JP2008207233A - 積層部材の摩擦攪拌接合方法及び水素反応装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】融点が異なる金属を交互に3枚以上同時に積層接合できる摩擦攪拌接合方法を提供する。
【解決手段】第1の金属板1と、第1の金属板よりも融点の高い第2の金属板2とを交互に3枚以上積層した積層板を接合する方法であって、前記第1の金属板の側面が第2の金属板の側面よりも外側に突出するように積層し、前記第1の金属板の側面のみに接合ツール8を押圧して摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合方法を特徴とする。
【選択図】図4

Description

本発明は、被接合材の接合部に回転ツールを挿入し、前記回転ツールの回転により生じる摩擦熱を利用して接合を行う摩擦擬絆接合方法に係り、特に異種金属材料の積層接合方法に関する。
摩擦攪拌接合方法は、被接合材の材質よりも硬い材質の回転ツールを被接合材の接合箇所に挿入し、前記回転ツールを回転させながら、被接合材との相対移動によって発生する摩擦熱により接合する方法である。つまり、回転ツールと被接合材との摩擦熱による塑性流動現象を利用したもので、アーク溶接のように被接合材を溶かして接合するものではない。また、この接合方法は、従来の回転摩擦圧接方法のように被接合材同士を回転してお互いの摩擦熱により接合する方法とは異なる。回転ツールを用いた摩擦攪拌接合方法によれば、被接合材を接合線方向、つまり長手方向に連続的に接合できる。
摩擦攪拌接合技術によって重ね継手を接合する従来技術としては、先端面が平面状もしくは先端面に凹部を有する接合ツールを用い、その接合ツールを一方の部材側に圧入して摩擦攪拌させ、かつ、他の部材も摩擦攪拌することにより両者を接合する方法がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−314981号公報
例えば、都市ガスの改質器、有機ハイドライドからの脱水素反応を行う反応器では、反応温度を低温化させると共に高純度の水素を供給するために、水素分離膜を用いる。水素分離膜はパラジウム(以下、Pdと記す)、ニオブ、ジルコニウムなどを主体とした金属箔である。触媒は水素発生の反応が吸熱であるためにアルミニウム(以下、A1と記す)などの熱伝導の高い基材が用いられる。
反応器の製作において、融点が異なる金属を重ね接合するのにそれぞれの金属の変形抵抗が異なるため両方の部材を摩擦攪拌させて接合することが困難であった。例えばA1,Pd,Alの順に重ね合わせて3枚一度に接合する場合、A1の融点は660℃、Pdの融点はAlに比べはるかに高い。そのため、上板がA1の場合に中板であるPdが高融点で変形抵抗も大きいため塑性流動せず、Pdの下に配置したAlまでを摩擦攪拌接合できない問題があった。
一方、反応器は液体あるいは気体状物質を供給、脱水素反応を行うために用いられるが、この時、反応器内部が水素に曝され、水素脆化といった材質の性能低下の恐れがある。また、異種金属の接合部に生成される金属間化合物は疲労強度の低下などを引き起こし、水素脆化に関しても母材に比べ感受性が高くなることが予想される。
本発明の目的は、融点が異なる金属を交互に3枚以上同時に積層接合できる摩擦攪拌接合方法を提供することにある。
本発明は、第1の金属板と、第1の金属板よりも融点の高い第2の金属板とを交互に3枚以上積層した積層板を接合する方法であって、前記第1の金属板の側面が第2の金属板の側面よりも外側に突出するように積層し、前記第1の金属板の側面のみに接合ツールを押圧して摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合方法を特徴とする。
また、上記接合方法において、前記第1の金属板により形成された凸部が、摩擦攪拌接合により変形、凹部へ塑性流動し、前記第2の金属板の側面が前記第1の金属により被覆されることを特徴とする。
本接合方法では、一方の部材のみに接合ツールを押圧させて摩擦攪拌を生じさせることにより、この押圧力及び摩擦熱により前記部材を他の部材との接合界面に塑性流動させ、両部材との接合界面に反応層を形成することができ、これにより異種金属の接合が可能となる。
本発明によれば、融点が異なる金属を交互に3枚以上同時に積層接合できる摩擦攪拌接合方法を提供することできる。
部材を積層する場合の接合法について説明する。
本発明による接合を実施するためには少なくとも、接合ツールを回転させる為の回転軸、接合ツールを接合部材に対して押圧する為の接合ツール移動軸、及び接合線方向へ移動させる為の接合ツール移動軸を有した構造の装置を用いる必要がある。この際、接合ツールの回転以外は接合部材が移動する構造であっても構わない。これらの要件を満たしていれば、例えば、フライス盤やNCフライス盤のような工作機械でも本接合を実施できる。
接合部材の固定には、それぞれ接合部材の形状にあわせた拘束冶具を用いる。特に薄板の積層構造物を重ね接合する場合には、接合ツールによる押圧で接合部材が変形しやすいため、接合線方向に沿って接合線周囲を連続して拘束しておくことが望ましい。
接合部材の材質や板厚によって接合可能な接合ツール回転数や接合速度は異なるため一概には言えないが、例えば厚さ0.1mmのPd板を厚さ0.2mmの純Alで上下から挟み込んだ3枚の積層接合では、接合ツールをAl板にのみ押し込んで、接合ツール回転数
18000rpm、接合速度1000mm/minで3枚同時接合することができる。
図1に本発明による接合方法で接合したAl板1とPd板2の接合部断面写真を示す。本発明によれば、Al板1とPd板2の間に厚さがほぼ一定の反応層3を形成させて両板を接合することが可能となる。図2はレーザ溶接により、A1板1とPd板2を重ね接合した場合であるが、Al板1とPd板2との間にはブローホールと思われる空洞4が数箇所形成されており、反応層3が空洞4によって分断され不連続になっており厚さも一定でない。更に、本発明による接合に比べ、反応層3が酸素などを多く取り込んでいる。従って、本発明による接合はレーザのような溶融溶接よりも品質が良好であり、耐水素脆化の効果が期待できる。また、本接合方法は耐水素脆化の効果が期待できることから、水素分離膜を接合した反応器に特に有効である。
(実施例1)
図3は本発明における積層部材の配置方法を示した図である。本実施例の積層部材は、触媒プレートであるAl板1の上に水素分離膜であるPd板2を配置し、さらにPd板2の上に水素流路プレートであるAl板1を配置し、Al板1/Pd板2/Al板1の積層構造を有する水素反応器である。ここで、触媒プレートは、高熱伝導基板のAl基板上に、触媒担体となるアルミナが形成され、触媒担体上に触媒金属となるPtが担持された構成を有し、触媒へ有機ハイドライドを供給、排出する流路が形成されている。水素流路プレートには水素分離膜で分離した水素ガスを排出するための流路が形成されている。
水素反応器の機能について説明する。まず、水素反応器に供給された有機ハイドライドは、触媒プレート上の触媒面を通過することで脱水素反応を起こし、水素ガスと廃液(脱水素化された有機ハイドライド)に分離される。廃液は触媒プレートの流路を通って水素反応器の外へ排出される。有機ハイドライドから生成された水素ガスは水素分離膜を透過し水素流路プレート側へ移動することで廃液と分離され、水素流路を通って水素反応器の外へ排出、回収される。ここで、脱水素反応は吸熱反応であるため、水素反応器は200〜300℃に加熱して使用される。
次に、水素反応器のAl板1/Pd板2/Al板1の積層部材を接合する方法について説明する。Pd板2の融点に対してA1板1の融点が低いことから、A1板1の板幅5a、5bを、前記Pd板2の板幅6a、6bよりも大きく加工している。本実施例では、
Al板1の板幅5a、5bの寸法を、Pd板2の板幅6a、6bの寸法に対して、それぞれ2.0mm ずつ大きくしている。これらを図1で示したように各プレートを、Pd板2の側面よりも低融点金属である前記A1板1の側面が、前記Pd板2よりも1.0mm だけ突き出した状態になるように積層している。したがって、接合部となる積層部材の側面は凹凸面となり、凸部がAl板1となっている。
図4に本発明により摩擦攪拌接合している状態を示す。接合ツール8で接合部7を摩擦攪拌接合する際の接合ツール8と接合部7との位置関係を示したものである。接合ツール8は摩擦攪拌接合で広く使用される先端にプローブ9が形成されたものである。プローブ9の先端をAl板1のPd板2よりも突出した部位にのみ回転数18000rpm で回転させながら押圧していく。この時、プローブ9先端とPd板2の接合面10との隙間11を本実施例では0.1mmとしている。隙間11を一定に保ったまま、接合ツール8を1000mm/min で接合方向へ移動しながら、積層部材の全周を液漏れしないようにA1板1とPd板2とを接合した。本接合では、突出したAl板1が摩擦攪拌接合により変形し、隙間
11の凹部へ塑性流動することでPd板2の側面部分を被覆する。ここで、塑性流動したAlとPd板2の側面が接触する界面部分において、AlとPdの反応層を形成することで接合されている。接合後、Pd板2の上下面及び側面は、Al板1によって被覆された構成となっている。本接合により、接合したAl板1とPd板2の側面との接合部の断面写真を図1に示す。Al板1とPd板2の間に厚さが約0.8μm でほぼ一定の反応層3が形成されて両板が接合されていることが分かる。反応層3の厚さとしては、接合強度の点から、5μm以下とすることが好ましい。
本実施例で説明した水素反応器で使用可能な有機ハイドライドとしては、水素の貯蔵と放出とを化学的に繰り返す有機化合物であればよく、その中でも芳香族化合物が好ましく、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ナフタレン、メチルナフタレン、アントラセン、ビフェニル、フェナスレン及びそれらのアルキル置換体のいずれか又は複数混合したものを利用することができる。また、高熱伝導基板、水素流路プレートとしては、銅、ニッケル、アルミニウム、シリコン、チタンなどを主体とする金属やその合金、クラッド材を使用することができる。また、触媒担体としては、アルミナ,酸化亜鉛,シリカ,酸化ジルコニウム,珪藻土,酸化ニオブ,酸化バナジウム,活性炭,ゼオライト,酸化アンチモン,酸化チタン,酸化タングステン,酸化鉄、からなる群から選ばれる少なくとも1種を使用することができる。また、水素分離膜としては、Pd,Nb,Zr,V,Taなどの金属またはその合金を用いることができる。Nb,V金属としては、Mo,Co,Niなどを合金化したものを用いることができる。
本実施例では、Al板1/Pd板2/Al板1の積層部材の接合について説明したが、他の異種金属についても本発明の接合方法は適用可能である。その際、異種金属のうち、低融点金属のみに接合ツールを押し当て摩擦攪拌されるように、低融点金属を突出させて積層することが重要である。
(実施例2)
図5は、実施例1のA1板1、Pd板2の配置とは逆にして、最下層及び最上層にPd板2が配置された場合の実施形態を示している。本実施例においても、実施例1と同様に低融点のAl板1を突出するように積層し、積層されたAl板1及びPd板2を上下から拘束冶具12で拘束している。拘束冶具12は接合ツール8によって押圧されたAl金属が、積層部材外部へ排出されない為の壁の役割を果たしている。接合ツール8先端をAl板1のPd板2よりも突き出した部位に回転数18000rpm で回転させながら押圧していく。この時、隙間11は本実施例でも0.1mm としている。前記隙間11を一定に保ったまま、前記接合ツール8を1000mm/min で接合方向へ移動することにより、前記
A1板1と前記Pd板2とを接合することが出来た。
(実施例3)
図6は本発明を用いて積層接合した第3の実施形態を示した図であり、図7はその接合部断面を示した図である。実施例1と同様にA1板1及びPd板2を交互に積層した構造で、積層表面13側に貫通穴14が設けられており、貫通穴14の内部でA1板1とPd板2が接合される。実施例1と同様に、接合部となる貫通穴14の内周においてA1板1がPd板2よりも1.0mm 突き出るように配置されている。図7に貫通穴14における接合の実施形態に示す。接合ツール8を貫通穴14に回転させながら挿入していくことで、プローブ9の側面により前記Al板のみが摩擦攪拌される。これによりAl板1が塑性流動することでPd板2の接合面10と接合される。本実施例では接合ツール8の回転数を18000rpmとして実施した。
本実施例の貫通孔内での接合方法を実施例1で説明した水素反応器に適用すれば、貫通孔における接合部が集熱経路となり、積層部材の内部まで熱を供給しやすくなる。これにより、触媒プレートの全面に熱を供給できるため、脱水素反応の効率を向上させることが可能となる。なお、その際、積層部材の外周面と貫通孔の両方で接合することが好ましい。
(実施例4)
図8は本発明を用いて積層接合した第4の実施形態を示した図である。A1板1上で
A1板1よりも小さなサイズのPd板2を一定の間隔で縦横に並べ、その上にA1板1を積層する。これが交互に積層されている。次に実質的にA1板1だけが積層された部位に積層表面側13の方向から実施例2と同様に接合ツール8を押圧していき、プローブ9の先端が底板15に達するまで挿入する。更に接合方向へ移動させる。全ての接合部位を摩擦攪拌接合したあとで、接合線16に沿って切断することで一度に複数の積層構造部品を製作することが可能となり、製造工程の簡略化を図ることができる。
本発明によりA1板とPd板を摩擦攪拌接合した際の接合断面写真である。 レーザ光を用いてA1板とPd板を重ね接合した際の接合断面写真である。 本発明における部材の配置状態を示した模式図である。 本発明により摩擦攪拌接合している状態を示した模式図である。 本発明により摩擦攪拌接合している状態を示した模式図である。 本発明における第2の実施形態を示した図である。 第6図の実施例における接合部の断面を示した図である。 本発明を用いて積層接合した第3の実施形態を示した図である。
符号の説明
1 A1板
2 Pd板
3 反応層
4 空洞
5a、5b A1板の板幅
6a、6b Pd板の板幅
7 接合部
8 接合ツール
9 プローブ
10 Pd板接合面
11 プローブ先端とPd板接合面との隙間
12 拘束ジグ
13 積層表面
14 貫通穴
15 底板
16 接合線

Claims (10)

  1. 第1の金属板と、第1の金属板よりも融点の高い第2の金属板とを交互に3枚以上積層した積層板を接合する方法であって、
    前記第1の金属板の側面が第2の金属板の側面よりも外側に突出するように積層し、前記第1の金属板の側面のみに接合ツールを押圧して摩擦攪拌接合することを特徴とする摩擦攪拌接合方法。
  2. 請求項1において、前記第1の金属板により形成された凸部が、摩擦攪拌接合により変形、凹部へ塑性流動し、前記第2の金属板の側面が前記第1の金属により被覆されることを特徴とする接合部形状及び摩擦攪拌接合方法。
  3. 請求項2において、前記第2の金属板の側面と、塑性流動した前記第1の金属板とが接触した界面に両金属間の反応層を形成することを特徴とする摩擦攪拌接合方法。
  4. 請求項2において、前記第2の金属板の上下面及び側面が、前記第1の金属板によって被覆されていることを特徴とする摩擦攪拌接合方法。
  5. 第1の金属板と、第1の金属板よりも融点の高い第2の金属板とが交互に3枚以上積層された積層部材であって、
    前記第2の金属板の上下面及び側面が、前記第1の金属板によって被覆されていることを特徴とする積層部材。
  6. 請求項5において、前記第2の金属板の側面と前記第1の金属板との界面が、両金属間の反応層により接合されていることを特徴とする積層部材。
  7. 水素の貯蔵と放出とを化学的に繰り返す有機化合物を脱水素反応させるための触媒プレートと、脱水素反応により生成した水素を分離するための水素分離膜と、水素分離膜を透過した水素の流路となる水素流路プレートとが積層された構造を有する水素反応器であって、
    前記触媒プレート、水素分離膜、及び、水素流路プレートの接合部が、各部材を構成する金属材料のうち融点の低い部材の摩擦攪拌による塑性流動によって接合されていることを特徴とする水素反応器。
  8. 請求項7において、前記接合部が、積層面内に形成された貫通孔の内部であることを特徴とする水素反応器。
  9. 請求項7において、前記水素分離膜がPd,Nb,Zr,V,Taを主体とする金属またはその合金であり、前記触媒プレート及び水素流路プレートを構成する材料が銅、ニッケル、アルミニウム、シリコン、チタンなどを主体とする金属又はその合金であることを特徴とする水素反応器。
  10. 請求項9において、前記触媒プレート及び水素流路プレートが同種の材料で構成されていることを特徴とする水素反応器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6083035B2 (ja) * 2014-02-14 2017-02-22 アイセル株式会社 構造体の製造方法
US20210346996A1 (en) * 2015-12-01 2021-11-11 Kienle + Spiess Gmbh Method for Producing a Clutch Pack Formed by Clutch Plates Arranged on Top of One Another, and Device for Carrying out a Method of This Type

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4875718B2 (ja) * 2009-01-21 2012-02-15 株式会社井上製作所 可撓導体および可撓導体の製造方法
US10695861B2 (en) 2014-07-10 2020-06-30 Mazak Corporation Friction stir extrusion of nonweldable materials for downhole tools
EP3177808A1 (en) * 2014-07-10 2017-06-14 Megastir Technologies LLC Mechanical flow joining of high melting temperature materials
AT520480B1 (de) * 2017-10-02 2020-02-15 Stirtec Gmbh Verfahren zum Verbinden flächiger Bauteile sowie Verbundelement
CN114949992B (zh) * 2022-05-31 2024-05-24 华能重庆两江燃机发电有限责任公司 一种可拆解回收的滤芯及其安装方法、回收方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000317654A (ja) * 1999-05-11 2000-11-21 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 金属製容器及びその製造方法
JP2001314981A (ja) * 2000-04-28 2001-11-13 Mazda Motor Corp 金属部材の処理方法
JP2003126972A (ja) * 2001-10-19 2003-05-08 Hitachi Ltd 摩擦攪拌接合方法
JP2005286247A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Nippon Chemicon Corp 積層コンデンサの製造方法
JP2006290711A (ja) * 2005-04-15 2006-10-26 Hitachi Ltd 水素供給装置および水素供給方法
JP2006341279A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 重合せ材料の端面接合方法
JP2007000858A (ja) * 2005-05-23 2007-01-11 Kobe Steel Ltd 水素透過部材およびその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7527661B2 (en) * 2005-04-18 2009-05-05 Intelligent Energy, Inc. Compact devices for generating pure hydrogen
US20060138197A1 (en) * 2003-06-12 2006-06-29 Kinya Aota Friction stirring-welding method
JP4473713B2 (ja) * 2004-11-26 2010-06-02 本田技研工業株式会社 摩擦撹拌接合方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000317654A (ja) * 1999-05-11 2000-11-21 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 金属製容器及びその製造方法
JP2001314981A (ja) * 2000-04-28 2001-11-13 Mazda Motor Corp 金属部材の処理方法
JP2003126972A (ja) * 2001-10-19 2003-05-08 Hitachi Ltd 摩擦攪拌接合方法
JP2005286247A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Nippon Chemicon Corp 積層コンデンサの製造方法
JP2006290711A (ja) * 2005-04-15 2006-10-26 Hitachi Ltd 水素供給装置および水素供給方法
JP2007000858A (ja) * 2005-05-23 2007-01-11 Kobe Steel Ltd 水素透過部材およびその製造方法
JP2006341279A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 重合せ材料の端面接合方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6083035B2 (ja) * 2014-02-14 2017-02-22 アイセル株式会社 構造体の製造方法
JPWO2015122441A1 (ja) * 2014-02-14 2017-03-30 アイセル株式会社 構造体の製造方法
US10093075B2 (en) 2014-02-14 2018-10-09 Isel Co., Ltd. Method for manufacturing structure and structure
US20210346996A1 (en) * 2015-12-01 2021-11-11 Kienle + Spiess Gmbh Method for Producing a Clutch Pack Formed by Clutch Plates Arranged on Top of One Another, and Device for Carrying out a Method of This Type
US11738419B2 (en) * 2015-12-01 2023-08-29 Kienle + Spiess Gmbh Method for producing a clutch pack formed by clutch plates arranged on top of one another, and device for carrying out a method of this type

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