アルミニウム板材の接合方法
【課題】表面の平滑性に優れ、接合強度が高く、欠陥のない差厚アルミニウム接合板の安価な接合方法を提供する。
【解決手段】厚さ０．５〜３．０ｍｍを有し隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する方法であって、複数のアルミニウム板材が、Ｍｇ：６．０ｍａｓｓ％未満を含有し残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金であり、薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２が１．０≦ｔ２／ｔ１＜１．３を満たし、電極間距離を１．０ｍｍ以下とし、純度７５〜１００％で流量５〜１５リットル／分のＨｅをシールドガスとして用い溶加材を用いず、薄板材と厚板材との平均板厚における単位板厚当たりの入熱量を２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）とし、両板材の端面同士を突合わせて突合せ部を直流正極性ティグ溶接法にて接合するアルミニウム板材の接合方法。
【解決手段】厚さ０．５〜３．０ｍｍを有し隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する方法であって、複数のアルミニウム板材が、Ｍｇ：６．０ｍａｓｓ％未満を含有し残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金であり、薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２が１．０≦ｔ２／ｔ１＜１．３を満たし、電極間距離を１．０ｍｍ以下とし、純度７５〜１００％で流量５〜１５リットル／分のＨｅをシールドガスとして用い溶加材を用いず、薄板材と厚板材との平均板厚における単位板厚当たりの入熱量を２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）とし、両板材の端面同士を突合わせて突合せ部を直流正極性ティグ溶接法にて接合するアルミニウム板材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板厚０．５〜３．０ｍｍのアルミニウム板材を板厚の異なる組合せで複数枚突合せて溶接し、表面の平滑性に優れ、接合強度が高く、欠陥のない差厚接合板を安価に提供する接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護及び省エネルギーの観点から、特に自動車関連では地球温暖化を引き起こすとされる二酸化炭素の抑制と燃費向上が必須となってきた。これらの諸問題を解決する一つの方策としては、車体の軽量化が有効であり、特にボディ及び部品等に従来から使用されている鋼を軽量材であるアルミニウム合金へ置換することが検討されている。
【０００３】
従来から、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる板材をプレス成形用のブランク材として用い、このブランク材にプレス成形を施すことによって、例えば、日用品や、建材、或いは、航空機や船舶の外板等、多種多様なプレス製品が製造されている。このようなアルミニウム製のプレス製品を得る際に、二枚以上のアルミニウム板材を互いに突き合わせて接合することにより一体化したものは一般にテーラードブランク材と称される。
【０００４】
このテーラードブランク材は素材を可能な限り節約し、部材の適材適所を図る試みも同時に検討されている。特に自動車関連では、板厚の異なる板材（差厚材）を接合し、プレス成形に供するテーラードブランクの考え方が車体の軽量化による燃費向上には有効な手段とされている。
【０００５】
そこで、複数のアルミニウム板材又はアルミニウム合金板材を用いてテーラードブランク材を製造する場合、接合方法として各種の溶接方法が考えられる。近年、アルミニウム平板を接合する方法で熱歪みや変形が少ないといわれている接合方法の一つに、固相接合である摩擦撹拌接合法（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ、以下「ＦＳＷ」と記す）が挙げられる（例えば、特許文献１）。この接合法では、差厚板の接合を行うために専用の裏当て金を用いる。しかしながら、板厚の組合せが変更されるたびに専用の裏当て金を準備する必要があり、接合効率の点において問題が残る。また、回転工具を傾斜させて接合する場合もあるが、ＦＳＷにおいては回転工具を被接合材に押付け荷重をかけて接合するため、傾斜させるための機構が必要となり装置が複雑になる問題もある。
【０００６】
一般的な鉄鋼材料の差厚材の接合方法として広く知られているものとして、レーザ溶接、ティグ溶接及びミグ溶接等に代表される溶融接合法が挙げられる（例えば特許文献２〜５）。
【０００７】
特許文献２〜４にはレーザ溶接法が記載されているが、アルミニウム板材やアルミニウム合金板材の場合には、レーザの反射率が高く表面状態によるレーザ反射率のばらつきが大きい。そのため、安定した溶込み深さを得ることが困難であり、接合部には気孔状の欠陥が生じ易いなど健全な継ぎ手が得られない。また、レーザ溶接法はビーム径が小さいため溶融部も小さくできるメリットがあるが、その一方で突き合わせ面における隙間調整を厳しくする必要があり施工上の困難性が回避できない。更に、溶加材又はろう材を加える工法も記載されている。しかしながら、小さなビーム径によって溶融した部分にビーム径より大きい溶加材を加えることは、その目的や制御方法が複雑になるだけでなく溶接装置も高額となる。
【０００８】
特許文献５には、パルスティグ溶接を用いた工法が記載されている。この工法は自動溶接（ロボット溶接）にて溶加材を用いるものであるが、被溶接材及び溶加材の記載がなく、また、実施例においても詳細な溶接条件の記載がないためアルミニウム板材やアルミニウム合金板材への適用は不明である。
【０００９】
特許文献６には、直流正極性ティグ溶接を用いた工法が記載されている。溶接の対象部材としては、押出プレス機では製造不可能な広幅の大型ヒートシンク（押出形材）が用いられているが、本発明における差厚接合板にこの工法をそのまま適用することはできない。
【００１０】
特許文献７に記載される工法で用いる溶接対象部材は０．０３ｍｍ以下の薄板材であり、本発明で用いる０．５〜３．０ｍｍのアルミニウム板材とは厚さにおいて著しく相違する。従って、本発明における差厚接合板にこの工法をそのまま適用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１６７６７６号公報
【特許文献２】特開２００３−１３６２６２号公報
【特許文献３】特開２００７−２３７２１６号公報
【特許文献４】特開２００９−２０２２０５号公報
【特許文献５】特許第３９６７６３５号公報
【特許文献６】特開２００２−１９２３４６号公報
【特許文献７】特開昭６２−２８６６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、厚さ０．５〜３．０ｍｍを有する複数枚のアルミニウム板材を、直流正極性ティグ溶接法にて溶接することにより、表面の平滑性に優れ、接合強度が高く、欠陥のない差厚接合板を安価に製造する方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は請求項１において、厚さ０．５〜３．０ｍｍを有し隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する方法であって、当該複数のアルミニウム板材が、Ｍｇ：６．０ｍａｓｓ％未満を含有し残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、隣接するアルミニウム板材の薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２が１．０≦ｔ２／ｔ１＜１．３を満たし、溶接電極の先端中心部と厚板材の表面との電極間距離を１．０ｍｍ以下とし、純度７５〜１００％で流量５〜１５リットル／分のＨｅを溶接電極のシールドガスとして用い溶加材を用いず、隣接するアルミニウム板材の薄板材と厚板材との平均板厚さ（ｔ１＋ｔ２）／２に対して、溶接時における単位板厚当たりの入熱量を２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）とし、これら薄板材と厚板材の端面同士を突合わせて突合せ部を直流正極性ティグ溶接法にて接合することを特徴とするアルミニウム板材の接合方法とした。
【００１４】
本発明は請求項２において、厚さ０．５〜３．０ｍｍを有し隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する方法であって、当該複数のアルミニウム板材が、Ｍｇ：６．０ｍａｓｓ％未満を含有し残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、隣接するアルミニウム板材の薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２が１．３≦ｔ２／ｔ１≦２．５を満たし、溶接電極の先端中心部と厚板材の表面との電極間距離を１．０ｍｍ以下とし、純度７５〜１００％で流量５〜１５リットル／分のＨｅを溶接電極のシールドガスとして用い溶加材を用いず、隣接するアルミニウム板材の薄板材と厚板材との平均板厚さ（ｔ１＋ｔ２）／２に対して、溶接時における単位板厚当たりの入熱量を２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）とし、溶接電極の先端中心部が厚板材の突合せ部のエッジ部において、溶接方向に対する左右方向の薄板材側に５〜３０°の傾斜角θ１を成し、かつ、溶接方向の後進側に５〜１５°の前進角θ２を成し、これら薄板材と厚板材の端面同士を突合わせて突合せ部を直流正極性ティグ溶接法にて接合することを特徴とするアルミニウム板材の接合方法とした。
【００１５】
本発明は請求項３では請求項１又は２において、前記アルミニウム合金が、Ｓｉ：２．０ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：１．０ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ：１．５ｍａｓｓ％以下及びＭｎ：２．０ｍａｓｓ％以下から選択される１種又は２種以上を更に含有するものとした。
【００１６】
本発明は請求項４では請求項１〜３のいずれか一項において、前記アルミニウム合金が、Ｃｒ：０．２ｍａｓｓ％以下、Ｚｎ：０．３ｍａｓｓ％以下及びＴｉ：０．２ｍａｓｓ％以下から選択される１種又は２種以上を更に含有するものとした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る溶接方法によって厚さ０．５〜３．０ｍｍのアルミニウム板材を二枚以上差厚の組合せで突合せ接合することにより、表面の平滑性に優れ、接合強度が高く、欠陥のない差厚接合板を安価に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明の他の実施例に係る製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明の更に他の実施例に係る製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明の更に他の実施例に係る製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図５】本発明とは異なる製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図６】本発明とは異なる製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図７】本発明に係る製造方法を示す説明図である。
【図８】本発明に係る製造方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
Ａ．直流正極性ティグ溶接の選定
本発明では、溶接方法として直流正極性ティグ溶接を選定している。以下に、選定理由について述べる。
消耗電極（溶加材）を用いるミグ溶接方法では、溶接後において溶接ビードが存在するので、平滑な板材を得るには切削等の機械加工が必要となる。また、ＦＳＷは局部的な荷重を付加することにより板材に内部応力が残留し、接合後において反りや歪みが発生する。大型の接合装置となると、周辺機器類も大掛かりなものとなり、コスト増加が避けられない。ＣＯ２やＹＡＧを用いたレーザ溶接は、近年ではファイバー、ディスク、半導体等の製造に適用されており、いずれのレーザ溶接もアーク溶接に比べて熱歪みの発生が少ないといわれている。レーザ溶接は、非接触工法であって溶接速度も速く自動車の製造ラインにも使用されており、本発明のような薄板製品への適用は十分可能である。しかしながら、溶接機器類や周辺機器類を含めて装置が高額となり、安価な製造には適さない。また、レーザの特徴でもある小さい溶融部は狙い位置がずれると接合不良となるため突合せ部の寸法精度の管理も厳しく行う必要がある。電子ビーム溶接は厚板の深い溶け込みを特徴とする接合方法であるが、真空中のチャンバー内に被接合材を収容して溶接することが必須であり、本発明で用いるような大型の薄板への適用には不向きである。
【００２０】
ティグ溶接は一般的に溶加材を加える工法であるが、溶加材を用いないでアークのみを照射することで被溶接材を溶融し接合することが可能である。本発明では、上記各溶接方法が有する欠点がない、溶加材を用いないティグ溶接を採用する。アルミニウム板材のティグ溶接では、電極を損傷させず、かつ、アルミニウム材表面の酸化皮膜を除去するために、交流のティグ溶接が一般的に用いられる。しかしながら、交流ティグ溶接では、その原理上、電流の極性がマイナスとプラスに交互に反転する必要があるため接合速度を速く出来ないという欠点があった。
【００２１】
一方、直流のティグ溶接には、電極がプラスの逆極性ティグ溶接と電極がマイナスの直流正極性ティグ溶接の２種類がある。いずれもアルミニウム合金の溶接には適用されておらず、主に鉄鋼材料に用いられる方法として知られている。電極がプラスの逆極性ティグの場合には、交流ティグ同様にクリーニング効果は発揮されるが電極への入熱量が大きいため電極自体の消耗が激しくなり、陰極点が母材表面を走り入熱が分散されるため溶け込みも浅くなる。このように、逆極性ティグは、良好な溶接状態を長時間維持できないために、工業的に適用するには困難である。
【００２２】
一方、電極がマイナスの直流正極性ティグ溶接の場合には、電極への負荷が低く消耗も少ないという利点があり、深い溶け込みが得られるため５００Ａ以上の電流を必要とする大電流ティグ溶接に用いられることもある。しかしながら、クリーニング作用が発揮されないため溶接金属内部と表面部に欠陥が生じ易く、これまた工業的に適用するには困難であった。しかしながら、本発明者は、溶接金属内部と表面部における欠陥発生の防止について種々検討を重ねた結果、所定要件を満たすことにより直流正極性ティグ溶接をアルミニウム合金に適用可能とすることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２３】
Ｂ．アルミニウム板材
本発明に用いるアルミニウム板材は、厚さ０．５〜３．０ｍｍを有する。アルミニウム板材の厚さが０．５ｍｍ未満では、板材として用いるには薄く強度や剛性などが不足する。更に、板厚全てを溶け込ませた貫通溶接を実施時には、溶け落ちや周囲の熱影響部の変形発生といった問題が生じる。板厚が３．０ｍｍを超えると、薄板の範疇を超える厚さとなり重量も増加するので用いられない。更に、板厚全てを溶け込ませた貫通溶接を実施時には溶接時の入熱を高くする必要があるため、やはり周囲の熱影響部の変形発生といった問題が生じる。従って、本発明では、アルミニウム板材の厚さを０．５〜３．０ｍｍに規定する。
【００２４】
本発明に係る接合方法では、隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する。ここで、隣接するアルミニウム板材の薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２の比ｔ２／ｔ１は、１．０〜２．５の範囲に規定される。このように規定したのは、差厚接合の効果を考慮したものである。鉄鋼材料の場合は自動車の車体へ適用する際、材質により強度が異なるため同じ板厚で材質の異なる接合板をテーラードブランク材として用いている。しかしながら、アルミニウム合金板材の自動車車体への適用を考慮した場合には、使用する合金種類は一般にＡｌ−Ｍｇ合金の５０００系又はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金の６０００系合金となる。これらの合金では素材自身の強度の差は少ないため、同一合金で板厚に差をつけることで強度の差を出すことになるため、上記ｔ２／ｔ１の下限値は１．０とする必要がある。一方、構造体としてのバランスを考慮すると、極端な強度差を設けることがないため組合せる板厚差も同様に大きな差を設けることがなく、上記ｔ２／ｔ１の上限値を２．５とした。また、ｔ２／ｔ１が２．５を超える場合は、被接合材の突合せ部の制御などの点において溶接自体が非常に困難なる。そのため、ｔ２／ｔ１は２．３以下とするのが好ましい。
