JP2004074282A - 酸化物分散金属材料すなわちｏｄｓ金属材料からなる材料接合した不可分の接合部または酸化物分散金属材料すなわちｏｄｓ金属材料からなる構成部材の材料接合した不可分の接合部を溶接により作製する方法 - Google Patents

酸化物分散金属材料すなわちｏｄｓ金属材料からなる材料接合した不可分の接合部または酸化物分散金属材料すなわちｏｄｓ金属材料からなる構成部材の材料接合した不可分の接合部を溶接により作製する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】　溶接により、酸化物分散（ＯＤＳ）金属材料からなる材料接合した不可分の接合部を作製する方法、特に、酸化物分散（ＯＤＳ）金属材料からなる構成部材の材料接合した不可分の接合部を作製する方法を提供する。
【解決手段】　互いに接合されるべき構成部材３．３，４．３を上下に重ね合わせるように配置してオーバーラップ領域を作り、接合領域において、これらの溶融温度未満に加熱して、ローラ・シーム溶接法により溶接し、少なくとも部分的に拡散接合部２５．３を形成させる。特に好ましい実施形では、オーバーラップ領域に、互いに接合されるべき構成部材の間に貴金属フォイルを配置する。次のステップで、拡散接合部２５．３を、上記構成部材３．３，４．３の溶融温度未満の温度に加熱し、機械的にハンマー鍛造により再圧縮する。
【選択図】　図３ｂ

Description

　本発明は、詳細には、請求項１の上位概念に記載の特徴を備えている、酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料からなる不可分の物質的に一体な材料接合（stoffschluessig）した接合部を作製する方法、特に、酸化物分散強化貴金属合金からなる構成部材の物質的に一体な接合部を作製する方法に関する。
　特殊ガラスを製造する際に、ガラス溶融物の均質化および輸送のために、貴金属で覆われた構造要素、例えば、攪拌機、溝、供給ヘッドを使用することは公知である。使用される貴金属合金は、大抵の場合、ロジウム、イリジウムまたは金の合金添加材を有する白金ベースの合金である。ガラス溶融物による機械的および／または熱的負荷により、非常に高い構成部材強度が必要である場合には、ことのほか酸化物分散強化された白金ベースの合金（oxid-dispersionsverstarkte (ODS) Platin-Basislegierungen）が使用される。というのも、これらは、通常の合金よりも高い熱的、機械的および化学的負荷に対する耐性を特徴としているためである。以下にＯＤＳ合金と呼ぶ酸化物分散合金（ないし酸化物分散強化合金）は、この場合、非常に均一な構造において際立っている。構成部材を作るためにガラス産業において使用されているＰｔＲｈ１０、ＰｔＡｕ５または純粋ＰｔをベースとするＯＤＳ貴金属合金はさらに、高温で粗大粒子を形成する傾向がかなり低く、このため、機械的特性に有利な効果が及ぶ可能性がある。しかしながら、適切な材料を選択すること以外にも、貴金属で覆われた構造要素（構成部品）を製造すること、特に成形することも、強度に関して重要な役割を果たしている。これらは通常、個々の半製品から、即ち薄板金または薄板金要素から、求められる形状に継ぎ合わされる。このとき、接合部は、通常、半製品を個々に溶融溶接することにより形成される。この場合、互いに接合されるべき構成部材の積み重ねられた部分（当接部位）ならびに必要ならば同種の添加材が、熱供給により溶融状態に変えられ、一体に溶融される。ここで、溶融熱は、電気アークまたは引火性のガス‐酸素混合物により発生させることができる。しかし、こうして接合された構造要素が、非常に高い温度、例えば１２００℃を上回る温度にさらされると、溶接継ぎ目は往々にして、材料接合全体の弱点になる。その原因として、溶接継ぎ目内の不均一性、ならびに熱が作用する領域（熱作用域）での構造変化を確認することができた。特に、例えば管などの円筒状構成部材中の縦方向溶接継ぎ目は、管周りの周回する溶接継ぎ目と比較してほぼ２倍強く働く応力のために特に危険にさらされていて、そのため、この継ぎ目は、無力化して破れて開くことがよくある。例えば、タングステン不活性ガス溶接（ティグ溶接）、プラズマ溶接、レーザーないしガス溶接等、周知の溶接法を使用する場合には、合金の溶融が生じる。１２００℃以上での使用時における再結晶化によって昔ながらの置換‐混晶合金が溶融する場合には、溶接継ぎ目における強度損失は僅かしか見られないが、他方、酸化物分散強化合金を溶接する際の溶融では、溶融物中の大部分の分散質（通常はＺｒＯ２および／またはY２O３）の凝集および浮上（Aufschwimmen）がもたらされてしまう。溶接継ぎ目中に、粗大粒子の凝固構造が生じるのである。したがって、溶接継ぎ目中の分散質の強化作用は失われてしまう。このように継ぎ合わされた構造要素の耐性および寿命は、通常の合金から継ぎ合わされた構造要素の程度まで低下する。この欠点を回避するための処置は、特開昭５２‐１２５７７号公報（特許文献１）および欧州特許第０３２０８７７号明細書（特許文献２）から既に知られている。ここに開示されている方法では、ＯＤＳ‐薄板金の溶融溶接継ぎ目が後からＰｔ‐ＯＤＳフォイルで覆われ、高温でハンマー鍛造されることにより、継ぎ目内に押し込まれる。この処置は、フォイルにより、溶接継ぎ目の表面上の粗大粒子分布を微細化し、したがって、表面の箇所でのヒビ形成の可能性を低下させる。溶接継ぎ目での強度低下を補償するためのもう１つの可能性は、縁を曲げた縁取り継ぎ目（Boerdelnaht）によって接合することと見られていた。しかしこのやり方では、接合領域に不本意な材料厚の増加がもたらされ、このため、この構成部材が、例えば、この方法で接合された構造要素を通して導かれるガラス溶融物を加熱するため等、直に電流を流して加熱される際に、継ぎ目箇所に温度差を生じて、これがさらに、ガラス製造の際に著しいガラス欠陥を生じさせるおそれがある。しかも、この厚くなった溶接継ぎ目は、何とか満足のいく程度でしか襞付けすることができない。したがって、ハンマー溶接継ぎ目による物質的に一体な材料接合が別法として必要とされた。しかし、このような接合は、極めて大きな品質変動を免れない。この品質変動を排除するためには、溶接継ぎ目の予備調製のための極めて高い手間ならびにコストと、溶接中のプロセスパラメータの非常に正確な調整とが必要である。この方法では、ハンマー鍛造の際に、接合されるべき両方の材料、特に薄板金の均一な加熱が難しいことが判明している。この場合、溶接姿勢で下方の薄板金をバーナーで十分に加熱して、ハンマー鍛造による良好な接着作用を実現することは殆ど不可能であることが多い。したがって、この方法は非常に面倒であり、必然的に、最適な結果をもたらさず、非常にコスト高である。さらに、ハンマー溶接継ぎ目を仕上げる際の基本的な問題は、４重量%よりも多いロジウム含有率の合金、及びＯＤＳ合金一般において、ハンマー鍛造中の材料の接着傾向が低いことにある。ＯＤＳ材料に既に含有されている酸化物もしくはハンマー鍛造の際に生じる酸化物（主として酸化ロジウム）は、双方の構成部材、特に薄板金の接着性を明らかに低下させる。この接着性の悪さにより、加工コストが高くなる上に同時に、継ぎ目内の接合領域の所定部分で、十分な接合が達成されないという危険性も高まる。
　高い強度を有する酸化物分散強化合金から溶接接合部を設けるためのもう１つの可能性として、ジルコンおよび／またはイットリウムを含有する合金添加材を用いる溶接が考えられた。これらの合金構成要素は、１２００℃を上回る温度で使用すると、材料内部での分散質の酸化により析出して、溶接継ぎ目中での強化作用を実現するはずである。しかし実際には、この方法は不満足な結果しかもたらさないことが判明している。というのも、分散質が析出している間に、同時に粒子成長も生じるためである。それで、粗大粒子状の構造が極めて急速に出来上がり、この構造中では、僅かな分散質がなんとか析出し、そのために、その機械的特性が不十分となることが多い。ＯＤＳ‐貴金属からなる管を製造するためのこのような方法が、独国特許出願公開第１９７１４３６５号明細書（特許文献１）に記載されている。この方法では、熱処理の他に、付加的な圧延を必要とし、これにより、処理に非常に時間と手間がかかる。
特開昭５２‐１２５７７号公報 欧州特許第０３２０８７７号明細書 独国特許出願公開第１９７１４３６５号明細書
　したがって本発明の課題は、酸化物分散強化合金から形成された構造要素に関してガラス製造のための使用時における高い要求を満たすような、酸化物分散強化合金からなる構成部材の接合部を作製するために、酸化物分散（ＯＤＳ）金属材料を溶接する方法を提供し、同時に、高い強度および耐熱性において際立っており、高温下でも望ましくない構造変化をきたさず、これらの構造要素の回りもしくは内部を流れるガラス溶融物に、ガラス欠陥をもたらすような負の影響を与えない接合部を実現することにある。
　本発明は、請求項１および請求項４４の特徴部分に記載の特徴により解決される。好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。
　以下の説明に使用される概念は、次の定義に基づくものである：
　接合領域：　２つの材料ないし構成部材の間の領域であって、材料が物質的に一体となる接合（本明細書中、単に物質的に一体となる接合ないし材料接合と称する場合もある）に特徴を有している。
　オーバーラップ領域：　溶接プロセスのために位置決めする際の、物質的に一体な相互の接合部による、互いに接合されるべき材料もしくは構成部材の、もしくは、直に接触しない場合には互いに接合されるべき材料もしくは構成部材の所望の配置の、接触もしくは上下の重なりにより特徴付けられる領域。
　当接部位：　溶接プロセスのために位置決めされた酸化物分散強化構成部材（これらは物質的に一体化される材料接合によって互いに接合される）の、互いに向き合いかつ互いに当接している面の面部分または領域。
　熱作用域：　互いに接合されるべき材料もしくは構成部材の構造が熱供給下に影響を受けて変化する領域。
　送り方向：　溶接装置の運動方向、または位置決めされた材料もしくは構成部材の運動方向。
　本発明により、酸化物分散（ＯＤＳ）金属材料からなる構成部材の、材料接合による（物質的に一体化させる接合による）不可分の接合部を作製するための方法において、個々の材料の溶接をそれぞれ、材料の溶融温度未満で行い、接合領域で拡散接合部を少なくとも部分的に生じさせる。第２のステップでは、拡散接合部、好ましくは接合領域全体を、互いに接合させるべき材料もしくは構成部材の溶融温度未満の温度に加熱して、この温度で、機械的に再圧縮（nachverdichten）、好ましくはハンマー鍛造する。この場合、互いに接合されるべき２つの材料によって、溶接プロセス前の相互の配置に応じて、当接部位が画定される。このとき、通常では、この当接部位によって、接合領域、即ち、２つの材料ないし部材間の所望の接合が形成されるべき領域も画定される。したがって本発明によれば、熱を加えながら機械的に再圧縮する前に、拡散溶接接合部を事前に用意しておくことにより、酸化物分散（ＯＤＳ）金属材料からなる構成部材の材料接合的な不可分の接合部が得られる。ここで、拡散接合により、互いに接合されるべき２個の構成部材への良好な熱の注入が可能となるので、後続の機械的な再圧縮により、接合域（Fuegezone）内に非常に高い残留強度（Restfestigkeit）が残り、したがって、この領域に、高い負荷をかけることが可能な耐性のある材料接合が形成される。後続の機械的再圧縮による接合部の形成により、２つの材料の間が急激に移行せず、連続的に変わって行く。この材料の連続的な移行ないし推移は、非常に良好な熱機械特性に特徴があり、これにより、酸化物分散金属材料の斯かる接合部を、非常に高温、例えば１４００℃以上で使用することが可能になる。
　拡散接合部を作るために、低い方の値を有する材料溶融温度を限界温度とする。特に好ましい実施形態ではこのとき、溶融温度の０．６〜０．９倍、好ましくは０．７〜０．９倍の範囲の溶融温度を選択する。これにより、少ししか溶融されない。拡散溶接における拡散接合は、この場合、接合面の形成と、互いに接合されるべき構成部材もしくは材料の当接面を介した接合領域における原子の拡散とにより生じる。特に好ましい実施形態では、接合領域において絶えず恒常的に圧力ないし押圧力を加えながら、上記プロセスを実行し、接合させるべき構成部材を押しつぶすようにする。勿論、この際、塑性変形はないか、あったとしても、数パーセント範囲の非常に僅かな塑性変形のみである。
　溶接法としてこの場合、次に挙げる方法を使用することができ、この際、互いに接合されるべき構成部材もしくは材料の溶融を可能な限り低く維持するような低減されたエネルギー供給に注意すべきである：
１．　溶融溶接法
２．　加圧溶接法
　最初に挙げた溶融溶接法では、接合されるべき材料の当接部位、ならびに必要に応じて同種の添加材を使用する場合にはこの添加材は、低いエネルギー供給による熱供給により、部分的に溶融状態に変えられる。このことは、互いに接合されるべき材料が、溶接の際に完全には溶融されず、接合領域において少なくとも部分的に拡散接合が生じることを意味している。次いで、接合領域での完全な接合を、熱を加えながら機械的に再圧縮する後続の処理プロセス（通常はハンマー鍛造）により行う。いわゆるタングステン不活性ガス溶接法（ティグ溶接）とハンマー溶接継ぎ目（Hammerschweissnaht）との組合せは、接合域内の熱機械的強度を改善するために特に好ましいことが確認された。この場合、かなり低いエネルギー供給で、ティグ溶接が行われるが、その際、溶接されるべき材料もしくは構成部材の両方は、完全に溶融されることはない。次いで、後続の高温でのハンマー鍛造により、２つの材料を互いに、接合領域で完全に溶接するが、その際、溶接継ぎ目を介して、互いに接合されるべき２個の構成部材へ良好に熱が供給される。ティグ溶接継ぎ目の溶融域は、構成部材の厚さの約１５%から２５%のみであり、この溶融域は、ハンマー鍛造の際にかなり変形されるので、非常に高い残留強度が、接合域内に残る。
　加圧溶接法では、接合されるべき材料の当接部位を、熱供給により局所的に、練り合わすことができる状態に変え、圧力により可塑的に一体化する。熱は大抵、電気エネルギー、特に抵抗加熱により生成される。他のエネルギー形態も可能である。この場合にも、比較的低いエネルギー供給で処理すると、完全溶融は起きない。次いで、可塑的に一体化させるような圧力を加えることにより本来の溶接を行う。
　拡散接合部を形成するための方法を特徴付けるパラメータはこの場合、溶接温度、プレス圧ならびに溶接時間である。ここで、溶接時間は、接合領域において温度および圧力が局所的に作用する時間によって特徴付けられる。拡散のみによる物質輸送は、通常、酸化物の無いきれいな表面を必要とするので、真空および保護ガス雰囲気下で処理が行われることが好ましい。
　機械的な再圧縮は、酸化物分散（ＯＤＳ）金属材料からなる互いに接合されるべき構成部材の溶融温度未満の温度で、叩くような打撃様の負荷を拡散接合に加える、より好ましくは、絶えず恒常的に叩くような打撃様の作用を働かせること（特にハンマー鍛造）により行われる。エネルギーは、例えば、電流を流すことにより直に供給される。他の手段も可能である。上記作用は、オーバーラップのために、直接にではなく、拡散接合上の構成部材を介して加えられる。ハンマー鍛造はこの場合、片面から、または両面から行うことができる。これらのうち最初に述べたケースでは、打撃様の負荷が接合領域内の構成部材に加えられるが、他の２番目のケースでは、固定ストッパで支持し、この固定ストッパは、打撃様の負荷により加えられる力に対する反力をもたらす。別のケースでは、打撃様の作用が同時に両面から働かされる。
　本発明による解決手段を用いると、酸化物分散金属材料間に物質的に一体な接合部を形成することができ、これは、接合領域で、高い強度および良好な熱機械的特性に特徴を有し、これに関しては、接合される前の構成部材と変わりない。接合領域では、材料の弱点はどこにも見当たらないので、ヒビ形成は略無いものと考えられる。さらに、この種の接合により、接合されるべき構成部材間に移行部が形成されると、この移行部に関しては、金属組織学的な断面に接合域（継ぎ合わさったゾーン）が見られない。
　配置および当接のさせ方に関しては、可能性は多数存在する：
　重ね継ぎ手（Ueberlappungsstoss）、即ち、部材が互いに重なり合っている状態
　平行継ぎ手（Parallelstoss）、即ち、部材が互いに幅広に当接し合っている状態
　ここで、材料は、接合するために重ね合わされて配置され、好ましくはこれらが、薄板金厚の３倍から６倍の厚さに相応するオーバーラップ領域を有するようにする。オーバーラップ領域中の接触面は、平らか、あるいはまた、斜角面加工されて（angefast）形成されていてもよい。この配置構成は、拡散接合を得るための溶融溶接法または加圧溶接法のバリエーションで可能である。
　本発明による解決手段では、酸化物分散（ＯＤＳ）金属材料の物質接合、もしくは酸化物分散（ＯＤＳ）金属材料からなる任意個数ｎ個の構成部材間の物質接合、好ましくは２個または３個の構成部材間の物質接合を得ることができる。したがって、これらは、接合領域で上下に重ね合わされるように配置される。オーバーラップ領域での垂直切断面では、それぞれ２個の互いに接触している構成部材の間に存在する平行な接合領域の数は、（ｎ−１）に等しい。
　加圧溶接による拡散接合の作製においてさらに特徴とされているのは、酸化物分散強化貴金属合金構成部材が、オーバーラップ領域を形成するようにして接合領域で上下に重ね合わされて配置もしくは位置決めされ、熱作用域において、溶接装置の送り方向ないし互いに結合されるべき構成部材の送り方向に順々に続けて局所的にオーバーラップ領域の両面に均一に熱が供給されることによって、上記オーバーラップ配置により形成される酸化物分散強化貴金属合金構成部材の当接部位が流動可能な状態に変えられ、さらに圧力が加えられながら可塑的に一体化されるという点である。個々の当接部位を接合する際に生じる隣接した２個のナゲットの間の距離は、送り方向に関して、この方向でのナゲットの寸法よりも小さい。したがって、加圧溶接法を介して、一貫した溶接継ぎ目により接合が行われ、これにより、熱作用域の部分で非常に均一な構造を得ることができる。こうして出来た接合部は、高い耐久性を特徴とする。
　構成部材または溶接装置の送り速度、プレス圧および供給される熱等、プロセスパラメータを互いに、さらに追加的に最適調整することにより、溶融を制御することができ、これにより、接触面、すなわち両構成部材間の当接部位でのみ溶融が生じるようになる。このようにして、溶接継ぎ目領域の完全な溶融を回避することができる。この場合、溶融域の深さが僅かであることにより、好ましいことに、酸化物分散強化貴金属合金構成部材の熱作用域において、微粒子構造の変化が生じない。
　送り方向に関してナゲットの密度を非常に高く選定すると、送り方向の長さにわたって略均一な継ぎ目厚を有する継ぎ目を実現することができる。このような接合部は、酸化物分散強化貴金属合金からなる多数の個別の半製品から、貴金属で覆われた構造要素を作製するのに特に適しており、構造要素の幾何学的形状は、これらの構成部材の接合により決まり、これらの構造要素は、物質的に一体な接合部を含む構造要素の均一な特性が要求されるような当該構造要素を高い熱的および機械的負荷にさらす処理プロセスにおいて、ツールまたはガイド手段として組み入れることができる。このような構造要素は、例えば、ガラスを製造する場合に、特にガラス溶融物の均質化およびガイド等、ガラス溶融物を処理する目的のために、攪拌機、溝または供給ヘッドとして使用することができる。
　加圧溶接法として、直線スポット溶接法（Reihenpunktschweissverfahren）もしくはシーム溶接法が使用されることが好ましく、この場合、継ぎ目接合部（シーム接続部）は、送り方向に関して、１列または２列で設けられ、即ち、薄板金としての構成部材を形成する場合には、送り方向で、１列の継ぎ目または２列の平行な継ぎ目が設けられる。このような材料接合は、高い強度において際立っている。
　熱供給は、様々なエネルギー形態を介して確保することができる。好ましくは、電気エネルギーまたは超音波を使用する。本発明による方法の特に好ましい実施形態では、溶接法として、抵抗溶接法を使用する。この方法では、少なくとも１つの電源に接続可能かつオーバーラップ領域の両面に配置されかつ各構成部材に作用する少なくとも１つの溶接電極を介して、該溶接電極に電流が短時間作用する際、構成部材における高い接触抵抗により、必要な溶融熱が生成される。この場合、必要なプレス圧は、電極により生み出される。酸化物分散強化貴金属合金構成部材の溶融深さは、この場合、電流の強さおよび／または送り速度および／またはプレス圧の関数として制御することができる。
　好ましくは、抵抗溶接法として、ローラ・シーム溶接法（Rollennahtschweisverfahren）を使用し、その際、オーバーラップ領域の両面に互いに向かい合うように、ローラ電極の構成とされた溶接電極を配置する。これらの溶接電極は、回転可能に支持されていて、両電極の少なくとも一方が駆動可能とされ、これにより、構成部材を送るために回転運動を使用することができるようになっている。ローラ電極は同時に、構成部材に圧力をかける。ローラ電極は、特に好ましい実施形態では、斜角面に加工（angefast）されていてもよい。この斜角面部（Fase）は、構成部材の厚さの３から７倍の大きさを有する。この解決手段により、最小の費用で、非常に高い溶接継ぎ目密度を実現することができ、これが、送り方向への継ぎ目長さ寸法全体にわたって均一な継ぎ目厚を有する継ぎ目に反映される。プレス圧を変えるために、ローラ電極は、構成部材に対して進退自在に移動可能に支持されている。
　好ましい実施では、電極は、冷却され、好ましくは水冷されている。
　可能な限り均一な肉厚、すなわち接合領域の中と外とで同じ肉厚を有する、複数の構成部材からなる材料接合を実現するために、酸化物分散強化貴金属合金構成部材は、特に好ましい発展形態では、それぞれ接合領域で斜角面に加工され、このようにして得られた斜角面部表面の所で、構成部材が互いに重なるようにオーバーラップされて配置される。これにより、構成部材を一平面内に配置することができ、このとき、２個の構成部材からの溶接により生じる材料接合の肉厚は、溶接継ぎ目の所で、もしくは、溶接継ぎ目の直ぐ近くで、個々の構成部材の肉厚と変わらなくなる。機械的な再圧縮も、接合領域の厚化をもたらさない。このような接合部は特に、構成部材を組み合わせて構造要素にするのにに適しており、これは、例えば、材料接合の長さ全体にわたる均一な熱伝達特性が重要になる工程に用いることができる。
　可能な限り広いオーバーラップ領域を実現するために、斜角面部表面の長さは、構成部材の断面で見て、構成部材の厚さの数倍、特に、少なくとも２倍から５倍とされている。
　斜角面に加工された構成部材においてプレス圧が作用している間に、溶接姿勢で互いに重なっている構成部材がずれたり、滑ったりすることを防止するために、好ましい発展形態では少なくとも、接合領域内の、好ましくはオーバーラップ領域全体における斜角面部表面は、表面粗さが大きくされている。これは例えば、次に挙げる値の少なくともいずれかにより特徴付けることができる：
　−　１０点平均粗さ（Zehnpunkthoehe）Ｒz（ＩＳＯに準拠して、それぞれ、５つの最高の山頂の標高（Profilkammhohe）および５つの最低の谷底の標高（Profiltaltiefe）の絶対値の算術平均）、
　−　算術平均粗さ値（arithmetischer Mittenrauhwert）Ｒａ（粗さ基準長さにおける粗さ曲線の絶対値つまり平均線からのずれの大きさの算術平均）、
　−　最大谷底標高（Maximale Profiltaltiefe）Ｒｍ（平均線から最も深い谷底までの距離）、
　−　最大高さ（Maximale ProfiIhoehe）Ｒｙ＝Ｒｔ（山頂線と谷底線との間の距離Ｒｙ＝Ｒｐ＋Ｒｍ）、
　−　最大山頂標高（Maximale Profilkuppenhoehe）ＲP（基準長さ内での、平均線から最高の山頂までの距離）、
　−　平均表面粗度（Gemittelte Rauhtiefe）Ｒz（評価長さの中の、５つの基準長さの粗さ特性値の平均値）
　粗化（Aufgerauhten）された、つまりざらざらにされた面の部分の平均表面粗度は、互いに接合されるべき構成部材の平均表面粗度の１０〜１００倍である。
　通常、粗化された表面は、Ｒz〜４０μｍからＲz〜１２０μｍの粗さを有する。
　必要な粗さは、既に斜角面に加工する際に決まった切刃を用いて切断することにより、または不定の切刃で切断してから後続の表面処理、例えば研磨により得ることができる。特に好ましい実施では、構成部材は、斜角面領域において、圧延エンボス加工により意図通りに粗化される。この粗化により、構成部材が互いに滑って分離すること（Auseinandergleiten）が確実に回避され、これにより、溶接継ぎ目の、したがって、出来た物質接合もしくは構造要素のより高い形状精度がもたらされる。さらに、出来た溶接継ぎ目は、平滑な面による溶接継ぎ目よりも高い耐性に特徴がある。というのも、粗化により、溶接パラメータを一層良好に制御することが可能となるためである。なぜなら、計画的に粗化することにより、電流の境界通過に関して基準となる接触面が、粗化された領域の互いに入り込んだ押圧によって、一層均一になるからである。
　接合領域に斜角面に加工された接合面を有する、本発明により作製された物質接合のもう１つの利点は、溶接された物質接合全体に、例えば、溶接継ぎ目に対して垂直方向に延びる襞付けを構成部材または接合領域に施すことを可能にするさらなる処理工程を行えることである。
　拡散接合を作製するために選択された方法に関わらず、本発明による解決手段の特に好ましい発展形態では、溶加剤を使用するようにする。溶加剤は、酸化物分散金属材料からなる互いに接合されるべき２つの材料もしくは構成部材の間の接合領域に配される。溶加剤は、接合領域内の互いに向かい合っている少なくとも１つの接合面上に、別体の部材、そうでなければコーティングといった形態で形成することができる。溶加剤としては、特に可延性の溶融合金された合金、例えば、ＰｔＡｕ５、ＰｔＩｒ１，純粋Ｐｔ、さらに、より硬い合金、例えばＰｔＲｈ５、ＰｔＲｈ１０、ＰｔＩｒ３が適している。
　溶加剤により、互いに接合されるべき２つの材料の間にかなり良好な接合を実現することができる。というのも、２つの材料の間の接着傾向が明らかに高まるためであり、これにより、製作費用がかなり低減される。さらに、接合域の熱的および機械的な耐性がかなり向上する。この効果は、オーバーラップ域の表面に生じた酸化物が、溶加剤の可延性材料の中に押し込まれ、これにより、２つの材料の間により強固な接合が得られる点に基づいている。
　好ましくは、少ない費用で実現することができるので、互いに接合されるべき材料の間の接合領域に、少なくとも１枚の貴金属フォイルを挿入する。これは好ましくは、２０μｍから２００μｍの厚さを特徴とする。通常、貴金属フォイルの厚さは、３０μｍから１５０μｍ、特殊な場合には、２５０μｍまでである。次いで、後続の高温でのハンマー鍛造により、２つの材料を極めて容易に互いに接合することができる。ハンマー鍛造された接合域を通る研削断面の写真は、元のフォイルが３０μｍ未満の厚さを形成するような溶接継ぎ目が出来ることを示している。本来の溶接中の拡散プロセスにより、非常に耐性のある材料接合がこの領域内に生じる。圧延された白金フォイルの代わりに、フォイル状の金を使用することもできる。フォイル自体が全て、上述の合金から構成されてもよいが、上述の合金からなる然るべき強さのコーティングだけを有するものでもよく、この場合、接合されるべき構成部材とは、コーティングを介して接触する。さらに、フォイルを１枚だけ使用するのではなく、フォイルの組を使用する可能性もある。即ち、ｎ+１枚のフォイルを互いに接合させることもできる。なお、この場合、N≧１である。
　別の実施形態では、フォイルを挿入する代わりに、オーバーラップ領域内の互いに接合されるべき材料の各接触域を、薄い貴金属層で、フォイルの場合と同様に、例えば白金合金により、フォイルを溶接するようにしてコーティングすることができる。このコーティングは例えば、電気メッキにより、または電流を使わずに析出により着設することができる。さらに、熱的な噴射プロセスによるコーティングも考えられる。好ましくは、３０μｍから８０μｍの厚さを有する層を着設する。
　拡散接合部を作製するため、既に前記したように、ローラ・シーム溶接法による加圧溶接法でさらに処理される場合には、中間層としてのフォイルを用いたハンマー鍛造による機械的な再圧縮によるハンマー溶接継ぎ目の作製は、特に簡単である。この場合、２個の構成部材もしくは互いに接合させるべき材料の間に、フォイルが接合される。ローラ・シーム溶接により、２個の構成部材を互いに堅固に接合する。決定的な利点は、酸化物の形態の不純物がフォイルと構成部材との間に来ないことである。酸化物の形態の不純物は、常に溶接継ぎ目の脆弱化を意味し、負荷が加わった状態下で継ぎ目が役立たなくなる可能性がある。それで、後続の処理ステップでは先ず、接合箇所を高温でハンマー鍛造する。タングステン‐電極およびモリブデン‐電極を使用することにより、ローラ・シーム溶接時におけるさらなる付加的な改善を実現することができる。銅もしくはその合金からなる電極を使用すると、接合されるべき貴金属薄板金への電極の付着が見受けられることが極めて多いので、溶接パラメータの選択が極めて限られてしまう。好ましい電極材料では、溶接パラメータ、特に電流の強さおよびプレス圧を、非常に広い範囲で変動させることができるので、互いに接合されるべき材料の間の接触部での溶融が溶接の際に生じないにも関わらず、十分な接合を実現することができる。この場合、この接合は、純粋な拡散接合である。モリブデンまたはタングステンにおける低い接着傾向は、揮発性酸化物が形成されることによって引き起こされ、この揮発性酸化物は、高温での溶接の間に蒸発する。
　さらに、ローラ・シーム溶接の方法での特別な利点の１つは、非常に薄い肉厚を有する薄板金もしくはフォイルでさえ、互いに溶接することができることである。その際には、最終的に非常に僅かなハンマー鍛造しか要らない。したがって上記の方法は好ましくは、比較的薄い、特に、５０μｍから約５ｍｍ、特殊な場合には、それ以上の厚さの薄板金を溶接するのに使用することができる。
　もう１つの利点は、ＰｔＲｈ１０をベースとするＯＤＳ合金を、溶融冶金的に作られた標準合金（ＰｔＲｈ、Ｐｔ‐ＡｕおよびＰｔ‐Ｉｒ）に直接接合することができることである。鍛造の際に継ぎ目が形成されることにより、２つの材料の間に急激な移行が生じず、連続的な移行が生じる。この連続的な物質移行も、熱機械的特性に関する利点を持つ。
　構成部材は、溶接継ぎ目を作製する際には、一般に本発明の方法では、溶接装置の然るべき配置や姿勢において、その位置や姿勢に関して、以下のような溶接姿勢により特徴付けることができる：
　−　組み合わされた下向きおよび上向き（Wannen- und Uberkopflage）、即ち、構成部材は、水平面に向きが整えられ、溶接法に必要な熱供給および可塑変形に必要な押圧が、垂直に、即ち、接合されるべき構造要素に対して直行する方向において上からも下からも行われる。
　−　組み合わされた水平向きおよび半上向き、即ち、接合されるべき構成部材が、水平に対して角度をなして向きが調整され、溶接装置が構成部材に対してこれに対応して垂直になっている。
　−　横向き、即ち、接合されるべき構造要素は、垂直方向に設置されており、溶接法に必要な熱供給および可塑変形に必要な押圧は、これと垂直に、即ち水平方向において、接合されるべき構造要素に対して行われる。
　本発明による方法の使用に関連して、個々の構成部材の実施形態に制限はない。酸化物分散強化貴金属合金構成部材は、平らな薄板金要素だけでなく、成形された薄板金要素もしくは例えば管等の中空体でもよい。
　本発明による方法を用いると、酸化ジルコンおよび／または酸化イットリウムを微粒子安定剤として含有する酸化物分散強化貴金属合金を良好に溶接することができる。この方法は好ましくはさらに、酸化物分散強化白金ベースの合金、即ち純粋な白金、白金‐ロジウム、白金‐金および白金‐イリジウムを溶接するのに適している。この場合、同じ組成の材料だけでなく異なる材料からなる構成部材も互いに溶接することができる。
　本発明による解決手段を以下に、図面に基づき詳述する。
　図１ａおよび図１ｂは、２個の構成部材３，４、特に２個の酸化物分散（ＯＤＳ）金属材料もしくは酸化物分散強化貴金属合金からなる２個の構成部材の熱的および機械的に高い負荷をかけることができる物質的に一体な接合２を実現するための本発明による方法の第１のステップの原理、拡散接合部２５の作製を、溶接装置１の断面により概略的に簡略化して示しており、ここでは、拡散接合部２５を作るためのステップの特別に有利な実施形態に適うようになっている。図１ａは、２個の構成部材３，４の送り方向での断面図であり、図１ｂは、送り方向を横切る断面図である。
　溶接されるべき２個の構成部材３，４は、溶接姿勢において、特に好ましい実施形態では、共通の平面Ｅ１内に配置されるが、その際、２個の構成部材３，４は、接合領域５で、重ね合わせられるように配置されている。接合領域５とは、２個の構成部材３，４の直接的な物質的に一体な接合部と特徴付けられる領域のことである。オーバーラップ部の軸線方向の長さｌにより、オーバーラップ領域６が規定される。この際、２個の構成部材３，４は、特に好ましくは、少なくともオーバーラップ領域６でそれぞれ、斜角面部７，８を有し、これらの斜角面部７，８は、向きが調整され、これにより、２個の構成部材３，４の溶接姿勢で、斜角面部７の斜角面部表面９と斜角面部８の斜角面部表面１０とが互いに向き合い、互いに面同士合わさるようになっている。溶接姿勢で構成部材３，４が互いに滑って位置ずれを起こすことを回避するために、少なくとも、熱および力が加えられて互いに物質的に一体に接合される斜角面部表面９，１０の面の一部、より好ましくは斜角面部表面９，１０全体、の表面粗さが大きくされている。ここで、表面粗さは、例えば、平均表面粗度または他の粗さ特性値により特徴付けることができる。表面の望ましい粗化は、既に作製の際に、すなわち、斜角面部を設ける際に、または斜角面部表面の事後的な表面処理により行うことができる。具体的な選択は、この分野の当業者が想到する範囲内である。
　選択された方法は、図示された実施形態では、抵抗溶接法、好ましくは抵抗ローラ・シーム溶接法である。この方法では、重ね合わせるように配置することでできる酸化物分散強化貴金属合金構成部材３，４の当接部位が、互いに接合されるべき構成部材３，４の送り方向に局所的に次々に続けて、熱作用域ＷＥＺ内でオーバーラップ領域６の両面から均等に熱供給されることにより、こねあわすことができる状態に変えられ、さらに、圧力が加えられた状態で、好ましくは一定の圧力が加えられた状態で、可塑的に一体化される。このとき、個々の当接部位を接合する際に生じる隣接する２個のナゲット間の距離は、送り方向に関して、この送り方向におけるナゲットの寸法よりも小さい。本発明により、熱作用域での加熱は、互いに溶接されるべき構成部材３，４の溶融温度未満の温度、好ましくは、より低い溶融温度を有する構成部材の溶融温度の０．７〜０．９倍の値に相応する温度で行われる。そのために、溶接装置１は、少なくとも２個の溶接電極１１，１２を有している。これらの溶接電極１１，１２は、オーバーラップ領域６内の２個の構成部材３，４に設けられ、かつ構成部材３または構成部材４にそれぞれ作用を及ぼすように対向配置され、かつエネルギー源１３により電流が供給可能とされている。これらの溶接電極１１，１２は、図示されている実施形態では、ローラ電極である。ローラ電極は、両方とも、回転可能に支持され、好ましくは、両方のうちの少なくとも１個が、駆動可能とされている。必要な溶融熱は、溶接電極１１，１２に電流を短時間作用させる際に、構成部材３，４上での高い接触抵抗により生じさせる。必要なプレス圧は、電極１１，１２を介して生じさせる。このことは、ローラ電極としての実施形において、構成部材３，４を送り方向へ輸送するのに役立つ。酸化物分散強化貴金属合金構成部材３，４上での、それも特に互いに接触している斜角面部表面９，１０上での溶融深さは、この方法では、電流の強さおよび／または送り速度および／またはプレス圧ｐの関数として制御することができる。そのため、非常に概略的に示されてはいるが、制御装置１４が備えられている。制御装置１４は、上記のパラメータを調整するための調節装置に接続されている。プレス圧ｐは、例えば、互いに接合されるべき構成部材に対向する溶接電極１１，１２が移動可能とされていることを用いる等して、プレス力Ｆを変更することによって得られるが、この様子は、図中、溶接電極１１の軸受け１５における両方向矢印により示されている。送り速度は、ローラ電極１１，１２の回転数Δｎを変えることにより調整することができる。さらに、電流の強さをΔＩだけ変化させることもできる。本発明により、溶接電極１１，１２を介してのエネルギー供給は、完全な接合ではなく、拡散による接合が実現されるように行われる。溶接電極１１，１２のための電極材料として好ましくは、接合されるべき構成部材３，４と反応しない材料を選択する。したがって好ましくは、モリブデン、タングステンまたはこれらの合金からなる電極を使用する。
　図１ａのＩ‐Ｉ断面図から分かるように、個々の当接部位を接合する際に生じる隣接する２個のナゲット、本図で例えば２５．１３及び２５．１４の送り方向に関する距離ａは、この送り方向でのナゲット２５．１３の寸法ａｌよりも小さい。非常に高いナゲット密度、したがって継ぎ目密度では、送り方向の長さにわたって、ほぼ均一な継ぎ目厚ｄを有する継ぎ目１６として、物質的に一体な接合２５を形成することがきる。
　図１ａおよび図１ｂに示されている実施形態では、継ぎ目は例えば１列とされている。
　図１ｃは、図１ａの発展形態を表しており、この形態では、斜角面部表面９，１０の間のオーバーラップ領域６に、金属フォイル１７とされた溶加剤２６が設けられている。フォイル１７の厚さは好ましくは、３０μｍから１５０μｍである。フォイルとしては、特に可延性の溶融合金された合金、例えば、ＰｔＡｕ５、ＰｔＩｒ１、純粋Ｐｔ、さらに比較的硬い合金、例えばＰｔＲｈ５、ＰｔＲｈ１０、ＰｔＩｒ３が適している。この方法の長所は、ローラ・シーム溶接プロセスの間に、不純物が、フォイル１７と構成部材３，４との間に来ることができない点にある。
　フォイル１７は、送り方向にも、送り方向を横切る方向にも、溶接領域５全体にわたって広がるような大きさとされ、このとき、オーバーラップ領域６の少なくとも一部の部分領域、好ましくは全体領域を特徴とするようになっていることが好ましい。
　図１ｄには、第２のステップの原理、つまり図１ａから図１ｃによる拡散接合部２５のための高温下での機械的な再圧縮の原理（これにより物質的に一体な接合２が得られる）が概略的に簡略化して示されている。これに関して、接合領域５内の拡散接合部２５に打撃様の局所的な負荷をもたらす装置１８が設けられ、さらに、接合領域を非常に高い温度に加熱する装置１９が設けられている。ただし、このときの温度は、酸化物分散金属材料からなる互いに接合されるべき材料もしくは構成部材３，４の溶融温度未満にあるものとされている。これは、ローラ・シーム溶接法の直後に、即ち共通の装置内で行うことができる。この場合、この実施形態の装置に関する費用は非常に高く、特殊装置によってのみ実現することができる。このことは、互いに接合されるべき構成部材３，４が、送り方向に装置１９ならびに装置１８に供給されることを意味している。装置１９および装置１８も、空間的に一つに組み合わされているか、または別々に前後して接続されていてもよい。しかしながら、機械的な再圧縮の第２のステップは、空間的および時間的に第１のステップとは別にずらして行われることが好ましい。この場合、構成部材３，４を先ず、溶接装置１中で、ローラ・シーム溶接法で接合させる。溶接装置１を通過した後に、こうして作製された拡散接合部２５を先ず１度、中間貯蔵し、次いで、もう１つの第２のステップに、即ち、溶接プロセスに対して時間的に間を置いて、機械的な後加工、特に再圧縮を行う。上記の選択は、この分野の当業者が想到し得る範囲内である。
　再圧縮するための加熱は、直接電流を流すことにより行うことが好ましい。そこで、これに関して、装置１９を配置することができる。ここで、再圧縮は、図示されているように、片面で行うことができる。この場合、装置１８は、拡散接合部２５により接合された構成部材３，４に対して移動可能に支持されていて、突いたりもしくは叩いたりするような（打撃様）負荷を構成部材３，４にもたらす第１の部分装置を備えている。第２の部分装置は、構成部材３，４を支えている。しかし、打撃様の負荷を拡散接合部２５の両面に負荷することにより、機械的な再圧縮を実現することもできる。
　図２ａおよび図２ｂは、図１ａおよび図１ｂによる酸化物分散強化貴金属合金構成部材３．２，４．２を加圧溶接するための本発明による方法の簡単な実施形態を示している。なお、この実施形態では、構成部材３．２，４．２を一平面Ｅ１内に配置することはしなかった。構成部材３．２，４．２は、２つの平面Ｅ１，Ｅ２で、互いに重ね合わせられるように配置されている。即ち、斜角面部７もしくは８を設けることはしなかった。この場合には、２つの構成部材の重なり部分が、オーバーラップ領域６．２を決めている。溶接装置１．２の基本構造は、図１ａに示されている基本構造に対応しているので、同じ要素に対しては、同じ符号が使用されている。溶接装置１．２の機能に関しては、図１ａの場合の記載を参照されたい。図２ｂは、図２ａの断面ＩＩ‐ＩＩを示している。この場合にも、個々の当接部位を接合する際に生じる隣接する２個のナゲット、この場合、ナゲット２５．２３，２５．２４との間の距離ａ２は、送り方向に関して、この送り方向でのナゲット２５．２３の寸法ａｌ２よりも小さいことが分かる。非常に高いナゲット密度、したがって継ぎ目密度では、送り方向の長さにわたって、ほぼ均一な継ぎ目厚ｄを有する継ぎ目１６．２として、拡散接合部２５．２を形成することができる。
　図２に図示されている継ぎ目１６．２も、１列とされている。しかし、この構成部材３．２，４．２のような配置においても、２列の継ぎ目が可能である。この実施形態では、第２の平行継ぎ目１６．２２が、継ぎ目１６．２に対して距離を置いて設けられている。この第２の平行継ぎ目１６．２２は、こういった構成も可能であることを説明するためにのみ、破線で図２ａに示されており、好ましくは、ここには図示されていない溶接電極１１．２および１２．２に対して平行に配置されているさらなる溶接電極によって形成可能とされている。
　図２ｃは、図２ａの発展形態を示しており、接合領域５．２に溶加剤２６．２が設けられている。溶加剤２６．２は、少なくとも、互いに接合されるべき２個の構成部材３．２もしくは構成部材４．２のオーバーラップ領域６．２における接触面２２．２または接触面２３．２、好ましくは互いに向き合っている２つの接触面２２．２，２３．２のコーティング（被覆）を備えている。溶加剤２６．２のための材料選択および作用原理は、図１ｃの記載に対応している。
　図１ａから図１ｃでは、拡散接合部２５を実現するために、加圧溶接法に基づくものとしていたが、図３は、変更された溶融溶接法によるまた別の可能性を示している。２個の構成部材３．３，４．３は、斜角面部を有し、２個の構成部材３．３，４．３は、斜角面部の領域で、つまり、図１ａおよび図１ｂに図示されているように、送り方向でも、これに交わる方向でも、幅広く重なり合う状態で配置されている。２個の構成部材３．３，４．３との間の接触面、特に接触面２２．３，２３．３には、オーバーラップ領域６．３が形成される。溶接装置１．３として、ティグ溶接装置２０が用いられる。ティグ溶接装置２０は、少なくとも１個の電極２１を有している。電極２１は、接合領域５．３内のオーバーラップ領域６．３に対して設けられていて、オーバーラップ領域６．３内の２個の接触面２２．３，２３．３の間でのエネルギー供給を可能にしている。ここで、互いに溶接されるべき構成部材２．３，４．３のいずれも、本来の溶接プロセスでは完全には接合されずに、上部領域のみで接合される。ティグ溶接継ぎ目２４の溶融域は、２個の構成部材４．３または構成部材３．３の一方の薄板金厚の約１５〜２５%しかない。ティグ溶接継ぎ目２４を形成するための続く工程において、構成部材は、また別の第２のステップで、ハンマー鍛造により機械的に再圧縮される。図３ｂに図示されているように、このステップは、溶接プロセスに直接接続されていてよく、その際、与えられるエネルギーの供給が同時に、ハンマー鍛造のプロセスのための温度を決定する。また、本実施形態では、局所的な打撃様の負荷を与えるための然るべき装置１８が設けられている。ここで、この装置は、溶接装置１．３の送り方向後ろ側に接続されている。さらには、装置１８には、拡散接合部２５．３を加熱するための装置１９が前置されていてもよい。別構成として、例えば図１ｄに図示されているように、２つのステップを空間的および時間的に離すことも可能である。いずれの場合にも、最終生成物は、不可分の物質的に一体な接合部２．３である。
　図４ａは、２つの互いに溶接されたＰｔＲｈ１０‐ＯＤＳ薄板金の溶接継ぎ目を通る金属組織学的な切削加工断面を示している。ここでは、ローラ・シーム溶接による第１のステップで接合を行った。最終的な拡散接合は、ハンマー溶接により行った。溶加剤は使用しなかった。オーバーラップ領域のもとの接触面の領域に、組織上の差異をもはや認めることはできない。これは、特に中央の写真から明らかである。
　図４ｂは、２個の互いに溶接されたＰｔＲｈ１０‐ＯＤＳ金属構成部材の溶接継ぎ目を通る金属組織学的な切削加工断面を示している。ローラ・シーム溶接により接合を行い、続いて、最終的な拡散接合をハンマー溶接により行った。この場合、オーバーラップ領域もしくは接合領域に、純粋な白金からなるフォイルを、互いに接合されるべき材料の間の溶加剤として載せた。ＯＤＳ材料の微粒子構造に比べて、フォイル中でのより大きな粒子構造を、明らかに認めることができる。
ローラ・シーム溶接法による本発明に係る方法の拡散接合を作製するための第１のステップの特に好ましい実施形態の原理を、溶接装置の断面図により極めて簡略化して示す図であって、互いに接合されるべき構成部材が接合領域において斜角面に加工されている様子を示す図である。 ローラ・シーム溶接法による本発明に係る方法の拡散接合を作製するための第１のステップの特に好ましい実施形態の原理を、溶接装置の断面図により極めて簡略化して示す図であって、互いに接合されるべき構成部材が接合領域において斜角面に加工されている様子を示す図である。 互いに接合されるべき２個の構造要素の接合領域内での貴金属フォイルの中間接合を用いた、図１ａおよび１ｂの発展形態を示す図である。 図１ａ〜図１ｃによる拡散接合をハンマー鍛造により機械的に再圧縮する形態の第２のステップの原理を極めて簡略化して示す図である。 ２つの平面内に設置された構成部材で拡散接合を作製するための方法を、図１ａの断面図により示す図である。 ２つの平面内に設置された構成部材で拡散接合を作製するための方法を、図１ｂの断面図により示す図である。 接合領域におけるコーティングの形で溶加剤を用いる拡散接合の作製を、図２ａの実施形態により示す図である。 変更された溶融溶接法を用いて拡散接合を実現するためのもう１つの可能性を極めて簡略化して示す図である。 ２個の酸化物分散（ＯＤＳ）金属材料の接合に基づいた、図３ａに示されている溶接法と、高温下での後置もしくは後続の機械的圧縮との組合せを、極めて簡略化して示す図である。 溶加剤を用いないローラ・シーム溶接およびその後の再圧縮による、物質的に一体な接合部の金属組織学的な断面を示す図である。 溶加剤を用いるローラ・シーム溶接およびハンマー溶接による、物質的に一体な接合部の金属組織学的な断面を示す図である。
符号の説明
　１，１．２，１．３・・・溶接装置
　２，２．２，２．３・・・接合部
　３，３．２，３．３・・・第１の構成部材
　４，４．２，４．３・・・第２の構成部材
　５，５．２，５．３・・・接合領域
　６，６．２，６．３・・・オーバーラップ領域
　７，８・・・斜角面部
　９，１０・・・斜角面部表面
　１１，１１．２，１２，１２．２・・・溶接電極
　１３・・・電流源
　１４・・・制御装置
　１５・・・軸受け
　１６，１６．２・・・継ぎ目
　１７・・・貴金属フォイル
　１８・・・装置
　１９・・・接合領域を加熱するための装置
　２０・・・ティグ溶接装置
　２１・・・電極
　２２．２，２２．３，２３．２，２３．３・・・接触面
　２４・・・ティグ溶接継ぎ目
　２５，２５．２，２５．３・・・拡散接合
　２６，２６．２・・・溶加剤
　Ｅ１，Ｅ２・・・平面
　Ｌ・・・オーバーラップ領域の長さ
　ＷＥＺ・・・熱作用域

Claims (49)

  1. 　溶接により、酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法、特に、酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料からなる構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）の材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法において、
    　溶接プロセスとして、前記互いに接合されるべき材料もしくは構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を上下に重ね合わせるように配置してオーバーラップ領域（６；６．２；６．３）を作り、さらに前記互いに接合されるべき材料もしくは構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を接合領域（５；５．２；５．３）において当該材料もしくは構成部材の溶融温度未満の温度で加熱して溶接し、少なくとも部分的に拡散接合部（２５；２５．２；２５．３）を作り、
    　前記拡散接合部（２５；２５．２；２５．３）を、前記互いに接合されるべき材料もしくは構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）の溶融温度未満である温度に加熱し、機械的に再圧縮することを特徴とする材料接合した不可分の接合部を作製する方法。
  2. 　前記接合領域（５；５．２；５．３）内では、前記互いに接合されるべき材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）のうちより低い溶融温度を有する材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）の溶融温度の０．６〜０．９倍以内の温度範囲で、当該互いに接合されるべき材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を加熱することを特徴とする請求項１に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  3. 　前記溶接プロセスの直後に前記拡散接合部（２５；２５．２；２５．３）の機械的な再圧縮を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  4. 　前記溶接プロセスによるエネルギー供給に対応する温度で前記拡散接合部（２５；２５．２；２５．３）の機械的な再圧縮を行うことを特徴とする請求項３に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  5. 　前記溶接プロセスとは時間的および位置的にずらして前記機械的な再圧縮を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  6. 　より低い溶融温度を有する前記材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）の溶融温度の０．６〜０．９倍以内の範囲の温度で前記拡散接合部（２５；２５．２；２５．３）を加熱することを特徴とする請求項３または請求項５に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  7. 　直に電流を流して前記拡散接合部（２５；２５．２；２５．３）を加熱することを特徴とする請求項３，５または６のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  8. 　ハンマー鍛造の形で絶えず叩くような打撃様の負荷を前記拡散接合部（２５；２５．２；２５．３）上に加えることにより、前記機械的な再圧縮を行うことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  9. 　前記打撃様の負荷を両面から同時に前記拡散接合部（１５；２５．２；２５．３）上に加えることを特徴とする請求項８に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  10. 　溶加剤を用いずに溶接プロセスを行うことを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  11. 　前記接合領域（５；５．２；５．３）内の前記互いに接合されるべき材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）の間に配置した溶加剤（２６，２６．２）を用いて前記溶接プロセスを行うことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  12. 　前記接合領域（５）内の前記互いに接合されるべき材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）の間に、前記溶加剤（２６）として、少なくとも１枚の貴金属フォイル（１７）を配置することを特徴とする請求項１１に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  13. 　薄板金よりも可延性の貴金属フォイル（１７）を使用することを特徴とする請求項１２に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  14. 　前記貴金属フォイル（１７）を２０μｍから２００μｍの範囲の厚さにすることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  15. 　上下に重ね合わされた状態で配置された２枚の貴金属フォイル（１７）を設けることを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  16. 　前記溶加剤（２６．２）として、前記接合領域（５．２）内の前記互いに接合されるべき材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）の互いに向き合っている接触面（２２．２，２３．２）上に設けられた貴金属コーティングを使用することを特徴とする請求項１１に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  17. 　前記溶加剤（２６；２６．２）を次に挙げる合金：
    　Ｐｔ、
    　Ｐｔ‐Ｉｒ、
    　Ｐｔ‐Ａｕ、
    　Ｐｔ‐Ｐｈ
    のいずれかまたはこれらの組合せにすることを特徴とする請求項１１から請求項１６のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  18. 　重ね継ぎ手の特徴をなすように、前記接合領域（５；５．２）内の前記材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を配置することを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  19. 　平行継ぎ手の特徴をなすように、前記接合領域（５；５．２；５．３）内の前記互いに接合されるべき材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を上下に重ね合わせるように配置して前記オーバーラップ領域（６；６．２；６．３）を作ることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  20. 　前記接合領域（５；５．３）内の前記互いに接合されるべき材料（３，４；３．３，４．３）にそれぞれ、斜角面部（７，８）を設け、該斜角面部を、斜角面部表面（９、１０）上で上下に重なり合うように配置することを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．３）を作製する方法。
  21. 　前記酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．３，４．３）を一平面Ｅ１内に配置し、前記オーバーラップ領域（６；６．３）が前記斜角面部表面（９、１０）全体にわたって広がるようにすることを特徴とする請求項２０に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．３）を作製する方法。
  22. 　斜角面部長さ（ｌ）を、構成部材（３，４；３．３，４．３）の厚さの２〜５倍の値に対応させることを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．３）を作製する方法。
  23. 　前記接合領域（５；５．３）内にある少なくとも一部の前記斜角面部表面（９、１０）が、前期構成部材（３，４；３．３，４．３）の他の面よりも高い表面粗さを持つようにすることを特徴とする請求項２０から請求項２２のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．３）を作製する方法。
  24. 　前記斜角面部（７，８）を作るときに予め、あるいは圧延エンボス加工による後加工の間に、前記斜角面部表面（９、１０）が前期構成部材（３，４；３．３，４．３）の他の残りの面よりも高い表面粗さを持つようにすることを特徴とする請求項２３に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．３）を作製する方法。
  25. 　前記斜角面部表面（９、１０）全体が高い表面粗さを持つようにすることを特徴とする請求項２０から請求項２４のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．３）を作製する方法。
  26. 　粗化された領域の平均表面粗度ＲZを、４０μｍから１２０μｍ以内の値にすることを特徴とする請求項２０から請求項２５のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．３）を作製する方法。
  27. 　ｎ個の前記酸化物分散強化材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を接合するために、前記オーバーラップ領域（６．２）を通る垂直切断面において平行で、それぞれ２個の前期構成部材（３．２，４．２）の間に存在する前記接合領域（５．２）の数を、ｎε［ο，３］となる（ｎ−１）と同じにすることを特徴とする請求項１から請求項２６のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  28. 　重ね合わせるように配置してできる前記酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）の前記当接部位を、熱作用域（ＷＥＺ）内の前記オーバーラップ領域（６；６．２）の両面において、溶接装置（１；１．２）または互いに接合されるべき構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）の送り方向に局所的に次々に続けて均一な熱供給を行うことにより流動可能な状態にし、圧力を加えながら可塑的に一体化し、その際、個々の当接部位の接合の際に生じる隣接する２つのナゲット（２５．１３，２５．１４；２５．２３，２５．２４）の間の、送り方向に関する距離（ａ、ａ２）が、この送り方向でのナゲット（ａｌ；ａｌ２）の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項２７のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  29. 　溶接法として、シーム溶接法を使用し、送り方向に関して１列または２列でシーム接続部（１６；１６．２；１６．２２）を設けることを特徴とする請求項２８に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  30. 　送り方向に互いに隣接しているナゲット（２５．１１，２５．１２，２５．１３，２５．１４；２５．２１，２５．２２；２５．２３，２５．２４）によって継ぎ目（１６；１６．２）を形成し、該継ぎ目が送り方向で継ぎ目厚（ｄ）の変動がないか、変動が非常に僅かになる特徴を持つようにすることを特徴とする請求項２８または請求項２９に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  31. 　前記当接部位を流動可能な状態にするために必要な熱を、次のエネルギー源：
    　電気エネルギー、
    　超音波、
    　電磁誘導
    の少なくとも１つにより提供することを特徴とする請求項１から請求項３０のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  32. 　溶接法として抵抗溶接法を使用し、この抵抗溶接法では、電源に接続可能な少なくとも１つの溶接電極（１１，１１．２；１２，１２．２）を用い、前記溶接電極（１１，１１．２；１２，１２．２）に電流を短時間作用させる際に、前記構成部材上での高い接触抵抗により必要な溶融熱を両面においてそれぞれ生じさせることを特徴とする請求項３１に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  33. 　前記酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）の溶融深さを、電流の強さ（Ｉ）および／または送り速度および／またはプレス圧（Ｐ）の関数として制御可能にすることを特徴とする請求項１から請求項３２のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  34. 　前記抵抗溶接法として、ローラ・シーム溶接法を使用し、前記オーバーラップ領域（６；６．２）の両面に、回転可能に支持されたローラ電極の構成とされた溶接電極（１１，１２；１１．２，１２．２）を配置し、前記ローラ電極の少なくとも一つを駆動可能にすると同時に、前記ローラ電極により前記構成部材（３，４；３．２，４．２）に圧力を加えることを特徴とする請求項３２または請求項３３に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２）を作製する方法。
  35. 　プレス圧（Ｐ）を変えるために、前記ローラ電極を前記構成部材（３，４；３．２，４．２）に対して移動可能に支持することを特徴とする請求項３４に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２）を作製する方法。
  36. 　溶接法として、エネルギー供給に関して変更されたティグ溶接法を使用することを特徴とする請求項３１に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２．３）を作製する方法。
  37. 　前記互いに溶接されるべき構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を、異なる材料から構成することを特徴とする請求項１から請求項３６のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  38. 　前記互いに溶接されるべき構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を、Ｐｔ‐ＯＤＳまたはＰｔ‐Ａｕ５‐ＯＤＳまたはＰｔＲｈ１０‐ＯＤＳをベースとする酸化物分散材料から構成することを特徴とする請求項１から請求項３７のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  39. 　前記互いに溶接されるべき構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を、無強化の、即ち純粋な溶融合金材料から構成することを特徴とする請求項１から請求項３６のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  40. 　前記構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を、Ｐｔ、Ｐｔ‐Ａｕ、Ｐｔ‐ＲｈまたはＰｔ‐Ｉｒをベースとする材料から構成することを特徴とする請求項３９に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  41. 　前記互いに接合されるべき構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を、異なる厚さにすることを特徴とする請求項１から請求項４０のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  42. 　溶接姿勢として、下向きおよび上向きの組み合わされた姿勢を選択することを特徴とする請求項１から請求項４１のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  43. 　前記構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）を垂直に配置しかつ前記溶接装置（１；１．２）を横向きの姿勢にすることに特徴を持つ溶接姿勢にすることを特徴とする請求項１から請求項４１のいずれか１項に記載の酸化物分散金属材料すなわちＯＤＳ金属材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる材料接合した不可分の接合部（２；２．２；２．３）を作製する方法。
  44. 　請求項１から請求項４３のいずれか１項に記載の方法により接合されている、酸化物分散材料すなわちＯＤＳ材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる少なくとも２つの構成部材（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）から構成されている、酸化物分散材料すなわちＯＤＳ材料（３，４；３．２，４．２；３．３，４．３）からなる構造要素。
  45. 　ガラス溶融物を導くための案内要素として形成されていることを特徴とする請求項４４に記載の構造要素。
  46. 　溝または管として形成されていることを特徴とする請求項４６に記載の構造要素。
  47. 　ガラス溶融物を均質化するためのユニットとして形成されていることを特徴とする請求項４４に記載の構造要素。
  48. 　清澄用タンク、攪拌るつぼ、または攪拌機として形成されていることを特徴とする請求項４７に記載の構造要素。
  49. 　フィーダシステムまたは熱成形システムの構成要素として形成されていることを特徴とする請求項４５に記載の構造要素。

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