JPH01289582A - 異種金属の接合方法とその継手 - Google Patents
異種金属の接合方法とその継手Info
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- JPH01289582A JPH01289582A JP12026288A JP12026288A JPH01289582A JP H01289582 A JPH01289582 A JP H01289582A JP 12026288 A JP12026288 A JP 12026288A JP 12026288 A JP12026288 A JP 12026288A JP H01289582 A JPH01289582 A JP H01289582A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野ｊ
本発明は、異種金属の接合方法とその継手に係り、特に
、過不働態領域において使用される容器や配管等の異種
金属継手の形成に関するものである。
、過不働態領域において使用される容器や配管等の異種
金属継手の形成に関するものである。
「従来の技術」
核燃料再処理プラント等に使用される各種容器や配管は
、過不働態領域である硝酸雰囲気にさらされる場合が多
い。また、これらプラント等では、容器や配管等の構成
材料として、ステンレス鋼やジルコニウム（Ｚｒ）等が
多用されている。
、過不働態領域である硝酸雰囲気にさらされる場合が多
い。また、これらプラント等では、容器や配管等の構成
材料として、ステンレス鋼やジルコニウム（Ｚｒ）等が
多用されている。
従来、前記ステンレス鋼及びジルコニウム、ステンレス
鋼及びチタン調等の異種金属を一般的な溶接法（溶融溶
接法）によって、相互に直接接続することは困難である
ため、異種金属を直接接続する場合は、例えば固相接合
の−っである拡散接合（拡散溶接）法が適用される。
鋼及びチタン調等の異種金属を一般的な溶接法（溶融溶
接法）によって、相互に直接接続することは困難である
ため、異種金属を直接接続する場合は、例えば固相接合
の−っである拡散接合（拡散溶接）法が適用される。
即ち、第４図に示す異種金属継手で説明すると、異種金
属の関係を有する二つの金属材、第１の金属材ｌとして
例えばステンレス鋼管、第２の金属材２として例えばジ
ルコニウム管があるとき、これら両金属材ｌ・２の突き
合わせ面を強圧密着させ、かつ再結晶温度以上に加熱し
て原子の拡散を行わせて、接着状態（拡散接合状態）と
するものである。この場合、両金属付１・２の間には、
リング状の合金層３が形成される。
属の関係を有する二つの金属材、第１の金属材ｌとして
例えばステンレス鋼管、第２の金属材２として例えばジ
ルコニウム管があるとき、これら両金属材ｌ・２の突き
合わせ面を強圧密着させ、かつ再結晶温度以上に加熱し
て原子の拡散を行わせて、接着状態（拡散接合状態）と
するものである。この場合、両金属付１・２の間には、
リング状の合金層３が形成される。
「発明か解決しようとする課題」
しかしながら、前述した核燃料再処理プラントに使用さ
れる各種や配管等のように、過不働態領域（硝酸雰囲気
）Ｘにさらされている場合、あるいは、これに加えて酸
化剤であるＣ ｒ”、 Ｒｕ３＋等が含まれている雰囲
気にさらされている場合には、両金属材１・２の拡散接
合部に、合金層３が存在することに基づいて、異種金属
接触腐食が生じることが考えられる。この場合、ステン
レス鋼側にビット状の腐食が生じることになる。
れる各種や配管等のように、過不働態領域（硝酸雰囲気
）Ｘにさらされている場合、あるいは、これに加えて酸
化剤であるＣ ｒ”、 Ｒｕ３＋等が含まれている雰囲
気にさらされている場合には、両金属材１・２の拡散接
合部に、合金層３が存在することに基づいて、異種金属
接触腐食が生じることが考えられる。この場合、ステン
レス鋼側にビット状の腐食が生じることになる。
本発明は、過不働態領域で使用される異種金属の接合部
分に、異種金属接触腐食が生じないようにすること、接
合部分の機械的強度を向上させること、安全性を向上さ
せること等を目的としている。
分に、異種金属接触腐食が生じないようにすること、接
合部分の機械的強度を向上させること、安全性を向上さ
せること等を目的としている。
［課題を解決するための手段」
本発明に係る異種金属の接合方法は、異種金属の関係を
有する第１の金属材と′ｆ、２の金属材との間にセラミ
ックス材を介在さけてその接合箇所を拡散接合する工程
と、セラミックス材の上にこれより大きくかつｍｌ記両
金属材に対してそれぞれ同質の関係を有する第３の金属
材と第４の金属材とを拡散接合してなる補強金属材を被
せる工作と、ｈｆｆ強金属材の両端を第１及び第２の異
種金属材に溶接する工程とを組み合イつせて構成されて
いる。
有する第１の金属材と′ｆ、２の金属材との間にセラミ
ックス材を介在さけてその接合箇所を拡散接合する工程
