JPS6349385A - 超音波溶接方法 - Google Patents
超音波溶接方法Info
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- JPS6349385A JPS6349385A JP19255686A JP19255686A JPS6349385A JP S6349385 A JPS6349385 A JP S6349385A JP 19255686 A JP19255686 A JP 19255686A JP 19255686 A JP19255686 A JP 19255686A JP S6349385 A JPS6349385 A JP S6349385A
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は超音波溶接方法に係り、特にアルミニウムなど
の低強度材の溶接に好遍な超音波溶接方法に関する。
の低強度材の溶接に好遍な超音波溶接方法に関する。
全屈−金属間あるいは金属−非金属間を接合するとき、
一般の融接では健全な接合部が得られないような材料の
接合が要求される場合、または異種材料間の接合が要求
される場合などには固相接合が適用される。この固相接
合法には摩擦圧接、爆発接合、拡散接合、超音波接合な
どがあり、特に超音波接合はいかなる大気中においても
短時間に容易に接合ができ、しかも大量生産が可能であ
るなどの利点から、近年広く実用に供されている。
一般の融接では健全な接合部が得られないような材料の
接合が要求される場合、または異種材料間の接合が要求
される場合などには固相接合が適用される。この固相接
合法には摩擦圧接、爆発接合、拡散接合、超音波接合な
どがあり、特に超音波接合はいかなる大気中においても
短時間に容易に接合ができ、しかも大量生産が可能であ
るなどの利点から、近年広く実用に供されている。
この超音波溶接とは被溶接物を重ね合わせて溶接チップ
と下部台との間に挾持し、静加圧をかけて超音波振動さ
せて溶接を行なうものである。
と下部台との間に挾持し、静加圧をかけて超音波振動さ
せて溶接を行なうものである。
この超音波溶接は、スポットまたはシームの形態で行な
われアルミニウムまたはアルミニウム合金の箔や薄板の
溶接に用いられている。あらゆるアルミニウム材は超音
波溶接によって溶接可能であるが、溶接性は材料の種類
や質別によって異なり、比較的低強度のアルミニウム材
では抵抗スポット溶接部、あるいはシーム溶接部と同程
度、高強度のアルミニウム材では溶融部や熱影響部がな
くナゲツトが大きいため、抵抗溶接部より高い強さが得
られる。
われアルミニウムまたはアルミニウム合金の箔や薄板の
溶接に用いられている。あらゆるアルミニウム材は超音
波溶接によって溶接可能であるが、溶接性は材料の種類
や質別によって異なり、比較的低強度のアルミニウム材
では抵抗スポット溶接部、あるいはシーム溶接部と同程
度、高強度のアルミニウム材では溶融部や熱影響部がな
くナゲツトが大きいため、抵抗溶接部より高い強さが得
られる。
なお、この超音波溶接法については多くの論文に記載さ
れており、これらの論文としては精密機械１９８４年６
月号第９７０頁、自動車のアルミ化技術ガイド（接合線
）第６４頁、金属１９８６年６月号第５４頁などに記載
されたものがある。
れており、これらの論文としては精密機械１９８４年６
月号第９７０頁、自動車のアルミ化技術ガイド（接合線
）第６４頁、金属１９８６年６月号第５４頁などに記載
されたものがある。
上述したように超音波溶接法は、アルミニウム材の薄板
の溶接に広く用いられているが、低強度のアルミニウム
材を溶接する場合には疲労クラックが生じ溶接部の強度
が比較的低いという間開があった。
の溶接に広く用いられているが、低強度のアルミニウム
材を溶接する場合には疲労クラックが生じ溶接部の強度
が比較的低いという間開があった。
一般に同−加圧力下では超音波の振幅や周波数を大きく
して摩擦エネルギを増大させることによって強固な接合
が得られるが、アルミニウムや銅のような弾性係数の小
さい材料では、塑性変形による加工硬化を受けやすく、
接合部近傍に疲労クラックが発生しやすい。このため摩
擦エネルギを増大させることができないという間皿があ
った。
して摩擦エネルギを増大させることによって強固な接合
が得られるが、アルミニウムや銅のような弾性係数の小
さい材料では、塑性変形による加工硬化を受けやすく、
接合部近傍に疲労クラックが発生しやすい。このため摩
擦エネルギを増大させることができないという間皿があ
った。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単な
方法で低強度アルミニウム材を強固に接合することので
きる超音波溶接方法を提供することを目的とする。
方法で低強度アルミニウム材を強固に接合することので
きる超音波溶接方法を提供することを目的とする。
本発明は上記の目的を達成するために、被溶接部材を重
ね合わせて超音波により溶接を行なう超音波溶接方法に
おいて、前記被溶接部材の溶接部位及びその周辺に塑性
加工を施した後に、この塑性加工が施された部位を突き
合わせて超音波溶接を行なうようにしたものである。
ね合わせて超音波により溶接を行なう超音波溶接方法に
おいて、前記被溶接部材の溶接部位及びその周辺に塑性
加工を施した後に、この塑性加工が施された部位を突き
合わせて超音波溶接を行なうようにしたものである。
上記の方法によると、塑性加工によって溶接部位及びそ
の周辺の被溶接部材の引張強度が大となり、疲れ強度が
向上し、疲労クラックが生じないので大きい摩擦エネル
ギを入力して超音波溶接を行なうことができ、より大き
な接合部を形成することが可能となり１強固な接合部を
得ることができる。
の周辺の被溶接部材の引張強度が大となり、疲れ強度が
向上し、疲労クラックが生じないので大きい摩擦エネル
ギを入力して超音波溶接を行なうことができ、より大き
な接合部を形成することが可能となり１強固な接合部を
得ることができる。
以下、本発明に係る超音波溶接方法の一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
第１図に本発明の一実施例を示す。第１図（ａ）に示す
アルミニウム合金により形成された板状の被溶接部材１
を、（ｂ）に示すように平坦な下型２上に載置し、この
被溶接部材１の溶接部位に肩の曲率の大きいポンチ３に
より図示せぬプレス装置を用いてプレスし、凹部１ａを
形成する。このように凹部１ａが形成された２枚の被溶
接部材１を、（Ｑ）に示すように平坦面を突き合わせて
下部台４上に載置し、超音波溶接チップ５を凹部１ａに
当接押圧させて、図示せぬ超音波溶接機により超音波溶
接を実施する。
アルミニウム合金により形成された板状の被溶接部材１
を、（ｂ）に示すように平坦な下型２上に載置し、この
被溶接部材１の溶接部位に肩の曲率の大きいポンチ３に
より図示せぬプレス装置を用いてプレスし、凹部１ａを
形成する。このように凹部１ａが形成された２枚の被溶
接部材１を、（Ｑ）に示すように平坦面を突き合わせて
下部台４上に載置し、超音波溶接チップ５を凹部１ａに
当接押圧させて、図示せぬ超音波溶接機により超音波溶
接を実施する。
次に本実施例の作用及び効果を説明する。第１図（ｂ）
に示すように被溶接部材１にプレス加工することにより
、凹部１ａの引張強度が大となる。
に示すように被溶接部材１にプレス加工することにより
、凹部１ａの引張強度が大となる。
例えば被溶接部材１がアルミニウム材Ａ １１００の場
合、焼きなまし材の引張強度は約９ｋｇｆ／１ｆｆ１１
２であるが、プレス加工を行なうことにより約２０ｋｇ
ｆ／ａ＋”まで上昇する。引張強度が大になる程疲れ強
さが向上するが、この実験結果を第２図に示す。第２図
に示すように各種のアルミニウム合金の引張強度が大き
くなる程疲れ強度は大きくなっている。そして疲れ強度
が大きくなれば超音波溶接に際して大きな摩擦エネルギ
を入力してもクラックなどの発生をなくすことができ、
より大きな接合部が形成でき接合強度を強固にすること
ができる。
合、焼きなまし材の引張強度は約９ｋｇｆ／１ｆｆ１１
２であるが、プレス加工を行なうことにより約２０ｋｇ
ｆ／ａ＋”まで上昇する。引張強度が大になる程疲れ強
さが向上するが、この実験結果を第２図に示す。第２図
に示すように各種のアルミニウム合金の引張強度が大き
くなる程疲れ強度は大きくなっている。そして疲れ強度
が大きくなれば超音波溶接に際して大きな摩擦エネルギ
を入力してもクラックなどの発生をなくすことができ、
より大きな接合部が形成でき接合強度を強固にすること
ができる。
上記実施例ではプレス加工により引張強度を大きくする
場合について説明したが、被溶接部材１が小さい場合に
は被溶接部材１全体に引張りなどにより塑性加工を施し
てもよい。また被溶接部材１があらかじめプレス成形さ
れる場合は、超音波溶接部にも同時にプレスにより押圧
するようにしてもよい。そしていずれの場合も前加工と
しての塑性加工による変形量は、溶接中の変形が５％以
下であることから５％以上であることが望ましい。
場合について説明したが、被溶接部材１が小さい場合に
は被溶接部材１全体に引張りなどにより塑性加工を施し
てもよい。また被溶接部材１があらかじめプレス成形さ
れる場合は、超音波溶接部にも同時にプレスにより押圧
するようにしてもよい。そしていずれの場合も前加工と
しての塑性加工による変形量は、溶接中の変形が５％以
下であることから５％以上であることが望ましい。
上述したように本発明によれば、低強度部材を超音波溶
接するときの前加工として、溶接部位及びその周辺に塑
性加工を施したので、その部分の引張強度が大となりク
ラックを発生させることなく、大きい摩擦エネルギを入
力して超音波溶接を行なうことが可能となり１強固な接
合強度を得ることができるという効果を奏する。
接するときの前加工として、溶接部位及びその周辺に塑
性加工を施したので、その部分の引張強度が大となりク
ラックを発生させることなく、大きい摩擦エネルギを入
力して超音波溶接を行なうことが可能となり１強固な接
合強度を得ることができるという効果を奏する。
第１図は本発明に係る超音波溶接方法の一実施例による
工程を示す縦断面図、第２図はアルミニウム合金の引張
強度と疲れ強さとの関係の実験結果を示すグラフである
。 １・・・被溶接部材、 １ａ・・・凹部（塑性加工部）。
工程を示す縦断面図、第２図はアルミニウム合金の引張
強度と疲れ強さとの関係の実験結果を示すグラフである
。 １・・・被溶接部材、 １ａ・・・凹部（塑性加工部）。
Claims (4)
- （１）被溶接部材を重ね合わせて超音波により溶接を行
なう超音波溶接方法において、前記被溶接部材の溶接部
位及びその周辺に塑性加工を施した後に、この塑性加工
が施された部位を突き合わせて超音波溶接を行なうこと
を特徴とする超音波溶接方法。 - （２）被溶接部材はアルミニウムで形成されたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波溶接方法。 - （３）塑性加工はプレス加工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項記載の超音波溶接方法
。 - （４）塑性加工は引張加工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項記載の超音波溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192556A JPH0724942B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 超音波溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192556A JPH0724942B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 超音波溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6349385A true JPS6349385A (ja) | 1988-03-02 |
| JPH0724942B2 JPH0724942B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=16293240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61192556A Expired - Lifetime JPH0724942B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 超音波溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724942B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4930044A (en) * | 1988-08-25 | 1990-05-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin-film capacitor and method of manufacturing a hybrid microwave integrated circuit |
| US5563764A (en) * | 1993-12-24 | 1996-10-08 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic substrate having lower electrode for forming thin-film condenser |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58388A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Toshiba Corp | 超音波溶接における溶接部構造 |
-
1986
- 1986-08-18 JP JP61192556A patent/JPH0724942B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58388A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Toshiba Corp | 超音波溶接における溶接部構造 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4930044A (en) * | 1988-08-25 | 1990-05-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin-film capacitor and method of manufacturing a hybrid microwave integrated circuit |
| US5563764A (en) * | 1993-12-24 | 1996-10-08 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic substrate having lower electrode for forming thin-film condenser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0724942B2 (ja) | 1995-03-22 |
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