【００２５】
一方、用途に応じて差厚接合材を同一組成の合金の組合せに限定する必要がないため、異なる種類の組成の合金を組合せた差厚接合材とすることもできる。この場合においても、上記ｔ２／ｔ１の比は同じく１．０≦ｔ２／ｔ１≦２．５である。
【００２６】
なお、後述するように、ｔ２／ｔ１が１．０以上１．３未満の場合には、溶接電極の傾斜角θ１と前進角θ２の制限はないが、ｔ２／ｔ１が１．３以上２．５以下の場合には、傾斜角θ１と前進角θ２は所定の角度範囲に制限される。
【００２７】
アルミニウム板材の材質としては種々規定しているが、以下に示す成分範囲において、より良好な生産性と、目的に応じた強度、表面平滑性や耐欠陥性により優れた溶接方法となる。成分組成「ｍａｓｓ％」については、以下において単に「％」と記す。なお、上記Ａｌ合金の他に、純度９９．５％以上の純Ａｌも用いることができる。
【００２８】
Ｍｇ：Ａｌ合金中のＭｇは、含有量が増えれば強度を向上させる元素であり、ＳｉとＭｇ２Ｓｉを形成することによって、強度向上に寄与するものである。しかしながら、６．０％以上添加すると、強度は向上するがアルミニウム板材への加工が困難となることに加え粒界腐食や応力腐食割れの発生の危険性もある。したがってＭｇの添加量は６．０％未満であり、好ましくは５．０％以下とする。なお、本発明においてＭｇは原則として必須元素であるが、強度を犠牲にしても欠陥発生の防止を優先させる場合には添加しなくてもよい。
【００２９】
Ｓｉ：Ｍｇと同時に存在するとＭｇ２Ｓｉを形成して合金の強度を向上させる元素である。しかしながら、添加量が増加するとアルミニウム板材への加工が困難となるので、Ｓｉ添加量は２．０％以下とし、好ましくは１．５％以下とする。なお、Ｓｉは選択的添加元素であるが意図的に添加するのではなく、上述の不可避的不純物として含有されていてもよい。
【００３０】
Ｆｅ：Ｆｅの添加によりＡｌ合金中にＡｌ−Ｆｅ系の化合物が形成され、合金の強度を向上させる元素である。しかしながら、添加量が増加するとアルミニウム板材への加工が困難となるので、Ｆｅ添加量は１．０％以下とし、好ましくは、０．７％以下とする。なお、Ｆｅは選択的添加元素であるが意図的に添加するのではなく、上述の不可避的不純物として含有されていてもよい。
【００３１】
Ｃｕ：ＣｕはＡｌマトリックスに固溶し、固溶体中の溶質の過飽和度を上げる等して強度を付与する元素である。しかしながら、添加量が１．５％を超えると、アルミニウム板材への加工が困難になり、更に、強度は向上するものの耐食性や溶接割れも発生する危険性が生じる。したがって、Ｃｕ添加量は１．５％以下とし、好ましくは１．０％以下とする。なお、Ｃｕは選択的添加元素であるが意図的に添加するのではなく、上述の不可避的不純物として含有されていてもよい。
【００３２】
Ｍｎ：Ａｌ合金中のＭｎは耐食性を低下することなく強度を向上させる元素である。
しかしながら、２．０％を超えて添加すると、鋳造中に巨大な金属間化合物を生成し、Ａｌ合金の機械的性質を低下させる原因となる。したがって、Ｍｎ添加量は２．０％以下とし、好ましくは１．５％以下とする。なお、Ｍｎは選択的添加元素であるが意図的に添加するのではなく、上述の不可避的不純物として含有されていてもよい。
【００３３】
Ｃｒ：本発明の効果を損なわない範囲において、不純物レベルのＣｒが少量含有されていてもよい。Ｃｒの微細な析出物は、熱間加工の際に発生する結晶粒の粗大化を抑制する作用を有する。０．２％を超えて含有されると鋳造中に巨大な金属間化合物を生成し、Ａｌ合金の機械的性質を低下させる原因になる。したがって、Ｃｒ含有量は０．２％以下とし、好ましくは０．１％以下である。
【００３４】
Ｚｎ：本発明の効果を損なわない範囲において、不純物レベルのＺｎが少量含有されていてもよい。Ｚｎは強度向上に寄与する元素でもあるが、耐食性や耐応力腐食割れ性を低下させる元素でもある。したがって、Ｚｎの含有量は０．３％以下とし、好ましくは０．２５％以下である。
【００３５】
Ｔｉ：本発明の効果を損なわない範囲において、不純物レベルのＴｉが少量含有されていてもよい。Ｔｉは鋳造組織を微細化し、合金の強度や靭性を向上させる元素ではあるが、０．２％を超えて含有されると粗大化合物を形成し、アルミニウム板材への加工が困難になるだけでなく強度低下や靭性低下を招く。したがって、Ｔｉの含有量は０．２％以下とし、好ましくは０．１５％以下である。
【００３６】
Ｍｇの他のＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ及びＴｉは、１種又は２種以上が添加される。例えば、選択的添加元素であるＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎから選択される１種又は２種以上のみを添加してもよく、不純物レベルの元素であるＣｒ、Ｚｎ、Ｔｉから選択される１種又は２種以上のみを添加してもよく、或いは、選択的添加元素と不純物レベルの元素とを共に添加して２種以上の添加としてもよい。なお、これら選択的添加元素と不純物レベルの元素の他に、不可避的不純物として、Ｖ、Ｎａ、Ｂｉなどをそれぞれ０．０４％以下、合計で０．１０％以下含有してもよい。
【００３７】
Ｃ．直流正極性ティグ溶接
本発明で用いる直流正極性ティグ溶接の条件について、下記に詳述する。
【００３８】
Ｃ−１．電極間距離
直流正極性ティグ溶接における溶け込みやシールド効果は、溶接電極と被溶接材であるアルミニウム板材の距離によって影響を受けることが判明した。すなわち、溶接電極とアルミニウム板材の距離が１．０ｍｍを超えると、適正な溶け込み状態が得られず、かつ、Ｈｅによるシールド効果が得られず、良好な溶接が達成できないことが判明した。そこで、溶接電極とアルミニウム板材の距離を１．０ｍｍ以下に設定することにより溶接金属の適正な溶け込みと溶接部におけるシールド効果との両立が可能となる。本発明では、直流正極性ティグ溶接において、溶接電極とアルミニウム板材の電極間距離を１．０ｍｍ以下とする。上記効果を更に高めるには、電極間距離を０．５ｍｍ以下とするのが好ましい。操作上において溶接電極を移動させる際に、被溶接材であるアルミニウム板材に接触させずに移動させるには、溶接電極とアルミニウム板材とが少なくとも０．１ｍｍ離間していることが望ましい。そこで、電極間距離の下限は０．１ｍｍとするのが好ましい。また、上記電極間距離Ｌとは、溶接電極８の先端中心部８１から、厚板材２の表面までの最短距離として規定する。図７に示す例では、厚板材２の上表面２１と突合わせ面２２とが交わるエッジ部２３と溶接電極８の先端中心部８１との最短距離、すなわち、溶接電極８の中心線Ｃのうち先端中心部８１からがエッジ部２３までの長さが、溶接中における電極間距離となる。なお、溶接電極としては、タングステン電極が好適に用いられる。
【００３９】
Ｃ−２．シールドガス
ティグ溶接におけるシールドガスとして、純度１００％Ｈｅを用いると大きな溶け込みが得られることが知られている。しかしながら、ティグ溶接におけるシールドガスとして一般に用いられるＡｒに比べてＨｅは比重が約１／１０と小さいので、Ｈｅのプラズマ気流がＡｒのプラズマ気流に比べて弱く、更に、ＨｅはＡｒに比べてシールド性に劣るなど、Ａｒに比べてＨｅはシールドガスとして不利であった。このように、シールドガスにＨｅを使用することは汎用的なティグ溶接では実用的ではないとされていた。本発明者は、直流正極性ティグ溶接におけるシールドガスとしてＨｅを用いる際の適正条件を見出すことによって、ティグ溶接におけるシールドガスとしてのＨｅの不利な点を克服した。
本発明では、純度７５〜１００％のＨｅをシールドガスに用いる。純度が７５％未満では、十分な溶け込み効果が得られない。シールドガスとしてのＨｅ純度は、好ましくは９０〜１００％である。
【００４０】
Ｃ−３．シールドガスの流量
直流正極性ティグ溶接において、純度７５〜１００％のＨｅの流量が５リットル／分未満では、シールドガスによるシールド効果が得られないことが判明した。一方、１５リットル／分を超えると、シールド効果は得られるものの、凝固前の溶接金属部にＨｅが強く押し当たることによって、溶接金属部表面がシールドガスの圧力に押されてへこみ、溶接面の平滑が維持できなくなることが判明した。そこで、シールドガスの流量は５〜１５リットル／分に設定することによって溶接部のシールド効果と溶接面の平滑性の両立が可能となる。本発明では、直流正極性ティグ溶接において純度７５〜１００％のＨｅの流量を５〜１５リットル／分とする。
【００４１】
Ｃ−４．溶接時における入熱量
直流正極性ティグ溶接の溶接時における入熱量について検討した。直流正極性ティグ溶接において、溶接電圧Ｅ（Ｖ）、電流Ｉ（Ａ）、溶接速度ｖ（ｃｍ／分）とするとき、溶接部の単位長さ（１ｃｍ）当たりに発生する電気的エネルギーＨは、Ｈ＝（６０・Ｅ・Ｉ）／ｖ（ジュール＜Ｊ＞／ｃｍ）で表される。この電気的エネルギーＨを、組合せたアルミニウム板材の平均の板厚（ｔ１＋ｔ２）／２（ｃｍ）で割ることにより、アルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量Ｈ‘が得られる。すなわち、Ｈ‘＝（６０・Ｅ・Ｉ）／｛ｖ・（ｔ１＋ｔ２）／２｝（Ｊ／ｃｍ２）となる。
【００４２】
本発明者は、アルミニウム板材の厚さを貫通させるに十分な溶け込みが得られ、かつ、歪みや反りの少ない平滑な接合が得られるＨ‘の範囲を検討したところ、２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）の範囲であることを実験的に見出した。Ｈ‘が２５００（Ｊ／ｃｍ２）未満では入熱量不足で十分な溶け込みが得られない。一方、Ｈ‘が１２０００（Ｊ／ｃｍ２）を超えると、入熱量過剰で接合部に溶け落ちの発生や熱変形が生じる。更に十分な溶け込みと平滑性を得るには、Ｈ‘を２５００〜１００００（Ｊ／ｃｍ２）とするのが好ましい。
【００４３】
Ｃ−５．溶接電極の先端中心部の傾斜角θ１
直流正極性ティグ溶接の溶接時における溶接電極の傾斜角について検討した。組合せる板厚の差が小さい場合は同板厚に近い条件、すなわち、ｔ２／ｔ１の比が１以上１．３未満の場合には、図７に示す傾斜角θ１は制限されず、例えばθ１を０°とすることで溶接が可能であることが判明した。しかしながら、板厚の差が大きくなると、両板材が適正な溶込み状態になるのが困難となることが判明した。本発明者は、アルミニウム板材の異なる板厚においても適正な溶込み状態を得られる条件を検討した。その結果、ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下の場合において、図７に示すように、薄板材１と厚板材２との突合せ部７上に配置される溶接電極８の先端中心部８１を、厚板材２のエッジ部２３において、溶接方向に対する左右方向の薄板材側に５〜３０°の傾斜角θ１をもって傾斜しつつ溶接を行うことにより、良好な溶込み状態が達成されることを実験的に見出した。すなわち、厚板材２のエッジ部２３を通り、かつ、厚板材２の上表面２１に対する垂線Ｔに対して、溶接方向の左右方向における薄板材１側に５〜３０°の傾斜角θ１をもって溶接電極８の先端中心部８１を傾斜させるものである。
【００４４】
ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下においてθ１が５°未満では、両板材の適正な溶込み状態が得られない。一方、ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下においてθ１が３０°を超えると、厚板材は十分な溶込み状態となるが薄板材は溶込み不足となる。更に、突合せ部におけるシール状態も十分でなくなり、内部欠陥やピット等の外観上の欠陥も発生する。なお、傾斜角θ１は、組合せる板材におけるｔ２／ｔ１の比や材質に応じて適正な角度を選定すれば良いが、好ましい傾斜角θ１は５〜２５°である。
【００４５】
Ｃ−６．溶接電極の先端中心部の前進角θ２
直流正極性ティグ溶接の溶接時における電極の前進角について検討した。組合せる板厚の差が小さい場合は同板厚に近い条件、すなわち、ｔ２／ｔ１の比が１以上１．３未満の場合には、図８に示す前進角θ２は制限されず、例えばθ２を０°とすることで溶接が可能であることが判明した。しかしながら、板厚の差が大きくなると、両板材が適正な溶込み状態になるのが困難となることが判明した。本発明者は、アルミニウム板材の異なる板厚においても適正な溶込み状態を得られる条件を検討した。その結果、ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下の場合において、図８に示すように、薄板材１と厚板材２との突合せ部７上に配置される溶接電極８の先端中心部８１を、厚板材２のエッジ部２３において、溶接方向（図８の矢印で示す）の後進側に５〜１５°の前進角θ２をもって傾斜しつつ溶接を行うことにより、良好な溶込み状態が達成されることを実験的に見出した。すなわち、厚板材２のエッジ部２３を通り、かつ、厚板材２の上表面２１に対する垂線Ｔに対して、溶接方向の後進側に５〜１５°の前進角θ２をもって溶接電極８の先端中心部８１を傾斜させるものである。
【００４６】
ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下においてθ２が５°未満では、両板材の適正な溶込み状態が得られない。一方、ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下においてθ２が１５°を超えると、厚板材のエッジ部は十分な溶込み状態となるが薄板材とエッジ部以外の厚板材では溶込み不足となる場合がある。更に、突合せ部におけるシール状態も十分でなくなり、内部欠陥やピット等の外観上の欠陥も発生する場合もある。なお、前進角θ２は、組合せる板材におけるｔ２／ｔ１の比や材質に応じて適正な角度を選定すれば良いが、より好ましい傾斜角θ１は５〜１０°である。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４８】
（実施例１）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１０５０Ｐ−Ｈ１２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１４０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００４９】
（実施例２）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａｌ０５０Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．６ｍｍとし、シールドガスは純度１０％Ａｒ−９０％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５０】
（実施例３）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１６Ｖ、溶接電流１３０Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１２リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は３０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５１】
（実施例４）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧２０Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５２】
（実施例５）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．６である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１３０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５３】
（実施例６）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度２５％Ａｒ−７５％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５４】
（実施例７）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００４Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流６０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１０％Ａｒ−９０％Ｈｅの混合ガスを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５５】
（実施例８）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００４Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）０．８ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．６である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流５０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５６】
（実施例９）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１９Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は３０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５７】
（実施例１０）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１２リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、７３００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５８】
（実施例１１）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１１０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１０４００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５９】
（実施例１２）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．２ｍｍのアルミニウム平板（Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧２５Ｖ、溶接電流４０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．９ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、５０００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６０】
（実施例１３）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧２５Ｖ、溶接電流３０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１０°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、４２００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６１】
（実施例１４）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．６ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６２】
（実施例１５）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．２ｍｍのアルミニウム平板（Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．２である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧２５Ｖ、溶接電流３２Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１０％Ａｒ−９０％Ｈｅの混合ガスを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１０°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、３６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６３】
（実施例１６）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．６である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流９５Ａ、溶接速度７０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１０６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６４】
（実施例１７）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ１０５０Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．６ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８２００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６５】
（実施例１８）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１４０Ａ、溶接速度９０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１０６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６６】
（実施例１９）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．６ｍｍのアルミニウム平板（Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧２５Ｖ、溶接電流５０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．６ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量９リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、４５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６７】
（実施例２０）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５０８３Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．６である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２５Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１２リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６８】
（実施例２１）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５０８３Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．２である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流９０Ａ、溶接速度８５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は０°、前進角（θ２）は０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６９】
（実施例２２）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．７である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１１０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１２リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、７４００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７０】
（実施例２３）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．７である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流１４０Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２０°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７１】
（実施例２４）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１０５０Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．９である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、７４００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７２】
（実施例２５）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流９０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．６ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７３】
（実施例２６）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流１３０Ａ、溶接速度１１０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量９リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９１００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７４】
（比較例１）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．６である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流８５Ａ、溶接速度１１０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６４００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７５】
（比較例２）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０８３Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は３．１である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１９Ｖ、溶接電流１４０Ａ、溶接速度９０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１２リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は３０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１０７００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７６】
（比較例３）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．２である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流１３０Ａ、溶接速度１１０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離１．５ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は０°、前進角（θ２）は０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１１６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７７】
（比較例４）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１０５０Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．９である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１９Ｖ、溶接電流１５０Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％Ｈｅを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１４９００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７８】
（比較例５）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ１０５０Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流３５Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、２４００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７９】
（比較例６）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．７である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％Ｈｅを流量２０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、７７００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８０】
（比較例７）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１１０Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％Ｈｅを流量３リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、７９００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８１】
（比較例８）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．２である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％Ａｒを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は０°、前進角（θ２）は０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９３００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８２】
（比較例９）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．７である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は０°、前進角（θ２）は０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８３】
