JPS61115688A - 異種金属の接合方法 - Google Patents
異種金属の接合方法Info
- Publication number
- JPS61115688A JPS61115688A JP59234563A JP23456384A JPS61115688A JP S61115688 A JPS61115688 A JP S61115688A JP 59234563 A JP59234563 A JP 59234563A JP 23456384 A JP23456384 A JP 23456384A JP S61115688 A JPS61115688 A JP S61115688A
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- JP
- Japan
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- steel
- energy beam
- metals
- metal
- dissimilar metals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
- C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
- C22C29/067—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds comprising a particular metallic binder
-
- 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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
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】
産業上の利用分野
本発明は異種金属でかつ融点が極端に異なる材料の接合
法に関するものである。
法に関するものである。
発明が解決しようとする問題点
従来よシ異種金属の溶接では、溶接面にクラスフが発生
したり、異種金属同志が反応して金属間化合物が生成し
たりするので困難とされている。
したり、異種金属同志が反応して金属間化合物が生成し
たりするので困難とされている。
例えば超硬合金と鋼を溶接すると超硬合金の主成分であ
るｗｅとＦｅが反応しく Ｆｅ ３Ｗ３ ） ＣのＭ６
Ｃ相を生成され、合金強度が著しく劣化する。したがっ
て超硬合金と鋼の接合ではロー付は方法が、一般的に行
なわれている。ロー付けの場合は超硬合金と鋼の双方を
６００〜９００℃まで加熱することによって接合するの
で、超硬と鋼の熱膨張差で超硬合金側に応力が発生する
。この熱応力によるキレツ発生、変形等の問題が出てく
る。
るｗｅとＦｅが反応しく Ｆｅ ３Ｗ３ ） ＣのＭ６
Ｃ相を生成され、合金強度が著しく劣化する。したがっ
て超硬合金と鋼の接合ではロー付は方法が、一般的に行
なわれている。ロー付けの場合は超硬合金と鋼の双方を
６００〜９００℃まで加熱することによって接合するの
で、超硬と鋼の熱膨張差で超硬合金側に応力が発生する
。この熱応力によるキレツ発生、変形等の問題が出てく
る。
超硬合金と鋼を加熱することなく接合するには超硬と鋼
の当接面のみを溶解接合するのが望ましい。これには電
子ビームあるいはレーザービームによって当接面をスリ
ット状に溶解して接合するのが望ました。高エネルギー
ビームにて溶解する時、ビームが照射される部分は５０
００〜１００００°Ｃに急速加熱となるので、溶接部分
とそれから１ ＦＷ７１１以上離れた部分の熱勾配が急
になり、合金が割れる場合が多い。更に、このような接
合時には、超硬合金と鋼との溶接ビードが画側へ傾いて
いく傾向にある。その超硬合金と鋼との接触面が溶接さ
れずに、亀裂として残存し、接合強度として十分でない
。このような亀裂を図示すると第１図になる。第１図は
超硬合金（１）と鋼材（２）を溶接した時に発生するキ
レン６，７を示す。キレン６は電子ビーム４が当接面に
照射された時熱勾配によって発生したキレンの伸展状態
を示す、ｔキレラフは電子ビームが先端部で、鋼材側（
２）を優先的に溶解した時、超硬側（＋ｌに熱応力によ
り発生した状態を示す。
の当接面のみを溶解接合するのが望ましい。これには電
子ビームあるいはレーザービームによって当接面をスリ
ット状に溶解して接合するのが望ました。高エネルギー
ビームにて溶解する時、ビームが照射される部分は５０
００〜１００００°Ｃに急速加熱となるので、溶接部分
とそれから１ ＦＷ７１１以上離れた部分の熱勾配が急
になり、合金が割れる場合が多い。更に、このような接
合時には、超硬合金と鋼との溶接ビードが画側へ傾いて
いく傾向にある。その超硬合金と鋼との接触面が溶接さ
れずに、亀裂として残存し、接合強度として十分でない
。このような亀裂を図示すると第１図になる。第１図は
超硬合金（１）と鋼材（２）を溶接した時に発生するキ
レン６，７を示す。キレン６は電子ビーム４が当接面に
照射された時熱勾配によって発生したキレンの伸展状態
を示す、ｔキレラフは電子ビームが先端部で、鋼材側（
２）を優先的に溶解した時、超硬側（＋ｌに熱応力によ
り発生した状態を示す。
問題点を解決するだめの手段
本発明者は超硬合金と鋼のような融点が極端に異なる材
料（超硬２５００°Ｃ１鋼１５００℃）の場合双方の融
点の差により大きな応力が発生すると考え、各種接合条
件を検討した。
料（超硬２５００°Ｃ１鋼１５００℃）の場合双方の融
点の差により大きな応力が発生すると考え、各種接合条
件を検討した。
本発明の１つの特徴は融点の異なる異種金属の接合では
、高融点側に高エネルギービームを照射することにより
、高融点側を優先的に溶解し、高融点合金の溶解熱によ
り、低融点合金を溶解させて接合するものである。
、高融点側に高エネルギービームを照射することにより
、高融点側を優先的に溶解し、高融点合金の溶解熱によ
り、低融点合金を溶解させて接合するものである。
しかしながら溶接を進めていくにしたがい、電子ビーム
による溶接ビードが鋼へ煩いてしまう。本発明者らは、
電子ビーム溶接条件を種々検討したが、良好な結果は得
られなかった。
による溶接ビードが鋼へ煩いてしまう。本発明者らは、
電子ビーム溶接条件を種々検討したが、良好な結果は得
られなかった。
本発明者らは、更に鋭意検討を加え、電子ビーム溶接を
行なう前に、超硬合金と鋼の当接面から１０順以内の範
囲で、予めビームをぼかした高エネルギービームを各々
の金属あるいは、一方の金属に照射した後に、異種金属
の当接面の０．１〜１羽内部に高エネルギービームを照
射して、溶接すると、前記種々の問題が解決できる方法
である事がわかった。この方法以外に接合体全体を予熱
した後に ）電子ビーム溶接を行なう方法もあるが、
異種金属間の熱膨張係数の違いによる収縮歪が生じ、十
分な接合強度が、得られない。
行なう前に、超硬合金と鋼の当接面から１０順以内の範
囲で、予めビームをぼかした高エネルギービームを各々
の金属あるいは、一方の金属に照射した後に、異種金属
の当接面の０．１〜１羽内部に高エネルギービームを照
射して、溶接すると、前記種々の問題が解決できる方法
である事がわかった。この方法以外に接合体全体を予熱
した後に ）電子ビーム溶接を行なう方法もあるが、
異種金属間の熱膨張係数の違いによる収縮歪が生じ、十
分な接合強度が、得られない。
したがって、この歪の差を少なくするために、電子ビー
ムで予め微少部分を加熱し、ついで溶接する方法を発明
したものである。
ムで予め微少部分を加熱し、ついで溶接する方法を発明
したものである。
また、前記予熱の効果は、単なる急勾配のための亀裂発
生防止効果のみでなく、次のような効果がいちじるしい
。すなわち、異種金属対は、温度による熱起電力を生じ
、接合面において溶接場所近傍は温度が高く、未溶接場
所は、温度が低い。
生防止効果のみでなく、次のような効果がいちじるしい
。すなわち、異種金属対は、温度による熱起電力を生じ
、接合面において溶接場所近傍は温度が高く、未溶接場
所は、温度が低い。
゛この温度差により電流が、流れるため、電子ビームは
偏向させられている。このため、溶接ビードが当接面と
傾いて溶接されるものである事が判ったのである。この
解決のために当接面からｌ Ｏｒｔｔｍ以内の範囲に予
め、ビームをぼかした高エネルギービームを照射する。
偏向させられている。このため、溶接ビードが当接面と
傾いて溶接されるものである事が判ったのである。この
解決のために当接面からｌ Ｏｒｔｔｍ以内の範囲に予
め、ビームをぼかした高エネルギービームを照射する。
この後に電子ビームで溶接すると良好な接合面が得られ
る事が明らかになったのである。この場合、特に電子ビ
ームを超硬合金側にする事により熱応力の低減が図れ、
接合強度も高いものが得られるので有効である。
る事が明らかになったのである。この場合、特に電子ビ
ームを超硬合金側にする事により熱応力の低減が図れ、
接合強度も高いものが得られるので有効である。
以下実施例で説明する。
第２図８の点線はビーム軌跡を示す。超硬側にビームを
入れると超硬合金の熱伝導率が良いので急な熱勾配が出
来ず、熱応力による割れも防止出来る。もしビーム位置
が超硬合金と鋼の当接面に当るとビームは融点の低い画
側に入り、鋼を優先的に溶解する。しかも鋼の熱伝導率
は超硬合金の約１／２でありい超硬側に十分な熱拡散が
行なわれない。したがってビード面で超硬側の熱勾配が
急になり割れの発生になる。
入れると超硬合金の熱伝導率が良いので急な熱勾配が出
来ず、熱応力による割れも防止出来る。もしビーム位置
が超硬合金と鋼の当接面に当るとビームは融点の低い画
側に入り、鋼を優先的に溶解する。しかも鋼の熱伝導率
は超硬合金の約１／２でありい超硬側に十分な熱拡散が
行なわれない。したがってビード面で超硬側の熱勾配が
急になり割れの発生になる。
本発明の構成は異種金属の接合において、高エネルギー
ビームを高融点側に０．１〜１．Ｏｍｍの範囲に照射す
ることにある。ビーム位置がＯ，Ｌｍｍ以下になると鋼
材側が優先的に溶解され好ましくない。一方１ｍを越え
ると鋼材側を溶解する熱量が不足す１″ る。好ましくは０２〜０．７ｍｍ位が最も良い。本発明
において高エネルギービームは電子ビームあるいはＶ−
ザービームが望ましい。
ビームを高融点側に０．１〜１．Ｏｍｍの範囲に照射す
ることにある。ビーム位置がＯ，Ｌｍｍ以下になると鋼
材側が優先的に溶解され好ましくない。一方１ｍを越え
ると鋼材側を溶解する熱量が不足す１″ る。好ましくは０２〜０．７ｍｍ位が最も良い。本発明
において高エネルギービームは電子ビームあるいはＶ−
ザービームが望ましい。
実施例
超硬リング（外径５０羽、内径４０ｍｍ、巾１５ ｍｍ
）を第３図の如く接合したメカニカルシールの製造を
試みだ。超硬ばＷＣ−１０％Ｃｏ １％Ｃ「合金、鋼
材はステンレス材を用いた。超硬とステンレスをロー付
けにて接合したが、熱膨張により、超硬リングに割れを
生じた。
）を第３図の如く接合したメカニカルシールの製造を
試みだ。超硬ばＷＣ−１０％Ｃｏ １％Ｃ「合金、鋼
材はステンレス材を用いた。超硬とステンレスをロー付
けにて接合したが、熱膨張により、超硬リングに割れを
生じた。
本発明の方法である予めぼかした電子ビームを条件とし
て１０１００ＫＶ８で当接面より５醇の領域に照射した
後に、電子ビームを絞り当接面より０．５１１ｊＩを超
硬側に照射した。電子ビームの条件として１５０ＫＶ８
０ｍＡにて超硬を溶解したところ鋼材と共に溶解し、完
全接合が可能となった。この時のビード幅は３間、ビー
ド深さは１５諒。超硬とステンレスは完全に接合し、キ
レンは全く見られなかった。
て１０１００ＫＶ８で当接面より５醇の領域に照射した
後に、電子ビームを絞り当接面より０．５１１ｊＩを超
硬側に照射した。電子ビームの条件として１５０ＫＶ８
０ｍＡにて超硬を溶解したところ鋼材と共に溶解し、完
全接合が可能となった。この時のビード幅は３間、ビー
ド深さは１５諒。超硬とステンレスは完全に接合し、キ
レンは全く見られなかった。
一万予めぼかした電子ビームを超硬とステンレスの当接
面近傍に当てなかった時、ビームはそれてステンレス側
にビードを形成し、超硬側にキレンが見られた。
面近傍に当てなかった時、ビームはそれてステンレス側
にビードを形成し、超硬側にキレンが見られた。
第１図は超硬と鋼材を電子ビーム浴接した時に発生する
キレンの状態を示す。ｌは超硬、２は鋼材、３は当接面
を示す。６，７はキレンを示す。第２図は本発明の方法
における溶解部ならびにビードの位置を示す。Ｉは超硬
、２は鋼材、３は当接面を示す。８はビームの軌跡、９
はビード形成面。 第３図は本発明の実施例のメカニカルシールリングの形
状を示す正面図。Ｉは超硬、ｌＯはステンレス、３は当
接面を示す。 方１図 ・ｆ〜４ １、′ 方２図 １〜４ 大３図
キレンの状態を示す。ｌは超硬、２は鋼材、３は当接面
を示す。６，７はキレンを示す。第２図は本発明の方法
における溶解部ならびにビードの位置を示す。Ｉは超硬
、２は鋼材、３は当接面を示す。８はビームの軌跡、９
はビード形成面。 第３図は本発明の実施例のメカニカルシールリングの形
状を示す正面図。Ｉは超硬、ｌＯはステンレス、３は当
接面を示す。 方１図 ・ｆ〜４ １、′ 方２図 １〜４ 大３図
Claims (3)
- （１）融点の異る異種金属の接合において、異種金属同
志の当接面から１０ｍｍ以内の範囲で予めビームをぼか
した高エネルギービームを、各々の金属あるいは一方の
金属に照射した後、異種金属の当接面から高融点金属側
の０．１〜１．０ｍｍ内部に高エネルギービームを照射
して溶接することを特徴とする異種金属の接合方法。 - （２）異種金属が超硬合金と鋼であり、高エネルギービ
ームを当接面の超硬合金側に照射し、当接面の一部また
は全部を溶接することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の異種金属の接合方法。 - （３）高エネルギービームが電子ビームあるいはレーザ
ービームであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項記載の異種金属の接合方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59234563A JPS61115688A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 異種金属の接合方法 |
| US06/737,397 US4628178A (en) | 1984-05-29 | 1985-05-23 | Tool for warm and hot forgings and process for manufacturing the same |
| DE19853519114 DE3519114A1 (de) | 1984-05-29 | 1985-05-28 | Werkzeug zum halbwarm- und warmschmieden sowie verfahren zum herstellen eines solchen werkzeugs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59234563A JPS61115688A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 異種金属の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61115688A true JPS61115688A (ja) | 1986-06-03 |
| JPH0512074B2 JPH0512074B2 (ja) | 1993-02-17 |
Family
ID=16972972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59234563A Granted JPS61115688A (ja) | 1984-05-29 | 1984-11-07 | 異種金属の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61115688A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019093436A (ja) * | 2017-11-27 | 2019-06-20 | 矢崎総業株式会社 | 異種金属の溶接方法 |
-
1984
- 1984-11-07 JP JP59234563A patent/JPS61115688A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019093436A (ja) * | 2017-11-27 | 2019-06-20 | 矢崎総業株式会社 | 異種金属の溶接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0512074B2 (ja) | 1993-02-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |