JPS5961582A

JPS5961582A - 加熱圧接機

Info

Publication number: JPS5961582A
Application number: JP17034582A
Authority: JP
Inventors: Sumiichi Shibuya; 渋谷　純市; Kazuhiro Takenaka; 一博竹中
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1984-04-07
Also published as: JPS649914B2

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】〔発明の技術分野〕本発明は等電性の被接合材′の接合部を通電加熱による
抵抗発熱と加圧による塑性変形によって一体化する加熱
圧接機に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に銅と銅あるいは銅とアルミニウム等、導電性母材
同志を接合する方法としては種々のものがあるが、その
接合の原理は接合部をいかに清浄に保ち、かつ接合する
導電性母材の原子同志の配列に伺んらかのエネルギーを
加えることによって、高品質の接合部（継手）を焼却に
容易に得るかにある。

そしてこれらの接合方法にはエネルギーの加え方によっ
て種々のものがある。すなわち接合部の材料が固相であ
るか液相であるかあるいは加圧が必要か否かによって融
接接合法、圧接接合法およびろう接接合法に分けられる
。

上記圧接接合法は他の２つの接合法と異なり、接合しよ
うとする母材自体を加圧あるいは加熱と加圧によって一
体化しようとする方法であシ、その接合部の品質評価に
他の２つの接合法による接合部の非破壊検査技術をその
まま適用することは錐かしい。すなわち、他の融接接合
法やろう接接合法で接合を行なった場合には接合部に済
融による組織の粗大化や異材があり、ある種の不連続部
ができる。これに対して圧接接合法では加圧あるいは加
圧と加熱の併用によって接合するため、接合部は一体化
しある種の不連続部も極めて限られた面にしか発生しな
い。このため従来の評価方法としては破壊試験で確認し
、確率的に保証するようにしているのが一般的である。

〔背景技術の問題点〕

上記構成によると、再現性の良い加熱圧接法で接合した
場合にはその接合部が非常に狭く且つ同種一体化したも
のであるため、適切な接合条件を選択し破壊試験で評価
・確認しながら同一結果がある数得られれば良いものと
して確率的に保証する以外に品質の保証を判定すること
は離しかった。しかしながら、今後は高品質の継手部に
加熱圧接法が多く使用されるようになシ、従来よりもグ
レードの高い品質が要求されるため、−継手毎に品質を
安定させる必要がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは加熱圧接法によ多接合した
接合部を自動的にかつ容易に保証管理することができ品
質の高い接合部を得ることができる加熱圧接機を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明による加熱圧接機は、クランプに保持され軸方向
に圧接可能に設けられた１対の被接合材を通電加熱する
通電加熱機構と、この通電加熱機構を制御する通電制御
機構と、前記１対の被接合材の接合部の変形速度を設定
する変形速度設定機構と、上記接合部の変形速度を測定
する斐形速度測定機構と、この変形速度測定機構の測定
値と上記変形速度設定機構により設定した設定値とを比
較し測定値が設定値以上となったとき前記通電制御機構
に信号を出力し通電加熱機構による通電加熱を停止させ
る比較機構とを具備した構成である。

すなわち力０熱圧接法により被接合材を接合する場合あ
らかじめ変形速度設定機構により接合部の変形速度を設
定しておき、加熱圧接した場合の接合部の実際の変形速
度を変形速度測定機構によシ測定する。そしてこの測定
値と設定値を比較機構によシ比較し測定値が設定値に達
したら通電加熱制御機構にＧｊ号を出力し通電加熱餠を
伊舎會を停止させる構成である。

しだがって加熱圧接法により接合する接合部の品質を自
動的にかつ容易に保証有理することができ品質の良い接
合部を提供することができる。

〔発明の実施例〕

第１図を参照して本発明の第１の実施例を説明する。第
１図は加熱圧接機の概略構成を示す図である。図中符号
１および２は導電性の被接合部拐を示す。この被接合部
月１，２は共に非鉄金属の銅によシ構成されており図示
せぬ圧接機構により図中矢印で示す方向に圧接される構
成となっている。上記被接合部材１および２は拘束クラ
ンプ３および４によりそれぞれ保持されている。この拘
束クランプ３および４は通′トＩＬの電極をも兼だ構成
となっている。そしてこの拘束クランプ３および４には
通電制御機構としての通電制御設定器５を介して通電加
熱機構としての通電用゛電源６が接続されている。そし
て上記通電制御設定器６によシ前記被接合材１および２
の材質、接合面の平衡度、面荒さ、および断面状態から
決定される適正な電流値を設定する構成である。また図
中符号７は変形速度設定機構としての速度設定器を示す
。この速度設定器７によシ加熱圧接に必要な接合部の変
形速度Ｅ。を設定する構成である。そして前記被接合材
１および２の接合部近傍には速度測定機構旦が設けられ
ている。この速度測定機構互は接合部の変位を測定する
変位測定器９と、この変位測定器９の測定値をもとに接
合部の変形速度Ｅ８を算出する速度算出器１０とから構
成されている。そしてこの速度算出器１０によシ測定さ
れた変形速度Ｅｇと前記速度設定器７によシ設定された
変形速度Ｅ。は比較機構としての比較器１１によシ比較
される構成である。そしてこの比較器１１は測定した変
形速度Ｅ８が設定した変形速度Ｅ。に達したときに前記
通電制御設定器５に信号を出力し通電を停止させるよう
に構成さ亨構成′Ｃある〇以上の構成によるとまず通電制御設定器５によシ被接合
材１および２の接合部に適切な電流値を設定する。そし
て通電用電源６による通電を開始し同時に圧接機構によ
る１次加圧を開始する。これによって被接合判１および
２の接合部は加熱圧接される。そしてその際変位測定器
９によシ接合部の変位を測定しこの測定値をもとに速度
算出器１０によシ接合部の変形速度Ｅ８を算出し比較器
１１に入力する。比較器１ノはこの変形速度Ｅ８と速度
設定器７にょシあらがじめ設定された変形速度Ｅ。とを
比較し変形速度Ｅｓが設定された変形速度Ｅ。に達した
時、前記通電制御設定器５に通電を停止させる信号を出
力する。この信号にょシ通電は停止する。そのとき同時
に圧接機構による２次加圧が開始され接合面の材料を外
周方向にフローアウトさせる。

そして所定時間（例えば０，１秒以下）経過後２次加圧
が停止され加熱圧接が終了する。

次に以上の加熱圧接工程を第２図および第３図に示すタ
イムチャート図を参照して示す。第２図は従来の加熱圧
接法による場合を示し第３図は本実施例の場合をそれぞ
れ示す０そして第２図中人は位置セット、Ｂは加圧、Ｃ
は通電を示し、また第３図中Ｂ′は加圧、Ｃは通電をそ
れぞれ示す。従来は被接合材の塑性変形量によシ１次加
圧１通電、２次加圧を制御していた。すなわち接合プロ
セスは被接合材の塑性変形量（位置）によυ制御されま
ず１次加圧変形位置を設°定する。そして、通電による
加熱および１次加圧によシ上記被接合材が変形して上記
あらかじめ設定された１次加圧変形位置に達すると通電
が停止し、２次加圧が開始される。そして、所定時間経
過後２次加圧が停止して加熱圧接工程が終了する。これ
に対して本実施例では、速度設定器７により被接合材１
および２の接合部の変形速度Ｅ。をあらかじめ設定して
おき、速度測定器９によシ測定された実際の変形速度Ｅ
Ｂを測定し、この変形速度Ｅ８が上記変形速度Ｅ。

に達したとき通電および１次加圧から２次加圧への切換
を行なっているので、接合面のばらつきによる位置ずれ
等接合部の位置ずれを悪化させる要因を除くことができ
る。そして、第３図に示すように通電Ｃによって加圧Ｂ
が制御される構成となっているために接合面の状態で位
置的にあるいは時間的にずれが生ずることがあるが、接
合部の品質としては安定したものを得ることができる。

そして、従来のように破壊試験で計測、確認しながら同
一結果がある数得られれば良いものとし、確率的に品質
を保証していた場合と違って品質を保証しうる変形速度
をあらかじめ設定しておき、それによって同一の品質を
保証することができ品質の高い接合部を確実に提供する
ことができる０次に第４図を参照して第２の実施例を説明する◇すなわ
ち速度測定機構互は変位測定器１２とこの変位測定器１
２の測定値をもとに接合部の変形速度Ｅｓを算出する速
度算出器１３とから構成されている。上記変位測定器１
２は差動トランスを用いた変位計であり移動距離ｔ。が
ら１１まで求める測定器である。

以上の構成によると変位測定器１２にょシ接速度Ｅ８を
求める。以後前記第１の実施例と同様である。

第２．第５図を参照して第３の実施例を説明する。すな
わち速度設定機構互は変位測定器１４とこの変位測定器
１４の測定値をもとに変形速度Ｅ８を算出する速度算出
器１５とから構成されている。上記変位測定器１４は拘
束クラン変形速度Ｅ８を求める構成である。以後前記第
１および第２の実施例と同様である。

次に娘６図を参照して第４の実施例を説明する。すなわ
ち前記第３の実施例において拘束クランプ４の移動量を
測定したのに対して圧接機構の加圧シリンダ（図示せず
）の移動量を変位測定器１６により測定し、この移動量
をもとに速度算出器１７によシ変形速度Ｅ８を算出する
構成である。以後前記第１ないし第３の実施例と同様で
ある。

次に第７図を参照して第５の実施例を説明す１９に入力
して変形速度Ｅｓを算出する構成であ・る。以後の操作
は前記第１ないし第４の実施例と同様である。以上箱２
ないし第５の実施例においても第１の実施例と同様の効
果を奏することができ品質の高い接合部を自動的にかつ
容易に得ることができる。また被接合材としては銅に限
ったことではなく銅と鉄、銅とオーステナイト系ステン
レス鋼、銅とセラミック等鉄系。

非鉄系および混合材料を適宜組合せた場合にも適用でき
ることはいうまでもない。

なお第１の実施例と同一部分には同一符号を付して示し
、同一構成部分についてはその説明を省略した。

〔発明の効果〕

本発明による加熱圧接機は、クランプに保持され軸方向
に圧接可Ｓ”ｔシに設けられた１対の被接合側を通電加
熱する通電加熱機構と、この通電加熱様＋１４を１制御
する通電１ｉｉｌ制御機構と、前記１対の被接舎利の接
合部の変形速度を設定する変形速度設定機構と、上記接
合部の変形速度を測定する変形速度測定機４）１ｑと、
この変形速度測定機構の測定値と上記変形速度設定機構
により設定した設定値とを比較し、測定値が設定値以上
となったとき、前記通電制御機構に信号を出力し通電加
熱機構による）Ｉｌ１１電加熱を停止させる比較機構と
を具備した構成である。

すなわち加熱圧接法により被接合材を接合する場合、あ
らかじめ変形速度設定機構により接合部の変形速度を設
定しておき、加熱圧接した場合の接合部の実際の変形速
度を変形速度測定機構により　ｆｆ１１１定する。そし
てこの測定値と設定値を比較機構によシ比較し、測定値
が設定値に達したら通電加熱制御機構に信号を出力し、
通電加熱納デチトチを停止させる構成である。

したがって、加熱圧接法により接合する接合部の品質を
自動的にかつ容易に保証管理することができ品質の良い
接合部を提供することができる等その効果は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す加熱圧接機の概略
構成図、第２図および第３図は従来と本実居も場合とを
比較する為のタイムチャート図、第４図は第２の実施例
を示す加熱圧接機の概略構成図、第５図は第３の実施例
を示す同上図、第６図は第４の実施例を示す同上図、第
７図は第５の実施例を示す同上図である。１．２・・・被接合材、３，４・・・拘束クランプ、５
・・・通電制御設定器（通電制御機構）、６・・・通電
用電源（通電加熱機構）、７・・・速度設定器（速度設
定機構）、旦・・・速度測定機構、９・・・変位測定器
、１０・・・速度算出器、１１・・・比較器（比較機構
）。矛２図矛３図、＄５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　クランプに保持され軸方向に圧接可能に設け
られた１対の被接合材を通電加熱する通電加熱機構と、
この通電加熱機構を制御する通電制御機構と、前記１対
の被接合材の接合部の変形速度を設定する変形速度設定
機構と、上記接合部の変形速度を測定する変形速度測定
機構と、この変形速度測定機構の測定値と上記変形速度
設定機構によシ設定した設定値とを比較し測定値が設定
値以上となったとき前記通電制御機構に信号を出力し通
電加熱機構による通電加熱を停止させる比較機構とを具
備したことを特徴とする加熱圧接機。
（２）上記速度測定機構は接合部の変位を測定する変位
測定器と、この変位測定器の測定値をもとに変形速度を
算出する速度算出器とから構成されたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載ｄ加熱圧接機。
（３）前記速度測定機構は、差動トランスを用いた変位
計として構成され接合部の変位を測定する変位測定器と
、この変位測定器の測定値をもとに変形速度を算出する
速度詣：出器とから構成されたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の加熱圧接機。
（４）前記速度測定機構は接合部の変位を測定する光セ
ンサとこの光センサの測定値をもとに変形速度を算出す
る速度算出器とから構成されたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の加熱圧接機。