焊接方法及焊接物技术

本发明专利技术公开了一种在使用焊丝（７）使工件彼此焊接连接时，通过切换施加到焊丝（７）和工件之间的电压的极性来进行交流电弧焊接的焊接方法，该工件包括铝铸造构件（１）和铝锻造构件（３）。在该焊接方法中，以满足如下条件的方式进行交流电弧焊接：｜Ｂ｜／（Ａ＋｜Ｂ｜）≥０．１２８，其中，Ａ表示在焊丝（７）的极性为正的时间内的电流的积分值，Ｂ表示在焊丝（７）的极性为负的时间内的电流的积分值；由此，焊接过程中输入到铝铸造构件（１）中的热量被设定为小于等于６７．８Ｊ／ｍｍ↑［２］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种当至少一个工件为铸造材料时利用焊接用 的材料使铝合金工件彼此焊接的焊接方法。
技术介绍
作为铝铸造材料中的一种的压铸材料(die-cast material) 和如铝挤出材泮牛等锻造材一+ ( wrought material)都广泛用于汽 车、船舶、工业机器等领域。这是因为压铸材料可以制成各种 薄的形状复杂且精度高的部件，锻造材料具有优异的强度特性。这些年来，应对日益增强的改善环境品质的呼声，对汽车 轻量化的需求也日益增长。作为满足上述需求的一种手段，均 通过由电弧焊(arc welding)将上述压铸材料和锻造材料焊接 在一起而获得的焊接结构已经越来越多地被用作构成车身和悬 架等的结构。另外，由于这些焊接结构必需承受汽车行驶时产生的外力， 因此，为了采用这些焊接结构，必须确保焊接品质的可靠性， 特别是必须确保焊接强度。具体地，当焊接结构破裂时，破裂 必须仅出现在压铸材料或锻造材料中。然而，当铝压铸材料和铝锻造材料被电弧焊接在一起时， 由于压铸材料中所含的气体在焊接部位形成气孔，因此，焊接 部位的焊接强度降低。鉴于此，例如，如日本特开平8(1996)-206838号公报公开 的那样，当进行直流脉沖电弧焊时，通过使用搅拌器搅拌焊接 熔池和通过使用加热器加热焊接熔池等来减少气孔。此外，如日本特开平10(1998)-314948号公报公开的那样，4用交流TIG电弧焊接方法使铝压铸构件的位于铝压铸构件与将 被连接到该铝压铸构件的铝材料之间的交界附近的部分熔化， 从而，附近的这部分铝压铸构件中含有的气体从该部分释放。 一旦附近的这部分铝压铸构件凝固，由交流TIG填充电弧焊接 方法将铝压铸构件和将被连接到该铝压铸构件的铝材料焊接在 一起。另外，日本特开2005-34868号公报公开了激光照射与弧长 振荡脉冲电弧焊接方法的组合。在将激光束照射到熔池中的熔 化部与非熔化部之间的前方交界的附近时进行弧长振荡脉冲电 弧焊，使得在焊接过程中利用激光照射从熔化部释放气体。
技术实现思路
然而，上述传统:技术具有以下问题。日本特开平8(1996)-206838号公报中说明的传统技术除了 常规的电弧焊接机器之外，还需要搅拌焊接熔池用的部件和加 热焊接熔池用的部件。因此，该传统技术需要额外的设备和加 工步骤来减少气孔，因此增加了成本。额外的加工步骤增加了 加工时间，因此导致生产效率的降低。曰本特开平10(1998)-314948号公报中说明的传统技术需 要用电弧焊接方法熔化铝压铸构件的位于铝压铸构件与将被连 接到该铝压铸构件的铝材料之间的前方交界附近的部分。这增 加了加工时间，因此导致生产效率的降低。曰本特开2005-34868号公报中说明的传统技术除了常规的 焊接机器之外，还需要用于将激光束照射到基材的位于焊接熔 池中的熔化部和非熔化部之间的前方交界附近的部分上的部 件。这样，该传统技术需要额外的设备来减少气孔，因此增加 了成本。5鉴于此，本专利技术的目的是在不需要额外的设备或加工步 骤的情况下，只使用常规的电弧焊接机器来抑制焊接部位中的 气孔的产生。本专利技术的一方面是一种在工件中的至少一个为铸造材料 时，为了使用焊接用的材料使铝合金工件彼此焊接连接在一起， 通过切换施加到焊接用的材料和铝合金工件之间的电压的极性 来进行交流电弧焊接的焊接方法，该焊接方法的特征在于，通 过将焊接过程中输入到铸造材料中的热量设定为小于等于 67.8J/mm、焦耳每平方毫米)来进行交流电弧焊接。本专利技术的另一方面是一种焊接物，使用前述焊接方法对该 焊接物进行了焊接加工，该焊接物的特征在于，满足E/D〈 0.168，其中，D表示当从上方垂直观察时，由于交流电弧焊接 过程中输入到焊接用的材料和工件的热使焊接用的材料和工件 熔化而形成的熔化金属的面积，E表示当从上方垂直观察时， 覆盖熔化金属及其周围的由于焊接过程中输入的热导致晶体结 构发生变化的工件区域的面积中存在的各气孔的面积的总和。附图说明图l是示意性示出根据本专利技术的实施方式的交流电弧焊接 机器的整体构造的方框图。图2是示出如图1所示的电弧焊接机器如何通过搭接角接焊 接(lap fillet joint welding)将铸造材料和锻造材料焊接在一起的 剖视图。图3示出了从如图l所示的焊接电源单元进给的流过焊丝的 焊接电流的波形。射线自上而下投射到图2所示的熔化金属和热影响部上而获得6的射线图像。图5是示出在焊接物破裂时输入到铸造材料中的每单位板厚的热量和焊接期间的极性比率之间存在的相互关系的图。图6是示出当铸造材料中含有的气体量为0cc(立方厘米)以上但小于等于3cc时输入的热量和气孔密度之间的相互关系的图。图7是示出当铸造材料中含有的气体量大于3cc但小于等于4cc时输入的热量和气孔密度之间的相互关系的图。图8是示出当铸造材料中含有的气体量大于4cc但小于等于5cc时输入的热量和气孔密度之间的相互关系的图。图9是示出当铸造材料中含有的气体量大于5cc但小于等于6cc时输入的热量和气孔密度之间的相互关系的图。图IO是示出当铸造材料中含有的气体量大于6cc但小于等于7cc时输入的热量和气孔密度之间的相互关系的图。图ll是示出当铸造材料中含有的气体量大于7cc但小于等于8cc时输入的热量和气孔密度之间的相互关系的图。图12是示出当铸造材料中含有的气体量大于8cc但小于等于10cc时输入的热量和气孔密度之间的相互关系的图。具体实施例方式在下文中将基于附图说明本专利技术的实施方式。图l是示意性示出根据本专利技术的实施方式的交流电弧焊接机器的整体构造的方框图。将要利用上述交流电弧焊接机器焊接到一起的工件是由铝合金制成的铸造材料l和由另 一种铝合金制成的锻造材料3。使铸造材料1和锻造材料3彼此搭接。其后，通过角接焊接(fillet joint welding)将作为一板材的锻造材料3的端部焊接到作为另 一板材的铸造材料1的表面上。铸造材料17和锻造材料3被置于用作电极的台座4上。台座4包括与产生电弧23的部位对应的凹部4a。稍后将il明电弧23。焊枪5以如下方式容纳作为焊接用的材料的焊丝7:焊丝7可沿如图l所示的上下方向移动，从焊枪5的最下端朝向焊枪5下方的焊接部位连续进给焊丝7。由焊丝进给马达9转动的成对的焊丝进给辊11被布置在焊枪5的上方。焊丝进给辊ll的转动将焊丝7向下进给。通过接收从焊接电源单元13发送的进给控制信号Ms来驱动上述焊丝进给马达9，从而使焊丝进给辊ll转动。利用缆线17将焊接电源单元13的 一 个电极端子15连接到焊枪5，利用缆线21将焊接电源单元13的另 一个电极端子19连接到台座4。在该构造中，焊接电源单元13在电极端子15和19之间输出焊接电压V。由此，在铸造材料l、锻造材料3以及从焊枪5进给的焊丝7的前端之间产生电弧23。结果，使铸造材料l、锻造材料3和焊丝7熔化，形成如图2所示的熔化金属25。由此，铸造材料1和锻造材料3被焊接在一起。此时，在熔化金属25的周围区域具有热影响部27,在该热影响部27中，各工件(铸造材料l和锻造材料3)的晶体结构由于焊接过程中输入的热而改变。在该热影响部27中，工件没有熔化，只有工件的晶体结构改变。由此，工件仍然保持其固体状态。图3示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接方法，其在利用焊接用的材料使铝合金工件彼此焊接连接时，通过切换施加到所述焊接用的材料和所述铝合金工件之间的电压的极性来进行交流电弧焊接，所述铝合金工件中的至少一个为铸造材料，其中，　通过将焊接过程中输入到所述铸造材料中的热量设 定为小于等于６７．８Ｊ／ｍｍ↑［２］来进行所述交流电弧焊接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲原启二，柳原惠美，青山俊三，菅野靖，
申请(专利权)人：株式会社万，株式会社阿雷斯提，
类型：发明
国别省市：JP[日本]