JP7126719B2 - 金属材の固相接合方法及び固相接合装置 - Google Patents
金属材の固相接合方法及び固相接合装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7126719B2 JP7126719B2 JP2020507455A JP2020507455A JP7126719B2 JP 7126719 B2 JP7126719 B2 JP 7126719B2 JP 2020507455 A JP2020507455 A JP 2020507455A JP 2020507455 A JP2020507455 A JP 2020507455A JP 7126719 B2 JP7126719 B2 JP 7126719B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joined
- interface
- bonded
- bonding
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
- B23K20/227—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded with ferrous layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
- B23K20/023—Thermo-compression bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
- B23K20/028—Butt welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/26—Auxiliary equipment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
一方の被接合材と他方の被接合材との端部同士を当接させて被接合界面を形成し、前記被接合界面に対して略垂直方向に圧力を印加する第一工程と、
外部加熱手段によって前記被接合界面近傍を接合温度に昇温する第二工程と、を有し、
前記圧力を、前記接合温度における前記一方の被接合材及び/又は前記他方の被接合材の降伏強度以上とすること、
を特徴とする金属材の固相接合方法を提供する。
一方の被接合材を他方の被接合材に当接させて被接合界面を形成し、前記被接合界面に対して略垂直方向に圧力を印加する加圧機構と、
前記一方の被接合材から前記被接合界面を介して前記他方の被接合材に通電し、前記被接合界面近傍を昇温する通電機構と、を有し、
前記加圧機構によって、前記圧力を100~450MPaの範囲で制御可能であり、
前記通電機構によって、前記被接合界面近傍の温度を500~1000℃に昇温可能であること、
を特徴とする金属材の固相接合装置も提供する。
本発明の金属材の固相接合方法によって、一方の被接合材と他方の被接合材とが接合された継手であって、
前記一方の被接合材と前記他方の被接合材が棒状であり、
前記継手の長手方向における接合部の変形領域の長さが、前記一方の被接合材及び/又は前記他方の被接合材の短手方向の幅よりも短いこと、
を特徴とする継手、も提供する。
本発明の金属材の固相接合方法は、被接合界面を形成すると共に接合に必要な圧力を印加する第一工程と、被接合界面を昇温する第二工程と、を有している。以下、各工程について詳述する。
第一工程では、被接合界面を形成すると共に接合に必要な圧力を印加して、接合温度を決定する。被接合材を溶融させる溶融溶接では、被接合材に印加する圧力は被接合材同士を密着させることを目的としており、当該圧力は接合温度に影響しない。これに対し、被接合界面近傍が溶けることなく固相で接合する場合、圧力によって接合温度を正確に決定することができる。
第二工程は、被接合界面6に対して略垂直に圧力Pを印加した状態で、外部加熱手段によって被接合界面6の近傍を接合温度に昇温する工程である。
本発明の金属材の固相接合方法においては、圧力P及び接合温度以外の接合パラメータ(接合時間及び依り代等)も設定する必要があるが、本発明の効果を損なわない限りにおいてこれらの値は制限されず、被接合材の材質、形状及びサイズ等によって適宜設定すればよい。
図5は本発明の金属材の固相接合装置の一態様を示す模式図である。金属材の固相接合装置20は、一方の被接合材2を他方の被接合材4に当接させて被接合界面6を形成し、被接合界面6に対して略垂直方向に圧力Pを印加する加圧機構22と、一方の被接合材2(又は他方の被接合材4)から被接合界面6を介して他方の被接合材4(又は一方の被接合材2)に通電し、被接合界面6の近傍を昇温する通電機構24と、を有している。
4・・・他方の被接合材、
6・・・被接合界面、
10・・・発熱材、
20・・・金属材の固相接合装置、
22・・・加圧機構、
24・・・通電機構。
Claims (12)
- 一方の被接合材と他方の被接合材との端部同士を当接させて被接合界面を形成し、前記被接合界面に対して略垂直方向に圧力を印加する第一工程と、
外部加熱手段によって前記被接合界面近傍を接合温度に昇温する第二工程と、を有し、
前記圧力を、前記接合温度における前記一方の被接合材及び/又は前記他方の被接合材の降伏強度以上とし、
前記圧力によって前記接合温度を決定すること、
を特徴とする金属材の固相接合方法。 - 前記外部加熱手段に通電加熱を用いること、
を特徴とする請求項1に記載の金属材の固相接合方法。 - 前記被接合界面に、前記一方の被接合材及び前記他方の被接合材よりも電気抵抗値が高い発熱材を介在させること、
を特徴とする請求項2に記載の金属材の固相接合方法。 - 前記圧力を、前記接合温度における前記一方の被接合材及び/又は前記他方の被接合材の流動応力とすること、
を特徴とする請求項1~3のうちのいずれかに記載の金属材の固相接合方法。 - 前記一方の被接合材及び/又は前記他方の被接合材を鉄系金属とすること、
を特徴とする請求項1~4のうちのいずれかに記載の金属材の固相接合方法。 - 前記接合温度を前記鉄系金属のA1点以下とすること、
を特徴とする請求項5に記載の金属材の固相接合方法。 - 前記一方の被接合材及び/又は前記他方の被接合材をチタン又はチタン合金とすること、
を特徴とする請求項1~4のうちのいずれかに記載の金属材の固相接合方法。 - 前記接合温度を前記チタン又はチタン合金のβトランザス温度以下とすること、
を特徴とする請求項7に記載の金属材の固相接合方法。 - 前記被接合界面の面積S1が、前記圧力の印加方向に対して略垂直方向の前記一方の被接合材及び前記他方の被接合材の断面積S2よりも小さいこと、
を特徴とする請求項2~8のうちのいずれかに記載の金属材の固相接合方法。 - 前記一方の被接合材及び/又は前記他方の被接合材の前記端部において、前記面積S1が前記被接合界面の方向にかけて連続的に減少していること、
を特徴とする請求項9に記載の金属材の固相接合方法。 - 一方の被接合材を他方の被接合材に当接させて被接合界面を形成し、前記被接合界面に対して略垂直方向に圧力を印加する加圧機構と、
前記一方の被接合材から前記被接合界面を介して前記他方の被接合材に通電し、前記被接合界面近傍を昇温する通電機構と、を有し、
前記加圧機構によって、前記圧力を100~450MPaの範囲で制御可能であり、
前記通電機構によって、前記被接合界面近傍の温度を500~1000℃に昇温可能であり、
所望する接合温度の設定により、前記圧力が前記接合温度における前記一方の被接合材及び/又は前記他方の被接合材の流動応力となり、
前記圧力によって前記接合温度が決定されること、
を特徴とする金属材の固相接合装置。 - 所望する接合温度の設定により、前記圧力が前記接合温度における前記一方の被接合材及び/又は前記他方の被接合材の流動応力となること、
を特徴とする請求項11に記載の金属材の固相接合装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018053392 | 2018-03-20 | ||
JP2018053392 | 2018-03-20 | ||
PCT/JP2019/006719 WO2019181360A1 (ja) | 2018-03-20 | 2019-02-22 | 金属材の固相接合方法及び固相接合装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019181360A1 JPWO2019181360A1 (ja) | 2021-02-04 |
JP7126719B2 true JP7126719B2 (ja) | 2022-08-29 |
Family
ID=67987117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020507455A Active JP7126719B2 (ja) | 2018-03-20 | 2019-02-22 | 金属材の固相接合方法及び固相接合装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11745287B2 (ja) |
EP (1) | EP3769894A4 (ja) |
JP (1) | JP7126719B2 (ja) |
CN (1) | CN111886106A (ja) |
WO (1) | WO2019181360A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021053674A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 株式会社デンソー | 接合体の製造方法及び製造装置 |
KR102370405B1 (ko) * | 2020-02-07 | 2022-03-04 | 서울대학교산학협력단 | 고엔트로피 합금의 접합 방법, 고엔트로피 합금의 접합 장치 및 고엔트로피 합금의 접합 구조체 |
US20230339039A1 (en) * | 2020-09-25 | 2023-10-26 | Osaka University | Friction pressure welding method |
WO2022190956A1 (ja) * | 2021-03-09 | 2022-09-15 | 国立大学法人大阪大学 | 異材固相接合方法及び異材固相接合構造物 |
CN115079750B (zh) * | 2022-08-11 | 2023-04-25 | 中国核动力研究设计院 | 焊接设备的加热控制方法、设备及计算机可读存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997036711A1 (fr) | 1996-03-29 | 1997-10-09 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Procede de soudage par diffusion de materiaux metalliques |
JP2001321951A (ja) | 2000-05-15 | 2001-11-20 | Nippon Steel Corp | 金属の接合装置及び接合方法 |
JP2005254244A (ja) | 2004-03-09 | 2005-09-22 | High Energy Accelerator Research Organization | 電子・陽電子コライダーの加速管の製造方法 |
JP2017531563A (ja) | 2014-08-13 | 2017-10-26 | ウィリアム・エンジニアリング・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーWilliam Engineering LLC | 金属パーツを突合せ接続するための加熱接合法 |
WO2018168687A1 (ja) | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 国立大学法人大阪大学 | 摩擦圧接方法 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0958094B1 (en) * | 1997-02-04 | 2003-05-02 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Method and device for joining oilfield tubulars |
JP2001287051A (ja) | 2000-04-03 | 2001-10-16 | National Institute For Materials Science | 高張力鋼材の摩擦圧接継手 |
JP2002294404A (ja) | 2001-03-29 | 2002-10-09 | Kawasaki Steel Corp | 摩擦圧接に適した高炭素熱延鋼材およびその製造方法 |
US7282663B2 (en) * | 2002-07-29 | 2007-10-16 | Shell Oil Company | Forge welding process |
JP4397631B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2010-01-13 | 株式会社オーハシテクニカ | 圧入接合構造及びその接合部品 |
JP5039507B2 (ja) * | 2007-10-31 | 2012-10-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 高圧燃料供給ポンプおよびその製造方法 |
JP5853405B2 (ja) * | 2011-04-25 | 2016-02-09 | 株式会社Ihi | 摩擦接合方法及び接合構造体 |
CN102218592B (zh) * | 2011-05-12 | 2013-04-24 | 西北工业大学 | 一种钛或钛合金与不锈钢的扩散焊方法 |
CN103028828A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-04-10 | 江苏科技大学 | 基于局部焊件环境温度独立控制的扩散焊接装置和方法 |
KR101668628B1 (ko) * | 2013-04-11 | 2016-10-24 | 후지코 가부시키가이샤 | 압연롤의 제조 방법 및 압연롤, 및 압연롤의 제조 장치 |
WO2015016319A1 (ja) * | 2013-08-01 | 2015-02-05 | 新日鐵住金株式会社 | 摩擦圧接方法 |
JP2015164738A (ja) | 2014-03-03 | 2015-09-17 | 株式会社Ihi | 摩擦接合装置 |
EP3064307A1 (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-07 | Laborelec CVBA | System and method for linking by friction welding a first piece of steel to a second piece of steel with use of ni-based alloys adapter |
KR101842335B1 (ko) * | 2016-02-12 | 2018-03-26 | 두산중공업 주식회사 | 진공 확산접합장치 및 방법 |
JP6504134B2 (ja) * | 2016-08-26 | 2019-04-24 | マツダ株式会社 | 金属部材の接合装置及び接合方法 |
CN106312218B (zh) * | 2016-11-08 | 2019-02-01 | 哈尔滨宇航精创科技有限公司 | 利用一种脉冲电流辅助自阻加热装置局部快速钎焊的方法 |
CN106825885B (zh) * | 2017-02-24 | 2019-03-08 | 合肥工业大学 | 一种电场辅助下的TZM合金与WRe合金的连接方法 |
US11465243B2 (en) * | 2017-11-06 | 2022-10-11 | The Boeing Company | Interlayered structures for joining dissimilar materials and methods for joining dissimilar metals |
-
2019
- 2019-02-22 US US16/981,001 patent/US11745287B2/en active Active
- 2019-02-22 JP JP2020507455A patent/JP7126719B2/ja active Active
- 2019-02-22 CN CN201980020236.2A patent/CN111886106A/zh active Pending
- 2019-02-22 EP EP19770353.1A patent/EP3769894A4/en active Pending
- 2019-02-22 WO PCT/JP2019/006719 patent/WO2019181360A1/ja unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997036711A1 (fr) | 1996-03-29 | 1997-10-09 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Procede de soudage par diffusion de materiaux metalliques |
JP2001321951A (ja) | 2000-05-15 | 2001-11-20 | Nippon Steel Corp | 金属の接合装置及び接合方法 |
JP2005254244A (ja) | 2004-03-09 | 2005-09-22 | High Energy Accelerator Research Organization | 電子・陽電子コライダーの加速管の製造方法 |
JP2017531563A (ja) | 2014-08-13 | 2017-10-26 | ウィリアム・エンジニアリング・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーWilliam Engineering LLC | 金属パーツを突合せ接続するための加熱接合法 |
WO2018168687A1 (ja) | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 国立大学法人大阪大学 | 摩擦圧接方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019181360A1 (ja) | 2019-09-26 |
CN111886106A (zh) | 2020-11-03 |
US20210107087A1 (en) | 2021-04-15 |
JPWO2019181360A1 (ja) | 2021-02-04 |
EP3769894A1 (en) | 2021-01-27 |
EP3769894A4 (en) | 2021-05-12 |
US11745287B2 (en) | 2023-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7126719B2 (ja) | 金属材の固相接合方法及び固相接合装置 | |
Liedl et al. | Joining of aluminum and steel in car body manufacturing | |
JP2009538738A (ja) | 予熱を伴って自己穿孔型リベットを使用して金属を接合するための方法および装置 | |
JP6497451B2 (ja) | 摩擦撹拌接合方法および装置 | |
CN110430962B (zh) | 摩擦压接方法 | |
JP2007268604A (ja) | 抵抗スポット溶接方法 | |
JPWO2017154658A1 (ja) | 金属材の低温接合方法及び接合構造物 | |
JP2019155389A (ja) | 抵抗スポット溶接方法および抵抗スポット溶接装置 | |
JP7262144B2 (ja) | 異材固相接合方法及び異材固相接合構造物 | |
JP2005324245A (ja) | 金属機械部品の液相拡散接合方法および金属機械部品 | |
WO2015001872A1 (ja) | プロジェクションボルトの溶接方法 | |
Álvarez et al. | Assisted friction stir welding of carbon steel: Use of induction and laser as preheating techniques | |
JP4456471B2 (ja) | 金属機械部品の液相拡散接合方法および金属機械部品 | |
JP2010172945A (ja) | 高強度薄鋼板の抵抗スポット溶接方法 | |
JP7242112B2 (ja) | 固相点接合方法及び固相点接合装置 | |
JP7433663B2 (ja) | 異材固相接合方法、異材固相接合構造物及び異材固相接合装置 | |
WO2023021945A1 (ja) | 固相接合方法、固相接合継手、固相接合構造体及び固相接合装置 | |
KR20140016268A (ko) | 2 단계 용접을 이용한 분산강화형 백금계 합금의 용접 물품 제조 방법 | |
JP7187993B2 (ja) | 抵抗溶接装置を用いた抵抗溶接方法 | |
JP4666901B2 (ja) | レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置 | |
Shajan et al. | Effect of initial jaw distance and preheating pulses in eliminating oxide entrapment and weld failures in flash butt welds | |
JP7491855B2 (ja) | アルミニウム材の抵抗スポット溶接方法、及びアルミニウム材の接合体 | |
JPH08285030A (ja) | ボールネジおよびその製造方法 | |
Ogundimu et al. | Hybrid welding of 304 austenitic stainless steel | |
Shah et al. | Overview of Friction Welding Technology in Manufacturing Process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210914 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211022 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220315 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220427 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20220427 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20220510 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20220517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220621 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220712 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220726 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220809 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7126719 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |