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 |