JP3113119B2 - チタンまたはチタン合金板の接合方法 - Google Patents
チタンまたはチタン合金板の接合方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄板のチタンまたはチ
タン合金板およびそれらとチタンクラッド鋼の重ね接合
方法に関し、例えば土木建築や化学プラントにおける構
造物表面のライニングに使用される板厚０．２〜２．０
mmのチタンまたはチタン合金板の接合施工に利用され
る。
タン合金板およびそれらとチタンクラッド鋼の重ね接合
方法に関し、例えば土木建築や化学プラントにおける構
造物表面のライニングに使用される板厚０．２〜２．０
mmのチタンまたはチタン合金板の接合施工に利用され
る。
【０００２】
【従来の技術】チタンまたはチタン合金板は、外観がき
れい（銀白色）で耐蝕性が優れ、軽量で比強度も高く、
加工性も良いことから幅広い分野で使用されるようにな
った。
れい（銀白色）で耐蝕性が優れ、軽量で比強度も高く、
加工性も良いことから幅広い分野で使用されるようにな
った。
【０００３】しかし、チタンは高価であるため、その板
厚はますます薄くなり、強度を要求される部材では鋼母
材に極薄（１．０mm以下）のチタンを接合したチタンク
ラッド鋼が使用される。この薄板のチタンまたはチタン
合金板およびチタン合材の薄いチタンクラッド鋼の接合
は、一般に使用されているアーク溶接では溶け落ちが生
じたり、チタンクラッド鋼では母材である鋼のＦｅが多
量に溶接金属内に溶け込みＦｅ・Ｔｉの金属間化合物や
ＴｉＯ 2 あるいはＴｉＮ等の化合物が多量に生成され、
これが溶接金属を脆化させるため実質的に使用できな
い。そこで近年は、溶け落ちやＦｅなどの混入がなく高
能率に接合可能な抵抗溶接が採用されるようになった。
厚はますます薄くなり、強度を要求される部材では鋼母
材に極薄（１．０mm以下）のチタンを接合したチタンク
ラッド鋼が使用される。この薄板のチタンまたはチタン
合金板およびチタン合材の薄いチタンクラッド鋼の接合
は、一般に使用されているアーク溶接では溶け落ちが生
じたり、チタンクラッド鋼では母材である鋼のＦｅが多
量に溶接金属内に溶け込みＦｅ・Ｔｉの金属間化合物や
ＴｉＯ 2 あるいはＴｉＮ等の化合物が多量に生成され、
これが溶接金属を脆化させるため実質的に使用できな
い。そこで近年は、溶け落ちやＦｅなどの混入がなく高
能率に接合可能な抵抗溶接が採用されるようになった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】抵抗溶接のうち、スポ
ット溶接では気密性を要求される箇所では使用できず、
構造物全体の接合強度も低い。従って適用箇所が限られ
る。シーム溶接では、気密性は良好であるが、一般にロ
ール電極で加圧して接合するので圧痕ができる。特にチ
タン板はステンレス鋼に比べ高温で耐力が小さいので圧
痕が大きい。この圧痕は板厚を減じさせ、抵抗溶接した
接合面に線状の組織が残存することが多く、継手強度に
問題がある。さらに、前記ロール電極の圧痕は、外観上
好まれない場合もある。
ット溶接では気密性を要求される箇所では使用できず、
構造物全体の接合強度も低い。従って適用箇所が限られ
る。シーム溶接では、気密性は良好であるが、一般にロ
ール電極で加圧して接合するので圧痕ができる。特にチ
タン板はステンレス鋼に比べ高温で耐力が小さいので圧
痕が大きい。この圧痕は板厚を減じさせ、抵抗溶接した
接合面に線状の組織が残存することが多く、継手強度に
問題がある。さらに、前記ロール電極の圧痕は、外観上
好まれない場合もある。
【０００５】そこで本発明は、継手強度を改善し、かつ
外観がきれいな薄板のチタンまたはチタン合金およびチ
タン合材部の薄いチタンクラッド鋼の接合を簡便にでき
る施工方法を提供することを目的とする。
外観がきれいな薄板のチタンまたはチタン合金およびチ
タン合材部の薄いチタンクラッド鋼の接合を簡便にでき
る施工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
とするところは、チタンまたはチタン合金板の重ね溶接
において、シーム抵抗溶接を行った後、該シーム抵抗溶
接線に沿ってＴＩＧまたはプラズマアーク処理により圧
痕端部を溶融もしくは溶加材を用いて圧痕部を埋めるよ
うに溶融処理することを特徴とするチタンまたはチタン
合金板の接合方法にある。抵抗溶接としては、図１
（ａ）に示すダイレクトシーム抵抗溶接方法、または図
２に示すインダイレクトシーム抵抗溶接方法で施工さ
れ、ローラ電極４ａ，４ｂ，４ｃで生じた圧痕１に沿っ
て図１（ｂ），（ｃ）のようにＴＩＧまたはプラズマア
ーク等のアークで圧痕端部２を溶融もしくは溶加材を用
いて圧痕１部を埋めるように溶融処理を行う。
とするところは、チタンまたはチタン合金板の重ね溶接
において、シーム抵抗溶接を行った後、該シーム抵抗溶
接線に沿ってＴＩＧまたはプラズマアーク処理により圧
痕端部を溶融もしくは溶加材を用いて圧痕部を埋めるよ
うに溶融処理することを特徴とするチタンまたはチタン
合金板の接合方法にある。抵抗溶接としては、図１
（ａ）に示すダイレクトシーム抵抗溶接方法、または図
２に示すインダイレクトシーム抵抗溶接方法で施工さ
れ、ローラ電極４ａ，４ｂ，４ｃで生じた圧痕１に沿っ
て図１（ｂ），（ｃ）のようにＴＩＧまたはプラズマア
ーク等のアークで圧痕端部２を溶融もしくは溶加材を用
いて圧痕１部を埋めるように溶融処理を行う。
【０００７】
【作用】本発明方法においては、図１（ａ）に示すダイ
レクトあるいは図２のインダイレクトシーム抵抗溶接で
チタンまたはチタン合金板Ｔ１，Ｔ２の接合をした後、
ローラ電極４ａ，４ｂ，４ｃの圧痕端部２を溶融、もし
くは溶加材６を用いて圧痕１を埋めるように溶融処理す
る。これにより圧痕１部分の応力集中が避けられると同
時に外観も良好となる。図中５はアーク処理トーチ、８
は溶接金属を示す。
レクトあるいは図２のインダイレクトシーム抵抗溶接で
チタンまたはチタン合金板Ｔ１，Ｔ２の接合をした後、
ローラ電極４ａ，４ｂ，４ｃの圧痕端部２を溶融、もし
くは溶加材６を用いて圧痕１を埋めるように溶融処理す
る。これにより圧痕１部分の応力集中が避けられると同
時に外観も良好となる。図中５はアーク処理トーチ、８
は溶接金属を示す。
【０００８】さらに、図３（ａ）に示すように、シーム
抵抗溶接で得られた接合部のナゲット部３にはその接合
面に線状の組織７が残ることが多い。この状態で応力が
かかると、線状の組織７から破断する場合があるが、ロ
ーラ電極４ａ，４ｂ，４ｃで生じた圧痕１に沿ってアー
ク溶接するとナゲット３が再結晶温度である５００℃以
上に加熱され、図３（ｂ）に示すように、接合面に残存
する線状の組織７が消滅し、接合面の破断がなくなり継
手強度が高くなる。なお、シーム抵抗溶接終了後直ちに
アーク処理すれば、熱効率が向上しさらに能率的であ
る。
抵抗溶接で得られた接合部のナゲット部３にはその接合
面に線状の組織７が残ることが多い。この状態で応力が
かかると、線状の組織７から破断する場合があるが、ロ
ーラ電極４ａ，４ｂ，４ｃで生じた圧痕１に沿ってアー
ク溶接するとナゲット３が再結晶温度である５００℃以
上に加熱され、図３（ｂ）に示すように、接合面に残存
する線状の組織７が消滅し、接合面の破断がなくなり継
手強度が高くなる。なお、シーム抵抗溶接終了後直ちに
アーク処理すれば、熱効率が向上しさらに能率的であ
る。
【０００９】
【実施例】以下に本発明を実施例により説明する。各種
板厚のチタン板 (JIS TP28C)、またはチタン板と鋼母材
に０．２mmのチタン合材をクラッドしたチタンクラッド
鋼を重ね、これらにダイレクトシーム抵抗溶接またはイ
ンダイレクトシーム抵抗溶接を、それぞれの方法で３枚
づつ実施した。その後、１枚は溶加材なしでＴＩＧまた
はプラズマアークでシーム抵抗溶接の圧痕部を溶融し、
もう１枚は母材成分と同等の溶加材（ワイヤ）を、前記
圧痕を埋めるように溶融処理した。
板厚のチタン板 (JIS TP28C)、またはチタン板と鋼母材
に０．２mmのチタン合材をクラッドしたチタンクラッド
鋼を重ね、これらにダイレクトシーム抵抗溶接またはイ
ンダイレクトシーム抵抗溶接を、それぞれの方法で３枚
づつ実施した。その後、１枚は溶加材なしでＴＩＧまた
はプラズマアークでシーム抵抗溶接の圧痕部を溶融し、
もう１枚は母材成分と同等の溶加材（ワイヤ）を、前記
圧痕を埋めるように溶融処理した。
【００１０】それぞれの処理終了後の試験体につき、JI
S Z3136 に準じた溶接継手の引張せん断試験片を採取
し、強度と破断位置を調べた。試験片サイズは全て巾２
０mm，長さ２００mmの大きさとした。なお、強度は重ね
板の薄い方の板厚の断面積当たりとし、ローラ電極の圧
痕部やシーム抵抗溶接のナゲット部からの破断の場合
も、薄い方の母材の断面積当りの強さとした。これらを
表１にまとめて示す。
S Z3136 に準じた溶接継手の引張せん断試験片を採取
し、強度と破断位置を調べた。試験片サイズは全て巾２
０mm，長さ２００mmの大きさとした。なお、強度は重ね
板の薄い方の板厚の断面積当たりとし、ローラ電極の圧
痕部やシーム抵抗溶接のナゲット部からの破断の場合
も、薄い方の母材の断面積当りの強さとした。これらを
表１にまとめて示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】表中の本発明例であるシーム抵抗溶接後に
アーク処理をした場合、溶加材ありなしに拘らず、破断
位置はいずれも母材破断であり、シーム抵抗溶接のみの
比較例に比べ強度が高く、継手強度が著しく改善され
た。また、外観もローラ電極の圧痕が目立たなくなり、
美しい溶接ビードとなった。
アーク処理をした場合、溶加材ありなしに拘らず、破断
位置はいずれも母材破断であり、シーム抵抗溶接のみの
比較例に比べ強度が高く、継手強度が著しく改善され
た。また、外観もローラ電極の圧痕が目立たなくなり、
美しい溶接ビードとなった。
【００１３】比較例は、いずれもシーム抵抗溶接のみ
で、Ｎｏ．１〜３がダイレクトシーム抵抗溶接、Ｎｏ．
４〜７がインダイレクトシーム抵抗溶接の例である。こ
れらは、いずれもがローラ電極の圧痕やナゲット部で破
断し低値であった。また、ローラ電極の圧痕も大きく外
観も不良であった。
で、Ｎｏ．１〜３がダイレクトシーム抵抗溶接、Ｎｏ．
４〜７がインダイレクトシーム抵抗溶接の例である。こ
れらは、いずれもがローラ電極の圧痕やナゲット部で破
断し低値であった。また、ローラ電極の圧痕も大きく外
観も不良であった。
【００１４】
【発明の効果】この発明の、チタンまたはチタン合金板
の接合方法によれば、継手強度を改善し、かつ外観がき
れいなチタンまたはチタン合金板およびチタンクラッド
鋼の接合が簡便に施工できる。
の接合方法によれば、継手強度を改善し、かつ外観がき
れいなチタンまたはチタン合金板およびチタンクラッド
鋼の接合が簡便に施工できる。
【図１】（ａ）はダイレクトシーム抵抗溶接部の断面
図、（ｂ）はダイレクトシーム抵抗溶接の後溶加材なし
でアーク処理する例、（ｃ）はダイレクトシーム抵抗溶
接の後溶加材ありでアーク処理する例である。
図、（ｂ）はダイレクトシーム抵抗溶接の後溶加材なし
でアーク処理する例、（ｃ）はダイレクトシーム抵抗溶
接の後溶加材ありでアーク処理する例である。
【図２】インダイレクトシーム抵抗溶接部の断面図であ
る。
る。
【図３】（ａ）はシーム抵抗溶接終了後のナゲットの線
状の組織を示す図。（ｂ）はナゲットを再結晶し、線状
の組織が消滅したことを示す図である。
状の組織を示す図。（ｂ）はナゲットを再結晶し、線状
の組織が消滅したことを示す図である。
１ 圧痕 ２ 圧痕端部 ３ ナゲット ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ ローラ電極 ５ アーク処理トーチ ６ 溶加材 ７ 線状の組織 ８ 溶接金属 Ｔ１，Ｔ２ チタン板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 31/00 Ｂ２３Ｋ 31/00 Ａ // Ｂ２３Ｋ 103:14 (72)発明者 高橋 説郎 東京都中央区築地三丁目５番４号 日鐵 溶接工業株式会社 研究所内 (72)発明者 添田 精一 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日 本製鐵株式会社内 (72)発明者 高橋 康雄 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日 本製鐵株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−84275（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−216083（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−198451（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−25289（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 11/18 B23K 9/16 B23K 9/23 B23K 11/06 B23K 11/36 B23K 31/00 B23K 103:14
Claims (1)
- 【請求項１】 チタンまたはチタン合金板の重ね溶接に
おいて、シーム抵抗溶接を行った後、該シーム抵抗溶接
線に沿ってＴＩＧまたはプラズマアーク処理により圧痕
端部を溶融もしくは溶加材を用いて圧痕部を埋めるよう
に溶融処理することを特徴とするチタンまたはチタン合
金板の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8225993A JP3113119B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | チタンまたはチタン合金板の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8225993A JP3113119B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | チタンまたはチタン合金板の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320289A JPH06320289A (ja) | 1994-11-22 |
| JP3113119B2 true JP3113119B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=13769465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8225993A Expired - Fee Related JP3113119B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | チタンまたはチタン合金板の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3113119B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5830289A (en) * | 1996-02-01 | 1998-11-03 | Boeing North American, Inc. | Process for enhancing the bond strength of resistance welded joints between titanium alloy articles |
| JP4785443B2 (ja) * | 2004-06-29 | 2011-10-05 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 厚金属基材表面への薄金属シート被覆方法および装置 |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP8225993A patent/JP3113119B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06320289A (ja) | 1994-11-22 |
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| Date | Code | Title | Description |
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