と、セラミックス材の上にこれより大きくかつｍｌ記両
金属材に対してそれぞれ同質の関係を有する第３の金属
材と第４の金属材とを拡散接合してなる補強金属材を被
せる工作と、ｈｆｆ強金属材の両端を第１及び第２の異
種金属材に溶接する工程とを組み合イつせて構成されて
いる。
また、本発明に係る異種金属継手は、第１の異種金属材
と第２の異種金属材との間に、これらに対して拡散接合
によって固定されるセラミックス材を配設し、該セラミ
ックス材の上にこれより大きくかつ前記両金属材に対し
てそれぞれ同質の関係を有する第３の金属材と第４の金
属材とを拡散接合してなる補強金属材を外嵌するととも
に、該補強金属材の両端を第１及び第２の異種金属材に
溶接固定してなる構成である。
と第２の異種金属材との間に、これらに対して拡散接合
によって固定されるセラミックス材を配設し、該セラミ
ックス材の上にこれより大きくかつ前記両金属材に対し
てそれぞれ同質の関係を有する第３の金属材と第４の金
属材とを拡散接合してなる補強金属材を外嵌するととも
に、該補強金属材の両端を第１及び第２の異種金属材に
溶接固定してなる構成である。
そして、異種金属継手が過不働態領域にさらされている
場合となってら、セラミックス材と金属材との間には合
金層が形成されていないために、異種金属接触腐食現象
が生じることがない。
場合となってら、セラミックス材と金属材との間には合
金層が形成されていないために、異種金属接触腐食現象
が生じることがない。
また、その上を覆っている補強金属材は、過不働態領域
から隔離されて、合金層が存在しても異種金属接触腐食
の発生原因とならない。
から隔離されて、合金層が存在しても異種金属接触腐食
の発生原因とならない。
補強金属材の両端部と第１及び第２金属材とは、通常の
溶接により一体化されて、その機械的強度によってセラ
ミックス材との拡散接合部分を保護する。
溶接により一体化されて、その機械的強度によってセラ
ミックス材との拡散接合部分を保護する。
［実施例Ｊ
以下、本発明に係る異種金属の接合方法とその継手の一
実施例を第１図ないし第３図の接合工程順に説明する。
実施例を第１図ないし第３図の接合工程順に説明する。
該−実施例にあっては、第１図に示すように、異種金属
の関係を有している二つの金属材、例えば第１のステン
レス鋼管（第１の金属材用と、例えばジルコニウム管（
第２の金属材）２とを接続するとき、これら両管１・２
を対向状態に配置するとともに、その一方（第１図例で
はステンレス鋼管１ ）に、予め第３の補強金属材（補
強金属管）４を外嵌状態に配置しておく。そして、その
突き合わせ箇所の間に、ステンレス鋼管１及びノルコニ
ウム管２に対して内外（５ｆ、ともに同一のセラミック
ス管４を矢印で示すように挿入する。なお、これら路管
Ｉ・２・４の接合面は、拡散接合工程のために予め精密
加工しておく。
の関係を有している二つの金属材、例えば第１のステン
レス鋼管（第１の金属材用と、例えばジルコニウム管（
第２の金属材）２とを接続するとき、これら両管１・２
を対向状態に配置するとともに、その一方（第１図例で
はステンレス鋼管１ ）に、予め第３の補強金属材（補
強金属管）４を外嵌状態に配置しておく。そして、その
突き合わせ箇所の間に、ステンレス鋼管１及びノルコニ
ウム管２に対して内外（５ｆ、ともに同一のセラミック
ス管４を矢印で示すように挿入する。なお、これら路管
Ｉ・２・４の接合面は、拡散接合工程のために予め精密
加工しておく。
また、前記補強金属管４は、第１のステンレス鋼管ｌと
第２のジルコニウム管２とに対して同１４質の配列とな
るように設定する。つまり、第１図において、第１のス
テンレス鋼管１の側が第３のステンレス鋼管（第３の金
属材）６となり、第２のジルコニウム管２の側が第４の
ジルコニウム管（第４の金属材）７となる関係となるよ
うに設定される。
第２のジルコニウム管２とに対して同１４質の配列とな
るように設定する。つまり、第１図において、第１のス
テンレス鋼管１の側が第３のステンレス鋼管（第３の金
属材）６となり、第２のジルコニウム管２の側が第４の
ジルコニウム管（第４の金属材）７となる関係となるよ
うに設定される。
さらに、補強金属管４は、第１のステンレス鋼管１、第
２のジルコニウム管２、セラミックス管５に対して、そ
の外周に緊密な外嵌状態となるように設定されるととも
に、第３及び第４の管６・７は、相互に拡散接合によっ
て接続された状態のものか適用される。
２のジルコニウム管２、セラミックス管５に対して、そ
の外周に緊密な外嵌状態となるように設定されるととも
に、第３及び第４の管６・７は、相互に拡散接合によっ
て接続された状態のものか適用される。
これらの第１のステンレス鋼管１、第２のジルコニウム
管２、セラミックス管５との突き合わせ面を強圧密着さ
仕るとともに、再結晶温度以上に加熱して拡散接合状態
とする。第２図において、符号８は拡散接合部である。
