JPH03480A - フラッシュ溶接方法 - Google Patents

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】 本発明は、フラッシュ溶接方法に関するものである。本
発明に係るフラッシュ溶接方法は、炭素含有量の高い被
溶接材、特に球状黒鉛を有する鋳鉄のフラッシュ溶接方
法であって、 電圧が印加されている継ぎ目面の接触面が断続的接触の
もと溶融接触を形成して加熱され、限定された深さを有
する溶融流動性被溶接材部分の領域が形成され、可塑化
した被溶接材領域が前記領域に接続しており、並びに 引き続いて素早く、継ぎ目面に限定されたアプセット圧
力が加えられると、継ぎ目面が相互に溶接され、溶融流
動性被溶接材部分は接触面領域から押し出されて余盛と
なる、 フラッシュ溶接方法である。

ＤＩＮ　１９１０によるフラッシュ溶接を実施すると、
電流と力がクランプ具から継ぎ目面に伝達される。

電圧が印加されている継ぎ目面の接触面が軽い接触のも
と溶融接触面を形成して加熱される。その際、溶融流動
性被溶接材料は金属蒸気圧により表面から飛散する。十
分な加熱後、被溶接材は素早いアプセットにより溶接さ
れる。

炭素含有量が２．０から３．９重量％の間にある炭素含
有量が多い被溶接材の溶接可能性は、以前から既知であ
るが、相変わらず問題がある。その理由は、その被溶接
材の硬化現象と、それと関連したレデブライト及び／又
はマルテンサイトの硬化継ぎ目面の形成の傾向とにある
。これにより、この被溶接材料類の溶接可能性は大幅に
低減する。

本発明の目的は、冒頭に述べた方法を改良して、特に厚
壁でかつ高い炭素の含有量を有する被溶接材の欠陥のな
い溶接方法を提供することである。

この目的は、アプセット圧力を加える直前での接合すべ
き接触面の最大粗面深さは、その深さがアプセット領域
の最も狭い幅の内側にあるように調節される、と言う構
成により達成される。

他の好適実施例は、特許請求の範囲に記載の請゛求項２
から４に示しである。

特に厚壁の被溶接材、即ち１２ｍｍ以上の壁の厚さの場
合、申し分の無い溶接継ぎ目を保証することができない
。それは、アプセット過程の際、溶融流動性を有する部
分の大半が突き合わせ面から突出しないからである。完
全なりレータが壁厚の内側にあるとき、アプセットする
と飛び出し通路が閉止される。それ故に、一般に、厚壁
の被溶接材の場合、溶接領域にレデブライトで、レンズ
形の不純物が存在することをを予想する。

このことは、次の溶接過程の流れから自明である。

電圧が印加された継ぎ目面が一定の接触力で相互に接触
し、次いで再び引き離されて別々になる。

継ぎ目面に電圧が印加されていると、電流は継ぎ目面自
身により遮断される。その際、高い温度が接触部に発生
する。導入されたエネルギーが続いて行われるフラッジ
ユニ程を開始するのに充分であるように、圧接された場
所の温度が上昇するまで、この余熱過程は、多数回繰り
返される。

加熱された接触部の接触面には、所謂“溶融接触”が生
じる。この接触部では、被溶接材が、部分的に非常に高
いエネルギー密度となり、急速な金属の溶融が生じる。

しかしながら、溶融した金属は接触面全体に均一には分
散していないで、所謂溶融クレータに集中する。溶融ク
レータが深くて大きいならば、それだけ後に続くアプセ
ット過程でこれらの流動性金属部分が余盛として押し出
されることが困難になる。確かに、溶接の隙間から発生
する高い金属蒸気圧の結果として流動性金属の一部が溶
融クレータから飛散するにもかかわらず、溶融した金属
のかなりの部分が溶融クレータの最も深い所に残ってい
る。しかも、アプセット圧力をかけても溶接領域からこ
の部分を移動させることはできない。

今までに判明している厚壁の被溶接材の接合の際の欠点
を軽減するという、前述の本発明に係る方法は、つぎの
認識に基づいている。その認識とは、溶融流動性被溶接
材部分が接触面部分から飛散しないと言う事でる。即ち
、アプセット過程により押し出されて余盛となることが
できない、溶融流動性金属のかなりの部分は残留すると
言うことである。硬化した継ぎ目面と準安定性のＦｅ−
Ｃ系の共晶とはレデブライトである。準安定性のＦｅ−
Ｃ系の共晶は、温度の低い状態、即ち７２３℃以下で、
セメンタイトとパーライトの微細な混合物から構成され
ている。尚、７２３℃はパーライト中のオーステナイの
遷移点である。溶接領域にレデブライトレンズ等の含有
物が残留して、弱い場所を形成する。

それ故に、炭素含有量の高い被溶接材、特に球状黒鉛を
有する鋳鉄の使用に際して、申し分のない接合部、即ち
溶接部を保証するパラメータを発見しようと努めること
になる。

本発明を以下に添付図面を参照して説明する。

第１図に示す接触面はクレータ１を有する。クレータは
接触面に不規則に分布している。これらのクレータはア
プセット過程の直前に、融合接触の結果生じる溶融金属
で充填される。

溶融クレータの分布は識別できるほど不規則なので、不
規則な可塑化領域が表面に続いていることが理解できる
。

アプセット道程は可塑化された領域の幅より長くはない
ので、アプセット過程で非常に不規則な力の分布となる
。

深く形成されたクレータを有する隣接の領域でアプセッ
ト過程が完全に進行中である間に、深く形成されてない
クレータがある領域では、そのクレータはアプセット過
程の終りに既に閉止されている。それにより、溶融流動
性被溶接材のはみ出しは困難となる。

第２図は本発明により形成された接触面を示す。

クレータ２は表面全体にわたり比較的均一に分布されて
いる。深さがアプセット領域の最も細い幅の内側にある
ように、個々のクレータの深さは、接触面の断続的な接
触段階の間に導入されたエネルギイの取り入れ量により
形成される。即ち、接触面に接続する可塑化された領域
は、おおよそ、程度の差こそあれ連続して生じている層
となっていて、その幅はほぼ変化しない。

アプセット過程でのアプセット圧力は、接触面全体に等
しく作用する。だから、接触面全体のアプセット道程は
ほぼ等しい。

小さなりレータのこの均一な分布により、アプセット過
程の際、全ての溶融流動性被溶接材部分は余盛として押
し出される。これにより、例えば、溶接領域に右けるレ
デブライトのような継ぎ目面での凝固物の残留は阻止さ
れる。

第３図と第４図とは第１図と第２図の異なったクレータ
形成を図解的に説明している。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図とは接触面の平面図； 第３図と第４図とは第１図と第２図に示す接触面の粗度
を示す。 １．２・・・クレータ Ｕ：ｆＵ面の；ｐと１容に変更なし） 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭素含有量の高い被溶接材、特に球状黒鉛を有する
   鋳鉄のフラッシュ溶接方法であって、 −電圧が印加されている継ぎ目面の接触面が断続的接触
   のもと溶融接触を形成して加熱され、 −限定された粗面深さを有する溶融流動性被溶接材部分
   の領域が形成され、可塑化した被溶接材領域が前記溶融
   流動性被溶接材部分の領域に接続しており、並びに −引き続いて素早く、前記継ぎ目面に限定されたアプセ
   ット圧力が加えられると、継ぎ目面が相互に溶接され、
   前記溶融流動性被溶接材部分は接触面範囲から押し出さ
   れて余盛となる、 フラッシュ溶接方法において、 アプセット圧力を加える直前での接合すべき接触面の最
   大粗面深さは、その深さがアプセット領域の最も狭い幅
   の内側にあるように調節される、ことを特徴とするフラ
   ッシュ溶接方法。 ２、接触表面のＲ＿Ｔ−Ｒ＿Ｐで形成される距離は、被
   溶接材の中に延びる方向に前記アプセット領域の最も狭
   い幅より深くない、ことを特徴とする請求項１に記載の
   フラッシュ溶接方法。 ３、前記最大粗面深さＲ＿ＴはＲ＿Ｔ≦１７０μｍであ
   る、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフラッシ
   ュ溶接方法。 ４、最大平滑深さＲ＿ＰはＲ＿Ｐ≦６０μｍである、こ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載のフラッシュ溶接
   方法。