JP3959388B2 - Joining method and joining structure of aluminum metal pipe and iron metal pipe - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウム系金属管と鉄系金属管との接合技術に関し、特に、自動車用エアコンの冷媒回路に用いられるアルミニウム合金製配管とステンレス鋼製の振動吸収管との接合技術に関する。 The present invention relates to a joining technique between an aluminum-based metal pipe and an iron-based metal pipe, and more particularly to a joining technique between an aluminum alloy pipe and a stainless steel vibration absorbing pipe used in a refrigerant circuit of an automobile air conditioner.
近年、車体の軽量化を目的として自動車用エアコンの冷媒回路の配管にはアルミニウム合金製配管が使用されているが、コンプレッサ等で発生する振動が配管を共振させ騒音を引き起こすおそれがある。そこで、配管の共振を抑制するために、従来はゴムと樹脂とからなる複合ホースが配管の途中に組み込まれて使用されていた。 In recent years, aluminum alloy pipes have been used for the refrigerant circuit pipes of automobile air conditioners for the purpose of reducing the weight of the vehicle body, but vibrations generated by a compressor or the like may resonate the pipes and cause noise. Therefore, in order to suppress the resonance of the pipe, conventionally, a composite hose made of rubber and resin has been used in the middle of the pipe.
ところで、自動車用のエアコンの冷媒として、オゾン層の破壊物質であるフロンに代えてＨＦＣ１３４ａが多く用いられている。しかし、このＨＦＣ１３４ａは、オゾン破壊係数は零であるが、地球温暖化係数が高く温暖化促進の原因となりつつある。このため、ＨＦＣ１３４ａ代替物質として、温暖化係数の小さい、自然系冷媒であるＣＯ2冷媒を使用することが推奨されつつある。 By the way, HFC134a is frequently used as a refrigerant for air conditioners for automobiles in place of Freon, which is a depleting substance of the ozone layer. However, this HFC134a has an ozone depletion coefficient of zero, but has a high global warming potential and is becoming a cause of promotion of global warming. For this reason, it is being recommended to use a CO 2 refrigerant, which is a natural refrigerant having a low global warming potential, as a substitute for HFC134a.
ところが、ＣＯ2冷媒を使用する場合、冷媒回路配管内の流体温度がＨＦＣ１３４ａ冷媒の１２０〜１４０℃に対し１７０〜１８０℃となるとともに、圧力もＨＦＣ１３４ａ冷媒の２〜３ＭＰaに対し１５〜２０ＭＰａとなる。 However, when CO 2 refrigerant is used, the fluid temperature in the refrigerant circuit piping is 170 to 180 ° C. with respect to 120 to 140 ° C. of the HFC 134a refrigerant, and the pressure is 15 to 20 MPa with respect to 2 to 3 MPa of the HFC 134a refrigerant. .
このため、従来のようなゴムと樹脂とからなる複合ホースではこのような高温高圧仕様には耐えられないため、代わってステンレス鋼製の蛇腹を有する振動吸収管が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、このステンレス鋼製の振動吸収管は、管壁が金属製であるため従来のゴムと樹脂とからなる複合ホースに比して格段に優れた対ガス透過性を有し、冷媒を外に漏らすことがない。したがって、このステンレス鋼製の振動吸収管はＣＯ2冷媒のみならず、現状のＨＦＣ１３４ａ冷媒等に対しても冷媒の外気への漏洩量をゼロに近付ける目的で使用が進められている。 For this reason, a conventional composite hose made of rubber and resin cannot withstand such a high temperature and high pressure specification, and a vibration absorbing tube having a stainless steel bellows has been proposed instead (for example, a patent) Reference 1). In addition, this stainless steel vibration absorption tube has a gas permeability that is far superior to a conventional composite hose made of rubber and resin because the tube wall is made of metal. There is no leakage. Therefore, this stainless steel vibration absorption tube is being used not only for CO 2 refrigerant but also for the current HFC134a refrigerant and the like in order to bring the amount of leakage of the refrigerant to the outside air close to zero.
ところが、この振動吸収管を冷媒回路に組み込む際には以下の問題がある。すなわち、振動吸収管の蛇腹部分は、加工性、強度、耐食性および経済性の問題から現状ではステンレス鋼しか用いることができない。一方、冷媒回路配管をステンレス鋼に変更すると、この配管が接続されるコンプレッサ等の機器がアルミニウム合金製であることから、これらの機器との接続が困難になることに加え、車体の軽量化を阻害し、またコストアップとなるので、現状のアルミニウム合金を用いることが望ましい。したがって、ステンレス鋼製の振動吸収管とアルミニウム合金製の配管とを接合する必要がある。しかしながら、これらの金属製のパイプ同士を単に機械的に嵌合させたり、螺合させたりする方法によっては、信頼性のある高強度かつ高気密性を有する接合部を得ることは非常に難しい。また、アルミニウム合金とステンレス鋼とを溶接やロウ付けで接合すると、接合部に脆い金属間化合物が生成しやすいために、この場合も信頼性のある高強度かつ高気密性を有する接合部を得ることは非常に困難である。 However, there are the following problems when incorporating the vibration absorbing tube into the refrigerant circuit. That is, at present, only stainless steel can be used for the bellows portion of the vibration absorbing tube because of problems in workability, strength, corrosion resistance, and economy. On the other hand, if the refrigerant circuit piping is changed to stainless steel, equipment such as a compressor to which the piping is connected is made of an aluminum alloy, so that connection with these devices becomes difficult, and the weight of the vehicle body is reduced. Since it hinders and increases the cost, it is desirable to use the current aluminum alloy. Therefore, it is necessary to join a stainless steel vibration absorbing pipe and an aluminum alloy pipe. However, it is very difficult to obtain a reliable joint having high strength and high airtightness by simply mechanically fitting or screwing these metal pipes together. In addition, when an aluminum alloy and stainless steel are joined by welding or brazing, a brittle intermetallic compound is likely to be formed at the joint. In this case as well, a reliable joint having high strength and high airtightness is obtained. It is very difficult.