管２、セラミックス管５との突き合わせ面を強圧密着さ
仕るとともに、再結晶温度以上に加熱して拡散接合状態
とする。第２図において、符号８は拡散接合部である。
次いで、第１のステンレス鋼管１に外嵌させておいた補
強金属管４を、第２図の矢印で示すように移動させてセ
ラミックス管５の上に被せる。このとき、補強金属管４
に形成されている合金層３が、鎖線で示すように、セラ
ミックス管５の中心に位置するように設定する。
強金属管４を、第２図の矢印で示すように移動させてセ
ラミックス管５の上に被せる。このとき、補強金属管４
に形成されている合金層３が、鎖線で示すように、セラ
ミックス管５の中心に位置するように設定する。
そして、第３図に示すように、補強金属材４の両端を第
１及び第２の管ｌ・２の外面に対して、それぞれ適合溶
接金属、例えばステンレス系溶接材及びジルコニウム溶
接材によって隅肉溶接し、周溶接部９によって、第１の
ステンレス鋼管夏と第３のステンレス鋼管６との間、並
びに第２のジルコニウム管２と第４のジルコニウム管７
との間をそれぞれ密封状態に一体化する。この場合の溶
接は、同材質金属間の溶接となるため、通常の溶接（溶
接金属の溶融による溶接）法によって実施可能である。
１及び第２の管ｌ・２の外面に対して、それぞれ適合溶
接金属、例えばステンレス系溶接材及びジルコニウム溶
接材によって隅肉溶接し、周溶接部９によって、第１の
ステンレス鋼管夏と第３のステンレス鋼管６との間、並
びに第２のジルコニウム管２と第４のジルコニウム管７
との間をそれぞれ密封状態に一体化する。この場合の溶
接は、同材質金属間の溶接となるため、通常の溶接（溶
接金属の溶融による溶接）法によって実施可能である。
このような工程によって、第３図に示すように槽成され
た状態の異種金属継手を検討すると、第１のステンレス
鋼管１と、第２のジルコニウム管２と、セラミックス管
３とで形成される管路の内部が、過不働態領域（硝酸雰
囲気）となって、拡散接合部８が該過不働態領域にさら
されている場合にあってら、拡散接合部８が合金層とは
ならないために、この近傍で異種金属接触腐食が生じる
ことがない。
た状態の異種金属継手を検討すると、第１のステンレス
鋼管１と、第２のジルコニウム管２と、セラミックス管
３とで形成される管路の内部が、過不働態領域（硝酸雰
囲気）となって、拡散接合部８が該過不働態領域にさら
されている場合にあってら、拡散接合部８が合金層とは
ならないために、この近傍で異種金属接触腐食が生じる
ことがない。
また、補強金属管４における合金層３は、拡散接合部８
によって密封状態に保持されるため、過不働態領域から
隔離されて、異種金属接触腐食の発生原因とはならない
。一方、補強金属管４は、セラミックス管５の両端の拡
散接合部８を覆って、機械的強度の向上を図っていると
ともに、合金層８を外部雰囲気から保護することになる
。
によって密封状態に保持されるため、過不働態領域から
隔離されて、異種金属接触腐食の発生原因とはならない
。一方、補強金属管４は、セラミックス管５の両端の拡
散接合部８を覆って、機械的強度の向上を図っていると
ともに、合金層８を外部雰囲気から保護することになる
。
なお、一実施例の説明では、第１及び第３の金属材がス
テンレス鋼管であり、第２及び第４の金属材がジルコニ
ウム管であるとしたが、第３図から明らかなように、通
常の溶接部９で一体化される部分が同材料であればよく
、また、異種金属の関係は、ステンレス屑とチタン鋼等
ように拡散接合が必要とな全材料の組み合わせを示唆す
るものである。
テンレス鋼管であり、第２及び第４の金属材がジルコニ
ウム管であるとしたが、第３図から明らかなように、通
常の溶接部９で一体化される部分が同材料であればよく
、また、異種金属の関係は、ステンレス屑とチタン鋼等
ように拡散接合が必要とな全材料の組み合わせを示唆す
るものである。
「発明の効果Ｊ
以上説明したように、本発明に係る異種金属の接合方法
とその継手によれば、次のような効果を奏する。
とその継手によれば、次のような効果を奏する。
■異種金属継手か過不働態領域で使用される場合にあっ
ても、過不働態領域にさらされる部分がセラミックス材
やその両端の拡散接合部となるから、異種金属接触腐食
が生じることがない。
ても、過不働態領域にさらされる部分がセラミックス材
やその両端の拡散接合部となるから、異種金属接触腐食
が生じることがない。
■セラミックス材を覆っている補強金属材は、過不働態
領域から隔離されている箇所において、機械的強度の設
定の自由性があり、異種金属継手全体の機械的強度を向
上さけることができる。
領域から隔離されている箇所において、機械的強度の設
定の自由性があり、異種金属継手全体の機械的強度を向
上さけることができる。
■上記により、補強金属材が異種金属とセラミックス材
との拡散接合部を保護するため、安全性を向上させるこ
とができる。
との拡散接合部を保護するため、安全性を向上させるこ
とができる。
■補強金属材の両端は、第１及び第２の異種金属材に対
して通常の溶接によって一体化されるので、異種金属の
組み合わせの限定が少なく、適用範囲を広くすることが
できる。
して通常の溶接によって一体化されるので、異種金属の
組み合わせの限定が少なく、適用範囲を広くすることが
できる。
第１図ないし第３図は本発明に係る異種金属の接合方法
とその継手における接合工程順の説明図、第４図は異種
金属継手の従来例の説明図である。 ■・・・・・・第１の金属材（第１のステンレス胴管）
、２・・・・・・第２の金属材（第２のジルコニウム管
）、３・・・・・・合金層、 ４・・・・・・補強金属材（補強金属管）、５・・・・
・・セラミックス材（セラミックス管）、６・・・・・
・第３の金属材（第３のステンレス鋼管）、７・・・・
・・第４の金属材（第４のジルコニウム管）、８・・・
・・・拡散接合部、 ９・・・・・・溶接部、 Ｘ・・・・・・硫酸雰囲気。 出願人 石川島播磨重工業株式会社
とその継手における接合工程順の説明図、第４図は異種
金属継手の従来例の説明図である。 ■・・・・・・第１の金属材（第１のステンレス胴管）
、２・・・・・・第２の金属材（第２のジルコニウム管
）、３・・・・・・合金層、 ４・・・・・・補強金属材（補強金属管）、５・・・・
・・セラミックス材（セラミックス管）、６・・・・・
・第３の金属材（第３のステンレス鋼管）、７・・・・
・・第４の金属材（第４のジルコニウム管）、８・・・
・・・拡散接合部、 ９・・・・・・溶接部、 Ｘ・・・・・・硫酸雰囲気。 出願人 石川島播磨重工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、異種金属の関係を有する第１の金属材と第２の金属
材との間にセラミックス材を介在させてその接合箇所を
拡散接合する工程と、セラミックス材の上にこれより大
きくかつ前記両金属材に対してそれぞれ同質の関係を有
する第３の金属材と第４の金属材とを拡散接合してなる
補強金属材を披せる工程と、補強金属材の両端を第１及
び第２の異種金属材に溶接する工程とを有することを特
徴とする異種金属の接合方法。 ２、第１の異種金属材と第２の異種金属材との間に、こ
れらに対して拡散接合によって固定されるセラミックス
材を配設し、該セラミックス材の上にこれより大きくか
つ前記両金属材に対してそれぞれ同質の関係を有する第
３の金属材と第４の金属材とを拡散接合してなる補強金
属材を外嵌するとともに、該補強金属材の両端を第１及
び第２の異種金属材に溶接固定してなることを特徴とす
る異種金属継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12026288A JPH01289582A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 異種金属の接合方法とその継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12026288A JPH01289582A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 異種金属の接合方法とその継手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01289582A true JPH01289582A (ja) | 1989-11-21 |
Family
ID=14781856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12026288A Pending JPH01289582A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 異種金属の接合方法とその継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01289582A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023140147A1 (ja) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | 京セラ株式会社 | 核磁気共鳴装置用サンプルチューブ |
-
1988
- 1988-05-17 JP JP12026288A patent/JPH01289582A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023140147A1 (ja) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | 京セラ株式会社 | 核磁気共鳴装置用サンプルチューブ |
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