(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤにおいて、被溶接材であるアルミニウム合金中の水素ガス含有量をＸｃｃ／１００ｇＡｌ、フィラーワイヤ中に含有されるＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量を質量比でＹ％としたとき、図４に示すグラフ中の太線で囲んだ範囲内となるように、上記Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量が調整してあることを特徴とするアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤ。
【請求項２】
アルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤにおいて、被溶接材であるアルミニウム合金中の水素ガス含有量をＸｃｃ／１００ｇＡｌ、フィラーワイヤ中に含有されるＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量を質量比でＹ％としたとき、Ｙ＝０．５のとき０．８１≦Ｘ≦１．０５、Ｙ＝１．０のとき０．７８≦Ｘ≦１．４５、Ｙ＝２．０のとき１．３８≦Ｘ≦１．６７なる条件を満たすように、上記Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量が調整してあることを特徴とするアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤ。
【請求項３】
ベース材がＡｌ−Ｓｉ系材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤ。
【請求項４】
ベース材がＡｌ−１０％Ｓｉ材、ＪＩＳ  ４０４３材およびＪＩＳ  ４０４７材のうちのいずれか１種、あるいは２種以上の混合材料であることを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤ。
【請求項５】
Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材がＫＡｌＦ４，Ｋ２ＡｌＦ５，Ｋ３ＡｌＦ６，ＫＦとＡｌＦ３との混合物または共晶組成物、およびフルオロアルミン酸カリウム錯体のうちのいずれか１種、あるいは２種以上の混合材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載のアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つの項に記載のレーザ溶接給線用フィラーワイヤを用いることを特徴とするアルミニウム合金の溶接方法。
【請求項７】
被溶接材がＡｌ−Ｓｉ系合金あるいはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金であることを特徴とする請求項６に記載のアルミニウム合金の溶接方法。
【請求項８】
被溶接材がアルミニウム合金鋳物あるいはアルミニウム合金ダイカスト鋳物であることを特徴とする請求項６又は７に記載のアルミニウム合金の溶接方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１つの項に記載のレーザ溶接給線用フィラーワイヤにより溶接されていることを特徴とするアルミニウム合金製溶接部材。
【請求項１０】
被溶接材がアルミニウム合金鋳物あるいはアルミニウム合金ダイカスト鋳物であることを特徴とする請求項９に記載のアルミニウム合金製溶接部材。
【請求項１１】
溶接ビード部におけるポロシティの面積率が１０％以下であることを特徴とする請求項９又は１０に記載のアルミニウム合金製溶接部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム合金の溶接技術に係わり、アルミニウム合金部材の溶接を行うのに際して、高速溶接においてもポロシティの少ない健全な溶接部を安定して得ることができるアルミニウム合金溶接用フィラーワイヤと、このようなフィラーワイヤによるアルミニウム合金製溶接部材、さらにはこのようなフィラーワイヤを用いたアルミニウム合金の溶接方法に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
自動車の燃費向上策としては、車両の軽量化が非常に有効な手段の一つであることから、これら車体および各種構成部材には、従来から使用されている鉄系材料に代えてアルミニウム合金を適用する試みが近年活発に行われるようになってきている。
【０００３】
また、アルミニウム合金製車体のコスト低減や生産性向上を目的に、車体を構成する部品、例えばスペースフレームの継手やＢピラーなどに真空ダイカスト法で鋳造されたアルミニウム合金ダイカスト鋳物が使用されはじめている。
【０００４】
このようなアルミニウム合金製車体の接合方法としては、例えばＭＩＧ溶接のようなアーク溶接，レーザ溶接，リベットなどが適用されている。
【０００５】
このとき、リベットのような機械的接合を別にすれば、ＭＩＧ溶接やレーザ溶接などのように、高密度エネルギを熱源として用いてアルミニウム合金部材を溶接する場合、他の鉄系材料などと比較して気孔（ポロシティ）が発生しやすく、気孔の存在によって継手部の強度や延性が低下することになる。
【０００６】
このような気孔の大部分は水素ガスに起因したものであり、この原因の一つとして、アルミニウム合金が溶融した状態では大きい水素溶解度を有しているにも拘らず、温度低下に伴ってその溶解度が減少することが挙げられる。さらに、アルミニウム合金ダイカスト鋳物を溶接するに際しては、その製造方法の特性から鋳物内部に多量の空気を巻込んでおり、この空気が溶接時に放出されるため、押出し材や板材に比較して、より一層気孔が発生しやすいことになる。
【０００７】
このような気孔の発生を抑制するために、従来では、溶接部の洗浄や、溶接速度やシールドガス流量などといった溶接条件を最適化することによって対処していた。また、とくにアルミニウム合金ダイカスト鋳物の溶接に当っては、このような溶接条件の最適化のみでは限界があるため、鋳物のガス含有量を厳しく規制する方法が採られていた。
【０００８】
しかしながら、上記のような溶接条件の最適化による方法では、溶接部の品質を優先する結果として生産性が犠牲になることがあるという問題点がある。また、ダイカスト鋳物の溶接に際して鋳物のガス含有量を規制するには、鋳物の品質保証のために多くの工数とコストがかかるという問題点があり、これら問題点の解決がアルミニウム合金の溶接における課題となっていた。
【０００９】
なお、上記のような気孔の発生は、ＭＩＧアークや電子ビームなどの高密度エネルギを熱源として用いたアルミニウム合金の表面改質の場合にも同様に問題となるものであって、このようなアルミニウム合金の表面改質時の気孔発生を抑制するために用いる溶接材料として、特開平６−３０４７８０号公報には、ナトリウム５〜１０％，カリウム４０〜４５％，酸素５％以下，硫黄５％以下，ふっ素５〜１０％，塩素３５〜４０％の成分からなるフラックスを０．１〜８ｗｔ％の範囲で配合した溶接用アルミニウムワイヤが記載されると共に、特開平７−９６３９６号公報には、Ｃ２Ｃｌ６粉末を０．０５〜２０ｗｔ％混合した溶接用アルミニウム溶加材が提案されているが、アルミニウム合金、とりわけアルミニウム合金ダイカスト鋳物の溶接用フィラーワイヤにおいて、このような気孔の低減効果を有するフィラーワイヤについては開示されていない。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は、従来のアルミニウム合金の溶接における上記課題に鑑みてなされたものであって、アルミニウム合金部材、とくにアルミニウム合金鋳物およびアルミニウム合金のダイカスト鋳物を溶接するに際しても、気孔の発生を抑制することができるアルミニウム合金溶接給線用フィラーワイヤと、このようなフィラーワイヤを用いたアルミニウム合金の溶接方法、さらにはこのようなフィラーワイヤを用いて溶接することによって得られ、継手強度の低下が少ない健全な溶接部を備えたアルミニウム合金製溶接部材を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤは、被溶接材であるアルミニウム合金中の水素ガス含有量をＸｃｃ／１００ｇＡｌ、フィラーワイヤ中に含有されるＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量を質量比でＹ％としたとき、図４に示すグラフ中の太線で囲んだ範囲内となるように、上記Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量が調整してある構成、あるいはＹ＝０．５のとき０．８１≦Ｘ≦１．０５、Ｙ＝１．０のとき０．７８≦Ｘ≦１．４５、Ｙ＝２．０のとき１．３８≦Ｘ≦１．６７なる条件を満たすように、上記Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量が調整してある構成としたことを特徴としており、本発明に係わるアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤ実施の一形態として請求項３に係わるフィラーワイヤにおいては、ベース材がＡｌ−Ｓｉ系材料である構成としたことを特徴とし、同じく実施形態として請求項４に係わるフィラーワイヤにおいては、ベース材がＡｌ−１０％Ｓｉ材、ＪＩＳ  ４０４３材およびＪＩＳ  ４０４７材のうちのいずれか１種、あるいは２種以上の混合材料である構成としたことを特徴とし、請求項５に係わるフィラーワイヤにおいては、Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材がＫＡｌＦ４，Ｋ２ＡｌＦ５，Ｋ３ＡｌＦ６，ＫＦとＡｌＦ３との混合物または共晶組成物、およびフルオロアルミン酸カリウム錯体のうちのいずれか１種、あるいは２種以上の混合材料である構成としたことを特徴としており、アルミニウム合金のレーザ溶接用フィラーワイヤにおけるこのような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【００１２】
本発明に係わるアルミニウム合金の溶接方法は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のレーザ溶接給線用フィラーワイヤを用いる構成とし、実施形態として請求項７に係わるアルミニウム合金の溶接方法においては、被溶接材がＡｌ−Ｓｉ系合金あるいはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金である構成とし、請求項８に係わるアルミニウム合金の溶接方法においては、被溶接材がアルミニウム合金鋳物あるいはアルミニウム合金ダイカスト鋳物である構成としたことを特徴としている。
【００１３】
さらに、本発明に係わるアルミニウム合金製溶接部材は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のレーザ溶接給線用フィラーワイヤにより溶接されている構成とし、当該アルミニウム合金製溶接部材の実施形態として請求項１０に係わる溶接部材においては、被溶接材がアルミニウム合金鋳物あるいはアルミニウム合金ダイカスト鋳物である構成とし、同じく請求項１１に係わる溶接部材においては、溶接ビード部におけるポロシティの面積率が１０％以下である構成とし、アルミニウム合金製溶接部材におけるこのような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としたことを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係わるアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤにおいては、ベース材中に含まれたＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックスは、脱酸作用と共に、ＫＦの優先蒸発による水素ガス分圧の低下作用、および溶融金属の粘性低下によるガス抜けの向上作用を発揮することから、溶接部の気孔発生が抑制されることになる。
【００１５】
このような作用効果を有するＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の具体的成分としては、その種類において特に限定されるものではないが、請求項４に記載しているように、一般式：ＫαＡｌＦα＋３（αは１以上の整数）で表されるＫＡｌＦ４，Ｋ２ＡｌＦ５，Ｋ３ＡｌＦ６，ＫＦとＡｌＦ３との混合物または共晶組成物、およびフルオロアルミン酸カリウム錯体、などの弗化物系化合物を用いることが可能である。なお、これら弗化物系化合物は、単独で使用するばかりでなく、複数種類のものを混合して使用するようにしてもよい。
【００１６】
このとき、本発明に係わるアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤにおいては、請求項１に記載しているように、被溶接材としてのアルミニウム合金中の水素ガス含有量をＸｃｃ／１００ｇＡｌ、フィラーワイヤ中に含有されるＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量を質量比でＹ％としたとき、図４に示すグラフにおける太線内の範囲、すなわち、Ｘ，Ｙの関係式で示すと、０．５≦Ｙ≦２．０、Ｙ≧−（５０／３）Ｘ＋１４、Ｙ≧（５／４）Ｘ−１３／１６、Ｙ≧（５０／１１）Ｘ−１２３／２２、Ｙ≦（５／３）Ｘ−３／１０の範囲内となるようにＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量が調整されたものであるから、Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の脱酸作用、水素ガス分圧低下作用、ガス抜け向上作用によって溶接部の気孔発生が抑制され、強度低下のない健全な溶接部が得られることになる。
このとき、上記範囲を外れて、Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックスが含有された場合、被溶接材であるアルミニウム合金中の水素ガス含有量に対してフラックス量が相対的に少ないと、抜けきれなかった水素ガスが溶接部に残存するためポロシティ量が増加し、逆にアルミニウム合金中の水素ガス含有量に対してフラックス量が相対的に多くなると、余剰なＫＦ蒸気が溶接部に残存するために、ポロシティ量が増加するといった現象が起こり、健全な溶接部が得られなくなる。
【００１７】
このようなフラックス含有フィラーワイヤにおけるベース材としては、Ａｌ合金系材料であればとくに限定されるものではないが、Ａｌ−Ｍｇ系合金材料に上記のようなフラックス成分を含有させた場合には、ワイヤ中に存在するＭｇの蒸気とフラックス成分の蒸気が反応して、フラックス成分の含有量を多くしないと気孔の発生を抑制する効果が十分に得られなくなる可能性があるため、請求項３に記載しているように、Ａｌ−Ｓｉ系合金材料を当該フィラーワイヤのベース材として用いることが望ましい。このようなＡｌ−Ｓｉ系合金材料としては、請求項４に記載しているように、Ａｌ−１０％Ｓｉ材、ＪＩＳ  ４０４３材およびＪＩＳ  ４０４７材を単独、あるいはこれらのうちの２種以上の材料を複合的に使用することができる。
【００１８】
本発明の請求項６に係わるアルミニウム合金の溶接方法においては、本発明に係わるレーザ溶接給線用フィラーワイヤを使用するようにしているので、ポロシティが少なく、強度および延性に優れた健全な溶接部が得られることになる。
【００１９】
このとき用いられる溶接用の熱源としては、フィラーワイヤと共に溶接部を溶融して被溶接材料を接合できるものであれば特に限定されず、アーク（ＭＩＧ溶接），電子ビーム，レーザビームなどを使用することができるが、パワー密度が高く、極めて高速な溶接が可能であることから、レーザを用いることが望ましい。
【００２０】
また、被溶接材としては、請求項７に記載しているように、Ａｌ−Ｓｉ系合金や、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金であることが望ましい。これは、Ａｌ−Ｍｇ系合金やＡｌ−Ｚｎ系合金などように、低沸点元素を含む合金では、溶接中にスパッタが多発する傾向があり、健全な溶接品質が得られないことがあることによる。
【００２１】
本発明に係わるアルミニウム合金の溶接方法においては、被溶接材（溶接母材）として、アルミニウム合金製部材であれば、押出し，圧延，プレス，鋳造など、製造方法において特に限定されるものではないが、その製造法の特徴によって内部に空気を多量に内在しているために、ポロシティ対策が困難であった鋳物、とりわけダイカスト材に本発明に係わるフィラーワイヤを適用することによって、溶接部のポロシティ低減に対する作用効果が顕著なものとなる。したがって、請求項８に記載しているように、被溶接材として、アルミニウム合金鋳物あるいはアルミニウム合金ダイカスト鋳物を用いることが効果の面から望ましい。もちろん、被溶接材が鋳物以外の場合にも、ポロシティの少ないより健全な溶接部が得られることは言うまでもない。
【００２２】
本発明の請求項９に係わるアルミニウム合金製溶接部材は、本発明に係わるフィラーワイヤにより溶接されているので、ポロシティの少ない健全な溶接部を備え、強度および延性に優れたものとなり、請求項１０に係わるアルミニウム合金製溶接部材においては、被溶接材がアルミニウム合金鋳物あるいはアルミニウム合金ダイカスト鋳物であるから、上記したように、従来ポロシティ対策が困難であった鋳物やダイカスト材においても顕著なポロシティ低減効果が得られることになる。
【００２３】
また、本発明に係わるアルミニウム合金製溶接部材は、フィラーワイヤに含まれるフラックス材の作用によって溶接部のポロシティの発生が抑制され、優れた強度および延性が得られるものであるが、請求項１１に記載しているように、ポロシティ発生量の目安として、溶接ビード部におけるポロシティ面積率を１０％以下に規制することにより、強度の低下防止効果を確実なものとして、溶接部材の強度がより優れたものとなる。なお、ポロシティ面積率は、溶接ビード部におけるポロシティ体積率と等価であると考えることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係わるアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤは、アルミニウム合金（被溶接材）中の水素ガス含有量をＸｃｃ／１００ｇＡｌ、フィラーワイヤ中のＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量を質量比でＹ％としたとき、図４の太線内の領域、すなわち、０．５≦Ｙ≦２．０、Ｙ≧−（５０／３）Ｘ＋１４、Ｙ≧（５／４）Ｘ−１３／１６、Ｙ≧（５０／１１）Ｘ−１２３／２２、Ｙ≦（５／３）Ｘ−３／１０の範囲内となるようにＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の含有量が調整されているので、このようなＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材の脱酸作用、水素ガス分圧低下作用、ガス抜け向上作用によって溶接部の気孔発生を抑制することができ、強度低下のない健全な溶接部を得ることができるという極めて優れた効果をもたらすものである。
【００２５】
本発明に係わるアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤ実施の一形態として、請求項３に係わるフィラーワイヤおいては、例えば請求項４に記載しているように、Ａｌ−１０％Ｓｉ材、ＪＩＳ  ４０４３材およびＪＩＳ  ４０４７材のようなＡｌ−Ｓｉ系合金材料をベース材として使用しているので、Ａｌ−Ｍｇ系材料を使用した場合のようなフラックス成分の蒸気とＭｇの蒸気との反応を防止することができ、フラックス含有量を多くすることなくポロシティの発生を抑制することができる。また、請求項５に係わるフィラーワイヤおいては、フラックス材としてＫＡｌＦ４，Ｋ２ＡｌＦ５，Ｋ３ＡｌＦ６，ＫＦとＡｌＦ３との混合物または共晶組成物、およびフルオロアルミン酸カリウム錯体のうちから選択されるＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材を含有したものであるから、Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス材による上記効果を確実なものとすることができる。
【００２６】
本発明の請求項６に係わるアルミニウム合金の溶接方法においては、本発明に係わるアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤを使用するようにしているので、ポロシティが少なく、強度および延性に優れた健全な溶接部を得ることができ、本発明に係わるアルミニウム合金の溶接方法の実施形態として、請求項７に係わる溶接方法においては、被溶接材がＡｌ−Ｓｉ系合金あるいはＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金であることから、スパッタの発生を抑えることができ、良好な溶接品質を得ることができ、さらに請求項８に係わる溶接方法においては、被溶接材がアルミニウム合金鋳物あるいはアルミニウム合金ダイカスト鋳物であることから、溶接母材が本来的にポロシティが発生し易い材料の場合にも、スパッタの発生を抑えることができ、良好な溶接品質を得ることができるという極めて優れた効果がもたらされる。
【００２７】
本発明の請求項９に係わるアルミニウム合金製溶接部材は、本発明に係わるアルミニウム合金のレーザ溶接給線用フィラーワイヤを用いて溶接されていることから、その溶接部をポロシティの少ない健全なものとして、強度および延性に優れたものとすることができ、本発明に係わるアルミニウム合金製溶接部材の一実施形態として、請求項１０に係わる溶接部材においては、被溶接材がアルミニウム合金鋳物あるいはアルミニウム合金ダイカスト鋳物であることから、ポロシティ発生が顕著であって、従来から対策に苦慮していた鋳物、特にダイカスト材からなる溶接部材においても、その溶接品質および強度を向上させることができ、請求項１１に係わる溶接部材においては、溶接ビード部におけるポロシティの面積率が１０％以下であることから、ポロシティによる強度の低下を確実に防止することができ、溶接部材の強度をより優れたものとすることができるという極めて優れた効果がもたらされる。
【００２８】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。
【００２９】
この実施例においては、被溶接材として、Ａｌ−１１％Ｓｉ−０．５％Ｍｇ合金のダイカスト鋳造材を使用した。
【００３０】
すなわち、まず上記組成の合金材料を７２０℃の温度で溶解したのち、介在物の除去と脱ガスを目的として、アルゴンガスによるバブリングを実施した。同時に、共晶Ｓｉの改良処理を目的に、Ａｌ−１０％Ｓｒ母合金を用いて、その添加量が５０ｐｐｍとなるようにＳｒを添加した。そして、型締め力３２０トンの真空ダイカスト装置を使用し、金型に粉体離型材を塗布した後、鋳造圧力：６０ＭＰａ、射出速度：３．５ｍ／ｓ、溶湯温度：６８０℃の条件のもとで、図１に示すような５０ｍｍ×１３０ｍｍ×２ｍｍｔの平板状部材にダイカストした。
【００３１】
次に、ダイカストにより得られた上記鋳造部材に対して、５００℃に３時間保持したのち、室温の水中に急令する溶体化処理を施し、その後、１７０℃に２時間保持することによって人工時効処理を施し、大気中で空冷して被溶接材Ｂとした。
【００３２】
一方、フィラーワイヤのベース材としては、Ａｌ−１０％Ｓｉ合金材を使用し、このベース材用合金粉末と、ＫＡｌＦ４，Ｋ２ＡｌＦ５，Ｋ３ＡｌＦ６，およびＫＦとＡｌＦ３との混合物からなるフラックス材粉末とをそれぞれ混合した後、加圧することによって圧粉体に成形固化した。次いで、この圧粉体を二次加工し、１．２ｍｍ径のフィラーワイヤとした。このとき、フラックス材含有量は、質量比で０％，０．５％，１．０％および２．０％の４レベルとした。
【００３３】
そして、溶接熱源としてＹＡＧレーザを用い、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、出力３ｋＷと２ｋＷのレーザ光Ｌ１，Ｌ２をビーム間距離：０．６ｍｍにセットして、上記により得られた被溶接材Ｂに照射し、フィラーワイヤを供給しながら、図２（ａ）に示すようにビードオン溶接を行った。なお、このときの溶接速度は６ｍ／ｍｉｎであり、フィラーワイヤの供給速度については、６．０ｍ／ｍｉｎとした。また、ダイカストによって得られた被溶接材Ｂは、溶接に先立って、ナイロンブラシによる表面研磨と、アルコールによる脱脂処理を施して使用した。
【００３４】
ビードオン溶接を行った被溶接材Ｂから、図３に示す形状の引張試験片を切り出し、インストロン型万能試験機を使用して、５ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で引張試験を実施した。なお、引張試験片作成に際し、溶接部の余盛りを板厚に合わせて切削除去した。また、引張試験片を切り出した残材の部分から、溶接ビード部を除去し、ランズレー法により鋳物中の水素ガス含有量を測定した。引張試験を終了した試験片の破面について、溶接部のポロシティ面積率を画像解析により測定した。このときの測定面積は２５ｍｍ２である。
【００３５】
これら引張試験片破面におけるポロシティ面積率の測定結果を、鋳物中の水素含有量および溶接に用いたフィラーワイヤ中のＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス含有量と併せて表１に示す。また、これらの結果に基づいて、良好な溶接部（破面ポロシティ面積率：１０％以下）を得るための鋳物（被溶接材）中の水素ガス含有量と溶接に用いたフィラーワイヤ中のＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックス含有量の関係を検討した結果を図４に示す。これらの結果より、溶接部のポロシティ量を低減するという観点でみると、被溶接材中の水素ガス含有量に対してポロシティ低減のためのフィラーワイヤ中へのＡｌ−Ｋ−Ｆ系フラックスの最適な添加量があることが判った。なお、図４中において、○印は破面ポロシティ面積率が１０％以下、×印は破面ポロシティ面積率が１０％を超えるものを示す。
【００３６】
【表１】
0003847094.tif 000002
【００３７】
ここで、Ａｌ−Ｋ−Ｆ系フラックスのフィラーワイヤ中への添加による溶接部ポロシティの低減メカニズムとしては、脱酸作用の他にＫＦの優先蒸発による水素ガス分圧の低下作用、および溶融金属の粘性低下によるガス抜け向上作用が挙げられる。すなわち、被溶接材中の水素ガス含有量に対してフラックス量が相対的に少ない場合には、抜けきれなかった水素ガスが溶接部に残存するためにポロシティ量が増加し、逆に被溶接材中の水素ガス含有量に対してフラックス量が相対的に多い場合には、余剰なＫＦ蒸気が溶接部に残存するためにポロシティ量が増加するというメカニズムが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例において被溶接材に用いたダイカスト材の形状・寸法を示す平面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は実施例における溶接要領を示す概略図である。
【図３】実施例２の引張試験に用いた試験片の形状・寸法を示す平面図である。
【図４】ポロシティ面積率におよぼす被溶接材中の水素ガス含有量とフィラーワイヤ中のフラックス含有量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｂ  被溶接材
【図１】
0003847094.tif 000003
【図２】
0003847094.tif 000004
【図３】
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【図４】
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