JPH01180779A

JPH01180779A - 加熱溶着方法

Info

Publication number: JPH01180779A
Application number: JP33010587A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Iida; 飯田　孝喜
Original assignee: MARUCHIYUU KK
Current assignee: MARUCHIYUU KK
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、金属、非鉄金属、セラミックなどの材料を加
熱溶着する方法に係る。

（従来の技術）従来から、金属、非鉄金属、セラミックなどを相互に溶
着させる方法が知られており、様々なワーク（加工品）
を製造する際に広く利用されている。

一般に、加熱溶着方法は、溶着剤（銀ろう、銅ろう、フ
ラックスなど）を用いて行なわれている。

これは、溶着加工させるワークの間に溶着剤を設け、溶
着剤を加熱溶着させる方法である。

この方法によれば、同種または異種の材料を様々な組み
合せで溶着させることが可能でおる。

また、溶着剤を用いずとも、ワークを構成する部材相互
の接触部を加熱溶解させて溶着させる方法もとられてい
る。

しかしながら、上記の方法は、いずれも、大気中で行な
われているため、次のような問題点があった。

即ち、ガスバーナーなどにより、溶着剤または接触部を
溶解させる際に、加熱部分が酸化してしまった。その結
果、酸化物を除去するために、次工程でワークの酸洗工
程が不可欠となっていた。

また、溶着剤が塗布された部分の形状が複雑であると、
ガスバーナーによる手作業になるため、作業能率が低く
、高い技術が要求されるため、コスト高を招いていた。

ざらに、ガスバーナーのトーチなどが入らない部分を溶
着させることは不可能となっていた。

このような従来技術の問題点を解決するために、以下の
２つの溶着方法が開発され、実用化されている。

第１には、真空圧中における溶着方法がある。

この方法は、真空圧中の容器内を一定温度に設定し、加
熱溶着を行うものであり、同種の材料を溶着させる際に
使用されている。

第２の方法は、ガス雰囲気中の容器内で、加熱溶着を行
う方法であり、この方法は、主に異種材料を溶着させる
場合に用いられている。

以上の２つの加熱溶着方法は、いずれも大気中の作業で
ないため、ワークの酸化を防止でき、しかも、真空圧中
またはガス雰囲気中の容器内に、ワークをメツシュベル
トコンベアなどにより送り込んで自動操業をとることが
できるため、大量生産が容易であるという利点があった
。

しかし、上記２つの加熱溶着方法においては、真空圧中
またはガス雰囲気中の容器内は一定温度に設定されてし
まう。従って、溶解温度に大きな差がある材料から構成
されるワークを製造することはできないという問題点が
あった。

例えば、溶着剤となる銅ろうの溶解温度は、１０５０〜
１１００℃であるが、この銅ろうを使用するワークに８
５０〜９００℃の溶解温度を持つセラミックを溶着させ
ることは、均一温度の容器内では不可能であった。

また、溶着剤の溶解温度が、ワーク本体の耐熱温度より
も高い場合、真空またはガス雰囲気中の容器の温度を溶
着剤の溶解温度に設定すれば、ワーク本体が変形、変質
してしまい、非常に危険な事故を招く恐れがあった。

（発明が解決しようとする問題点）以上述べたように、大気中における加熱溶着方法によれ
ば、酸洗工程などの工数増加によって生産コストが高く
なるという問題点があり、真空圧中またはガス雰囲気中
の容器内での加熱溶着方法をとれば、溶解温度に差があ
る材料からなるワークを製造することができないという
問題点があった。

本発明は、以上のような問題点を解決するために提案さ
れたものであり、その目的は、真空圧中またはガス雰囲
気中の容器内でも、溶解温度が異なる材料を相互に加熱
溶着させ、酸化を防ぎ、大量生産が可能な、優れた加熱
溶着方法を提供することである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の加熱溶着一方法は、上記のような問題点を解決
するために、真空圧中またはガス雰囲気中の容器内の溶
解温度に差がある材料から作られるワークに対して、溶
解温度の低い材料に熱伝導率の低い部材を装着して、溶
解温度の低い材料の加熱温度を遮断、制限することを構
成上の特徴とする。

（作用）以上のような構成を有する本発明によれば、溶解温度の
異なる材料を均一温度分布の真空圧中またはガス雰囲気
内の容器に設置させても、熱伝導率の低い部材が、溶解
温度の低い側の材料に装着されているため、この材料は
加熱が制限され、溶解温度に達しない。

従って、一定時間内では、溶解温度の低い材料が所望温
度以上は上昇せず、溶＃温度の異なる材料を均一温度の
容器内で溶着できる。

さらに、加熱によって変質してしまう材料に熱伝導率の
低い部材を装着させ、保護することも可能である。

（実施例）このような本発明の加熱溶着方法の一実施例を図面を参
照して具体的に説明する。

本実施例の構成＊本実施例は、同種金属間を銅ろうによって溶着させ、同
時に、この金属にセラミックを溶着させる加工方法であ
る。前述したように、銅ろうとセラミックの溶着温度は
、前者が１０５０〜１１００℃であるのに対し、後者は
８５０〜９００℃ある。両者の溶着温度差は約２００’
Ｃもあるため、従来技術では、均一温度状態での加熱溶
着は無理だった。

具体的には、本実施例は、第１図に示すように、炭素ｍ
製のボウル１、直方体２、ハンドル３，３を相互に、銅
ろう４によって溶着させ、直方体２の底部に薄い円盤状
のセラミック５を溶着させて作られるワークａを製造す
る際に利用される方法である。

第２図に示すように、カーボントレー６は、ワークａが
大量に配設されるように穴７が設けられている。穴７は
、直方体２が嵌合され、直方体２内のセラミック５が埋
まるように設定されている。

カーボン類８は、断熱材９で覆われた中空の直方体であ
り、この中空部８ａは、カーボントレー６が挿入される
ようになっている。中空部８ａの内壁部は、カーボンサ
セプタ１０が設けらてれている。

ざらに、カーボントレー６が挿入されたカーボン類８は
、第３図に示すような加工装置１１の予備苗１２にセッ
トされる。

加工装置１１は、予備苗１２に続いて、作業室１３、冷
却室１４を備えており、冬至は開閉自在のゲート弁１５
．１５′によって完全に遮断されている。

作業室１３は、高周波誘導加熱装置となる高周波インバ
ータ１６を有し、さらに、真空状態を得るための排気装
置１７を備えている。

また、加工装置１１の下部には、搬入用コンベア１８が
設置されており、カーボン類８が密着するようになって
いる。

本実施例の作用＊このような構成を有する本実施例は、以下のように作用
する。

即ち、カーボントレー６を装着したカーボン類８が搬入
用コンベア１８に設置され、予備苗１２に送りこまれる
。この時、ゲート弁１５，１５−によって密閉された作
業室１３は排気装置１７によって真空状態にされ、１．
３ｋｇ／ｃｍ２の分圧状態にされたアルゴンガスが送入
され、高周波インバータ１６によって、１１００℃に加
熱される。その後、ゲート弁１５を開き、搬入用コンベ
ア１８を介してカーボン類８を作業室１３に入れる。

そして、カーボン炉８内に１１００℃のアルゴンガスが
侵入し、雰囲気熱及びカーボンサセプタ１０による輻射
熱によって、銅ろう４が溶解し、ボウルコ、直方体２及
びハンドル３，３が相互に溶着される。

しかし、セラミック５は、カーボントレー６が熱伝導率
を弱めるため、１１００℃となるには一定の時間が係る
。そこで、セラミック５が８５０〜９００℃となり溶着
した時点でゲート弁１５−が開き、カーボン類８を作業
室１３から冷却室１４に送り込む。ここでカーボン類８
は冷却され、溶着加工は完了する。

以上のような工程を搬入コンベア１８によって繰り返し
行うことにより、本実施例においては、ワークａの大量
生産が可能となる。

＊他の実施例＊本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、以
下のような実施例においても用いられる。

第４図に示すように、ワークｂは、円筒形の真ちゅう１
９に、小径の銅パイプ２０を銀ろう２１によって溶着さ
せて構成さ、れるものである。

この際、溶着剤である銀ろう２１の溶解温度は、６８０
〜７３０℃であるが、真ちゅう１９をこの温度まで加熱
すると、真ちゅうに含まれる亜鉛がリークし、ワークｂ
を汚したり、有毒ガスが発生してしまった。従って、従
来技術では、ワークｂの加熱溶着は非常に困難だった。

この実施例は、真ちゅう１９に熱伝導率の極めて低い断
熱材２２を装着させることによって、上記の問題を解決
するものである。

具体的には、断熱材２２は、真ちゅう１９に被着するパ
イレックス製の円盤状となっており、カーボントレー２
３の下部に当接するようになっている。

カーボントレー２３は、銅パイプ２０及び銀ろう２１が
、挿入される中空が形成され、断熱材２２と同径の円盤
となっている。

第５図に示すように、断熱材２２とカーボントレー２３
は結合して、ユニットＵとなり、積層されて、チャンバ
２４内に設置されている。チャンバ２４は、ワークコイ
ル２５を備え、排気装置（図示せず）を有している。

このような構成からなる実施例によって、ワークｂは、
次のように溶着される。

即ち、ワークコイル２５によって、チャンバ２４内が、
６８０〜７３０℃となり、ユニットＵが加熱される。

この時、カーボントレー２３は、前記実施例においては
、熱伝導率の低い部材として、加熱を制限するために使
用されていたが、この実施例においては、加熱温度が低
いため、加熱を制限する働きはしない。つまり、６８０
〜７３０℃の熱がカーボントレー２３に伝達され、中空
から銅パイプ２０に伝わり、銅は熱伝導率が高いため、
直ちに銀ろう２１が加熱される。

一方、断熱材２２は、極めて熱伝導率が低いため、ユニ
ットＵが加熱されても、真ちゅう１９に熱が伝わらない
。従って、真ちゅう１９に含まれる亜鉛がリークを起こ
さず、有毒ガスを発生させることなどがない。

そして、カーボントレー２３内の銀ろう２１が溶着した
後、昇降装置によって積層されたユニット０群をチャン
バ２４から取り出し、新たなユニット０群を挿入する。

このような作業は、自動化、機械化が容易であり、ワー
クｂの大量生産が低コストで可能である。

以上のように、このような実施例においても安全且つ能
率的に溶解温度の異なる材料を備えたワークを均一温度
の容器内で加熱溶着が可能である。

さらに、以上述べた２つの実施例においては、加熱装置
として、高周波インバータのような高周波誘導加熱装置
を使用しているため、省エネルギーに大きく貢献できる
。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の加熱溶着方法によれば、
溶着温度の低い部分に、熱伝導率の低い部材を装着させ
るという簡単な方法で、溶着温度の異なる材料から構成
されるワークを真空中またはガス雰囲気内の容器の中で
も、同時に加熱溶着でき、作業能率が高く、また、溶着
温度の低い部分が熱伝導率の低い部材によって保護され
ているため、この部材の装着されている材料が破損した
り、有害なガスを発生するような危険性がなく、高品質
を保護しつつ、低コストで大量生産が可能な信頼性の高
い加熱溶着方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例によって溶着されるワークａの斜視図
、第２図は本実施例に使用されるカーボントレー６及び
カーボン炉８の斜視図、第３図（Ａ＞（Ｂ）は本実施例
に使用される加工装置１１の平面図及び側面図、第４図
は他の実施例によって溶着されるワークｂが斜視図を示
すユニットＵの断面図、第５図は他の実施例における積
層されたユニットＵが斜視図で示されるチャンバ２４の
断面図である。１・・・ボウル、２・・・直方体、３・・・ハンドル、
４・・・銅ろう、５・・・セラミック、６・・・カーボ
ントレー、７・・・穴、８・・・カーボン炉、９・・・
断熱材、１０・・・カーボンサセプタ、１１・・・加工
装置、１２・・・予備室、１３・・・作業至、１４・・
・冷却室、１５・・・ゲート弁、１６・・・高周波イン
バータ、１７・・・排気装置、１８・・・搬入用コンベ
ア、１９・・・真ちゅう、２０・・・銅パイプ、２１・
・・銀ろう、２２・・・断熱材、２３・・・カーボント
レー、２４・・・チャンバ、２５・・・ワークコイル、
ａ・・・ワーク、ｂ・・・ワーク、Ｕ・・・ユニット。

Claims

【特許請求の範囲】真空またはガス雰囲気中の容器内で、耐熱温度の異なる
複数種の材料を加熱溶着する方法において、前記容器内の温度を溶着温度に設定し、溶解温度の低い
材料に熱伝導率の低い部材を装着して、その部分の加熱
温度を制限したことを特徴とする加熱溶着方法。