なお、鉄系材料とアルミニウムとの接合方法として、鉄系材料からなる母材の表面に荒加工を施して凹凸を形成した後、アルミニウム層を仮形成し、このアルミニウム層を表面側から押圧しながら、高周波加熱することにより、Ｆｅ−Ａｌの金属間化合物からなる拡散層を形成する方法が開示されている（特許文献２参照）。 As a method of joining the iron-based material and aluminum, after roughing the surface of the base material made of the iron-based material to form irregularities, an aluminum layer is temporarily formed, and this aluminum layer is pressed from the surface side. However, a method of forming a diffusion layer made of an Fe-Al intermetallic compound by high-frequency heating has been disclosed (see Patent Document 2).
しかしながら、この方法は金属間化合物からなる拡散層を形成することによって母材表面の耐磨耗性や平滑度を向上させることを目的とするものであり、金属間化合物を形成する限り信頼性のある高強度かつ高気密性を有する接合部は得られない。
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであって、強度および気密性に優れた信頼性の高い、アルミニウム系金属管と鉄系金属管との接合方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this condition, Comprising: It aims at providing the reliable joining method of the aluminum type metal tube and the iron type metal tube which was excellent in intensity | strength and airtightness.
請求項１に記載の発明は、２本の異種金属管であるアルミニウム系金属管と鉄系金属管とを、２種類の異種金属であるアルミニウム系金属と鉄系金属とからなる二層金属クラッド板から形成された接続金具を介して接合する接合方法であって、前記接続金具が、前記二層金属クラッド板に、内周面側が前記アルミニウム系金属となるように穴フランジ加工を施して、先端部が開口した筒状の立ち上げ部を形成するとともに、この先端部において前記アルミニウム系金属からなる筒部を前記鉄系金属からなる筒部よりも長くしたのち、前記立ち上げ部の根元部を切断して得られた筒状部材であり、前記鉄系金属管を前記接続金具の外周面側に嵌挿し、前記アルミニウム系金属管を前記接続金具の内周面側に嵌挿したのち、同種の材質の金属同士が接触する部位のみをアーク溶接で接合することにより、前記接続金具を構成する前記異種金属の界面における金属間化合物の生成を防止ないし抑制しつつ接合するアルミニウム系金属管と鉄系金属管との接合方法であって、前記アーク溶接時において、前記接続金具を構成する前記２種類の異種金属の界面上の位置であって、前記接続金具の長手方向の少なくとも１箇所における最高温度を５００℃以下とすること、または前記最高温度を５００℃超６５０℃以下とし且つｌｏｇ １０ θ≦４２．９２−０．２５８ｔ＋０．００００９６０３ｔ ２ の関係が成立するようにすることを特徴とするアルミニウム系金属管と鉄系金属管との接合方法。
ここに、ｔ：５００℃超で前記最高温度未満の任意の温度（℃）、θ：前記少なくとも１箇所におけるｔ℃以上の保持時間（ｓ）である。
The invention according to claim 1 is a two-layer metal clad made of two dissimilar metals, an aluminum-based metal tube and an iron-based metal tube. It is a joining method of joining via a connection fitting formed from a plate, and the connection fitting is subjected to hole flange processing so that the inner peripheral surface side is the aluminum-based metal on the two-layer metal clad plate, A cylindrical upright portion having an open front end is formed, and at the front end portion, the cylindrical portion made of the aluminum-based metal is made longer than the cylindrical portion made of the iron-based metal, and then the root portion of the upright portion Is a cylindrical member obtained by cutting the steel metal tube on the outer peripheral surface side of the connection fitting, and after inserting the aluminum metal tube on the inner peripheral surface side of the connection fitting, Metals of the same kind of material By joining only the portion in contact with arc welding, Rua aluminum-based metal pipes be joined while preventing or suppressing the formation of intermetallic compounds at the interface of the dissimilar metal constituting the connection fitting and the ferrous metal tube In the arc welding, at the time of arc welding, the maximum temperature at a position on the interface between the two types of dissimilar metals constituting the connection fitting is at least 500 ° C. in the longitudinal direction of the connection fitting. Or an aluminum-based metal tube, wherein the maximum temperature is 500 ° C. or more and 650 ° C. or less and the relationship of log 10 θ ≦ 42.92−0.258t + 0.00009603t 2 is established. Joining method with ferrous metal pipe.
Here, t is an arbitrary temperature (° C.) exceeding 500 ° C. and less than the maximum temperature, and θ is a holding time (s) of t ° C. or more at the at least one location.
請求項２に記載の発明は、前記鉄系金属同士が接触する部位の接合をＴＩＧ溶接とし、前記アルミニウム系金属同士が接触する部位の接合をＴＩＧロウ付けまたはＭＩＧロウ付けとする請求項１に記載のアルミニウム系金属管と鉄系金属管との接合方法である。 The invention according to claim 2, the bonding sites of the ferrous metal come into contact with each other and TIG welded, the joint portions of the aluminum metal contact each other to claim 1, TIG brazing or MIG brazing It is the joining method of the aluminum-type metal tube and iron-type metal tube of description.
請求項３に記載の発明は、前記ＴＩＧロウ付けまたはＭＩＧロウ付けの際に用いるロウ材の融点を６００℃以下とし、フラックスの活性開始温度を５００℃以下とする請求項２に記載のアルミニウム系金属管と鉄系金属管との接合方法である。 The invention according to claim 3, wherein the melting point of the brazing material to be used in the TIG brazing or MIG brazing and 600 ° C. or less, aluminum system according to claim 2, the activity start temperature of the flux between 500 ° C. or less This is a method of joining a metal tube and an iron-based metal tube.
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合方法により得られたアルミニウム系金属管と鉄系金属管との接合構造である。 Invention of Claim 4 is the joining structure of the aluminum-type metal tube and iron-type metal tube obtained by the joining method of any one of Claims 1-3 .
本発明によれば、接続金具の素材として二層金属クラッド板を用いるので、同種の金属間のみをアーク溶接により溶融接合できるとともに、異種金属間の界面はクラッドによって物理的に強固に接合されている。さらに、本発明は、この異種金属間の界面への前記溶融接合による熱影響を可及的に制限しているので、前記界面における脆い金属間化合物の生成を抑制できる。この結果、強度および気密性に優れた信頼性の高いアルミニウム系金属管と鉄系金属管と接合構造を提供することが可能となった。また、このような強度および気密性に優れた信頼性の高いステンレス鋼管とアルミニウム合金管との接合構造の提供によって、自動車用エアコンにＣＯ2冷媒を用いることができるようになり、地球環境への負荷の低減と、車体の軽量化とを両立させることが可能となった。 According to the present invention, since the double-layer metal clad plate is used as the material of the connection metal fitting, only the same kind of metal can be melt-joined by arc welding, and the interface between different metals is physically and firmly joined by the clad. Yes. Furthermore, the present invention limits the thermal effect of the fusion bonding to the interface between the different metals as much as possible, so that the formation of brittle intermetallic compounds at the interface can be suppressed. As a result, it has become possible to provide a highly reliable aluminum-based metal tube and iron-based metal tube and a bonded structure that are excellent in strength and airtightness. In addition, the provision of a highly reliable stainless steel pipe and aluminum alloy pipe with excellent strength and airtightness makes it possible to use a CO 2 refrigerant in an automotive air conditioner. It has become possible to achieve both a reduction in load and a reduction in weight of the vehicle body.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１に、本発明の実施の形態に係る接合方法により接合された接合構造を示す。図において、符号１は、鉄系金属管としてのステンレス鋼管、符号２はアルミニウム系金属管としてのアルミニウム合金管をそれぞれ示し、符号３は接続金具を示す。 FIG. 1 shows a joining structure joined by a joining method according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a stainless steel pipe as an iron metal pipe, reference numeral 2 denotes an aluminum alloy pipe as an aluminum metal pipe, and reference numeral 3 denotes a connection fitting.
（接続金具の形成）
接続金具３を形成する穴フランジ加工として、バーリング加工のみを用いた例を説明する。接続金具３は例えば以下のように形成する。ステンレス鋼とアルミニウム合金からなる二層金属クラッド板（以下、単に「クラッド板」ともいう。）を適当な大きさに切り出した切り板、またはスリッタコイルとし、この切り板またはスリッタコイルに予め下孔を開け、その後に、内周面側がアルミニウム合金となるようにバーリング加工を施して先端部が開口した筒状の立ち上げ部を形成する。このバーリング加工の際、ステンレス鋼に比べアルミニウム合金の方が延性に富むので、立ち上げ部の先端部において内周面側のアルミニウム合金からなる筒部３ｂは外周面側のステンレス鋼からなる筒部３ａより長く伸びる。そして、この立ち上げ部の根元部を切断することにより、筒状部材である接続金具３が形成できる。
(Forming connection fittings)
An example in which only burring processing is used as the hole flange processing for forming the connection fitting 3 will be described. The connection fitting 3 is formed as follows, for example. A double-layer metal clad plate made of stainless steel and an aluminum alloy (hereinafter, also simply referred to as “clad plate”) is formed into a cut plate or slitter coil cut into an appropriate size, and a pilot hole is previously formed in the cut plate or slitter coil. After that, burring is performed so that the inner peripheral surface side is made of an aluminum alloy to form a cylindrical rising portion having an open end. In this burring process, the aluminum alloy is more ductile than the stainless steel, so that the cylindrical portion 3b made of the aluminum alloy on the inner peripheral surface side is the cylindrical portion made of stainless steel on the outer peripheral surface side at the tip of the rising portion. Extends longer than 3a. And the connection fitting 3 which is a cylindrical member can be formed by cut | disconnecting the root part of this raising part.
（接続金具と異種金属管との接合）
そして、ステンレス鋼管１を接続金具３の外周面側３ａに前記根元部側（切断した側）から嵌挿するとともに、アルミニウム合金管２を接続金具３の内周面側３ｂに前記先端部側（筒部３ｂが筒部３ａより長い側）から嵌挿する。これにより同種の材質の金属同士のみが接触することとなる。
(Junction of connecting metal and dissimilar metal pipe)
Then, the stainless steel pipe 1 is inserted into the outer peripheral surface side 3 a of the connection fitting 3 from the base portion side (cut side), and the aluminum alloy tube 2 is inserted into the inner peripheral surface side 3 b of the connection fitting 3 with the tip end side ( The tube portion 3b is inserted from the side longer than the tube portion 3a. Thereby, only the metals of the same kind are in contact with each other.
その後、上記同種の材質の金属同士が接触する部分である符号９，１０の部分のみをアーク溶接としてのＴＩＧ溶接で重ね溶接により接合する。これにより、異種金属同士を直接溶融接合する必要がなく、また、接続金具３を構成する２種類の異種金属の界面（以下、「クラッド界面」ともいう。）６においても、溶接熱を直接受けないので過度の昇温を回避できる。また、接続金具２に異種金属管１，２をともに嵌挿してから溶接を行うことにより、溶接熱が異種金属管１，２を介して外気に放散され、クラッド界面６における過度の昇温がより確実に防止されるため、金属間化合物の生成を防止ないし抑制しつつ接合することが可能となる。 After that, only the portions 9 and 10 that are the portions where the metals of the same kind are in contact with each other are joined by lap welding by TIG welding as arc welding. This eliminates the need to directly melt and bond dissimilar metals to each other, and also directly receives welding heat at the interface (hereinafter also referred to as “cladding interface”) 6 of two kinds of dissimilar metals constituting the connection fitting 3. Since there is no excessive temperature rise can be avoided. In addition, welding is performed after the dissimilar metal pipes 1 and 2 are inserted into the connection fitting 2, so that welding heat is dissipated to the outside air through the dissimilar metal pipes 1 and 2, and an excessive temperature rise at the cladding interface 6 occurs. Since it prevents more reliably, it becomes possible to join, preventing or suppressing the production | generation of an intermetallic compound.
ここで、仮に接続金具３がその外周面側の筒部３ａと内周面側の筒部３ｂとが同じ長さのものとすると、アルミニウム合金同士を接合するためには、重ね溶接は採用できず、内周面側のアルミニウム合金からなる筒部３ｂの端部とアルミニウム合金管２とを隅肉溶接で接合する必要がある。しかしながら、アークを絞ることには限界があるため、溶接部近傍のクラッド界面６もアーク熱を直接受けて過度に加熱され金属間化合物が生成してしまうため、アーク溶接ではアルミニウム合金同士の接合は困難であった（なお、本発明者らはアーク溶接に代えて集光性に優れるレーザ溶接を用いることにより上記課題を解決する接合技術を開発中であるが、レーザ溶接は現状では設備コストが高いため接合コストが高くなる問題があり、低コストの接合技術としてアーク溶接による接合技術の開発が要請されていた。）これに対し、本発明では内周面側の筒部３ｂは外周面側のステンレス鋼からなる筒部３ａより長く伸びているので、内周面側のアルミニウム合金からなる筒部３ｂの端部とアルミニウム合金管２とをアーク溶接で接合しても、クラッド界面６は溶接部から離れているため直接加熱されることがなく、金属間化合物の生成が防止ないし抑制される。なお、筒部３ｂを筒部３ａより突き出す長さはアークの絞り限界を考慮して５ｍｍ以上とすることが望ましい。 Here, if the connecting fitting 3 has the same length of the cylindrical portion 3a on the outer peripheral surface side and the cylindrical portion 3b on the inner peripheral surface side, lap welding can be employed to join the aluminum alloys together. First, it is necessary to join the end portion of the cylindrical portion 3b made of the aluminum alloy on the inner peripheral surface side and the aluminum alloy tube 2 by fillet welding. However, since there is a limit to constricting the arc, the clad interface 6 near the weld is also directly heated by the arc and excessively heated to produce an intermetallic compound. Although the present inventors are developing a joining technique that solves the above problems by using laser welding that excels in light condensing performance instead of arc welding, laser welding currently requires equipment costs. There is a problem that the joining cost becomes high due to its high cost, and there has been a demand for the development of joining technology by arc welding as a low cost joining technology. Since it extends longer than the cylindrical portion 3a made of stainless steel, the end of the cylindrical portion 3b made of aluminum alloy on the inner peripheral surface side and the aluminum alloy tube 2 are joined by arc welding. Also, cladding interface 6 without being directly heated because apart from the welding unit, generation of the intermetallic compound is prevented or suppressed. In addition, it is desirable for the length which protrudes the cylinder part 3b from the cylinder part 3a to set it as 5 mm or more in consideration of the restriction | limiting of an arc.
重ね溶接による接合は、符号９の位置においてはステンレス鋼管１の外周面からその周全体を溶接し、符号１０の位置においては筒部３ｂの外周面からその周全体を溶接するものであるが、例えば、溶接熱源は符号９または１０の位置に向けて固定し、接続金具３に異種金属管１，２を嵌挿した状態で管軸を中心として所定の回転速度で一体に回転させつつ溶接することが望ましい。これにより、溶接入熱が接続金具３の円周方向に均等に分散されるので、クラッド界面６の円周方向の特定の位置に熱が集中することがなく、回転速度（すなわち溶接速度）を調整することによりクラッド界面６における金属間化合物の生成を防止ないし抑制しつつ接合することができる。 Joining by lap welding welds the entire circumference from the outer peripheral surface of the stainless steel pipe 1 at the position of reference numeral 9, and welds the entire circumference from the outer peripheral face of the cylindrical portion 3b at the position of reference numeral 10. For example, the welding heat source is fixed toward the position 9 or 10 and welded while integrally rotating at a predetermined rotational speed around the tube axis with the dissimilar metal tubes 1 and 2 being inserted into the connection fitting 3. It is desirable. Thereby, since the welding heat input is evenly distributed in the circumferential direction of the connection fitting 3, heat does not concentrate at a specific position in the circumferential direction of the cladding interface 6, and the rotation speed (that is, the welding speed) By adjusting, it can join, preventing or suppressing the production | generation of the intermetallic compound in the clad interface 6. FIG.
上記アーク溶接による接合時において、接合金具３を構成する２種類の異種金属の界面（クラッド界面）６上の位置であって、接合金具３の長手方向の少なくとも１箇所における最高温度を５００℃以下とするか、または前記最高温度を５００℃超６５０℃以下とし且つ下記式（１）が成立するようにする。 At the time of joining by the arc welding, the maximum temperature at at least one place in the longitudinal direction of the joining fitting 3 at a position on the interface (cladding interface) 6 of two kinds of different metals constituting the joining fitting 3 is 500 ° C. or less. Alternatively, the maximum temperature is set to more than 500 ° C. and not more than 650 ° C., and the following formula (1) is satisfied.
ｌｏｇ１０θ≦４２．９２−０．２５８ｔ＋０．００００９６０３ｔ２…式（１）
ここに、ｔ：５００℃超６５０℃以下で前記最高温度未満の任意の温度（℃）、θ：クラッド界面６の前記少なくとも１箇所におけるｔ℃以上の保持時間（ｓ）である。
log 10 θ ≦ 42.92−0.258t + 0.00009603t 2 Formula (1)
Here, t is an arbitrary temperature (° C.) that is higher than 500 ° C. and lower than 650 ° C. and lower than the maximum temperature, and θ is a holding time (s) of t ° C. or more at the at least one location of the cladding interface 6
上記のように、クラッド界面６上の位置であって、接合金具３の長手方向の少なくとも１箇所における、温度と保持時間を規定したのは、以下の理由による。 As described above , the temperature and the holding time at the position on the clad interface 6 in at least one place in the longitudinal direction of the joint fitting 3 are defined for the following reason.
すなわち、図２はクラッド板を一定の加熱温度で所定時間保持したときのクラッド界面６における金属間化合物の生成の有無を示すものである。 That is, FIG. 2 shows whether or not an intermetallic compound is generated at the clad interface 6 when the clad plate is held at a constant heating temperature for a predetermined time.
同図（ａ）は、公知文献（大家正二郎著，「特集１：クラッド材、ステンレスクラッドアルミニウム板」，金属，株式会社アグネ技術センター，１９８９年７月，第５９巻，第７号，ｐ．２５−２９）のデータである。本図より、加熱温度が５００℃以下では、保持時間によらず金属間化合物の生成は見られない。一方、加熱温度が５００℃超になると、一定の保持時間以上で金属間化合物が生成するようになり、加熱温度が高くなるにともない、金属間化合物が生成し始める保持時間が短くなることがわかる。図中の破線は、加熱温度５００℃超においてクラッド界面に金属間化合物が生成し始める、加熱温度と保持時間との関係を示すものである。 (A) is a well-known document (written by Shojiro Oie, “Special Feature 1: Clad Material, Stainless Clad Aluminum Plate”, Metals, Agne Technology Center, July 1989, Vol. 59, No. 7, p. 25-29). From this figure, when the heating temperature is 500 ° C. or less, no intermetallic compound is formed regardless of the holding time. On the other hand, when the heating temperature exceeds 500 ° C., an intermetallic compound is generated after a certain holding time, and it is understood that the holding time at which the intermetallic compound starts to be generated decreases as the heating temperature increases. . The broken line in the figure shows the relationship between the heating temperature and the holding time at which an intermetallic compound begins to be generated at the cladding interface when the heating temperature exceeds 500 ° C.
しかしながら、上記破線の位置は試験条件により変動するものと考えられ、また上記公知文献には詳細な試験条件が明示されていないため、本願発明者らは上記公知文献のデータのみから本発明の構成要件を規定するのは不十分と考えた。 However, since the position of the broken line is considered to vary depending on the test conditions, and the detailed test conditions are not clearly described in the above-mentioned known literature, the inventors of the present invention are configured only from the data of the above-mentioned known literature. We thought it was insufficient to specify the requirements.
そこで、本願発明者らは、加熱温度５００℃超において、クラッド界面に金属間化合物が生成し始める、加熱温度と保持時間との関係について別途確認試験を行い、図２（ｂ）の結果を得た。なお、本確認試験においては、加熱炉で所定の温度に維持した不活性ガス雰囲気中に試験片としてクラッド板の切り板を装入し、一定時間保持した後に取り出し、試験片の端面（切断面）をミクロ観察することによって、クラッド界面における金属間化合物の生成の有無を判定した。参考として図３に、（ａ）金属間化合物が生成しなかった場合、および（ｂ）金属間化合物が生成した場合を対比して示す。 Therefore, the inventors of the present application separately conducted a confirmation test on the relationship between the heating temperature and the holding time at which the intermetallic compound starts to form at the cladding interface at a heating temperature of over 500 ° C., and obtained the result of FIG. It was. In this confirmation test, a cut plate of a clad plate was inserted as a test piece in an inert gas atmosphere maintained at a predetermined temperature in a heating furnace, held for a certain period of time, and then removed, and the end face of the test piece (cut surface) ) Was micro-observed to determine the presence or absence of intermetallic compound formation at the cladding interface. For reference, FIG. 3 shows a comparison between (a) the case where no intermetallic compound is produced and (b) the case where an intermetallic compound is produced.
図２（ｂ）中の破線は、本確認試験により金属間化合物が生成し始める、加熱温度と保持時間との関係を示すものであり、この破線より下方では金属間化合物が生成しないか、生成してもその生成量が微量でクラッド界面上に部分的に（不連続に）生成するだけであるので、クラッド界面の剥離強度に実質的に影響を与えない。 The broken line in FIG. 2 (b) shows the relationship between the heating temperature and the holding time at which the intermetallic compound begins to be produced by this confirmation test. No intermetallic compound is produced or produced below this broken line. However, since the amount of generation is only a small amount and is only partially (discontinuously) formed on the cladding interface, it does not substantially affect the peel strength at the cladding interface.
この破線より下方の領域は下記式（１）’で表される。 The region below this broken line is expressed by the following formula (1) '.
ｌｏｇ10θ1≦４２．９２−０．２５８ｔ1＋０．００００９６０３ｔ1 2 …式（１）’
ここに、ｔ1：加熱温度（℃）、θ1：保持時間（ｓ）である。
log 10 θ 1 ≦ 42.92−0.258t 1 + 0.00009603t 1 2 (1) ′
Here, t 1 : heating temperature (° C.), θ 1 : holding time (s).
以上より、異種金属管１，２と接続金具３との間の溶融接合による熱によって接続金具３のクラッド界面６の温度も上昇するが、その到達温度（最高温度）が５００℃を超えないときは、保持時間によらず金属間化合物が生成することはない。また、クラッド界面６の温度が５００℃を超えるときでも、その到達温度（最高温度）に応じて、５００℃超で到達温度（最高温度）未満の任意の温度以上の保持時間が上記式（１）’〔すなわち、式（１）〕を満たすように制限することにより、金属間化合物を生成させないか、または生成してもその生成量を微量に留めることができる。なお、クラッド界面６上の位置であって、接続金具３の長手方向の少なくとも１箇所において上記式（１）を満たすこととしたのは以下の理由による。すなわち、接続金具３の長手方向のいずれかの位置において（すなわち、どこか１箇所でも）金属間化合物が生成しなければ、例え上記長手方向の他の位置で金属間化合物が生成しても、接続金具３を構成するクラッド板の剥離強度およびシール性（気密性）を保持することができるからである。また、前記最高温度を６５０℃以下としたのは、クラッド界面６が６５０℃を超えて加熱されるとクラッド板を構成するアルミニウム合金がその融点を超えて溶融し金属間化合物が過剰に形成される可能性が高いためである。 As described above, the temperature of the clad interface 6 of the connection fitting 3 also rises due to the heat generated by the fusion bonding between the dissimilar metal tubes 1 and 2 and the connection fitting 3, but the reached temperature (maximum temperature) does not exceed 500 ° C. No intermetallic compound is produced regardless of the retention time. Further, even when the temperature of the clad interface 6 exceeds 500 ° C., the holding time above the arbitrary temperature exceeding 500 ° C. and less than the ultimate temperature (maximum temperature) according to the ultimate temperature (maximum temperature) (1 ) ′ [That is, by limiting to satisfy the formula (1)], an intermetallic compound is not generated, or even if it is generated, the generated amount can be kept to a very small amount. The reason why the formula (1) is satisfied at least at one position in the longitudinal direction of the connection fitting 3 on the cladding interface 6 is as follows. That is, if an intermetallic compound is not generated at any position in the longitudinal direction of the connection fitting 3 (that is, anywhere), even if an intermetallic compound is generated at another position in the longitudinal direction, This is because the peel strength and sealing property (airtightness) of the clad plate constituting the connection fitting 3 can be maintained. The maximum temperature is set to 650 ° C. or less because when the cladding interface 6 is heated above 650 ° C., the aluminum alloy constituting the cladding plate melts beyond its melting point and excessive intermetallic compounds are formed. This is because there is a high possibility that
アーク溶接としてＴＩＧ溶接を用いる場合、パルスＴＩＧ溶接を用いることが推奨される。これにより、パルスの強度および周波数を調整することによって、特に上記接続金具３と異種金属管１，２とを一体に回転させる方法と併用することによって溶接入熱量を精度良く調節することが可能となることから、上記式（１）を満たすことが容易となり、クラッド界面６における金属間化合物の生成をより確実に防止ないし抑制できる。 When TIG welding is used as arc welding, it is recommended to use pulse TIG welding. Thereby, it is possible to adjust the welding heat input with high accuracy by adjusting the intensity and frequency of the pulse, in particular by using together with the method of rotating the connecting fitting 3 and the dissimilar metal tubes 1 and 2 together. Therefore, it becomes easy to satisfy the above formula (1), and generation of an intermetallic compound at the cladding interface 6 can be more reliably prevented or suppressed.
なお、上記実施の形態においては、同種の金属同士の接合を重ね溶接により行うとしたが、これに限られるものではなく、隅肉溶接を用いてもよい。 In the above embodiment, the same kind of metals are joined by lap welding. However, the present invention is not limited to this, and fillet welding may be used.
また、アルミニウム合金同士が接触する部位１０の接合には、被接合材であるアルミニウム合金に対する熱影響を抑制するため、溶化材（ロウ材）を併用するＴＩＧロウ付けまたはＭＩＧロウ付けを採用することも好ましい。なお、ＴＩＧロウ付けまたはＭＩＧロウ付けを採用する場合は、重ね溶接でなく隅肉溶接で接合する。また、ロウ材は、アルミニウム合金に対する熱影響をできるだけ小さくするとともに、クラッド界面に金属間化合物が生成しないか、または生成してもごく微量に留まるように、融点が６００℃以下、さらには５９０℃以下、特に５８０℃以下のものを用い、フラックスの活性開始温度が５００℃以下、さらには４８０℃以下、特に４６０℃以下のものを用いるのが望ましい。 In addition, for joining the portions 10 where the aluminum alloys are in contact with each other, TIG brazing or MIG brazing using a solution material (brazing material) in combination is employed in order to suppress the thermal effect on the aluminum alloy which is the material to be joined. Is also preferable. When TIG brazing or MIG brazing is adopted, joining is performed by fillet welding instead of lap welding. In addition, the brazing material has a melting point of 600 ° C. or lower, and further 590 ° C. so that the thermal effect on the aluminum alloy is minimized and an intermetallic compound is not generated at the clad interface or is kept in a very small amount even when generated. In particular, it is desirable to use a material having a temperature of 580 ° C. or lower, and a flux having an activation start temperature of 500 ° C. or lower, more preferably 480 ° C. or lower, particularly 460 ° C. or lower.
溶融接合時における放熱を促進するため、接続金具３の外周面側３ａに嵌挿するステンレス鋼管１はできるだけ接続金具３の先端部近傍まで嵌挿し、接続金具３とステンレス鋼管１との接触面積をできるだけ大きくして伝熱を促進させるのが望ましい。 In order to promote heat dissipation at the time of fusion bonding, the stainless steel tube 1 to be inserted into the outer peripheral surface side 3a of the connection fitting 3 is inserted as close as possible to the tip of the connection fitting 3 so that the contact area between the connection fitting 3 and the stainless steel tube 1 is increased. It is desirable to make it as large as possible to promote heat transfer.
また、ステンレス鋼管１およびアルミニウム合金管２を差し込んだときに各管１，２と十分に接触面積を保つことにより溶融接合の作業を容易とするため、接続金具３の長さは、接続金具３の内径の１．０倍以上、さらには２．０倍以上とするのが好ましい。ただし、接続金具３を過剰に長くしても放熱効果が飽和し、却って穴フランジ加工による加工コストが増大するので、接続金具３の内径の４．０倍以下、さらには３．０倍以下とするのが好ましい。 In addition, when the stainless steel pipe 1 and the aluminum alloy pipe 2 are inserted, the length of the connection fitting 3 is set so as to facilitate the work of fusion bonding by maintaining a sufficient contact area with each of the pipes 1 and 2. The inner diameter is preferably 1.0 times or more, more preferably 2.0 times or more. However, even if the connecting fitting 3 is excessively long, the heat dissipation effect is saturated, and on the contrary, the processing cost by hole flange processing increases, so that the inner diameter of the connecting fitting 3 is 4.0 times or less, and further 3.0 times or less. It is preferable to do this.
また、放熱面積をさらに拡大するため、接続金具３の内周面側３ｂに嵌挿するアルミニウム合金管２の嵌挿長さは、接続金具３の長さ以上とすることが好ましい。 Moreover, in order to further expand the heat radiation area, it is preferable that the fitting length of the aluminum alloy tube 2 fitted into the inner peripheral surface side 3 b of the connection fitting 3 is equal to or longer than the length of the connection fitting 3.
上記例では、接続金具３を構成する二層金属クラッド板は異種金属管１，２の材質とそれぞれ同じステンレス鋼とアルミニウム合金からなるものとしたが、必ずしも異種金属管１，２と同一の材質のものに限られず、同種の材質のものでよい。ここで異種金属管と同種の材質とは、ベースとなる金属成分が異種金属管と同じであり、異種金属管と溶融接合しても脆い金属間化合物を形成しない乃至は形成しても微量であり実質的に影響のないものをいう。ここにベースとなる金属成分とは、ステンレス鋼の場合はＦｅであり、アルミニウム合金の場合はＡｌである。 In the above example, the double-layer metal clad plate constituting the connection fitting 3 is made of the same stainless steel and aluminum alloy as the materials of the dissimilar metal tubes 1 and 2, respectively. The same kind of material may be used. Here, the same kind of material as that of the dissimilar metal tube means that the base metal component is the same as that of the dissimilar metal tube, and does not form a brittle intermetallic compound even if it is melt-bonded to the dissimilar metal tube. It means something that is virtually unaffected. The metal component used as a base here is Fe in the case of stainless steel, and Al in the case of an aluminum alloy.
したがって、上記例においてはクラッド板を構成するステンレス鋼はステンレス鋼管１と異なる材質（鋼種）としてもよく（例えば、ステンレス鋼管１がＳＵＳ３０４のとき、クラッド板のステンレス鋼をＳＵＳ４３０とする）、場合によってはステンレス鋼に代えて普通鋼を用いることもでき、穴フランジ加工による加工性、溶接性、強度等を考慮して適宜選択しうるものである。 Therefore, in the above example, the stainless steel constituting the clad plate may be made of a material (steel type) different from the stainless steel pipe 1 (for example, when the stainless steel pipe 1 is SUS304, the stainless steel of the clad plate is SUS430). Ordinary steel can be used instead of stainless steel, and can be appropriately selected in consideration of workability, weldability, strength, etc. by hole flange processing.
また、クラッド板を構成するアルミニウム合金はアルミニウム合金管２と異なる材質としてもよく（例えば、アルミニウム合金管２がＡ５０５２のとき、クラッド板のアルミニウム合金をＡ１１００とする）、場合によってはアルミニウム合金に代えて純アルミニウムを用いることもでき、穴フランジ加工による加工性、溶接性、強度等を考慮して適宜選択しうるものである。なお、アルミニウム系金属同士の接合を容易にする観点からは、アルミニウム系金属からなる筒部３ｂを鉄系金属からなる筒部３ａよりもできるだけ長くすることが望ましく、アルミニウム系金属として延性に富むＡ１０００系や純アルミニウムを用いるのが推奨される。ただし、これらの材料は材料強度が低いため用途が制限されることに留意する必要がある。 In addition, the aluminum alloy constituting the clad plate may be made of a material different from that of the aluminum alloy tube 2 (for example, when the aluminum alloy tube 2 is A5052, the aluminum alloy of the clad plate is A1100). Pure aluminum can also be used, and can be appropriately selected in consideration of workability, weldability, strength, etc. by hole flange processing. From the viewpoint of facilitating the joining of the aluminum-based metals, it is desirable that the cylindrical portion 3b made of the aluminum-based metal be as long as possible than the cylindrical portion 3a made of the iron-based metal, and A1000 rich in ductility as an aluminum-based metal. It is recommended to use a system or pure aluminum. However, it should be noted that the use of these materials is limited due to their low material strength.
クラッド板の全体厚さは、接合部を過度に大きくしないために薄い方が好ましいが、穴フランジ加工による加工性、溶接性、強度等を考慮して適宜調整することが望ましい。 The overall thickness of the clad plate is preferably thin so as not to make the joint portion excessively large. However, it is desirable to adjust appropriately in consideration of workability, weldability, strength, etc. by hole flange processing.
また、クラッド板を構成する各異種金属の厚さの比率も、穴フランジ加工による加工性、溶接性、強度等を考慮して適宜調整し得るものである。なお、異種金属の材質の組合せが鉄系金属とアルミニウム系金属との組合せにおいては、二層金属クラッド板を構成する鉄系金属の厚さが当該二層金属クラッド板の全体厚さの１５〜３５％とすることが好ましい。３５％を超えると、加工性に優れるアルミニウム系金属の割合が少なすぎて穴フランジ加工の際に立ち上げ部の立ち上げ高さ（すなわち、接続金具３の長さ）を十分に確保できない可能性があり、一方１５％未満では鉄系金属の割合が少なすぎて穴フランジ加工の際に立ち上げ部の鉄系金属が薄くなり切断されるおそれがあるためである。 Further, the ratio of the thicknesses of the dissimilar metals constituting the clad plate can be appropriately adjusted in consideration of workability, weldability, strength, etc. by hole flange processing. When the combination of different metal materials is a combination of an iron-based metal and an aluminum-based metal, the thickness of the iron-based metal constituting the double-layer metal clad plate is 15 to 15% of the total thickness of the double-layer metal clad plate. 35% is preferable. If it exceeds 35%, the proportion of aluminum-based metal with excellent workability is too small, and there is a possibility that the rising height of the raised portion (that is, the length of the connection fitting 3) cannot be sufficiently secured during hole flange machining. On the other hand, if it is less than 15%, the ratio of the iron-based metal is too small, and there is a possibility that the iron-based metal at the raised portion is thinned and cut during hole flange processing.
接続金具３の内径は、アルミニウム合金管２を容易に差し込めるが、隙間が開きすぎない程度にアルミニウム合金管２の外径より少しだけ大きくしておく。なお、接続金具３の内周面とアルミニウム合金管２とをロウ材を用いて接合する場合は、ロウ材が適度に間に入り込むように、もう少し隙間を開けておく。例えば、アルミニウム合金管２の外径が６．８ｍｍの場合、隙間は０．１〜０．１５ｍｍとするのがよい。 The inner diameter of the connection fitting 3 can be easily inserted into the aluminum alloy tube 2, but is slightly larger than the outer diameter of the aluminum alloy tube 2 so that the gap does not open too much. In addition, when joining the inner peripheral surface of the connection metal fitting 3 and the aluminum alloy pipe 2 using a brazing material, a little more space is left so that the brazing material can be appropriately inserted. For example, when the outer diameter of the aluminum alloy tube 2 is 6.8 mm, the gap is preferably 0.1 to 0.15 mm.
バーリング加工は一般には、板材に立ち上げ部を設けてそこにネジ切りして止めビスとして使用したり、主配管の側壁に立ち上げ部を設けてそこに枝管をロウ付けし分岐管として使用する等の目的で利用される。このため、立ち上げ部の立ち上げ高さはそれほど高くする必要がなく、バーリング加工は通常常温（冷間）で行われる。しかし、上記のように、接続金具３の長さを接続金具３の内径の１．０倍以上に長くする必要がある場合で材質によっては冷間では加工が困難なときがあり、そのような場合はクラッド板を予熱してからバーリング加工してもよい。 For burring, generally, a rising part is provided on the plate material and screwed there to use it as a stop screw, or a rising part is provided on the side wall of the main pipe and a branch pipe is brazed there to be used as a branch pipe It is used for the purpose of doing. For this reason, it is not necessary to make the rising height of the rising portion so high, and burring is usually performed at room temperature (cold). However, as described above, when it is necessary to make the length of the connection fitting 3 longer than 1.0 times the inner diameter of the connection fitting 3, depending on the material, it may be difficult to process in the cold. In this case, the clad plate may be preheated before burring.
