JPH11226752A - 金属材料の接合方法 - Google Patents
金属材料の接合方法Info
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- JPH11226752A JPH11226752A JP10044452A JP4445298A JPH11226752A JP H11226752 A JPH11226752 A JP H11226752A JP 10044452 A JP10044452 A JP 10044452A JP 4445298 A JP4445298 A JP 4445298A JP H11226752 A JPH11226752 A JP H11226752A
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- 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
- B23K13/00—Welding by high-frequency current heating
- B23K13/01—Welding by high-frequency current heating by induction heating
-
- 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
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/16—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating with interposition of special material to facilitate connection of the parts, e.g. material for absorbing or producing gas
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被接合材の接合面間に介装されているインサ
ート材が、接合時に被接合材の接合端部を覆うことのな
い金属材料の接合方法を提供する。 【解決手段】 被接合金属材の融点よりも低い融点のイ
ンサート材３を被接合金属材１，２の接合端面間に介装
する手順と、該被接合金属材１，２の接合面に圧力を加
えながらインサート材の融点以上でかつ該被接合金属材
の融点位置の温度に加熱・保持する手順とを含み、前記
インサート材３が、前記被接合金属材１，２の接合面よ
りも小さくされてなるものである。
ート材が、接合時に被接合材の接合端部を覆うことのな
い金属材料の接合方法を提供する。 【解決手段】 被接合金属材の融点よりも低い融点のイ
ンサート材３を被接合金属材１，２の接合端面間に介装
する手順と、該被接合金属材１，２の接合面に圧力を加
えながらインサート材の融点以上でかつ該被接合金属材
の融点位置の温度に加熱・保持する手順とを含み、前記
インサート材３が、前記被接合金属材１，２の接合面よ
りも小さくされてなるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属材料の接合方法
に関する。さらに詳しくは、接合される金属材料の間に
インサート材を介装してなる金属材料の接合方法の改良
に関する。
に関する。さらに詳しくは、接合される金属材料の間に
インサート材を介装してなる金属材料の接合方法の改良
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液相拡散接合においては接合
される被接合材の間にインサート材を介装して接合する
方法が取られている。
される被接合材の間にインサート材を介装して接合する
方法が取られている。
【０００３】しかしながら、用いられるインサート材
は、接合面の全面を覆う形状およびサイズとされている
ため、接合時にインサート材の一部が被接合材間から押
し出されて、被接合材の接合部表面を覆うという問題が
生じている。そして、接合部がそのような状態である
と、被接合材の接合部表面を覆っている押し出されて凝
固したインサート材が切欠き効果を発揮して接合継手の
疲労強度が低下する。そのため、接合後において被接合
材の接合部表面を覆っているインサート材を除去すると
いう作業が必要となり、生産性あるいは作業性の低下を
招来しているという問題もある。
は、接合面の全面を覆う形状およびサイズとされている
ため、接合時にインサート材の一部が被接合材間から押
し出されて、被接合材の接合部表面を覆うという問題が
生じている。そして、接合部がそのような状態である
と、被接合材の接合部表面を覆っている押し出されて凝
固したインサート材が切欠き効果を発揮して接合継手の
疲労強度が低下する。そのため、接合後において被接合
材の接合部表面を覆っているインサート材を除去すると
いう作業が必要となり、生産性あるいは作業性の低下を
招来しているという問題もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、被接合材の接合
面間に介装されているインサート材が、接合時に被接合
材の接合端部を過度に覆うことのない金属材料の接合方
法を提供することを目的としている。
術の課題に鑑みなされたものであって、被接合材の接合
面間に介装されているインサート材が、接合時に被接合
材の接合端部を過度に覆うことのない金属材料の接合方
法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の金属材料の接合
方法は、被接合金属材の融点よりも低い融点のインサー
ト材を被接合金属材の接合端面間に介装する手順と、該
被接合金属材の接合面に圧力を加えながらインサート材
の融点以上でかつ該被接合金属材の融点以下の温度に加
熱・保持する手順とを含み、前記インサート材が、前記
被接合金属材の接合面よりも小さくされてなることを特
徴とする。
方法は、被接合金属材の融点よりも低い融点のインサー
ト材を被接合金属材の接合端面間に介装する手順と、該
被接合金属材の接合面に圧力を加えながらインサート材
の融点以上でかつ該被接合金属材の融点以下の温度に加
熱・保持する手順とを含み、前記インサート材が、前記
被接合金属材の接合面よりも小さくされてなることを特
徴とする。
【０００６】本発明の金属材料の接合方法の第１形態
は、前記被接合金属材が、中実材とされ、前記インサー
ト材が、ホウ素含有量が２．０mass%〜５．０mass%の範
囲であるＮｉ基合金またはＦｅ基合金とされ、かつその
厚さが２０μｍ〜１００μｍの範囲とされ、前記インサ
ート材の前記被接合金属材の接合面に対する面積比率が
５０％〜９９％の範囲とされ、前記インサート材外縁と
前記被接合金属材外縁との距離が、インサート材の厚さ
の１０倍以上とされてなるものである。
は、前記被接合金属材が、中実材とされ、前記インサー
ト材が、ホウ素含有量が２．０mass%〜５．０mass%の範
囲であるＮｉ基合金またはＦｅ基合金とされ、かつその
厚さが２０μｍ〜１００μｍの範囲とされ、前記インサ
ート材の前記被接合金属材の接合面に対する面積比率が
５０％〜９９％の範囲とされ、前記インサート材外縁と
前記被接合金属材外縁との距離が、インサート材の厚さ
の１０倍以上とされてなるものである。
【０００７】本発明の金属材料の接合方法の第２形態
は、前記被接合金属材が、中空材とされ、前記インサー
ト材が、ホウ素含有量が２．０mass%〜５．０mass%の範
囲であるＮｉ基合金またはＦｅ基合金とされ、かつその
厚さが２０μｍ〜１００μｍの範囲とされ、前記インサ
ート材の前記被接合金属材の接合面に対する面積比率が
５０％〜９９％の範囲とされ、前記インサート材外縁と
前記被接合金属材外縁との距離が、インサート材の厚さ
の１０倍以上とされ、前記インサート材内縁と前記被接
合金属材内縁との距離が、インサート材の厚さの１００
倍以下とされてなるものである。
は、前記被接合金属材が、中空材とされ、前記インサー
ト材が、ホウ素含有量が２．０mass%〜５．０mass%の範
囲であるＮｉ基合金またはＦｅ基合金とされ、かつその
厚さが２０μｍ〜１００μｍの範囲とされ、前記インサ
ート材の前記被接合金属材の接合面に対する面積比率が
５０％〜９９％の範囲とされ、前記インサート材外縁と
前記被接合金属材外縁との距離が、インサート材の厚さ
の１０倍以上とされ、前記インサート材内縁と前記被接
合金属材内縁との距離が、インサート材の厚さの１００
倍以下とされてなるものである。
【０００８】本発明の金属材料の接合方法においては、
前記被接合金属材の接合面の表面粗さＲmaxが５０μｍ
以下とされ、前記被接合金属材の接合面に加えられる圧
力が３MPa〜９MPaの範囲とされ、前記加熱・保持がＡｒ
ガス、Ｎ2ガスまたはＡｒガスとＮ2ガスとの混合ガスな
どの不活性ガス雰囲気中や圧力が５×１０-2ｍｍＨｇ以
下のほぼ真空中などの非酸化性雰囲気中でなされるのが
好ましい。
前記被接合金属材の接合面の表面粗さＲmaxが５０μｍ
以下とされ、前記被接合金属材の接合面に加えられる圧
力が３MPa〜９MPaの範囲とされ、前記加熱・保持がＡｒ
ガス、Ｎ2ガスまたはＡｒガスとＮ2ガスとの混合ガスな
どの不活性ガス雰囲気中や圧力が５×１０-2ｍｍＨｇ以
下のほぼ真空中などの非酸化性雰囲気中でなされるのが
好ましい。
【０００９】また、本発明の金属材料の接合方法におい
ては、前記加熱が誘導加熱または通電加熱によりなされ
るのが好ましい。
ては、前記加熱が誘導加熱または通電加熱によりなされ
るのが好ましい。
【００１０】この場合、前記誘導加熱または通電加熱に
おける電流周波数が３ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲とさ
れてなるのが好ましい。
おける電流周波数が３ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲とさ
れてなるのが好ましい。
【００１１】
【作用】本発明の金属材料の接合方法においては、イン
サート材が接合される金属材料の接合面の外縁より内側
に所定量引っ込んだ状態となるようにそのサイズが調整
されているので、接合時にインサート材の一部が接合端
部に過度に押し出されるのが防止される。そのため、接
合部表面に押し出されて凝固したインサート材により接
合部の疲労強度が低下することもない。
サート材が接合される金属材料の接合面の外縁より内側
に所定量引っ込んだ状態となるようにそのサイズが調整
されているので、接合時にインサート材の一部が接合端
部に過度に押し出されるのが防止される。そのため、接
合部表面に押し出されて凝固したインサート材により接
合部の疲労強度が低下することもない。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではない。
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではない。
【００１３】実施の形態１ 本発明の金属材料の接合方法の実施の形態１に用いられ
る接合装置の要部を図１に概略図で示す。この接合装置
Ａは、被接合金属材１，２として金属製丸棒（以下、単
に丸棒という）を用い、その丸棒１および丸棒２を、接
合面間にインサート材３を介装して加圧装置４により接
合部を加圧しながら、かつ不活性ガス供給源５よりＡｒ
ガス、Ｎ2ガスまたはＡｒガスとＮ2ガスとの混合ガスな
どの不活性ガスを、接合される丸棒１，２が収納されて
いるハウジング６内に供給してハウジング６内を不活性
ガス雰囲気とし、その雰囲気中において誘導加熱装置７
により接合端部を加熱しながら拡散接合するものであ
る。酸化雰囲気で接合を行うと、金属材料端面間に捕捉
された酸素がインサート材と反応して酸化物を形成し、
接合面内に酸化物が残留することにより、接合継手の機
械的特性を低下させるので、不活性ガス雰囲気などの非
酸化雰囲気とされている。なお、図１において、符号８
は誘導加熱装置の高周波電源装置を示す。また、図１に
おいては説明の便宜上、インサート材３の厚さは誇張さ
れている。
る接合装置の要部を図１に概略図で示す。この接合装置
Ａは、被接合金属材１，２として金属製丸棒（以下、単
に丸棒という）を用い、その丸棒１および丸棒２を、接
合面間にインサート材３を介装して加圧装置４により接
合部を加圧しながら、かつ不活性ガス供給源５よりＡｒ
ガス、Ｎ2ガスまたはＡｒガスとＮ2ガスとの混合ガスな
どの不活性ガスを、接合される丸棒１，２が収納されて
いるハウジング６内に供給してハウジング６内を不活性
ガス雰囲気とし、その雰囲気中において誘導加熱装置７
により接合端部を加熱しながら拡散接合するものであ
る。酸化雰囲気で接合を行うと、金属材料端面間に捕捉
された酸素がインサート材と反応して酸化物を形成し、
接合面内に酸化物が残留することにより、接合継手の機
械的特性を低下させるので、不活性ガス雰囲気などの非
酸化雰囲気とされている。なお、図１において、符号８
は誘導加熱装置の高周波電源装置を示す。また、図１に
おいては説明の便宜上、インサート材３の厚さは誇張さ
れている。
【００１４】インサート材３は、ホウ素含有量が２．０
mass%〜５．０mass%の範囲であるＮｉ基合金またはＦｅ
基合金からなる円板状とされ、かつその厚さが２０μｍ
〜１００μｍの範囲とされている。ホウ素はＮｉ基合金
の融点を低下させる効果を有するとともに、拡散速度が
大きく、溶解したインサート材３中から固体母材に容易
に拡散する。この溶解したインサート材３中から固体母
材中へのホウ素の拡散により、溶解したインサート材３
中のホウ素含有量が減少し、溶解したインサート材３中
の融点が上昇することによる「等温凝固現象」により、
被接合材が強固に融合される。しかし、インサート材３
のホウ素含有量が２ｍａｓｓ％未満では、その効果が不
十分である一方、５ｍａｓｓ％を超えてホウ素を添加し
ても、インサート材３の融点は却って上昇するのみにな
らず、溶解したインサート材３中から固体母材中へのホ
ウ素拡散に要する時間が増加するので、この実施の形態
１では上限は５ｍａｓｓ％とされている。この場合、イ
ンサート材３中のホウ素含有量は３ｍａｓｓ％〜４ｍａ
ｓｓ％とするのがより好ましい。
mass%〜５．０mass%の範囲であるＮｉ基合金またはＦｅ
基合金からなる円板状とされ、かつその厚さが２０μｍ
〜１００μｍの範囲とされている。ホウ素はＮｉ基合金
の融点を低下させる効果を有するとともに、拡散速度が
大きく、溶解したインサート材３中から固体母材に容易
に拡散する。この溶解したインサート材３中から固体母
材中へのホウ素の拡散により、溶解したインサート材３
中のホウ素含有量が減少し、溶解したインサート材３中
の融点が上昇することによる「等温凝固現象」により、
被接合材が強固に融合される。しかし、インサート材３
のホウ素含有量が２ｍａｓｓ％未満では、その効果が不
十分である一方、５ｍａｓｓ％を超えてホウ素を添加し
ても、インサート材３の融点は却って上昇するのみにな
らず、溶解したインサート材３中から固体母材中へのホ
ウ素拡散に要する時間が増加するので、この実施の形態
１では上限は５ｍａｓｓ％とされている。この場合、イ
ンサート材３中のホウ素含有量は３ｍａｓｓ％〜４ｍａ
ｓｓ％とするのがより好ましい。
【００１５】インサート材３の厚さが２０μｍ未満で
は、接合面の凸凹を充填するに十分な溶解したインサー
ト材３が得られないばかりでなく、インサート材３中の
各種成分の濃度分布が不均一となり、極端な場合には、
箔状のシートを製造できなくなる。また、インサート材
３の厚さが１００μｍを超えると、接合面に付加される
「加圧力」により、溶融したインサート材３が接合部表
面に過度に押し出され、外観品質を損なうばかりでな
く、接合部を機械加工せずに使用した場合には、接合部
表面に押し出されて凝固したインサート材３の突出部が
応力集中源となり接合継手の機械的性質を劣化させる。
さらに、溶融したインサート材３中から固体母材へのホ
ウ素の拡散に要する時間が増加するので、その上限は１
００μｍとされている。この実施の形態１では、インサ
ート材３は、図２に示すようにその直径が丸棒の直径よ
り若干小さくされている。具体的には、インサート材３
の外縁から丸棒１，２の外縁までの距離ＬOは、インサ
ート材３の厚さの１０倍以上（１０を含む）とされてい
る。また、インサート材３の面積と丸棒１，２の接合面
の面積との比の値は、５０％〜９９％の範囲とされてい
る。ここで、Ｆｅ基合金とされているインサート材３は
炭素鋼丸棒１，２を接合する場合に用いられるのが好ま
しく、またＮｉ基合金とされているインサート材３はス
テンレス鋼丸棒１，２を接合する場合に用いられるのが
好ましい。なお、前記条件を満足すれば、インサート材
３は必ずしも円板状とされる必要はなく、例えばリング
状とされてもよい。また、図２においては説明の便宜
上、インサート材３の外縁と炭素鋼丸棒１（２）の外縁
との距離ＬOは誇張されている。
は、接合面の凸凹を充填するに十分な溶解したインサー
ト材３が得られないばかりでなく、インサート材３中の
各種成分の濃度分布が不均一となり、極端な場合には、
箔状のシートを製造できなくなる。また、インサート材
３の厚さが１００μｍを超えると、接合面に付加される
「加圧力」により、溶融したインサート材３が接合部表
面に過度に押し出され、外観品質を損なうばかりでな
く、接合部を機械加工せずに使用した場合には、接合部
表面に押し出されて凝固したインサート材３の突出部が
応力集中源となり接合継手の機械的性質を劣化させる。
さらに、溶融したインサート材３中から固体母材へのホ
ウ素の拡散に要する時間が増加するので、その上限は１
００μｍとされている。この実施の形態１では、インサ
ート材３は、図２に示すようにその直径が丸棒の直径よ
り若干小さくされている。具体的には、インサート材３
の外縁から丸棒１，２の外縁までの距離ＬOは、インサ
ート材３の厚さの１０倍以上（１０を含む）とされてい
る。また、インサート材３の面積と丸棒１，２の接合面
の面積との比の値は、５０％〜９９％の範囲とされてい
る。ここで、Ｆｅ基合金とされているインサート材３は
炭素鋼丸棒１，２を接合する場合に用いられるのが好ま
しく、またＮｉ基合金とされているインサート材３はス
テンレス鋼丸棒１，２を接合する場合に用いられるのが
好ましい。なお、前記条件を満足すれば、インサート材
３は必ずしも円板状とされる必要はなく、例えばリング
状とされてもよい。また、図２においては説明の便宜
上、インサート材３の外縁と炭素鋼丸棒１（２）の外縁
との距離ＬOは誇張されている。
【００１６】そして、このインサート材３が接合される
丸棒１，２の接合面間に介装された状態で、加圧装置４
により接合面が加圧される。ここで、この丸棒１，２を
加圧する圧力は３MPa〜９MPaの範囲とされる。金属材料
端面間に加える圧力、つまり丸棒１、２間に加える圧力
が３ＭＰａ未満では、溶解したインサート材３が接合面
の凹凸を充填できなくなり、接合継手の機械的性質が劣
化する。その逆に、金属材料端面間に加える圧力、つま
り丸棒１、２間に加える圧力が９ＭＰａを超えると、接
合部が過大に変形し、外観品質を損なうばかりでなく、
接合継手の機械的特性を低下させるので、その上限は９
ＭＰａとされている。また、均一な接合を得るため、接
合される丸棒１，２の端面の表面粗さＲmaxは５０μｍ
以下とされる。接合面の粗さＲｍａｘが５０μｍを超え
ると、溶解したインサート材３が接合面の凹凸を充填で
きなくなり、接合継手の機械的性質が劣化するので、そ
のＲｍａｘの上限は５０μｍとされている。
丸棒１，２の接合面間に介装された状態で、加圧装置４
により接合面が加圧される。ここで、この丸棒１，２を
加圧する圧力は３MPa〜９MPaの範囲とされる。金属材料
端面間に加える圧力、つまり丸棒１、２間に加える圧力
が３ＭＰａ未満では、溶解したインサート材３が接合面
の凹凸を充填できなくなり、接合継手の機械的性質が劣
化する。その逆に、金属材料端面間に加える圧力、つま
り丸棒１、２間に加える圧力が９ＭＰａを超えると、接
合部が過大に変形し、外観品質を損なうばかりでなく、
接合継手の機械的特性を低下させるので、その上限は９
ＭＰａとされている。また、均一な接合を得るため、接
合される丸棒１，２の端面の表面粗さＲmaxは５０μｍ
以下とされる。接合面の粗さＲｍａｘが５０μｍを超え
ると、溶解したインサート材３が接合面の凹凸を充填で
きなくなり、接合継手の機械的性質が劣化するので、そ
のＲｍａｘの上限は５０μｍとされている。
【００１７】誘導加熱装置７は、明瞭には図示されてい
ないが、加熱部がリングコイルとされてなるもので、そ
のリングコイルに通電される電流の周波数は、１００kH
z以下とされている。高周波誘導加熱法および高周波電
流の直接通電加熱法のいずれにおいても、周波数が高く
なるにつれて「表皮効果」により、表面のみが局部的加
熱されるようになる。そのため、接合面の外側だけが所
定の温度に到達しても、中心部（中実材）或いは内側
（パイプ材）は遥かに低い温度となり、十分な接合強度
が得られなくなるので、周波数の上限は１００ｋＨｚと
されているが、この周波数は３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの範
囲とされるのがより好ましい。なお、この誘導加熱装置
７の加熱部およびこの加熱部を覆っているハウジング６
は、２分割可能とされているのが、丸棒１，２のセッテ
ィングおよび取外しが容易となる点から好ましい。
ないが、加熱部がリングコイルとされてなるもので、そ
のリングコイルに通電される電流の周波数は、１００kH
z以下とされている。高周波誘導加熱法および高周波電
流の直接通電加熱法のいずれにおいても、周波数が高く
なるにつれて「表皮効果」により、表面のみが局部的加
熱されるようになる。そのため、接合面の外側だけが所
定の温度に到達しても、中心部（中実材）或いは内側
（パイプ材）は遥かに低い温度となり、十分な接合強度
が得られなくなるので、周波数の上限は１００ｋＨｚと
されているが、この周波数は３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの範
囲とされるのがより好ましい。なお、この誘導加熱装置
７の加熱部およびこの加熱部を覆っているハウジング６
は、２分割可能とされているのが、丸棒１，２のセッテ
ィングおよび取外しが容易となる点から好ましい。
【００１８】このように、この実施の形態１では丸棒
１，２の直径より若干小さな直径の円板状またはリング
状のインサート材３を用いて拡散接合しているので、接
合後においてインサート材３が接合部表面に過度に押し
出されることがない。そのため、拡散接合後における接
合端部の仕上げ加工が不要となる。したがって、拡散接
合における生産性および作業性が著しく向上する。
１，２の直径より若干小さな直径の円板状またはリング
状のインサート材３を用いて拡散接合しているので、接
合後においてインサート材３が接合部表面に過度に押し
出されることがない。そのため、拡散接合後における接
合端部の仕上げ加工が不要となる。したがって、拡散接
合における生産性および作業性が著しく向上する。
【００１９】実施の形態２ 本発明の金属材料の接合方法の実施の形態２は、被接合
金属材１，２として金属製丸パイプ（以下、単に丸パイ
プという）１，２を用い、この丸パイプ１および丸パイ
プ２を図１に示す接合装置Ａによりをインサート材３を
用いて接合するものである。
金属材１，２として金属製丸パイプ（以下、単に丸パイ
プという）１，２を用い、この丸パイプ１および丸パイ
プ２を図１に示す接合装置Ａによりをインサート材３を
用いて接合するものである。
【００２０】インサート材３は、ホウ素含有量が２．０
mass%〜５．０mass%の範囲であるＮｉ基合金またはＦｅ
基合金からなるリング状とされ、かつ、その厚さが２０
μｍ〜１００μｍの範囲とされている。この実施の形態
２ではインサート材３は、図３に示すようにその外径が
丸パイプ１（２）の直径より若干小さくされている。な
お、図示説明の便宜上、インサート材３にはハッチング
が施されている。具体的には、インサート材３の外縁か
ら丸パイプ１，２の外縁までの距離ＬOは、インサート
材３の厚さの１０倍以上（１０を含む）とされ、インサ
ート材３の内縁から丸パイプ１（２）の内縁までの距離
ＬIはインサート材３の厚さの１００倍以下（１００を
含む）とされている。また、インサート材３の面積と丸
パイプ１，２の接合面の面積との比の値は、５０％〜９
９％の範囲とされている。
mass%〜５．０mass%の範囲であるＮｉ基合金またはＦｅ
基合金からなるリング状とされ、かつ、その厚さが２０
μｍ〜１００μｍの範囲とされている。この実施の形態
２ではインサート材３は、図３に示すようにその外径が
丸パイプ１（２）の直径より若干小さくされている。な
お、図示説明の便宜上、インサート材３にはハッチング
が施されている。具体的には、インサート材３の外縁か
ら丸パイプ１，２の外縁までの距離ＬOは、インサート
材３の厚さの１０倍以上（１０を含む）とされ、インサ
ート材３の内縁から丸パイプ１（２）の内縁までの距離
ＬIはインサート材３の厚さの１００倍以下（１００を
含む）とされている。また、インサート材３の面積と丸
パイプ１，２の接合面の面積との比の値は、５０％〜９
９％の範囲とされている。
【００２１】なお、実施の形態２のその余の構成および
作用・効果は実施の形態１と同様とされている。また、
図３においては説明の便宜上、インサート材３の外縁と
炭素鋼丸パイプ１の外縁との距離ＬOおよびインサート
材３の内縁と炭素鋼丸パイプ１内縁ＬIとの距離は誇張
されている。
作用・効果は実施の形態１と同様とされている。また、
図３においては説明の便宜上、インサート材３の外縁と
炭素鋼丸パイプ１の外縁との距離ＬOおよびインサート
材３の内縁と炭素鋼丸パイプ１内縁ＬIとの距離は誇張
されている。
【００２２】実施の形態３ 本発明の金属材料の接合方法の実施の形態３に用いられ
る接合装置の要部を図４に概略図で示す。この接合装置
Ａは、丸棒１および丸棒２を接合面間にインサート材３
を介装して加圧装置４により接合部を加圧しながら、か
つ真空ポンプ１１により接合される丸棒１，２が収納さ
れているハウジング６内の空気を排気してハウジング６
内を圧力が５×１０-2ｍｍＨｇ以下のほぼ真空にし、そ
の中において誘導加熱装置７により接合端部を加熱しな
がら拡散接合するものである。なお、図４において、図
１と同一の符号を付したものは同一または類似の構成要
素を示す。
る接合装置の要部を図４に概略図で示す。この接合装置
Ａは、丸棒１および丸棒２を接合面間にインサート材３
を介装して加圧装置４により接合部を加圧しながら、か
つ真空ポンプ１１により接合される丸棒１，２が収納さ
れているハウジング６内の空気を排気してハウジング６
内を圧力が５×１０-2ｍｍＨｇ以下のほぼ真空にし、そ
の中において誘導加熱装置７により接合端部を加熱しな
がら拡散接合するものである。なお、図４において、図
１と同一の符号を付したものは同一または類似の構成要
素を示す。
【００２３】この実施の形態３におけるインサート材３
のサイズや材質などは、実施の形態１におけるインサー
ト材３と同様とされている。また、このインサート材３
が介装された状態で、加圧装置４により加圧される丸棒
１，２の接合面の表面粗さ、丸棒１，２を加圧する圧力
および電流周波数も、実施の形態１と同様に、それぞれ
Ｒmaxが５０μｍ以下、３MPa〜９MPaの範囲、および１
００kHz以下とされる。なお、インサート材３がリング
状とされてもよいのは、実施の形態１と同様である。
のサイズや材質などは、実施の形態１におけるインサー
ト材３と同様とされている。また、このインサート材３
が介装された状態で、加圧装置４により加圧される丸棒
１，２の接合面の表面粗さ、丸棒１，２を加圧する圧力
および電流周波数も、実施の形態１と同様に、それぞれ
Ｒmaxが５０μｍ以下、３MPa〜９MPaの範囲、および１
００kHz以下とされる。なお、インサート材３がリング
状とされてもよいのは、実施の形態１と同様である。
【００２４】このように、この実施の形態３では丸棒の
直径より若干小さな直径の円板状またはリング状のイン
サート材３を用いて拡散接合しているので、実施の形態
１と同様に、接合後においてインサート材３が接合部表
面に過度に押し出されることがない。そのため、実施の
形態１と同様に、拡散接合後における接合端部の仕上げ
加工が不要となる。したがって、拡散接合における生産
性および作業性が著しく向上する。
直径より若干小さな直径の円板状またはリング状のイン
サート材３を用いて拡散接合しているので、実施の形態
１と同様に、接合後においてインサート材３が接合部表
面に過度に押し出されることがない。そのため、実施の
形態１と同様に、拡散接合後における接合端部の仕上げ
加工が不要となる。したがって、拡散接合における生産
性および作業性が著しく向上する。
【００２５】実施の形態４ 本発明の金属材料の接合方法の実施の形態４は、図４に
示す接合装置Ａにより丸パイプ１，２をインサート材３
を用いて接合するものである。
示す接合装置Ａにより丸パイプ１，２をインサート材３
を用いて接合するものである。
【００２６】この実施の形態４におけるインサート材３
のサイズおよび形状は、実施の形態２におけるインサー
ト材３と同様とされている。
のサイズおよび形状は、実施の形態２におけるインサー
ト材３と同様とされている。
【００２７】なお、実施の形態４のその余の構成および
作用・効果は実施の形態３と同様とされている。
作用・効果は実施の形態３と同様とされている。
【００２８】実施の形態５ 本発明の金属材料の接合方法の実施の形態５に用いられ
る接合装置の要部を図５に概略図で示す。この接合装置
Ａは、丸棒１および丸棒２を接合面間にインサート材３
を介装して加圧装置４により接合部を加圧しながら、か
つ不活性ガス供給源５よりＡｒガス、Ｎ2ガスまたはＡ
ｒガスとＮ2ガスとの混合ガスなどの不活性ガスを、接
合される丸棒１，２が収納されているハウジング６内に
供給してハウジング６内を不活性ガス雰囲気とし、その
雰囲気中において通電加熱により接合端部を加熱しなが
ら拡散接合するものである。図中の符号２１は通電加熱
用電極を示し、符号２２は高周波電源装置を示す。な
お、図５において、図１と同一の符号を付したものは同
一または類似の構成要素を示す。
る接合装置の要部を図５に概略図で示す。この接合装置
Ａは、丸棒１および丸棒２を接合面間にインサート材３
を介装して加圧装置４により接合部を加圧しながら、か
つ不活性ガス供給源５よりＡｒガス、Ｎ2ガスまたはＡ
ｒガスとＮ2ガスとの混合ガスなどの不活性ガスを、接
合される丸棒１，２が収納されているハウジング６内に
供給してハウジング６内を不活性ガス雰囲気とし、その
雰囲気中において通電加熱により接合端部を加熱しなが
ら拡散接合するものである。図中の符号２１は通電加熱
用電極を示し、符号２２は高周波電源装置を示す。な
お、図５において、図１と同一の符号を付したものは同
一または類似の構成要素を示す。
【００２９】この実施の形態５におけるインサート材３
のサイズや材質などは、実施の形態１におけるインサー
ト材３と同様とされている。また、このインサート材３
が介装された状態で、加圧装置４により加圧される丸棒
１，２の接合面の表面粗さ、丸棒１，２を加圧する圧力
および電流周波数も、実施の形態１と同様に、それぞれ
Ｒmaxが５０μｍ以下、３MPa〜９MPaの範囲、および１
００kHz以下、より好ましくは３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの
範囲とされる。なお、インサート材３がリング状とされ
てもよいのは、実施の形態１と同様である。
のサイズや材質などは、実施の形態１におけるインサー
ト材３と同様とされている。また、このインサート材３
が介装された状態で、加圧装置４により加圧される丸棒
１，２の接合面の表面粗さ、丸棒１，２を加圧する圧力
および電流周波数も、実施の形態１と同様に、それぞれ
Ｒmaxが５０μｍ以下、３MPa〜９MPaの範囲、および１
００kHz以下、より好ましくは３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの
範囲とされる。なお、インサート材３がリング状とされ
てもよいのは、実施の形態１と同様である。
【００３０】このように、この実施の形態５では、丸棒
１，２の直径より若干小さな直径の円板状またはリング
状のインサート材３を用いて拡散接合しているので、実
施の形態１と同様に、接合後においてインサート材３が
接合部表面に過度に押し出されることがない。そのた
め、実施の形態１と同様に、拡散接合後における接合端
部の仕上げ加工が不要となる。したがって、拡散接合に
おける生産性および作業性が著しく向上する。
１，２の直径より若干小さな直径の円板状またはリング
状のインサート材３を用いて拡散接合しているので、実
施の形態１と同様に、接合後においてインサート材３が
接合部表面に過度に押し出されることがない。そのた
め、実施の形態１と同様に、拡散接合後における接合端
部の仕上げ加工が不要となる。したがって、拡散接合に
おける生産性および作業性が著しく向上する。
【００３１】実施の形態６ 本発明の金属材料の接合方法の実施の形態６は、図５に
示す接合装置Ａにより丸パイプ１，２をインサート材３
を用いて接合するものである。
示す接合装置Ａにより丸パイプ１，２をインサート材３
を用いて接合するものである。
【００３２】この実施の形態６におけるインサート材３
のサイズおよび形状は、実施の形態２におけるインサー
ト材３と同様とされている。
のサイズおよび形状は、実施の形態２におけるインサー
ト材３と同様とされている。
【００３３】なお、実施の形態６のその余の構成および
作用・効果は実施の形態５と同様とされている。
作用・効果は実施の形態５と同様とされている。
【００３４】実施の形態７ 本発明の金属材料の接合方法の実施の形態７に用いられ
る接合装置の要部を図６に概略図で示す。この接合装置
Ａは、丸棒１および丸棒２を接合面間にインサート材３
を介装して加圧装置４により接合部を加圧しながら、か
つ真空ポンプ３１により接合される丸棒１，２が収納さ
れているハウジング６内の空気を排気してハウジング６
内を圧力が５×１０-2 ｍｍＨｇ以下のほぼ真空にし、そ
