JP5753951B1 - Shield gas for MIG brazing - Google Patents

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Abstract

銅を主成分とする合金からなるろう材（１２）を用いた鋼材（２１，２２）のＭＩＧブレージングに使用されるＭＩＧブレージング用シールドガス（α）を、７体積％以上２０体積％未満のヘリウムと２体積％以上４体積％以下の水素とを含有し、または２０体積％以上３０体積％以下のヘリウムと２体積％以上５体積％以下の水素とを含有し、残部がアルゴンとすることで、仕上がり状態を向上させる。MIG brazing shielding gas (α) used for MIG brazing of steel (21, 22) using a brazing material (12) made of an alloy containing copper as a main component is 7% by volume or more and less than 20% by volume of helium. And 2 volume% or more and 4 volume% or less of hydrogen, or 20 volume% or more and 30 volume% or less of helium and 2 volume% or more and 5 volume% or less of hydrogen, with the balance being argon. , Improve the finished state.

Description

本発明はＭＩＧブレージング用シールドガスに関し、より特定的には、銅を主成分とする合金からなるろう材を用いた鋼材のＭＩＧブレージングに使用されるＭＩＧブレージング用シールドガスに関するものである。   The present invention relates to a shielding gas for MIG brazing, and more particularly to a shielding gas for MIG brazing used for MIG brazing of steel using a brazing material made of an alloy containing copper as a main component.

鋼材を接合する方法として、ＭＩＧ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接などのアーク溶接が広く用いられている。ＭＩＧ溶接では、接合されるべき鋼材と溶接ワイヤなどの溶加材との間に電圧を負荷することによりアークを発生させ、当該アークの熱によって鋼材および溶加材を溶融させる。その後、溶融した鋼材および溶加材を凝固させることにより、鋼材の接合が達成される。このとき、溶融した鋼材および溶加材が空気に触れると、溶接後にブローホールなどの欠陥が発生する。そのため、ＭＩＧ溶接では、アルゴンなどの不活性ガスが溶融部に対してシールドガスとして供給される。これにより、欠陥の発生を抑制しつつ鋼材の接合を達成することができる。   As a method for joining steel materials, arc welding such as MIG (Metal Inert Gas) welding is widely used. In MIG welding, an arc is generated by applying a voltage between a steel material to be joined and a filler material such as a welding wire, and the steel material and the filler material are melted by the heat of the arc. Then, joining of steel materials is achieved by solidifying the molten steel material and filler metal. At this time, if the molten steel material and filler metal come into contact with air, defects such as blow holes occur after welding. Therefore, in MIG welding, an inert gas such as argon is supplied as a shielding gas to the melted portion. Thereby, joining of steel materials can be achieved, suppressing generation | occurrence | production of a defect.

しかし、ＭＩＧ溶接などのアーク溶接では、溶加材だけでなく鋼材も溶融する。そのため、溶接部には歪が残存する。その結果、歪の低減が求められる部材への適用には問題が生じる場合があった。   However, in arc welding such as MIG welding, not only the filler material but also the steel material is melted. Therefore, distortion remains in the weld. As a result, there may be a problem in application to a member that requires a reduction in strain.

これに対し、ＭＩＧ溶接と同様の手法において、溶接ワイヤなどの溶加材に代えて銅を主成分とするワイヤなどのろう材を用い、鋼材の接合を達成するＭＩＧブレージングが採用される場合がある。ＭＩＧブレージングでは、接合されるべき鋼材と銅を主成分とする合金からなるワイヤなどのろう材との間に電圧を負荷することによりアークを発生させる。ここで、ＭＩＧブレージングでは、鋼材よりも融点の低いろう材が用いられる。そして、アークによってろう材のみが溶融し、鋼材は溶融しないように接合が実施される。その結果、ＭＩＧブレージングによれば、歪の発生を抑制しつつ鋼材の接合を達成することができる。   On the other hand, in a method similar to MIG welding, MIG brazing is used in which a brazing material such as a wire containing copper as a main component is used in place of a filler material such as a welding wire and steel joining is achieved. is there. In MIG brazing, an arc is generated by applying a voltage between a steel material to be joined and a brazing material such as a wire made of an alloy containing copper as a main component. Here, in MIG brazing, a brazing material having a melting point lower than that of a steel material is used. And it joins so that only a brazing material may fuse | melt by an arc and a steel material may not fuse | melt. As a result, according to MIG brazing, joining of steel materials can be achieved while suppressing the occurrence of distortion.

ＭＩＧブレージング用シールドガスとしては、アルゴンが一般的である。また、シールドガスに酸素、二酸化炭素などの酸化性ガスを添加することにより、アークを安定させる技術が提案されている（たとえば、特許文献１〜８参照）。   Argon is generally used as the shielding gas for MIG brazing. Moreover, the technique which stabilizes an arc by adding oxidizing gas, such as oxygen and a carbon dioxide, to shielding gas is proposed (for example, refer patent documents 1-8).

特開２００７−８３３０３号公報JP 2007-83303 A 特開２０１１−１８３４０２号公報JP 2011-183402 A 特開２０１０−８２６４１号公報JP 2010-82641 A 特開２００９−２９７７３８号公報JP 2009-277738 A 特開平９−２４８６６８号公報JP-A-9-248668 国際公開第２０１０／０３８４２９号International Publication No. 2010/038429 特開２０１０−９４７０３号公報JP 2010-94703 A 国際公開第２００３／０６４０９８号International Publication No. 2003/064098

近年、鋼材の接合に対しては、上述のような歪の低減だけでなく、仕上がり状態の向上が求められる場合がある。具体的には、接合部の欠陥が抑制されていることはもちろんのこと、表面の光沢の確保などが要求される場合がある。これは、美感上の問題だけでなく、接合部の光沢の失われた領域は、たとえば後工程の塗装工程において高品質な塗装が難しくなるなどの問題を生じる場合があるからである。   In recent years, in addition to the reduction of strain as described above, improvement of the finished state is sometimes required for joining steel materials. Specifically, there are cases where it is required to ensure the gloss of the surface as well as suppressing defects in the joint. This is because not only the problem of aesthetics but also the loss of gloss at the joint may cause problems such as difficulty in high-quality painting in the subsequent painting process.

本発明はこのような課題に対応するためになされたものであって、その目的は、仕上がり状態を向上させることが可能なＭＩＧブレージング用シールドガスを提供することである。   The present invention has been made to cope with such problems, and an object of the present invention is to provide a shielding gas for MIG brazing capable of improving the finished state.

本発明に従ったＭＩＧブレージング用シールドガスは、銅を主成分とする合金からなるろう材を用いた鋼材のＭＩＧブレージングに使用されるＭＩＧブレージング用シールドガスである。このＭＩＧブレージング用シールドガスは、７体積％以上２０体積％未満のヘリウムと２体積％以上４体積％以下の水素とを含有し、または２０体積％以上３０体積％以下のヘリウムと２体積％以上５体積％以下の水素とを含有し、残部がアルゴンからなる。   The shielding gas for MIG brazing according to the present invention is a shielding gas for MIG brazing used for MIG brazing of a steel material using a brazing material made of an alloy containing copper as a main component. This shielding gas for MIG brazing contains 7% by volume or more and less than 20% by volume helium and 2% by volume or more and 4% by volume or less hydrogen, or 20% by volume or more and 30% by volume or less helium and 2% by volume or more. It contains 5% by volume or less of hydrogen, and the balance consists of argon.

本発明者らは、ＭＩＧブレージングにおける接合部（ビード）の欠陥を抑制するだけでなく光沢をも確保可能なシールドガスの組成について検討した。その結果、アルゴンにヘリウムと水素とを適切な割合で混合し、かつ酸素や二酸化炭素などの酸化性ガスを添加しない混合ガスをシールドガスとして用いることにより、接合部の欠陥を抑制しつつ光沢を確保できることを見出した。より具体的には、ヘリウムを７体積％以上３０体積％以下とした場合、水素を２体積％以上４体積％以下とし、ヘリウムを２０体積％以上３０体積％以下とした場合、水素を２体積％以上５体積％以下とし、残部をアルゴンとすることにより、接合部の欠陥を抑制しつつ光沢を確保できる。言い換えれば、７体積％以上２０体積％未満のヘリウムと２体積％以上４体積％以下の水素とを含有し、または２０体積％以上３０体積％以下のヘリウムと２体積％以上５体積％以下の水素とを含有し、残部がアルゴンからなる混合ガスをシールドガスとして用いることにより、接合部の欠陥を抑制しつつ光沢を確保できる。   The present inventors examined the composition of a shielding gas that can not only suppress defects in the joint (bead) in MIG brazing but also ensure gloss. As a result, helium and hydrogen are mixed in an appropriate ratio with argon, and a mixed gas not containing an oxidizing gas such as oxygen or carbon dioxide is used as a shielding gas, so that gloss is reduced while suppressing defects in the joint. It was found that it can be secured. More specifically, when helium is 7% by volume to 30% by volume, hydrogen is 2% by volume to 4% by volume, and when helium is 20% by volume to 30% by volume, hydrogen is 2% by volume. The gloss can be secured while suppressing defects in the joint portion by setting the remaining amount to not less than 5% and not more than 5% by volume and argon as the remainder. In other words, it contains 7% to 20% helium and 2% to 4% hydrogen, or 20% to 30% helium and 2% to 5% helium. By using a mixed gas containing hydrogen and the balance consisting of argon as the shielding gas, it is possible to secure gloss while suppressing defects in the joint.

