JP3182603B2 - アルミニウム合金の接合方法及びアルミニウム合金製真空容器 - Google Patents
アルミニウム合金の接合方法及びアルミニウム合金製真空容器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金によ
る真空容器等の接合方法に係り、特に割れ感受性の高い
アルミニウム合金の接合方法及びアルミニウム合金製真
空容器に関する。
る真空容器等の接合方法に係り、特に割れ感受性の高い
アルミニウム合金の接合方法及びアルミニウム合金製真
空容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルミニウム合金の接合方法とし
ては、不活性ガスを用いたＴＩＧ溶接やＭＩＧ溶接が一
般に広く使用されている。このＴＩＧ溶接やＭＩＧ溶接
は、溶加材すなわち溶接棒を用いた溶接であるが、母材
に主としてマグネシウム(Ｍｇ)やシリコン(Ｓｉ)元素が
添加されたＭｇ−Ｓｉ系等のアルミニウム合金を溶接す
る場合には、溶接割れを防止し、且つ機械的特性やじん
性にも優れた溶接部を得るように添加元素を含んだ溶接
棒が使用されている。アルミニウム合金の溶接割れは高
温割れで溶接金属が凝固する時に発生する。通常、溶接
割れ対策としては添加元素の添加量が母材より多い溶接
棒を用いている。例えばＭｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合
金に対しては、シリコン或いはマグネシウムの多い溶接
ワイヤを用いると、割れは生じにくい。
ては、不活性ガスを用いたＴＩＧ溶接やＭＩＧ溶接が一
般に広く使用されている。このＴＩＧ溶接やＭＩＧ溶接
は、溶加材すなわち溶接棒を用いた溶接であるが、母材
に主としてマグネシウム(Ｍｇ)やシリコン(Ｓｉ)元素が
添加されたＭｇ−Ｓｉ系等のアルミニウム合金を溶接す
る場合には、溶接割れを防止し、且つ機械的特性やじん
性にも優れた溶接部を得るように添加元素を含んだ溶接
棒が使用されている。アルミニウム合金の溶接割れは高
温割れで溶接金属が凝固する時に発生する。通常、溶接
割れ対策としては添加元素の添加量が母材より多い溶接
棒を用いている。例えばＭｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合
金に対しては、シリコン或いはマグネシウムの多い溶接
ワイヤを用いると、割れは生じにくい。
【０００３】一方、アルミニウム合金は熱伝導率が鋼の
約３倍、比熱が鋼の約２倍、溶接潜熱が約１.５倍であ
るので、融点が低いのにもかかわらず、局部的に溶融さ
せるのが難しい。しかも多量の熱量を急速に供給する必
要がある。又、線膨張係数が鋼の約２倍、凝固収縮率が
約１.５倍のため、溶接歪や溶接割れを起こし易い。そ
こで、最近ではエネルギ−密度が高くて高速溶接が可能
なレ−ザ溶接とか電子ビ−ム溶接が多く使用されるよう
になっている。
約３倍、比熱が鋼の約２倍、溶接潜熱が約１.５倍であ
るので、融点が低いのにもかかわらず、局部的に溶融さ
せるのが難しい。しかも多量の熱量を急速に供給する必
要がある。又、線膨張係数が鋼の約２倍、凝固収縮率が
約１.５倍のため、溶接歪や溶接割れを起こし易い。そ
こで、最近ではエネルギ−密度が高くて高速溶接が可能
なレ−ザ溶接とか電子ビ−ム溶接が多く使用されるよう
になっている。
【０００４】Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金のＴＩＧ
溶接やＭＩＧ溶接の溶接割れ感受性に関する試験結果
は、軽金属溶接Vol.29(1991)No.8,21-33頁に開示されて
いる。溶接のＨＡＺ割れ発生部にＥＰＭＡ（Ｅlectron
Ｐrobe Ｍicro Ａnalyzer 電子プローブ・マイクロ分
析）による面分析及び線分析を行った結果、割れを含む
融解した粒界にはＭｇとＳｉが多く存在していることが
確認されており、これらの両成分が割れ感受性に大きく
影響している。溶着金属に近い溶融部はＳｉの偏析が著
しく、太い粒界を形成しているが、溶着金属から離れる
につれて、Ｓｉの存在が減少すると共に粒界が狭くな
り、その先で微細な割れが発生している。すなわち、Ｈ
ＡＺの粒界が融解しても、溶着金属のＳｉ量が多くなる
溶解部が開口して割れになるのをある程度防止する効果
があることが判っている。
溶接やＭＩＧ溶接の溶接割れ感受性に関する試験結果
は、軽金属溶接Vol.29(1991)No.8,21-33頁に開示されて
いる。溶接のＨＡＺ割れ発生部にＥＰＭＡ（Ｅlectron
Ｐrobe Ｍicro Ａnalyzer 電子プローブ・マイクロ分
析）による面分析及び線分析を行った結果、割れを含む
融解した粒界にはＭｇとＳｉが多く存在していることが
確認されており、これらの両成分が割れ感受性に大きく
影響している。溶着金属に近い溶融部はＳｉの偏析が著
しく、太い粒界を形成しているが、溶着金属から離れる
につれて、Ｓｉの存在が減少すると共に粒界が狭くな
り、その先で微細な割れが発生している。すなわち、Ｈ
ＡＺの粒界が融解しても、溶着金属のＳｉ量が多くなる
溶解部が開口して割れになるのをある程度防止する効果
があることが判っている。
【０００５】アルミニウム合金の添加元素に対する割れ
傾向は、アルミニウムハンドブック(第３版)(社)軽金属
協会昭和60年4月発行の106頁に開示され、その概略は図
５に示すように、割れの発生しやすい添加量は、重量％
で、Ｃuで１．０〜３．０％、Ｍgで１．０〜２．０％、
Ｓiで０．６〜０．８％、金属間化合物のＭｇ2Ｓｉで
１．０％未満であり、割れ発生防止にはこれらの成分の
添加量を避けた合金成分にすることが望ましい。
傾向は、アルミニウムハンドブック(第３版)(社)軽金属
協会昭和60年4月発行の106頁に開示され、その概略は図
５に示すように、割れの発生しやすい添加量は、重量％
で、Ｃuで１．０〜３．０％、Ｍgで１．０〜２．０％、
Ｓiで０．６〜０．８％、金属間化合物のＭｇ2Ｓｉで
１．０％未満であり、割れ発生防止にはこれらの成分の
添加量を避けた合金成分にすることが望ましい。
【０００６】またアルミニウムとアルミニウム合金或は
アルミニウム合金同士を溶接する場合において、両溶接
母材と成分の異なるアルミニウム合金より成るフィラー
メタルを両溶接母材間に介在させて、ＹＡＧレーザによ
り溶接するアルミの溶接方法が特開昭59-30492号公報に
開示されている。
アルミニウム合金同士を溶接する場合において、両溶接
母材と成分の異なるアルミニウム合金より成るフィラー
メタルを両溶接母材間に介在させて、ＹＡＧレーザによ
り溶接するアルミの溶接方法が特開昭59-30492号公報に
開示されている。
【０００７】チタン合金同士の溶接において、溶接歪が
少なくて、同時に合金元素を高エネルギ−密度溶接にて
接合する方法が例えば特公昭62年−13110号公報に開示
されている。これは、母材のα＋β型チタン合金同士の
間にアルミニウムを含有したチタン合金より成るインサ
−ト材を介装して突合せ、この状態で電子ビ−ム溶接等
の高エネルギ−密度溶接にて接合する方法である。
少なくて、同時に合金元素を高エネルギ−密度溶接にて
接合する方法が例えば特公昭62年−13110号公報に開示
されている。これは、母材のα＋β型チタン合金同士の
間にアルミニウムを含有したチタン合金より成るインサ
−ト材を介装して突合せ、この状態で電子ビ−ム溶接等
の高エネルギ−密度溶接にて接合する方法である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記、ＴＩＧ溶接やＭ
ＩＧ溶接では、溶接割れ防止の為、溶接棒の成分組成を
調整しているが、溶接割れ防止の点で決して充分とは言
えなかった。また特開昭59-30492号公報に記載の溶接方
法は、その明細書及び図面の第４図に明記されているよ
うに、フィラーメタルの全体は溶融されず、レーザの照
射される側の一部だけであり、接合面全体を溶融溶接す
るものではなかった。また、開先突合せ部にインサ−ト
材を介装して行う上記公知例の電子ビ−ム溶接はチタン
合金に対するものであり、アルミニウム合金については
全く考慮されていなかった。
ＩＧ溶接では、溶接割れ防止の為、溶接棒の成分組成を
調整しているが、溶接割れ防止の点で決して充分とは言
えなかった。また特開昭59-30492号公報に記載の溶接方
法は、その明細書及び図面の第４図に明記されているよ
うに、フィラーメタルの全体は溶融されず、レーザの照
射される側の一部だけであり、接合面全体を溶融溶接す
るものではなかった。また、開先突合せ部にインサ−ト
材を介装して行う上記公知例の電子ビ−ム溶接はチタン
合金に対するものであり、アルミニウム合金については
全く考慮されていなかった。
【０００９】本発明の目的は、接合面全体にわたって、
溶接割れを充分に防止でき、高品質且つ高能率なアルミ
ニウム合金の接合方法及びその接合方法を用いたアルミ
ニウム合金製真空容器を提供することを目的とする。
溶接割れを充分に防止でき、高品質且つ高能率なアルミ
ニウム合金の接合方法及びその接合方法を用いたアルミ
ニウム合金製真空容器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は重量％で、マグネシウム(Ｍｇ)を０．３〜
２．０％及びシリコン(Ｓｉ)を０．２〜１．２％含有す
るアルミニウム合金同士を接合するに際し、前記アルミ
ニウム合金同士の接合面の間にシリコンを４．５〜１
３．０％含有するアルミニウム合金より成り、高エネル
ギー密度溶接にて１パスで接合可能な厚さを有する板状
中間部材を介在させて突合せ、この状態で当該突合せ部
を高エネルギ−密度溶接し、前記板状中間部材の全体を
溶融させて溶着することを特徴とするアルミニウム合金
の接合方法である。
め、本発明は重量％で、マグネシウム(Ｍｇ)を０．３〜
２．０％及びシリコン(Ｓｉ)を０．２〜１．２％含有す
るアルミニウム合金同士を接合するに際し、前記アルミ
ニウム合金同士の接合面の間にシリコンを４．５〜１
３．０％含有するアルミニウム合金より成り、高エネル
ギー密度溶接にて１パスで接合可能な厚さを有する板状
中間部材を介在させて突合せ、この状態で当該突合せ部
を高エネルギ−密度溶接し、前記板状中間部材の全体を
溶融させて溶着することを特徴とするアルミニウム合金
の接合方法である。
【００１１】また他の発明は、重量％で、マグネシウム
(Ｍｇ)を０．１〜３．０％及び亜鉛(Ｚｎ)を０．５〜
７．０％含有するアルミニウム合金同士を接合するに際
し、前記アルミニウム合金同士の接合面の間にシリコン
(Ｓｉ)を４．５〜１３．０％含有するアルミニウム合金
より成り、高エネルギー密度溶接にて１パスで接合可能
な厚さを有する板状中間部材を介在させて突合せ、この
状態で当該突合せ部を高エネルギ−密度溶接し、前記板
状中間部材の全体を溶融させて溶着することを特徴とす
るアルミニウム合金の接合方法である。
(Ｍｇ)を０．１〜３．０％及び亜鉛(Ｚｎ)を０．５〜
７．０％含有するアルミニウム合金同士を接合するに際
し、前記アルミニウム合金同士の接合面の間にシリコン
(Ｓｉ)を４．５〜１３．０％含有するアルミニウム合金
より成り、高エネルギー密度溶接にて１パスで接合可能
な厚さを有する板状中間部材を介在させて突合せ、この
状態で当該突合せ部を高エネルギ−密度溶接し、前記板
状中間部材の全体を溶融させて溶着することを特徴とす
るアルミニウム合金の接合方法である。
【００１２】また他の発明は、重量％で、マグネシウム
(Ｍｇ)を０．３〜２．０％及びシリコン(Ｓｉ)を０．２
〜１．２％含有するアルミニウム合金とマグネシウム
(Ｍｇ)を０．５〜６．０％含有するアルミニウム合金と
を接合するに際し、前記両アルミニウム合金の接合面の
間にシリコンを４．５〜１３．０％含有するアルミニウ
ム合金より成り、高エネルギー密度溶接にて１パスで接
合可能な厚さを有する板状中間部材を介在させて突合
せ、この状態で当該突合せ部を高エネルギ−密度溶接
し、前記板状中間部材の全体を溶融させて溶着すること
を特徴とするアルミニウム合金の接合方法である。
(Ｍｇ)を０．３〜２．０％及びシリコン(Ｓｉ)を０．２
〜１．２％含有するアルミニウム合金とマグネシウム
(Ｍｇ)を０．５〜６．０％含有するアルミニウム合金と
を接合するに際し、前記両アルミニウム合金の接合面の
間にシリコンを４．５〜１３．０％含有するアルミニウ
ム合金より成り、高エネルギー密度溶接にて１パスで接
合可能な厚さを有する板状中間部材を介在させて突合
せ、この状態で当該突合せ部を高エネルギ−密度溶接
し、前記板状中間部材の全体を溶融させて溶着すること
を特徴とするアルミニウム合金の接合方法である。
【００１３】また他の発明は、前記いずれかの発明にお
いて、前記板状中間部材は、シリコンを４．５〜１３．
０％含有し、マグネシウムは０．１％以下、銅は０．３
％以下であることを特徴とするアルミニウム合金の接合
方法である。また、板状中間部材は、その周囲が前記接
合されるアルミニウム合金同士の接合面の外側面と面一
に介在させて突合せるのがよい。
いて、前記板状中間部材は、シリコンを４．５〜１３．
０％含有し、マグネシウムは０．１％以下、銅は０．３
％以下であることを特徴とするアルミニウム合金の接合
方法である。また、板状中間部材は、その周囲が前記接
合されるアルミニウム合金同士の接合面の外側面と面一
に介在させて突合せるのがよい。
【００１４】また他の発明は、アルミニウム合金を溶接
して形成されたアルミニウム合金製真空容器において、
前記いずれかの接合方法により形成されたことを特徴と
するアルミニウム合金製真空容器である。
して形成されたアルミニウム合金製真空容器において、
前記いずれかの接合方法により形成されたことを特徴と
するアルミニウム合金製真空容器である。
【００１５】
【作用】本発明のアルミニウム合金の接合方法によれ
ば、被接合材のアルミニウム合金同士の接合面との間に
溶接割れ防止を図れる添加元素を含有するアルミニウム
合金より成る板状中間部材を介在させる。板状中間部材
の板厚はレ−ザ溶接や電子ビ−ム溶接の様な高エネルギ
−密度溶接にて1パス接合可能な厚さである。そして高
エネルギ−密度溶接にて１パスで板状中間部材の全体に
わたって溶接される。これにより溶接金属部は被接合材
のアルミニウム合金と板状中間部材からなる合金元素で
形成される。それによって溶接割れの無い健全な接合部
が得られる。
ば、被接合材のアルミニウム合金同士の接合面との間に
溶接割れ防止を図れる添加元素を含有するアルミニウム
合金より成る板状中間部材を介在させる。板状中間部材
の板厚はレ−ザ溶接や電子ビ−ム溶接の様な高エネルギ
−密度溶接にて1パス接合可能な厚さである。そして高
エネルギ−密度溶接にて１パスで板状中間部材の全体に
わたって溶接される。これにより溶接金属部は被接合材
のアルミニウム合金と板状中間部材からなる合金元素で
形成される。それによって溶接割れの無い健全な接合部
が得られる。
【００１６】板状中間部材のシリコンは、溶接により溶
接部から減少する母材中のシリコン量を補うものであ
り、その点から、高エネルギ−密度溶接による前記１パ
ス全体溶融溶接では４．５％以上含まれていることが必
要である。また１３．０％を超えると溶接部自体の強度
が低下するため、１３．０％以下とする。また母材中に
含まれるマグネシウムの溶接時の減少による溶接割れを
防ぐために、板状中間部材からマグネシウムを直接補う
のも有効であり、その意味から板状中間部材に含めるの
がよいが、０．１％を超えると溶接部の品質が低下する
ので、それ以下とする。更に銅が板状中間部材に含まれ
る場合でもやはり溶接部の品質低下を防止するためには
０．３％以下とすることが必要である。
接部から減少する母材中のシリコン量を補うものであ
り、その点から、高エネルギ−密度溶接による前記１パ
ス全体溶融溶接では４．５％以上含まれていることが必
要である。また１３．０％を超えると溶接部自体の強度
が低下するため、１３．０％以下とする。また母材中に
含まれるマグネシウムの溶接時の減少による溶接割れを
防ぐために、板状中間部材からマグネシウムを直接補う
のも有効であり、その意味から板状中間部材に含めるの
がよいが、０．１％を超えると溶接部の品質が低下する
ので、それ以下とする。更に銅が板状中間部材に含まれ
る場合でもやはり溶接部の品質低下を防止するためには
０．３％以下とすることが必要である。
【００１７】また、高エネルギ−密度溶接にて行うため
溶接による入熱が少なくてすみ、アルミニウム合金の特
徴である高い線膨張係数や高い凝固収縮率に起因する溶
接歪の発生を極めて少なくすることが出来る。
溶接による入熱が少なくてすみ、アルミニウム合金の特
徴である高い線膨張係数や高い凝固収縮率に起因する溶
接歪の発生を極めて少なくすることが出来る。
【００１８】従って、溶接割れの無い健全な接合部をも
ち、かつ溶接変形が少なく高精度・高性能な真空容器を
製造することが出来る。
ち、かつ溶接変形が少なく高精度・高性能な真空容器を
製造することが出来る。
【００１９】
【実施例】以下本発明の実施例を図を用いて詳細に説明
する。まず、図１は本発明の典型的な実施例の接合方法
を示す図である。
する。まず、図１は本発明の典型的な実施例の接合方法
を示す図である。
【００２０】図１に示すように、重量％で、０．３〜
２．０％のマグネシウム及び０．２〜１．２％のシリコ
ンを含有するアルミニウム合金１及び２を突合せたその
接合面間にシリコン含有量が４．５〜１３．０％と多く
含有するアルミニウム合金の板状中間部材３を介在さ
せ、Ｉ型開先を形成する。板状中間部材３は、その周囲
が前記接合されるアルミニウム合金１、２同士の接合面
の外側面と面一になるように介在されている。そして、
板状中間部材３の厚み中央部に板面に平行となる図１の
Ａ方向より高エネルギー密度の電子ビームやレーザを照
射し、Ｂ方向に溶接を行ってゆく。
２．０％のマグネシウム及び０．２〜１．２％のシリコ
ンを含有するアルミニウム合金１及び２を突合せたその
接合面間にシリコン含有量が４．５〜１３．０％と多く
含有するアルミニウム合金の板状中間部材３を介在さ
せ、Ｉ型開先を形成する。板状中間部材３は、その周囲
が前記接合されるアルミニウム合金１、２同士の接合面
の外側面と面一になるように介在されている。そして、
板状中間部材３の厚み中央部に板面に平行となる図１の
Ａ方向より高エネルギー密度の電子ビームやレーザを照
射し、Ｂ方向に溶接を行ってゆく。
【００２１】図２は溶接後における接合部材の断面図で
ある。溶接金属部４の溶接ビード幅Ｗは、図１の溶接前
の板状中間部材３の板厚ｔよりも大きく、該中間部材３
を全体にわたって十分溶融させている。溶接は、電子ビ
ーム溶接やレーザ溶接にて行う。板厚Ｔが１０〜１００
ｍｍ程度の場合は電子ビーム溶接が適しており、板厚Ｔ
が約１０ｍｍ以下の薄板の場合、レーザ溶接が適してい
る。電子ビ−ム溶接で行う場合、板状中間部材を十分溶
融させる為にビ−ムを振動させながら、１パス溶接で行
う。溶接は非貫通、貫通の何れの溶接も可能で、ビ−ム
電流、溶接速度、ビ−ム振動幅・振動数などの適正条件
を選定して行う。
ある。溶接金属部４の溶接ビード幅Ｗは、図１の溶接前
の板状中間部材３の板厚ｔよりも大きく、該中間部材３
を全体にわたって十分溶融させている。溶接は、電子ビ
ーム溶接やレーザ溶接にて行う。板厚Ｔが１０〜１００
ｍｍ程度の場合は電子ビーム溶接が適しており、板厚Ｔ
が約１０ｍｍ以下の薄板の場合、レーザ溶接が適してい
る。電子ビ−ム溶接で行う場合、板状中間部材を十分溶
融させる為にビ−ムを振動させながら、１パス溶接で行
う。溶接は非貫通、貫通の何れの溶接も可能で、ビ−ム
電流、溶接速度、ビ−ム振動幅・振動数などの適正条件
を選定して行う。
【００２２】図３及び図４は本発明の接合方法の他の一
例を示す図である。図３はアルミニウム合金１及び２と
板状中間部材３でＩ型開先を形成し、図１で示す開先形
状との組み合わせで真空容器を形成し接合する。溶接
は、電子ビーム溶接やレーザ溶接にて行い、図４の溶接
金属部４は、板状中間部材を十分に溶融させ溶接部に割
れが無く、健全で且つ溶接歪の少ない高精度・高性能真
空容器を製造出来る。
例を示す図である。図３はアルミニウム合金１及び２と
板状中間部材３でＩ型開先を形成し、図１で示す開先形
状との組み合わせで真空容器を形成し接合する。溶接
は、電子ビーム溶接やレーザ溶接にて行い、図４の溶接
金属部４は、板状中間部材を十分に溶融させ溶接部に割
れが無く、健全で且つ溶接歪の少ない高精度・高性能真
空容器を製造出来る。
【００２３】溶接後の接合部のミクロ組織を観察した結
果、溶接割れやブロ−ホ−ル等の欠陥は、検出されず健
全であった。また、溶着金属量が比較的少ないので溶接
による変形も少ない。ＴＩＧ溶接やＭＩＧ溶接で施工し
た真空容器は、溶接による収縮・変形が大きく溶接後に
変形部の修正する作業が必要である。電子ビ−ム溶接を
適用した真空容器の場合は、変形も少なく修正作業不要
となることで製造コストの低減を図ることが出来る。
果、溶接割れやブロ−ホ−ル等の欠陥は、検出されず健
全であった。また、溶着金属量が比較的少ないので溶接
による変形も少ない。ＴＩＧ溶接やＭＩＧ溶接で施工し
た真空容器は、溶接による収縮・変形が大きく溶接後に
変形部の修正する作業が必要である。電子ビ−ム溶接を
適用した真空容器の場合は、変形も少なく修正作業不要
となることで製造コストの低減を図ることが出来る。
【００２４】アルミニウム合金の母材として、０．１〜
３．０％のマグネシウム及び０．５〜７．０％の亜鉛を
含有するアルミニウム合金同士を接合する場合も前記同
様、４．５〜１３．０％のシリコンを含むアルミニウム
合金の板状中間部材３を介在させ溶接することで問題無
いことを確認している。
３．０％のマグネシウム及び０．５〜７．０％の亜鉛を
含有するアルミニウム合金同士を接合する場合も前記同
様、４．５〜１３．０％のシリコンを含むアルミニウム
合金の板状中間部材３を介在させ溶接することで問題無
いことを確認している。
【００２５】また、０．３〜２．０％のマグネシウム及
び０．２〜１．２％のシリコンを含有するアルミニウム
合金と０．５〜６．０％マグネシウムを含有するアルミ
ニウム合金を接合する場合にも上記のシリコン含有量が
４．５〜１３．０％と多い板状中間部材３を使用して健
全な溶接部が得られている。
び０．２〜１．２％のシリコンを含有するアルミニウム
合金と０．５〜６．０％マグネシウムを含有するアルミ
ニウム合金を接合する場合にも上記のシリコン含有量が
４．５〜１３．０％と多い板状中間部材３を使用して健
全な溶接部が得られている。
【００２６】ところで、アルミニウム合金における通常
のＴＩＧ溶接等での溶接棒の選定上最も重要な因子の１
つである割れ感受性は、シリコン、マグネシウム、銅と
いった添加元素の影響が大きく、これらの元素の含有量
をコントロ−ルする必要がある。０．３〜２．０％のマ
グネシウム及び０．２〜１．２％のシリコンを含有する
アルミニウム合金と０．５〜６．０％のマグネシウムを
含有するアルミニウム合金を接合する場合、シリコン含
有量が４．５〜１３．０％を外れる中間媒体材を使用し
て電子ビーム溶接を行うと溶接部に割れが発生する。溶
接割れの少ない添加元素の含有量として、４．５〜１
３．０％シリコンであり、マグネシウムは０．１％以
下、銅は０．３％以下の中間媒体材の使用も有効であ
る。
のＴＩＧ溶接等での溶接棒の選定上最も重要な因子の１
つである割れ感受性は、シリコン、マグネシウム、銅と
いった添加元素の影響が大きく、これらの元素の含有量
をコントロ−ルする必要がある。０．３〜２．０％のマ
グネシウム及び０．２〜１．２％のシリコンを含有する
アルミニウム合金と０．５〜６．０％のマグネシウムを
含有するアルミニウム合金を接合する場合、シリコン含
有量が４．５〜１３．０％を外れる中間媒体材を使用し
て電子ビーム溶接を行うと溶接部に割れが発生する。溶
接割れの少ない添加元素の含有量として、４．５〜１
３．０％シリコンであり、マグネシウムは０．１％以
下、銅は０．３％以下の中間媒体材の使用も有効であ
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、添加元素成分を調整し
た板状中間部材を接合面間に介在させ、高エネルギ−密
度溶接を行うことにより接合面全体にわたって溶融溶接
するので、溶接割れを充分に防止でき、高品質且つ高能
率なアルミニウム合金の接合を実現することができる。
またこの接合方法を適用した低コスト真空容器を提供す
ることができる。
た板状中間部材を接合面間に介在させ、高エネルギ−密
度溶接を行うことにより接合面全体にわたって溶融溶接
するので、溶接割れを充分に防止でき、高品質且つ高能
率なアルミニウム合金の接合を実現することができる。
またこの接合方法を適用した低コスト真空容器を提供す
ることができる。
【図１】本発明に係る一実施例の溶接前の接合部断面図
である。
である。
【図２】図１の実施例の溶接後の接合部断面図である。
【図３】本発明に係る他の実施例の溶接前の接合部断面
図である。
図である。
【図４】図３の実施例の溶接後の接合部断面図である。
【図５】従来のアルミニウム合金に対する溶接割れ傾向
を示す図である。
を示す図である。
１ アルミニウム合金 ２ アルミニウム合金 ３ 板状中間部材 ４ 溶接金属部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 亮 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (56)参考文献 特開 平２−307691（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−100675（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−223350（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−277772（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−247094（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−89932（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 B01J 3/00 B23K 15/00 C22C 21/00 B23K 103:10
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％で、マグネシウム(Ｍｇ)を０．３
〜２．０％及びシリコン(Ｓｉ)を０．２〜１．２％含有
するアルミニウム合金同士を接合するに際し、前記アル
ミニウム合金同士の接合面の間にシリコンを４．５〜１
３．０％含有するアルミニウム合金より成り、高エネル
ギー密度溶接にて１パスで接合可能な厚さを有する板状
中間部材を介在させて突合せ、この状態で当該突合せ部
を高エネルギ−密度溶接し、前記板状中間部材の全体を
溶融させて溶着することを特徴とするアルミニウム合金
の接合方法。 - 【請求項２】 重量％で、マグネシウム(Ｍｇ)を０．１
〜３．０％及び亜鉛(Ｚｎ)を０．５〜７．０％含有する
アルミニウム合金同士を接合するに際し、前記アルミニ
ウム合金同士の接合面の間にシリコン(Ｓｉ)を４．５〜
１３．０％含有するアルミニウム合金より成り、高エネ
ルギー密度溶接にて１パスで接合可能な厚さを有する板
状中間部材を介在させて突合せ、この状態で当該突合せ
部を高エネルギ−密度溶接し、前記板状中間部材の全体
を溶融させて溶着することを特徴とするアルミニウム合
金の接合方法。 - 【請求項３】 重量％で、マグネシウム(Ｍｇ)を０．３
〜２．０％及びシリコン(Ｓｉ)を０．２〜１．２％含有
するアルミニウム合金とマグネシウム(Ｍｇ)を０．５〜
６．０％含有するアルミニウム合金とを接合するに際
し、前記両アルミニウム合金の接合面の間にシリコンを
４．５〜１３．０％含有するアルミニウム合金より成
り、高エネルギー密度溶接にて１パスで接合可能な厚さ
を有する板状中間部材を介在させて突合せ、この状態で
当該突合せ部を高エネルギ−密度溶接し、前記板状中間
部材の全体を溶融させて溶着することを特徴とするアル
ミニウム合金の接合方法。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３において、前記板状
中間部材は、マグネシウムの含有量が０．１％以下、銅
の含有量が０．３％以下であることを特徴とするアルミ
ニウム合金の接合方法。 - 【請求項５】 アルミニウム合金を溶接して形成された
アルミニウム合金製真空容器において、請求項１乃至４
のいずれかに記載の接合方法により形成されたことを特
徴とするアルミニウム合金製真空容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10257295A JP3182603B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | アルミニウム合金の接合方法及びアルミニウム合金製真空容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10257295A JP3182603B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | アルミニウム合金の接合方法及びアルミニウム合金製真空容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08294788A JPH08294788A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3182603B2 true JP3182603B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=14330949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10257295A Expired - Lifetime JP3182603B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | アルミニウム合金の接合方法及びアルミニウム合金製真空容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3182603B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8926285B2 (en) | 2009-11-17 | 2015-01-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine blade fastening for a turbomachine |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP10257295A patent/JP3182603B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8926285B2 (en) | 2009-11-17 | 2015-01-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine blade fastening for a turbomachine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08294788A (ja) | 1996-11-12 |
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