JPH0966380A - 高融点金属製条体と一般鋼材との接合方法 - Google Patents
高融点金属製条体と一般鋼材との接合方法Info
- Publication number
- JPH0966380A JPH0966380A JP7223842A JP22384295A JPH0966380A JP H0966380 A JPH0966380 A JP H0966380A JP 7223842 A JP7223842 A JP 7223842A JP 22384295 A JP22384295 A JP 22384295A JP H0966380 A JPH0966380 A JP H0966380A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rhenium
- joining
- general steel
- stainless steel
- ribbon
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
- B23K2103/05—Stainless steel
Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた接合強度と熱応力の繰り返し負荷に対
して格段の耐久性を実現する。 【解決手段】 レニウムリボン１の端部をステンレス鋼
２で挟み込み、その挟持面を側方（レニウム端部側）か
ら高エネルギー密度ビームを照射して接合する。レニウ
ムリボン１の端部は溶融したステンレス鋼３で包み込ま
れた状態で溶着されるため、接合面積が大幅に拡大さ
れ、優れた接合強度と熱応力の繰り返し負荷に対しても
格段の耐久性が実現される。
して格段の耐久性を実現する。 【解決手段】 レニウムリボン１の端部をステンレス鋼
２で挟み込み、その挟持面を側方（レニウム端部側）か
ら高エネルギー密度ビームを照射して接合する。レニウ
ムリボン１の端部は溶融したステンレス鋼３で包み込ま
れた状態で溶着されるため、接合面積が大幅に拡大さ
れ、優れた接合強度と熱応力の繰り返し負荷に対しても
格段の耐久性が実現される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高融点金属製の線
材やリボン材などの条体の端部を、この高融点金属とは
熱膨脹係数や融点の差が大きい一般鋼材に接合する技術
に関し、例えばガスクロマトグラフ質量分析計用イオン
源を製作する際のレニウムフィラメントとステンレス鋼
ステーの接合等に好適に利用される。
材やリボン材などの条体の端部を、この高融点金属とは
熱膨脹係数や融点の差が大きい一般鋼材に接合する技術
に関し、例えばガスクロマトグラフ質量分析計用イオン
源を製作する際のレニウムフィラメントとステンレス鋼
ステーの接合等に好適に利用される。
【０００２】
【従来の技術】高融点金属製の条体の端部を熱膨脹係数
や融点が大きく異なる一般鋼材に接合したものとして
は、例えばレニウム条体をステンレス鋼に接合したガス
クロマトグラフ質量分析計用イオン源等がある。この種
のイオン源は通常直径１mmの棒状ステンレス鋼ステーに
厚さ0.025mm 、幅 0.8mm程度のリボン状のレニウムフィ
ラメントの端部を接合して製作されるが、従来、これら
の接合には、図５(a) に示すようにフィラメントを銅電
極６で挟んで通電し、抵抗発熱によってレニウムフィラ
メント１とステンレス鋼ステー２とをその界面で接合す
る方法がとられている。
や融点が大きく異なる一般鋼材に接合したものとして
は、例えばレニウム条体をステンレス鋼に接合したガス
クロマトグラフ質量分析計用イオン源等がある。この種
のイオン源は通常直径１mmの棒状ステンレス鋼ステーに
厚さ0.025mm 、幅 0.8mm程度のリボン状のレニウムフィ
ラメントの端部を接合して製作されるが、従来、これら
の接合には、図５(a) に示すようにフィラメントを銅電
極６で挟んで通電し、抵抗発熱によってレニウムフィラ
メント１とステンレス鋼ステー２とをその界面で接合す
る方法がとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た接合方法では、レニウムの融点（約3200℃）はステン
レス鋼の融点（約1400℃）の２倍以上と高いために実際
にはレニウム側は殆ど溶融せず、ステンレス鋼側のみが
溶融したところへレニウムフィラメント１が圧着された
状態となっている（図５(b))。しかし、銅電極６の消耗
や保守状態により、接触面積や押し付け圧力が変動して
溶着面積にばらつきが生じるため、接合面の品質が安定
せず接合の信頼性に問題がある。接合部３は外観検査で
は確認できず、品質の確認が困難である。また、接合強
度を高めるために接合電流或いは押し付け圧力を増大す
ると、薄いレニウムリボン１が損傷を受ける恐れもあ
る。
た接合方法では、レニウムの融点（約3200℃）はステン
レス鋼の融点（約1400℃）の２倍以上と高いために実際
にはレニウム側は殆ど溶融せず、ステンレス鋼側のみが
溶融したところへレニウムフィラメント１が圧着された
状態となっている（図５(b))。しかし、銅電極６の消耗
や保守状態により、接触面積や押し付け圧力が変動して
溶着面積にばらつきが生じるため、接合面の品質が安定
せず接合の信頼性に問題がある。接合部３は外観検査で
は確認できず、品質の確認が困難である。また、接合強
度を高めるために接合電流或いは押し付け圧力を増大す
ると、薄いレニウムリボン１が損傷を受ける恐れもあ
る。
【０００４】また、ステンレス鋼の熱膨脹係数（約17×
10-6／℃）はレニウム（約 7×10-6／℃）の２倍以上で
あるので、このようにして作ったフィラメントに通電し
た場合、その点灯・消灯を繰り返すことにより熱膨脹差
による応力が接合面に集中する。接合面は小さく薄く平
らであるため、点灯・消灯による繰り返し応力によって
剥離や破断を生じやすい。このように、接合材自体の発
熱を利用する抵抗接合法は、レニウム等の高融点金属と
ステンレス鋼等の一般鋼材ような、物性値の大きく異な
る材料間の接合には適さず、信頼性の高い安定した接合
を実現・維持することが困難であった。
10-6／℃）はレニウム（約 7×10-6／℃）の２倍以上で
あるので、このようにして作ったフィラメントに通電し
た場合、その点灯・消灯を繰り返すことにより熱膨脹差
による応力が接合面に集中する。接合面は小さく薄く平
らであるため、点灯・消灯による繰り返し応力によって
剥離や破断を生じやすい。このように、接合材自体の発
熱を利用する抵抗接合法は、レニウム等の高融点金属と
ステンレス鋼等の一般鋼材ような、物性値の大きく異な
る材料間の接合には適さず、信頼性の高い安定した接合
を実現・維持することが困難であった。
【０００５】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであり、簡易な方法で、物性値の大きく異な
る材料を接合することができ、しかも高い信頼性を実現
しこれを維持することができる高融点金属製条体と一般
鋼材との接合方法を提供することを目的とする。
されたものであり、簡易な方法で、物性値の大きく異な
る材料を接合することができ、しかも高い信頼性を実現
しこれを維持することができる高融点金属製条体と一般
鋼材との接合方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解消するた
め、本発明に係る接合方法では、高融点金属製条体の端
部を一般鋼材で挟み込み、その挟持面に側面（高融点金
属製条体端部側）から高エネルギー密度ビームを照射し
て接合することを特徴とする。高融点金属製条体端部は
溶融した一般鋼材で包み込まれた状態で溶着されるた
め、優れた接合強度とフィラメントの点灯・消灯等によ
る熱応力の繰り返し負荷に対しても格段の耐久性が実現
される。
め、本発明に係る接合方法では、高融点金属製条体の端
部を一般鋼材で挟み込み、その挟持面に側面（高融点金
属製条体端部側）から高エネルギー密度ビームを照射し
て接合することを特徴とする。高融点金属製条体端部は
溶融した一般鋼材で包み込まれた状態で溶着されるた
め、優れた接合強度とフィラメントの点灯・消灯等によ
る熱応力の繰り返し負荷に対しても格段の耐久性が実現
される。
【０００７】ここでいう高融点金属とは、例えばレニウ
ム、タングステン、モリブデン、タンタル等の周知の高
融点金属を指し、一般鋼材とは代表的にはステンレス鋼
が挙げられるが、その他 SS400等の軟鋼や、ＳＰＣ等の
周知の一般鋼材を意味する。
ム、タングステン、モリブデン、タンタル等の周知の高
融点金属を指し、一般鋼材とは代表的にはステンレス鋼
が挙げられるが、その他 SS400等の軟鋼や、ＳＰＣ等の
周知の一般鋼材を意味する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【０００９】図１は、棒状ステンレス鋼ステーにリボン
状レニウムフィラメントの端部を接合してなるガスクロ
マトグラフ質量分析計用イオン源の製作に、本発明にか
かる接合方法を適用したものである。厚さ0.025mm 、幅
0.8mmのレニウムリボン１の端部を棒状ステンレス鋼ス
テー２で挟み込み密着させておく（必要に応じてバイス
等で締め付けて密着する）。このとき、レニウムリボン
１の端部をできるだけステンレス鋼ステー２の上面と同
じ高さにしておくと大きな溶着面積が得られ、望まし
い。この状態でレニウムリボン１の中央を狙ってノーマ
ルパルスのＹＡＧレーザービームを１ショット照射しス
ポット接合を行う。これにより、図１(b)に示すよう
に、レニウムリボン１の端部は溶融したステンレス鋼で
包み込まれた状態で溶着され、強固に接合される（接合
部３）。勿論、レニウムリボン自体に損傷はない。
状レニウムフィラメントの端部を接合してなるガスクロ
マトグラフ質量分析計用イオン源の製作に、本発明にか
かる接合方法を適用したものである。厚さ0.025mm 、幅
0.8mmのレニウムリボン１の端部を棒状ステンレス鋼ス
テー２で挟み込み密着させておく（必要に応じてバイス
等で締め付けて密着する）。このとき、レニウムリボン
１の端部をできるだけステンレス鋼ステー２の上面と同
じ高さにしておくと大きな溶着面積が得られ、望まし
い。この状態でレニウムリボン１の中央を狙ってノーマ
ルパルスのＹＡＧレーザービームを１ショット照射しス
ポット接合を行う。これにより、図１(b)に示すよう
に、レニウムリボン１の端部は溶融したステンレス鋼で
包み込まれた状態で溶着され、強固に接合される（接合
部３）。勿論、レニウムリボン自体に損傷はない。
【００１０】ここでは高エネルギー密度ビームとしてＹ
ＡＧレーザービームを用いたが、他のレーザーや電子ビ
ームの類でも使用することができる。
ＡＧレーザービームを用いたが、他のレーザーや電子ビ
ームの類でも使用することができる。
【００１１】
【実施例】同様に本発明にかかる接合方法を実施するた
めにステンレス鋼ステーにレニウムリボンを挟み込む方
法として、他にも様々な変形実施例が考えられる。例え
ば、図２に示すように、厚さ0.5mm,幅1.5mm 程度のステ
ンレス鋼ステーの先端部 2mm程を予め密着しない程度に
折り返しておき、そこにレニウムリボンを挟み込んでも
良い。また、図３のようにステンレス鋼ステーの先端部
にワイヤカットやレーザー切断等によりレニウムリボン
を挟み込むための溝４を加工してもよい。ステーの断面
形状は問わないことはいうまでもない。さらには図４の
ように別部材のステンレス鋼小片５を用いて同様の接合
を行うことも可能である。
めにステンレス鋼ステーにレニウムリボンを挟み込む方
法として、他にも様々な変形実施例が考えられる。例え
ば、図２に示すように、厚さ0.5mm,幅1.5mm 程度のステ
ンレス鋼ステーの先端部 2mm程を予め密着しない程度に
折り返しておき、そこにレニウムリボンを挟み込んでも
良い。また、図３のようにステンレス鋼ステーの先端部
にワイヤカットやレーザー切断等によりレニウムリボン
を挟み込むための溝４を加工してもよい。ステーの断面
形状は問わないことはいうまでもない。さらには図４の
ように別部材のステンレス鋼小片５を用いて同様の接合
を行うことも可能である。
【００１２】
【発明の効果】本発明に係る接合方法によれば、高融点
金属製条体の端部を一般鋼材で挟み込み、その挟持面の
側方から高エネルギー密度ビームにて接合するようにし
たため、高融点金属製条体端部は溶融した一般鋼材で包
み込まれた状態で溶着され、優れた接合強度を得ること
ができる。同時に接合面を外観検査で直接確認すること
ができる。また、接合面積も大幅に拡大されるため、フ
ィラメントの点灯・消灯等による熱応力の繰り返し負荷
に対しても格段の耐久性が実現され、製品を長寿命化で
きる。このように熱膨脹係数や融点等の物性値の大きく
異なる材料間の接合であっても、信頼性の高い安定した
接合を実現し維持することできるという顕著な効果を奏
する。
金属製条体の端部を一般鋼材で挟み込み、その挟持面の
側方から高エネルギー密度ビームにて接合するようにし
たため、高融点金属製条体端部は溶融した一般鋼材で包
み込まれた状態で溶着され、優れた接合強度を得ること
ができる。同時に接合面を外観検査で直接確認すること
ができる。また、接合面積も大幅に拡大されるため、フ
ィラメントの点灯・消灯等による熱応力の繰り返し負荷
に対しても格段の耐久性が実現され、製品を長寿命化で
きる。このように熱膨脹係数や融点等の物性値の大きく
異なる材料間の接合であっても、信頼性の高い安定した
接合を実現し維持することできるという顕著な効果を奏
する。
【図１】本発明に係る接合方法の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る接合方法の他の実施例を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明に係る接合方法の他の実施例を示す図で
ある。
ある。
【図４】本発明に係る接合方法の他の実施例を示す図で
ある。
ある。
【図５】従来の接合方法を示す図である。
１・・・・・・・レニウムリボン ２・・・・・・・ステンレス鋼ステー ３・・・・・・・接合部 ４・・・・・・・溝 ５・・・・・・・ステンレス鋼小片 ６・・・・・・・銅電極
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 49/10 Ｈ０１Ｊ 49/10 // Ｇ０１Ｎ 27/62 Ｇ０１Ｎ 27/62 Ｇ Ｃ
Claims (1)
- 【請求項１】 高融点金属製条体の端部を一般鋼材で挟
み込み、その挟持面の側方から高エネルギー密度ビーム
を照射することによって両者を接合することを特徴とす
る高融点金属製条体と一般鋼材との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7223842A JPH0966380A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 高融点金属製条体と一般鋼材との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7223842A JPH0966380A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 高融点金属製条体と一般鋼材との接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0966380A true JPH0966380A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16804583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7223842A Pending JPH0966380A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 高融点金属製条体と一般鋼材との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0966380A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6273342B1 (en) | 1997-10-06 | 2001-08-14 | Omron Corporation | Atomizer |
| CN101817119A (zh) * | 2010-05-20 | 2010-09-01 | 什邡市明日宇航工业股份有限公司 | 铼合金薄板激光焊接方法 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP7223842A patent/JPH0966380A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6273342B1 (en) | 1997-10-06 | 2001-08-14 | Omron Corporation | Atomizer |
| CN101817119A (zh) * | 2010-05-20 | 2010-09-01 | 什邡市明日宇航工业股份有限公司 | 铼合金薄板激光焊接方法 |
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