JPS58151956A - 高導電性材料の抵抗溶接継手およびその製造方法 - Google Patents
高導電性材料の抵抗溶接継手およびその製造方法Info
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- JPS58151956A JPS58151956A JP3235582A JP3235582A JPS58151956A JP S58151956 A JPS58151956 A JP S58151956A JP 3235582 A JP3235582 A JP 3235582A JP 3235582 A JP3235582 A JP 3235582A JP S58151956 A JPS58151956 A JP S58151956A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はｗＵ薯低抵抗小さい材料の抵抗ｍ僧帽手および
その製造方法に＊Ｌ待に周囲の母材温度を低くしなけれ
ばならない部分の接合に好適な鳩尋電性材料の俄仇浴接
紬手およびでの製造方法に圓する。
その製造方法に＊Ｌ待に周囲の母材温度を低くしなけれ
ばならない部分の接合に好適な鳩尋電性材料の俄仇浴接
紬手およびでの製造方法に圓する。
一般の蝋気抵抗僧曾は、接合部材を直媛崖ね曾せ上Ｆか
ら電憾により加圧通電しジュール発熱によりｎｍ接合す
るものである。この時の蝋憔関の完熱分布は通電断のＩ
ＩＩ気抵抗抵抗分布例する。便ってもし嶺を部材のＩ！
ｉｌｌ有抵抗が域極材の−Ｍ抵抗より小さい場合、発熱
の主体が電惺部となるため接合部材間が接合するより前
にｍｔ極一部材間で接合が起り、良好な接台が不可能と
なる。このため便来は電極と同号以上の４電性をもつ材
料に対してはろう付法や塑性変形を利用し友熱圧層が用
いらｎていた。
ら電憾により加圧通電しジュール発熱によりｎｍ接合す
るものである。この時の蝋憔関の完熱分布は通電断のＩ
ＩＩ気抵抗抵抗分布例する。便ってもし嶺を部材のＩ！
ｉｌｌ有抵抗が域極材の−Ｍ抵抗より小さい場合、発熱
の主体が電惺部となるため接合部材間が接合するより前
にｍｔ極一部材間で接合が起り、良好な接台が不可能と
なる。このため便来は電極と同号以上の４電性をもつ材
料に対してはろう付法や塑性変形を利用し友熱圧層が用
いらｎていた。
高導電性材料の電気抵抗接合の例は、特開昭５６−４７
２８４に示されている。これはＣｕ−’ｌ’ｉ合金から
成る導電性バネ材料に高導電率金属を電気抵抗浴接する
方法に関し、接合界面に油脂類や薄紙尋の不良導体から
成る発熱用補助材を挿入し、接触抵抗を増加させて通電
し接合する方法である。
２８４に示されている。これはＣｕ−’ｌ’ｉ合金から
成る導電性バネ材料に高導電率金属を電気抵抗浴接する
方法に関し、接合界面に油脂類や薄紙尋の不良導体から
成る発熱用補助材を挿入し、接触抵抗を増加させて通電
し接合する方法である。
この時の発熱用補助材は接合時の熱によって分解消失も
しくは揮発するものが使用されている。この接合法の時
機は、通電初期の接触抵抗を接合面における電ｔＩＬ遍
路面積を制限することで高めている点にある。
しくは揮発するものが使用されている。この接合法の時
機は、通電初期の接触抵抗を接合面における電ｔＩＬ遍
路面積を制限することで高めている点にある。
しかしこの方法では実用上次のような問題がある。第１
は最初の接合界面の面精度に影響されて接触抵抗を均一
に制御することが離しく、接合強度にバラツキが生じ易
いことである。第２は構造材の接合等のように高加圧力
（数〜数十Ｑ／■冨）の条件下では、水、油脂類が、接
合界面からはみ出すため接触抵抗の増加が期待できない
ことである。縞３は発熱用補助材の消失温度が母材融点
に比べかなり低く通電初期にしか接合面集中発熱の効果
が期待できないため、接触抵抗の増加により接合界面近
のみを融点以上に加熱するには非常に短時間大電流とせ
ねばならず、この場合適正接合条件範囲が狭くなること
でめる。
は最初の接合界面の面精度に影響されて接触抵抗を均一
に制御することが離しく、接合強度にバラツキが生じ易
いことである。第２は構造材の接合等のように高加圧力
（数〜数十Ｑ／■冨）の条件下では、水、油脂類が、接
合界面からはみ出すため接触抵抗の増加が期待できない
ことである。縞３は発熱用補助材の消失温度が母材融点
