JPH0475773A - 金属管の拡散接合方法および挿入材 - Google Patents
金属管の拡散接合方法および挿入材Info
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- JPH0475773A JPH0475773A JP18976690A JP18976690A JPH0475773A JP H0475773 A JPH0475773 A JP H0475773A JP 18976690 A JP18976690 A JP 18976690A JP 18976690 A JP18976690 A JP 18976690A JP H0475773 A JPH0475773 A JP H0475773A
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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
[産業上の利用分野]
本発明は、拡散接合による金属管の接合方法i:X関1
−る。 [従来の技術] 金属管の接合を継手を用いずに行なう方法に、溶接や摩
擦圧接と並んで、拡散接合かある。 拡散接合の代表的
な工程は、接合すべき2本の金属管の端面を研摩l、2
、間に金属管の融点より低い融点をもった金属の箔を挿
入材と()て挿入し、高周波誘導や通電など適宜の方法
で接合部を加熱しながら、加圧することハロうなる。
7J[l熱により挿入材の金属が溶融し、その成分が両
側の金属管の材料中に拡散し混合することによって、接
合が行なわれる。 この拡散接合法は、理想的に行なわれると接合部の強度
がかなり高く得られるが、現実に理想的な接合を行なう
ことは容易でなく、とくに管の接合は棒よりも不利であ
って、引張試験において破断か接合部でなく母材部で生
じるような接合は、仲々確保できない。 [発明か解決しようとする課題] 本発明の目的は、拡散接合(こよる金属管の接合技術を
改良(〕、はと^2どの場合に引張試験時の破断が母材
部で生じるような強固な接合を実現1−る拡散接合方法
と、その方法の実施(二使用する挿入材を捏供すること
にある。 [課題を解決するためのf段] 本発明の金属管の拡散接合方法は、第1図に示すようし
=、接合すべき2本の金属管(2,3)の端部接合面(
4,5>をインロウ型に加工して嵌め合わせ得るように
し、それらの間に、第2図に示すような断面1−字形の
環状挿入材(1)を挿入して実施づ−ることを・特徴と
する。 金属管の端面のイン日つ加工は、第3図1ζ示覆−よう
なス1〜レートな形状すなわち外側端面(41゜51>
どうしと内側端面どうしく43.53)が接触し、外周
面(42A>と内周面(52A>とか挿入材の厚さに応
じた間隙をbつ形状のほかに、第4図に本号−ように、
テーパをもった面が向い合うように、ずなわち外周面(
42B>と内周面(52B)とが同じデ〜バで向き合う
ようにすることもできる。 」−記()た金属管の拡散接合(J使用する本発明の挿
入材(1)は、接合すべき金属材の融点より低い融点を
もつ金属で、覆でに第2図に示したような、円筒状部(
11)の一端にフランジ部〈12)がある、断面り字形
の環状体に形成したものである。 インロウ加工をデー
パつきで行なう場合には、断面形状をそれに合致させる
べきことはいうまでもない。 本発明の挿入材を製造J−るには、さまざまな方法が可
能である。 一般に挿入材に使用する金属は、@蝋を低
下させるために多量の3 (ヤBを含有させた合金であ
るから、加工性はよくない、。 多くの場合、この合金は薄帯として供給されるので、打
ち扱きにより挿入材に加工されている。 合金が絞りによりL字状断面を与えることができる程度
の加工性をそなえている場合は、絞り加工(こよればよ
い。 そうてない場合は、後記する実施例のよ゛うに熱
間で薄板をダイスとポンチに挟んで成形することもでき
る。 あるいはまた、いったん粉末に粉砕してから熱可
塑性樹脂など適宜のバインダーと混合してシー1−状に
し、これを可塑性のある間に絞り加工するなとして所望
の断面形状を与え、6建により加熱してバインダーを分
解揮発させるととも1こ、金属粉末を焼結させてもよい
。熱硬化性樹脂もバインダーと(]て使用できる。 焼結は当然に焼き締りによる変形を招くから、挿入材の
製造にはそれを計粋に入れなければならない。 少量の
バインダーが残存1ノでいても、拡散接合の条件下では
通常は分解して揮発するから、接合に悪影響を与えイi
いことがわかった。 そのほか、金属粉末の射出成形や圧粉成形の技術も利用
可能である。 [作 用] インロウ型に加工した接合面において、挿入材をはさん
で2本の金属管の端を突き合わせると、第5図に示ずよ
うな状態になる。 この状態で接合部を加熱し、両方か
ら加圧すると、溶融した挿入材金属は7J[l圧により
内外に押し出され、一部は内側端面どうしく43.53
>の向い合った間隙にも流入する。 このような状態において挿入材成分の拡散が進行し7、
最終的には第6図(C示すような形で接合が完了する。 ここで符号(6)は、いったん溶融し凝固した挿入材
である。 外周面(42B>と内周面(52B>のテー
パ面の向い合わせの場合、加圧によりテーパ面の間隔が
狭められ、挿入材が圧迫されて金属管の端どう1〕が接
近するから、この周面上の接合の強度も高く得られる。
−る。 [従来の技術] 金属管の接合を継手を用いずに行なう方法に、溶接や摩
擦圧接と並んで、拡散接合かある。 拡散接合の代表的
な工程は、接合すべき2本の金属管の端面を研摩l、2
、間に金属管の融点より低い融点をもった金属の箔を挿
入材と()て挿入し、高周波誘導や通電など適宜の方法
で接合部を加熱しながら、加圧することハロうなる。
7J[l熱により挿入材の金属が溶融し、その成分が両
側の金属管の材料中に拡散し混合することによって、接
合が行なわれる。 この拡散接合法は、理想的に行なわれると接合部の強度
がかなり高く得られるが、現実に理想的な接合を行なう
ことは容易でなく、とくに管の接合は棒よりも不利であ
って、引張試験において破断か接合部でなく母材部で生
じるような接合は、仲々確保できない。 [発明か解決しようとする課題] 本発明の目的は、拡散接合(こよる金属管の接合技術を
改良(〕、はと^2どの場合に引張試験時の破断が母材
部で生じるような強固な接合を実現1−る拡散接合方法
と、その方法の実施(二使用する挿入材を捏供すること
にある。 [課題を解決するためのf段] 本発明の金属管の拡散接合方法は、第1図に示すようし
=、接合すべき2本の金属管(2,3)の端部接合面(
4,5>をインロウ型に加工して嵌め合わせ得るように
し、それらの間に、第2図に示すような断面1−字形の
環状挿入材(1)を挿入して実施づ−ることを・特徴と
する。 金属管の端面のイン日つ加工は、第3図1ζ示覆−よう
なス1〜レートな形状すなわち外側端面(41゜51>
どうしと内側端面どうしく43.53)が接触し、外周
面(42A>と内周面(52A>とか挿入材の厚さに応
じた間隙をbつ形状のほかに、第4図に本号−ように、
テーパをもった面が向い合うように、ずなわち外周面(
42B>と内周面(52B)とが同じデ〜バで向き合う
ようにすることもできる。 」−記()た金属管の拡散接合(J使用する本発明の挿
入材(1)は、接合すべき金属材の融点より低い融点を
もつ金属で、覆でに第2図に示したような、円筒状部(
11)の一端にフランジ部〈12)がある、断面り字形
の環状体に形成したものである。 インロウ加工をデー
パつきで行なう場合には、断面形状をそれに合致させる
べきことはいうまでもない。 本発明の挿入材を製造J−るには、さまざまな方法が可
能である。 一般に挿入材に使用する金属は、@蝋を低
下させるために多量の3 (ヤBを含有させた合金であ
るから、加工性はよくない、。 多くの場合、この合金は薄帯として供給されるので、打
ち扱きにより挿入材に加工されている。 合金が絞りによりL字状断面を与えることができる程度
の加工性をそなえている場合は、絞り加工(こよればよ
い。 そうてない場合は、後記する実施例のよ゛うに熱
間で薄板をダイスとポンチに挟んで成形することもでき
る。 あるいはまた、いったん粉末に粉砕してから熱可
塑性樹脂など適宜のバインダーと混合してシー1−状に
し、これを可塑性のある間に絞り加工するなとして所望
の断面形状を与え、6建により加熱してバインダーを分
解揮発させるととも1こ、金属粉末を焼結させてもよい
。熱硬化性樹脂もバインダーと(]て使用できる。 焼結は当然に焼き締りによる変形を招くから、挿入材の
製造にはそれを計粋に入れなければならない。 少量の
バインダーが残存1ノでいても、拡散接合の条件下では
通常は分解して揮発するから、接合に悪影響を与えイi
いことがわかった。 そのほか、金属粉末の射出成形や圧粉成形の技術も利用
可能である。 [作 用] インロウ型に加工した接合面において、挿入材をはさん
で2本の金属管の端を突き合わせると、第5図に示ずよ
うな状態になる。 この状態で接合部を加熱し、両方か
ら加圧すると、溶融した挿入材金属は7J[l圧により
内外に押し出され、一部は内側端面どうしく43.53
>の向い合った間隙にも流入する。 このような状態において挿入材成分の拡散が進行し7、
最終的には第6図(C示すような形で接合が完了する。 ここで符号(6)は、いったん溶融し凝固した挿入材
である。 外周面(42B>と内周面(52B>のテー
パ面の向い合わせの場合、加圧によりテーパ面の間隔が
狭められ、挿入材が圧迫されて金属管の端どう1〕が接
近するから、この周面上の接合の強度も高く得られる。
SI:5.0%およびB:3.8%を含有し、残部が実
質上Niからなる合金(融点は約1000℃)の厚さ1
00μmの籠を加熱し、挿入材の形状をそなえたダイス
とボンデの組で挟んで1−字状断面をもつ環状挿入材を
成形した。 筒状部の径は18.0!la、長さは約2
闘、フランジ状部の外径は20.0#であって、厚さは
ともに約10o u mである。 5tJS304ステンレス鋼の、外径2OaiX内杼1
6m(従って肉厚は2朧)のパイプ2本のそれぞれ一端
を、第3図に示す形状のインロウ型に加工した。 嵌め
合い部分の深さは2゜OM、外周面と内周向との間隙は
約0. 1Mr1である。 上記の挿入材を間に挿入して、2本のステンレス鋼管の
端を突き合わせた。 誘導加熱により接合部を加熱して
温度を約1040℃に高め、0.4に9f/yarn2
の圧Jノを加えて3分間保持した。 比較のため、同じ挿入材用金属箔を打ち抜いて外径20
#、内径16駒のドーナツ状挿入材をつくり、ステンレ
ス鋼管の端部を平面的に研摩した面の間に挟み、上記と
同じ条件で拡散接合を行なった。 接合部を中心に管の長子プ)向に沿う方向に試験片を切
り出し、引張り試験を行なって、破断が接合部で起るか
母材部で起るかをしらへた。 比較例では試験片5本中
2本が接合部で破断()たのに対し、本発明のものは5
本とも、母材部で破断した。 [発明の効甲] 本発明の挿入材を・使用した拡散接合により金属管を接
合すれば、接合が確実であって、高い強度をもった接合
部が得られる。 従ってこの接合法は、内部に圧力流体
を通ず管や、強い引張応力の加わる管の接合kh用であ
る。
質上Niからなる合金(融点は約1000℃)の厚さ1
00μmの籠を加熱し、挿入材の形状をそなえたダイス
とボンデの組で挟んで1−字状断面をもつ環状挿入材を
成形した。 筒状部の径は18.0!la、長さは約2
闘、フランジ状部の外径は20.0#であって、厚さは
ともに約10o u mである。 5tJS304ステンレス鋼の、外径2OaiX内杼1
6m(従って肉厚は2朧)のパイプ2本のそれぞれ一端
を、第3図に示す形状のインロウ型に加工した。 嵌め
合い部分の深さは2゜OM、外周面と内周向との間隙は
約0. 1Mr1である。 上記の挿入材を間に挿入して、2本のステンレス鋼管の
端を突き合わせた。 誘導加熱により接合部を加熱して
温度を約1040℃に高め、0.4に9f/yarn2
の圧Jノを加えて3分間保持した。 比較のため、同じ挿入材用金属箔を打ち抜いて外径20
#、内径16駒のドーナツ状挿入材をつくり、ステンレ
ス鋼管の端部を平面的に研摩した面の間に挟み、上記と
同じ条件で拡散接合を行なった。 接合部を中心に管の長子プ)向に沿う方向に試験片を切
り出し、引張り試験を行なって、破断が接合部で起るか
母材部で起るかをしらへた。 比較例では試験片5本中
2本が接合部で破断()たのに対し、本発明のものは5
本とも、母材部で破断した。 [発明の効甲] 本発明の挿入材を・使用した拡散接合により金属管を接
合すれば、接合が確実であって、高い強度をもった接合
部が得られる。 従ってこの接合法は、内部に圧力流体
を通ず管や、強い引張応力の加わる管の接合kh用であ
る。
第1図は、本発明の拡散接合を行なう金属管の接合部の
形状を示す斜視図である。 第2図は、本発明の拡散接合に使用する挿入材を示す、
一部を切り欠いて断面を見せた斜視図−Cある。 第3図は、第1図に示した接合部のインロウ加工の形状
を詳細にあ−うわした縦断面図である。 第4図は、第3図と別のインロウ加工の形状をあられ1
2だ、同様な縦断面図である。 第5図は、第1図および第3図に示した接合部に第2図
の挿入材を挿入し、拡散接合を開始するところを承り、
一部の拡大縦断面である。 第6図は、第5図(、、続い一τ拡散接合を終了したと
ころを示す、一部の拡大縦断面図である。 1・・・挿入材 11・・・円筒状部 12・・・フランジ部2.
33−・・金属管 4.5・・・接合面 41.51・・・外側@而 43.53・・・内側端面 42A、42B・・・外周面 52A、52B・・・内周向 第1図 特許出願人 人同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 失 格2図 第3EI! 第4図 第5図 第6図
形状を示す斜視図である。 第2図は、本発明の拡散接合に使用する挿入材を示す、
一部を切り欠いて断面を見せた斜視図−Cある。 第3図は、第1図に示した接合部のインロウ加工の形状
を詳細にあ−うわした縦断面図である。 第4図は、第3図と別のインロウ加工の形状をあられ1
2だ、同様な縦断面図である。 第5図は、第1図および第3図に示した接合部に第2図
の挿入材を挿入し、拡散接合を開始するところを承り、
一部の拡大縦断面である。 第6図は、第5図(、、続い一τ拡散接合を終了したと
ころを示す、一部の拡大縦断面図である。 1・・・挿入材 11・・・円筒状部 12・・・フランジ部2.
33−・・金属管 4.5・・・接合面 41.51・・・外側@而 43.53・・・内側端面 42A、42B・・・外周面 52A、52B・・・内周向 第1図 特許出願人 人同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 失 格2図 第3EI! 第4図 第5図 第6図
Claims (3)
- (1)金属管を拡散接合により接合する方法において、
接合すべき2本の金属管の端部接合面をインロウ型に加
工して嵌め合せ得るようにし、それらの間に断面L字形
の環状挿入材を挿入して実施することを特徴とする接合
方法。 - (2)金属管の端部接合面のインロウ型を、テーパをも
った面が向い合うように加工して行なう請求項1の接合
方法。 - (3)金属管の拡散接合に使用する挿入材において、接
合すべき金属材の融点より低い融点をもつ金属を材料と
して、断面L字形の環状体に形成したことを特徴とする
挿入材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18976690A JPH0475773A (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 金属管の拡散接合方法および挿入材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18976690A JPH0475773A (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 金属管の拡散接合方法および挿入材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0475773A true JPH0475773A (ja) | 1992-03-10 |
Family
ID=16246831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18976690A Pending JPH0475773A (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 金属管の拡散接合方法および挿入材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0475773A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996034717A1 (fr) * | 1995-05-02 | 1996-11-07 | Sumitomo Metal Industries Limited | Tube soude et procede de soudage de tube |
EP1018563A1 (en) * | 1997-08-20 | 2000-07-12 | Jgc Corporation | Heating furnace tube, method of using the same, and method of manufacturing the same |
JP2009138811A (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Smc Corp | 流体圧機器の製造方法及び流体圧機器 |
JP2009195914A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Mazda Motor Corp | 成型金型の製造方法および成型金型 |
JP2009226454A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Niigata Univ | 金属部材の接合方法及びその装置 |
CN103567647A (zh) * | 2012-07-20 | 2014-02-12 | 汉中新环干式变压器有限责任公司 | 导体厚壁长管连接焊接法 |
US8780247B2 (en) | 2010-03-29 | 2014-07-15 | Sony Corporation | Solid-state image pickup element and image pickup apparatus |
CN111761197A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-10-13 | 中国航发北京航科发动机控制系统科技有限公司 | 一种针对圆柱形结构扩散焊接头强度的检测方法 |
-
1990
- 1990-07-18 JP JP18976690A patent/JPH0475773A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN111761197A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-10-13 | 中国航发北京航科发动机控制系统科技有限公司 | 一种针对圆柱形结构扩散焊接头强度的检测方法 |
CN111761197B (zh) * | 2020-06-10 | 2022-03-11 | 中国航发北京航科发动机控制系统科技有限公司 | 一种针对圆柱形结构扩散焊接头强度的检测方法 |
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