（比較例１０）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００４Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は３５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１１３００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８４】
（比較例１１）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．７である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２０°、前進角（θ２）は０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８１００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８５】
（比較例１２）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００４Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は２５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１１３００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８６】
（比較例１３）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．３ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）０．７ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行った。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せ溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。この状態にて、溶接条件として板厚全てが溶ける完全溶け込み条件の選定を試みたが、用いた薄板材が薄過ぎたため溶け落ちが発生し適正溶接条件が見出せず良好な接合体は得られなかった。
【００８７】
（比較例１４）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）３．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０８３Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、４３００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８８】
（比較例１５）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ２０１４Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行った。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せ溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。この状態にて、溶接条件として板厚全てが溶ける完全溶け込み条件の選定を試みたが、本組合せの場合、溶接部に割れが発生し適正溶接条件が見出せず良好な接合体は得られなかった。
【００８９】
上記の実施例及び比較例に用いた合金組成を表１に示す。また、その合金を用いて作製したアルミニウム合金板の引張特性を表２に示す。なお、Ａ３００３Ｐ＋高Ｍｎ−Ｈ１２合金、Ａ４０３２Ｐ−Ｔ４合金、Ａ５０５２Ｐ＋高Ｆｅ−Ｈ３２合金、Ａ５１８２Ｐ＋高Ｃｒ，高Ｚｎ−Ｏ合金、Ａ５１８２Ｐ＋高Ｔｉ−Ｏ合金およびＡｌ−６．０ＭｇＰ−Ｏ合金については圧延加工が行えず、アルミニウム合金板を得ることが出来なかった。
【００９０】
【表１】
【００９１】
【表２】
【００９２】
実施例及び比較例で用いた薄板材と厚板材を表３に示す。また、これら薄板材と厚板材を被接合材として接合を行った接合条件を表４に示す。更に、溶接部の表面状態、引張特性及び断面状態を下記のように評価した結果を表５に示す。
【００９３】
【表３】
【００９４】
【表４】
【００９５】
【表５】
【００９６】
（溶接部の表面状態の評価）
溶接部の表面状態は、目視観察によって評価した。目視により、外観の欠陥が無く平滑性が得られていた場合を合格とした。目視により、ピット状の欠陥、溶け込み不足、割れ、平滑性を損なう程の激しい凹凸のいずれかが観察された場合を不合格とした。
【００９７】
（溶接部の引張特性の評価）
溶接部の引張特性は、作製した溶接材より溶接部が中央となるようにＪＩＳ５号引張試験片を、それぞれ３本切り出して引張試験を行い、引張強さ、耐力、伸びの値を計測し、破断の形態を観察した。評価は継手効率が７０％を超えた場合を合格、７０％未満を不合格とした。ここで、継手効率は、（溶接材の引張り強さ／破断した母材の引張強さ）×１００（％）として算出した。なお、溶接部で破断した場合は、薄板材の母材強度を用いて、継手効率を算出した。
【００９８】
（溶接部の断面状態の評価）
溶接部の断面状態は、目視観察によって評価した。目視により、欠陥が観察されなかった場合を合格とした。目視により、気泡状の欠陥、裏面側の未接合部、割れのいずれかが観察された場合を不合格とした。
【００９９】
（総合評価）
溶接部における表面状態、引張特性及び断面状態のいずれもが合格の場合を、総合評価が合格（○）とした。表面状態、引張特性及び断面状態の少なくともいずれかが不合格の場合を、総合評価が不合格（×）とした。
【０１００】
実施例１〜２６では、溶接部における表面状態及び断面状態及び継手強度のいずれもが合格であり、総合評価が合格であった。実施例３、７、１６及び２１に示す接合体の断面図を、図１〜４にそれぞれ示す。図において、１は接合するアルミニウム板材の薄板材であり、２は接合するアルミニウム板材の厚板材である。３は溶接部の表面を示し、４は溶接部の断面を示す。これらの図から明らかなように、溶接部の表面状態は良好な平滑性と欠陥がないことを示し、溶接部の断面状態にも欠陥はない。
【０１０１】
比較例１では、直流正極性ティグ溶接法を用いず、表面状態はピット状の欠陥があり不合格であり、溶接部の断面状態は気泡状の欠陥が見られ不合格であった。継手の強度は継手効率で７８％が得られ合格ではあったが、総合評価は不合格となった。なお、接合体の断面図を図５に示す。図５において、１〜４は図１〜４と同じである。５は断面の気泡状欠陥である。図５からは明らかではないが、表面にはピット状の欠陥があった。図から明らかなように、溶接部の断面には表面側及び裏面側に気泡状の欠陥が見られる。また、溶接入熱による変形も大きかった。
【０１０２】
比較例２では、組合せた薄板材と厚板材の厚さの比（ｔ２／ｔ１）が上限を超えていため、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率３５％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１０３】
比較例３では、電極間距離が長過ぎたため、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率３０％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１０４】
比較例４では、入熱量が多過ぎたため、溶接部に割れが発生した。表面状態は割れ発生のため不合格であり、断面状態も割れ発生のため不合格であった。また、継手の強度も継手効率２５％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。なお、接合体の断面図を図６に示す。図６において、１〜４は図１〜４と同じである。６は断面の割れである。図６からは明らかではないが、表面にも割れの欠陥があった。図から明らかなように、溶接部の断面には割れ状の欠陥が見られる。
【０１０５】
比較例５では、入熱量が少な過ぎたため、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率２０％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１０６】
比較例６では、シールドガスの流量が多過ぎたため、溶接部における表面状態は凹凸が激しく不合格であり、断面状態も気泡状の欠陥が見られ不合格であった。また、継手の強度も継手効率３５％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１０７】
比較例７では、シールドガスのＨｅ含有量が少な過ぎたため、溶接部における表面状態ではピット状の欠陥があり不合格であり、断面状態も気泡状の欠陥が生じ不合格であった。また、継手の強度も継手効率３０％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。り、総合評価が不合格となった。
【０１０８】
比較例８では、シールドガスにＡｒを用いたため、溶接部における表面状態ではピット状の欠陥があり不合格であり、断面状態も気泡状上の欠陥が生じ不合格であった。また、継手の強度も継手効率４２％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１０９】
比較例９では、傾斜角θ１が小さ過ぎて、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率３７％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１０】
比較例１０では、傾斜角θ１が大き過ぎて、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率４１％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１１】
比較例１１では、前進角θ２が小さ過ぎて、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率４５％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１２】
比較例１２では、前進角θ２が大き過ぎて、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率３６％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１３】
比較例１３では、構成する薄板材の厚さが薄過ぎたため、溶接部分に溶け落ちが発生し、適正溶接条件を見出すことができなかった。したがって溶接長１０００ｍｍの接合体も得られなかった。その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１４】
比較例１４では、構成する厚板材の厚さが厚過ぎたため、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率５６％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１５】
比較例１５では、Ｃｕの添加量が多いＡ２０１４Ｐ−Ｔ４材を用いているため、溶加材を用いない本溶接方法では溶接部に割れが発生してしまい、適正溶接条件が見出すことができなかった。したがって溶接長１０００ｍｍの接合体も得られなかった。その結果、総合評価は不合格となった。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
発明により、板厚０．５〜３．０ｍｍのアルミニウム板材を板厚の異なる組合せで複数枚突合せて溶接し、表面の平滑性に優れ、接合強度が高く、欠陥のない差厚接合板を安価に提供可能となる。
【符号の説明】
【０１１７】
１…アルミニウム材（薄板材）
２…アルミニウム材（厚板材）
２１…厚板材の上表面
２２…厚板材の突合せ面
２３…厚板材のエッジ部
３…溶接部の表面
４…溶接部の断面
５…溶接部の断面における気孔状の欠陥
６…溶接部の断面における割れ状の欠陥
７…突合せ部
８…溶接電極
８１…溶接電極の先端中心部
Ｃ…溶接電極の中心線
Ｌ…電極間距離
Ｔ…厚板材のエッジ部を通り、かつ、厚板材の上表面に対して垂直な線
θ１…溶接電極の傾斜角
θ２…溶接電極の前進角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板厚０．５〜３．０ｍｍのアルミニウム板材を板厚の異なる組合せで複数枚突合せて溶接し、表面の平滑性に優れ、接合強度が高く、欠陥のない差厚接合板を安価に提供する接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護及び省エネルギーの観点から、特に自動車関連では地球温暖化を引き起こすとされる二酸化炭素の抑制と燃費向上が必須となってきた。これらの諸問題を解決する一つの方策としては、車体の軽量化が有効であり、特にボディ及び部品等に従来から使用されている鋼を軽量材であるアルミニウム合金へ置換することが検討されている。
【０００３】
従来から、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる板材をプレス成形用のブランク材として用い、このブランク材にプレス成形を施すことによって、例えば、日用品や、建材、或いは、航空機や船舶の外板等、多種多様なプレス製品が製造されている。このようなアルミニウム製のプレス製品を得る際に、二枚以上のアルミニウム板材を互いに突き合わせて接合することにより一体化したものは一般にテーラードブランク材と称される。
【０００４】
このテーラードブランク材は素材を可能な限り節約し、部材の適材適所を図る試みも同時に検討されている。特に自動車関連では、板厚の異なる板材（差厚材）を接合し、プレス成形に供するテーラードブランクの考え方が車体の軽量化による燃費向上には有効な手段とされている。
【０００５】
そこで、複数のアルミニウム板材又はアルミニウム合金板材を用いてテーラードブランク材を製造する場合、接合方法として各種の溶接方法が考えられる。近年、アルミニウム平板を接合する方法で熱歪みや変形が少ないといわれている接合方法の一つに、固相接合である摩擦撹拌接合法（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ、以下「ＦＳＷ」と記す）が挙げられる（例えば、特許文献１）。この接合法では、差厚板の接合を行うために専用の裏当て金を用いる。しかしながら、板厚の組合せが変更されるたびに専用の裏当て金を準備する必要があり、接合効率の点において問題が残る。また、回転工具を傾斜させて接合する場合もあるが、ＦＳＷにおいては回転工具を被接合材に押付け荷重をかけて接合するため、傾斜させるための機構が必要となり装置が複雑になる問題もある。
【０００６】
一般的な鉄鋼材料の差厚材の接合方法として広く知られているものとして、レーザ溶接、ティグ溶接及びミグ溶接等に代表される溶融接合法が挙げられる（例えば特許文献２〜５）。
【０００７】
特許文献２〜４にはレーザ溶接法が記載されているが、アルミニウム板材やアルミニウム合金板材の場合には、レーザの反射率が高く表面状態によるレーザ反射率のばらつきが大きい。そのため、安定した溶込み深さを得ることが困難であり、接合部には気孔状の欠陥が生じ易いなど健全な継ぎ手が得られない。また、レーザ溶接法はビーム径が小さいため溶融部も小さくできるメリットがあるが、その一方で突き合わせ面における隙間調整を厳しくする必要があり施工上の困難性が回避できない。更に、溶加材又はろう材を加える工法も記載されている。しかしながら、小さなビーム径によって溶融した部分にビーム径より大きい溶加材を加えることは、その目的や制御方法が複雑になるだけでなく溶接装置も高額となる。
【０００８】
特許文献５には、パルスティグ溶接を用いた工法が記載されている。この工法は自動溶接（ロボット溶接）にて溶加材を用いるものであるが、被溶接材及び溶加材の記載がなく、また、実施例においても詳細な溶接条件の記載がないためアルミニウム板材やアルミニウム合金板材への適用は不明である。
【０００９】
特許文献６には、直流正極性ティグ溶接を用いた工法が記載されている。溶接の対象部材としては、押出プレス機では製造不可能な広幅の大型ヒートシンク（押出形材）が用いられているが、本発明における差厚接合板にこの工法をそのまま適用することはできない。
【００１０】
特許文献７に記載される工法で用いる溶接対象部材は０．０３ｍｍ以下の薄板材であり、本発明で用いる０．５〜３．０ｍｍのアルミニウム板材とは厚さにおいて著しく相違する。従って、本発明における差厚接合板にこの工法をそのまま適用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１６７６７６号公報
