JPH07299569A - 短繊維強化型金属材料の接合方法 - Google Patents
短繊維強化型金属材料の接合方法Info
- Publication number
- JPH07299569A JPH07299569A JP11738294A JP11738294A JPH07299569A JP H07299569 A JPH07299569 A JP H07299569A JP 11738294 A JP11738294 A JP 11738294A JP 11738294 A JP11738294 A JP 11738294A JP H07299569 A JPH07299569 A JP H07299569A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、継手効率の高い接合部を得ること
を主要な目的とする。 【構成】接合部(4) に突出し部(5) を有した短繊維強化
型金属材料(1a ,1b)同士を抵抗溶接あるいは摩擦圧接
により接合した後、接合部(4) を突出し部(5) の外面よ
り高温下で加圧することを特徴とする短繊維強化型金属
材料の接合方法。
を主要な目的とする。 【構成】接合部(4) に突出し部(5) を有した短繊維強化
型金属材料(1a ,1b)同士を抵抗溶接あるいは摩擦圧接
により接合した後、接合部(4) を突出し部(5) の外面よ
り高温下で加圧することを特徴とする短繊維強化型金属
材料の接合方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は短繊維強化型金属材料
の接合方法に関し、特にミサイル,魚雷,宇宙機器胴体
等の構造体の製作の際に適用される接合方法に関する。
の接合方法に関し、特にミサイル,魚雷,宇宙機器胴体
等の構造体の製作の際に適用される接合方法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知の如く、短繊維強化型金属の場合、
溶融溶接すると欠陥が入り易く、接合強度も低い。その
ため、従来は機械的接合(リベット,ボルト等)、重ね
継手によるろう付け、あるいは短繊維がない箇所で溶接
を行なっている。ところで、従来、短繊維強化型金属材
料を構造部材に組立てるには、材料設計段階で予め接合
部の短繊維を除去しておいて溶接するか、ろう付を行な
う場合が多い。
溶融溶接すると欠陥が入り易く、接合強度も低い。その
ため、従来は機械的接合(リベット,ボルト等)、重ね
継手によるろう付け、あるいは短繊維がない箇所で溶接
を行なっている。ところで、従来、短繊維強化型金属材
料を構造部材に組立てるには、材料設計段階で予め接合
部の短繊維を除去しておいて溶接するか、ろう付を行な
う場合が多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
場合、決まった対象製品にしか適用できず、応用範囲が
狭く、コスト高になる。また、後者の場合は、強度上の
問題があり、短繊維強化金属材料としての利点を発揮で
きない。
場合、決まった対象製品にしか適用できず、応用範囲が
狭く、コスト高になる。また、後者の場合は、強度上の
問題があり、短繊維強化金属材料としての利点を発揮で
きない。
【0004】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、接合部に突出し部を有した短繊維強化型金属
材料同士を摩擦圧接あるいは抵抗溶接等を用いて接合
後、その接合部に適正条件にて高温加圧を与え、短繊維
の配向の変化を元に戻すことにより、継手効率の高い接
合部が得られる短繊維強化型金属材料の接合方法を提供
することを目的とする。
たもので、接合部に突出し部を有した短繊維強化型金属
材料同士を摩擦圧接あるいは抵抗溶接等を用いて接合
後、その接合部に適正条件にて高温加圧を与え、短繊維
の配向の変化を元に戻すことにより、継手効率の高い接
合部が得られる短繊維強化型金属材料の接合方法を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、接合部に突
出し部を有した短繊維強化型金属材料同士を抵抗溶接あ
るいは摩擦圧接により接合した後、接合部を突出し部の
外面より高温下で加圧することを特徴とする短繊維強化
型金属材料の接合方法である。
出し部を有した短繊維強化型金属材料同士を抵抗溶接あ
るいは摩擦圧接により接合した後、接合部を突出し部の
外面より高温下で加圧することを特徴とする短繊維強化
型金属材料の接合方法である。
【0006】短繊維強化型金属材料の場合、通常の溶融
溶接(TIG,MIG等)を行なうと、繊維の溶融ある
いは蒸発等によって気孔等の溶接欠陥が発生する。その
ため、溶融幅の小さい摩擦圧接あるいは抵抗溶接を用
い、できるだけ短繊維を溶融させずに接合させることを
考えた。
溶接(TIG,MIG等)を行なうと、繊維の溶融ある
いは蒸発等によって気孔等の溶接欠陥が発生する。その
ため、溶融幅の小さい摩擦圧接あるいは抵抗溶接を用
い、できるだけ短繊維を溶融させずに接合させることを
考えた。
【0007】しかしながら、これらの接合部は短繊維の
配向の変化(母材に比べて短繊維のウィスカの向きが傾
斜)が生じて、母材に比べ遥かに接合強度が劣る。その
ため、これらの問題点を解決するために、この発明で
は、摩擦圧接あるいは抵抗溶接等を用いて接合した後、
その接合部に適正条件にて高温加圧を与え、短繊維の配
向の変化を元に戻すことにより、継手効率の高い接合部
が得ようとした。
配向の変化(母材に比べて短繊維のウィスカの向きが傾
斜)が生じて、母材に比べ遥かに接合強度が劣る。その
ため、これらの問題点を解決するために、この発明で
は、摩擦圧接あるいは抵抗溶接等を用いて接合した後、
その接合部に適正条件にて高温加圧を与え、短繊維の配
向の変化を元に戻すことにより、継手効率の高い接合部
が得ようとした。
【0008】
【作用】この発明においては、接合部に突出し部を設け
た短繊維強化型金属材料同士を抵抗溶接あるいは摩擦圧
接により接合した後、接合部を突出し部の外面よりプレ
スにより高温下で加圧する。これにより、短繊維の向き
を母材と同じ向きに戻すことができ、短繊維強化型金属
材料同士の接合強度を高めることができる。
た短繊維強化型金属材料同士を抵抗溶接あるいは摩擦圧
接により接合した後、接合部を突出し部の外面よりプレ
スにより高温下で加圧する。これにより、短繊維の向き
を母材と同じ向きに戻すことができ、短繊維強化型金属
材料同士の接合強度を高めることができる。
【0009】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1〜図6を参
照して説明する。ここで、図1は接合前、図2は接合
後、図3,図4は夫々接合部付近に突出し部を設けた場
合の接合前,接合後を示す。また、図5は接合部の加圧
状況を、図6は加圧後の複合材料を示す。この実施例で
は、短繊維強化型金属材料1a,1bは、夫々金属素地
2がAl合金(A6061:Al−Mg−Si系)、短
繊維3が0.3〜1.4φ×50〜100μmlのSi
Cウィスカで25vol%入り(以下、SiCwと記
す)の複合材料(SiCw/Al)の場合である。ま
ず、図1に示すように短繊維強化型金属材料1a,1b
の溶接面同士を突き合わせた後、図2に示すように高温
下で短繊維強化型金属材料1a,1b同士の接合部4を
接合する。
照して説明する。ここで、図1は接合前、図2は接合
後、図3,図4は夫々接合部付近に突出し部を設けた場
合の接合前,接合後を示す。また、図5は接合部の加圧
状況を、図6は加圧後の複合材料を示す。この実施例で
は、短繊維強化型金属材料1a,1bは、夫々金属素地
2がAl合金(A6061:Al−Mg−Si系)、短
繊維3が0.3〜1.4φ×50〜100μmlのSi
Cウィスカで25vol%入り(以下、SiCwと記
す)の複合材料(SiCw/Al)の場合である。ま
ず、図1に示すように短繊維強化型金属材料1a,1b
の溶接面同士を突き合わせた後、図2に示すように高温
下で短繊維強化型金属材料1a,1b同士の接合部4を
接合する。
【0010】短繊維強化型金属材料1a,1b同士を接
合した場合は、接合中,接合時の加圧の影響により、接
合部4近傍の金属素地2のAl合金が溶融し、外部へ押
し出される。その時に、接合部4はSiCwの配向が変
化(母材に比べて接合部のSiCwの向き傾斜)するた
め、接合強度がかなり低下する原因となる。そこで、こ
の実施例では、図3に示すように、短繊維強化型金属材
料1a,1bの接合部4近くに突出し部5を設け、図4
に示すように抵抗溶接あるいは摩擦圧接にて接合を実施
した。つづいて、図5に示すように接合部4の突出し部
5の外面より適正条件にてプレス6により高温下で加圧
を与え、図6に示すような複合材料を得た。
合した場合は、接合中,接合時の加圧の影響により、接
合部4近傍の金属素地2のAl合金が溶融し、外部へ押
し出される。その時に、接合部4はSiCwの配向が変
化(母材に比べて接合部のSiCwの向き傾斜)するた
め、接合強度がかなり低下する原因となる。そこで、こ
の実施例では、図3に示すように、短繊維強化型金属材
料1a,1bの接合部4近くに突出し部5を設け、図4
に示すように抵抗溶接あるいは摩擦圧接にて接合を実施
した。つづいて、図5に示すように接合部4の突出し部
5の外面より適正条件にてプレス6により高温下で加圧
を与え、図6に示すような複合材料を得た。
【0011】上記実施例によれば、接合部4に突出し部
5を設けた短繊維強化型金属材料1a,1b同士を抵抗
溶接あるいは摩擦圧接により接合した後、接合部4を突
出し部5の外面よりプレス6により高温下で加圧するこ
とにより、短繊維3の向きを母材と同じ向きに戻すこと
ができる。従って、短繊維強化型金属材料1a,1b同
士の接合強度を高めることができる。その結果、複合材
料の接合部の品質向上や信頼性向上が図れ、各分野への
適用拡大化ができるとともに、最終的にはコスト低減を
達成できる。
5を設けた短繊維強化型金属材料1a,1b同士を抵抗
溶接あるいは摩擦圧接により接合した後、接合部4を突
出し部5の外面よりプレス6により高温下で加圧するこ
とにより、短繊維3の向きを母材と同じ向きに戻すこと
ができる。従って、短繊維強化型金属材料1a,1b同
士の接合強度を高めることができる。その結果、複合材
料の接合部の品質向上や信頼性向上が図れ、各分野への
適用拡大化ができるとともに、最終的にはコスト低減を
達成できる。
【0012】事実、接合部の断面を顕微鏡で観察したと
ころ、図7,図8に示すような結果が得られた。ここ
で、図7は従来方式で抵抗溶接したSiCw/Al同士
の接合した接合部の断面の顕微鏡写真であり、図8は本
発明方法で接合したSiCw/Al同士の接合部の断面
の顕微鏡写真である。これらの写真によれば、従来の場
合、接合部はSiCwの向きが母材に比べかなり傾斜し
て変化していることが分かる。しかし、発明方法によれ
ばこの点が改善され、本発明方法が従来に比べて優れて
いることが確認された。
ころ、図7,図8に示すような結果が得られた。ここ
で、図7は従来方式で抵抗溶接したSiCw/Al同士
の接合した接合部の断面の顕微鏡写真であり、図8は本
発明方法で接合したSiCw/Al同士の接合部の断面
の顕微鏡写真である。これらの写真によれば、従来の場
合、接合部はSiCwの向きが母材に比べかなり傾斜し
て変化していることが分かる。しかし、発明方法によれ
ばこの点が改善され、本発明方法が従来に比べて優れて
いることが確認された。
【0013】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
接合部に突出し部を有した短繊維強化型金属材料同士を
摩擦圧接あるいは抵抗溶接等を用いて接合後、その接合
部に適正条件にて高温加圧を与え、短繊維の配向の変化
を元に戻すことにより、継手効率の高い接合部が得ら
れ、もって複合材料の接合部の品質向上,信頼性向上が
図れ、ミサイル,魚雷,宇宙機器胴体等の構造体の製作
の際に有効であるとともにコスト低減をなし得る短繊維
強化型金属材料の接合方法を提供できる。
接合部に突出し部を有した短繊維強化型金属材料同士を
摩擦圧接あるいは抵抗溶接等を用いて接合後、その接合
部に適正条件にて高温加圧を与え、短繊維の配向の変化
を元に戻すことにより、継手効率の高い接合部が得ら
れ、もって複合材料の接合部の品質向上,信頼性向上が
図れ、ミサイル,魚雷,宇宙機器胴体等の構造体の製作
の際に有効であるとともにコスト低減をなし得る短繊維
強化型金属材料の接合方法を提供できる。
【図1】2つの短繊維強化型金属材料同士の接合前の状
態を示す説明図。
態を示す説明図。
【図2】2つの短繊維強化型金属材料同士の接合後の状
態を示す説明図。
態を示す説明図。
【図3】接合部に突出し部を有した2つの短繊維強化型
金属材料同士の接合前の状態を示す説明図。
金属材料同士の接合前の状態を示す説明図。
【図4】接合部に突出し部を有した2つの短繊維強化型
金属材料同士の接合後の状態を示す説明図。
金属材料同士の接合後の状態を示す説明図。
【図5】接合した短繊維強化型金属材料同士の突出し部
にプレスにより高温・加圧した状態の説明図。
にプレスにより高温・加圧した状態の説明図。
【図6】本発明方法により得られた接合した短繊維強化
型金属材料からなる複合材料の説明図。
型金属材料からなる複合材料の説明図。
【図7】従来方式により接合した短繊維強化型金属材料
同士の接合部の顕微鏡写真図。
同士の接合部の顕微鏡写真図。
【図8】本発明方法より接合した短繊維強化型金属材料
同士の接合部の顕微鏡写真図。
同士の接合部の顕微鏡写真図。
1a,1b…短繊維強化型金属材料、 2…短繊維、
3…金属素地、4…接合部、
5…突出し部、 6…プレス。
3…金属素地、4…接合部、
5…突出し部、 6…プレス。
Claims (1)
- 【請求項1】 接合部に突出し部を有した短繊維強化型
金属材料同士を抵抗溶接あるいは摩擦圧接により接合し
た後、接合部を突出し部の外面より高温下で加圧するこ
とを特徴とする短繊維強化型金属材料の接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11738294A JPH07299569A (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 短繊維強化型金属材料の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11738294A JPH07299569A (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 短繊維強化型金属材料の接合方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07299569A true JPH07299569A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=14710272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11738294A Withdrawn JPH07299569A (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 短繊維強化型金属材料の接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07299569A (ja) |
-
1994
- 1994-05-09 JP JP11738294A patent/JPH07299569A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |