JP3723163B2 - アルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置に関し、特に、純アルミを含むアルミ合金から形成される２枚の板の端面を突き合わせて溶接する突き合わせ溶接に利用されるアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加圧された気体または液化ガスを貯蔵する球形タンクがＬＮＧ運搬船に適用されて使用されている。その球形タンクは、多数のアルミ合金製の板がアーク溶接により接合されて形成されている。球形タンクの接合部分を溶接する溶接装置が望まれている。
【０００３】
図１３は、公知の溶接装置を示している。その溶接装置１００は、オシレーション装置１０１、ワイヤ送給器１０２および電源装置１０３を備えている。ワイヤ送給器１０２は、オシレーション装置１０１にワイヤ１０４を供給する。ワイヤ１０４は、母材１０５の被溶接部１０７に付加される溶加材である。オシレーション装置１０１は、トーチ１０６を備えている。トーチ１０６は、被溶接部１０７にワイヤ１０４とシールドガスとを供給し、ワイヤ１０４と被溶接部１０７との間に高圧の電圧を印加してアークを発生させて被溶接部１０７を溶接する。オシレーション装置１０１は、溶加材が被溶接部１０７に十分に充填されるように、トーチ１０６を運動させる。電源装置１０３は、アークを発生させるための高圧の電圧を生成する。
【０００４】
図１４は、被溶接部１０７を詳細に示している。被溶接部１０７は、母材１０５である２つの板１０５−１、１０５−２の端面が突き合わされている領域に形成される。被溶接部１０７には、母材１０５の溶接面１１５にＶ形開先１１０が形成されている。Ｖ形開先１１０は、日本工業規格ＪＩＳにより定義される開先の形状であり、母材１０５の溶接面１１５と隣り合う２つの平坦部分１１１−１、１１１−２と開先の奥に位置しているルート部分１１２とから形成されている。平坦部分１１１−１、１１１−２のなす角である開先角度θは、概ね１５°である。
【０００５】
トーチ１０６は、ワイヤ１０４を遥動させながら開先面とワイヤ１０４の先端との間にアークを発生させて、母材１０５とワイヤ１０４とを溶解させて溶融金属を生成する。その溶融金属は、凝固してビードを形成することにより２つの母材１０５−１、１０５−２を溶接する。このような溶接は、複数回を繰り返して実行される。
【０００６】
図１５は、溶接後の溶接部を示している。その溶接部は、複数のビード１２０−１〜１２０−１０が層を形成して、強固に板１０５−１、１０５−２を接合している。母材１０５をより強固に接合することが望まれ、ビード１２０−１〜１２０−１０は融合不良に例示される欠陥が少ないことが望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、より速く溶接するアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、ビードの積層が少ないアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、ビードの積層が少なく、かつ、融合不良が少ないアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、低温割れを防止するアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明によるアルミ合金溶接方法は、アルミ合金から形成される母材（５）が有する溶接面（１５）にＵ形開先（１１）を形成するステップと、Ｕ形開先（１１）の内部に溶加材（４）を付加してアーク溶接するステップとを備えている。Ｕ形開先（１１）が延びる溶接線方向（２６）は、鉛直方向に概ね垂直である。Ｕ形開先（１１）は、開先面（１１−１、１１−２、１２）から形成されている。その開先面（１１−１、１１−２、１２）は、平坦である平坦部分（１１−１、１１−２）を含んでいる。その平坦部分（１１−１、１１−２）は、上側平坦部分（１１−１）と、上側平坦部分（１１−１）より鉛直下方に配置される下側平坦部分（１１−２）とを含んでいる。下側平坦部分（１１−２）と上側平坦部分（１１−１）とは、溶接面（１５）に隣り合っている。下側平坦部分（１１−２）と上側平坦部分（１１−１）とのなす角である開先角度（θ）は、６度以下である。
【００１０】
本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の積層回数がＶ形開先をアーク溶接するときの積層回数より少なくて済み、Ｖ形開先をアーク溶接する技術より速く溶接することができる。本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、さらに、溶加材（４）の量を低減することができ、材料コストを低減することができる。本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、さらに、母材（５）の入熱を低減することができ、溶接後の母材（５）の変形を低減することができる。
【００１１】
Ｕ形開先（１１）に溶加材（４）が凝固したビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）が置かれる溶接線方向（２６）の平均速度である溶接速度（ｖＷ）は、３５ｃｍ／ｍｉｎ．以上であり、５０ｃｍ／ｍｉｎ．以下である。このようなアルミ合金溶接方法によれば、溶加材（４）由来の溶着金属が止端で母材（５）に融合しないで重なったオーバーラップの形成を低減することができ、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の融合不良を低減することができる。
【００１２】
溶加材（４）の先端部分（２２）は、開先面（１１−１、１１−２、１２）との間にアークを生成する。このとき、先端部分（２２）は、溶加材（４）の他の部分より鉛直下方に配置されている。溶加材（４）が延長される方向（２１）に平行である直線を溶接線方向（２６）に垂直である鉛直平面に正射影された線（２４）と鉛直方向に垂直である面と鉛直平面との交線（２５）とのなす角であるトーチ倒れ角（φ１）は、１度以上であり、７度以下である。このようなアルミ合金溶接方法によれば、溶加材（４）由来の溶着金属が止端で母材（５）に融合しないで重なったオーバーラップの形成を低減することができ、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の融合不良を低減することができる。
【００１３】
先端部分（２２）は、溶加材（４）の他の部分より溶接線方向（２６）の最も前方に配置されている。溶加材（４）が延長される方向（２１）に平行である直線を鉛直方向に垂直である水平面に正射影された線（２７）と、溶接線方向（２６）と平行である直線をその水平面に正射影された線（２８）とのなす角であるトーチ進行角（φ２）は、７度以上であり、１０度以下である。このようなアルミ合金溶接方法によれば、溶加材（４）由来の溶着金属が止端で母材（５）に融合しないで重なったオーバーラップの形成を低減することができ、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の融合不良を低減することができる。
【００１４】
溶加材（４）の先端部分（２２）は、上側平坦部分（１１−１）の近傍の上側位置と下側平坦部分（１１−２）の近傍の下側位置とを往復しながら溶接線方向（２６）を進行する。先端部分（２２）が上側位置から下側位置に移動する移動方向に平行である直線を溶接面（１５）に正射影された線と、溶接線に平行である直線を溶接面（１５）に正射影された線とのなす角であるオシレート角（δ）は、３０度以上であり、４５度以下である。このようなアルミ合金溶接方法によれば、溶加材（４）由来の溶着金属が止端で母材（５）に融合しないで重なったオーバーラップの形成を低減することができ、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の融合不良を低減することができる。
【００１５】
先端部分（２２）が上側位置から下側位置に移動する平均速度であるオシレート速度（ｖｓ）は、１００ｃｍ／ｍｉｎ．以上であり、１２０ｃｍ／ｍｉｎ．以下である。このようなアルミ合金溶接方法によれば、溶加材（４）由来の溶着金属が止端で母材（５）に融合しないで重なったオーバーラップの形成を低減することができ、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の融合不良を低減することができる。
【００１６】
本発明によるアルミ合金溶接方法は、溶接面（１５）の反対側の溶接裏面（１６）に他のＵ形開先（６１）を形成するステップと、そのＵ形開先（６１）の内側に溶加材（４）を付加して溶接するステップとを更に備えていることが好ましい。
【００１７】
ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）は、外部に露出している第１ビード（６５、６６、６７、６８）と、外部に露出していない第２ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４）とを含んでいる。第１ビード（６５、６６、６７、６８）は、第２ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４）より時間的に後に形成される。このようなアルミ合金溶接方法によれば、第２ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４）が形成された後の母材（５）の変形は小さい。このため、溶接後に溶接部の温度が常温付近に低下した後に第２ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４）に発生する低温割れを防止することができ、溶接部の表面をきれいに仕上げることができる。
【００１８】
本発明によるアルミ合金溶接装置は、本発明によるアルミ合金溶接方法を実行する装置である。本発明によるアルミ合金溶接装置は、Ｕ形開先（１１）にワイヤを供給するトーチ（１）と、トーチを運動させるオシレーション装置とを備えていることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明によるアルミ合金溶接装置の実施の形態を説明する。そのアルミ合金溶接装置は、図１に示されているように、トーチ１を備えている。トーチ１は、給電チップ２と溶接ノズル３とを備えている。給電チップ２は、ワイヤ４を一定の速度で母材５の被溶接部６に供給し、ワイヤ４と母材５との間に高圧の電圧を印加する。溶接ノズル３は、シールドガスを被溶接部６に噴射して供給する。そのシールドガスとしては、アルゴンＡｒまたはヘリウムＨｅが例示される。
【００２０】
そのアルミ合金溶接装置は、さらに、図示されていないオシレーション装置とワイヤ送給器とを備えている。そのオシレーション装置は、トーチ１を運動させ、ワイヤ４が延びる方向と母材５の表面との角度を変化させ、または、ワイヤ４と母材５との位置関係を変化させる。そのワイヤ送給器は、ワイヤ４をトーチ１に供給する。
【００２１】
本発明によるアルミ合金溶接方法は、母材５に鉛直方向に垂直に伸びるＵ形開先を形成するステップと、そのＵ形開先をアーク溶接するステップとを備えている。アーク溶接は、母材５とワイヤ４との間に高電圧を印加することにより発生するアークの熱を用いて溶加材であるワイヤ４を溶融し、そのＵ形開先にその溶融金属が凝固したビードを溶着させる溶接方法である。
【００２２】
図２は、そのＵ形開先を詳細に示している。母材５は、板厚ｔが４０ｍｍ以上６０ｍｍ以下である上側板５−１と下側板５−２とから形成されている。被溶接部６は、上側板５−１と下側板５−２との端面が突き合わされた部分に形成されている。上側板５−１と下側板５−２とは、その突き合わされた部分が鉛直方向に垂直になるように配置されている。上側板５−１と下側板５−２とは、溶接面１５と溶接面１５の反対側の溶接裏面１６とを有している。被溶接部６には、Ｕ形開先１１が形成されている。Ｕ形開先１１は、溶接面１５に形成される溝であり、鉛直方向に垂直であり、かつ、溶接面１５に平行である溶接線方向に伸びている。Ｕ形開先１１は、開先面から形成されている。その開先面は、上側平坦部分１１−１、下側平坦部分１１−２およびルート部分１２から形成されている。
【００２３】
上側平坦部分１１−１と下側平坦部分１１−２とは、概ね平坦であり、それぞれ溶接面１５に隣り合っている。上側平坦部分１１−１は、上側板５−１の端面に形成されている。下側平坦部分１１−２は、下側板５−２の端面に形成されている。ルート部分１２は、溶接面１５から溶接裏面１６の側に離れたＵ形開先１１の奥に配置されている。ルート部分１２は、円柱の側面の一部分を形成し、その円柱の底面の半径であるルート半径ｒが２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。上側平坦部分１１−１、下側平坦部分１１−２およびルート部分１２は、滑らかにつながっている。
【００２４】
溶接面１５からルート部分１２までの距離である開先深さｄは、上側板５−１と下側板５−２との板厚ｔにより決定し、たとえば、次式：
ｄ≒２／３×ｔ
により表現される。
【００２５】
Ｕ形開先１１は、日本工業規格ＪＩＳにより形状が定義される開先であり、上側平坦部分１１−１と下側平坦部分１１−２とが概ね対向している。本発明によるアルミ合金溶接方法に利用されるＵ形開先１１は、上側平坦部分１１−１と下側平坦部分１１−２とのなす角である開先角度θは、６°以下である。
【００２６】
図３と図４とは、トーチ１と母材５との位置関係を示している。トーチ１は、トーチ方向２１を向き、ワイヤ４をトーチ方向２１に平行に延長してＵ形開先１１に供給する。このとき、ワイヤー４の先端２２は、図３に示されているように、ワイヤー４の他の部分より鉛直方向の最も下方に配置されている。すなわち、トーチ方向２１は、鉛直方向に垂直である水平面２３に平行ではない。
【００２７】
図３は、さらに、Ｕ形開先１１が伸びる溶接線方向に垂直である平面にトーチ方向２１に平行である直線が正射影された直線２４を定義し、その平面と水平面２３との交線２５を定義している。一般に、第１図形が１平面に含まれる第２図形に正射影されるときに、第１図形の任意の点とその点に対応する第２図形の点とを結ぶ線分は、その平面に垂直である。直線２４と交線２５とのなす角であるトーチ倒れ角φ１は、１度以上７度以下である。トーチ倒れ角φ１は、特に、Ｕ形開先１１の奥にワイヤ４の先端２２を近づけるときに、ワイヤ４の先端２２以外の部分が母材５接触しないように、より小さく設定されることができる。
【００２８】
ワイヤ４の先端２２は、図４に示されているように、ワイヤー４の他の部分より溶接線方向２６の最も前方に配置されている。すなわち、トーチ方向２１は、溶接線方向２６に垂直ではない。図４は、さらに、鉛直方向に垂直である水平面にトーチ方向２１に平行である直線が正射影された直線２７を定義し、その水平面に溶接線方向２６に平行である直線が正射影された直線２８を定義している。直線２７と直線２８とのなす角であるトーチ進行角φ２は、７度以上１０度以下である。
【００２９】
図５は、ワイヤ４の先端２２の軌跡を示している。ワイヤ４の先端２２は、アーク溶接しているときに、オシレーション装置により上下に移動しながら、溶接線方向２６に移動している。すなわち、ワイヤ４の先端２２は、Ｕ形開先１１の上側平坦部分１１−１の近傍と下側平坦部分１１−２の近傍とを直線的に往復しながら溶接線方向２６に移動している。ワイヤ４の先端２２の軌跡３１は、上から下に向かう第１軌跡３２と下から上に向かう第２軌跡３２とを含み、第１軌跡３２と第２軌跡３２とが交互に繰り返しつながっている。ワイヤ４の先端２２が溶接線方向２６を進行する平均速度である溶接速度ｖＷは、３５ｃｍ／ｍｉｎ．以上５０ｃｍ／ｍｉｎ．以下である。
【００３０】
図５は、さらに、溶接面１５に第１軌跡３２が正射影された直線３４を定義し、溶接面１５に溶接線方向２６に平行である直線が正射影された直線３５を定義している。直線３４と直線３５とのなす角であるオシレート角δは、３０度以上４５度以下である。第１軌跡３２の道程であるオシレート幅Ｗは、ルート半径ｒが定数であるときに、オシレート角δと１対１対応している。
【００３１】
図６は、オシレートの条件を示している。図６のグラフは、オシレートの条件を示す領域を示している。その領域４１は、溶接速度ｖＷとオシレート幅Ｗとの取り得る範囲を示している。すなわち、溶接速度ｖＷは、３５ｃｍ／ｍｉｎ．以上５０ｃｍ／ｍｉｎ．以下である。オシレート幅Ｗは、２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。なお、領域４１は、長方形以外の形状を形成することもできる。このとき、溶接速度ｖＷがオシレート幅Ｗに基づいて設定され、または、オシレート幅Ｗが溶接速度ｖＷに基づいて設定される。
【００３２】
図７は、Ｕ形開先１１が溶接された後の溶接部を示している。その溶接部は、Ｕ形開先１１の内部に複数のビード５１、５２、５３が層を形成して、強固に上側板５−１と下側板５−２とを接合している。ビード５３は、最も外側に配置されている。ビード５３の外部に露出する表面は、溶接面１５より凹むように形成される。
【００３３】
本発明によるアルミ合金溶接方法は、Ｕ形開先１１がビード３１、３２、３３により肉盛された後に、溶接裏面１６にＵ形開先を形成するステップと、そのＵ形開先をアーク溶接するステップをさらに備えている。
【００３４】
図８は、溶接裏面１６に形成されるＵ形開先を示している。そのＵ形開先６１は、Ｕ形開先１１と同様にして形成される。すなわち、Ｕ形開先６１は、溶接面１５に形成される溝であり、Ｕ形開先１１に沿って、Ｕ形開先１１のちょうど反対側に溶接線方向に伸びている。Ｕ形開先６１は、開先面から形成されている。その開先面は、上側平坦部分６１−１、下側平坦部分６１−２およびルート部分６１−３から形成されている。
【００３５】
上側平坦部分６１−１と下側平坦部分６１−２とは、概ね平坦であり、それぞれ溶接裏面１６に隣り合っている。上側平坦部分６１−１は、上側板５−１の端面に形成されている。下側平坦部分６１−２は、下側板５−２の端面に形成されている。ルート部分６１−３は、溶接面１５から溶接裏面１６の側に離れたＵ形開先６１の奥に配置されている。ルート部分６１−３は、円柱の側面の一部分を形成し、その円柱の底面の半径であるルート半径ｒが２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。上側平坦部分６１−１、下側平坦部分６１−２およびルート部分６１−３は、滑らかにつながっている。Ｕ形開先６１は、上側平坦部分６１−１と下側平坦部分６１−２とが概ね対向し、上側平坦部分６１−１と下側平坦部分６１−２とのなす角である開先角度θ′は、６°以下である。Ｕ形開先６１の開先深さは、ルート部分６１−３が溶接面１５に盛られたビード３１、３２、３３に形成される程度である。
【００３６】
図９は、Ｕ形開先６１が溶接された後の溶接部を示している。その溶接部は、Ｕ形開先６１の内部に複数のビード６２、６３、６４が層を形成して、強固に上側板５−１と下側板５−２とを接合している。ビード６４は、最も外側に配置されている。ビード６４の外部に露出する表面は、溶接裏面１６より凹むように形成される。
【００３７】
本発明によるアルミ合金溶接方法は、Ｕ形開先６１が溶接された後に、溶接面１５より盛り上がっているビードを形成し、溶接裏面１６より盛り上がっているビードを形成するステップをさらに備えている。
【００３８】
図１０は、溶接面１５より盛り上がっているビードと溶接裏面１６より盛り上がっているビードとが形成された後の溶接部を示している。その溶接部は、Ｕ形開先１１の外側に複数のビード６５、６６が形成され、Ｕ形開先６１の外側に複数のビード６７、６８が形成されている。ビード６５、６６の外部に露出する表面は、溶接面１５より盛り上がっている。ビード６７、６８の外部に露出する表面は、溶接裏面１６より盛り上がっている。
【００３９】
ビード６５とビード６６との間、または、ビード６７とビード６８との間の境目６９は、上側板５−１と下側板５−２との変形により割れが発生し易い。境目６９は、ビード５１、５２、５３、６２、６３、６４より後に形成される。このため、境目６９は、ビード５１、５２、５３、６２、６３、６４が冷却されることによる変形の影響を受けないで、割れが発生し難い。
【００４０】
本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、Ｖ形開先をアーク溶接することより、ビードの積層回数が少なくて済み、速く溶接することができる。本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、さらに、被溶接部６に供給するワイヤ４の量を低減することができ、材料コストを低減することができる。本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、さらに、母材５の入熱を低減することができ、溶接後の母材５の変形を低減することができる。
【００４１】
図１１は、既述の条件を満足させないでＵ形開先１１を溶接したときに形成されるビードを示している。その条件は、トーチ倒れ角φ１、トーチ進行角φ２、溶接速度ｖＷ、オシレート角δ、オシレート幅Ｗまたはオシレート速度ｖｓの取り得る範囲に属することを含んでいる。そのビード７１は、その表面が下側平坦部分１１−２と交わる止端に、母材５に融合しないで重なるオーバラップ７２が形成されている。オーバラップ７２は、特に、溶接速度ｖＷが条件の範囲より小さいときに、多く形成される。
【００４２】
図１２は、既述の条件を満足させないでビード７１の外側のＵ形開先１１をアーク溶接したときの溶接部を示している。その溶接部は、ビード７１の外側にビード７３が形成され、ビード７３の外側にビード７４が形成されている。このとき、ビード７１、ビード７３および母材５が接合されている箇所、すなわち、オーバラップ７２が形成されていた箇所には、融合不良７５が形成されている。ビード７３と母材５とが交わる箇所には、ビード７３が形成されたときに、オーバーラップが形成され、ビード７３、ビード７４および母材５が接合されている箇所には、融合不良７６が形成される。融合不良７５、７６は、溶接境界面が互いに十分に溶け合っていない部分であり、上側板５−１と下側板５−２との接合を弱くする。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によるアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置は、より速く溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるアルミ合金溶接装置の実施の形態を示す斜軸投影図である。
【図２】図２は、Ｕ形開先の形状を示す断面図である。
【図３】図３は、母材とトーチとの位置関係を示す断面図である。
【図４】図４は、母材とトーチとの位置関係を示す断面図である。
【図５】図５は、ワイヤの先端の運動を示す正面図である。
【図６】図６は、オシレートの条件を示すグラフである。
【図７】図７は、溶接部の状態を示す断面図である。
【図８】図８は、溶接部の他の状態を示す断面図である。
【図９】図９は、溶接部のさらに他の状態を示す断面図である。
【図１０】図１０は、溶接部のさらに他の状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、条件を満足させないで溶接したときの溶接部の状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、条件を満足させないで溶接したときの溶接部の状態を示す断面図である。
【図１３】図１３は、公知のアルミ合金溶接装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、被溶接部の状態を示す断面図である。
【図１５】図１５は、溶接部の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ：トーチ
２ ：給電チップ
３ ：溶接ノズル
４ ：ワイヤ
５ ：母材
６ ：被溶接部
１１−１、１１−２：平坦部分
１２：ルート部分
１５：溶接面
１６：溶接裏面
２１：トーチ方向
２２：先端
２３：水平面
２４、２５：直線
２６：溶接線方向
２７、２８：直線
３１：軌跡
３２：第１軌跡
３３：第２軌跡
３４、３５：直線
５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８：ビード
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置に関し、特に、純アルミを含むアルミ合金から形成される２枚の板の端面を突き合わせて溶接する突き合わせ溶接に利用されるアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加圧された気体または液化ガスを貯蔵する球形タンクがＬＮＧ運搬船に適用されて使用されている。その球形タンクは、多数のアルミ合金製の板がアーク溶接により接合されて形成されている。球形タンクの接合部分を溶接する溶接装置が望まれている。
【０００３】
図１３は、公知の溶接装置を示している。その溶接装置１００は、オシレーション装置１０１、ワイヤ送給器１０２および電源装置１０３を備えている。ワイヤ送給器１０２は、オシレーション装置１０１にワイヤ１０４を供給する。ワイヤ１０４は、母材１０５の被溶接部１０７に付加される溶加材である。オシレーション装置１０１は、トーチ１０６を備えている。トーチ１０６は、被溶接部１０７にワイヤ１０４とシールドガスとを供給し、ワイヤ１０４と被溶接部１０７との間に高圧の電圧を印加してアークを発生させて被溶接部１０７を溶接する。オシレーション装置１０１は、溶加材が被溶接部１０７に十分に充填されるように、トーチ１０６を運動させる。電源装置１０３は、アークを発生させるための高圧の電圧を生成する。
【０００４】
図１４は、被溶接部１０７を詳細に示している。被溶接部１０７は、母材１０５である２つの板１０５−１、１０５−２の端面が突き合わされている領域に形成される。被溶接部１０７には、母材１０５の溶接面１１５にＶ形開先１１０が形成されている。Ｖ形開先１１０は、日本工業規格ＪＩＳにより定義される開先の形状であり、母材１０５の溶接面１１５と隣り合う２つの平坦部分１１１−１、１１１−２と開先の奥に位置しているルート部分１１２とから形成されている。平坦部分１１１−１、１１１−２のなす角である開先角度θは、概ね１５°である。
【０００５】
トーチ１０６は、ワイヤ１０４を遥動させながら開先面とワイヤ１０４の先端との間にアークを発生させて、母材１０５とワイヤ１０４とを溶解させて溶融金属を生成する。その溶融金属は、凝固してビードを形成することにより２つの母材１０５−１、１０５−２を溶接する。このような溶接は、複数回を繰り返して実行される。
【０００６】
図１５は、溶接後の溶接部を示している。その溶接部は、複数のビード１２０−１〜１２０−１０が層を形成して、強固に板１０５−１、１０５−２を接合している。母材１０５をより強固に接合することが望まれ、ビード１２０−１〜１２０−１０は融合不良に例示される欠陥が少ないことが望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、より速く溶接するアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、ビードの積層が少ないアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、ビードの積層が少なく、かつ、融合不良が少ないアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、低温割れを防止するアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明によるアルミ合金溶接方法は、アルミ合金から形成される母材（５）が有する溶接面（１５）にＵ形開先（１１）を形成するステップと、Ｕ形開先（１１）の内部に溶加材（４）を付加してアーク溶接するステップとを備えている。Ｕ形開先（１１）が延びる溶接線方向（２６）は、鉛直方向に概ね垂直である。Ｕ形開先（１１）は、開先面（１１−１、１１−２、１２）から形成されている。その開先面（１１−１、１１−２、１２）は、平坦である平坦部分（１１−１、１１−２）を含んでいる。その平坦部分（１１−１、１１−２）は、上側平坦部分（１１−１）と、上側平坦部分（１１−１）より鉛直下方に配置される下側平坦部分（１１−２）とを含んでいる。下側平坦部分（１１−２）と上側平坦部分（１１−１）とは、溶接面（１５）に隣り合っている。下側平坦部分（１１−２）と上側平坦部分（１１−１）とのなす角である開先角度（θ）は、６度以下である。
【００１０】
本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の積層回数がＶ形開先をアーク溶接するときの積層回数より少なくて済み、Ｖ形開先をアーク溶接する技術より速く溶接することができる。本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、さらに、溶加材（４）の量を低減することができ、材料コストを低減することができる。本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、さらに、母材（５）の入熱を低減することができ、溶接後の母材（５）の変形を低減することができる。
【００１１】
Ｕ形開先（１１）に溶加材（４）が凝固したビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）が置かれる溶接線方向（２６）の平均速度である溶接速度（ｖＷ）は、３５ｃｍ／ｍｉｎ．以上であり、５０ｃｍ／ｍｉｎ．以下である。このようなアルミ合金溶接方法によれば、溶加材（４）由来の溶着金属が止端で母材（５）に融合しないで重なったオーバーラップの形成を低減することができ、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の融合不良を低減することができる。
【００１２】
溶加材（４）の先端部分（２２）は、開先面（１１−１、１１−２、１２）との間にアークを生成する。このとき、先端部分（２２）は、溶加材（４）の他の部分より鉛直下方に配置されている。溶加材（４）が延長される方向（２１）に平行である直線を溶接線方向（２６）に垂直である鉛直平面に正射影された線（２４）と鉛直方向に垂直である面と鉛直平面との交線（２５）とのなす角であるトーチ倒れ角（φ１）は、１度以上であり、７度以下である。このようなアルミ合金溶接方法によれば、溶加材（４）由来の溶着金属が止端で母材（５）に融合しないで重なったオーバーラップの形成を低減することができ、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の融合不良を低減することができる。
【００１３】
先端部分（２２）は、溶加材（４）の他の部分より溶接線方向（２６）の最も前方に配置されている。溶加材（４）が延長される方向（２１）に平行である直線を鉛直方向に垂直である水平面に正射影された線（２７）と、溶接線方向（２６）と平行である直線をその水平面に正射影された線（２８）とのなす角であるトーチ進行角（φ２）は、７度以上であり、１０度以下である。このようなアルミ合金溶接方法によれば、溶加材（４）由来の溶着金属が止端で母材（５）に融合しないで重なったオーバーラップの形成を低減することができ、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の融合不良を低減することができる。
【００１４】
溶加材（４）の先端部分（２２）は、上側平坦部分（１１−１）の近傍の上側位置と下側平坦部分（１１−２）の近傍の下側位置とを往復しながら溶接線方向（２６）を進行する。先端部分（２２）が上側位置から下側位置に移動する移動方向に平行である直線を溶接面（１５）に正射影された線と、溶接線に平行である直線を溶接面（１５）に正射影された線とのなす角であるオシレート角（δ）は、３０度以上であり、４５度以下である。このようなアルミ合金溶接方法によれば、溶加材（４）由来の溶着金属が止端で母材（５）に融合しないで重なったオーバーラップの形成を低減することができ、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の融合不良を低減することができる。
【００１５】
先端部分（２２）が上側位置から下側位置に移動する平均速度であるオシレート速度（ｖｓ）は、１００ｃｍ／ｍｉｎ．以上であり、１２０ｃｍ／ｍｉｎ．以下である。このようなアルミ合金溶接方法によれば、溶加材（４）由来の溶着金属が止端で母材（５）に融合しないで重なったオーバーラップの形成を低減することができ、ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）の融合不良を低減することができる。
【００１６】
本発明によるアルミ合金溶接方法は、溶接面（１５）の反対側の溶接裏面（１６）に他のＵ形開先（６１）を形成するステップと、そのＵ形開先（６１）の内側に溶加材（４）を付加して溶接するステップとを更に備えていることが好ましい。
【００１７】
ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８）は、外部に露出している第１ビード（６５、６６、６７、６８）と、外部に露出していない第２ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４）とを含んでいる。第１ビード（６５、６６、６７、６８）は、第２ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４）より時間的に後に形成される。このようなアルミ合金溶接方法によれば、第２ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４）が形成された後の母材（５）の変形は小さい。このため、溶接後に溶接部の温度が常温付近に低下した後に第２ビード（５１、５２、５３、６２、６３、６４）に発生する低温割れを防止することができ、溶接部の表面をきれいに仕上げることができる。
【００１８】
本発明によるアルミ合金溶接装置は、本発明によるアルミ合金溶接方法を実行する装置である。本発明によるアルミ合金溶接装置は、Ｕ形開先（１１）にワイヤを供給するトーチ（１）と、トーチを運動させるオシレーション装置とを備えていることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明によるアルミ合金溶接装置の実施の形態を説明する。そのアルミ合金溶接装置は、図１に示されているように、トーチ１を備えている。トーチ１は、給電チップ２と溶接ノズル３とを備えている。給電チップ２は、ワイヤ４を一定の速度で母材５の被溶接部６に供給し、ワイヤ４と母材５との間に高圧の電圧を印加する。溶接ノズル３は、シールドガスを被溶接部６に噴射して供給する。そのシールドガスとしては、アルゴンＡｒまたはヘリウムＨｅが例示される。
【００２０】
そのアルミ合金溶接装置は、さらに、図示されていないオシレーション装置とワイヤ送給器とを備えている。そのオシレーション装置は、トーチ１を運動させ、ワイヤ４が延びる方向と母材５の表面との角度を変化させ、または、ワイヤ４と母材５との位置関係を変化させる。そのワイヤ送給器は、ワイヤ４をトーチ１に供給する。
【００２１】
本発明によるアルミ合金溶接方法は、母材５に鉛直方向に垂直に伸びるＵ形開先を形成するステップと、そのＵ形開先をアーク溶接するステップとを備えている。アーク溶接は、母材５とワイヤ４との間に高電圧を印加することにより発生するアークの熱を用いて溶加材であるワイヤ４を溶融し、そのＵ形開先にその溶融金属が凝固したビードを溶着させる溶接方法である。
【００２２】
図２は、そのＵ形開先を詳細に示している。母材５は、板厚ｔが４０ｍｍ以上６０ｍｍ以下である上側板５−１と下側板５−２とから形成されている。被溶接部６は、上側板５−１と下側板５−２との端面が突き合わされた部分に形成されている。上側板５−１と下側板５−２とは、その突き合わされた部分が鉛直方向に垂直になるように配置されている。上側板５−１と下側板５−２とは、溶接面１５と溶接面１５の反対側の溶接裏面１６とを有している。被溶接部６には、Ｕ形開先１１が形成されている。Ｕ形開先１１は、溶接面１５に形成される溝であり、鉛直方向に垂直であり、かつ、溶接面１５に平行である溶接線方向に伸びている。Ｕ形開先１１は、開先面から形成されている。その開先面は、上側平坦部分１１−１、下側平坦部分１１−２およびルート部分１２から形成されている。
【００２３】
上側平坦部分１１−１と下側平坦部分１１−２とは、概ね平坦であり、それぞれ溶接面１５に隣り合っている。上側平坦部分１１−１は、上側板５−１の端面に形成されている。下側平坦部分１１−２は、下側板５−２の端面に形成されている。ルート部分１２は、溶接面１５から溶接裏面１６の側に離れたＵ形開先１１の奥に配置されている。ルート部分１２は、円柱の側面の一部分を形成し、その円柱の底面の半径であるルート半径ｒが２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。上側平坦部分１１−１、下側平坦部分１１−２およびルート部分１２は、滑らかにつながっている。
【００２４】
溶接面１５からルート部分１２までの距離である開先深さｄは、上側板５−１と下側板５−２との板厚ｔにより決定し、たとえば、次式：
ｄ≒２／３×ｔ
により表現される。
【００２５】
Ｕ形開先１１は、日本工業規格ＪＩＳにより形状が定義される開先であり、上側平坦部分１１−１と下側平坦部分１１−２とが概ね対向している。本発明によるアルミ合金溶接方法に利用されるＵ形開先１１は、上側平坦部分１１−１と下側平坦部分１１−２とのなす角である開先角度θは、６°以下である。
【００２６】
図３と図４とは、トーチ１と母材５との位置関係を示している。トーチ１は、トーチ方向２１を向き、ワイヤ４をトーチ方向２１に平行に延長してＵ形開先１１に供給する。このとき、ワイヤー４の先端２２は、図３に示されているように、ワイヤー４の他の部分より鉛直方向の最も下方に配置されている。すなわち、トーチ方向２１は、鉛直方向に垂直である水平面２３に平行ではない。
【００２７】
図３は、さらに、Ｕ形開先１１が伸びる溶接線方向に垂直である平面にトーチ方向２１に平行である直線が正射影された直線２４を定義し、その平面と水平面２３との交線２５を定義している。一般に、第１図形が１平面に含まれる第２図形に正射影されるときに、第１図形の任意の点とその点に対応する第２図形の点とを結ぶ線分は、その平面に垂直である。直線２４と交線２５とのなす角であるトーチ倒れ角φ１は、１度以上７度以下である。トーチ倒れ角φ１は、特に、Ｕ形開先１１の奥にワイヤ４の先端２２を近づけるときに、ワイヤ４の先端２２以外の部分が母材５接触しないように、より小さく設定されることができる。
【００２８】
ワイヤ４の先端２２は、図４に示されているように、ワイヤー４の他の部分より溶接線方向２６の最も前方に配置されている。すなわち、トーチ方向２１は、溶接線方向２６に垂直ではない。図４は、さらに、鉛直方向に垂直である水平面にトーチ方向２１に平行である直線が正射影された直線２７を定義し、その水平面に溶接線方向２６に平行である直線が正射影された直線２８を定義している。直線２７と直線２８とのなす角であるトーチ進行角φ２は、７度以上１０度以下である。
【００２９】
図５は、ワイヤ４の先端２２の軌跡を示している。ワイヤ４の先端２２は、アーク溶接しているときに、オシレーション装置により上下に移動しながら、溶接線方向２６に移動している。すなわち、ワイヤ４の先端２２は、Ｕ形開先１１の上側平坦部分１１−１の近傍と下側平坦部分１１−２の近傍とを直線的に往復しながら溶接線方向２６に移動している。ワイヤ４の先端２２の軌跡３１は、上から下に向かう第１軌跡３２と下から上に向かう第２軌跡３２とを含み、第１軌跡３２と第２軌跡３２とが交互に繰り返しつながっている。ワイヤ４の先端２２が溶接線方向２６を進行する平均速度である溶接速度ｖＷは、３５ｃｍ／ｍｉｎ．以上５０ｃｍ／ｍｉｎ．以下である。
【００３０】
図５は、さらに、溶接面１５に第１軌跡３２が正射影された直線３４を定義し、溶接面１５に溶接線方向２６に平行である直線が正射影された直線３５を定義している。直線３４と直線３５とのなす角であるオシレート角δは、３０度以上４５度以下である。第１軌跡３２の道程であるオシレート幅Ｗは、ルート半径ｒが定数であるときに、オシレート角δと１対１対応している。
【００３１】
図６は、オシレートの条件を示している。図６のグラフは、オシレートの条件を示す領域を示している。その領域４１は、溶接速度ｖＷとオシレート幅Ｗとの取り得る範囲を示している。すなわち、溶接速度ｖＷは、３５ｃｍ／ｍｉｎ．以上５０ｃｍ／ｍｉｎ．以下である。オシレート幅Ｗは、２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。なお、領域４１は、長方形以外の形状を形成することもできる。このとき、溶接速度ｖＷがオシレート幅Ｗに基づいて設定され、または、オシレート幅Ｗが溶接速度ｖＷに基づいて設定される。
【００３２】
図７は、Ｕ形開先１１が溶接された後の溶接部を示している。その溶接部は、Ｕ形開先１１の内部に複数のビード５１、５２、５３が層を形成して、強固に上側板５−１と下側板５−２とを接合している。ビード５３は、最も外側に配置されている。ビード５３の外部に露出する表面は、溶接面１５より凹むように形成される。
【００３３】
本発明によるアルミ合金溶接方法は、Ｕ形開先１１がビード３１、３２、３３により肉盛された後に、溶接裏面１６にＵ形開先を形成するステップと、そのＵ形開先をアーク溶接するステップをさらに備えている。
【００３４】
図８は、溶接裏面１６に形成されるＵ形開先を示している。そのＵ形開先６１は、Ｕ形開先１１と同様にして形成される。すなわち、Ｕ形開先６１は、溶接面１５に形成される溝であり、Ｕ形開先１１に沿って、Ｕ形開先１１のちょうど反対側に溶接線方向に伸びている。Ｕ形開先６１は、開先面から形成されている。その開先面は、上側平坦部分６１−１、下側平坦部分６１−２およびルート部分６１−３から形成されている。
【００３５】
上側平坦部分６１−１と下側平坦部分６１−２とは、概ね平坦であり、それぞれ溶接裏面１６に隣り合っている。上側平坦部分６１−１は、上側板５−１の端面に形成されている。下側平坦部分６１−２は、下側板５−２の端面に形成されている。ルート部分６１−３は、溶接面１５から溶接裏面１６の側に離れたＵ形開先６１の奥に配置されている。ルート部分６１−３は、円柱の側面の一部分を形成し、その円柱の底面の半径であるルート半径ｒが２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。上側平坦部分６１−１、下側平坦部分６１−２およびルート部分６１−３は、滑らかにつながっている。Ｕ形開先６１は、上側平坦部分６１−１と下側平坦部分６１−２とが概ね対向し、上側平坦部分６１−１と下側平坦部分６１−２とのなす角である開先角度θ′は、６°以下である。Ｕ形開先６１の開先深さは、ルート部分６１−３が溶接面１５に盛られたビード３１、３２、３３に形成される程度である。
【００３６】
図９は、Ｕ形開先６１が溶接された後の溶接部を示している。その溶接部は、Ｕ形開先６１の内部に複数のビード６２、６３、６４が層を形成して、強固に上側板５−１と下側板５−２とを接合している。ビード６４は、最も外側に配置されている。ビード６４の外部に露出する表面は、溶接裏面１６より凹むように形成される。
【００３７】
本発明によるアルミ合金溶接方法は、Ｕ形開先６１が溶接された後に、溶接面１５より盛り上がっているビードを形成し、溶接裏面１６より盛り上がっているビードを形成するステップをさらに備えている。
【００３８】
図１０は、溶接面１５より盛り上がっているビードと溶接裏面１６より盛り上がっているビードとが形成された後の溶接部を示している。その溶接部は、Ｕ形開先１１の外側に複数のビード６５、６６が形成され、Ｕ形開先６１の外側に複数のビード６７、６８が形成されている。ビード６５、６６の外部に露出する表面は、溶接面１５より盛り上がっている。ビード６７、６８の外部に露出する表面は、溶接裏面１６より盛り上がっている。
【００３９】
ビード６５とビード６６との間、または、ビード６７とビード６８との間の境目６９は、上側板５−１と下側板５−２との変形により割れが発生し易い。境目６９は、ビード５１、５２、５３、６２、６３、６４より後に形成される。このため、境目６９は、ビード５１、５２、５３、６２、６３、６４が冷却されることによる変形の影響を受けないで、割れが発生し難い。
【００４０】
本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、Ｖ形開先をアーク溶接することより、ビードの積層回数が少なくて済み、速く溶接することができる。本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、さらに、被溶接部６に供給するワイヤ４の量を低減することができ、材料コストを低減することができる。本発明によるアルミ合金溶接方法によれば、さらに、母材５の入熱を低減することができ、溶接後の母材５の変形を低減することができる。
【００４１】
図１１は、既述の条件を満足させないでＵ形開先１１を溶接したときに形成されるビードを示している。その条件は、トーチ倒れ角φ１、トーチ進行角φ２、溶接速度ｖＷ、オシレート角δ、オシレート幅Ｗまたはオシレート速度ｖｓの取り得る範囲に属することを含んでいる。そのビード７１は、その表面が下側平坦部分１１−２と交わる止端に、母材５に融合しないで重なるオーバラップ７２が形成されている。オーバラップ７２は、特に、溶接速度ｖＷが条件の範囲より小さいときに、多く形成される。
【００４２】
図１２は、既述の条件を満足させないでビード７１の外側のＵ形開先１１をアーク溶接したときの溶接部を示している。その溶接部は、ビード７１の外側にビード７３が形成され、ビード７３の外側にビード７４が形成されている。このとき、ビード７１、ビード７３および母材５が接合されている箇所、すなわち、オーバラップ７２が形成されていた箇所には、融合不良７５が形成されている。ビード７３と母材５とが交わる箇所には、ビード７３が形成されたときに、オーバーラップが形成され、ビード７３、ビード７４および母材５が接合されている箇所には、融合不良７６が形成される。融合不良７５、７６は、溶接境界面が互いに十分に溶け合っていない部分であり、上側板５−１と下側板５−２との接合を弱くする。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によるアルミ合金溶接方法及びアルミ合金溶接装置は、より速く溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるアルミ合金溶接装置の実施の形態を示す斜軸投影図である。
【図２】図２は、Ｕ形開先の形状を示す断面図である。
【図３】図３は、母材とトーチとの位置関係を示す断面図である。
【図４】図４は、母材とトーチとの位置関係を示す断面図である。
【図５】図５は、ワイヤの先端の運動を示す正面図である。
【図６】図６は、オシレートの条件を示すグラフである。
【図７】図７は、溶接部の状態を示す断面図である。
【図８】図８は、溶接部の他の状態を示す断面図である。
【図９】図９は、溶接部のさらに他の状態を示す断面図である。
【図１０】図１０は、溶接部のさらに他の状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、条件を満足させないで溶接したときの溶接部の状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、条件を満足させないで溶接したときの溶接部の状態を示す断面図である。
【図１３】図１３は、公知のアルミ合金溶接装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、被溶接部の状態を示す断面図である。
【図１５】図１５は、溶接部の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ：トーチ
２ ：給電チップ
３ ：溶接ノズル
４ ：ワイヤ
５ ：母材
６ ：被溶接部
１１−１、１１−２：平坦部分
１２：ルート部分
１５：溶接面
１６：溶接裏面
２１：トーチ方向
２２：先端
２３：水平面
２４、２５：直線
２６：溶接線方向
２７、２８：直線
３１：軌跡
３２：第１軌跡
３３：第２軌跡
３４、３５：直線
５１、５２、５３、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８：ビード
Claims (8)
- アルミ合金から形成される母材が有する溶接面にＵ形開先を形成するステップと、
前記Ｕ形開先の内部に溶加材を付加してアーク溶接するステップと、
前記溶接面の反対側の溶接裏面に他のＵ形開先を形成するステップと、
前記他のＵ形開先の内側に溶加材を付加して溶接するステップとを具備し、
前記Ｕ形開先が延びる溶接線方向は、鉛直方向に概ね垂直であり、
前記Ｕ形開先は、開先面から形成され、
前記開先面は、平坦である平坦部分を含み、
前記平坦部分は、上側平坦部分と、前記上側平坦部分より鉛直下方に配置される下側平坦部分とを含み、
前記下側平坦部分と前記上側平坦部分とは、前記溶接面に隣り合い、
前記下側平坦部分と前記上側平坦部分とのなす角は、６度以下である
アルミ合金溶接方法。 - 請求項１において、
前記Ｕ形開先に前記溶加材が凝固したビードが置かれる前記溶接線方向の平均速度は、３５ｃｍ／ｍｉｎ．以上であり、５０ｃｍ／ｍｉｎ．以下である
ことを特徴とするアルミ合金溶接方法。 - 請求項２において、
前記溶加材の先端部分は、前記開先面との間にアークを生成し、
前記先端部分は、前記溶加材の他の部分より鉛直下方に配置され、
前記溶加材が延長される方向に平行である直線を前記溶接線方向に垂直である鉛直平面に正射影された線と前記鉛直方向に垂直である面と前記鉛直平面との交線とのなす角は、１度以上であり、７度以下である
ことを特徴とするアルミ合金溶接方法。 - 請求項３において、
前記先端部分は、前記溶加材の他の部分より前記溶接線方向の最も前方に配置され、
前記溶加材が延長される方向に平行である直線を前記鉛直方向に垂直である水平面に正射影された線と、前記溶接線方向と平行である直線を前記水平面に正射影された線とのなす角は、７度以上であり、１０度以下である
ことを特徴とするアルミ合金溶接方法。 - 請求項４において、
前記先端部分は、前記上側平坦部分の近傍の上側位置と前記下側平坦部分の近傍の下側位置とを往復しながら前記溶接線方向を進行し、
前記先端部分が前記上側位置から前記下側位置に移動する移動方向に平行である直線を前記溶接面に正射影された線と、前記溶接線に平行である直線を前記溶接面に正射影された線とのなす角は、３０度以上であり、４５度以下である
ことを特徴とするアルミ合金溶接方法。 - 請求項５において、
前記先端部分が前記上側位置から前記下側位置に移動する平均速度は、１００ｃｍ／ｍｉｎ．以上であり、１２０ｃｍ／ｍｉｎ．以下である
ことを特徴とするアルミ合金溶接方法。 - 請求項６において、
前記ビードは、外部に露出している第１ビードと、外部に露出していない第２ビードとを含み、
前記第１ビードは、前記第２ビードより時間的に後に形成される
ことを特徴とするアルミ合金溶接方法。 - 請求項１〜請求項６のいずれかに記載されているアルミ合金溶接方法を実行するアルミ合金溶接装置であり、
前記Ｕ形開先に前記溶加材を供給するトーチと、
前記トーチを運動させるオシレーション装置
とを具備するアルミ合金溶接装置。
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