JP2000015448A - チタンとアルミニウムとの接合方法 - Google Patents
チタンとアルミニウムとの接合方法Info
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- JP2000015448A JP2000015448A JP18172598A JP18172598A JP2000015448A JP 2000015448 A JP2000015448 A JP 2000015448A JP 18172598 A JP18172598 A JP 18172598A JP 18172598 A JP18172598 A JP 18172598A JP 2000015448 A JP2000015448 A JP 2000015448A
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特殊設備や特殊な接合環境を必要とせずに、
大気中での接合を可能としたチタンとアルミニウムとの
接合方法を提供する。 【解決手段】 母材となるチタン系材料１とアルミニウ
ム系材料２との接合に先立って、チタン系材料１側の接
合面１ａに表面脱脂とブラスト処理を施した上、アルミ
ニウム系の溶射皮膜層３を形成するとともに、ＴＩＧ溶
接法にて溶融拡散処理を施す。溶融拡散処理後の溶射皮
膜層３を接合面としてチタン系材料１とアルミニウム系
材料２とを突き合わせて、アルミニウム系溶加材を用い
たＴＩＧ溶接もしくはアルミニウム系ろう材を用いたろ
う付け接合法により両者を接合する。
大気中での接合を可能としたチタンとアルミニウムとの
接合方法を提供する。 【解決手段】 母材となるチタン系材料１とアルミニウ
ム系材料２との接合に先立って、チタン系材料１側の接
合面１ａに表面脱脂とブラスト処理を施した上、アルミ
ニウム系の溶射皮膜層３を形成するとともに、ＴＩＧ溶
接法にて溶融拡散処理を施す。溶融拡散処理後の溶射皮
膜層３を接合面としてチタン系材料１とアルミニウム系
材料２とを突き合わせて、アルミニウム系溶加材を用い
たＴＩＧ溶接もしくはアルミニウム系ろう材を用いたろ
う付け接合法により両者を接合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チタン（チタン合
金を含む）と異種金属であるアルミニウム（アルミニウ
ム合金を含む）とを溶接もしくはろう付けにて強固に接
合する方法に関する。
金を含む）と異種金属であるアルミニウム（アルミニウ
ム合金を含む）とを溶接もしくはろう付けにて強固に接
合する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】純チタンやチタン合金であるチタン系材
料は、鉄系をはじめとする他の金属材料との異材溶接時
に硬くて脆い金属間化合物を形成するために基本的に異
材溶接そのものが不可能とされており、チタン系材料と
アルミニウム系材料との接合にはろう付け接合法のほか
爆発圧着や拡散接合等の方法が採用されている。
料は、鉄系をはじめとする他の金属材料との異材溶接時
に硬くて脆い金属間化合物を形成するために基本的に異
材溶接そのものが不可能とされており、チタン系材料と
アルミニウム系材料との接合にはろう付け接合法のほか
爆発圧着や拡散接合等の方法が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】チタン系材料とアルミ
ニウム系材料との接合に比較的多く用いられ高周波ろう
付け法や炉中ろう付け法は、アルゴンガス等の所定の雰
囲気ガス中もしくは真空中でのろう付け作業となるた
め、特に作業中にＨ，Ｏ，Ｎ，Ｃ等の成分を吸収しない
ように雰囲気調整を十分に行う必要があるばかりでな
く、専用の設備を必要とするために、設備費の高騰に伴
ってコストアップが余儀なくされる。
ニウム系材料との接合に比較的多く用いられ高周波ろう
付け法や炉中ろう付け法は、アルゴンガス等の所定の雰
囲気ガス中もしくは真空中でのろう付け作業となるた
め、特に作業中にＨ，Ｏ，Ｎ，Ｃ等の成分を吸収しない
ように雰囲気調整を十分に行う必要があるばかりでな
く、専用の設備を必要とするために、設備費の高騰に伴
ってコストアップが余儀なくされる。
【０００４】また、ろう付け法以外の爆発圧着や拡散接
合法は、ろう付け法以上に大型かつ特殊な設備が必要で
あり、特殊用途の接合にのみ採用されているのが実情
で、一般的な接合技術とは言い難いものである。
合法は、ろう付け法以上に大型かつ特殊な設備が必要で
あり、特殊用途の接合にのみ採用されているのが実情
で、一般的な接合技術とは言い難いものである。
【０００５】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、特殊設備や特定の雰囲気を必要とせずに、
大気雰囲気下でのチタン系材料とアルミニウム系材料と
の接合を可能とした接合方法を提供しようとするもので
ある。
れたもので、特殊設備や特定の雰囲気を必要とせずに、
大気雰囲気下でのチタン系材料とアルミニウム系材料と
の接合を可能とした接合方法を提供しようとするもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、純チタンまたはチタン合金であるチタン系材料とア
ルミニウムまたはアルミニウム合金であるアルミニウム
系材料とを接合するにあたり、チタン系材料側の接合面
にアルミニウム系材料を溶射材料として用いて溶射を施
す工程と、その溶射皮膜層に溶融拡散処理を施す工程
と、溶融拡散処理後の溶射皮膜層を接合面としてチタン
系材料とアルミニウム系材料とを突き合わせた上でＴＩ
Ｇ溶接またはろう付けを施して両者を接合する工程とを
含んでいることを特徴としている。
は、純チタンまたはチタン合金であるチタン系材料とア
ルミニウムまたはアルミニウム合金であるアルミニウム
系材料とを接合するにあたり、チタン系材料側の接合面
にアルミニウム系材料を溶射材料として用いて溶射を施
す工程と、その溶射皮膜層に溶融拡散処理を施す工程
と、溶融拡散処理後の溶射皮膜層を接合面としてチタン
系材料とアルミニウム系材料とを突き合わせた上でＴＩ
Ｇ溶接またはろう付けを施して両者を接合する工程とを
含んでいることを特徴としている。
【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明における溶射処理に先立ってチタン系材料の接合
面にブラスト処理を施すことを特徴としている。
の発明における溶射処理に先立ってチタン系材料の接合
面にブラスト処理を施すことを特徴としている。
【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明における溶射皮膜層の溶融拡散処理がＴ
ＩＧ溶接法によるものであることを特徴としている。
２に記載の発明における溶射皮膜層の溶融拡散処理がＴ
ＩＧ溶接法によるものであることを特徴としている。
【０００９】上記ブラスト処理の前もしくは後に接合面
の表面脱脂処理を行うのが望ましく、また、溶射皮膜層
の厚みは、それに続く溶融拡散処理の容易性、および溶
接接合の接合面となることを考慮すると、０．１〜１．
０ｍｍの範囲が望ましい。
の表面脱脂処理を行うのが望ましく、また、溶射皮膜層
の厚みは、それに続く溶融拡散処理の容易性、および溶
接接合の接合面となることを考慮すると、０．１〜１．
０ｍｍの範囲が望ましい。
【００１０】したがって、請求項１〜３に記載の発明で
は、チタン系材料の接合面となるべき部分に、ブラスト
処理、溶射、溶融拡散処理を大気雰囲気下で順に施した
上で、銀−アルミニウム系ろう材（Ａｇ−Ａｌ系ろう
材）、アルミニウム基ろう材（純アルミニウムやアルミ
ニウム合金をそのままろう材としたもの）等を用いて大
気雰囲気下でろう付けを施すか、もしくはアルミニウム
系の溶加材を用いて公知の方法によりＴＩＧ溶接を施
す。この方法によれば、母材となるチタン系材料の接合
面に溶融拡散したアルミニウム系溶射材料と、溶接材料
もしくはろう材、および相手側の母材となるアルミニウ
ム系材料との親和性がきわめて良好であるために、異種
金属同士の接合でありながら強固な接合力が得られる。
は、チタン系材料の接合面となるべき部分に、ブラスト
処理、溶射、溶融拡散処理を大気雰囲気下で順に施した
上で、銀−アルミニウム系ろう材（Ａｇ−Ａｌ系ろう
材）、アルミニウム基ろう材（純アルミニウムやアルミ
ニウム合金をそのままろう材としたもの）等を用いて大
気雰囲気下でろう付けを施すか、もしくはアルミニウム
系の溶加材を用いて公知の方法によりＴＩＧ溶接を施
す。この方法によれば、母材となるチタン系材料の接合
面に溶融拡散したアルミニウム系溶射材料と、溶接材料
もしくはろう材、および相手側の母材となるアルミニウ
ム系材料との親和性がきわめて良好であるために、異種
金属同士の接合でありながら強固な接合力が得られる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、特殊設備や特殊な環境
を必要とすることなしに、大気中において異種金属材料
であるチタン系材料とアルミニウム系材料との接合を容
易に実現できる効果がある。
を必要とすることなしに、大気中において異種金属材料
であるチタン系材料とアルミニウム系材料との接合を容
易に実現できる効果がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の好ましい実施の形
態を示す図であって、母材となるチタン系材料（純チタ
ンもしくはチタン合金）１と同じくアルミニウム系材料
（純アルミニウムもしくはアルミニウム合金）２とを接
合する手順について示している。
態を示す図であって、母材となるチタン系材料（純チタ
ンもしくはチタン合金）１と同じくアルミニウム系材料
（純アルミニウムもしくはアルミニウム合金）２とを接
合する手順について示している。
【００１３】同図（Ａ）に示すように、先ず一方の母材
となるチタン系材料１の接合面１ａに、表面脱脂と酸洗
とを施した上でブラスト処理を施す。
となるチタン系材料１の接合面１ａに、表面脱脂と酸洗
とを施した上でブラスト処理を施す。
【００１４】次いで、同図（Ｂ）に示すように、ブラス
ト処理が施された接合面１ａに、純アルミニウムもしく
はアルミニウム合金を溶射材料として用いて溶射を施
し、溶射皮膜層３を形成する。この溶射皮膜層３の膜厚
は、後述する溶融拡散処理の容易性や、その溶射皮膜層
３そのものが溶接接合面となる点等を考慮して０．１〜
１ｍｍの範囲に設定する。
ト処理が施された接合面１ａに、純アルミニウムもしく
はアルミニウム合金を溶射材料として用いて溶射を施