【特許文献２】特開２００３−１３６２６２号公報
【特許文献３】特開２００７−２３７２１６号公報
【特許文献４】特開２００９−２０２２０５号公報
【特許文献５】特許第３９６７６３５号公報
【特許文献６】特開２００２−１９２３４６号公報
【特許文献７】特開昭６２−２８６６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、厚さ０．５〜３．０ｍｍを有する複数枚のアルミニウム板材を、直流正極性ティグ溶接法にて溶接することにより、表面の平滑性に優れ、接合強度が高く、欠陥のない差厚接合板を安価に製造する方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は請求項１において、厚さ０．５〜３．０ｍｍを有し隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する方法であって、当該複数のアルミニウム板材が、Ｍｇ：６．０ｍａｓｓ％未満を含有し残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、隣接するアルミニウム板材の薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２が１．０≦ｔ２／ｔ１＜１．３を満たし、溶接電極の先端中心部と厚板材の表面との電極間距離を１．０ｍｍ以下とし、純度７５〜１００％で流量５〜１５リットル／分のＨｅを溶接電極のシールドガスとして用い溶加材を用いず、隣接するアルミニウム板材の薄板材と厚板材との平均板厚さ（ｔ１＋ｔ２）／２に対して、溶接時における単位板厚当たりの入熱量を２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）とし、これら薄板材と厚板材の端面同士を突合わせて突合せ部を直流正極性ティグ溶接法にて接合することを特徴とするアルミニウム板材の接合方法とした。
【００１４】
本発明は請求項２において、厚さ０．５〜３．０ｍｍを有し隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する方法であって、当該複数のアルミニウム板材が、Ｍｇ：６．０ｍａｓｓ％未満を含有し残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、隣接するアルミニウム板材の薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２が１．３≦ｔ２／ｔ１≦２．５を満たし、溶接電極の先端中心部と厚板材の表面との電極間距離を１．０ｍｍ以下とし、純度７５〜１００％で流量５〜１５リットル／分のＨｅを溶接電極のシールドガスとして用い溶加材を用いず、隣接するアルミニウム板材の薄板材と厚板材との平均板厚さ（ｔ１＋ｔ２）／２に対して、溶接時における単位板厚当たりの入熱量を２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）とし、溶接電極の先端中心部が厚板材の突合せ部のエッジ部において、溶接方向に対する左右方向の薄板材側に５〜３０°の傾斜角θ１を成し、かつ、溶接方向の後進側に５〜１５°の前進角θ２を成し、これら薄板材と厚板材の端面同士を突合わせて突合せ部を直流正極性ティグ溶接法にて接合することを特徴とするアルミニウム板材の接合方法とした。
【００１５】
本発明は請求項３では請求項１又は２において、前記アルミニウム合金が、Ｓｉ：２．０ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：１．０ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ：１．５ｍａｓｓ％以下及びＭｎ：２．０ｍａｓｓ％以下から選択される１種又は２種以上を更に含有するものとした。
【００１６】
本発明は請求項４では請求項１〜３のいずれか一項において、前記アルミニウム合金が、Ｃｒ：０．２ｍａｓｓ％以下、Ｚｎ：０．３ｍａｓｓ％以下及びＴｉ：０．２ｍａｓｓ％以下から選択される１種又は２種以上を更に含有するものとした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る溶接方法によって厚さ０．５〜３．０ｍｍのアルミニウム板材を二枚以上差厚の組合せで突合せ接合することにより、表面の平滑性に優れ、接合強度が高く、欠陥のない差厚接合板を安価に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明の他の実施例に係る製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明の更に他の実施例に係る製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明の更に他の実施例に係る製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図５】本発明とは異なる製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図６】本発明とは異なる製造方法によって溶接したアルミニウム板材の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図７】本発明に係る製造方法を示す説明図である。
【図８】本発明に係る製造方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
Ａ．直流正極性ティグ溶接の選定
本発明では、溶接方法として直流正極性ティグ溶接を選定している。以下に、選定理由について述べる。
消耗電極（溶加材）を用いるミグ溶接方法では、溶接後において溶接ビードが存在するので、平滑な板材を得るには切削等の機械加工が必要となる。また、ＦＳＷは局部的な荷重を付加することにより板材に内部応力が残留し、接合後において反りや歪みが発生する。大型の接合装置となると、周辺機器類も大掛かりなものとなり、コスト増加が避けられない。ＣＯ２やＹＡＧを用いたレーザ溶接は、近年ではファイバー、ディスク、半導体等の製造に適用されており、いずれのレーザ溶接もアーク溶接に比べて熱歪みの発生が少ないといわれている。レーザ溶接は、非接触工法であって溶接速度も速く自動車の製造ラインにも使用されており、本発明のような薄板製品への適用は十分可能である。しかしながら、溶接機器類や周辺機器類を含めて装置が高額となり、安価な製造には適さない。また、レーザの特徴でもある小さい溶融部は狙い位置がずれると接合不良となるため突合せ部の寸法精度の管理も厳しく行う必要がある。電子ビーム溶接は厚板の深い溶け込みを特徴とする接合方法であるが、真空中のチャンバー内に被接合材を収容して溶接することが必須であり、本発明で用いるような大型の薄板への適用には不向きである。
【００２０】
ティグ溶接は一般的に溶加材を加える工法であるが、溶加材を用いないでアークのみを照射することで被溶接材を溶融し接合することが可能である。本発明では、上記各溶接方法が有する欠点がない、溶加材を用いないティグ溶接を採用する。アルミニウム板材のティグ溶接では、電極を損傷させず、かつ、アルミニウム材表面の酸化皮膜を除去するために、交流のティグ溶接が一般的に用いられる。しかしながら、交流ティグ溶接では、その原理上、電流の極性がマイナスとプラスに交互に反転する必要があるため接合速度を速く出来ないという欠点があった。
【００２１】
一方、直流のティグ溶接には、電極がプラスの逆極性ティグ溶接と電極がマイナスの直流正極性ティグ溶接の２種類がある。いずれもアルミニウム合金の溶接には適用されておらず、主に鉄鋼材料に用いられる方法として知られている。電極がプラスの逆極性ティグの場合には、交流ティグ同様にクリーニング効果は発揮されるが電極への入熱量が大きいため電極自体の消耗が激しくなり、陰極点が母材表面を走り入熱が分散されるため溶け込みも浅くなる。このように、逆極性ティグは、良好な溶接状態を長時間維持できないために、工業的に適用するには困難である。
【００２２】
一方、電極がマイナスの直流正極性ティグ溶接の場合には、電極への負荷が低く消耗も少ないという利点があり、深い溶け込みが得られるため５００Ａ以上の電流を必要とする大電流ティグ溶接に用いられることもある。しかしながら、クリーニング作用が発揮されないため溶接金属内部と表面部に欠陥が生じ易く、これまた工業的に適用するには困難であった。しかしながら、本発明者は、溶接金属内部と表面部における欠陥発生の防止について種々検討を重ねた結果、所定要件を満たすことにより直流正極性ティグ溶接をアルミニウム合金に適用可能とすることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２３】
Ｂ．アルミニウム板材
本発明に用いるアルミニウム板材は、厚さ０．５〜３．０ｍｍを有する。アルミニウム板材の厚さが０．５ｍｍ未満では、板材として用いるには薄く強度や剛性などが不足する。更に、板厚全てを溶け込ませた貫通溶接を実施時には、溶け落ちや周囲の熱影響部の変形発生といった問題が生じる。板厚が３．０ｍｍを超えると、薄板の範疇を超える厚さとなり重量も増加するので用いられない。更に、板厚全てを溶け込ませた貫通溶接を実施時には溶接時の入熱を高くする必要があるため、やはり周囲の熱影響部の変形発生といった問題が生じる。従って、本発明では、アルミニウム板材の厚さを０．５〜３．０ｍｍに規定する。
【００２４】
本発明に係る接合方法では、隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する。ここで、隣接するアルミニウム板材の薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２の比ｔ２／ｔ１は、１．０〜２．５の範囲に規定される。このように規定したのは、差厚接合の効果を考慮したものである。鉄鋼材料の場合は自動車の車体へ適用する際、材質により強度が異なるため同じ板厚で材質の異なる接合板をテーラードブランク材として用いている。しかしながら、アルミニウム合金板材の自動車車体への適用を考慮した場合には、使用する合金種類は一般にＡｌ−Ｍｇ合金の５０００系又はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金の６０００系合金となる。これらの合金では素材自身の強度の差は少ないため、同一合金で板厚に差をつけることで強度の差を出すことになるため、上記ｔ２／ｔ１の下限値は１．０とする必要がある。一方、構造体としてのバランスを考慮すると、極端な強度差を設けることがないため組合せる板厚差も同様に大きな差を設けることがなく、上記ｔ２／ｔ１の上限値を２．５とした。また、ｔ２／ｔ１が２．５を超える場合は、被接合材の突合せ部の制御などの点において溶接自体が非常に困難なる。そのため、ｔ２／ｔ１は２．３以下とするのが好ましい。
【００２５】
一方、用途に応じて差厚接合材を同一組成の合金の組合せに限定する必要がないため、異なる種類の組成の合金を組合せた差厚接合材とすることもできる。この場合においても、上記ｔ２／ｔ１の比は同じく１．０≦ｔ２／ｔ１≦２．５である。
【００２６】
なお、後述するように、ｔ２／ｔ１が１．０以上１．３未満の場合には、溶接電極の傾斜角θ１と前進角θ２の制限はないが、ｔ２／ｔ１が１．３以上２．５以下の場合には、傾斜角θ１と前進角θ２は所定の角度範囲に制限される。
【００２７】
アルミニウム板材の材質としては種々規定しているが、以下に示す成分範囲において、より良好な生産性と、目的に応じた強度、表面平滑性や耐欠陥性により優れた溶接方法となる。成分組成「ｍａｓｓ％」については、以下において単に「％」と記す。なお、上記Ａｌ合金の他に、純度９９．５％以上の純Ａｌも用いることができる。
【００２８】
Ｍｇ：Ａｌ合金中のＭｇは、含有量が増えれば強度を向上させる元素であり、ＳｉとＭｇ２Ｓｉを形成することによって、強度向上に寄与するものである。しかしながら、６．０％以上添加すると、強度は向上するがアルミニウム板材への加工が困難となることに加え粒界腐食や応力腐食割れの発生の危険性もある。したがってＭｇの添加量は６．０％未満であり、好ましくは５．０％以下とする。なお、本発明においてＭｇは原則として必須元素であるが、強度を犠牲にしても欠陥発生の防止を優先させる場合には添加しなくてもよい。
【００２９】
Ｓｉ：Ｍｇと同時に存在するとＭｇ２Ｓｉを形成して合金の強度を向上させる元素である。しかしながら、添加量が増加するとアルミニウム板材への加工が困難となるので、Ｓｉ添加量は２．０％以下とし、好ましくは１．５％以下とする。なお、Ｓｉは選択的添加元素であるが意図的に添加するのではなく、上述の不可避的不純物として含有されていてもよい。
【００３０】
Ｆｅ：Ｆｅの添加によりＡｌ合金中にＡｌ−Ｆｅ系の化合物が形成され、合金の強度を向上させる元素である。しかしながら、添加量が増加するとアルミニウム板材への加工が困難となるので、Ｆｅ添加量は１．０％以下とし、好ましくは、０．７％以下とする。なお、Ｆｅは選択的添加元素であるが意図的に添加するのではなく、上述の不可避的不純物として含有されていてもよい。
【００３１】
Ｃｕ：ＣｕはＡｌマトリックスに固溶し、固溶体中の溶質の過飽和度を上げる等して強度を付与する元素である。しかしながら、添加量が１．５％を超えると、アルミニウム板材への加工が困難になり、更に、強度は向上するものの耐食性や溶接割れも発生する危険性が生じる。したがって、Ｃｕ添加量は１．５％以下とし、好ましくは１．０％以下とする。なお、Ｃｕは選択的添加元素であるが意図的に添加するのではなく、上述の不可避的不純物として含有されていてもよい。
【００３２】
Ｍｎ：Ａｌ合金中のＭｎは耐食性を低下することなく強度を向上させる元素である。
しかしながら、２．０％を超えて添加すると、鋳造中に巨大な金属間化合物を生成し、Ａｌ合金の機械的性質を低下させる原因となる。したがって、Ｍｎ添加量は２．０％以下とし、好ましくは１．５％以下とする。なお、Ｍｎは選択的添加元素であるが意図的に添加するのではなく、上述の不可避的不純物として含有されていてもよい。
【００３３】
Ｃｒ：本発明の効果を損なわない範囲において、不純物レベルのＣｒが少量含有されていてもよい。Ｃｒの微細な析出物は、熱間加工の際に発生する結晶粒の粗大化を抑制する作用を有する。０．２％を超えて含有されると鋳造中に巨大な金属間化合物を生成し、Ａｌ合金の機械的性質を低下させる原因になる。したがって、Ｃｒ含有量は０．２％以下とし、好ましくは０．１％以下である。
【００３４】
Ｚｎ：本発明の効果を損なわない範囲において、不純物レベルのＺｎが少量含有されていてもよい。Ｚｎは強度向上に寄与する元素でもあるが、耐食性や耐応力腐食割れ性を低下させる元素でもある。したがって、Ｚｎの含有量は０．３％以下とし、好ましくは０．２５％以下である。
【００３５】
Ｔｉ：本発明の効果を損なわない範囲において、不純物レベルのＴｉが少量含有されていてもよい。Ｔｉは鋳造組織を微細化し、合金の強度や靭性を向上させる元素ではあるが、０．２％を超えて含有されると粗大化合物を形成し、アルミニウム板材への加工が困難になるだけでなく強度低下や靭性低下を招く。したがって、Ｔｉの含有量は０．２％以下とし、好ましくは０．１５％以下である。
【００３６】
Ｍｇの他のＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ及びＴｉは、１種又は２種以上が添加される。例えば、選択的添加元素であるＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎから選択される１種又は２種以上のみを添加してもよく、不純物レベルの元素であるＣｒ、Ｚｎ、Ｔｉから選択される１種又は２種以上のみを添加してもよく、或いは、選択的添加元素と不純物レベルの元素とを共に添加して２種以上の添加としてもよい。なお、これら選択的添加元素と不純物レベルの元素の他に、不可避的不純物として、Ｖ、Ｎａ、Ｂｉなどをそれぞれ０．０４％以下、合計で０．１０％以下含有してもよい。
【００３７】
Ｃ．直流正極性ティグ溶接
本発明で用いる直流正極性ティグ溶接の条件について、下記に詳述する。
【００３８】
Ｃ−１．電極間距離
直流正極性ティグ溶接における溶け込みやシールド効果は、溶接電極と被溶接材であるアルミニウム板材の距離によって影響を受けることが判明した。すなわち、溶接電極とアルミニウム板材の距離が１．０ｍｍを超えると、適正な溶け込み状態が得られず、かつ、Ｈｅによるシールド効果が得られず、良好な溶接が達成できないことが判明した。そこで、溶接電極とアルミニウム板材の距離を１．０ｍｍ以下に設定することにより溶接金属の適正な溶け込みと溶接部におけるシールド効果との両立が可能となる。本発明では、直流正極性ティグ溶接において、溶接電極とアルミニウム板材の電極間距離を１．０ｍｍ以下とする。上記効果を更に高めるには、電極間距離を０．５ｍｍ以下とするのが好ましい。操作上において溶接電極を移動させる際に、被溶接材であるアルミニウム板材に接触させずに移動させるには、溶接電極とアルミニウム板材とが少なくとも０．１ｍｍ離間していることが望ましい。そこで、電極間距離の下限は０．１ｍｍとするのが好ましい。また、上記電極間距離Ｌとは、溶接電極８の先端中心部８１から、厚板材２の表面までの最短距離として規定する。図７に示す例では、厚板材２の上表面２１と突合わせ面２２とが交わるエッジ部２３と溶接電極８の先端中心部８１との最短距離、すなわち、溶接電極８の中心線Ｃのうち先端中心部８１からがエッジ部２３までの長さが、溶接中における電極間距離となる。なお、溶接電極としては、タングステン電極が好適に用いられる。
【００３９】
Ｃ−２．シールドガス
ティグ溶接におけるシールドガスとして、純度１００％Ｈｅを用いると大きな溶け込みが得られることが知られている。しかしながら、ティグ溶接におけるシールドガスとして一般に用いられるＡｒに比べてＨｅは比重が約１／１０と小さいので、Ｈｅのプラズマ気流がＡｒのプラズマ気流に比べて弱く、更に、ＨｅはＡｒに比べてシールド性に劣るなど、Ａｒに比べてＨｅはシールドガスとして不利であった。このように、シールドガスにＨｅを使用することは汎用的なティグ溶接では実用的ではないとされていた。本発明者は、直流正極性ティグ溶接におけるシールドガスとしてＨｅを用いる際の適正条件を見出すことによって、ティグ溶接におけるシールドガスとしてのＨｅの不利な点を克服した。
本発明では、純度７５〜１００％のＨｅをシールドガスに用いる。純度が７５％未満では、十分な溶け込み効果が得られない。シールドガスとしてのＨｅ純度は、好ましくは９０〜１００％である。
【００４０】
Ｃ−３．シールドガスの流量
直流正極性ティグ溶接において、純度７５〜１００％のＨｅの流量が５リットル／分未満では、シールドガスによるシールド効果が得られないことが判明した。一方、１５リットル／分を超えると、シールド効果は得られるものの、凝固前の溶接金属部にＨｅが強く押し当たることによって、溶接金属部表面がシールドガスの圧力に押されてへこみ、溶接面の平滑が維持できなくなることが判明した。そこで、シールドガスの流量は５〜１５リットル／分に設定することによって溶接部のシールド効果と溶接面の平滑性の両立が可能となる。本発明では、直流正極性ティグ溶接において純度７５〜１００％のＨｅの流量を５〜１５リットル／分とする。
【００４１】
Ｃ−４．溶接時における入熱量
直流正極性ティグ溶接の溶接時における入熱量について検討した。直流正極性ティグ溶接において、溶接電圧Ｅ（Ｖ）、電流Ｉ（Ａ）、溶接速度ｖ（ｃｍ／分）とするとき、溶接部の単位長さ（１ｃｍ）当たりに発生する電気的エネルギーＨは、Ｈ＝（６０・Ｅ・Ｉ）／ｖ（ジュール＜Ｊ＞／ｃｍ）で表される。この電気的エネルギーＨを、組合せたアルミニウム板材の平均の板厚（ｔ１＋ｔ２）／２（ｃｍ）で割ることにより、アルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量Ｈ‘が得られる。すなわち、Ｈ‘＝（６０・Ｅ・Ｉ）／｛ｖ・（ｔ１＋ｔ２）／２｝（Ｊ／ｃｍ２）となる。
【００４２】
本発明者は、アルミニウム板材の厚さを貫通させるに十分な溶け込みが得られ、かつ、歪みや反りの少ない平滑な接合が得られるＨ‘の範囲を検討したところ、２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）の範囲であることを実験的に見出した。Ｈ‘が２５００（Ｊ／ｃｍ２）未満では入熱量不足で十分な溶け込みが得られない。一方、Ｈ‘が１２０００（Ｊ／ｃｍ２）を超えると、入熱量過剰で接合部に溶け落ちの発生や熱変形が生じる。更に十分な溶け込みと平滑性を得るには、Ｈ‘を２５００〜１００００（Ｊ／ｃｍ２）とするのが好ましい。
【００４３】
Ｃ−５．溶接電極の先端中心部の傾斜角θ１
直流正極性ティグ溶接の溶接時における溶接電極の傾斜角について検討した。組合せる板厚の差が小さい場合は同板厚に近い条件、すなわち、ｔ２／ｔ１の比が１以上１．３未満の場合には、図７に示す傾斜角θ１は制限されず、例えばθ１を０°とすることで溶接が可能であることが判明した。しかしながら、板厚の差が大きくなると、両板材が適正な溶込み状態になるのが困難となることが判明した。本発明者は、アルミニウム板材の異なる板厚においても適正な溶込み状態を得られる条件を検討した。その結果、ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下の場合において、図７に示すように、薄板材１と厚板材２との突合せ部７上に配置される溶接電極８の先端中心部８１を、厚板材２のエッジ部２３において、溶接方向に対する左右方向の薄板材側に５〜３０°の傾斜角θ１をもって傾斜しつつ溶接を行うことにより、良好な溶込み状態が達成されることを実験的に見出した。すなわち、厚板材２のエッジ部２３を通り、かつ、厚板材２の上表面２１に対する垂線Ｔに対して、溶接方向の左右方向における薄板材１側に５〜３０°の傾斜角θ１をもって溶接電極８の先端中心部８１を傾斜させるものである。
【００４４】
ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下においてθ１が５°未満では、両板材の適正な溶込み状態が得られない。一方、ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下においてθ１が３０°を超えると、厚板材は十分な溶込み状態となるが薄板材は溶込み不足となる。更に、突合せ部におけるシール状態も十分でなくなり、内部欠陥やピット等の外観上の欠陥も発生する。なお、傾斜角θ１は、組合せる板材におけるｔ２／ｔ１の比や材質に応じて適正な角度を選定すれば良いが、好ましい傾斜角θ１は５〜２５°である。
【００４５】
Ｃ−６．溶接電極の先端中心部の前進角θ２
直流正極性ティグ溶接の溶接時における電極の前進角について検討した。組合せる板厚の差が小さい場合は同板厚に近い条件、すなわち、ｔ２／ｔ１の比が１以上１．３未満の場合には、図８に示す前進角θ２は制限されず、例えばθ２を０°とすることで溶接が可能であることが判明した。しかしながら、板厚の差が大きくなると、両板材が適正な溶込み状態になるのが困難となることが判明した。本発明者は、アルミニウム板材の異なる板厚においても適正な溶込み状態を得られる条件を検討した。その結果、ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下の場合において、図８に示すように、薄板材１と厚板材２との突合せ部７上に配置される溶接電極８の先端中心部８１を、厚板材２のエッジ部２３において、溶接方向（図８の矢印で示す）の後進側に５〜１５°の前進角θ２をもって傾斜しつつ溶接を行うことにより、良好な溶込み状態が達成されることを実験的に見出した。すなわち、厚板材２のエッジ部２３を通り、かつ、厚板材２の上表面２１に対する垂線Ｔに対して、溶接方向の後進側に５〜１５°の前進角θ２をもって溶接電極８の先端中心部８１を傾斜させるものである。
【００４６】
ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下においてθ２が５°未満では、両板材の適正な溶込み状態が得られない。一方、ｔ２／ｔ１の比が１．３以上２．５以下においてθ２が１５°を超えると、厚板材のエッジ部は十分な溶込み状態となるが薄板材とエッジ部以外の厚板材では溶込み不足となる場合がある。更に、突合せ部におけるシール状態も十分でなくなり、内部欠陥やピット等の外観上の欠陥も発生する場合もある。なお、前進角θ２は、組合せる板材におけるｔ２／ｔ１の比や材質に応じて適正な角度を選定すれば良いが、より好ましい傾斜角θ１は５〜１０°である。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４８】
（実施例１）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１０５０Ｐ−Ｈ１２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１４０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００４９】
（実施例２）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａｌ０５０Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．６ｍｍとし、シールドガスは純度１０％Ａｒ−９０％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５０】
（実施例３）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１６Ｖ、溶接電流１３０Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１２リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は３０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５１】
（実施例４）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧２０Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５２】
（実施例５）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．６である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１３０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５３】
（実施例６）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度２５％Ａｒ−７５％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５４】
（実施例７）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００４Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流６０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１０％Ａｒ−９０％Ｈｅの混合ガスを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５５】
（実施例８）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００４Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）０．８ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．６である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流５０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５６】
（実施例９）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１９Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は３０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５７】
（実施例１０）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１２リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、７３００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５８】
（実施例１１）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１１０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１０４００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００５９】
（実施例１２）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．２ｍｍのアルミニウム平板（Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧２５Ｖ、溶接電流４０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．９ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、５０００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６０】
（実施例１３）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧２５Ｖ、溶接電流３０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１０°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、４２００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６１】
（実施例１４）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．６ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６２】
（実施例１５）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．２ｍｍのアルミニウム平板（Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．２である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧２５Ｖ、溶接電流３２Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１０％Ａｒ−９０％Ｈｅの混合ガスを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１０°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、３６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６３】
（実施例１６）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．６である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流９５Ａ、溶接速度７０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１０６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６４】
（実施例１７）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ１０５０Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．６ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８２００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６５】
（実施例１８）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１４０Ａ、溶接速度９０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１０６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６６】
（実施例１９）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．６ｍｍのアルミニウム平板（Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧２５Ｖ、溶接電流５０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．６ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量９リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、４５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６７】
（実施例２０）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５０８３Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．６である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２５Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１２リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６８】
（実施例２１）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５０８３Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．２である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流９０Ａ、溶接速度８５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は０°、前進角（θ２）は０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９８００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００６９】
（実施例２２）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．７である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１１０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１２リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、７４００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７０】
（実施例２３）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．７である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流１４０Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２０°、前進角（θ２）は１０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７１】
（実施例２４）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１０５０Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．９である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、７４００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７２】
（実施例２５）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流９０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．６ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７３】
（実施例２６）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流１３０Ａ、溶接速度１１０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量９リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９１００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７４】
（比較例１）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．６である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流８５Ａ、溶接速度１１０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、６４００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７５】
（比較例２）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０８３Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は３．１である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１９Ｖ、溶接電流１４０Ａ、溶接速度９０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１２リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は３０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１０７００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７６】
（比較例３）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．２である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流１３０Ａ、溶接速度１１０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離１．５ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は０°、前進角（θ２）は０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１１６００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７７】
（比較例４）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．８ｍｍのアルミニウム平板（Ａｌ−１．０％Ｓｉ−０．７％Ｃｕ Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１０５０Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．９である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１９Ｖ、溶接電流１５０Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％Ｈｅを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１４９００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７８】
（比較例５）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ１０５０Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．５である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流３５Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、２４００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００７９】
（比較例６）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．７である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１００ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％Ｈｅを流量２０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２０°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、７７００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８０】
（比較例７）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０５２Ｐ−Ｈ３２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１１０Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％Ｈｅを流量３リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、７９００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８１】
（比較例８）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．２である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％Ａｒを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は０°、前進角（θ２）は０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、９３００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８２】
（比較例９）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．７である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１８Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は０°、前進角（θ２）は０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８５００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８３】
（比較例１０）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００４Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は３５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１１３００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８４】
（比較例１１）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ
Ａ６０２２Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．７である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度９５ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量７リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２０°、前進角（θ２）は０°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、８１００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８５】
（比較例１２）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．５ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００４Ｐ−Ｈ３２）と、厚板材として厚さ（ｔ２）１．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１００Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．３ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は２５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、１１３００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８６】
（比較例１３）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）０．３ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ１１００Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）０．７ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ３００３Ｐ−Ｈ１２）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行った。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せ溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。この状態にて、溶接条件として板厚全てが溶ける完全溶け込み条件の選定を試みたが、用いた薄板材が薄過ぎたため溶け落ちが発生し適正溶接条件が見出せず良好な接合体は得られなかった。
【００８７】
（比較例１４）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）３．２ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５０８３Ｐ−Ｏ）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は２．０である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せた。これらの被溶接材を、溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行い、溶接条件は板厚全てが溶ける完全溶け込み条件を選定した。すなわち、溶接電圧１７Ｖ、溶接電流１２０Ａ、溶接速度１２０ｃｍ／分、接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．７ｍｍとし、シールドガスは純度１００％のＨｅを流量１０リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は２５°、前進角（θ２）は１５°とした。このときのアルミニウム板材の単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）として、薄板材と厚板材の厚さの算術平均である（ｔ１＋ｔ２）／２に対する単位厚さ当たりの入熱量（Ｈ‘）を上記式より計算すると、４３００（Ｊ／ｃｍ２）となった。
【００８８】
（比較例１５）
被溶接材に、薄板材として厚さ（ｔ１）１．６ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ５１８２Ｐ−Ｏ）と、厚板材として厚さ（ｔ２）２．０ｍｍのアルミニウム平板（ＪＩＳ Ａ２０１４Ｐ−Ｔ４）を用意した。板厚比（ｔ２／ｔ１）は１．３である。それぞれの幅は２５０ｍｍ、長さは１０００ｍｍであった。溶接の前処理として酸化皮膜の一般的な除去を行った。それぞれの被溶接材の長辺同士を突合せ溶加材を用いない直流正極性ティグ溶接法を用いて幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの接合体とした。接合電極であるタングステン電極と被溶接材との電極間距離０．５ｍｍとし、シールドガスは純度２０％Ａｒ−８０％Ｈｅの混合ガスを流量８リットル／分で流した。タングステン電極の傾斜角（θ１）は１５°、前進角（θ２）は５°とした。この状態にて、溶接条件として板厚全てが溶ける完全溶け込み条件の選定を試みたが、本組合せの場合、溶接部に割れが発生し適正溶接条件が見出せず良好な接合体は得られなかった。
【００８９】
上記の実施例及び比較例に用いた合金組成を表１に示す。また、その合金を用いて作製したアルミニウム合金板の引張特性を表２に示す。なお、Ａ３００３Ｐ＋高Ｍｎ−Ｈ１２合金、Ａ４０３２Ｐ−Ｔ４合金、Ａ５０５２Ｐ＋高Ｆｅ−Ｈ３２合金、Ａ５１８２Ｐ＋高Ｃｒ，高Ｚｎ−Ｏ合金、Ａ５１８２Ｐ＋高Ｔｉ−Ｏ合金およびＡｌ−６．０ＭｇＰ−Ｏ合金については圧延加工が行えず、アルミニウム合金板を得ることが出来なかった。
【００９０】
【表１】
【００９１】
【表２】
【００９２】
実施例及び比較例で用いた薄板材と厚板材を表３に示す。また、これら薄板材と厚板材を被接合材として接合を行った接合条件を表４に示す。更に、溶接部の表面状態、引張特性及び断面状態を下記のように評価した結果を表５に示す。
【００９３】
【表３】
【００９４】
【表４】
【００９５】
【表５】
【００９６】
（溶接部の表面状態の評価）
溶接部の表面状態は、目視観察によって評価した。目視により、外観の欠陥が無く平滑性が得られていた場合を合格とした。目視により、ピット状の欠陥、溶け込み不足、割れ、平滑性を損なう程の激しい凹凸のいずれかが観察された場合を不合格とした。
【００９７】
（溶接部の引張特性の評価）
溶接部の引張特性は、作製した溶接材より溶接部が中央となるようにＪＩＳ５号引張試験片を、それぞれ３本切り出して引張試験を行い、引張強さ、耐力、伸びの値を計測し、破断の形態を観察した。評価は継手効率が７０％を超えた場合を合格、７０％未満を不合格とした。ここで、継手効率は、（溶接材の引張り強さ／破断した母材の引張強さ）×１００（％）として算出した。なお、溶接部で破断した場合は、薄板材の母材強度を用いて、継手効率を算出した。
【００９８】
（溶接部の断面状態の評価）
溶接部の断面状態は、目視観察によって評価した。目視により、欠陥が観察されなかった場合を合格とした。目視により、気泡状の欠陥、裏面側の未接合部、割れのいずれかが観察された場合を不合格とした。
【００９９】
（総合評価）
溶接部における表面状態、引張特性及び断面状態のいずれもが合格の場合を、総合評価が合格（○）とした。表面状態、引張特性及び断面状態の少なくともいずれかが不合格の場合を、総合評価が不合格（×）とした。
【０１００】
実施例１〜２６では、溶接部における表面状態及び断面状態及び継手強度のいずれもが合格であり、総合評価が合格であった。実施例３、７、１６及び２１に示す接合体の断面図を、図１〜４にそれぞれ示す。図において、１は接合するアルミニウム板材の薄板材であり、２は接合するアルミニウム板材の厚板材である。３は溶接部の表面を示し、４は溶接部の断面を示す。これらの図から明らかなように、溶接部の表面状態は良好な平滑性と欠陥がないことを示し、溶接部の断面状態にも欠陥はない。
【０１０１】
比較例１では、直流正極性ティグ溶接法を用いず、表面状態はピット状の欠陥があり不合格であり、溶接部の断面状態は気泡状の欠陥が見られ不合格であった。継手の強度は継手効率で７８％が得られ合格ではあったが、総合評価は不合格となった。なお、接合体の断面図を図５に示す。図５において、１〜４は図１〜４と同じである。５は断面の気泡状欠陥である。図５からは明らかではないが、表面にはピット状の欠陥があった。図から明らかなように、溶接部の断面には表面側及び裏面側に気泡状の欠陥が見られる。また、溶接入熱による変形も大きかった。
【０１０２】
比較例２では、組合せた薄板材と厚板材の厚さの比（ｔ２／ｔ１）が上限を超えていため、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率３５％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１０３】
比較例３では、電極間距離が長過ぎたため、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率３０％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１０４】
比較例４では、入熱量が多過ぎたため、溶接部に割れが発生した。表面状態は割れ発生のため不合格であり、断面状態も割れ発生のため不合格であった。また、継手の強度も継手効率２５％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。なお、接合体の断面図を図６に示す。図６において、１〜４は図１〜４と同じである。６は断面の割れである。図６からは明らかではないが、表面にも割れの欠陥があった。図から明らかなように、溶接部の断面には割れ状の欠陥が見られる。
【０１０５】
比較例５では、入熱量が少な過ぎたため、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率２０％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１０６】
比較例６では、シールドガスの流量が多過ぎたため、溶接部における表面状態は凹凸が激しく不合格であり、断面状態も気泡状の欠陥が見られ不合格であった。また、継手の強度も継手効率３５％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１０７】
比較例７では、シールドガスのＨｅ含有量が少な過ぎたため、溶接部における表面状態ではピット状の欠陥があり不合格であり、断面状態も気泡状の欠陥が生じ不合格であった。また、継手の強度も継手効率３０％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。り、総合評価が不合格となった。
【０１０８】
比較例８では、シールドガスにＡｒを用いたため、溶接部における表面状態ではピット状の欠陥があり不合格であり、断面状態も気泡状上の欠陥が生じ不合格であった。また、継手の強度も継手効率４２％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１０９】
比較例９では、傾斜角θ１が小さ過ぎて、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率３７％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１０】
比較例１０では、傾斜角θ１が大き過ぎて、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率４１％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１１】
比較例１１では、前進角θ２が小さ過ぎて、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率４５％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１２】
比較例１２では、前進角θ２が大き過ぎて、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率３６％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１３】
比較例１３では、構成する薄板材の厚さが薄過ぎたため、溶接部分に溶け落ちが発生し、適正溶接条件を見出すことができなかった。したがって溶接長１０００ｍｍの接合体も得られなかった。その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１４】
比較例１４では、構成する厚板材の厚さが厚過ぎたため、溶接条件選定時は板厚全てが溶け込んでいたが、溶接長１０００ｍｍでは部分的に溶け込み不足が生じ表面状態が不合格であった。断面状態は裏面側に一部未接合部が存在しており不合格であった。また、継手の強度も継手効率５６％で不合格であり、その結果、総合評価は不合格となった。
【０１１５】
比較例１５では、Ｃｕの添加量が多いＡ２０１４Ｐ−Ｔ４材を用いているため、溶加材を用いない本溶接方法では溶接部に割れが発生してしまい、適正溶接条件が見出すことができなかった。したがって溶接長１０００ｍｍの接合体も得られなかった。その結果、総合評価は不合格となった。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
発明により、板厚０．５〜３．０ｍｍのアルミニウム板材を板厚の異なる組合せで複数枚突合せて溶接し、表面の平滑性に優れ、接合強度が高く、欠陥のない差厚接合板を安価に提供可能となる。
【符号の説明】
【０１１７】
１…アルミニウム材（薄板材）
２…アルミニウム材（厚板材）
２１…厚板材の上表面
２２…厚板材の突合せ面
２３…厚板材のエッジ部
３…溶接部の表面
４…溶接部の断面
５…溶接部の断面における気孔状の欠陥
６…溶接部の断面における割れ状の欠陥
７…突合せ部
８…溶接電極
８１…溶接電極の先端中心部
Ｃ…溶接電極の中心線
Ｌ…電極間距離
Ｔ…厚板材のエッジ部を通り、かつ、厚板材の上表面に対して垂直な線
θ１…溶接電極の傾斜角
θ２…溶接電極の前進角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ０．５〜３．０ｍｍを有し隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する方法であって、当該複数のアルミニウム板材が、Ｍｇ：６．０ｍａｓｓ％未満を含有し残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、隣接するアルミニウム板材の薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２が１．０≦ｔ２／ｔ１＜１．３を満たし、溶接電極の先端中心部と厚板材の表面との電極間距離を１．０ｍｍ以下とし、純度７５〜１００％で流量５〜１５リットル／分のＨｅを溶接電極のシールドガスとして用い溶加材を用いず、隣接するアルミニウム板材の薄板材と厚板材との平均板厚さ（ｔ１＋ｔ２）／２に対して、溶接時における単位板厚当たりの入熱量を２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）とし、これら薄板材と厚板材の端面同士を突合わせて突合せ部を直流正極性ティグ溶接法にて接合することを特徴とするアルミニウム板材の接合方法。
【請求項２】
厚さ０．５〜３．０ｍｍを有し隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する方法であって、当該複数のアルミニウム板材が、Ｍｇ：６．０ｍａｓｓ％未満を含有し残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、隣接するアルミニウム板材の薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２が１．３≦ｔ２／ｔ１≦２．５を満たし、溶接電極の先端中心部と厚板材の表面との電極間距離を１．０ｍｍ以下とし、純度７５〜１００％で流量５〜１５リットル／分のＨｅを溶接電極のシールドガスとして用い溶加材を用いず、隣接するアルミニウム板材の薄板材と厚板材との平均板厚さ（ｔ１＋ｔ２）／２に対して、溶接時における単位板厚当たりの入熱量を２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）とし、溶接電極の先端中心部が厚板材の突合せ部のエッジ部において、溶接方向に対する左右方向の薄板材側に５〜３０°の傾斜角θ１を成し、かつ、溶接方向の後進側に５〜１５°の前進角θ２を成し、これら薄板材と厚板材の端面同士を突合わせて突合せ部を直流正極性ティグ溶接法にて接合することを特徴とするアルミニウム板材の接合方法。
【請求項３】
前記アルミニウム合金が、Ｓｉ：２．０ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：１．０ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ：１．５ｍａｓｓ％以下及びＭｎ：２．０ｍａｓｓ％以下から選択される１種又は２種以上を更に含有する、請求項１又は２に記載のアルミニウム板材の接合方法。
【請求項４】
前記アルミニウム合金が、Ｃｒ：０．２ｍａｓｓ％以下、Ｚｎ：０．３ｍａｓｓ％以下及びＴｉ：０．２ｍａｓｓ％以下から選択される１種又は２種以上を更に含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアルミニウム板材の接合方法。
【請求項１】
厚さ０．５〜３．０ｍｍを有し隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する方法であって、当該複数のアルミニウム板材が、Ｍｇ：６．０ｍａｓｓ％未満を含有し残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、隣接するアルミニウム板材の薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２が１．０≦ｔ２／ｔ１＜１．３を満たし、溶接電極の先端中心部と厚板材の表面との電極間距離を１．０ｍｍ以下とし、純度７５〜１００％で流量５〜１５リットル／分のＨｅを溶接電極のシールドガスとして用い溶加材を用いず、隣接するアルミニウム板材の薄板材と厚板材との平均板厚さ（ｔ１＋ｔ２）／２に対して、溶接時における単位板厚当たりの入熱量を２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）とし、これら薄板材と厚板材の端面同士を突合わせて突合せ部を直流正極性ティグ溶接法にて接合することを特徴とするアルミニウム板材の接合方法。
【請求項２】
厚さ０．５〜３．０ｍｍを有し隣接するアルミニウム板材の厚さが異なる複数のアルミニウム板材を接合する方法であって、当該複数のアルミニウム板材が、Ｍｇ：６．０ｍａｓｓ％未満を含有し残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、隣接するアルミニウム板材の薄板材厚さｔ１と厚板材厚さｔ２が１．３≦ｔ２／ｔ１≦２．５を満たし、溶接電極の先端中心部と厚板材の表面との電極間距離を１．０ｍｍ以下とし、純度７５〜１００％で流量５〜１５リットル／分のＨｅを溶接電極のシールドガスとして用い溶加材を用いず、隣接するアルミニウム板材の薄板材と厚板材との平均板厚さ（ｔ１＋ｔ２）／２に対して、溶接時における単位板厚当たりの入熱量を２５００〜１２０００（Ｊ／ｃｍ２）とし、溶接電極の先端中心部が厚板材の突合せ部のエッジ部において、溶接方向に対する左右方向の薄板材側に５〜３０°の傾斜角θ１を成し、かつ、溶接方向の後進側に５〜１５°の前進角θ２を成し、これら薄板材と厚板材の端面同士を突合わせて突合せ部を直流正極性ティグ溶接法にて接合することを特徴とするアルミニウム板材の接合方法。
【請求項３】
前記アルミニウム合金が、Ｓｉ：２．０ｍａｓｓ％以下、Ｆｅ：１．０ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ：１．５ｍａｓｓ％以下及びＭｎ：２．０ｍａｓｓ％以下から選択される１種又は２種以上を更に含有する、請求項１又は２に記載のアルミニウム板材の接合方法。
【請求項４】
前記アルミニウム合金が、Ｃｒ：０．２ｍａｓｓ％以下、Ｚｎ：０．３ｍａｓｓ％以下及びＴｉ：０．２ｍａｓｓ％以下から選択される１種又は２種以上を更に含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアルミニウム板材の接合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−５６３４９（Ｐ２０１３−５６３４９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４９３９（Ｐ２０１１−１９４９３９）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００１０７５３８）古河スカイ株式会社 (572)
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００１０７５３８）古河スカイ株式会社 (572)
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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