JP2520245B2 - 異種金属材の接合方法 - Google Patents
異種金属材の接合方法Info
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- JP2520245B2 JP2520245B2 JP62010995A JP1099587A JP2520245B2 JP 2520245 B2 JP2520245 B2 JP 2520245B2 JP 62010995 A JP62010995 A JP 62010995A JP 1099587 A JP1099587 A JP 1099587A JP 2520245 B2 JP2520245 B2 JP 2520245B2
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- Japan
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- joined
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- melting point
- bonded
- heated
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、異なる種類の金属材どうしを接合する方
法に関する。
法に関する。
従来技術とその問題点 従来、異種金属材の接合は、主として摩擦圧接、爆発
圧接、拡散接合、コンデンサに蓄えた電力をコイルに瞬
間的に放出し、電磁力により接合するいわゆる電磁固相
接合等の固相接合法により行なわれていた。しかしなが
ら、固相接合法により異種金属材を接合する場合、次の
ような問題があった。摩擦圧接は、回転による被接合材
どうしの摩擦を行なうために丸棒や丸パイプ等の接合に
しか適用できない。また、ばりの発生量が多くなるの
で、ばり取り作業が必要となり、面倒である。さらに、
摩擦寄り代とアプセット寄り代との和の制御が困難であ
るから、寸法精度を出しにくい。爆発圧接は、特殊な工
程を経るので、汎用性に欠けるとともに接合コストも高
くなり、量産には向いていない。拡散接合は、接合すべ
き面の前処理が面倒であるとともに実施時間が長くな
る。また、接合界面にボイドが発生しやすい。しかも、
接合界面に脆化化合物が形成して継手が脆弱化する。電
磁固相接合は、接合すべき面の前処理が面倒である。し
かも、一般には、一方の被接合材をパイプとして、この
パイプの端部内に他方の被接合材を挿入して行なう必要
があるので、継手形状が限られる。
圧接、拡散接合、コンデンサに蓄えた電力をコイルに瞬
間的に放出し、電磁力により接合するいわゆる電磁固相
接合等の固相接合法により行なわれていた。しかしなが
ら、固相接合法により異種金属材を接合する場合、次の
ような問題があった。摩擦圧接は、回転による被接合材
どうしの摩擦を行なうために丸棒や丸パイプ等の接合に
しか適用できない。また、ばりの発生量が多くなるの
で、ばり取り作業が必要となり、面倒である。さらに、
摩擦寄り代とアプセット寄り代との和の制御が困難であ
るから、寸法精度を出しにくい。爆発圧接は、特殊な工
程を経るので、汎用性に欠けるとともに接合コストも高
くなり、量産には向いていない。拡散接合は、接合すべ
き面の前処理が面倒であるとともに実施時間が長くな
る。また、接合界面にボイドが発生しやすい。しかも、
接合界面に脆化化合物が形成して継手が脆弱化する。電
磁固相接合は、接合すべき面の前処理が面倒である。し
かも、一般には、一方の被接合材をパイプとして、この
パイプの端部内に他方の被接合材を挿入して行なう必要
があるので、継手形状が限られる。
この発明の目的は、上記問題を解決した異種金属材の
接合方法を提供することにある。
接合方法を提供することにある。
問題点を解決するための手段 この発明による異種金属材の接合方法は、異種の金属
よりなる２つの被接合材の互いに接合すべき面を離隔さ
せておき、高周波誘導加熱により、融点が低い方の被接
合材の接合すべき面を、その融点より低い温度に加熱す
るとともに、融点が高い方の被接合材の接合すべき面を
その融点よりも低くかつ他の被接合材の融点よりも高い
温度に加熱すること、両被接合材の接合すべき面どうし
を接触させることによって高融点被接合材の有する熱で
低融点被接合材の接合すべき面をその融点以上に加熱し
て表面層を溶融状態にすること、上記溶融状態になった
後直ちに両被接合材の接合すべき面どうしを押付けるこ
と、および接合すべき面どうしを押付けた後、溶融部分
を急冷することにより被接合材どうしを接合することか
らなるものである。
よりなる２つの被接合材の互いに接合すべき面を離隔さ
せておき、高周波誘導加熱により、融点が低い方の被接
合材の接合すべき面を、その融点より低い温度に加熱す
るとともに、融点が高い方の被接合材の接合すべき面を
その融点よりも低くかつ他の被接合材の融点よりも高い
温度に加熱すること、両被接合材の接合すべき面どうし
を接触させることによって高融点被接合材の有する熱で
低融点被接合材の接合すべき面をその融点以上に加熱し
て表面層を溶融状態にすること、上記溶融状態になった
後直ちに両被接合材の接合すべき面どうしを押付けるこ
と、および接合すべき面どうしを押付けた後、溶融部分
を急冷することにより被接合材どうしを接合することか
らなるものである。
上記において、融点が低い方の被接合材の接合すべき
面を、その融点より低い温度に加熱する場合、好ましく
は融点よりも150℃ほど低い温度に加熱するのがよい。
面を、その融点より低い温度に加熱する場合、好ましく
は融点よりも150℃ほど低い温度に加熱するのがよい。
また、上記において、２つの被接合材の接合すべき面
の加熱はAr、He等の周期表の不活性ガス、または被接合
材に対して不活性なガス中で行なうことが好ましい。こ
うすると、酸化を防止することができるからである。
の加熱はAr、He等の周期表の不活性ガス、または被接合
材に対して不活性なガス中で行なうことが好ましい。こ
うすると、酸化を防止することができるからである。
また、上記において、被接合材の互いに接合すべき面
どうしを押付けるさいの加圧力は、表面被膜を破壊する
程度の力でよい。
どうしを押付けるさいの加圧力は、表面被膜を破壊する
程度の力でよい。
さらに、上記において、溶融部分を急冷する方法とし
ては、たとえば接合部に冷却ガスを吹付けたり、接合部
を直接水冷したり、接合部から離れた箇所を水冷し、温
度勾配を利用して接合部を冷却したりする方法がある
が、これらに限られるものではない。冷却ガスとして
は、周期表の不活性ガスや被接合材に対して不活性なガ
スを用いるのがよい。
ては、たとえば接合部に冷却ガスを吹付けたり、接合部
を直接水冷したり、接合部から離れた箇所を水冷し、温
度勾配を利用して接合部を冷却したりする方法がある
が、これらに限られるものではない。冷却ガスとして
は、周期表の不活性ガスや被接合材に対して不活性なガ
スを用いるのがよい。
実施例 以下、この発明の実施例を比較例とともに説明する。
実施例１〜６および比較例１〜６ チタン（TB35）、工業用純アルミニウム（A1050）、
アルミニウム合金（A5052）、炭素鋼（S15C）、工業用
純銅（C1100）、ステンレス鋼（SUS304）および工業用
純タングステン（YWP）からそれぞれ直径10mm、長さ50m
mの被接合材を所要数ずつ作成した。各被接合材の接合
すべき面は、旋盤加工のままとした。そして、異種の金
属よりなる２つの被接合材の互いに接合すべき面を離隔
させておき、99.999％のArガス雰囲気中において高周波
誘導加熱法により融点が低い方の被接合材の接合すべき
面を、その融点より低い加熱に加熱するとともに、融点
が高い方の被接合材の接合すべき面を、その融点よりも
低くかつ他の被接合材の融点よりも高い温度に加熱し
た。ついで、接合すべき面どうしを接触させることよっ
て高融点被接合材の有する熱で低融点被接合材の接合す
べき面をその融点以上に加熱して表面層を溶融状態とし
た。溶融状態になった後直ちに両被接合材をその軸線方
向に加圧し、接合すべき面どうしを押付けた。その後、
室温のHeガスを接合部に吹付けて溶融部分を急冷し、両
被接合材を接合した（実施例１〜６）。または上記Heガ
スを吹付けずに溶融部分を放冷して両被接合材を接合し
た（比較例１〜６）。さらに、接合された被接合材から
平行部直径5mmの引張試験片を作成し、引張試験を行な
った。なお、接合面の温度は、接合面から1mm離れた点
で測定した。
アルミニウム合金（A5052）、炭素鋼（S15C）、工業用
純銅（C1100）、ステンレス鋼（SUS304）および工業用
純タングステン（YWP）からそれぞれ直径10mm、長さ50m
mの被接合材を所要数ずつ作成した。各被接合材の接合
すべき面は、旋盤加工のままとした。そして、異種の金
属よりなる２つの被接合材の互いに接合すべき面を離隔
させておき、99.999％のArガス雰囲気中において高周波
誘導加熱法により融点が低い方の被接合材の接合すべき
面を、その融点より低い加熱に加熱するとともに、融点
が高い方の被接合材の接合すべき面を、その融点よりも
低くかつ他の被接合材の融点よりも高い温度に加熱し
た。ついで、接合すべき面どうしを接触させることよっ
て高融点被接合材の有する熱で低融点被接合材の接合す
べき面をその融点以上に加熱して表面層を溶融状態とし
た。溶融状態になった後直ちに両被接合材をその軸線方
向に加圧し、接合すべき面どうしを押付けた。その後、
室温のHeガスを接合部に吹付けて溶融部分を急冷し、両
被接合材を接合した（実施例１〜６）。または上記Heガ
スを吹付けずに溶融部分を放冷して両被接合材を接合し
た（比較例１〜６）。さらに、接合された被接合材から
平行部直径5mmの引張試験片を作成し、引張試験を行な
った。なお、接合面の温度は、接合面から1mm離れた点
で測定した。
上記実施例１〜６および比較例１〜６の結果を下表に
まとめて示す。また上記実施例１〜６において、加熱開
始から接合完了までの時間はすべて数十秒内であった。
また、接合前後の被接合材の長さ変化はすべての実施例
において0.3〜1.2mmの範囲内であり、拡散層の厚さはす
べての実施例において２〜５μｍの範囲内であった。さ
らに、すべての実施例において接合後の接合境界部には
ボイドは観察されなかった。
まとめて示す。また上記実施例１〜６において、加熱開
始から接合完了までの時間はすべて数十秒内であった。
また、接合前後の被接合材の長さ変化はすべての実施例
において0.3〜1.2mmの範囲内であり、拡散層の厚さはす
べての実施例において２〜５μｍの範囲内であった。さ
らに、すべての実施例において接合後の接合境界部には
ボイドは観察されなかった。
発明の効果 この発明による異種金属材の接合方法は、異種の金属
よりなる２つの被接合材の互いに接合すべき面を離隔さ
せておき、高周波誘導加熱により、融点が低い方の被接
合材の接合すべき面を、その融点より低い温度に加熱す
るとともに、融点が高い方の被接合材の接合すべき面を
その融点よりも低くかつ他の被接合材の融点よりも高い
温度に加熱すること、両被接合材の接合すべき面どうし
を接触させることによって高融点被接合材の有する熱で
低融点被接合材の接合すべき面をその融点以上に加熱し
て表面層を溶融状態にすること、上記溶融状態になった
後直ちに両被接合材の接合すべき面どうしを押付けるこ
と、および接合すべき面どうしを押付けた後、溶融部分
を急冷することにより被接合材どうしを接合することか
らなるものであるから、上述した従来の固相接合法の有
する諸問題、すなわち被接合材の形状が限定される、ば
り取り作業が面倒である、寸法精度を出しにくい、量産
に向かない、接合面の前処理が面倒である、実施時間が
長い、継手が脆弱化する、ボイドが発生しやすい、継手
形状か限られる等の問題が解消される。特に、融点が低
い方の被接合材の接合すべき面を、その融点より低い温
度に加熱するとともに、融点が高い方の被接合材の接合
すべき面をその融点よりも低くかつ他の被接合材の融点
よりも高い温度に加熱した後、両被接合材の接合すべき
面どうしを接触させることによって高融点被接合材の有
する熱で低融点被接合材の接合すべき面をその融点以上
に加熱して表面層を溶融状態にしているので、融点の低
い方の被接合材が溶融し過ぎることはなく、接合後の寸
法精度が向上する。また、上記溶融状態になった後直ち
に両被接合材の接合すべき面どうしを押付けているで、
被接合材の表面被膜を破壊する程度の力で押し付けるこ
とによって十分な接合強度を有した状態で両者を接合す
ることが可能となり、これによっても接合後の寸法精度
が向上する。また、２つの被接合材の加熱の互いに接合
すべき面の加熱を高周波誘導加熱により行うので、所定
温度までの加熱を短時間で行うことができ、これによっ
ても異種金属材の接合の実施時間の短縮化を図ることが
できる。さらに、２つの被接合材の互いに接合すべき面
を、該面どうしを離隔させた状態で行うので、両被接合
材の接合面間に形成される脆弱な合金層が薄くなり、接
合強度が増大する。したがって、継手の脆弱化が防止さ
れる。
よりなる２つの被接合材の互いに接合すべき面を離隔さ
せておき、高周波誘導加熱により、融点が低い方の被接
合材の接合すべき面を、その融点より低い温度に加熱す
るとともに、融点が高い方の被接合材の接合すべき面を
その融点よりも低くかつ他の被接合材の融点よりも高い
温度に加熱すること、両被接合材の接合すべき面どうし
を接触させることによって高融点被接合材の有する熱で
低融点被接合材の接合すべき面をその融点以上に加熱し
て表面層を溶融状態にすること、上記溶融状態になった
後直ちに両被接合材の接合すべき面どうしを押付けるこ
と、および接合すべき面どうしを押付けた後、溶融部分
を急冷することにより被接合材どうしを接合することか
らなるものであるから、上述した従来の固相接合法の有
する諸問題、すなわち被接合材の形状が限定される、ば
り取り作業が面倒である、寸法精度を出しにくい、量産
に向かない、接合面の前処理が面倒である、実施時間が
長い、継手が脆弱化する、ボイドが発生しやすい、継手
形状か限られる等の問題が解消される。特に、融点が低
い方の被接合材の接合すべき面を、その融点より低い温
度に加熱するとともに、融点が高い方の被接合材の接合
すべき面をその融点よりも低くかつ他の被接合材の融点
よりも高い温度に加熱した後、両被接合材の接合すべき
面どうしを接触させることによって高融点被接合材の有
する熱で低融点被接合材の接合すべき面をその融点以上
に加熱して表面層を溶融状態にしているので、融点の低
い方の被接合材が溶融し過ぎることはなく、接合後の寸
法精度が向上する。また、上記溶融状態になった後直ち
に両被接合材の接合すべき面どうしを押付けているで、
被接合材の表面被膜を破壊する程度の力で押し付けるこ
とによって十分な接合強度を有した状態で両者を接合す
ることが可能となり、これによっても接合後の寸法精度
が向上する。また、２つの被接合材の加熱の互いに接合
すべき面の加熱を高周波誘導加熱により行うので、所定
温度までの加熱を短時間で行うことができ、これによっ
ても異種金属材の接合の実施時間の短縮化を図ることが
できる。さらに、２つの被接合材の互いに接合すべき面
を、該面どうしを離隔させた状態で行うので、両被接合
材の接合面間に形成される脆弱な合金層が薄くなり、接
合強度が増大する。したがって、継手の脆弱化が防止さ
れる。
Claims (1)
- 【請求項１】異種の金属よりなる２つの被接合材の互い
に接合すべき面を離隔させておき、高周波誘導加熱によ
り、融点が低い方の被接合材の接合すべき面を、その融
点より低い温度に加熱するとともに、融点が高い方の被
接合材の接合すべき面をその融点よりも低くかつ他の被
接合材の融点よりも高い温度に加熱すること、両被接合
材の接合すべき面どうしを接触させることによって高融
点被接合材の有する熱で低融点被接合材の接合すべき面
をその融点以上に加熱して表面層を溶融状態にするこ
と、上記溶融状態になった後直ちに両被接合材の接合す
べき面どうしを押付けること、および接合すべき面どう
しを押付けた後、溶融部分を急冷することにより被接合
材どうしを接合することからなる異種金属材の接合方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62010995A JP2520245B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 異種金属材の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62010995A JP2520245B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 異種金属材の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63295077A JPS63295077A (ja) | 1988-12-01 |
| JP2520245B2 true JP2520245B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=11765722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62010995A Expired - Lifetime JP2520245B2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 異種金属材の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2520245B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4666901B2 (ja) * | 2003-10-31 | 2011-04-06 | 学校法人日本大学 | レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置 |
| CN114160946A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-11 | 燕山大学 | 一种用于异种金属感应焊接装置及其使用方法 |
| CN114669902B (zh) * | 2022-04-15 | 2023-11-03 | 陈承贵 | 一种高速钢工具钢和钨钢高效加热融合方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6046213B2 (ja) * | 1982-09-20 | 1985-10-15 | 鉄建建設株式会社 | 急勾配斜面を有する地山または既設盛土の安定工法 |
-
1987
- 1987-01-19 JP JP62010995A patent/JP2520245B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63295077A (ja) | 1988-12-01 |
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