JPH02274389A - オーステナイト系ステンレス鋼材の接合方法 - Google Patents
オーステナイト系ステンレス鋼材の接合方法Info
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- JPH02274389A JPH02274389A JP9527489A JP9527489A JPH02274389A JP H02274389 A JPH02274389 A JP H02274389A JP 9527489 A JP9527489 A JP 9527489A JP 9527489 A JP9527489 A JP 9527489A JP H02274389 A JPH02274389 A JP H02274389A
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Links
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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］
この発明はステンレス鋼材をボルトで締結し摩擦接合す
る接合方法に関する。
る接合方法に関する。
［従来の技術］
オースブナイト系のステンレス鋼材の接合部にボルト接
合方式を採用しようとすると、ステンレス鋼材はボルト
締め付は後にクリープ変形を起すため接合力が時間と共
に低下しく第２図）、ｆ′を擦接合として充分に機能し
なく、なる。
合方式を採用しようとすると、ステンレス鋼材はボルト
締め付は後にクリープ変形を起すため接合力が時間と共
に低下しく第２図）、ｆ′を擦接合として充分に機能し
なく、なる。
オーステナイト系ステンレス鋼材が常温下でクリープ変
形を起こすことについては従来から知られていたが（例
えば、寺井：材料試験、 ８（１９６９）。
形を起こすことについては従来から知られていたが（例
えば、寺井：材料試験、 ８（１９６９）。
Ｐ、６５２ ） 、ボルト接合力の低下についての知見
は無く、その対策は成されていなかった。このためオー
ステナイト系ステンレス鋼材の接合は中ボルトによるせ
ん断接合によらざるをえず、摩擦接合に比し接合力が小
さくなり、大きな応力が作用する部材の場合は溶接接合
とするか、ボルト本数を多くする必要がある。さらに、
中ボルトによるせん断接合の場合にはボルト穴のガタに
より構造物全体が変形する恐れがあり、小規模構造物に
しか適用できないという問題点もある。
は無く、その対策は成されていなかった。このためオー
ステナイト系ステンレス鋼材の接合は中ボルトによるせ
ん断接合によらざるをえず、摩擦接合に比し接合力が小
さくなり、大きな応力が作用する部材の場合は溶接接合
とするか、ボルト本数を多くする必要がある。さらに、
中ボルトによるせん断接合の場合にはボルト穴のガタに
より構造物全体が変形する恐れがあり、小規模構造物に
しか適用できないという問題点もある。
これに対し、発明者らは、予めボルト接合部位の鋼材を
加工硬化させることにより、接合後のクリープ変形を抑
制し、接合力低下を防止する方法を提案し、同日付けで
出願している。この方法では接合部位全体を加工するた
め、クリープ抑制効果としては最大となるが、その反面
加工負荷、特に荷重が大きくなり、加工装置の大型化、
加工費用の増大につながる。
加工硬化させることにより、接合後のクリープ変形を抑
制し、接合力低下を防止する方法を提案し、同日付けで
出願している。この方法では接合部位全体を加工するた
め、クリープ抑制効果としては最大となるが、その反面
加工負荷、特に荷重が大きくなり、加工装置の大型化、
加工費用の増大につながる。
［発明が解決しようとする課題］
この発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目
的はオーステナイト系ステンレス鋼材のクリープによる
圧縮変形を起こり難くし、長期にわたり大きな摩擦接合
力を維持できる接合方法を実用的なコストで提供するに
ある。
的はオーステナイト系ステンレス鋼材のクリープによる
圧縮変形を起こり難くし、長期にわたり大きな摩擦接合
力を維持できる接合方法を実用的なコストで提供するに
ある。
［：ＪＮを解決するための手段］
この目的を達成するための本発明の要旨とするところは
１、接合すべき複数個のオーステナイト系ステンレス鋼
材の接合部位を重ね、該材料を貫通するボルトにて締結
し接合する接合方法において、ボルト締結に先んじてボ
ルト穴上端部に相当する部位の鋼材を加工により硬化さ
せ、ボルトを用いて摩擦接合することを特徴とするオー
ステナイト系ステンレス鋼材の接合方法。
材の接合部位を重ね、該材料を貫通するボルトにて締結
し接合する接合方法において、ボルト締結に先んじてボ
ルト穴上端部に相当する部位の鋼材を加工により硬化さ
せ、ボルトを用いて摩擦接合することを特徴とするオー
ステナイト系ステンレス鋼材の接合方法。
２、接合すべき複数個のオーステナイト系ステンレス鋼
材の接合部位を重ね、該材料を貫通するボルトにて締結
し接合する接合方法において、ボルト締結に先んじ、ボ
ルト穴開は後の該材料の穴内面部を加工により硬化させ
、ボルトを用いて摩擦接合することを特徴とするオース
テナイト系ステンレス鋼材の接合方法。
材の接合部位を重ね、該材料を貫通するボルトにて締結
し接合する接合方法において、ボルト締結に先んじ、ボ
ルト穴開は後の該材料の穴内面部を加工により硬化させ
、ボルトを用いて摩擦接合することを特徴とするオース
テナイト系ステンレス鋼材の接合方法。
にある。
以下本発明の詳細な説明する。
オーステナイト系ステンレス鋼材に一定の圧縮力を加え
た場合、時間の経過と共に圧縮変形ｈ１が増加する、い
わゆるクリープ変形特性を示す。第２図に示すようにこ
のクリープ変形が前述した接合力低下の主因であるが、
これに対し発明者らは加工硬化によりクリープ変形を抑
制でき、接合力低下を防止できることを既に確認してい
る（第３図）。しかしながら、プレスによって接合部位
全体、例えばワッシャ下部全体を加工する場合、第４図
に示すようにプレス荷重は膨大なものとなる。
た場合、時間の経過と共に圧縮変形ｈ１が増加する、い
わゆるクリープ変形特性を示す。第２図に示すようにこ
のクリープ変形が前述した接合力低下の主因であるが、
これに対し発明者らは加工硬化によりクリープ変形を抑
制でき、接合力低下を防止できることを既に確認してい
る（第３図）。しかしながら、プレスによって接合部位
全体、例えばワッシャ下部全体を加工する場合、第４図
に示すようにプレス荷重は膨大なものとなる。
実際のボルト締結状態を考えた場合、ボルト及びワッシ
ャには弾性変形が生じるため、締め付けにより鋼材内に
発生する応力は均一に分布せず、従ってクリープ変形も
不均一に生じることが予想される。そこで発明者らはワ
ッシャー鋼材間及び鋼材−鋼材間の血圧分布およびボル
ト穴内面のクリープ歪分布を求めたところ、第５図に示
すように血圧は穴内面寄りで高く、また穴内面における
クリープ歪は上端（ワッシャ側）で大きいことが判明し
た。このことはボルト締結下のクリープ変形はボルト穴
内面近傍、特に上端部に集中して生じ、この部位の材料
を集中的に加工硬化させれば、接合力の低下を効率的に
抑制できることを意味している。また、加工部位を局所
化することにより、加工負荷を低減することが可能とな
る。
ャには弾性変形が生じるため、締め付けにより鋼材内に
発生する応力は均一に分布せず、従ってクリープ変形も
不均一に生じることが予想される。そこで発明者らはワ
ッシャー鋼材間及び鋼材−鋼材間の血圧分布およびボル
ト穴内面のクリープ歪分布を求めたところ、第５図に示
すように血圧は穴内面寄りで高く、また穴内面における
クリープ歪は上端（ワッシャ側）で大きいことが判明し
た。このことはボルト締結下のクリープ変形はボルト穴
内面近傍、特に上端部に集中して生じ、この部位の材料
を集中的に加工硬化させれば、接合力の低下を効率的に
抑制できることを意味している。また、加工部位を局所
化することにより、加工負荷を低減することが可能とな
る。
上記部位に加工硬化を集中させる加工方法としては、第
１図に示すように、ボルト穴開は前の材料については円
状（第１図（ａ））もしくはリング状突起（第１図（ｂ
））を有するダイスを用いたプレス加工があり、穴開は
後の材料については穴を押し広げるに足るテーバ量を有
するポンチ（第１図（ｃ） （ｄ） ）を押し込む方法
、油圧式の拡径装置等がある。その他の加工方法でも、
特定部位の材料を加工硬化させられる方法であれば適用
できることは勿論である。押し広げる範囲については穴
深さ全体が最も効果が高いが、簡便には上端寄りを部分
的に加工してもよい。このような加工により加工部外縁
に円周状の盛り上がりを生じ、ボルト締結時の障害とな
る可能性も予想されるが、これについては盛り上がり部
を切除するか、改めてプレス加工することにより解消さ
れる。また、加工硬化させる際に用いるダイス形状を変
え、盛り上がり発生を１制することも可能である。
１図に示すように、ボルト穴開は前の材料については円
状（第１図（ａ））もしくはリング状突起（第１図（ｂ
））を有するダイスを用いたプレス加工があり、穴開は
後の材料については穴を押し広げるに足るテーバ量を有
するポンチ（第１図（ｃ） （ｄ） ）を押し込む方法
、油圧式の拡径装置等がある。その他の加工方法でも、
特定部位の材料を加工硬化させられる方法であれば適用
できることは勿論である。押し広げる範囲については穴
深さ全体が最も効果が高いが、簡便には上端寄りを部分
的に加工してもよい。このような加工により加工部外縁
に円周状の盛り上がりを生じ、ボルト締結時の障害とな
る可能性も予想されるが、これについては盛り上がり部
を切除するか、改めてプレス加工することにより解消さ
れる。また、加工硬化させる際に用いるダイス形状を変
え、盛り上がり発生を１制することも可能である。
［実施例コ
５ＵＳ３０４ステンレス鋼材（０，０５Ｇ−０，６１Ｓ
ｉ−０，８７Ｍｎ−０．０３７Ｐ−０，００９５−１８
，８６０ｒ−９，２３Ｎｉ：数埴はｗｔ！６）を対象に
摩擦接合力試験を実施した。試験では、先ず２枚重ねし
た厚さ２５ＩＩＩＩＩ＋の鋼材にＭ２４の高張力ボルト
で３５Ｌｏｎの締め付は力を与え、１０００時間後に鋼
材を側方から引張り、鋼材間にずれを生じる荷重を測定
した。結果を第６図に示す。図より明らかなように、末
法を適用しない場合接合力は約１０を低下するのに対し
、プレス加工により穴開は前の材料の穴内周上に加工を
加えた場合、約４％に改善された。加工荷重は約２０
ｔｏｎであった。また、穴開は後の材料の穴内面全体を
ポンチにより加工した場合には（荷重約４０ｔｏｎ ）
、約２％以下の低下にまで改善され、接合力の低下は
実用、ト釜＜問題とならない程度にまで改善される。
ｉ−０，８７Ｍｎ−０．０３７Ｐ−０，００９５−１８
，８６０ｒ−９，２３Ｎｉ：数埴はｗｔ！６）を対象に
摩擦接合力試験を実施した。試験では、先ず２枚重ねし
た厚さ２５ＩＩＩＩＩ＋の鋼材にＭ２４の高張力ボルト
で３５Ｌｏｎの締め付は力を与え、１０００時間後に鋼
材を側方から引張り、鋼材間にずれを生じる荷重を測定
した。結果を第６図に示す。図より明らかなように、末
法を適用しない場合接合力は約１０を低下するのに対し
、プレス加工により穴開は前の材料の穴内周上に加工を
加えた場合、約４％に改善された。加工荷重は約２０
ｔｏｎであった。また、穴開は後の材料の穴内面全体を
ポンチにより加工した場合には（荷重約４０ｔｏｎ ）
、約２％以下の低下にまで改善され、接合力の低下は
実用、ト釜＜問題とならない程度にまで改善される。
［発明の効果コ
本発明によりばオーステナイト系ステンレス鋼材を１′
ｉ擦接合する事が可能となり、大規模構造物などに応用
して長期にわたり高い接合強度を維持することが、実用
的な費用で可能となる。
ｉ擦接合する事が可能となり、大規模構造物などに応用
して長期にわたり高い接合強度を維持することが、実用
的な費用で可能となる。
第１図は本発明の実施形態例を示す説明図、第２図はク
リープ変形による接合力低下の機構を示す説明図、第３
図はボルト締結前に接合部位全体を加工硬化させた鋼材
の初期降伏応力と１０００時間経過後の摩擦接合力の相
関図、第４図は加工硬化させた鋼材の初期降伏応力と加
工時の最大プレス荷重の相関図、第５図はワッシャー鋼
材間及び鋼材−鋼材間の血圧分布、およびボルト穴内面
のクリープ歪分布を示すグラフ、第６図は実施例におけ
るボルト接合後の経過時間と摩擦接合力の相関図である
。
リープ変形による接合力低下の機構を示す説明図、第３
図はボルト締結前に接合部位全体を加工硬化させた鋼材
の初期降伏応力と１０００時間経過後の摩擦接合力の相
関図、第４図は加工硬化させた鋼材の初期降伏応力と加
工時の最大プレス荷重の相関図、第５図はワッシャー鋼
材間及び鋼材−鋼材間の血圧分布、およびボルト穴内面
のクリープ歪分布を示すグラフ、第６図は実施例におけ
るボルト接合後の経過時間と摩擦接合力の相関図である
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、接合すべき複数個のオーステナイト系ステンレス鋼
材の接合部位を重ね、該材料を貫通するボルトにて締結
し接合する接合方法において、ボルト締結に先んじてボ
ルト穴上端部に相当する部位の鋼材を加工により硬化さ
せ、ボルトを用いて摩擦接合することを特徴とするオー
ステナイト系ステンレス鋼材の接合方法。 ２、接合すべき複数個のオーステナイト系ステンレス鋼
材の接合部位を重ね、該材料を貫通するボルトにて締結
し接合する接合方法において、ボルト締結に先んじ、ボ
ルト穴開け後の該材料の穴内面部を加工により硬化させ
、ボルトを用いて摩擦接合することを特徴とするオース
テナイト系ステンレス鋼材の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9527489A JPH02274389A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | オーステナイト系ステンレス鋼材の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9527489A JPH02274389A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | オーステナイト系ステンレス鋼材の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02274389A true JPH02274389A (ja) | 1990-11-08 |
Family
ID=14133194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9527489A Pending JPH02274389A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | オーステナイト系ステンレス鋼材の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02274389A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005313234A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Snecma Moteurs | 金属部品の穴を摩擦溶接で塞ぐ方法、該方法を実施するためのフランジング部品および保持部品の使用方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6227286A (ja) * | 1985-05-27 | 1987-02-05 | ラウマ−レポラ オイ | 架脚繰出し形プラツトホ−ム用リフテイング機構の構成方法及び架脚繰出し形プラツトホ−ム用リフテイング機構 |
-
1989
- 1989-04-17 JP JP9527489A patent/JPH02274389A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6227286A (ja) * | 1985-05-27 | 1987-02-05 | ラウマ−レポラ オイ | 架脚繰出し形プラツトホ−ム用リフテイング機構の構成方法及び架脚繰出し形プラツトホ−ム用リフテイング機構 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005313234A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Snecma Moteurs | 金属部品の穴を摩擦溶接で塞ぐ方法、該方法を実施するためのフランジング部品および保持部品の使用方法 |
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