し、溶射皮膜層３を形成する。この溶射皮膜層３の膜厚
は、後述する溶融拡散処理の容易性や、その溶射皮膜層
３そのものが溶接接合面となる点等を考慮して０．１〜
１ｍｍの範囲に設定する。
【００１５】さらに、同図（Ｃ）に示すように、先に形
成された溶射皮膜層３にＴＩＧ溶接法にて溶融エネルギ
ーを与えてその皮膜層３に溶融拡散処理を施す。これに
より、母材であるチタン系材料１とアルミニウム系の溶
射皮膜層３との境界に溶融拡散層４が形成される。
成された溶射皮膜層３にＴＩＧ溶接法にて溶融エネルギ
ーを与えてその皮膜層３に溶融拡散処理を施す。これに
より、母材であるチタン系材料１とアルミニウム系の溶
射皮膜層３との境界に溶融拡散層４が形成される。
【００１６】続いて、同図（Ｄ）に示すように、上記溶
融拡散処理後の溶射皮膜層３を接合面として一方の母材
であるチタン系材料１と他方の母材であるアルミニウム
系材料２とを突き合わせた上、アルミニウム系の溶加材
料を用いながら常法によりＴＩＧ溶接を施して母材であ
るチタン系材料１とアルミニウム系材料２とを溶接接合
する。なお、溶接部を符号５で示す。
融拡散処理後の溶射皮膜層３を接合面として一方の母材
であるチタン系材料１と他方の母材であるアルミニウム
系材料２とを突き合わせた上、アルミニウム系の溶加材
料を用いながら常法によりＴＩＧ溶接を施して母材であ
るチタン系材料１とアルミニウム系材料２とを溶接接合
する。なお、溶接部を符号５で示す。
【００１７】もしくは、上記ＴＩＧ溶接に変えて、銀−
アルミニウム系ろう材あるいはアルミニウム基ろう材を
用いて母材であるところのチタン系材料１とアルミニウ
ム系材料２とをろう付け接合する。ろう材としては、例
えばＡｇ−３３Ａｌ、Ａｇ−５０Ａｌ、Ａｇ−３０Ａｌ
−Ｎｉ ｏｒ Ｍｎ、Ａｌプレージングシート等が適し
ている。
アルミニウム系ろう材あるいはアルミニウム基ろう材を
用いて母材であるところのチタン系材料１とアルミニウ
ム系材料２とをろう付け接合する。ろう材としては、例
えばＡｇ−３３Ａｌ、Ａｇ−５０Ａｌ、Ａｇ−３０Ａｌ
−Ｎｉ ｏｒ Ｍｎ、Ａｌプレージングシート等が適し
ている。
【００１８】上記のＴＩＧ溶接もしくはろう付け接合は
大気中で行う。
大気中で行う。
【００１９】本発明者は、上記のＴＩＧ溶接およびろう
付け接合によるサンプルをそれぞれ作製し、各接合強度
を測定したところ、いずれの場合にも必要充分な接合強
度が得られることを確認した。
付け接合によるサンプルをそれぞれ作製し、各接合強度
を測定したところ、いずれの場合にも必要充分な接合強
度が得られることを確認した。
【図１】本発明の接合方法のより具体的な実施の形態を
示す工程説明図。
示す工程説明図。
１…チタン系材料 ２…アルミニウム系材料 ３…溶射皮膜層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 9/167 Ｂ２３Ｋ 9/167 Ｂ 9/235 9/235 Ｚ Ｃ２３Ｃ 4/02 Ｃ２３Ｃ 4/02 4/08 4/08 4/18 4/18 // Ｂ２３Ｋ 103:18 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB07 CB01 CB04 DG00 DG01 QA02 4K031 AA08 AB07 BA01 CB37 CB39 FA02 FA13
Claims (3)
- 【請求項１】 純チタンまたはチタン合金であるチタン
系材料とアルミニウムまたはアルミニウム合金であるア
ルミニウム系材料とを接合するにあたり、 チタン系材料側の接合面にアルミニウム系材料を溶射材
料として用いて溶射を施す工程と、 その溶射皮膜層に溶融拡散処理を施す工程と、 溶融拡散処理後の溶射皮膜層を接合面としてチタン系材
料とアルミニウム系材料とを突き合わせた上でＴＩＧ溶
接またはろう付けを施して両者を接合する工程、 とを含むことを特徴とするチタンとアルミニウムとの接
合方法。 - 【請求項２】 溶射処理に先立ってチタン系材料の接合
面にブラスト処理を施すことを特徴とする請求項１に記
載のチタンとアルミニウムとの接合方法。 - 【請求項３】 溶射皮膜層の溶融拡散処理がＴＩＧ溶接
法によるものであることを特徴とする請求項１または２
に記載のチタンとアルミニウムとの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18172598A JP2000015448A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | チタンとアルミニウムとの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18172598A JP2000015448A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | チタンとアルミニウムとの接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000015448A true JP2000015448A (ja) | 2000-01-18 |
Family
ID=16105797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18172598A Pending JP2000015448A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | チタンとアルミニウムとの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000015448A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004030856A1 (de) * | 2002-10-07 | 2004-04-15 | Voestalpine Stahl Gmbh | Verfahren zum fügen zweier bleche einerseits aus einem aluminiumwerkstoff und anderseits aus einem eisen- oder titanwerkstoff durch eine schweiss-lötverbindung |
| CN102151981A (zh) * | 2011-04-28 | 2011-08-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种采用Al箔作中间层实现TiAl基合金连接的方法 |
| CN102632324A (zh) * | 2011-02-09 | 2012-08-15 | 壳牌化学西拉雅私人有限公司 | 焊接异种金属的方法 |
| CN103143802A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-06-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种钛合金与铝合金钎料预涂覆真空钎焊方法 |
| CN103084715B (zh) * | 2013-02-03 | 2015-09-16 | 汪贤女 | 一种钛板与铝板的激光预处理填丝tig焊接方法 |
| CN103084714B (zh) * | 2013-02-03 | 2015-11-04 | 朱顺华 | 一种钛合金与纯铝薄板的激光预处理填丝tig焊接方法 |
| JP2018003037A (ja) * | 2016-06-27 | 2018-01-11 | 株式会社増田酸素工業所 | 溶融金属処理部材の表面層形成方法 |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP18172598A patent/JP2000015448A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004030856A1 (de) * | 2002-10-07 | 2004-04-15 | Voestalpine Stahl Gmbh | Verfahren zum fügen zweier bleche einerseits aus einem aluminiumwerkstoff und anderseits aus einem eisen- oder titanwerkstoff durch eine schweiss-lötverbindung |
| CN102632324A (zh) * | 2011-02-09 | 2012-08-15 | 壳牌化学西拉雅私人有限公司 | 焊接异种金属的方法 |
| CN102151981A (zh) * | 2011-04-28 | 2011-08-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种采用Al箔作中间层实现TiAl基合金连接的方法 |
| CN103084715B (zh) * | 2013-02-03 | 2015-09-16 | 汪贤女 | 一种钛板与铝板的激光预处理填丝tig焊接方法 |
| CN103084714B (zh) * | 2013-02-03 | 2015-11-04 | 朱顺华 | 一种钛合金与纯铝薄板的激光预处理填丝tig焊接方法 |
| CN103143802A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-06-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种钛合金与铝合金钎料预涂覆真空钎焊方法 |
| JP2018003037A (ja) * | 2016-06-27 | 2018-01-11 | 株式会社増田酸素工業所 | 溶融金属処理部材の表面層形成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Effective date: 20050602 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070525 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070605 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20071023 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |