JP2019093436A - 異種金属の溶接方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】融点の異なる二種類の金属同士を簡単かつ確実に溶接することができる異種金属の溶接方法を提供する。【解決手段】融点の異なる低融点金属１と高融点金属２を溶接して接合する際に、高融点金属２を加熱機４で予め加熱し、次に、高融点金属２を加熱したままの状態で、低融点金属１が溶融する熱量に合わせて低融点金属１と高融点金属２との溶接を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、融点の異なる二種類の金属同士を溶接する異種金属の溶接方法に関する。
例えば、レーザビームにより、融点の異なる二種類の金属同士を溶接する場合を、図３及び図４にそれぞれ示す。
図３に示すように、上に低融点金属（例えば、融点６６０℃のアルミニウム板）１を置き、下に高融点金属（例えば、融点１０８０℃の銅板）２を置いて、低融点金属１が溶融する熱量に合わせて、レーザビーム５を照射した時に、熱量が高融点金属２が溶融する温度に達しないため、うまく溶接ができない。
これに対処するために、図４に示すように、上に高融点金属（例えば、融点１０８０℃の銅板）２を置き、下に低融点金属（例えば、融点６６０℃のアルミニウム板）１を置いて、高融点金属２が溶融する熱量に合わせてレーザビーム５を照射して、異種金属同士を溶接することが考えられる。
特開２００２−３３６９８３号公報 特開平５−３８５８５号公報
しかしながら、前記従来の図４に示す異種金属の溶接方法では、レーザビーム５を照射した時に、高融点金属２では、レーザビーム５を照射した部分を溶かすことができるのに対し、低融点金属１では、その融点を越える熱量が全体に伝わってしまうため、低融点金属１全体が溶けてしまい、溶接ができない。
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、融点の異なる二種類の金属同士を簡単かつ確実に溶接することができる異種金属の溶接方法を提供することを目的とする。
本発明は、異種金属の溶接方法において、融点の異なる低融点金属と高融点金属を溶接して接合する際に、前記高融点金属を加熱機で予め加熱し、次に、前記高融点金属を加熱したままの状態で、前記低融点金属が溶融する熱量に合わせて前記低融点金属と前記高融点金属との溶接を行うことを要旨とする。
本発明によれば、高融点金属を予め加熱することにより、融点の異なる二種類の金属同士を簡単かつ確実に溶接することができる。
（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の異種金属の溶接過程を概略的に示す工程図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第２実施形態の異種金属の溶接過程を概略的に示す工程図である。 従来の異種金属の溶接方法の模式図である。 従来の異種金属の別の溶接方法の模式図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の異種金属の溶接過程を概略的に示す工程図である。
図１（ｃ）に示すように、融点の異なる低融点金属（例えば、融点６６０℃のアルミニウム板）１と高融点金属（例えば、融点１０８０℃の銅板）２とを溶接して接合する場合に、まず、図１（ａ）に示すように、高融点金属２をヒータ（加熱機）４で予め加熱する。この際、高融点金属２を、高融点金属２の例えば融点１０８０℃と低融点金属１の例えば融点６６０℃の温度差４２０℃位の熱量になるように加熱する。
次に、 図１（ｂ）に示すように、加熱された高融点金属２の上に低融点金属１を置いて、図１（ｃ）に示すように、高融点金属２を加熱したままの状態で、低融点金属１が溶融する熱量に合わせてレーザ溶接を行う。即ち、高融点金属２が加熱された状態から、レーザビーム（例えば、ＹＡＧレーザ）５のレーザ照射の熱量が合わさって、高融点金属２が溶融する温度に達し、低融点金属１と高融点金属２を同時に溶融させて溶接することができる。図１（ｃ）中、溶接部を符号３で示す。
高融点金属２を加熱している時に、低融点金属１にその熱が伝わってしまう可能性があるため、以下の（１），（２）の対策を行う。
（１）高融点金属２を加熱している間、図１（ａ）に示すように、低融点金属１を高融点金属２から離しておき、図１（ｂ）に示すように、レーザ溶接時と同時に高融点金属２の上に低融点金属１を置いて、レーザ溶接を行う。
（２）低融点金属１に図示しない熱引き板（放熱板）を設置して、加熱された高融点金属２から伝わってくる熱を逃がす。
このように、高融点金属２の融点と低融点金属１の融点の温度差分の熱量を予め高融点金属２にヒータ４で加熱しておくことにより、レーザ溶接の低融点金属１の溶融分の熱量＋ヒータ４の熱量が高融点金属２の融点に達して、レーザ溶接で融点の異なる二種類の金属である低融点金属１と高融点金属２同士を簡単かつ確実に溶接して接合することができる。また、低融点金属１と高融点金属２を、特定の形状に加工しなくても、レーザ溶接による接合が可能となる。
図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２実施形態の異種金属の溶接過程を概略的に示す工程図である。
この第２実施形態では、加熱された高融点金属２の横に低融点金属１を置いてレーザ溶接する点が、前記第１実施形態の加熱された高融点金属２の上に低融点金属１を置いてレーザ溶接する点と異なる。即ち、高融点金属２をヒータ４で加熱する際に、低融点金属１を離しておいて熱伝導を防ぎ、その後、高融点金属２に接するように低融点金属１を設置すると同時にレーザビーム５の照射によりレーザ溶接する異種金属の溶接方法である。尚、他の形態は、同様であるため、同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
この第２実施形態でも、図２（ａ），（ｂ）に示すように、高融点金属２の融点と低融点金属１の融点の温度差分の熱量を予め高融点金属２にヒータ４で加熱しておくことにより、レーザ溶接の低融点金属１の溶融分の熱量＋ヒータ４の熱量が高融点金属２の融点に達して、レーザ溶接で融点の異なる二種類の金属である低融点金属１と高融点金属２の両側部同士を簡単かつ確実に溶接して接合することができる。図２（ｃ）中、溶接部を符号３で示す。また、低融点金属１と高融点金属２を、特定の形状に加工しなくても、レーザ溶接による接合が可能となる。
尚、前記各実施形態によれば、高融点金属と低融点金属とをレーザビームの照射によりレーザ溶接したが、高融点金属と低融点金属とを一対の電極等により抵抗溶接するようにしても良い。
また、前記各実施形態によれば、高融点金属として、例えば、融点１０８０℃の銅板を用い、低融点金属として、例えば、融点６６０℃のアルミニウム板を用いたが、融点の異なる高融点金属と低融点金属はこれらの異種金属に限らず、高融点金属として、例えば、融点１５００℃の炭素鋼板を用い、低融点金属として、例えば、融点９００℃の黄銅板等の他の異種金属を用いて溶接するようにしても良い。さらに、異種金属の形状も板状に限られるものではないことは勿論である。
１ 低融点金属
２ 高融点金属
３ 溶接部
４ ヒータ（加熱機）
５ レーザビーム

Claims (4)

  1. 融点の異なる低融点金属と高融点金属を溶接して接合する際に、前記高融点金属を加熱機で予め加熱し、
    次に、前記高融点金属を加熱したままの状態で、前記低融点金属が溶融する熱量に合わせて前記低融点金属と前記高融点金属との溶接を行うことを特徴とする異種金属の溶接方法。
  2. 請求項１記載の異種金属の溶接方法であって、
    前記高融点金属を該高融点金属の融点と前記低融点金属の融点の温度差分の熱量になるように加熱して、前記低融点金属と前記高融点金属とをレーザビームの照射によりレーザ溶接することを特徴とする異種金属の溶接方法。
  3. 請求項１または２記載の異種金属の溶接方法であって、
    前記高融点金属を前記加熱機で加熱する際に、前記低融点金属を離しておいて熱伝導を防ぎ、その後、前記高融点金属に接するように前記低融点金属を設置すると同時に前記レーザビームの照射によりレーザ溶接することを特徴とする異種金属の溶接方法。
  4. 請求項１または２記載の異種金属の溶接方法であって、
    前記高融点金属を前記加熱機で加熱する際に、前記低融点金属に放熱板を設置して、加熱された前記高融点金属から伝わってくる熱を放熱することを特徴とする異種金属の溶接方法。
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