に比べかなり低く通電初期にしか接合面集中発熱の効果
が期待できないため、接触抵抗の増加により接合界面近
のみを融点以上に加熱するには非常に短時間大電流とせ
ねばならず、この場合適正接合条件範囲が狭くなること
でめる。
本発明の目的は、高加圧条件下においても接合部材間の
電気抵抗を高め、このため常に安定し九強さの接合部が
得られ、しかも接合部近傍以外の母材一度を低くでき、
広い適正接合条件軛吐とすることができる高導電性材料
の抵抗溶接継手およびその製造方法を提供することにあ
る。
電気抵抗を高め、このため常に安定し九強さの接合部が
得られ、しかも接合部近傍以外の母材一度を低くでき、
広い適正接合条件軛吐とすることができる高導電性材料
の抵抗溶接継手およびその製造方法を提供することにあ
る。
金属材料同志を直接加圧し九場合の接触部の抵抗はきク
ロ的に見た１１１曾の真の接触面積の減少による集中抵
抗と、金属同志の接触部に存在する高抵抗の酸化皮膜や
油膜等による皮膜抵抗に分けられる。抵抗溶接では皮膜
抵抗は通電初期に消失し、集中抵抗は部材の軟化につれ
接触面が増大して消失する。従って、これらの抵抗を接
合が完了する直前まで高く維持し、接合界面め発熱に寄
与させることはできない。そこで接合界面に高電気抵抗
材料をインサートする方法が考えられるが、一般のＦｅ
、Ｎ盈等の金属材料では高融点のためインサート材が、
醗けずに残るため良好な接合ができない。
ロ的に見た１１１曾の真の接触面積の減少による集中抵
抗と、金属同志の接触部に存在する高抵抗の酸化皮膜や
油膜等による皮膜抵抗に分けられる。抵抗溶接では皮膜
抵抗は通電初期に消失し、集中抵抗は部材の軟化につれ
接触面が増大して消失する。従って、これらの抵抗を接
合が完了する直前まで高く維持し、接合界面め発熱に寄
与させることはできない。そこで接合界面に高電気抵抗
材料をインサートする方法が考えられるが、一般のＦｅ
、Ｎ盈等の金属材料では高融点のためインサート材が、
醗けずに残るため良好な接合ができない。
しかるに本発明者らは、インサート材が、母材よりも融
点が＾い場合であっても、母材と合金化したその合金の
一点が低くなければ良好な接合が可能であること金見ｉ
出し友。
点が＾い場合であっても、母材と合金化したその合金の
一点が低くなければ良好な接合が可能であること金見ｉ
出し友。
本発明はこのような知見になされたものでるって、母材
よりも電気体技が大きい金属を構成成分とし、かつ母材
よシも低い融点の曾金贋を介して接合されている高導電
性材料の抵抗溶接継手と、４６４蝋性の金属材料からな
る接合部材間に、この部材よりも電気抵抗が高く、接合
母材と合金化したその合金の融点が接合母材の融点以下
となる金属からなるインサートを介装し、通電加熱する
高導電性材料の抵抗浴接継手の製造方法である。
よりも電気体技が大きい金属を構成成分とし、かつ母材
よシも低い融点の曾金贋を介して接合されている高導電
性材料の抵抗溶接継手と、４６４蝋性の金属材料からな
る接合部材間に、この部材よりも電気抵抗が高く、接合
母材と合金化したその合金の融点が接合母材の融点以下
となる金属からなるインサートを介装し、通電加熱する
高導電性材料の抵抗浴接継手の製造方法である。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明において、高導電性の金属材料として代表的なも
のは銅および銅合金を挙げることができ、さらにアルず
ニウムおよびアルミニウム合金も挙げられる。これらの
金属材料は高導電性を有する一方、融点が低いため、接
合ｆｆ１ｆｆに影響されやすい。従って接合温度を低く
することができる本発明では高導電性の金属材料の菱形
が防止できる。
のは銅および銅合金を挙げることができ、さらにアルず
ニウムおよびアルミニウム合金も挙げられる。これらの
金属材料は高導電性を有する一方、融点が低いため、接
合ｆｆ１ｆｆに影響されやすい。従って接合温度を低く
することができる本発明では高導電性の金属材料の菱形
が防止できる。
上記の高導電性の金属材料からなる接合部材面に介装さ
れるインサート材の条件は、接合母材よシも電気抵抗が
高く、ま九接合母材よりも融点が尚くても接合母材と合
金化し友その合金の融点が接合母材の一点以下となる金
属で形成されていることである。インサート材の形態は
金勇扮木又は金属箔のいずれでもよい。従ってインサー
ト材の成分およびその形態は接合部材との関係で適宜決
定される。接合部材がＣｕＯ礪曾、インサート材として
チタン粉本、マンガン＠末、鋼とシリコンとの混合粉末
、−一シリコン合金の粉本、銅−シリコン合金の箔を用
いることができ、接合部材がＡｔの場合、インサート材
としてアルミニウムとシリコンとの混合粉末、アルミニ
ウムーシリコン合金の粉末、アルミニウムーシリコン合
金の箔を用いることができる。これらのインサート材の
中で、鋼−シリコン合金、アルイニウムーシリコン曾金
の４曾、合金中の銅含有量によって融点が異なる。従っ
て、インサート材として介装する場合、接合母材よりも
高融点となるよりな銅含有量の合金を用いることが望ま
しい。通電加熱処ｍ時、インサート材は母材よｐも高一
点で弗ると接合母材−のＣｕ、Ａｔ等がインサート材餉
に移動拡散し、誉合部材間に介装し次ときのインサート
材の組成よりも銅含有量の多い合金層が形成される。こ
のようにして形成される會釡は接合母材よりも一点が低
いものとなる。
れるインサート材の条件は、接合母材よシも電気抵抗が
高く、ま九接合母材よりも融点が尚くても接合母材と合
金化し友その合金の融点が接合母材の一点以下となる金
属で形成されていることである。インサート材の形態は
金勇扮木又は金属箔のいずれでもよい。従ってインサー
ト材の成分およびその形態は接合部材との関係で適宜決
定される。接合部材がＣｕＯ礪曾、インサート材として
チタン粉本、マンガン＠末、鋼とシリコンとの混合粉末
、−一シリコン合金の粉本、銅−シリコン合金の箔を用
いることができ、接合部材がＡｔの場合、インサート材
としてアルミニウムとシリコンとの混合粉末、アルミニ
ウムーシリコン合金の粉末、アルミニウムーシリコン合
金の箔を用いることができる。これらのインサート材の
中で、鋼−シリコン合金、アルイニウムーシリコン曾金
の４曾、合金中の銅含有量によって融点が異なる。従っ
て、インサート材として介装する場合、接合母材よりも
高融点となるよりな銅含有量の合金を用いることが望ま
しい。通電加熱処ｍ時、インサート材は母材よｐも高一
点で弗ると接合母材−のＣｕ、Ａｔ等がインサート材餉
に移動拡散し、誉合部材間に介装し次ときのインサート
材の組成よりも銅含有量の多い合金層が形成される。こ
のようにして形成される會釡は接合母材よりも一点が低
いものとなる。
接合部材間に介装されるインサート材は通１１Ｅ加熱時
に完全＃融することが会費でＴｏり、この点からイン丈
−トの童を少なくするのがよいが、電気抵抗のｍｔＪ−
はインサート材としての金属粉の粒度、菫、箔の厚み、
組成等を調整することによって容易に行うことができる
ので熱管理も容易となる。
に完全＃融することが会費でＴｏり、この点からイン丈
−トの童を少なくするのがよいが、電気抵抗のｍｔＪ−
はインサート材としての金属粉の粒度、菫、箔の厚み、
組成等を調整することによって容易に行うことができる
ので熱管理も容易となる。
また接合内−が液層で完全に充填されるように接合面の
仕上げＰＲ度を高めることが望オしい。さらに接合界面
に合金ｌ−が残留すると、溶接物を補遺て用いる場合合
金ノ一部分の電気抵抗が増すので合金層をできるだけ少
なくすることが望ましい。通電加熱時、接合部材に高加
圧をかけることによって接合界面の液ノーの一部を接合
部外に排出することができる。
仕上げＰＲ度を高めることが望オしい。さらに接合界面
に合金ｌ−が残留すると、溶接物を補遺て用いる場合合
金ノ一部分の電気抵抗が増すので合金層をできるだけ少
なくすることが望ましい。通電加熱時、接合部材に高加
圧をかけることによって接合界面の液ノーの一部を接合
部外に排出することができる。
次に、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１ｉ１！ｉｉは、パイプ状部材の突合せ接合による一
実施例を示す。図において、接合部材ｌは、＾電気倣抗
で１％４１ｍ！ｉＩ点を有しかつ接合母材と合金化した
その合金の融点が母材の融点以下となる金属粉末２を接
合界面にはさみ、台座３上の電憔４と〃口圧シリンダ５
およびＩｎ７１Ｅ＠６に連結された電極７とにより〃０
圧されている。この時の接合部材ｌには、加圧方向に電
極４．７がすべらないように突起が設けである。接合電
流は、溶！Ｉ′＠源８によシ供給される。通電中の接合
界面近傍のＴｌ１ｇは、レンズ系をＭする赤外線電光ヘ
ッド９と光ファイバーｌＯおよび赤外線検出回路１１に
よシ慣出し、瀘Ｉ＃Ｌ判定ｔ＆！１鮎１２によ）接合部
１度が母材とインサート金属粉の合金の一点を超え九時
点を判定し、通電時間制御回路１３にフィードバックさ
れる。
実施例を示す。図において、接合部材ｌは、＾電気倣抗
で１％４１ｍ！ｉＩ点を有しかつ接合母材と合金化した
その合金の融点が母材の融点以下となる金属粉末２を接
合界面にはさみ、台座３上の電憔４と〃口圧シリンダ５
およびＩｎ７１Ｅ＠６に連結された電極７とにより〃０
圧されている。この時の接合部材ｌには、加圧方向に電
極４．７がすべらないように突起が設けである。接合電
流は、溶！Ｉ′＠源８によシ供給される。通電中の接合
界面近傍のＴｌ１ｇは、レンズ系をＭする赤外線電光ヘ
ッド９と光ファイバーｌＯおよび赤外線検出回路１１に
よシ慣出し、瀘Ｉ＃Ｌ判定ｔ＆！１鮎１２によ）接合部
１度が母材とインサート金属粉の合金の一点を超え九時
点を判定し、通電時間制御回路１３にフィードバックさ
れる。
このような装置において、パイプ状の接合部材としてＣ
ｕ管を用い、金属粉末７として粒径４０μｍ以下のＴｉ
粉末を用い友、単相変流スポット溶接の両件は、１次側
電圧４００Ｖ、２次匈電圧ｓｖ、＊襞’ｍ流１０Ｇ０ム
／−１とし、加圧力２０に４／■１でα２秒通電を行っ
た。
ｕ管を用い、金属粉末７として粒径４０μｍ以下のＴｉ
粉末を用い友、単相変流スポット溶接の両件は、１次側
電圧４００Ｖ、２次匈電圧ｓｖ、＊襞’ｍ流１０Ｇ０ム
／−１とし、加圧力２０に４／■１でα２秒通電を行っ
た。
このようにして得られ九接合部断画の金属組織ｗＮ２図
を示す、＄１１２１１によれば、ＴＩが完全に溶醸し、
均一なｉｊｋ合部が形成されることがわかる。
を示す、＄１１２１１によれば、ＴＩが完全に溶醸し、
均一なｉｊｋ合部が形成されることがわかる。
これはＴｉとＣｕｏ接合界向が９０００以上の高温にな
るとＴｉとＣｕの低融点合金の液層が形成され、さらに
液層中をＣｕがＴｉ１ｌｌｌＫ移動拡散し、Ｔｉの溶解
を促進するためである。
るとＴｉとＣｕの低融点合金の液層が形成され、さらに
液層中をＣｕがＴｉ１ｌｌｌＫ移動拡散し、Ｔｉの溶解
を促進するためである。
上記実逓例はパイプ状の接合部材について説明′し皮が
、接合部材がブロック状の場合、Ｗ２Ｂ図に示すように
接合部材１４の一方の接合界面に多数の＄１５を形成す
るのがよ＾。
、接合部材がブロック状の場合、Ｗ２Ｂ図に示すように
接合部材１４の一方の接合界面に多数の＄１５を形成す
るのがよ＾。
本実施例によれば、接合面が比較的広い場合でも接合中
にできる液層を容易に排出できる。この丸め接合層を薄
くでき高品質の接合部を得ることが容易とな゛る。
にできる液層を容易に排出できる。この丸め接合層を薄
くでき高品質の接合部を得ることが容易とな゛る。
以上のように本＠明によれば、＾導電性材料の構造部材
に高い加圧力をかけ九場合で屯、接合界面の電気抵抗を
安定して高くすることができるため、安定した強さの接
合部が祷られる。その結果、接合時間が短縮され生産性
の向上が図れる。ま九接合界向への熱系中が効果的に行
われるため、母材１戚を低くして良好な接合部を侍るこ
とが可能となる。
に高い加圧力をかけ九場合で屯、接合界面の電気抵抗を
安定して高くすることができるため、安定した強さの接
合部が祷られる。その結果、接合時間が短縮され生産性
の向上が図れる。ま九接合界向への熱系中が効果的に行
われるため、母材１戚を低くして良好な接合部を侍るこ
とが可能となる。
第１図は本発明方法の一実Ｊ１１ｉ１ＦＩＪを示す構成
−１縞２図は本発明によって得られ圧接合ｓＷｒ面の金
属組織を示す顕微鏡写真、＃Ｉ３図は接合部材の接合界
面の形状例を示す説明図である。 ｌ・・・接合部材、２・・・金属粉末、３・・・台座、
４．７・・・電極、５・・・加圧シリンダー、６・・・
加圧軸、８・・・溶接電源、９・・・赤外Ｉｉ１来光ヘ
ッド、ｌＯ・・・光７アイパー、１１・・・赤外線検出
回路、１２・・・温度判定回路、１３・・・通電時間制
御回路、１゛４・・・接合部材、も １０ も ２０ ｌ１ ２０））訛 第 ３７
−１縞２図は本発明によって得られ圧接合ｓＷｒ面の金
属組織を示す顕微鏡写真、＃Ｉ３図は接合部材の接合界
面の形状例を示す説明図である。 ｌ・・・接合部材、２・・・金属粉末、３・・・台座、
４．７・・・電極、５・・・加圧シリンダー、６・・・
加圧軸、８・・・溶接電源、９・・・赤外Ｉｉ１来光ヘ
ッド、ｌＯ・・・光７アイパー、１１・・・赤外線検出
回路、１２・・・温度判定回路、１３・・・通電時間制
御回路、１゛４・・・接合部材、も １０ も ２０ ｌ１ ２０））訛 第 ３７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、母材よジ４観気抵仇が大きい金属を構成成分とし、
かつ母材よりも低い融点の合金属を介して嶺曾６れてい
ることｔ秀會とする南尋電性材料の燻仇浴−継手。 ２、軸ｆｆ祠水の範囲第１項において、母材よりも醸気
慎抗が大きい釜属がチタンでろる尚導電性材料の遮仇浴
憎−手。 ３、ＴｌＩｂ尋電性の雀鵜材料からなる接合部材間に、
での部材よりも鬼気値仇が大きく、接合材料と合釜化し
た七〇曾金の融点が接合材料の融点以下となる雀勇から
なるインサート材を介装し、製電〃口熱することｔ−待
機とする高導電性材料の抵抗溶接−手の＃遣方法。 ４、ｔＰｆｒｆＩ１１１Ｊ求ＯＳ囲第３項１１Ｃ＞いて
、インサ−ト材が苔鵬粉木又は金属箔でめる＾導電性材
料の抵机浴接錦手のＲ遣方法。 ５、特許請求の範囲第４項において、金Ｉｇ＆籾末がチ
タンでめる萬導−柱材料の抵仇浴接継中の製造方法◎
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3235582A JPS58151956A (ja) | 1982-03-03 | 1982-03-03 | 高導電性材料の抵抗溶接継手およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3235582A JPS58151956A (ja) | 1982-03-03 | 1982-03-03 | 高導電性材料の抵抗溶接継手およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58151956A true JPS58151956A (ja) | 1983-09-09 |
Family
ID=12356647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3235582A Pending JPS58151956A (ja) | 1982-03-03 | 1982-03-03 | 高導電性材料の抵抗溶接継手およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58151956A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01178383A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-14 | Toshiba Corp | 電極板およびその製造方法 |
| JPH0718349A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-20 | Kiyohiro Miyagi | 被合金固体材料と充填金属粉末に付加した電気的発熱による合金の製造方法 |
| KR101887151B1 (ko) * | 2017-04-18 | 2018-08-09 | 한국생산기술연구원 | 확산 접합 장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50120451A (ja) * | 1974-03-08 | 1975-09-20 | ||
| JPS5680372A (en) * | 1979-12-05 | 1981-07-01 | Hitachi Ltd | Pressure welding method of al component utilizing eutectic reaction |
-
1982
- 1982-03-03 JP JP3235582A patent/JPS58151956A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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