アークブレージング用シールドガスおよびこのシールドガスを用いた溶接方法
【課題】炭素鋼板、亜鉛めっき鋼板あるいはステンレス鋼板に対して低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接する際に、アークのふらつきを抑制し、溶滴をスムーズに離脱させ、陰極点を安定化させる。
【解決手段】被接合材が、亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間では、炭酸ガス６〜２２容量％と残部がアルゴン、あるいは炭酸ガス５〜２２容量％と残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスを用い、また炭素鋼板とステンレス鋼板間では、炭酸ガス５〜２２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスを用い、ステンレス鋼板間では、炭酸ガス０．５〜５容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガス、あるいは酸素０．５〜２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスを用いる。
【解決手段】被接合材が、亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間では、炭酸ガス６〜２２容量％と残部がアルゴン、あるいは炭酸ガス５〜２２容量％と残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスを用い、また炭素鋼板とステンレス鋼板間では、炭酸ガス５〜２２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスを用い、ステンレス鋼板間では、炭酸ガス０．５〜５容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガス、あるいは酸素０．５〜２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アークブレージング用シールドガスおよびこのシールドガスを用いた溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車関連機器や事務機器関連部品では、炭素鋼板や、耐食性や光沢の美しさから亜鉛メッキ鋼板やステンレス鋼板が広く用いられている。これらを溶接するにあたり、銅を主成分とした融点が低いワイヤを用いたアークブレージング溶接法が行われている。
【０００３】
この溶接方法は、母材である炭素鋼や亜鉛メッキ鋼板やステンレス鋼板を殆ど溶融せずに母材同士を不活性ガス雰囲気中でワイヤの主成分の銅を溶融し、これを母材間の間隙に流入させてブレージング（ろう付け）する方法であり、スパッタの発生が少なく、外観上もすぐれる特徴を有している。
従来から、アークブレージング溶接を行うにあたり、シールドガスとしてはアルゴンガスが広く使われている。
【０００４】
しかしながら、炭素鋼板を溶接する場合、アルゴンガスを用いると母材上の陰極点が形成されにくいためアークが不安定になり、ビードが振れる問題がある。
また、亜鉛めっき鋼板を溶接する場合、溶接線上の亜鉛を予め機械的に除去する事が行われており、除去するための工程が増え、コストアップの要因となる問題が生じる。また鋼板表面から鉄（融点：１５３５℃、沸点：２７５０℃）より低い融点と沸点を持った亜鉛（融点：４１９℃、沸点９０７℃）が、溶接時に溶融池に侵入し、その亜鉛蒸気と共に大気を巻き込み、アークが不安定になり、同じくビードが振れる問題がある。
さらに、ステンレス鋼板を溶接する場合、アルゴンガスを用いると母材上の陰極点が形成されにくいためアークが不安定となり、ビードが蛇行する問題がある。
【０００５】
ところで、近年この分野において、低入熱溶接電源が提案されている。この低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接では、従来の溶接電源を用いた場合よりもスパッタの発生が少なく良好である。しかしながら、低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接では、入熱量が小さいために、これまで使われていたＭＩＧブレージング溶接用シールドガスの転用では、ビードのぬれ性が悪いためにビードが蛇行してしまう問題が発生してしまう。
【０００６】
ここで、低入熱溶接電源について詳しく述べると、特許文献１に示されているように、フローニアス社製のＣＭＴ溶接電源が知られている。このＣＭＴ溶接電源は、アーク点火後に、コールドメタルトランスファー（ＣＭＴ）溶接プロセスが行われるように制御された低入熱溶接電源である。ＣＭＴ溶接プロセスでは、具体的には、溶接ワイヤが母材に接触するまで溶接ワイヤが母材方向に進み、その後、短絡の形成後に、短絡段階の間に、溶接ワイヤの進行方向が反対にされ、溶接ワイヤが母材の溶融池から離され、その後アーク発生時に溶接ワイヤが融解して母材へ移行するように最適な液滴形成が起こるように制御される。
【０００７】
なお、特許文献２には、ＭＩＧブレージング溶接用シールドガスが開示されている。この特許文献２には、亜鉛めっき鋼板同士間をＭＩＧブレージング溶接するにあたり、３〜６％の炭酸ガスと不活性ガスとの混合ガス、あるいは２〜４％の酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスをシールドガスとして用いることが提案されている。また、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼鋼板、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板、炭素鋼板同士間、炭素鋼板とステンレス鋼版間をＭＩＧブレージング溶接するにあたり、１〜５％の炭酸ガスと不活性ガスとの混合ガス、あるいは１〜２％の酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスをシールドガスとして用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００８−５３１２８３号公報
【特許文献２】特開２００７−０８３３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したような低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接するにあたり、被接合材に応じた最適なシールドガスは提案されていないのが現状である。
【００１０】
よって、本発明における課題は、炭素鋼板、亜鉛めっき鋼板あるいはステンレス鋼板に対して低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接する際に、アークのふらつきを抑制し、溶滴をスムーズに離脱させ、特に陰極点を安定化させることができるシールドガスを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、その組成が、炭酸ガス６〜２２容量％と残部がアルゴン、あるいはその組成が、炭酸ガス５〜２２容量％と残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガスである。
【００１２】
請求項２にかかる発明は、炭素鋼板とステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、その組成が、炭酸ガス５〜２２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガスである。
【００１３】
請求項３にかかる発明は、ステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、その組成が、炭酸ガス０．５〜５容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガス、あるいはその組成が、酸素０．５〜２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガスである。
【００１４】
請求項４にかかる発明は、亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項１記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法である。
【００１５】
請求項５にかかる発明は、炭素鋼板とステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項２記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法である。
【００１６】
請求項６にかかる発明は、ステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項３記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、被接合材が亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間である場合には、そのシールドガスとして、炭酸ガス６〜２２容量％と残部がアルゴンガスからなる２種混合ガス、あるいは、炭酸ガス５〜２２容量％、残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスを用いることで、アークの陰極点が安定し溶滴がスムーズに移行する溶接方法を提供することができる。
【００１８】
また、被接合材が炭素鋼板とステンレス鋼板間である場合には、シールドガスとして、炭酸ガスを５〜２２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスを用いることにより、アークの陰極点が安定し溶滴がスムーズに移行する溶接方法を提供することができる。
【００１９】
また、被接合材がステンレス鋼板間である場合には、シールドガスとして、炭酸ガスを０．５〜５容量％と、残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種または３種混合ガス、あるいは酸素ガスを０．５〜２容量％と、残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスを用いることにより、アークの陰極点が安定し溶滴がスムーズに移行する溶接方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一例である第１のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
【図２】図２は、本発明の一例である第２のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の一例である第３のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の一例である第４のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の一例である第５のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例における溶接後の外観写真である。
【図７】図７は、実施例における溶接後の外観写真である。
【図８】図８は、実施例における溶接後の外観写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明において、アークブレージング溶接は、銅を主成分とするワイヤ及び低入熱溶接電源用いて行われる。
【００２２】
ここで使用されるワイヤとしては、例えばシリコン系ワイヤＡＷＳ（アメリカ溶接学会規格）ＥＲ 銅Ｓｉ−Ａやアルミ系ワイヤ ＡＷＳ ＥＲ 銅Ａｌ−Ａ（Ｂ）などの径０．８〜１．２ｍｍのものが用いられる。
【００２３】
また、使用される低入熱溶接電源としては、例えば上述した特許文献１に示されているフローニアス社製のＣＭＴ溶接電源が用いられる。
【００２４】
被接合材が、亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間の場合には、炭酸ガスが６〜２２容量％と残部がアルゴンガスである第１のシールドガス、あるいは炭酸ガスが５〜２２容量％と残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種あるいは３種の混合ガスからなる第２のシールドガスを使用する。
【００２５】
ここで、亜鉛めっき鋼板とは、上述の炭素鋼板の表面に電気めっきまたは溶融めっきにより亜鉛の厚さが９０ｇ／ｍ２以下のめっき膜を設けたものを言う。
また、炭素鋼板とは、炭素含有率が４ｗｔ％以下の炭素鋼からなる鋼板を言う。
また、ステンレス鋼板とは、クロム（Ｃｒ）が１０％以上３５％以下含まれた鋼板をいう。
【００２６】
図１は、第１のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
第１のシールドガスにおいて、炭酸ガス濃度の下限値としては、６容量％以上が好ましく、７容量％以上がより好ましく、１０容量％以上がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が６容量％未満では、陰極点が不安定となり、溶接ビードが蛇行してしまうために好ましくない。
一方、炭酸ガス濃度の上限値としては、２２容量％以下が好ましく、１８容量％以下がより好ましく、１５容量％以下がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が２２容量％を超えると、酸化力が強くなり、溶接ビードが著しく酸化されて品質が低下するために好ましくない。
【００２７】
図２は、第２のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
第２のシールドガスにおいて、炭酸ガス濃度の下限値としては、５容量％以上が好ましく、７容量％以上がより好ましく、１０容量％以上がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が５容量％未満では、陰極点が不安定となり、溶接ビードが蛇行してしまうために好ましくない。これに対して、炭酸ガス濃度が５容量％以上では、電位傾度の高いヘリウムの添加により入熱が上がり、金属蒸気又は亜鉛蒸気が多く発生することで陰極点が安定し、良好な溶接ビードが得られる。
一方、炭酸ガス濃度の上限値としては、２２容量％以下が好ましく、１８容量％以下がより好ましく、１５容量％以下がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が２２容量％を超えると、酸化力が強くなり、溶接ビードが著しく酸化されて品質が低下するために好ましくない。
【００２８】
また、被接合材が炭素鋼板とステンレス鋼板間の場合には、炭酸ガスが５〜２２容量％と残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種の混合ガスからなる第３のシールドガスが用いられる。
【００２９】
図３は、第３のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
第３のシールドガスにおいて、炭酸ガス濃度の下限値としては、５容量％以上が好ましく、７容量％以上がより好ましく、１０容量％以上がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が５容量％未満では、陰極点が不安定となり、溶接ビードが蛇行してしまうために好ましくない。なお、ステンレス鋼に含まれているニッケルが酸化され易いため、炭酸ガスが５容量％以上から、陰極点が安定すると考えられる。
一方、炭酸ガス濃度の上限値としては、２２容量％以下が好ましく、１８容量％以下がより好ましく、１５容量％以下がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が２２容量％を超えると、酸化力が強くなり、溶接ビードが著しく酸化されて品質が低下するために好ましくない。
【００３０】
さらに、被接合材がステンレス鋼板間である場合には、シールドガスとして、炭酸ガスを０．５〜５容量％と、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスからなる第４のシールドガス、あるいは酸素ガスを０．５〜２容量％と、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスからなる第５のシールドガスが用いられる。
【００３１】
図４は、第４のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
第４のシールドガスにおいて、炭酸ガス濃度の下限値としては、０．５容量％以上が好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が０．５容量％未満では、陰極点が安定しにくく、溶接ビードが蛇行してしまうために好ましくない。
一方、炭酸ガス濃度の上限値としては、５容量％以下がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が５容量％を超えると、酸化力が強くなり、溶接ビードが著しく酸化されて品質が低下するために好ましくない。
【００３２】
図５は、第５のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
第５のシールドガスにおいて、酸素ガス濃度の下限値としては、０．５容量％以上が好ましい。ここで、酸素ガス濃度が０．５容量％未満では、陰極点が安定しにくく、溶接ビードが蛇行してしまうために好ましくない。
一方、酸素ガス濃度の上限値としては、２容量％以下がさらに好ましい。ここで、酸素ガスは炭酸ガスよりも酸化力が強いため、酸素ガス濃度が２容量％を超えると、酸化力が強くなり、溶接ビードが著しく酸化されて品質が低下するために好ましくない。
【００３３】
ところで、本発明のアークブレージング溶接に用いる低入熱溶接電源は、一般的な溶接電源と比べて入熱量が小さいため、母材表面を溶融するために必要な熱量が小さい。また、熱量が小さいことにより、アーク直下の母材表面から発生する金属蒸気が少ない。このため、例えば上記特許文献２等で提案されているような、従来のＭＩＧブレージング溶接用シールドガスのガス組成では、陰極点が安定しなく、アークが不安定となり、ビードが蛇行してしまうという問題があった。
【００３４】
これに対して、本発明では、炭素鋼板、亜鉛めっき鋼板、ステンレス鋼板に対して、低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接する際に、上記第１〜第５のシールドガスを用いることで、アークのふらつきを抑制し、溶滴をスムーズに離脱させ、陰極点を安定させることができる。これは、従来のＭＩＧブレージング溶接用シールドガスよりも上記第１〜第５のシールドガス中の炭酸ガス濃度あるいは酸素ガス濃度が高くすることにより、母材表面の酸化力が強くなるため、母材表面の陰極点が安定してアークが集中する。このアークの集中により、必要な金属蒸気を発生させることができるため、アークのふらつきを抑制することができると考える。
【００３５】
さらに、アークが安定する要因としては、以下の理由が考えられる。すなわち、多原子分子である炭酸や酸素は、アーク雰囲気中で解離する。その時に熱を奪うため、熱的なピンチ効果により電位傾度が高くなり、入熱量が増加するためと考えられる。
【００３６】
なお、これらのシールドガスの溶接時の流量は、特に限定されないが１０〜３０リットル／分とされ、これよりも少ないと気孔が著しく発生したり、酸化が著しくなり、これよりも多くなると大気の巻き込みを招き、気孔が発生する。
また、その他の溶接条件も特に限定されることはないが、通常溶接電流２０〜５００Ａ、アーク電圧１２〜３９Ｖ、溶接速度５００ｃｍ／分以下の範囲とされる。
【００３７】
以下、具体例を示す。
本発明のシールドガスの効果を確認するため、以下の実施例によって各種特性の確認試験を行った。
（実施例１）
板厚０．７ｍｍの被溶接材を２枚用い、上板と下板の隙間を０ｍｍ、トーチの傾斜角度を３０度として低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接を行った。
【００３８】
