JP2021511218A - アルミニウム板又は鋼板用の溶接電極及びそれを得る方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)前記合金のさまざまな構成要素、すなわち、銅、クロム、ジルコニウム、及び、リン及び/又はマグネシウムを、1200℃以上の温度で溶融する。
b)注湯炉内で液体金属を1100〜1300℃の温度で維持しながら、直径dを有する筒状ダイヘッドに連続的に注入することで、その直径dに近い直径を持つバーを得ることを可能とする。
c)前記バーを凝固し、100℃未満の温度まで冷却し、冷却速度は、バー温度が1060℃に到達するまで少なくとも10℃/秒に等しく、1060〜1040℃では少なくとも15℃/秒に等しく、1040〜1030℃では少なくとも20℃/秒に等しく、1030〜1000℃では少なくとも25℃/秒に等しく、1000〜900℃では少なくとも30度/秒に等しく、900℃未満の温度では少なくとも20℃/秒に等しく、ついには、バーは100℃未満の温度に冷却する。
d)冷間加工して直径が20mm未満のロッドを得る。
e)前記ロッドをせん断してビレットを得、その後、前記電極を最終形状にするのに材料を取り除くことで、孔空け又は加工する。
−0.02〜0.04重量%、より好ましくは0.03〜0.04重量%(又は、300〜400ppm、1ppmは1mg/kgに相当)、の割合のジルコニウム、
−0.015重量%未満、好ましくは0.01重量%未満(100ppm未満)、の割合のリン、
−組成物の残部銅と0.1重量%未満の割合の不可避的不純物である。より好ましくは、不純物の割合は、0.05重量%未満、つまり500ppm未満である。
ブリネル硬度(硬度HB)が、8時間適用される500℃の熱処理の前後に、自動車ビルダーが現在使用しているCuZr電極及び本発明による電極の、表面及び表面から少なくとも3mmのところで、測定された。
−Zr:300〜400ppm;
−P :80〜120ppm;
−残部銅と、300ppm未満の割合の各不可避的不純物であって、前記不可避的不純物の合計質量が2000ppm未満である。
これらの比較テストの結果は、下の表2にまとめられる。
例2:溶接後の表面層の特徴の比較試験
ブリネル硬度(硬度HB)は、自動車ビルダーが現在使用するCuZr電極及び本発明による電極の、表面及び表面から少なくとも3mmのところで、溶接前(「新」電極)及び溶接後(「溶接の最後」)に測定された。本発明による電極においてのみ、硬度HBが30溶接点の後も測定された。
3番目の試験は、単独の添付の図面を参照して、ビルダーが一般的に実施するCuZr電極と本発明による電極との間で、溶接性能を比較する。
Claims (16)
- 鋼、およびアルミニウム若しくはアルミニウム合金を用いて作製された金属板を溶接するための、銅、クロム、ジルコニウム、及びリンを有する銅合金を用いて作製された電極であって、
該銅合金は、0.1重量%以上0.4重量%未満のクロム、0.02〜0.04重量%のジルコニウム、0.015重量%未満のリン、残部銅、および0.1重量%未満の不可避的不純物からなる組成物から作られ、
前記電極の電気伝導率は、90%IACS(International Annealed Copper Standard:国際焼き鈍し銅標準)以上であり、
前記電極の構造は、その90%より多くが1μm2より小さい凸面を持つインコヒーレントなクロム沈殿物を含み、該インコヒーレントなクロム沈殿物は、少なくとも10〜50nmの寸法を有し、前記電極は、表面仕上げと化学エッチングの後に前記電極の活性面の断面に繊維構造体を更に有し、該繊維構造体は、一方で、厚さ1mm未満の複数の放線状繊維を有し、他方で、直径5mm未満の繊維構造体を持たない略中心域を有する、
ことを特徴とする電極。 - 前記電極は、前記電極と2つのアルミニウム板の一方の外表面との間の接触抵抗を制限するために、前記2つの板を互いに溶接する間、120MPa以上の所定圧力を維持することができる、
アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる金属板を溶接する請求項1に記載の銅合金を用いて作製された電極。 - クロムの比率は、0.2〜0.3重量%である、
請求項1または2に記載の銅合金を用いて作製された電極。 - ジルコニウムの比率は、0.03〜0.04重量%である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の銅合金を用いて作製された電極。 - リンの比率は、0.01重量%未満である、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の銅合金を用いて作製された電極。 - 不可避的不純物の比率は、0.05重量%未満である、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の銅合金を用いて作製された電極。 - 重量係数は、電気伝導性への元素の影響関数として、前記銅合金に不純物として存在し得る元素それぞれに割り当てられ、前記元素それぞれの重量比率の合計は、百万分の1部を単位として、5000未満である、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の銅合金を用いて作製された電極。 - 前記元素の重量比率の合計は、百万分の1部を単位として、2000未満である
請求項1〜7のいずれか一項に記載の銅合金を用いて作製された電極。 - 0.1重量%以上0.4重量%未満の割合のクロム、0.02〜0.04重量%のジルコニウム、0.015重量%未満のリン、残部銅、および0.1重量%未満の不可避的不純物からなる組成物から作られる銅合金から、連続注入により請求項1〜8のいずれか一項に記載の電極を製造する方法であり、
該方法は、少なくとも以下の工程を含む、方法。
a)前記銅合金の構成元素である前記銅、前記クロム、前記ジルコニウム、前記リンおよび前記不可避的不純物からなる組成物を、1200℃以上の温度で溶融する、
b)注湯炉内で液体金属を1100〜1300℃の温度で維持しながら、直径dを有する筒状ダイヘッドに連続的に注入して、その直径dに近い直径を持つバーを得ることを可能とする、
c)前記バーを凝固し、100℃未満の温度まで冷却し、冷却速度は、バーが100℃未満の温度に冷却されるまで、バー温度が1060℃に到達するまで少なくとも10℃/秒に等しく、1060〜1040℃では少なくとも15℃/秒に等しく、1040〜1030℃では少なくとも20℃/秒に等しく、1030〜1000℃では少なくとも25℃/秒に等しく、1000〜900℃では少なくとも30度/秒に等しく、900℃未満の温度では少なくとも20℃/秒に等しく、
d)冷間加工して直径が20mm未満のロッドを得、
e)前記ロッドをせん断してビレットを得、その後、前記電極を最終形状にするのに材料を取り除くことで、孔空け又は加工し、
該方法は、前記電極を成形する工程e)の前及び/又は後に、エージング処理又はアニール処理の少なくとも1つの工程を含み、
該方法において、前記電極の前記活性面の金属組織は、その90%より多くが1μm2より小さい凸面を持つインコヒーレントなクロム沈殿物を含み、該インコヒーレントなクロム沈殿物は、少なくとも10〜50nmの寸法を有し、前記電極は、表面仕上げと化学エッチングの後に前記電極の活性面の断面に繊維構造体を更に有し、該繊維構造体は、一方で、厚さ1mm未満の複数の放線状繊維からなり、他方で、直径3mm未満の繊維構造体を持たない略中心域からなり、前記電極の電気伝導性は、90%IACS(International Annealed Copper Standard:国際焼き鈍し銅標準)以上である。 - 前記工程a)の合金の組成物を溶融することは、1200℃〜1300℃の温度で行われる、
請求項9に記載の溶接電極を製造する方法 - 前記工程b)での連続注入は、前記注湯炉内で液体金属の温度を1150〜1250℃に維持しながら行われる。
請求項9又は10に記載の溶接電極を製造する方法。 - 前記工程c)でバーを冷却することは、前記バーが100℃以下の温度に冷却されるまで、900℃未満の温度では少なくとも30℃/秒に等しい冷却速度で行われる、
請求項9〜11のいずれか一項に記載の溶接電極を製造する方法。 - 前記エージング処理は、前記電極を形成する前記工程e)の前に行われ、且つ、1〜2時間かけて450〜480℃の温度で行われる沈殿処理から構成される、請求項9〜12のいずれか一項に記載の溶接電極を製造する方法。
- 前記電極を形成する工程e)において、沈殿処理は、1〜2時間かけて450〜480℃の温度で実施される、
請求項9〜13のいずれか一項に記載の溶接電極を製造する方法。 - 前記ダイヘッドの直径dは、20〜70mm、好ましくは20〜40mmである、
請求項9〜14のいずれか一項に記載の溶接電極を製造する方法。 - 冷間変形用の工程d)の間、厚さ0.5mm未満の外側加工作業は、前記凝固工程c)の間に発生した表面欠陥を除去するのに実施される、
請求項9〜15のいずれか一項に記載の溶接電極を製造する方法。
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