JPH0724942B2 - 超音波溶接方法 - Google Patents
超音波溶接方法Info
- Publication number
- JPH0724942B2 JPH0724942B2 JP61192556A JP19255686A JPH0724942B2 JP H0724942 B2 JPH0724942 B2 JP H0724942B2 JP 61192556 A JP61192556 A JP 61192556A JP 19255686 A JP19255686 A JP 19255686A JP H0724942 B2 JPH0724942 B2 JP H0724942B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic welding
- welded
- aluminum
- strength
- welding method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波溶接方法に係り、特にアルミニウムなど
の低強度材の溶接に好適な超音波溶接方法に関する。
の低強度材の溶接に好適な超音波溶接方法に関する。
金属−金属間あるいは金属−非金属間の接合するとき、
一般の融接では健全な接合部が得られないような材料の
接合が要求される場合、または異種材料間の接合が要求
される場合などには固相接合が適用される。この固相接
合法には摩擦圧接、爆発接合、拡散接合、超音波接合な
どがあり、特に超音波接合はいかなる大気中においても
短時間に容易に接合ができ、しかも大量生産が可能であ
るなどの利点から、近年広く実用に供されている。この
超音波溶接とは被溶接物を重ね合わせて溶接チップと下
部台との間に挾持し、静加圧をかけて超音波振動させて
溶接を行うものである。
一般の融接では健全な接合部が得られないような材料の
接合が要求される場合、または異種材料間の接合が要求
される場合などには固相接合が適用される。この固相接
合法には摩擦圧接、爆発接合、拡散接合、超音波接合な
どがあり、特に超音波接合はいかなる大気中においても
短時間に容易に接合ができ、しかも大量生産が可能であ
るなどの利点から、近年広く実用に供されている。この
超音波溶接とは被溶接物を重ね合わせて溶接チップと下
部台との間に挾持し、静加圧をかけて超音波振動させて
溶接を行うものである。
この超音波溶接は、スポットまたはシームの形態で行な
われアルミニウムまたはアルミニウム合金の箔や薄板の
溶接に用いられている。あらゆるアルミニウム材は超音
波溶接によって溶接可能であるが、溶接性は材料の種類
や質別によって異なり、比較的低強度のアルミニウム材
では抵抗スポット溶接部、あるいはシーム溶接部と同程
度、高強度のアルミニウム材では溶融部や熱影響部がな
くナゲットが大きいため、抵抗溶接部より高い強さが得
られる。
われアルミニウムまたはアルミニウム合金の箔や薄板の
溶接に用いられている。あらゆるアルミニウム材は超音
波溶接によって溶接可能であるが、溶接性は材料の種類
や質別によって異なり、比較的低強度のアルミニウム材
では抵抗スポット溶接部、あるいはシーム溶接部と同程
度、高強度のアルミニウム材では溶融部や熱影響部がな
くナゲットが大きいため、抵抗溶接部より高い強さが得
られる。
なお、この超音波溶接法については多くの論文に記載さ
れており、これらの論文としては精密機械1984年６月号
第970頁、自動車のアルミ化技術ガイド（接合編）第64
頁、金属1986年６月号第54頁などに記載されたものがあ
る。
れており、これらの論文としては精密機械1984年６月号
第970頁、自動車のアルミ化技術ガイド（接合編）第64
頁、金属1986年６月号第54頁などに記載されたものがあ
る。
上述したように超音波溶接法は、アルミニウム材の薄板
の溶接に広く用いられているが、低強度のアルミニウム
材を溶接する場合には疲労クラックが生じ溶接部の強度
が比較的低いという問題があった。
の溶接に広く用いられているが、低強度のアルミニウム
材を溶接する場合には疲労クラックが生じ溶接部の強度
が比較的低いという問題があった。
一般に同一加圧力下では超音波の振幅や周波数を大きく
して摩擦エネルギを増大させることによって強固な接合
が得られるが、アルミニウムや銅のような弾性係数の小
さい材料では、塑性変形による加工硬化を受けやすく、
接合部近傍に疲労クラックが発生しやすい。このため摩
擦エネルギを増大させることができないという問題があ
った。
して摩擦エネルギを増大させることによって強固な接合
が得られるが、アルミニウムや銅のような弾性係数の小
さい材料では、塑性変形による加工硬化を受けやすく、
接合部近傍に疲労クラックが発生しやすい。このため摩
擦エネルギを増大させることができないという問題があ
った。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単な
方法で低強度アルミニウム材を強固に接合することので
きる超音波溶接方法を提供することを目的とする。
方法で低強度アルミニウム材を強固に接合することので
きる超音波溶接方法を提供することを目的とする。
本発明は上記の目的を達成するために、アルミニウムな
どの被溶接部材を重ね合わせて超音波により溶接を行な
う超音波溶接方法において、前加工としてアルミニウム
など被溶接部材の一面の溶接部位及びその周辺に塑性加
工を施し、この塑性加工によって他面を平坦な面とした
後に、この塑性加工が施された部位にあたる他面の互い
に平坦な面を突き合わせて超音波溶接を行なうようにし
たものである。
どの被溶接部材を重ね合わせて超音波により溶接を行な
う超音波溶接方法において、前加工としてアルミニウム
など被溶接部材の一面の溶接部位及びその周辺に塑性加
工を施し、この塑性加工によって他面を平坦な面とした
後に、この塑性加工が施された部位にあたる他面の互い
に平坦な面を突き合わせて超音波溶接を行なうようにし
たものである。
上記の方法によると、塑性加工によって溶接部位及びそ
の周辺の被溶接部材の引張強度が大となり、疲れ強度が
向上し、疲労クラックが生じないので大きい摩擦エネル
ギを入力して超音波溶接を行なうことができ、より大き
な接合部を形成することが可能となり、強固な接合部を
得ることができる。
の周辺の被溶接部材の引張強度が大となり、疲れ強度が
向上し、疲労クラックが生じないので大きい摩擦エネル
ギを入力して超音波溶接を行なうことができ、より大き
な接合部を形成することが可能となり、強固な接合部を
得ることができる。
以下、本発明に係る超音波溶接方法の一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
第１図に本発明の一実施例を示す。第１図（ａ）に示す
アルミニウム合金により形成された板状の被溶接部材１
を、（ｂ）に示すように平坦な下型２上に載置し、この
被溶接部材１の溶接部位に肩の曲率の大きいポンチ３に
より図示せぬプレス装置を用いてプレスし、凹部1aを形
成する。このように凹部1aが形成された２枚の被溶接部
材１を、（ｃ）に示すように平坦面を突き合わせて下部
台４上に載置し、超音波溶接チップ５を凹部1aに当接押
圧させて、図示せぬ超音波溶接機により超音波溶接を実
施する。
アルミニウム合金により形成された板状の被溶接部材１
を、（ｂ）に示すように平坦な下型２上に載置し、この
被溶接部材１の溶接部位に肩の曲率の大きいポンチ３に
より図示せぬプレス装置を用いてプレスし、凹部1aを形
成する。このように凹部1aが形成された２枚の被溶接部
材１を、（ｃ）に示すように平坦面を突き合わせて下部
台４上に載置し、超音波溶接チップ５を凹部1aに当接押
圧させて、図示せぬ超音波溶接機により超音波溶接を実
施する。
次に本実施例の作用及び効果を説明する。第１図（ｂ）
に示すように被溶接部材１にプレス加工することによ
り、凹部1aの引張強度が大となる。例えば被溶接部材１
がアルミニウム材A1100の場合、焼きなまし材の引張強
度は約9kgf/mm2であるが、プレス加工を行なうことによ
り約20kgf/mm2まで上昇する。引張強度が大になる程疲
れ強さが向上するが、この実験結果を第２図に示す。第
２図に示すように各種のアルミニウム合金の引張強度が
大きくなる程疲れ強度は大きくなっている。そして疲れ
強度が大きくなれば超音波溶接に際して大きな摩擦エネ
ルギを入力してもクラックなどの発生をなくすことがで
き、より大きな接合部が形成でき接合強度を強固にする
ことができる。
に示すように被溶接部材１にプレス加工することによ
り、凹部1aの引張強度が大となる。例えば被溶接部材１
がアルミニウム材A1100の場合、焼きなまし材の引張強
度は約9kgf/mm2であるが、プレス加工を行なうことによ
り約20kgf/mm2まで上昇する。引張強度が大になる程疲
れ強さが向上するが、この実験結果を第２図に示す。第
２図に示すように各種のアルミニウム合金の引張強度が
大きくなる程疲れ強度は大きくなっている。そして疲れ
強度が大きくなれば超音波溶接に際して大きな摩擦エネ
ルギを入力してもクラックなどの発生をなくすことがで
き、より大きな接合部が形成でき接合強度を強固にする
ことができる。
上記実施例ではプレス加工により引張強度を大きくする
場合について説明したが、被溶接部材１が小さい場合に
は被溶接部材１全体に引張りなどにより塑性加工を施し
てもよい。また被溶接部材１があらかじめプレス成形さ
れる場合は、超音波溶接部にも同時にプレスにより押圧
するようにしてもよい。そしていずれの場合も前加工と
しての塑性加工による変形量は、溶接中の変形が５％以
下であることから５％以上であることが望ましい。
場合について説明したが、被溶接部材１が小さい場合に
は被溶接部材１全体に引張りなどにより塑性加工を施し
てもよい。また被溶接部材１があらかじめプレス成形さ
れる場合は、超音波溶接部にも同時にプレスにより押圧
するようにしてもよい。そしていずれの場合も前加工と
しての塑性加工による変形量は、溶接中の変形が５％以
下であることから５％以上であることが望ましい。
上述したように本発明によれば、アルミニウムなどの低
強度部材を超音波溶接するときの前加工として、溶接部
位及びその周辺に塑性加工を施したので、その部分の引
張強度が大となりクラックを発生させることなく、大き
い摩擦エネルギを入力して超音波溶接を行なうことが可
能となり、その結果強固な接合強度を得ることができる
という効果を奏する。さらにアルミニウムなどの低強度
部材である被溶接部材の塑性加工が施された部位にあた
る他面の互いに平坦な突き合わせて大摩擦エネルギ入力
の超音波溶接を行なえるから、接合面が突出したものに
比較して超音波溶接による接合強度が一段と向上する。
強度部材を超音波溶接するときの前加工として、溶接部
位及びその周辺に塑性加工を施したので、その部分の引
張強度が大となりクラックを発生させることなく、大き
い摩擦エネルギを入力して超音波溶接を行なうことが可
能となり、その結果強固な接合強度を得ることができる
という効果を奏する。さらにアルミニウムなどの低強度
部材である被溶接部材の塑性加工が施された部位にあた
る他面の互いに平坦な突き合わせて大摩擦エネルギ入力
の超音波溶接を行なえるから、接合面が突出したものに
比較して超音波溶接による接合強度が一段と向上する。
さらに、塑性加工によって他面を平坦な面とすることに
よって接合面が密着し、超音波溶接時において接合強度
を向上することができる。
よって接合面が密着し、超音波溶接時において接合強度
を向上することができる。
第１図は本発明に係る超音波溶接方法の一実施例による
工程を示す縦断面図、第２図はアルミニウム合金の引張
強度と疲れ強さとの関係の実験結果を示すグラフであ
る。 １……被溶接部材、 1a……凹部（塑性加工部）。
工程を示す縦断面図、第２図はアルミニウム合金の引張
強度と疲れ強さとの関係の実験結果を示すグラフであ
る。 １……被溶接部材、 1a……凹部（塑性加工部）。
Claims (1)
- 【請求項１】アルミニウムなどの被溶接部材を重ね合わ
せて超音波により溶接を行なう超音波溶接方法におい
て、前加工としてアルミニウムなど被溶接部材の一面の
溶接部位及びその周辺に塑性加工を施し、該塑性加工に
よって他面を平坦な面とした後に、この塑性加工が施さ
れた部位にあたる他面の互いに平坦な面を突き合わせて
超音波溶接を行なうことを特徴とする超音波溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192556A JPH0724942B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 超音波溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192556A JPH0724942B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 超音波溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6349385A JPS6349385A (ja) | 1988-03-02 |
| JPH0724942B2 true JPH0724942B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=16293240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61192556A Expired - Lifetime JPH0724942B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 超音波溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724942B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68906219T2 (de) * | 1988-08-25 | 1993-08-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Duennfilmkapazitaet und verfahren zur herstellung einer integrierten hybridmikrowellenschaltung. |
| JP3451404B2 (ja) * | 1993-12-24 | 2003-09-29 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック基板 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58388A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Toshiba Corp | 超音波溶接における溶接部構造 |
-
1986
- 1986-08-18 JP JP61192556A patent/JPH0724942B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6349385A (ja) | 1988-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7698797B2 (en) | Apparatus and method for forming a joint between adjacent members | |
| US3899116A (en) | Method of vibratory welding | |
| US10399175B2 (en) | Systems and methods for improving weld strength | |
| JP2672182B2 (ja) | 鋼系材料とアルミニウム系材料との接合方法 | |
| CN109807457A (zh) | 钢工件在铝合金上的超声波焊接/钎焊 | |
| JP2009090354A (ja) | 接合装置、接合方法および金属接合体 | |
| JPH0647570A (ja) | 異材の摩擦圧接法 | |
| JPH0724942B2 (ja) | 超音波溶接方法 | |
| Ganesh et al. | Experimental study on ultrasonic welding of aluminum sheet to copper sheet | |
| JP7188121B2 (ja) | 接合装置 | |
| JPH0338033B2 (ja) | ||
| JP2002096180A (ja) | 超音波溶接機 | |
| JP7156009B2 (ja) | 塗装金属素形材と樹脂材との複合体の製造方法 | |
| KR102584822B1 (ko) | 알루미늄재의 스폿 용접 방법 및 알루미늄재 | |
| US4524898A (en) | Apparatus for preventing step-edge shearing during ultrasonic welding | |
| JP2014166646A (ja) | 金属製ワークの固相接合方法 | |
| JP2002096182A (ja) | 摩擦熱に基づく接合方法、回転ツール及び接合体 | |
| JP2005288457A (ja) | 異種金属材の超音波接合方法および超音波接合構造体 | |
| Das et al. | Microstructural and joint analysis of ultrasonic welded aluminum to Cupro-Nickel sheets for lithium-ion battery packs | |
| US2707825A (en) | Method of pressure welding | |
| JP4064111B2 (ja) | 超音波圧接方法 | |
| JPS58388A (ja) | 超音波溶接における溶接部構造 | |
| US11752567B2 (en) | Capacitive discharge welding of dissimilar metals | |
| WO2021230350A1 (ja) | リベット接合方法及び接合処理装置 | |
| JP4491782B2 (ja) | 摩擦接合方法および摩擦接合装置 |