の中において通電加熱により接合端部を加熱しながら拡
散接合するものである。なお、図６において、図１およ
び図５と同一の符号を付したものは同一または類似の構
成要素を示す。
る接合装置の要部を図６に概略図で示す。この接合装置
Ａは、丸棒１および丸棒２を接合面間にインサート材３
を介装して加圧装置４により接合部を加圧しながら、か
つ真空ポンプ３１により接合される丸棒１，２が収納さ
れているハウジング６内の空気を排気してハウジング６
内を圧力が５×１０-2 ｍｍＨｇ以下のほぼ真空にし、そ
の中において通電加熱により接合端部を加熱しながら拡
散接合するものである。なお、図６において、図１およ
び図５と同一の符号を付したものは同一または類似の構
成要素を示す。
【００３５】この実施の形態７におけるインサート材３
のサイズや材質などは、実施の形態１におけるインサー
ト材３と同様とされている。また、このインサート材３
が介装された状態で、加圧装置４により加圧される丸棒
１，２の接合面の表面粗さ、丸棒１，２を加圧する圧力
および電流周波数も、実施の形態１と同様に、それぞれ
Ｒmax５０μｍ以下、３MPa〜９MPaの範囲、および１０
０kHz以下、より好ましくは３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの範
囲とされる。なお、インサート材３がリング状とされて
もよいのは、実施の形態１と同様である。
のサイズや材質などは、実施の形態１におけるインサー
ト材３と同様とされている。また、このインサート材３
が介装された状態で、加圧装置４により加圧される丸棒
１，２の接合面の表面粗さ、丸棒１，２を加圧する圧力
および電流周波数も、実施の形態１と同様に、それぞれ
Ｒmax５０μｍ以下、３MPa〜９MPaの範囲、および１０
０kHz以下、より好ましくは３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの範
囲とされる。なお、インサート材３がリング状とされて
もよいのは、実施の形態１と同様である。
【００３６】このように、この実施の形態７では、丸棒
１，２の直径より若干小さな直径の円板状またはリング
状のインサート材３を用いて拡散接合しているので、実
施の形態１と同様に、接合後においてインサート材３が
接合端部に過度に押し出されることがない。そのため、
実施の形態１と同様に、拡散接合後における接合端部の
仕上げ加工が不要となる。したがって、拡散接合におけ
る生産性および作業性が著しく向上する。
１，２の直径より若干小さな直径の円板状またはリング
状のインサート材３を用いて拡散接合しているので、実
施の形態１と同様に、接合後においてインサート材３が
接合端部に過度に押し出されることがない。そのため、
実施の形態１と同様に、拡散接合後における接合端部の
仕上げ加工が不要となる。したがって、拡散接合におけ
る生産性および作業性が著しく向上する。
【００３７】実施の形態８ 本発明の金属材料の接合方法の実施の形態２は、図６に
示す接合装置Ａにより丸パイプ１，２をインサート材３
を用いて接合するものである。
示す接合装置Ａにより丸パイプ１，２をインサート材３
を用いて接合するものである。
【００３８】この実施の形態８におけるインサート材３
のサイズおよび形状は、実施の形態２におけるインサー
ト材３と同様とされている。
のサイズおよび形状は、実施の形態２におけるインサー
ト材３と同様とされている。
【００３９】なお、実施の形態８のその余の構成および
作用・効果は実施の形態７と同様とされている。
作用・効果は実施の形態７と同様とされている。
【００４０】なお、前記各実施の形態においては、被接
合金属材の形状は、丸棒あるいは丸パイプとされている
が、被接合金属材の形状は前記に限定されるものではな
く、種々の形状のものとすることができ、例えば角棒あ
るいは角パイプとすることもできる。また、実施の形態
においては水平姿勢で接合する場合を例に取り説明され
てといるが、この姿勢に限定されるものではなく、垂直
姿勢あるいは斜めの姿勢であってもよい。さらに、被接
合材１および被接合材２の各後端を加圧することによ
り、接合面に加圧力を付与する構造となっているが、こ
の構造に限定されるものではなく、少なくとも一方の比
接合材を把持して加圧力を付与するようにされてもよ
い。
合金属材の形状は、丸棒あるいは丸パイプとされている
が、被接合金属材の形状は前記に限定されるものではな
く、種々の形状のものとすることができ、例えば角棒あ
るいは角パイプとすることもできる。また、実施の形態
においては水平姿勢で接合する場合を例に取り説明され
てといるが、この姿勢に限定されるものではなく、垂直
姿勢あるいは斜めの姿勢であってもよい。さらに、被接
合材１および被接合材２の各後端を加圧することによ
り、接合面に加圧力を付与する構造となっているが、こ
の構造に限定されるものではなく、少なくとも一方の比
接合材を把持して加圧力を付与するようにされてもよ
い。
【００４１】
【実施例】次に、実施例を比較例と対比しながら、本発
明をより具体的に説明する。
明をより具体的に説明する。
【００４２】ステンレス丸棒および丸パイプ（ＳＵＳ３
０４）および炭素鋼角パイプ（ＳＳ４００）について種
々の条件により接合した後、引張試験および疲労試験を
行った。そのときの条件および試験結果は下記のとおり
である。ここで、ＳＵＳ３０４の融点は１４８０℃であ
り、ＳＳ４００の融点は１４９５℃である。
０４）および炭素鋼角パイプ（ＳＳ４００）について種
々の条件により接合した後、引張試験および疲労試験を
行った。そのときの条件および試験結果は下記のとおり
である。ここで、ＳＵＳ３０４の融点は１４８０℃であ
り、ＳＳ４００の融点は１４９５℃である。
【００４３】実施例１〜４および比較例１〜３ 表１に示すステンレス丸棒（ＳＵＳ３０４：５０ｍｍ外
径）と同じく表１に示すインサート材を用い、表２に示
す条件により接合した。ついで、接合されたステンレス
丸棒の引張試験および疲労試験を行い、その結果を表３
に示す。
径）と同じく表１に示すインサート材を用い、表２に示
す条件により接合した。ついで、接合されたステンレス
丸棒の引張試験および疲労試験を行い、その結果を表３
に示す。
【００４４】表３の結果からインサート材の面接比率
は、９９％〜５０％の範囲、好ましくは９８％〜５１％
の範囲とすればよいのがわかる。
は、９９％〜５０％の範囲、好ましくは９８％〜５１％
の範囲とすればよいのがわかる。
【００４５】なお、表２において、外縁における距離お
よび比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外縁
までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率を
いい、内縁における距離および比率は、それぞれインサ
ート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびインサ
ート材厚さに対する比率をいう。
よび比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外縁
までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率を
いい、内縁における距離および比率は、それぞれインサ
ート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびインサ
ート材厚さに対する比率をいう。
【００４６】また、疲労試験は引張圧縮により繰り返し
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
【表３】
【００５０】実施例５および比較例４ 表４に示すステンレス丸棒（ＳＵＳ３０４：１２５ｍｍ
外径）と同じく表４に示すインサート材を用い、表５に
示す条件により接合した。ついで、接合されたステンレ
ス丸棒の引張試験および疲労試験を行い、その結果を表
６に示す。
外径）と同じく表４に示すインサート材を用い、表５に
示す条件により接合した。ついで、接合されたステンレ
ス丸棒の引張試験および疲労試験を行い、その結果を表
６に示す。
【００５１】表６の結果から外縁における距離は、イン
サート材厚さの１０倍は必要であるのがわかる。
サート材厚さの１０倍は必要であるのがわかる。
【００５２】なお、表５において、外縁における距離お
よび比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外縁
までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率を
いい、内縁における距離および比率は、それぞれインサ
ート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびインサ
ート材厚さに対する比率をいう。
よび比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外縁
までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率を
いい、内縁における距離および比率は、それぞれインサ
ート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびインサ
ート材厚さに対する比率をいう。
【００５３】また、疲労試験は引張圧縮により繰り返し
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
【００５４】
【表４】
【００５５】
【表５】
【００５６】
【表６】
【００５７】実施例６〜７および比較例５〜６ 表７に示すステンレス丸棒（ＳＵＳ３０４：１２５ｍｍ
外径）と同じく表７に示すインサート材を用い、表８に
示す条件により接合した。ついで、接合されたステンレ
ス丸棒の引張試験および疲労試験を行い、その結果を表
９に示す。
外径）と同じく表７に示すインサート材を用い、表８に
示す条件により接合した。ついで、接合されたステンレ
ス丸棒の引張試験および疲労試験を行い、その結果を表
９に示す。
【００５８】表９の結果からインサート材のホウ素の含
有量は２ｍａｓｓ％〜５ｍａｓｓ％の範囲とすればよい
のがわかる。
有量は２ｍａｓｓ％〜５ｍａｓｓ％の範囲とすればよい
のがわかる。
【００５９】なお、表８において、外縁における距離お
よび比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外縁
までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率を
いい、内縁における距離および比率は、それぞれインサ
ート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびインサ
ート材厚さに対する比率をいう。
よび比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外縁
までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率を
いい、内縁における距離および比率は、それぞれインサ
ート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびインサ
ート材厚さに対する比率をいう。
【００６０】また、疲労試験は引張圧縮により繰り返し
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
【００６１】
【表７】
【００６２】
【表８】
【００６３】
【表９】
【００６４】実施例８〜９および比較例７〜８ 表１０に示すステンレス丸棒（ＳＵＳ３０４：１２５ｍ
ｍ外径）と同じく表１０に示すインサート材を用い、表
１１に示す条件により接合した。ついで、接合されたス
テンレス丸棒の引張試験および疲労試験を行い、その結
果を表１２に示す。
ｍ外径）と同じく表１０に示すインサート材を用い、表
１１に示す条件により接合した。ついで、接合されたス
テンレス丸棒の引張試験および疲労試験を行い、その結
果を表１２に示す。
【００６５】表１２の結果からインサート材の厚さは２
０μｍ〜１００μｍの範囲とすればよいのがわかる。
０μｍ〜１００μｍの範囲とすればよいのがわかる。
【００６６】なお、表１１において、外縁における距離
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
【００６７】また、疲労試験は引張圧縮により繰り返し
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
【００６８】
【表１０】
【００６９】
【表１１】
【００７０】
【表１２】
【００７１】実施例１０〜１１および比較例９〜１０ 表１３に示すステンレスパイプ（ＳＵＳ３０４：１６５
ｍｍ外径ｘ１４５内径）と同じく表１３に示すインサー
ト材を用い、表１４に示す条件により接合した。つい
で、接合されたステンレスパイプの引張試験および疲労
試験を行い、その結果を表１５に示す。
ｍｍ外径ｘ１４５内径）と同じく表１３に示すインサー
ト材を用い、表１４に示す条件により接合した。つい
で、接合されたステンレスパイプの引張試験および疲労
試験を行い、その結果を表１５に示す。
【００７２】表１５の結果からインサート材の面接比率
は、９９％〜５０％の範囲、好ましくは９６％〜５５％
の範囲とすればよいのがわかる。
は、９９％〜５０％の範囲、好ましくは９６％〜５５％
の範囲とすればよいのがわかる。
【００７３】なお、表１４において、外縁における距離
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
【００７４】また、疲労試験は引張圧縮により繰り返し
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
【００７５】
【表１３】
【００７６】
【表１４】
【００７７】
【表１５】
【００７８】実施例１２〜１３および比較例１１〜１２ 表１６に示すステンレスパイプ（ＳＵＳ３０４：１６５
ｍｍ外径ｘ１４５内径）と同じく表１６に示すインサー
ト材を用い、表１７に示す条件により接合した。つい
で、接合されたステンレス丸鵜の引張試験および疲労試
験を行い、その結果を表１８に示す。
ｍｍ外径ｘ１４５内径）と同じく表１６に示すインサー
ト材を用い、表１７に示す条件により接合した。つい
で、接合されたステンレス丸鵜の引張試験および疲労試
験を行い、その結果を表１８に示す。
【００７９】表１８の結果からインサート材の厚さは２
０μｍ〜１００μｍの範囲とすればよいのがわかる。
０μｍ〜１００μｍの範囲とすればよいのがわかる。
【００８０】なお、表１７において、外縁における距離
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
【００８１】また、疲労試験は引張圧縮により繰り返し
数（Ｎｆ）２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈｚ
として行った。
数（Ｎｆ）２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈｚ
として行った。
【００８２】
【表１６】
【００８３】
【表１７】
【００８４】
【表１８】
【００８５】実施例１４および比較例１３ 表１９に示す炭素鋼角パイプ（ＳＳ４００：１００ｍｍ
角ｘ８０ｍｍ角）と同じく表１９に示すインサート材を
用い、表２０に示す条件により接合した。ついで、接合
された炭素鋼角パイプの引張試験および疲労試験を行
い、その結果を表２１に示す。
角ｘ８０ｍｍ角）と同じく表１９に示すインサート材を
用い、表２０に示す条件により接合した。ついで、接合
された炭素鋼角パイプの引張試験および疲労試験を行
い、その結果を表２１に示す。
【００８６】表２１の結果から接合面の表面粗さＲmax
は５０μｍ以下とされる必要があることがわかる。
は５０μｍ以下とされる必要があることがわかる。
【００８７】なお、表２０において、外縁における距離
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
【００８８】また、疲労試験は引張圧縮により繰り返し
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
【００８９】
【表１９】
【００９０】
【表２０】
【００９１】
【表２１】
【００９２】実施例１５〜１６および比較例１４〜１５ 表２２に示す炭素鋼角パイプ（ＳＳ４００：１００ｍｍ
角ｘ８０ｍｍ角）と同じく表２２に示すインサート材を
用い、表２３に示す条件により接合した。ついで、接合
された炭素鋼角パイプの引張試験および疲労試験を行
い、その結果を表２４に示す。
角ｘ８０ｍｍ角）と同じく表２２に示すインサート材を
用い、表２３に示す条件により接合した。ついで、接合
された炭素鋼角パイプの引張試験および疲労試験を行
い、その結果を表２４に示す。
【００９３】表２４の結果から加圧力は３ＭＰａ〜９Ｍ
Ｐａの範囲とすればよいのがわかる。
Ｐａの範囲とすればよいのがわかる。
【００９４】なお、表２３において、外縁における距離
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
【００９５】また、疲労試験は引張圧縮により繰り返し
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
【００９６】
【表２２】
【００９７】
【表２３】
【００９８】
【表２４】
【００９９】実施例１７〜１９および比較例１６〜１８ 表２５に示す炭素鋼角パイプ（ＳＳ４００：１００ｍｍ
角ｘ８０ｍｍ角）と同じく表２５に示すインサート材を
用い、表２６に示す条件により接合した。ついで、接合
された炭素鋼角パイプの引張試験および疲労試験を行
い、その結果を表２７に示す。
角ｘ８０ｍｍ角）と同じく表２５に示すインサート材を
用い、表２６に示す条件により接合した。ついで、接合
された炭素鋼角パイプの引張試験および疲労試験を行
い、その結果を表２７に示す。
【０１００】表２７の結果から接合は、真空またはチッ
素ガス雰囲気中で、電流周波数を３ｋＨｚ〜１００ｋＨ
ｚの範囲として行えばよいのがわかる。
素ガス雰囲気中で、電流周波数を３ｋＨｚ〜１００ｋＨ
ｚの範囲として行えばよいのがわかる。
【０１０１】なお、表２６において、外縁における距離
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
および比率は、それぞれインサート材外縁から接合面外
縁までの最短距離およびインサート材厚さに対する比率
をいい、内縁における距離および比率は、それぞれイン
サート材内縁から接合面内縁までの最大距離およびイン
サート材厚さに対する比率をいう。
【０１０２】また、疲労試験は引張圧縮により繰り返し
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
数（Ｎｆ）を２ｘ１０6とし、かつ繰り返し速度を３Ｈ
ｚとして行った。
【０１０３】
【表２５】
【０１０４】
【表２６】
【０１０５】
【表２７】
【０１０６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
接合においてインサート材の一部が接合端部に過度に押
し出されて凝固することがないので、金属材料の接合に
おける作業性および生産性が向上するという優れた効果
が得られる。また、接合においてインサート材の一部が
接合端部に過度に押し出されて凝固することがないの
で、接合された金属材料の疲労強度が低下することもな
いという優れた効果が得られる。
接合においてインサート材の一部が接合端部に過度に押
し出されて凝固することがないので、金属材料の接合に
おける作業性および生産性が向上するという優れた効果
が得られる。また、接合においてインサート材の一部が
接合端部に過度に押し出されて凝固することがないの
で、接合された金属材料の疲労強度が低下することもな
いという優れた効果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態１に用いられる接合装置の
概略図である。
概略図である。
【図２】実施の形態１に用いられるインサート材を被接
合金属材の接合面に装着した状態を示す図である。
合金属材の接合面に装着した状態を示す図である。
【図３】実施の形態２に用いられるインサート材を被接
合金属材の接合面に装着した状態を示す図である。
合金属材の接合面に装着した状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態３に用いられる接合装置の
概略図である。
概略図である。
【図５】本発明の実施の形態５に用いられる接合装置の
概略図である。
概略図である。
【図６】本発明の実施の形態７に用いられる接合装置の
概略図である。
概略図である。
１，２ 被接合金属材，金属製丸棒、金属製丸パイ
プ ３ インサート材 ４ 加圧装置 ５ 不活性ガス供給源 ６ ハウジング ７ 誘導加熱装置 ８，２２ 高周波電源装置 １１，３１ 真空ポンプ ２１ 通電加熱用電極 Ａ 接合装置
プ ３ インサート材 ４ 加圧装置 ５ 不活性ガス供給源 ６ ハウジング ７ 誘導加熱装置 ８，２２ 高周波電源装置 １１，３１ 真空ポンプ ２１ 通電加熱用電極 Ａ 接合装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｂ 3/00 ３４０ Ｈ０５Ｂ 3/00 ３４０ 6/10 ３７１ 6/10 ３７１
Claims (10)
- 【請求項１】 被接合金属材の融点よりも低い融点のイ
ンサート材を被接合金属材の接合端面間に介装する手順
と、該被接合金属材の接合面に圧力を加えながらインサ
ート材の融点以上でかつ該被接合金属材の融点以下の温
度に加熱・保持する手順とを含み、 前記インサート材が、前記被接合金属材の接合面よりも
小さくされてなることを特徴とする金属材料の接合方
法。 - 【請求項２】 前記被接合金属材が中実材とされ、 前記インサート材が、ホウ素含有量が２．０mass%〜
５．０mass%の範囲であるＮｉ基合金またはＦｅ基合金
とされ、かつその厚さが２０μｍ〜１００μｍの範囲と
され、 前記インサート材の前記被接合金属材の接合面に対する
面積比率が５０％〜９９％の範囲とされ、 前記インサート材外縁と前記被接合金属材外縁との距離
が、インサート材の厚さの１０倍以上とされてなること
を特徴とする請求項１記載の金属材料の接合方法。 - 【請求項３】 前記被接合金属材が中空材とされ、 前記インサート材が、ホウ素含有量が２．０mass%〜
５．０mass%の範囲であるＮｉ基合金またはＦｅ基合金
とされ、かつその厚さが２０μｍ〜１００μｍの範囲と
され、 前記インサート材の前記被接合金属材の接合面に対する
面積比率が５０％〜９９％の範囲とされ、 前記インサート材外縁と前記被接合金属材外縁との距離
が、インサート材の厚さの１０倍以上とされ、 前記インサート材内縁と前記被接合金属材内縁との距離
が、インサート材の厚さの１００倍以下とされてなるこ
とを特徴とする請求項１記載の金属材料の接合方法。 - 【請求項４】 前記被接合金属材の接合面の表面粗さＲ
maxが５０μｍ以下とされ、 前記被接合金属材の接合面に加えられる圧力が３MPa〜
９MPaの範囲とされ、 前記加熱・保持が非酸化性雰囲気中でなされることを特
徴とする請求項１記載の金属材料の接合方法。 - 【請求項５】 前記加熱・保持が不活性ガス雰囲気中で
なされることを特徴とする請求項４記載の金属材料の接
合方法。 - 【請求項６】 前記不活性ガスがＡｒガス、Ｎ2ガスま
たはＡｒガスとＮ2ガスとの混合ガスであることを特徴
とする請求項５記載の金属材料の接合方法。 - 【請求項７】 前記加熱・保持がほぼ真空中でなされる
ことを特徴とする請求項４記載の金属材料の接合方法。 - 【請求項８】 前記ほぼ真空の圧力が５×１０-2ｍｍＨ
ｇ以下とされてなることを特徴とする請求項７記載の金
属材料の接合方法。 - 【請求項９】 前記加熱が誘導加熱または通電加熱によ
りなされることを特徴とする請求項１記載の金属材料の
接合方法。 - 【請求項１０】 前記誘導加熱または通電加熱における
電流周波数が３ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲とされてな
ることを特徴とする請求項９記載の金属材料の接合方
法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10044452A JPH11226752A (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 金属材料の接合方法 |
| US09/246,709 US6135345A (en) | 1998-02-10 | 1999-02-09 | Metal material bonding method |
| NO990614A NO990614L (no) | 1998-02-10 | 1999-02-09 | Fremgangsmåte ved sammenföyning av metallmateriale |
| EP99102545A EP0936020B1 (en) | 1998-02-10 | 1999-02-10 | Metal material bonding method |
| DE69904659T DE69904659D1 (de) | 1998-02-10 | 1999-02-10 | Verfahren zum Verbinden metallischer Materialien |
| CA002261446A CA2261446A1 (en) | 1998-02-10 | 1999-02-10 | Metal material bonding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10044452A JPH11226752A (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 金属材料の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11226752A true JPH11226752A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12691892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10044452A Withdrawn JPH11226752A (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 金属材料の接合方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6135345A (ja) |
| EP (1) | EP0936020B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11226752A (ja) |
| CA (1) | CA2261446A1 (ja) |
| DE (1) | DE69904659D1 (ja) |
| NO (1) | NO990614L (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012223792A (ja) * | 2011-04-19 | 2012-11-15 | Musashino Eng:Kk | 原子拡散接合方法及び前記方法で封止されたパッケージ型電子部品 |
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| JP2001058279A (ja) * | 1999-08-23 | 2001-03-06 | Daido Steel Co Ltd | 拡管に適した炭素鋼管接合体の製造方法および拡管方法 |
| US6434946B1 (en) * | 2001-04-06 | 2002-08-20 | General Electric Company | Method for making an article assembly with a brazed joint and brazed assembly and preform |
| US20060127599A1 (en) * | 2002-02-12 | 2006-06-15 | Wojak Gregory J | Process and apparatus for preparing a diamond substance |
| CN1686667B (zh) * | 2005-06-14 | 2012-11-28 | 王德红 | 一种用于节能炊具制作的新工艺方法 |
Family Cites Families (12)
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|---|---|---|---|---|
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| US4065846A (en) * | 1976-06-14 | 1978-01-03 | Bechtel International Corporation | Process for constructing clamp-welded pipe joint |
| JPS63120608A (ja) * | 1986-11-08 | 1988-05-25 | Toyota Motor Corp | 易剥離性の発泡層を形成するための一体発泡成形方法 |
| JPS63140781A (ja) * | 1986-12-01 | 1988-06-13 | Hitachi Ltd | Ｆｅ基合金接合用材料 |
| DE3781882T2 (de) * | 1987-02-10 | 1993-04-29 | Nippon Kokan Kk | Zwischenstueck zum diffusionsfuegen mit fluessiger phase. |
| JPH0215196A (ja) * | 1988-07-01 | 1990-01-18 | Taisei Corp | 開口を有する被メッキ物の、メッキ用ジグに対する自動着脱機構 |
| US5316202A (en) * | 1992-10-14 | 1994-05-31 | General Electric Company | In-jig assembly bond fixture for manufacturing composite components |
| JPH06226468A (ja) * | 1993-02-05 | 1994-08-16 | Suzuki Motor Corp | 固相拡散接合法 |
| JPH07120996A (ja) * | 1993-10-26 | 1995-05-12 | Canon Inc | カラー画像形成装置 |
| US5660317A (en) * | 1995-01-31 | 1997-08-26 | Erico International Corporation | Exothermic welding jig, molds therefor and method |
| US5831252A (en) * | 1995-02-08 | 1998-11-03 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Methods of bonding titanium and titanium alloy members by high frequency heating |
| US5699995A (en) * | 1995-06-01 | 1997-12-23 | Emerson Electric Co. | Pivoting valve assembly |
-
1998
- 1998-02-10 JP JP10044452A patent/JPH11226752A/ja not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-02-09 US US09/246,709 patent/US6135345A/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-09 NO NO990614A patent/NO990614L/no not_active Application Discontinuation
- 1999-02-10 CA CA002261446A patent/CA2261446A1/en not_active Abandoned
- 1999-02-10 EP EP99102545A patent/EP0936020B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-10 DE DE69904659T patent/DE69904659D1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012223792A (ja) * | 2011-04-19 | 2012-11-15 | Musashino Eng:Kk | 原子拡散接合方法及び前記方法で封止されたパッケージ型電子部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2261446A1 (en) | 1999-08-10 |
| DE69904659D1 (de) | 2003-02-06 |
| US6135345A (en) | 2000-10-24 |
| EP0936020B1 (en) | 2003-01-02 |
| EP0936020A1 (en) | 1999-08-18 |
| NO990614D0 (no) | 1999-02-09 |
| NO990614L (no) | 1999-08-11 |
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