本発明のＭＩＧブレージング用シールドガスは、７体積％以上２０体積％未満のヘリウムと２体積％以上４体積％以下の水素とを含有し、または２０体積％以上３０体積％以下のヘリウムと２体積％以上５体積％以下の水素とを含有し、残部がアルゴンからなる。そのため、本発明のＭＩＧブレージング用シールドガスによれば、仕上がり状態を向上させることが可能なＭＩＧブレージング用シールドガスを提供することができる。なお、ビードの光沢をより確実に得るためには、水素の含有量は２体積％を超えるように設定することが好ましく、たとえば３体積％以上とすることができる。   The shielding gas for MIG brazing of the present invention contains 7% to 20% helium and 2% to 4% hydrogen, or 20% to 30% helium and 2% by volume. % To 5% by volume of hydrogen with the balance being argon. Therefore, according to the shielding gas for MIG brazing of this invention, the shielding gas for MIG brazing which can improve a finishing state can be provided. In order to obtain the bead gloss more reliably, the hydrogen content is preferably set to exceed 2% by volume, for example, 3% by volume or more.

上記ＭＩＧブレージング用シールドガスにおいて、上記鋼材は厚み０．８ｍｍ以下の鋼板であってもよい。このように薄い鋼板であっても、上記ＭＩＧブレージング用シールドガスを用いたＭＩＧブレージングにより、良好な仕上がり状態を確保しつつ接合することができる。   In the shielding gas for MIG brazing, the steel material may be a steel plate having a thickness of 0.8 mm or less. Even such a thin steel plate can be joined while securing a good finished state by MIG brazing using the shielding gas for MIG brazing.

上記ＭＩＧブレージング用シールドガスにおいて、上記鋼材には、亜鉛めっきが施されていてもよい。すなわち、互いに接合されるべき複数の鋼材のうち、少なくとも１つが亜鉛めっきされた鋼材であってもよい。亜鉛めっき鋼板などの亜鉛めっきされた鋼材のＭＩＧブレージングでは、亜鉛蒸気が発生することに起因してアークが不安定となり、接合部の光沢を確保することが難しい。しかし、上記本発明のＭＩＧブレージング用シールドガスを用いることにより、接合部の光沢を確保することが可能となる。   In the MIG brazing shield gas, the steel material may be galvanized. That is, the steel material by which at least 1 was galvanized among the some steel materials which should be joined mutually may be sufficient. In MIG brazing of a galvanized steel material such as a galvanized steel sheet, the arc becomes unstable due to the generation of zinc vapor, and it is difficult to ensure the gloss of the joint. However, by using the MIG brazing shield gas of the present invention, it is possible to ensure the gloss of the joint.

上記ＭＩＧブレージング用シールドガスは、大気圧よりも高い圧力で容器内に封入されていてもよい。   The shielding gas for MIG brazing may be enclosed in a container at a pressure higher than atmospheric pressure.

上記ＭＩＧブレージング用シールドガスは、ＭＩＧブレージングが実施される場所においてヘリウム、水素およびアルゴンを混合することにより製造され、使用されてもよい。一方、本発明のＭＩＧブレージング用シールドガスは、予めヘリウム、水素およびアルゴンを混合することにより製造され、大気圧よりも高い圧力で容器に保持された状態でＭＩＧブレージングが実施される場所まで運搬され、使用されてもよい。効率的な運搬を達成するためには、容器内の圧力を３５℃において５ＭＰａ以上とすることが好ましく、１０ＭＰａ以上とすることがより好ましい。   The shielding gas for MIG brazing may be manufactured and used by mixing helium, hydrogen and argon at a place where MIG brazing is performed. On the other hand, the shielding gas for MIG brazing of the present invention is manufactured by mixing helium, hydrogen and argon in advance, and is transported to a place where MIG brazing is carried out while being held in a container at a pressure higher than atmospheric pressure. , May be used. In order to achieve efficient transportation, the pressure in the container is preferably 5 MPa or more at 35 ° C., more preferably 10 MPa or more.

以上の説明から明らかなように、本発明のＭＩＧブレージング用シールドガスによれば、仕上がり状態を向上させることが可能なＭＩＧブレージング用シールドガスを提供することができる。   As is clear from the above description, according to the shield gas for MIG brazing of the present invention, it is possible to provide a shield gas for MIG brazing capable of improving the finished state.

ＭＩＧブレージングの手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of MIG brazing. ＭＩＧブレージングの手順の一例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating an example of the procedure of MIG brazing. ７体積％のヘリウムと１体積％の水素とを含有し、残部がアルゴンからなるシールドガスを用いた場合の接合部の写真である。It is the photograph of the junction part at the time of using the shielding gas which contains 7 volume% helium and 1 volume% hydrogen, and the remainder consists of argon. ７体積％のヘリウムと２体積％の水素とを含有し、残部がアルゴンからなるシールドガスを用いた場合の接合部の写真である。It is the photograph of the junction part at the time of using the shielding gas which contains 7 volume% helium and 2 volume% hydrogen, and the remainder consists of argon. ７体積％のヘリウムと３体積％の水素とを含有し、残部がアルゴンからなるシールドガスを用いた場合の接合部の写真である。It is the photograph of the junction part at the time of using the shielding gas which contains 7 volume% helium and 3 volume% hydrogen, and the remainder consists of argon. ７体積％のヘリウムと４体積％の水素とを含有し、残部がアルゴンからなるシールドガスを用いた場合の接合部の写真である。It is the photograph of the junction part at the time of using the shielding gas which contains 7 volume% helium and 4 volume% hydrogen, and the remainder consists of argon. ７体積％のヘリウムと５体積％の水素とを含有し、残部がアルゴンからなるシールドガスを用いた場合の接合部の写真である。It is the photograph of the junction part at the time of using the shielding gas which contains 7 volume% helium and 5 volume% hydrogen, and the remainder consists of argon. ７体積％のヘリウムと６体積％の水素とを含有し、残部がアルゴンからなるシールドガスを用いた場合の接合部の写真である。It is the photograph of the junction part at the time of using the shielding gas which contains 7 volume% helium and 6 volume% hydrogen, and the remainder consists of argon.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態におけるＭＩＧ溶接用シールドガスは、たとえば以下のようにボンベなどの容器に充填して製造することができる。まず、シールドガスを充填すべき容器内が所望のレベルまで減圧される。次に、容器内に水素ガスが供給され、容器内の圧力がシールドガスにおける水素の割合を２体積％以上４体積％以下、または２体積％以上５体積％以下とするために必要な圧力となるように、容器内に水素が充填される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The shield gas for MIG welding in the present embodiment can be manufactured by filling a container such as a cylinder as follows, for example. First, the inside of the container to be filled with the shielding gas is depressurized to a desired level. Next, hydrogen gas is supplied into the container, and the pressure in the container is such that the ratio of hydrogen in the shield gas is 2% by volume to 4% by volume, or 2% by volume to 5% by volume. As such, the container is filled with hydrogen.

次に、上述のように水素が充填された容器内にヘリウムが供給され、容器内の圧力が可燃性ガスにおけるヘリウムの割合を７体積％以上２０体積％未満、または２０体積％以上３０体積％以下とするために必要な圧力となるように、容器内にヘリウムが充填される。さらに、上述のように水素およびヘリウムが充填された容器内にアルゴンが供給される。これにより、７体積％以上２０体積％未満のヘリウムと２体積％以上４体積％以下の水素とを含有し、または２０体積％以上３０体積％以下のヘリウムと２体積％以上５体積％以下の水素とを含有し、残部がアルゴンからなるシールドガスが容器内に充填される。このとき、当該容器内の圧力が３５℃において１ＭＰａ以上１４．７ＭＰａ以下であることが好ましい。このように、シールドガスが容器内に充填されることにより、運搬が可能となり、鋼材のＭＩＧブレージングにシールドガスとして使用することが容易となる。   Next, helium is supplied into the container filled with hydrogen as described above, and the pressure in the container is such that the proportion of helium in the combustible gas is 7% by volume or more and less than 20% by volume, or 20% by volume or more and 30% by volume. The container is filled with helium so as to obtain a pressure necessary for the following. Further, argon is supplied into the container filled with hydrogen and helium as described above. Accordingly, 7 to 20% by volume of helium and 2 to 4% by volume of hydrogen are contained, or 20 to 30% by volume of helium and 2 to 5% by volume of helium. The container is filled with a shielding gas containing hydrogen and the balance being argon. At this time, it is preferable that the pressure in the said container is 1 MPa or more and 14.7 MPa or less in 35 degreeC. In this way, when the shielding gas is filled in the container, the container can be transported and can be easily used as a shielding gas for MIG brazing of steel.

次に、このシールドガスを用いたＭＩＧブレージングの手順の一例について図１および図２を参照して説明する。図１を参照して、まず鋼材（鋼製の部材）が準備される（Ｓ１０）。具体的には、図２を参照して、互いに接合される第１の鋼板２１と第２の鋼板２２とが準備される。このとき、第１の鋼板２１および第２の鋼板２２のうち、少なくとも一方は、接合部の光沢を確保することが難しい亜鉛めっき鋼板であってもよい。具体的には、たとえば第１の鋼板２１および第２の鋼板２２の両方が亜鉛めっき鋼板であってもよいし、一方が亜鉛めっき鋼板であり、他方がＪＩＳ規格ＳＰＣＣ鋼板、ステンレス鋼板などの亜鉛めっき鋼板以外の鋼板であってもよい。また、第１の鋼板２１および第２の鋼板２２の両方がＪＩＳ規格ＳＰＣＣ鋼板、ステンレス鋼板などの亜鉛めっき鋼板以外の鋼板であってもよい。第１の鋼板２１および第２の鋼板２２の少なくとも一方、あるいは両方の厚みは０．８ｍｍ以下とすることができ、０．６ｍｍ以下としてもよい。   Next, an example of the procedure of MIG brazing using this shielding gas will be described with reference to FIGS. Referring to FIG. 1, first, a steel material (steel member) is prepared (S10). Specifically, referring to FIG. 2, a first steel plate 21 and a second steel plate 22 to be joined together are prepared. At this time, at least one of the first steel plate 21 and the second steel plate 22 may be a galvanized steel plate in which it is difficult to ensure the gloss of the joint. Specifically, for example, both the first steel plate 21 and the second steel plate 22 may be galvanized steel plates, one is a galvanized steel plate, and the other is zinc such as a JIS standard SPCC steel plate or stainless steel plate. A steel plate other than the plated steel plate may be used. Moreover, both the 1st steel plate 21 and the 2nd steel plate 22 may be steel plates other than galvanized steel plates, such as a JIS standard SPCC steel plate and a stainless steel plate. The thickness of at least one or both of the first steel plate 21 and the second steel plate 22 may be 0.8 mm or less, and may be 0.6 mm or less.

準備された第１の鋼板２１と第２の鋼板２２とは、第１の鋼板２１の一方の主面２１Ａの一部と第２の鋼板の一方の主面２２Ａの一部とが互いに対向するように、互いの一部が重なるように配置される。   In the prepared first steel plate 21 and second steel plate 22, a part of one main surface 21A of the first steel plate 21 and a part of one main surface 22A of the second steel plate face each other. In this way, they are arranged so that a part of each other overlaps.

次に、図１を参照して、銅を主成分とする合金（銅合金）からなるろう材であるワイヤ、たとえばＣｕＳｉ３系ワイヤと第１の鋼板２１および第２の鋼板２２との間にアークが形成される（Ｓ２０）。具体的には、図２を参照して、銅合金からなるワイヤ１２は、ノズル１１内を通るように保持され、その端部がノズル１１の端部１１Ａから露出している。このワイヤ１２は、プラス側電極（図示しない）に接続されている。一方、第１の鋼板２１および第２の鋼板２２は、マイナス側電極（図示しない）に接続されている。そして、このプラス側電極とマイナス側電極との間に電圧が負荷されることにより、ワイヤ１２と第１の鋼板２１および第２の鋼板２２との間にアークβが形成される。このとき、ノズル１１の端部からは、７体積％以上２０体積％未満のヘリウムと２体積％以上４体積％以下の水素とを含有し、または２０体積％以上３０体積％以下のヘリウムと２体積％以上５体積％以下の水素とを含有し、残部がアルゴンからなるＭＩＧブレージング用シールドガスαが矢印に沿って供給される。このシールドガスにより、接合部が空気に触れることが抑制される。そして、形成されたアークβの熱によってワイヤ１２が溶融し、接合部にろう材である銅合金が供給される。接合部に供給された銅合金はビード３１を形成する。接合部に供給された銅合金は、図２に示すように、毛細管現象により第１の鋼板２１と第２の鋼板２２との隙間に侵入する。   Next, referring to FIG. 1, an arc is formed between a wire which is a brazing material made of an alloy containing copper as a main component (copper alloy), for example, a CuSi3 wire, and the first steel plate 21 and the second steel plate 22. Is formed (S20). Specifically, referring to FIG. 2, the wire 12 made of a copper alloy is held so as to pass through the nozzle 11, and its end is exposed from the end 11 </ b> A of the nozzle 11. The wire 12 is connected to a positive electrode (not shown). On the other hand, the first steel plate 21 and the second steel plate 22 are connected to a negative electrode (not shown). Then, when a voltage is applied between the plus side electrode and the minus side electrode, an arc β is formed between the wire 12 and the first steel plate 21 and the second steel plate 22. At this time, from the end of the nozzle 11, helium containing 7% by volume or more and less than 20% by volume and hydrogen containing 2% by volume or more and 4% by volume or less, or 20% by volume or more and 30% by volume or less helium and 2 A shielding gas α for MIG brazing containing hydrogen in an amount of 5% by volume or more and 5% by volume or less and the balance being argon is supplied along the arrow. This shielding gas prevents the joint from coming into contact with air. Then, the wire 12 is melted by the heat of the formed arc β, and a copper alloy that is a brazing material is supplied to the joint. The copper alloy supplied to the joint forms a bead 31. As shown in FIG. 2, the copper alloy supplied to the joint enters the gap between the first steel plate 21 and the second steel plate 22 by capillary action.

次に、ノズル１１を所望のビード３１を形成すべき領域の形状に沿って移動させ、所望の部位にろう材を供給する（Ｓ３０）。これにより、接合されるべき領域に沿ってビード３１が形成される。   Next, the nozzle 11 is moved along the shape of the region where the desired bead 31 is to be formed, and the brazing material is supplied to the desired portion (S30). Thereby, the bead 31 is formed along the region to be joined.

次に、電極間に負荷された電圧が解除され、ろう材の供給が止まるとともに、供給されたろう材が冷却されて凝固する（Ｓ４０）。これにより、第１の鋼板２１と第２の鋼板２２とが接合される。以上の手順により、本実施の形態におけるＭＩＧブレージングが完了する。   Next, the voltage applied between the electrodes is released, the supply of the brazing material is stopped, and the supplied brazing material is cooled and solidified (S40). Thereby, the 1st steel plate 21 and the 2nd steel plate 22 are joined. With the above procedure, the MIG brazing in the present embodiment is completed.

本実施の形態のＭＩＧブレージングでは、シールドガスとして、７体積％以上２０体積％未満のヘリウムと２体積％以上４体積％以下の水素とを含有し、または２０体積％以上３０体積％以下のヘリウムと２体積％以上５体積％以下の水素とを含有し、残部がアルゴンからなる、ＭＩＧブレージング用シールドガスが使用される。そのため、接合部であるビード３１における欠陥を抑制しつつ光沢を確保することができる。その結果、ビードが美観に優れたものとなるだけでなく、塗装などの後工程を容易に実施することが可能となる。   In the MIG brazing of the present embodiment, the shielding gas contains 7% to 20% by volume of helium and 2% to 4% by volume of hydrogen, or 20% to 30% by volume of helium. MIG brazing shielding gas is used, which contains 2 vol% or more and 5 vol% or less of hydrogen and the balance is argon. Therefore, gloss can be ensured while suppressing defects in the bead 31 that is the joint. As a result, not only is the bead excellent in aesthetic appearance, but also post-processing such as painting can be easily performed.

Ａｒ（アルゴン）、Ｈ２（水素）およびＨｅ（ヘリウム）を種々の割合で混合した混合ガスを準備し、これをシールドガスとして用いた場合の接合部（ビード）の状態を調査する実験を行った。実験の手順は以下の通りである。An experiment was conducted to investigate the state of the joint (bead) when a mixed gas in which Ar (argon), H 2 (hydrogen), and He (helium) were mixed at various ratios was used as a shielding gas. It was. The experimental procedure is as follows.

まず、厚み０．８ｍｍの２枚の亜鉛めっき鋼板（ＧＡ鋼板）を準備し、上記図２の場合と同様に互いの一部が重なるように配置した。そして、入力電流１１０Ａ、入力電圧１３．０Ｖの条件でＭＩＧブレージングによる接合を実施した。接合は、溶接機である株式会社安川電機製ＥＬ−３５０ＩＩＩ（短絡制御機能あり）を用いて実施した。また、ワイヤ（ろう材）は、ＣｕＳｉ３系ワイヤとして、Ｂｅｒｋｅｎｈｏｆｆ ＧｍｂＨ社製のｂｅｒｃｏｗｅｌｄ（Ｒ）Ｓ３（ＣｕＳｉ３Ｍｎ、ワイヤ径１．０ｍｍ）を採用した。そして、Ｈ２を０体積％に固定し、ＨｅとＡｒとの割合を変化させた混合ガスをシールドガスとしてＭＩＧブレージングによる接合を実施した。その後、得られたビードを観察し、その状態（仕上がり状態）を調査した（実験１）。また、同様の条件において、混合ガスに１〜７体積％のＨ２を添加した混合ガスをシールドガスとした場合についても、同様に仕上がり状態を調査した（実験２）。さらに、同様の条件において、鋼板としてＪＩＳ規格ＳＰＣＣ材からなる鋼板、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４３０材からなる鋼板を用いた場合についても、同様に仕上がり状態を調査した（実験３）。実験１、２および３の結果を、それぞれ表１、２および３に示す。また、実験２において実施したＨｅを７体積％とした場合のビードの写真を図３〜図８に示す。First, two galvanized steel sheets (GA steel sheets) having a thickness of 0.8 mm were prepared and arranged so that a part of each other overlapped as in the case of FIG. And joining by MIG brazing was implemented on condition of input current 110A and input voltage 13.0V. The joining was performed using EL-350III (with short circuit control function) manufactured by Yaskawa Electric Co., Ltd., which is a welding machine. In addition, as the wire (brazing material), Berqueloff® S3 (CuSi3Mn, wire diameter: 1.0 mm) manufactured by Berkenhoff GmbH was adopted as a CuSi3-based wire. Then, bonding by MIG brazing was performed using a mixed gas in which H 2 was fixed at 0% by volume and the ratio of He and Ar was changed as a shielding gas. Then, the obtained bead was observed and the state (finished state) was investigated (Experiment 1). Further, under the same conditions, the finished state was similarly investigated when a mixed gas in which 1 to 7% by volume of H 2 was added to the mixed gas was used as the shield gas (Experiment 2). Further, under the same conditions, the finished state was similarly investigated when a steel plate made of JIS standard SPCC material and a steel plate made of JIS standard SUS430 material were used as the steel plate (Experiment 3). The results of Experiments 1, 2, and 3 are shown in Tables 1, 2, and 3, respectively. Moreover, the photograph of the bead when He carried out in Experiment 2 is 7 volume% is shown in FIGS.

表１〜表３の結果の欄において、ビードの表面が光沢を有し、良好な仕上げ状態が得られたものをＡ、ビードの一部にわずかに黒くなった部分が存在するものの、許容可能な仕上げ状態が得られたものをＢと評価した。また、ビードの一部が黒くなっている、あるいはスパッタの発生が多く、許容可能な仕上げ状態が得られなかったものをＣ、ビード全体が黒くなったもの、ビードが蛇行したもの、ビードの一部に欠陥が発生したものをＤ、架橋（接合）できなかったもの、明確な欠陥が発生したものをＥと評価した。また、表３の鋼材の欄には、鋼板の厚みを表記した。 In the result column of Tables 1 to 3, the surface of the bead is glossy and a good finished state is obtained A, although a part of the bead is slightly blackened, but acceptable What obtained the perfect finishing state was evaluated as B. In addition, a part of the bead is black or spatter is generated and an acceptable finish is not obtained C, the whole bead is black, the bead meanders, one of the beads The case where a defect occurred in the part was evaluated as D, the case where crosslinking (bonding) could not be performed, and the case where a clear defect occurred was evaluated as E. In the column of steel material in Table 3, the thickness of the steel plate is shown.

表１を参照して、水素を含まないヘリウムとアルゴンとの混合ガスをシールドガスとして用いた実験１では、混合ガスの組成を調整することにより仕上がり状態の改善は見られるものの、満足な仕上げ状態は得られなかった。   Referring to Table 1, in Experiment 1 in which a mixed gas of helium and argon not containing hydrogen was used as a shielding gas, the finished state was improved by adjusting the composition of the mixed gas, but a satisfactory finished state Was not obtained.

一方、水素を添加した実験２では、混合ガスの組成を調整することにより、満足な仕上げ状態（ＡまたはＢの評価）が得られた。具体的には、ヘリウムを７体積％とし、水素を１〜６体積％の範囲で変化させ、残部をアルゴンとした場合、水素を１体積％とすると、ビードの光沢が失われ、その一部に黒くなった部分が見られた（図３参照）。水素を２体積％とすると、ビードの一部にわずかに黒い部分が見られたものの、ビード全体に光沢が得られ、許容可能な仕上げ状態が得られた（図４参照）。さらに、水素を３体積％、または４体積％とした場合、ビード全域にわたって光沢が得られ、良好な仕上げ状態となった（図５および図６参照）。また、水素を５体積％とした場合、ビードの一部に欠陥（ブローホール）が生じた（図７参照）。さらに、水素を６体積％とした場合、ビードに明確な欠陥が発生した（図８参照）。   On the other hand, in Experiment 2 in which hydrogen was added, a satisfactory finished state (evaluation of A or B) was obtained by adjusting the composition of the mixed gas. Specifically, when helium is changed to 7% by volume, hydrogen is changed within a range of 1 to 6% by volume, and the balance is argon, if the hydrogen is set to 1% by volume, the gloss of the bead is lost, and a part thereof The part which became black was seen (refer FIG. 3). When hydrogen was 2% by volume, a slight black portion was seen in a part of the bead, but gloss was obtained in the entire bead and an acceptable finish was obtained (see FIG. 4). Further, when the hydrogen content was 3% by volume or 4% by volume, gloss was obtained over the entire bead and a good finished state was obtained (see FIGS. 5 and 6). Moreover, when hydrogen was 5 volume%, the defect (blow hole) arose in a part of bead (refer FIG. 7). Furthermore, when hydrogen was 6 volume%, a clear defect was generated in the bead (see FIG. 8).

そして、同様にヘリウムが２０〜５０体積％の場合において水素の割合を変化させた場合についても検討した結果、表２の結果が得られた。表２を参照して、ヘリウムを７体積％以上３０体積％以下とした場合、水素を２体積％以上４体積％以下とし、ヘリウムを２０体積％以上３０体積％以下とした場合、水素を２体積％以上５体積％以下とし、残部をアルゴンとすることにより、ビードの欠陥を抑制しつつ光沢を確保することができた（評価ＡまたはＢ）。このことから、７体積％以上２０体積％未満のヘリウムと２体積％以上４体積％以下の水素とを含有し、または２０体積％以上３０体積％以下のヘリウムと２体積％以上５体積％以下の水素とを含有し、残部がアルゴンからなる混合ガスをシールドガスとして用いることにより、接合部（ビード）の欠陥を抑制しつつ光沢を確保できることが確認された。   And similarly, when the ratio of hydrogen was changed when helium was 20 to 50% by volume, the results shown in Table 2 were obtained. Referring to Table 2, when helium is 7% by volume to 30% by volume, hydrogen is 2% by volume to 4% by volume, and when helium is 20% by volume to 30% by volume, hydrogen is 2 Gloss was able to be ensured, suppressing the bead defect by setting it as volume% or more and 5 volume% or less, and making the remainder argon (Evaluation A or B). Therefore, 7 to 20% by volume of helium and 2 to 4% by volume of hydrogen are contained, or 20 to 30% by volume of helium and 2 to 5% by volume of helium. It was confirmed that gloss can be secured while suppressing defects in the joint (bead) by using as a shield gas a mixed gas that contains hydrogen and the balance is argon.

さらに、表３を参照して、ＧＡ鋼板（亜鉛めっき鋼板）以外の鋼板を用いた場合でも、本発明の範囲外のシールドガス（水素１体積％）を用いた場合にはビードが黒くなって良好な仕上げ状態が得られなかったのに対し、本発明のシールドガス（水素３体積％）を用いた場合、ビード部が光沢を有する良好な仕上げ状態が得られることが確認された。   Further, referring to Table 3, even when a steel plate other than the GA steel plate (galvanized steel plate) is used, the bead becomes black when a shield gas (hydrogen 1% by volume) outside the scope of the present invention is used. While a good finished state was not obtained, it was confirmed that when the shielding gas of the present invention (hydrogen 3% by volume) was used, a good finished state in which the bead portion had gloss was obtained.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって規定され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive in any respect. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

本発明のＭＩＧブレージング用シールドガスは、銅を主成分とする合金からなるろう材を用いた鋼材のＭＩＧブレージングに、特に有利に適用され得る。   The shielding gas for MIG brazing according to the present invention can be particularly advantageously applied to MIG brazing of steel using a brazing material made of an alloy containing copper as a main component.

１１ ノズル、１１Ａ 端部、１２ ワイヤ（ろう材）、２１ 第１の鋼板、２１Ａ 主面、２２ 第２の鋼板、２２Ａ 主面、３１ ビード、α ＭＩＧブレージング用シールドガス、β アーク。   11 Nozzle, 11A end, 12 wire (brazing material), 21 1st steel plate, 21A main surface, 22 2nd steel plate, 22A main surface, 31 bead, α MIG brazing shielding gas, β arc.

Claims (4)

銅を主成分とする合金からなるろう材を用いた鋼材のＭＩＧブレージングに使用されることにより接合部の光沢を確保することが可能なＭＩＧブレージング用シールドガスであって、
７体積％以上２０体積％未満のヘリウムと２体積％以上４体積％以下の水素とを含有し、または２０体積％以上３０体積％以下のヘリウムと２体積％以上５体積％以下の水素とを含有し、残部がアルゴンからなる、ＭＩＧブレージング用シールドガス。 A shielding gas for MIG brazing that can ensure the gloss of the joint by being used for MIG brazing of steel using a brazing material made of an alloy containing copper as a main component,
Contains 7% by volume or more and less than 20% by volume helium and 2% by volume or more and 4% by volume or less hydrogen, or 20% by volume or more and 30% by volume or less helium and 2% by volume or more and 5% by volume or less hydrogen. A shielding gas for MIG brazing, which contains Ar is the balance. 前記鋼材は、厚み０．８ｍｍ以下の鋼板である、請求項１に記載のＭＩＧブレージング用シールドガス。   The shield gas for MIG brazing according to claim 1, wherein the steel material is a steel plate having a thickness of 0.8 mm or less. 前記鋼材には、亜鉛めっきが施されている、請求項１に記載のＭＩＧブレージング用シールドガス。   The shielding gas for MIG brazing according to claim 1, wherein the steel material is galvanized. 大気圧よりも高い圧力で容器内に封入されている、請求項１に記載のＭＩＧブレージング用シールドガス。   The shielding gas for MIG brazing according to claim 1, wherein the shielding gas is sealed in the container at a pressure higher than atmospheric pressure.
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