シールドガスとして、表１中に示す構成の炭酸ガス（ＣＯ２）及びアルゴンガス（Ａｒ）からなる２種混合ガス、あるいは炭酸ガスと残部がヘリウム（Ｈｅ）、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種あるいは３種の混合ガスを用いて、以下の条件でアークブレージング溶接を行った。比較用ガスとして、広く一般的に使われているアルゴンガスを用いた。
【００３９】
＜溶接条件＞
溶接機：ＣＭＴ溶接電源（フローニアス社製）
溶接材：
亜鉛めっき鋼板間（ＧＡ＋ＧＡ）
亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間（ＧＡ＋ＳＰＣＣ）
亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間（ＧＡ＋ＳＵＳ）
炭素鋼板間（ＳＰＣＣ＋ＳＰＣＣ）
溶接ワイヤ：銅を主成分としたアークブレージング用ワイヤ（φ１．０ｍｍ）
ワイヤ送給速度：５ｍ／ｍｉｎ（入力値：８２Ａ）
溶接速度：１．５ｍ／ｍｉｎ
シールドガス流量：１５〜２０Ｌ／ｍｉｎ
継手形状：重ね継手
【００４０】
評価は、ビードの安定性、酸化の状態を対象とし、溶接後の肉眼での観察で評価した。
結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１における評価の内容は、下記の通りである。
○： ビードの蛇行もなく安定しており、酸化も見られないため、合格（図６に、代表的な外観写真を示す）。
×： ビードが不安定となり不合格（図７に、代表的な外観写真を示す）。
××： 酸化が著しいために不合格（図８に、代表的な外観写真を示す）。
【００４３】
表１の結果から、炭酸ガスが６〜２２容量％と残部がアルゴンガスである２種混合ガス、あるいは炭酸ガスが５〜２２容量％と残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種あるいは３種の混合ガスが良好な結果を与えることがわかる。
【００４４】
（実施例２）
実施例２として、板厚０．７ｍｍの炭素鋼板とステンレス鋼板とを用い、上板と下板の隙間を０ｍｍ、トーチの傾斜角度を３０度として低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接を行った。
【００４５】
シールドガスとして、表２中に示す構成の炭酸ガスと残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種の混合ガスを用いて、以下の条件でアークブレージング溶接を行った。比較用ガスとして、広く一般的に使われているアルゴンガスを用いた。
【００４６】
＜溶接条件＞
溶接機：ＣＭＴ溶接電源（フローニアス社製）
溶接材：炭素鋼板とステンレス鋼板間（ＳＰＣＣ＋ＳＵＳ）
溶接ワイヤ：銅を主成分としたアークブレージング用ワイヤ（φ１．０ｍｍ）
ワイヤ送給速度：５ｍ／ｍｉｎ（入力値：８２Ａ）
溶接速度：１．５ｍ／ｍｉｎ
シールドガス流量：１５〜２０Ｌ／ｍｉｎ
継手形状：重ね継手
【００４７】
評価は、ビードの安定性、酸化の状態を対象とし、溶接後の肉眼での観察で評価した。
結果を表２に示す。
【００４８】
【表２】
【００４９】
表２における評価の内容は、下記の通りである。
○： ビードの蛇行もなく安定しており、酸化も見られないため、合格。
×： ビードが不安定となり不合格。
××： 酸化が著しいために不合格。
なお、各結果の外観の様子については、実施例１で示した図６〜図８と同等であるため、省略する。
【００５０】
表２の結果から、炭酸ガスが５〜２２容量％と残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種の混合ガスが良好な結果を与えることがわかる。
【００５１】
（実施例３）
実施例３として、板厚０．７ｍｍのステンレス鋼板を２枚用い、上板と下板の隙間を０ｍｍ、トーチの傾斜角度を３０度として低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接を行った。
【００５２】
シールドガスとして、表３中に示す構成の炭酸ガスと、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガス、あるいは表４中に示す構成の酸素ガスと、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスを用いて、以下の条件でアークブレージング溶接を行った。比較用ガスとして、広く一般的に使われているアルゴンガスを用いた。
【００５３】
＜溶接条件＞
溶接機：ＣＭＴ溶接電源（フローニアス社製）
溶接材：ステンレス鋼板間（ＳＵＳ＋ＳＵＳ）
溶接ワイヤ：銅を主成分としたアークブレージング用ワイヤ（φ１．０ｍｍ）
ワイヤ送給速度：５ｍ／ｍｉｎ（入力値：８２Ａ）
溶接速度：４ｍ／ｍｉｎ
シールドガス流量：１５〜２０Ｌ／ｍｉｎ
継手形状：重ね継手
【００５４】
評価は、ビードの安定性、酸化の状態を対象とし、溶接後の肉眼での観察で評価した。
結果を表３及び表４に示す。
【００５５】
【表３】
【００５６】
【表４】
【００５７】
表３及び表４における評価の内容は、下記の通りである。
○： ビードの蛇行もなく安定しており、酸化も見られないため、合格。
×： ビードが不安定となり不合格。
××： 酸化が著しいために不合格。
なお、各結果の外観の様子については、実施例１で示した図６〜図８と同等であるため、省略する。
【００５８】
表３及び表４の結果から、炭酸ガスを０．５〜５容量％と、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガス、あるいは酸素ガスを０．５〜２容量％と、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスが良好な結果を与えることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アークブレージング用シールドガスおよびこのシールドガスを用いた溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車関連機器や事務機器関連部品では、炭素鋼板や、耐食性や光沢の美しさから亜鉛メッキ鋼板やステンレス鋼板が広く用いられている。これらを溶接するにあたり、銅を主成分とした融点が低いワイヤを用いたアークブレージング溶接法が行われている。
【０００３】
この溶接方法は、母材である炭素鋼や亜鉛メッキ鋼板やステンレス鋼板を殆ど溶融せずに母材同士を不活性ガス雰囲気中でワイヤの主成分の銅を溶融し、これを母材間の間隙に流入させてブレージング（ろう付け）する方法であり、スパッタの発生が少なく、外観上もすぐれる特徴を有している。
従来から、アークブレージング溶接を行うにあたり、シールドガスとしてはアルゴンガスが広く使われている。
【０００４】
しかしながら、炭素鋼板を溶接する場合、アルゴンガスを用いると母材上の陰極点が形成されにくいためアークが不安定になり、ビードが振れる問題がある。
また、亜鉛めっき鋼板を溶接する場合、溶接線上の亜鉛を予め機械的に除去する事が行われており、除去するための工程が増え、コストアップの要因となる問題が生じる。また鋼板表面から鉄（融点：１５３５℃、沸点：２７５０℃）より低い融点と沸点を持った亜鉛（融点：４１９℃、沸点９０７℃）が、溶接時に溶融池に侵入し、その亜鉛蒸気と共に大気を巻き込み、アークが不安定になり、同じくビードが振れる問題がある。
さらに、ステンレス鋼板を溶接する場合、アルゴンガスを用いると母材上の陰極点が形成されにくいためアークが不安定となり、ビードが蛇行する問題がある。
【０００５】
ところで、近年この分野において、低入熱溶接電源が提案されている。この低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接では、従来の溶接電源を用いた場合よりもスパッタの発生が少なく良好である。しかしながら、低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接では、入熱量が小さいために、これまで使われていたＭＩＧブレージング溶接用シールドガスの転用では、ビードのぬれ性が悪いためにビードが蛇行してしまう問題が発生してしまう。
【０００６】
ここで、低入熱溶接電源について詳しく述べると、特許文献１に示されているように、フローニアス社製のＣＭＴ溶接電源が知られている。このＣＭＴ溶接電源は、アーク点火後に、コールドメタルトランスファー（ＣＭＴ）溶接プロセスが行われるように制御された低入熱溶接電源である。ＣＭＴ溶接プロセスでは、具体的には、溶接ワイヤが母材に接触するまで溶接ワイヤが母材方向に進み、その後、短絡の形成後に、短絡段階の間に、溶接ワイヤの進行方向が反対にされ、溶接ワイヤが母材の溶融池から離され、その後アーク発生時に溶接ワイヤが融解して母材へ移行するように最適な液滴形成が起こるように制御される。
【０００７】
なお、特許文献２には、ＭＩＧブレージング溶接用シールドガスが開示されている。この特許文献２には、亜鉛めっき鋼板同士間をＭＩＧブレージング溶接するにあたり、３〜６％の炭酸ガスと不活性ガスとの混合ガス、あるいは２〜４％の酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスをシールドガスとして用いることが提案されている。また、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼鋼板、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板、炭素鋼板同士間、炭素鋼板とステンレス鋼版間をＭＩＧブレージング溶接するにあたり、１〜５％の炭酸ガスと不活性ガスとの混合ガス、あるいは１〜２％の酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスをシールドガスとして用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００８−５３１２８３号公報
【特許文献２】特開２００７−０８３３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したような低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接するにあたり、被接合材に応じた最適なシールドガスは提案されていないのが現状である。
【００１０】
よって、本発明における課題は、炭素鋼板、亜鉛めっき鋼板あるいはステンレス鋼板に対して低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接する際に、アークのふらつきを抑制し、溶滴をスムーズに離脱させ、特に陰極点を安定化させることができるシールドガスを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、その組成が、炭酸ガス６〜２２容量％と残部がアルゴン、あるいはその組成が、炭酸ガス５〜２２容量％と残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガスである。
【００１２】
請求項２にかかる発明は、炭素鋼板とステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、その組成が、炭酸ガス５〜２２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガスである。
【００１３】
請求項３にかかる発明は、ステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、その組成が、炭酸ガス０．５〜５容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガス、あるいはその組成が、酸素０．５〜２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガスである。
【００１４】
請求項４にかかる発明は、亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項１記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法である。
【００１５】
請求項５にかかる発明は、炭素鋼板とステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項２記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法である。
【００１６】
請求項６にかかる発明は、ステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項３記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、被接合材が亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間である場合には、そのシールドガスとして、炭酸ガス６〜２２容量％と残部がアルゴンガスからなる２種混合ガス、あるいは、炭酸ガス５〜２２容量％、残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスを用いることで、アークの陰極点が安定し溶滴がスムーズに移行する溶接方法を提供することができる。
【００１８】
また、被接合材が炭素鋼板とステンレス鋼板間である場合には、シールドガスとして、炭酸ガスを５〜２２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスを用いることにより、アークの陰極点が安定し溶滴がスムーズに移行する溶接方法を提供することができる。
【００１９】
また、被接合材がステンレス鋼板間である場合には、シールドガスとして、炭酸ガスを０．５〜５容量％と、残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種または３種混合ガス、あるいは酸素ガスを０．５〜２容量％と、残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスを用いることにより、アークの陰極点が安定し溶滴がスムーズに移行する溶接方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一例である第１のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
【図２】図２は、本発明の一例である第２のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の一例である第３のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の一例である第４のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の一例である第５のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例における溶接後の外観写真である。
【図７】図７は、実施例における溶接後の外観写真である。
【図８】図８は、実施例における溶接後の外観写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明において、アークブレージング溶接は、銅を主成分とするワイヤ及び低入熱溶接電源用いて行われる。
【００２２】
ここで使用されるワイヤとしては、例えばシリコン系ワイヤＡＷＳ（アメリカ溶接学会規格）ＥＲ 銅Ｓｉ−Ａやアルミ系ワイヤ ＡＷＳ ＥＲ 銅Ａｌ−Ａ（Ｂ）などの径０．８〜１．２ｍｍのものが用いられる。
【００２３】
また、使用される低入熱溶接電源としては、例えば上述した特許文献１に示されているフローニアス社製のＣＭＴ溶接電源が用いられる。
【００２４】
被接合材が、亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間の場合には、炭酸ガスが６〜２２容量％と残部がアルゴンガスである第１のシールドガス、あるいは炭酸ガスが５〜２２容量％と残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種あるいは３種の混合ガスからなる第２のシールドガスを使用する。
【００２５】
ここで、亜鉛めっき鋼板とは、上述の炭素鋼板の表面に電気めっきまたは溶融めっきにより亜鉛の厚さが９０ｇ／ｍ２以下のめっき膜を設けたものを言う。
また、炭素鋼板とは、炭素含有率が４ｗｔ％以下の炭素鋼からなる鋼板を言う。
また、ステンレス鋼板とは、クロム（Ｃｒ）が１０％以上３５％以下含まれた鋼板をいう。
【００２６】
図１は、第１のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
第１のシールドガスにおいて、炭酸ガス濃度の下限値としては、６容量％以上が好ましく、７容量％以上がより好ましく、１０容量％以上がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が６容量％未満では、陰極点が不安定となり、溶接ビードが蛇行してしまうために好ましくない。
一方、炭酸ガス濃度の上限値としては、２２容量％以下が好ましく、１８容量％以下がより好ましく、１５容量％以下がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が２２容量％を超えると、酸化力が強くなり、溶接ビードが著しく酸化されて品質が低下するために好ましくない。
【００２７】
図２は、第２のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
第２のシールドガスにおいて、炭酸ガス濃度の下限値としては、５容量％以上が好ましく、７容量％以上がより好ましく、１０容量％以上がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が５容量％未満では、陰極点が不安定となり、溶接ビードが蛇行してしまうために好ましくない。これに対して、炭酸ガス濃度が５容量％以上では、電位傾度の高いヘリウムの添加により入熱が上がり、金属蒸気又は亜鉛蒸気が多く発生することで陰極点が安定し、良好な溶接ビードが得られる。
一方、炭酸ガス濃度の上限値としては、２２容量％以下が好ましく、１８容量％以下がより好ましく、１５容量％以下がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が２２容量％を超えると、酸化力が強くなり、溶接ビードが著しく酸化されて品質が低下するために好ましくない。
【００２８】
また、被接合材が炭素鋼板とステンレス鋼板間の場合には、炭酸ガスが５〜２２容量％と残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種の混合ガスからなる第３のシールドガスが用いられる。
【００２９】
図３は、第３のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
第３のシールドガスにおいて、炭酸ガス濃度の下限値としては、５容量％以上が好ましく、７容量％以上がより好ましく、１０容量％以上がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が５容量％未満では、陰極点が不安定となり、溶接ビードが蛇行してしまうために好ましくない。なお、ステンレス鋼に含まれているニッケルが酸化され易いため、炭酸ガスが５容量％以上から、陰極点が安定すると考えられる。
一方、炭酸ガス濃度の上限値としては、２２容量％以下が好ましく、１８容量％以下がより好ましく、１５容量％以下がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が２２容量％を超えると、酸化力が強くなり、溶接ビードが著しく酸化されて品質が低下するために好ましくない。
【００３０】
さらに、被接合材がステンレス鋼板間である場合には、シールドガスとして、炭酸ガスを０．５〜５容量％と、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスからなる第４のシールドガス、あるいは酸素ガスを０．５〜２容量％と、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスからなる第５のシールドガスが用いられる。
【００３１】
図４は、第４のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
第４のシールドガスにおいて、炭酸ガス濃度の下限値としては、０．５容量％以上が好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が０．５容量％未満では、陰極点が安定しにくく、溶接ビードが蛇行してしまうために好ましくない。
一方、炭酸ガス濃度の上限値としては、５容量％以下がさらに好ましい。ここで、炭酸ガス濃度が５容量％を超えると、酸化力が強くなり、溶接ビードが著しく酸化されて品質が低下するために好ましくない。
【００３２】
図５は、第５のシールドガスを構成する各ガス成分の組成範囲を示すグラフである。
第５のシールドガスにおいて、酸素ガス濃度の下限値としては、０．５容量％以上が好ましい。ここで、酸素ガス濃度が０．５容量％未満では、陰極点が安定しにくく、溶接ビードが蛇行してしまうために好ましくない。
一方、酸素ガス濃度の上限値としては、２容量％以下がさらに好ましい。ここで、酸素ガスは炭酸ガスよりも酸化力が強いため、酸素ガス濃度が２容量％を超えると、酸化力が強くなり、溶接ビードが著しく酸化されて品質が低下するために好ましくない。
【００３３】
ところで、本発明のアークブレージング溶接に用いる低入熱溶接電源は、一般的な溶接電源と比べて入熱量が小さいため、母材表面を溶融するために必要な熱量が小さい。また、熱量が小さいことにより、アーク直下の母材表面から発生する金属蒸気が少ない。このため、例えば上記特許文献２等で提案されているような、従来のＭＩＧブレージング溶接用シールドガスのガス組成では、陰極点が安定しなく、アークが不安定となり、ビードが蛇行してしまうという問題があった。
【００３４】
これに対して、本発明では、炭素鋼板、亜鉛めっき鋼板、ステンレス鋼板に対して、低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接する際に、上記第１〜第５のシールドガスを用いることで、アークのふらつきを抑制し、溶滴をスムーズに離脱させ、陰極点を安定させることができる。これは、従来のＭＩＧブレージング溶接用シールドガスよりも上記第１〜第５のシールドガス中の炭酸ガス濃度あるいは酸素ガス濃度が高くすることにより、母材表面の酸化力が強くなるため、母材表面の陰極点が安定してアークが集中する。このアークの集中により、必要な金属蒸気を発生させることができるため、アークのふらつきを抑制することができると考える。
【００３５】
さらに、アークが安定する要因としては、以下の理由が考えられる。すなわち、多原子分子である炭酸や酸素は、アーク雰囲気中で解離する。その時に熱を奪うため、熱的なピンチ効果により電位傾度が高くなり、入熱量が増加するためと考えられる。
【００３６】
なお、これらのシールドガスの溶接時の流量は、特に限定されないが１０〜３０リットル／分とされ、これよりも少ないと気孔が著しく発生したり、酸化が著しくなり、これよりも多くなると大気の巻き込みを招き、気孔が発生する。
また、その他の溶接条件も特に限定されることはないが、通常溶接電流２０〜５００Ａ、アーク電圧１２〜３９Ｖ、溶接速度５００ｃｍ／分以下の範囲とされる。
【００３７】
以下、具体例を示す。
本発明のシールドガスの効果を確認するため、以下の実施例によって各種特性の確認試験を行った。
（実施例１）
板厚０．７ｍｍの被溶接材を２枚用い、上板と下板の隙間を０ｍｍ、トーチの傾斜角度を３０度として低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接を行った。
【００３８】
シールドガスとして、表１中に示す構成の炭酸ガス（ＣＯ２）及びアルゴンガス（Ａｒ）からなる２種混合ガス、あるいは炭酸ガスと残部がヘリウム（Ｈｅ）、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種あるいは３種の混合ガスを用いて、以下の条件でアークブレージング溶接を行った。比較用ガスとして、広く一般的に使われているアルゴンガスを用いた。
【００３９】
＜溶接条件＞
溶接機：ＣＭＴ溶接電源（フローニアス社製）
溶接材：
亜鉛めっき鋼板間（ＧＡ＋ＧＡ）
亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間（ＧＡ＋ＳＰＣＣ）
亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間（ＧＡ＋ＳＵＳ）
炭素鋼板間（ＳＰＣＣ＋ＳＰＣＣ）
溶接ワイヤ：銅を主成分としたアークブレージング用ワイヤ（φ１．０ｍｍ）
ワイヤ送給速度：５ｍ／ｍｉｎ（入力値：８２Ａ）
溶接速度：１．５ｍ／ｍｉｎ
シールドガス流量：１５〜２０Ｌ／ｍｉｎ
継手形状：重ね継手
【００４０】
評価は、ビードの安定性、酸化の状態を対象とし、溶接後の肉眼での観察で評価した。
結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１における評価の内容は、下記の通りである。
○： ビードの蛇行もなく安定しており、酸化も見られないため、合格（図６に、代表的な外観写真を示す）。
×： ビードが不安定となり不合格（図７に、代表的な外観写真を示す）。
××： 酸化が著しいために不合格（図８に、代表的な外観写真を示す）。
【００４３】
表１の結果から、炭酸ガスが６〜２２容量％と残部がアルゴンガスである２種混合ガス、あるいは炭酸ガスが５〜２２容量％と残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスからなる２種あるいは３種の混合ガスが良好な結果を与えることがわかる。
【００４４】
（実施例２）
実施例２として、板厚０．７ｍｍの炭素鋼板とステンレス鋼板とを用い、上板と下板の隙間を０ｍｍ、トーチの傾斜角度を３０度として低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接を行った。
【００４５】
シールドガスとして、表２中に示す構成の炭酸ガスと残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種の混合ガスを用いて、以下の条件でアークブレージング溶接を行った。比較用ガスとして、広く一般的に使われているアルゴンガスを用いた。
【００４６】
＜溶接条件＞
溶接機：ＣＭＴ溶接電源（フローニアス社製）
溶接材：炭素鋼板とステンレス鋼板間（ＳＰＣＣ＋ＳＵＳ）
溶接ワイヤ：銅を主成分としたアークブレージング用ワイヤ（φ１．０ｍｍ）
ワイヤ送給速度：５ｍ／ｍｉｎ（入力値：８２Ａ）
溶接速度：１．５ｍ／ｍｉｎ
シールドガス流量：１５〜２０Ｌ／ｍｉｎ
継手形状：重ね継手
【００４７】
評価は、ビードの安定性、酸化の状態を対象とし、溶接後の肉眼での観察で評価した。
結果を表２に示す。
【００４８】
【表２】
【００４９】
表２における評価の内容は、下記の通りである。
○： ビードの蛇行もなく安定しており、酸化も見られないため、合格。
×： ビードが不安定となり不合格。
××： 酸化が著しいために不合格。
なお、各結果の外観の様子については、実施例１で示した図６〜図８と同等であるため、省略する。
【００５０】
表２の結果から、炭酸ガスが５〜２２容量％と残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種の混合ガスが良好な結果を与えることがわかる。
【００５１】
（実施例３）
実施例３として、板厚０．７ｍｍのステンレス鋼板を２枚用い、上板と下板の隙間を０ｍｍ、トーチの傾斜角度を３０度として低入熱溶接電源を用いたアークブレージング溶接を行った。
【００５２】
シールドガスとして、表３中に示す構成の炭酸ガスと、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガス、あるいは表４中に示す構成の酸素ガスと、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスを用いて、以下の条件でアークブレージング溶接を行った。比較用ガスとして、広く一般的に使われているアルゴンガスを用いた。
【００５３】
＜溶接条件＞
溶接機：ＣＭＴ溶接電源（フローニアス社製）
溶接材：ステンレス鋼板間（ＳＵＳ＋ＳＵＳ）
溶接ワイヤ：銅を主成分としたアークブレージング用ワイヤ（φ１．０ｍｍ）
ワイヤ送給速度：５ｍ／ｍｉｎ（入力値：８２Ａ）
溶接速度：４ｍ／ｍｉｎ
シールドガス流量：１５〜２０Ｌ／ｍｉｎ
継手形状：重ね継手
【００５４】
評価は、ビードの安定性、酸化の状態を対象とし、溶接後の肉眼での観察で評価した。
結果を表３及び表４に示す。
【００５５】
【表３】
【００５６】
【表４】
【００５７】
表３及び表４における評価の内容は、下記の通りである。
○： ビードの蛇行もなく安定しており、酸化も見られないため、合格。
×： ビードが不安定となり不合格。
××： 酸化が著しいために不合格。
なお、各結果の外観の様子については、実施例１で示した図６〜図８と同等であるため、省略する。
【００５８】
表３及び表４の結果から、炭酸ガスを０．５〜５容量％と、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガス、あるいは酸素ガスを０．５〜２容量％と、残部がアルゴンガス、ヘリウムガス、またはアルゴンガスとヘリウムガスとの混合ガスからなる２種または３種混合ガスが良好な結果を与えることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、
その組成が、炭酸ガス６〜２２容量％と残部がアルゴン、あるいはその組成が、炭酸ガス５〜２２容量％と残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガス。
【請求項２】
炭素鋼板とステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、
その組成が、炭酸ガス５〜２２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガス。
【請求項３】
ステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、
その組成が、炭酸ガス０．５〜５容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガス、あるいはその組成が、酸素０．５〜２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガス。
【請求項４】
亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項１記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法。
【請求項５】
炭素鋼板とステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項２記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法。
【請求項６】
ステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項３記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法。
【請求項１】
亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、
その組成が、炭酸ガス６〜２２容量％と残部がアルゴン、あるいはその組成が、炭酸ガス５〜２２容量％と残部がヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガス。
【請求項２】
炭素鋼板とステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、
その組成が、炭酸ガス５〜２２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガス。
【請求項３】
ステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いたアークブレージング溶接用のシールドガスであって、
その組成が、炭酸ガス０．５〜５容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガス、あるいはその組成が、酸素０．５〜２容量％と残部がアルゴン、ヘリウム、またはアルゴンとヘリウムとの混合ガスであることを特徴とするアークブレージング用シールドガス。
【請求項４】
亜鉛めっき鋼板間、亜鉛めっき鋼板と炭素鋼板間、亜鉛めっき鋼板とステンレス鋼板間、炭素鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項１記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法。
【請求項５】
炭素鋼板とステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項２記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法。
【請求項６】
ステンレス鋼板間を接合対象とし、低入熱溶接電源および主成分が銅であるワイヤを用いてアークブレージング溶接するにあたり、請求項３記載のシールドガスを用いることを特徴とするアークブレージング溶接方法。
【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２０１１−１８３４０２（Ｐ２０１１−１８３４０２Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４７８６６（Ｐ２０１０−４７８６６）
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
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