JPS5825554B2 - 冷却器を内蔵した拡散溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、拡散溶接装置の改良に関するもので、特に拡
散溶接終了後の被溶接体の冷却速度を速めて拡散溶接体
の量産化に適する拡散溶接装置を提供せんとするもので
ある。

金属の拡散溶接法は、一般に第１図に示す装置を使用し
て実施されている。

第１図において、１は図示矢印方向に動作する加圧ロッ
ド、２はその加圧力を受ける加圧受は架台で、加圧ラン
ド１、加圧受は架台２の先端にそれぞれセラミック等の
ダイス３が装置され、これらのダイス３の間に溶接体４
が位置している。

４ａはその接合面である。溶接体４，４の側方には加熱
ヒータ５のほかに必要に応じて熱遮蔽体６が設けられる
。

なお、溶接室７内は空気、アルゴン、アルゴンと水素、
窒素あるいは真空といった溶接雰囲気で満たされ、該室
７と加圧ロッド１との間は外気の遮断を行なうべくシー
ル部８が適宜設けられる。

拡散溶接は上述した装置において、溶接体４゜４を加熱
ヒーター５で適正な温度に加熱し、それを加圧ロッド１
で加圧するととＯこよって接合するものである。

溶接体４，４の種類により適正な加熱温度は変化するが
、その温度に達せしめるまでの加熱時間は比較的短時間
で済み、一般に２〜４時間の範囲で達成可能である。

しかしながら、外気との遮断を行なっているため、逆に
冷却の方は非常に緩慢になるという欠点がある。

それは接合温度が高ければ高いほど、また溶接体４，４
が大きければ大きいほど顕著な現象となり、溶接体４の
酸化および取り出し作業の問題がなくなる温度３００℃
に冷却するまでＱこ、一般に１０〜１６時間もかかり、
拡散溶接法の工業化とくに量産化に際し大きな障害とな
っていた。

本発明者等は上述したような従来の拡散溶接装置の有す
る欠点を解決すべく、拡散溶接終了後の冷却時間を大巾
に短縮できる装置をこついて鋭意研究の結果、冷却器を
拡散溶接装置内に組込むことをこよってその目的を達成
しうろことを確認し、本発明を完成する（こ到った。

すなわち本発明は、拡散溶接終了時に、加熱器の位置し
た部位に移動しうるようＯこ、黒体化処理した円筒体の
外面に冷媒導通用コイルを螺旋状に密着して巻きつけた
冷却器を前記加熱器と連動させて設けたことを特徴とす
る冷却器を内蔵した拡散溶接装置を要旨とするものであ
る。

以下、本発明を第２図を参照しなから更（こ詳述する。

第２図において、第１図と同一符号は、第１図と同一部
分を示すもので、共通符号の説明までの構成は従来の拡
散溶接装置の構成と同じである。

本発明装置は、この従来装置に、新たに冷却器９（こ＼
では水冷コイルを図示）を、加熱器５と連動して移動し
うるように設けた点が特徴である。

このため、連結棒１０を設けて、この連結棒１０に冷却
器９と加熱器５とを取付け、モータ１Ｎこより連結棒１
０を回転させることによって冷却器９と加熱器５を連動
してその位置を変えうるようになっている。

１２は連結棒１０の回転を受ける回転受台、１３は連結
棒１０を気密に溶接室７に取付けるだめのシール部であ
る。

この第２図は溶接中の状況を示しているものであるが、
溶接終了後は、連結棒１０をモータ１１の作動で回転さ
せ加熱器５を同図の点線で示した位置１４まで下げると
同時に、冷却器９を、前に加熱器５が位置していた部位
、すなわち溶接体４゜４の溶接面４ａをはソ中心とした
部位まで下げ、次いで冷却操作、こ＼では水冷操作を始
め、輻射熱を冷却器９により吸収させるものである。

このように溶接体４，４は、拡散溶接装置内で積極的に
冷却させることができるのでその冷却時間は著しく短縮
し、全操作時間も従来装置によるより半分近くにするこ
とができるようになる。

第２図においては、加熱器５の上部に冷却器９を設置し
た場合を図示しであるが、その位置関係は例えば逆でも
よく、要は加熱器５と冷却器９が連動して移動し、元の
加熱器５の位置に冷却器９が来るように構成されていれ
ばよいものである。

第３図は冷却器の一例として、水冷コイルを使用する場
合の、冷却器９の詳細を示すものである。

第３図において、１５はカーボンあるいはステンレス等
の金属製の円筒で、その上下には、加熱および溶接中の
輻射熱を遮蔽するだめのモリブデン等を用いた熱遮蔽カ
バー１６を設けている。

円筒１５の内面は輻射熱を吸収しやすくさせるため、あ
らかじめ黒体化処理を施こしている。

この円筒１５の外面にはステンレス等の金属製の水冷コ
イル１７を螺旋状に密着して巻きつけ、これに水を循環
させて円筒１５の冷却を続ける。

１８は、本体１５，１６．１７を連結棒１０に取付ける
だめの取付治具である。

以下、本発明装置を第４図を参照しながら、より具体的
に説明する。

第４図ａは本発明装置の側断面図、第４図すは平面図で
ある。

第４図において、第１〜３図と同一符号は、それら図面
で説明したのと同一個所を示す。

従来装置にも、加熱器５を取付けるだめの連結棒１０ａ
、１０ｂが設けられているのでこれを利用して冷却器
９を取付ける。

すなわち連結棒は第４図すに示すように４本あり、この
うち１０ｂ。

１０ｂの２本は、第１図に示したようにネジ加工されて
おり、これをモータ１１（こ＼では図示されていない）
で回転させることにより、加熱器５、冷却器９を上下に
移動及び移動後の保持をする機能をもだせている。

これに対し他の２本、すなわち１０ａ 、１０ａは単に
加熱器５、冷却器９の上下移動を滑らかにするために設
けたスライド用の連結棒である。

これら４本の連結棒は耐熱性をもたせるために内部を水
冷しうるように構成しておくことが好ましい。

なお図中、１３はネジ加工していない連結棒のシール部
を表わす。

本発明装置における冷却器９は、従来装置の加熱器５の
取付は手段と同様に、取付治具１を介して連結棒１０
ａ 、１０ ａ ｔ １０ ｂ 、１０ ｂに取付けら
れ、加熱器５と連動して移動するようになっているもの
である。

また本発明の冷却器９の水冷コイル１７に循環させる冷
却水は、第４図ａに矢印で示すように、４本の連結棒の
うち、例えばスライド用連結棒１０ａ 、１０ａを利用
して溶接室７の外部から水を導入し、可撓性、耐熱性水
冷コイル１９を介して冷却器９の水冷コイル１７に供給
し、導出するようにするのが好ましい。

この水冷コイル１７は、冷却器９の位置の変動Ｏこより
伸縮しうるものでなくてはならず、また熱に耐えるもの
でなくてはならぬので、可撓性、耐熱性でなくてはなら
ない。

以上説明した第４図に示す装置を使用して、真空下で接
合温度９５０℃の下で炭素鋼を拡散接合した場合の冷却
効果を、第５図のグラフに示す。

第５図において横軸は時間、縦軸は温度を表わし、曲線
１は従来装置を使用した場合の、曲線２は本発明装置を
使用した場合の冷却曲線を示すものである。

従来装置によると、特に７５０℃以下からの冷却時間が
非常に緩かであるのに対し、本発明装置によると７５０
℃以下でも冷却速度は速く、溶接体の酸化及び取出し作
業の問題がなくなる３００℃の温度Ｏこ壕で冷却するの
に、従来装置を使用する場合の約九の４．５時間で達す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の拡散溶接装置の概略図、第２図は本発明
の拡散溶接装置の概略図、第３図は本発明装置に使用す
るに適した冷却器の概略図、第４図は本発明の拡散溶接
装置の一具体的な説明図で、第４図ａはその側断面図、
第４図すはその平面図、第５図は本発明装置の効果を示
すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 拡散溶接終了時に、加熱器の位置した部位に移動し
   うるよう（こ、黒体化処理した円筒体の外面に冷媒導通
   用コイルを螺旋状に密着して巻きつけた冷却器を前記加
   熱器と連動させて設けたことを特徴とする冷却器を内蔵
   した拡散溶接装置。