上記実施形態では、二層金属クラッド板の穴フランジ加工としてバーリング加工のみを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、深絞り加工とバーリング加工を組み合わせた加工方法を用いることも好ましい。例えば二層金属クラッド板を深絞り加工した後にその先端部に下孔を開け、その後にバーリング加工を施すことにより、接続金具３の全長を所要の長さに確保するとともに、接続金具３の先端部を筒部３ｂが筒部３ａよりも長く伸びた所要の形状に仕上げることができる。つまり、バーリング加工では１回の塑性変形によって立ち上げ部を形成するため、クラッド板が難加工性の材質である場合には立ち上げ部の立ち上げ高さを所要の高さ（すなわち、所要の接続金具３の長さ）にすることが困難な場合がある。これに対し、深絞り加工とバーリング加工の組合せで立ち上げ部を形成する場合は、深絞り加工においては複数回に分けて少しずつ塑性変形を与えることができるため、難加工性の材質であっても容易に所望の立ち上げ高さ（すなわち、接続金具３の長さ）を得ることができる。もちろん本加工方法においてもクラッド板を予熱してから加工してもよい。 In the above embodiment, the case where only burring processing is used as the hole flange processing of the double-layer metal clad plate has been described, but the present invention is not limited to this, and a processing method combining deep drawing processing and burring processing is used. It is also preferable to use it. For example, after deep-drawing a double-layer metal clad plate, a pilot hole is opened at its tip, and then burring is performed to ensure the entire length of the connection fitting 3 and the tip of the connection fitting 3. The part can be finished into a required shape in which the cylindrical part 3b extends longer than the cylindrical part 3a. That is, in the burring process, the rising portion is formed by one plastic deformation. Therefore, when the clad plate is made of a difficult-to-work material, the rising height of the rising portion is set to a required height (that is, a required height). In some cases, it is difficult to obtain the length of the connection fitting 3. On the other hand, when the raised part is formed by a combination of deep drawing and burring, plastic deformation can be applied little by little in deep drawing, which is difficult to process. However, it is possible to easily obtain a desired startup height (that is, the length of the connection fitting 3). Of course, in this processing method, the clad plate may be preheated before processing.
なお、ステンレス鋼とアルミニウム合金のような異種金属からなるクラッド板を用いた場合、雨水等の存在により異種金属間で電気腐食が起こることが懸念される。したがって必要により、異種金属の界面が露出しているクラッド板の端面等を例えば樹脂等で被覆するなどすればよい。 When a clad plate made of different metals such as stainless steel and aluminum alloy is used, there is a concern that electrocorrosion may occur between different metals due to the presence of rainwater or the like. Therefore, if necessary, the end face of the clad plate where the interface of the dissimilar metal is exposed may be covered with, for example, a resin.
上記例では、ステンレス鋼管およびアルミニウム合金管の組合せについてのみ説明したが、本発明はこの材質の組合せに限られるものではなく、鉄系金属とアルミニウム系金属との組合せであればいずれの組合せに対しても適用できる。例えば鉄系金属としては上記実施形態のステンレス鋼のほか普通鋼でもよい。また、アルミニウム系金属としては上記実施形態のアルミニウム合金のほか純アルミニウムでもよい。 In the above example, only the combination of the stainless steel pipe and the aluminum alloy pipe has been described. However, the present invention is not limited to this combination of materials, and any combination of iron-based metal and aluminum-based metal can be used. Even applicable. For example, the ferrous metal may be plain steel in addition to the stainless steel of the above embodiment. The aluminum metal may be pure aluminum in addition to the aluminum alloy of the above embodiment.
１…ステンレス鋼管
２…アルミニウム合金管
３…接続金具
３ａ…外周面側
３ｂ…内周面側
６…クラッド界面
９，１０…接合部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stainless steel pipe 2 ... Aluminum alloy pipe 3 ... Connection metal fitting 3a ... Outer peripheral surface side 3b ... Inner peripheral surface side 6 ... Cladding interface 9, 10 ... Joint part
Claims (4)
前記接続金具が、前記二層金属クラッド板に、内周面側が前記アルミニウム系金属となるように穴フランジ加工を施して、先端部が開口した筒状の立ち上げ部を形成するとともに、この先端部において前記アルミニウム系金属からなる筒部を前記鉄系金属からなる筒部よりも長くしたのち、前記立ち上げ部の根元部を切断して得られた筒状部材であり、
前記鉄系金属管を前記接続金具の外周面側に嵌挿し、前記アルミニウム系金属管を前記接続金具の内周面側に嵌挿したのち、同種の材質の金属同士が接触する部位のみをアーク溶接で接合することにより、前記接続金具を構成する前記異種金属の界面における金属間化合物の生成を防止ないし抑制しつつ接合するアルミニウム系金属管と鉄系金属管との接合方法であって、
前記アーク溶接時において、前記接続金具を構成する前記２種類の異種金属の界面上の位置であって、前記接続金具の長手方向の少なくとも１箇所における最高温度を５００℃以下とすること、または前記最高温度を５００℃超６５０℃以下とし且つｌｏｇ １０ θ≦４２．９２−０．２５８ｔ＋０．００００９６０３ｔ ２ の関係が成立するようにすることを特徴とするアルミニウム系金属管と鉄系金属管との接合方法。
ここに、ｔ：５００℃超で前記最高温度未満の任意の温度（℃）、θ：前記少なくとも１箇所におけるｔ℃以上の保持時間（ｓ）である。 Two dissimilar metal tubes, an aluminum-based metal tube and an iron-based metal tube, are connected via a connecting metal fitting formed of a two-layer metal clad plate made of two kinds of dissimilar metals, an aluminum-based metal and an iron-based metal. Joining method,
The connection fitting forms a cylindrical upright portion with an open front end by subjecting the double-layer metal clad plate to hole flange processing so that the inner peripheral surface side is the aluminum-based metal. A cylindrical member obtained by cutting the base portion of the rising portion after making the cylindrical portion made of the aluminum-based metal longer than the cylindrical portion made of the iron-based metal in the portion,
After inserting the iron-based metal tube on the outer peripheral surface side of the connecting metal fitting and inserting the aluminum-based metal tube on the inner peripheral surface side of the connecting metal fitting, arc only the part where the same type of metal contacts each other. by joining by welding, a method of joining the luer aluminum-based metal tube and ferrous metal pipes be joined while preventing or suppressing the formation of intermetallic compounds at the interface of the dissimilar metal constituting the connection fitting ,
At the time of the arc welding, the maximum temperature at at least one place in the longitudinal direction of the connection fitting is a position on the interface between the two kinds of different metals constituting the connection fitting, or The junction between an aluminum-based metal tube and an iron-based metal tube, wherein the maximum temperature is over 500 ° C. and below 650 ° C., and the relationship of log 10 θ ≦ 42.92−0.258t + 0.00009603t 2 is established. Method.
Here, t is an arbitrary temperature (° C.) exceeding 500 ° C. and less than the maximum temperature, and θ is a holding time (s) of t ° C. or more at the at least one location.
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