JPH04127973A - 異種金属の接合方法 - Google Patents
異種金属の接合方法Info
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- JPH04127973A JPH04127973A JP24827890A JP24827890A JPH04127973A JP H04127973 A JPH04127973 A JP H04127973A JP 24827890 A JP24827890 A JP 24827890A JP 24827890 A JP24827890 A JP 24827890A JP H04127973 A JPH04127973 A JP H04127973A
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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）
本発明は、２種の異種金属、例えば溶接時の入熱により
溶接部に脆化相を形成する２種の異種金属の接合方法に
関する。
溶接部に脆化相を形成する２種の異種金属の接合方法に
関する。
（従来の技術）
例えば、鋼とへＱ、鋼とＴｉのような異種金属同士を溶
接すると、接合部には入熱により金属間化合物が形成さ
れて脆化相を生じることがある。したがって、満足な溶
接部強度を得ることができない。
接すると、接合部には入熱により金属間化合物が形成さ
れて脆化相を生じることがある。したがって、満足な溶
接部強度を得ることができない。
そこで、従来は、このような材料を組み合わせて使用す
る場合には、ボルト等による機械的締結によっていた。
る場合には、ボルト等による機械的締結によっていた。
一方、近年に至り、このような異種金属の結合について
新たな提案がなされている。この提案は、略述すれば、
前記異種金属と同じ２種類の金属材料からなるクラッド
材を介して、異種金属を接合する方法である。例えば、
雑誌「軽金属溶接」（ｖｏｌ、２７（１９８９） ｋｌ
ｏ、鉄道車両のハイブリット構体の構体結合構造）には
、ステンレス鋼板とへ９板とを接合する場合に、第１図
（ａ）および第１図（ｂ）に示すように、ステンレス鋼
板とＡＱ板との間にステンレス鋼とＡＱとからなるクラ
ッド材を用い、ステンレス鋼板とクラッド材のステンレ
ス鋼面側とが、また醇板とクラッド材のＭ面側とがそれ
ぞれ接するようにして挟持して接合する方法が提案され
ている。なお、第１図（ａ）は接合手段としてアーク溶
接を行った場合を、第１図（ｂ）は接合手段としてスポ
ット溶接を行った場合をそれぞれ示す。
新たな提案がなされている。この提案は、略述すれば、
前記異種金属と同じ２種類の金属材料からなるクラッド
材を介して、異種金属を接合する方法である。例えば、
雑誌「軽金属溶接」（ｖｏｌ、２７（１９８９） ｋｌ
ｏ、鉄道車両のハイブリット構体の構体結合構造）には
、ステンレス鋼板とへ９板とを接合する場合に、第１図
（ａ）および第１図（ｂ）に示すように、ステンレス鋼
板とＡＱ板との間にステンレス鋼とＡＱとからなるクラ
ッド材を用い、ステンレス鋼板とクラッド材のステンレ
ス鋼面側とが、また醇板とクラッド材のＭ面側とがそれ
ぞれ接するようにして挟持して接合する方法が提案され
ている。なお、第１図（ａ）は接合手段としてアーク溶
接を行った場合を、第１図（ｂ）は接合手段としてスポ
ット溶接を行った場合をそれぞれ示す。
なお、この方法では、用いるクラッド材のクラソド界面
の接合強度が不足していると接合強度上問題であるが、
爆着、圧延等の公知方法で製造されたクラッド材のクラ
ット界面は、脆化層の厚さが極めて薄いため、全体とし
ての接合強度には問題がないとされている。
の接合強度が不足していると接合強度上問題であるが、
爆着、圧延等の公知方法で製造されたクラッド材のクラ
ット界面は、脆化層の厚さが極めて薄いため、全体とし
ての接合強度には問題がないとされている。
（発明が解決しようとする課題）
前述のような異種金属同士は、基本的には、クランド材
を用いる前記方法で接合が可能であるが、溶接時の入熱
で問題が生しることがある。
を用いる前記方法で接合が可能であるが、溶接時の入熱
で問題が生しることがある。
例えば、クラッド材を構成している材料のそれぞれが厚
い場合には問題はないが、薄い場合には溶接時の入熱に
よりクラッド界面が脆化し易くなり、せっかくクラッド
材を介して接合を行っても、クラッド界面で低応力にて
破壊してしまうことがあるからである。
い場合には問題はないが、薄い場合には溶接時の入熱に
よりクラッド界面が脆化し易くなり、せっかくクラッド
材を介して接合を行っても、クラッド界面で低応力にて
破壊してしまうことがあるからである。
したがって、第１図（司に示すアーク溶接を行った場合
は、入熱が高いために、クランド界面での破壊が特に顕
著であり、クラッド材の構成材の厚さの下限は、２１程
度となる。これ以下の値の場合にはクランド界面で脆化
・破壊してしまう。
は、入熱が高いために、クランド界面での破壊が特に顕
著であり、クラッド材の構成材の厚さの下限は、２１程
度となる。これ以下の値の場合にはクランド界面で脆化
・破壊してしまう。
また、第１図（ｂ）に示すスポット溶接を行った場合は
、入熱が低いために、クラッド界面で破壊を生しる限度
が若干改善されるものの、それでもクラッド材の構成材
の厚さ限度は１．０〜２．０１程度であり、それ以下の
薄い材料の接合を行うことはできないのが現状である。
、入熱が低いために、クラッド界面で破壊を生しる限度
が若干改善されるものの、それでもクラッド材の構成材
の厚さ限度は１．０〜２．０１程度であり、それ以下の
薄い材料の接合を行うことはできないのが現状である。
このように、異種金属の接合は、溶接手段（アーク溶接
、スポット溶接）には直接関係なく、クラッド材の厚さ
が大きい場合は問題ないが、実際には例えば自動車、家
電製品等ではクラッド材の厚さを１ｍｍ程度に小さくす
る必要があるものが多数あり、この場合はクラッド材の
構成材料の厚さがそれぞれ１Ｆ以下となり、現状では高
い信軌性の得られる接合方法がなかった。
、スポット溶接）には直接関係なく、クラッド材の厚さ
が大きい場合は問題ないが、実際には例えば自動車、家
電製品等ではクラッド材の厚さを１ｍｍ程度に小さくす
る必要があるものが多数あり、この場合はクラッド材の
構成材料の厚さがそれぞれ１Ｆ以下となり、現状では高
い信軌性の得られる接合方法がなかった。
ここに、本発明の目的は、クラッド材の厚さが薄い場合
にも、安定的な溶接を行うことができる異種金属の接合
方法を提供することにある。
にも、安定的な溶接を行うことができる異種金属の接合
方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは、上記課題を解決するため種々検討を重ね
た。その結果、接合手段として重ね抵抗溶接を用い、極
めて短い時間に大電流を通電することにより、クランド
界面が全く熱影響により劣化しないことを知見した。
た。その結果、接合手段として重ね抵抗溶接を用い、極
めて短い時間に大電流を通電することにより、クランド
界面が全く熱影響により劣化しないことを知見した。
すなわち、従来の通電時間は、板厚によるが、５サイク
ル（６０サイクルが１秒）程度であったが、これに比較
して極めて短い時間で通電することにより、前記課題を
解決することができることを知見して、本発明を完成し
た。
ル（６０サイクルが１秒）程度であったが、これに比較
して極めて短い時間で通電することにより、前記課題を
解決することができることを知見して、本発明を完成し
た。
ここに、本発明の要旨とするところは、異種金属同士の
間に、２種の前記異種金属と同じ２種の金属からなるク
ラッド材を、それぞれ同じ種類の金属が接するようにし
て挟持して抵抗溶接を行う異種金属の接合方法において
、前記抵抗溶接の際の通電時間は１０ＩＩｌｓ以下であ
ることを特徴とする異種金属の接合方法である。
間に、２種の前記異種金属と同じ２種の金属からなるク
ラッド材を、それぞれ同じ種類の金属が接するようにし
て挟持して抵抗溶接を行う異種金属の接合方法において
、前記抵抗溶接の際の通電時間は１０ＩＩｌｓ以下であ
ることを特徴とする異種金属の接合方法である。
本発明において、「抵抗溶接」には、スポット溶接、プ
ロジェクション溶接、さらにはシーム溶接等の重ね抵抗
溶接を包含する。
ロジェクション溶接、さらにはシーム溶接等の重ね抵抗
溶接を包含する。
（作用）
以下、本発明を作用効果とともに詳述する。
本発明は、例えば前述の雑誌「軽金属溶接Ｊ （Ｖｏｌ
、２７（１９８９）階１０、鉄道車両のハイブリッド構
体の構体結合構造）により公知とされている技術、すな
わち異種金属同士の間に、前記異種金属と同じ金属から
なるクラッド材を、該異種金属と同じ金属が対向して接
するようにして配置し、抵抗溶接する技術において、抵
抗溶接時の通電時間をある特定の範囲に限定することを
特徴とする発明である。
、２７（１９８９）階１０、鉄道車両のハイブリッド構
体の構体結合構造）により公知とされている技術、すな
わち異種金属同士の間に、前記異種金属と同じ金属から
なるクラッド材を、該異種金属と同じ金属が対向して接
するようにして配置し、抵抗溶接する技術において、抵
抗溶接時の通電時間をある特定の範囲に限定することを
特徴とする発明である。
まず、通電時間を限定する理由を説明する。
通電時間を１０ｍｓ以下とした理由は、この通電時間内
であると、接合部の略全域を熱伝導により加熱接合する
のではなく、むしろ必要な接合界面のみを部分的に加熱
して接合することができるために、抵抗溶接時のクラッ
ド材のクラッド界面に悪影響を与えにくいためであると
ともに、万が一クラッド界面に熱影響を与えたときにも
、通電時間が１０ｍｓ以下程度であれば、前記クラッド
界面には、全く脆化層を生じないからである。
であると、接合部の略全域を熱伝導により加熱接合する
のではなく、むしろ必要な接合界面のみを部分的に加熱
して接合することができるために、抵抗溶接時のクラッ
ド材のクラッド界面に悪影響を与えにくいためであると
ともに、万が一クラッド界面に熱影響を与えたときにも
、通電時間が１０ｍｓ以下程度であれば、前記クラッド
界面には、全く脆化層を生じないからである。
なお、通電時間を短くする場合には、適切に電流値を上
げて行う。
げて行う。
本発明にかかる方法は、構成材料それぞれの厚さがｌｌ
１ｍ以下であるクラッド材に対しても、もちろん適用で
きるものであり、５０μｍ程度の箔のようなりランド材
に対してまでも適用することができる。この場合、構成
材料の厚さが小さくなればなる程前述の通電時間を短く
する方が望ましいが、本発明の範囲の最大値である１
０ｓｓであっても、特に問題は生じないことは言うまで
もない。
１ｍ以下であるクラッド材に対しても、もちろん適用で
きるものであり、５０μｍ程度の箔のようなりランド材
に対してまでも適用することができる。この場合、構成
材料の厚さが小さくなればなる程前述の通電時間を短く
する方が望ましいが、本発明の範囲の最大値である１
０ｓｓであっても、特に問題は生じないことは言うまで
もない。
また、溶接する各材料毎に最適な電流値はおのおの異な
り、通電時間や接合部の形状、加圧力等により決定され
、要求する強度が得られるよう設定する。
り、通電時間や接合部の形状、加圧力等により決定され
、要求する強度が得られるよう設定する。
ただし、過度に電流値が高いと接合部よりチリが飛散し
、高品質の接合部は得られず、接合強度が低下するので
各材料毎に適宜通電時間に見合った適正なｔｉ５！Ｌ値
を選べば良い。例えば、ステンレス銅調とＡＱとの接合
の場合、通電時間がＩｍｓでは電流値は２０〜６０に八
が好適である。
、高品質の接合部は得られず、接合強度が低下するので
各材料毎に適宜通電時間に見合った適正なｔｉ５！Ｌ値
を選べば良い。例えば、ステンレス銅調とＡＱとの接合
の場合、通電時間がＩｍｓでは電流値は２０〜６０に八
が好適である。
さらに、本発明にかかる方法は、基本的に、構成材料そ
れぞれの厚さが１１超のクラッド材に対しても通用する
ことができることも言うまでもない。
れぞれの厚さが１１超のクラッド材に対しても通用する
ことができることも言うまでもない。
さらに、以上の説明では、異種金属として、Ｆｅと八Ｑ
とを例にとって説明してきたが、本発明にかかる方法は
溶接時入熱により溶接部に脆化相を形成する異種金属の
組合せ全てに対して適用することが可能である。
とを例にとって説明してきたが、本発明にかかる方法は
溶接時入熱により溶接部に脆化相を形成する異種金属の
組合せ全てに対して適用することが可能である。
具体的には、例えばＦｅ系材料と、Ｍ糸材料（純ＡＱお
よびＡＱ金合金含む。以下同じ） 、Ｔｉ系材料、Ｚｒ
系材料、Ｔａ系材料、Ｎｂ系材料との接合、またはＮｉ
系材料（純ＮｊおよびＮｉ基合金を含む）と、ＡＱ系材
料、Ｔｉ系材料、Ｚｒ系材料、Ｔａ系材料、Ｎｂ系材料
との接合等に対しても適用することが可能である。
よびＡＱ金合金含む。以下同じ） 、Ｔｉ系材料、Ｚｒ
系材料、Ｔａ系材料、Ｎｂ系材料との接合、またはＮｉ
系材料（純ＮｊおよびＮｉ基合金を含む）と、ＡＱ系材
料、Ｔｉ系材料、Ｚｒ系材料、Ｔａ系材料、Ｎｂ系材料
との接合等に対しても適用することが可能である。
クラッド材は、圧延クラ・ンド、爆着クランド等の公知
方法により充分に高い強度で接合されているクラッド材
であればいずれでもよく、クラッド材の製造方法は何ら
限定を要するものではない。
方法により充分に高い強度で接合されているクラッド材
であればいずれでもよく、クラッド材の製造方法は何ら
限定を要するものではない。
さらに、本発明を実施例を参照しながら説明するが、こ
れはあくまでも本発明の例示であって、これにより本発
明が限定されるものではない。
れはあくまでも本発明の例示であって、これにより本発
明が限定されるものではない。
実施例
合計の厚さが０．８１である、Ｆｅ（ステンレス鋼）と
へＱとの圧延クランド材（Ｆｅ：０．４ｍｍ厚、ＡＱ：
０．４ｍｍ厚）を用い、本発明にかかる方法により、第
２図に示すように、板厚が０．８ ｍｍのＦｅ板（ステ
ンレス鋼）と、板厚が０．８ ｍｍのＭ板とを異種金属
としてスポット溶接を行った。
へＱとの圧延クランド材（Ｆｅ：０．４ｍｍ厚、ＡＱ：
０．４ｍｍ厚）を用い、本発明にかかる方法により、第
２図に示すように、板厚が０．８ ｍｍのＦｅ板（ステ
ンレス鋼）と、板厚が０．８ ｍｍのＭ板とを異種金属
としてスポット溶接を行った。
また、同様にＦｅとＴｉ、 ＦｅとＺｒ、 ＦｅとＴａ
、 Ｎｉ合金（Ａ Ｉ Ｉｏｙ６２５） とＡＱ、さ
らにＮｉ合金とＴｉという各種クラッド材を準備し、同
様にこれらの金属板を異種金属として接合した。クラッ
ド材および各金属板の板厚は、前述のＦｅとＡＱとの接
合の場合と同様に、０．８−一、０．４ ａＩｌである
。
、 Ｎｉ合金（Ａ Ｉ Ｉｏｙ６２５） とＡＱ、さ
らにＮｉ合金とＴｉという各種クラッド材を準備し、同
様にこれらの金属板を異種金属として接合した。クラッ
ド材および各金属板の板厚は、前述のＦｅとＡＱとの接
合の場合と同様に、０．８−一、０．４ ａＩｌである
。
そして、接合を行った後に、十字引張試験を行って、接
合部強度を各試験片の破断位置で評価した。なお、十字
引張試験は第３図に示すようにして構成して行った。
合部強度を各試験片の破断位置で評価した。なお、十字
引張試験は第３図に示すようにして構成して行った。
結果を第１表にまとめて示す。なお、評価は、各金属板
で破断した場合を○、クラッド界面で破断した場合を×
として行った。
で破断した場合を○、クラッド界面で破断した場合を×
として行った。
第１表
（注）傘は本発明の範囲外
第１表に示すように、本発明にかかる方法で接合した試
料では、母材部で破断が住したことから、十分な強度の
接合体が得られたことがわかる。
料では、母材部で破断が住したことから、十分な強度の
接合体が得られたことがわかる。
しかし、通電時間が１０ｍｓを超えて過大となる場合に
は、クラッド材の異材接合界面に脆化相が生成してしま
ったために、十分な強度の継手が得られなかったことが
わかる。
は、クラッド材の異材接合界面に脆化相が生成してしま
ったために、十分な強度の継手が得られなかったことが
わかる。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によりクラッド材の厚さが
薄い場合にも、安定的な溶接を行うことができる異種金
属同士の接合方法を提供することができた。
薄い場合にも、安定的な溶接を行うことができる異種金
属同士の接合方法を提供することができた。
かかる効果を有する本発明の意義は極めて著しい。
第１図（ａ）および第１図（ｂ）は、ともに異種金属同
士を接合する方法を示す略式説明図であり、接合手段と
して、それぞれアーク溶接、スポット溶接を行った状況
を示す略式説明図； 第２図は、本発明の実施例における接合状況を示す略式
説明図； および 第３図は、 本発明の実施例で行った十字引張試 験の内容を示す略式説明図である。
士を接合する方法を示す略式説明図であり、接合手段と
して、それぞれアーク溶接、スポット溶接を行った状況
を示す略式説明図； 第２図は、本発明の実施例における接合状況を示す略式
説明図； および 第３図は、 本発明の実施例で行った十字引張試 験の内容を示す略式説明図である。
Claims (1)
- 異種金属同士の間に、２種の前記異種金属と同じ２種の
金属からなるクラッド材を、それぞれ同じ種類の金属が
接するようにして挟持して抵抗溶接を行う異種金属の接
合方法において、前記抵抗溶接の際の通電時間は１０ｍ
ｓ以下であることを特徴とする異種金属の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248278A JPH0811302B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 異種金属の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248278A JPH0811302B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 異種金属の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04127973A true JPH04127973A (ja) | 1992-04-28 |
| JPH0811302B2 JPH0811302B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=17175736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2248278A Expired - Lifetime JPH0811302B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 異種金属の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811302B2 (ja) |
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-
1990
- 1990-09-18 JP JP2248278A patent/JPH0811302B2/ja not_active Expired - Lifetime
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