌ％が
添加されてい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。 - 【請求項２】 窒素０．０１２ｖｏｌ％〜０．０１８ｖ
ｏｌ％が添加されている、請求項１記載の保護ガス。 - 【請求項３】 アルミニウムをタングステン不活性ガス
溶接及び金属不活性ガス溶接する方法において、アルゴ
ン、又はアルゴンとヘリウムの混合物からなる不活性ガ
スに窒素０．００８ｖｏｌ％〜０．０２５ｖｏｌ％を添
加することを特徴とする、アルミニウムの溶接方法。 - 【請求項４】 不活性ガスに窒素０．０１２ｖｏｌ％〜
０．０１８ｖｏｌ％を添加する請求項３記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4028074A DE4028074C1 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | |
| DE4028074.8 | 1990-09-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04251673A JPH04251673A (ja) | 1992-09-08 |
| JP2996778B2 true JP2996778B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=6413599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3224105A Expired - Lifetime JP2996778B2 (ja) | 1990-09-05 | 1991-09-04 | アルミニウムのアーク溶接用保護ガス及び溶接方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0475030B1 (ja) |
| JP (1) | JP2996778B2 (ja) |
| AT (1) | ATE112202T1 (ja) |
| DE (2) | DE4028074C1 (ja) |
| DK (1) | DK0475030T3 (ja) |
| ES (1) | ES2064015T3 (ja) |
| ZA (1) | ZA917007B (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4106900A1 (de) * | 1991-03-05 | 1992-09-10 | Messer Griesheim Gmbh | Schutzgas zum wig-, mig-, mag- und plasmaschweissen |
| DE4241983C1 (de) * | 1992-12-12 | 1994-03-24 | Messer Griesheim Gmbh | Schutzgas für das Lichtbogenschweißen von Aluminium |
| DE4241982C1 (de) * | 1992-12-12 | 1993-11-25 | Messer Griesheim Gmbh | Schutzgas für das Lichtbogenschweißen von Aluminium |
| DE4327671A1 (de) * | 1993-08-17 | 1995-02-23 | Linde Ag | Schutzgas-Lichtbogen-Schweißverfahren für Nicht-Eisenmetalle, insbesondere Aluminiumwerkstoffe |
| DE4329127A1 (de) * | 1993-08-30 | 1995-03-02 | Messer Griesheim Gmbh | Schutzgas für das Laserschweißen von Aluminium |
| FR2738519B1 (fr) * | 1995-09-08 | 1997-10-24 | Air Liquide | Procede et melange gazeux pour le soudage a l'arc de pieces en aluminium |
| FR2738517B1 (fr) * | 1995-09-08 | 1997-10-24 | Air Liquide | Procede et melange gazeux pour le soudage a l'arc de pieces en aluminium |
| EP0949040A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-13 | Linde Aktiengesellschaft | Schutzgas zum MIG/MAG-Schweissen von Aluminium |
| EP0949041A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-13 | Linde Aktiengesellschaft | Schutzgas zum WIG-Gleichstromschweissen von Aluminium |
| DE19831834A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-14 | Linde Ag | Schutzgas zum MIG/MAG-Schweißen von Aluminium |
| EP0949039A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-13 | Linde Aktiengesellschaft | Schutzgas zum WIG-Gleichstromschweissen von Aluminium |
| EP0949038A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-13 | Linde Aktiengesellschaft | Schutzgas zum WIG-Wechselstromschweissen von Aluminium |
| DE19831831A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-14 | Linde Ag | Schutzgas zum WIG-Gleichstromschweißen von Aluminium |
| DE19831832A1 (de) * | 1998-04-08 | 1999-10-14 | Linde Ag | Schutzgas zum WIG-Wechselstromschweißen von Aluminium |
| DE19837039A1 (de) * | 1998-08-14 | 2000-02-17 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren zur WIG-Wechselstromschweißung von Aluminium |
| FR2809647B1 (fr) * | 2000-05-31 | 2002-08-30 | Air Liquide | Procede de soudage hybride laser-arc avec melange gazeux approprie |
| DE102008019859A1 (de) | 2008-04-19 | 2009-10-29 | Messer Group Gmbh | Schutzgasgemisch zum Lichtbogen-Schweißen von Aluminium und seinen Legierungen |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB659015A (en) * | 1948-07-28 | 1951-10-17 | Air Reduction | Improvements in method of welding aluminium |
| DE1000940B (de) * | 1953-07-10 | 1957-01-17 | Union Carbide & Carbon Corp | Verfahren zum Schutzgas-Lichtbogenschweissen von Leichtmetallen mit abschmelzender Elektrode |
| GB759422A (en) * | 1955-07-10 | 1956-10-17 | Union Carbide & Carbon Corp | Argon shielded arc welding |
| SE403726B (sv) * | 1976-11-05 | 1978-09-04 | Aga Ab | Sett och anordning for att reducera bildningen av ozon vid svetsning eller bearbetning medelst elektrisk ljusbage |
-
1990
- 1990-09-05 DE DE4028074A patent/DE4028074C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-08-20 AT AT91112292T patent/ATE112202T1/de not_active IP Right Cessation
- 1991-08-20 DE DE59103105T patent/DE59103105D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-08-20 ES ES91112292T patent/ES2064015T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-20 EP EP91112292A patent/EP0475030B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-20 DK DK91112292.7T patent/DK0475030T3/da active
- 1991-09-04 ZA ZA917007A patent/ZA917007B/xx unknown
- 1991-09-04 JP JP3224105A patent/JP2996778B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| ZA917007B (en) | 1992-05-27 |
| ATE112202T1 (de) | 1994-10-15 |
| ES2064015T3 (es) | 1995-01-16 |
| DK0475030T3 (da) | 1995-03-13 |
| EP0475030A1 (de) | 1992-03-18 |
| EP0475030B1 (de) | 1994-09-28 |
| JPH04251673A (ja) | 1992-09-08 |
| DE59103105D1 (de) | 1994-11-03 |
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Legal Events
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