JPS59156574A - 部材内部の抵抗接合方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、外部から接合部を直接加熱することが不可能
な構造体内部のａｉ数の特定部位を局部集中加熱により
接合する抵抗接合方法及び装置に関する。

〔従来技術〕

抵抗通電加熱は内部に隠された接合面近傍全集中的に加
熱するのに鰻も有効な熱源である。しかし部材内部の電
流分布は電極間通電経路の抵抗値に反比例した分布とな
る。従って、電極から各接合面までの距離に差がある場
合には、電極に近い接合面のみが集中的に加熱されるだ
けで遠くの接合面を加熱できないという問題があった。

このため従来は、部材内部の特定部位の接合に炉中ある
いは真空ろう付や拡散接合が用いられてきた。第１図は
炉中ろう付の従来例を示す。図において、接合部材ｌは
接合部にろう材２ｔ−挿入して雰囲気炉４の中にセット
され、排気装置９と不活性ガス貯蔵容器１０のバルブ８
を操作し、炉中全不活性雰囲気とした状態で加熱ヒータ
３によシ接合材ｌの全体全加熱し、ろう付される。ろう
付温度は熱電対５で接合部材１の温度を検出し、ヒータ
用電源６にフィードバックして制御している。

本接合法は技術的に簡単な接合法であるが、しかし次の
ような問題がある。す７ンわち、接合部材全体が加熱さ
れるため母材の結晶粒粗大化等の熱劣化が生じること及
び製品設配で部材に熱破損するような部品が取シ付けら
れている場合の接合ができないこと、不活性雰囲気にす
る工程や加熱工程に時間がかが多生産性に劣ること等で
ある。ｍ２図は拡散接合の従来例を示す。図において、
接合部材１は対面させたＦ＃接付すべき部位のみが接触
するように接合面が加工されている。接合は−Ａ空容５
１１中で加圧と加熱を加え長時間保持して行っている。

本接合法は、接合面の大きさに関係なく閤強度の接合が
可能であるが、全体加熱の接合法であるため前記ろう付
と同様の問題点金有している。またさらに、接合面の加
工精度が商くなければならないという問題もある。

〔開明の目的〕

本発明の目的は、外部から接合部を直嵌加熱する手段が
ない構造体内部の複数箇所の特定部位全接合する場合に
おいて、接合部近傍以外の部材温Ｋを低くでき、しかも
大気中で短時間に接合でき、全域金回に渡シ高品質で均
一な接合部の得られる抵抗接合方法及び装置ｔ’ｒ提供
することである。

〔開明の概要〕

本発明の特徴は、第１に電極から遠い位置の接合部から
先に電気的接触が生じる接合部構造としかつ接合面に母
材よシ低融点のインサート材を挿入した点、第２にイン
サート材中に少量の高融点金属粒を混入した点、第３に
加圧力及び接合電流を通電面積の増加に伴い変化させた
点でおる。第１の点によシ、構造体内部で電極からの距
離が異なる複数箇所の接合部位を時分割的ニテｕ、ｓル
ｉ；全部位均等に／ｌｊ６部〃ロ熱することができ、第
２及び第３の点により全接合面をボく′ド等の欠陥のな
い高品質な１♂・部とすることができる。

まずへ合法の基本的な手法を図を用いて説明する。

第３図は丸棒の突合せ面に３箇所の接合部位がある場合
の本接合法に必要な装置構成の一例を示す図で、第４図
は接合の進行状況全拡大して模式的に示した図である。

第３図において接合部位は凸部及び凹部の形状に加工さ
れておシ、凹部にインサート材が充填されている。凸部
の高さは四部の深さと同等かあるいはそれよ勺低くして
おシ、電極から遠い部位の凸起が最も高く電極に近い程
順次高さを低くしている。電極は丸棒の上下接合部材に
り／グ状に取シ付けている。接合電流は電源２１よシ溶
接トランス２０ｔ？介して供給される。

接合進行状況は電気抵抗変化からモニタリングし、主通
電路が電極より遠い部分から近い部分に移行する時Ｍを
割シ出し、加圧力及び接合電流を順次増加させ接合全行
う。第４図において、インサート材には母材よシ低融点
でぬれ性の良い金属粉末２７と母材と同等かそれ以上の
融点を有する金属粒２８を少量混合したものを用いてい
る。第４図を用いて接合過程を説明すると、まず通電開
始時（Ａ）では遥′成部は中央の接合部５０にのみ限定
されておシ、この部分が加熱されてインサート材の低融
点金属粉末２７が溶融を開始する。これが（Ｂ）の状態
である。この時点ではインサート材中の高融点金属粒２
８が加圧力？支えているため両側の接合部５１．５２に
は末だ電流は流れていない。中央の接合部５（ｌｆ母材
の融点近くに加熱され、母材あるいは高融点金属粒２８
の少なくとも一方が軟化圧壊した後に初めて両側の接合
部５１゜５２に電流が流れ始める。高融点金属粒２８の
役割は、両側の接合部位５１．５２のインサート材が溶
融する時点において、中央の接合部位５ｏのインサート
材が未だ溶融あるいは軟化の状態に保たれているように
、この部分を加熱させることである。この効果によシ、
両側の接合部位５１゜５２のインサート材を浴一時に加
圧排出できるようになる。

第５図は、第３図の接合中の電極間抵抗及び電極変位の
変動を示したもので、ｔｌは接合界面の接触抵抗が消失
した時期、ｔ！は接合部位５０のインサート材のうち低
融点金属粉末が軟化溶融した時期ｔ３は高融点金属粒あ
るいは母材が軟化した時期、ｊ４は通電部が両側の接合
部位５１゜５２に移行した時期、ｔｓは接合部位５１．
５２のインサート材が溶融した時期ヲ表わす。このよう
に電極間抵抗及び電極変位のどちらかでも接合の進行状
況を監視することができる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第６図は、大径の丸棒内部に２ケ所細孔が設けられてい
る部材の突合せ接合を示す図で、接合部は細孔の周辺及
び丸棒の外周部である。両接合面には予め接合箇所凹凸
の加工を施してあり、凹部に粉末状のインサート材を充
填している。インサート材の量は、電極から培い位置程
多くし先に電気的接触が起るようにしている。電極は上
下共４分割されており、上下１ｍの電極に対し１ケの溶
接トランス４２と電流制御装置４３が接続されている。

そして各電極対に流す電流は独立に制御されている。接
合手順は、まず接合部材３７會を極３０〜３３．３０’
〜３３′に取シ付け、電極を介して加圧治具３９によυ
加圧する。次に溶接トランス４２を介して電源４４よ多
接合電流を上下部材間に流す。このとき、各電極対には
同一の電流が流れるように制御する。接合中の電極間の
抵抗は、′成極閾電圧とＣＴ４５によシ検出した電流値
から演算回路４８により検出し、その抵抗値の変化から
通電部位が内部の接合面から外周の接合面に移行する時
期を割シ出す。そして同時に接合１ｉｔ流を増加させ、
一定時間通電後接合を終了する。

本実施例によれば、電極から遠い位置の接合面から順次
通電加熱され、通電面積の広さに応じて接合電流を自動
的に変えられるため、部材内部の複数の接合部位を均一
に接合できる。

また、短時間に大電流を通電することにより局部的な加
熱で接合できるため、周辺に熱劣化あるいは熱破損する
部品が付属している部材でも接合することができる。

この実施例においては、電極から遠い位置の接合部位が
インサート材を多くすることによって先に接触するよう
にしたが、部材の突起を高くしても同様の効果が得られ
る。

また、部材に突起金膜ける換わシに突起に相当する別の
補助部材を用い、補助部材の上下面と各接合部材間にイ
ンサート材を挿入して両面を接合する構造としても良い
。

第７図は、差圧伝送器に本発明を適用した場合の接合部
構造及び電極の取付は方法を示す。また第８図は、接合
前と接合後における接合部の状態を一部拡大して示した
図である。第７図においてセンサヘッド部５３の胴体は
直径３０簡の丸棒内に直径ｌ■の穴が２本設けられた形
状で、ダイヤフラム部５４は円盤を立てた外観形状を呈
している。接合部位は、両部材の境界面の中の圧力伝達
管６０．６１の外周部である。そして、両部材の接合位
置には溝が設けられており、溝の中には部材と同質のス
テンレス鋼の補助部材６３．６４が挿入されている。ま
た第８図（尋に示すように、補゛　動部材６４と両部材
５３．５４の界面にはＮｉ基合金のインサート材６５ｔ
−給電電極から遠い位置程厚くなるような形状で挿入し
ている。また補助部材６４の内壁と溝の内壁との間隙は
０．１−以下とし、かつ溝の外周位置には湯溜め用の空
間６６を設けた構造としておシ、溶融したインサート材
６７が圧力伝達管の中に流入し管を塞ぐのを防止してい
る。第７図に戻って、上下の電極はそれぞれ２分割され
ておシ、各上下の電極対５５−５６゜５５’−５６’に
は別々の溶接トランス５７．５７’から電流が供給され
る構成としている。また上部電極５５．５７’は強制的
に水冷される構造としておシ、接合部からの熱が熱伝導
によってＩＣセンサ６２まで伝わらないようにセンサヘ
ッド部５３の胴体管冷却している。

本実施例によれば、■Ｃセンサを熱破損させることなく
圧力伝達管の外周部を大気中で完全に気密接合できるた
め、従来用いていた圧力伝達管内の小径パイプが不用と
なシ内部構造が簡単となると同時に浴接点数が少なくな
る。また、製造プロセスとしてセンサヘッド部とダイヤ
フラ、ム部を態別のラインで製造・検査し、最終的に両
者全接合して製品化するととが可能となるため、製品と
して完成したものの不良率が大幅に低減できる。これら
の結果、生産性の向上及び製造コストの低減が大幅に計
れるようになる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば、外部から接合部
を直接加熱できないような構造体内部の複数の接合部位
を、局部的な加熱により全接合部位を大気中で均一に接
合することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の炉中ろう付法の説明図、第２図は従来
の拡？接合會示す説明図、第３図は、本発明の実施例に
よる接合方法を行うために必要な装置構成図、第４図は
接合進行状況を示す説明図、第５図は接合中の電極変位
及び１！極間抵抗を示す線図、第６図は本発明の実施例
を示す構成図、第７図は差圧伝送器に対する本発明の実
施例を示す構成図、第８図はその場合の接合部の状態の
説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、部材内部の複数個の特定部位を接合する場合におい
   て、接合すべき面上に母材よシ低融点で母材に対しぬれ
   性の良いインサート材上挿入し、しかもインサート材形
   状あるいは部材の接合面形状を変え給電用電極から遠い
   位置にある接合部位置から電気的接触が起シ、かつイン
   サート材の軟化溶融に従い通電位置が順次電極側に近づ
   くような形状とし、加圧力を加え次状態で通電加熱する
   ことを特徴とする部材内部、の梃、抗接合、方法。