JP2000135574A - 異材継ぎ手 - Google Patents
異材継ぎ手Info
- Publication number
- JP2000135574A JP2000135574A JP10308917A JP30891798A JP2000135574A JP 2000135574 A JP2000135574 A JP 2000135574A JP 10308917 A JP10308917 A JP 10308917A JP 30891798 A JP30891798 A JP 30891798A JP 2000135574 A JP2000135574 A JP 2000135574A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- structural member
- jointing
- convex
- welding
- joint
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 異材継ぎ手において、溶接に伴う熱応力によ
り接合面が剥離または分離しない高品質の異材継ぎ手を
提供する。 【解決手段】 ２枚の金属が接合面において、はめ込み
状の凹凸により物理的に嵌合接合され、かつ、少なくと
も接合界面の一部が冶金的接合した状態で接合してい
る。 【効果】 本発明の異材継ぎ手は、剥離や分離を全く生
じないことから、構造材や構造体における安全を確保し
且つ低コストで製造できることから、異材継ぎ手材とし
ての用途を広め産業発展のため大きく貢献できる効果が
ある。
り接合面が剥離または分離しない高品質の異材継ぎ手を
提供する。 【解決手段】 ２枚の金属が接合面において、はめ込み
状の凹凸により物理的に嵌合接合され、かつ、少なくと
も接合界面の一部が冶金的接合した状態で接合してい
る。 【効果】 本発明の異材継ぎ手は、剥離や分離を全く生
じないことから、構造材や構造体における安全を確保し
且つ低コストで製造できることから、異材継ぎ手材とし
ての用途を広め産業発展のため大きく貢献できる効果が
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、異種金属材料から
なる構造材あるいは構造体等を接続するための複合材か
らなる異材継ぎ手に関する。
なる構造材あるいは構造体等を接続するための複合材か
らなる異材継ぎ手に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の異材継ぎ手としては、構造材のア
ルミニウムとステンレス鋼を接続する場合、例えばアル
ミニウムとニッケルとチタンとステンレス鋼からなる爆
着複合材による継ぎ手材を用いアルミニウム同士またス
テンレス鋼同士の溶接を行い接続していた。また特開平
１０−１８５０４０においては、例えばフランジ構造に
おいてアルミニウムとステンレス鋼からなる高温加圧接
合複合材の接合面に直交する凹凸の段差を有する継ぎ手
材を用い、アルミニウム同士またステンレス鋼同士の溶
接を行い接続していた。
ルミニウムとステンレス鋼を接続する場合、例えばアル
ミニウムとニッケルとチタンとステンレス鋼からなる爆
着複合材による継ぎ手材を用いアルミニウム同士またス
テンレス鋼同士の溶接を行い接続していた。また特開平
１０−１８５０４０においては、例えばフランジ構造に
おいてアルミニウムとステンレス鋼からなる高温加圧接
合複合材の接合面に直交する凹凸の段差を有する継ぎ手
材を用い、アルミニウム同士またステンレス鋼同士の溶
接を行い接続していた。
【０００３】しかしながら、前記従来技術の爆着複合材
は、接合強度を向上させるため中間材としてニッケルと
チタンを挿入しているが、このために、３回の爆着を行
う費用とそれらの材料費が必要であることから、製作費
が高くなっている。一方特開平１０−１８５０４０にお
いては、中間材を必要としないため低コストで製作で
き、且つ、溶接時の熱応力においても、接合面と平行方
向の熱膨張に伴う金属材料の延びによる剥離の進行を接
合面に直交する段差によりくい止めているが、その従来
技術の項で述べているように一般的に直接接合では接合
面の強度がさほど高くないことから、その高温加圧接合
複合材の異材継ぎ手の実機溶接後においても剥離がみら
れ、すなはち、溶接後の冷却過程で接合面で剥離を生じ
たり、溶接後の実機使用中にも剥離や分離を生じてお
り、維持管理や補修あるいは入れ替え等の作業が必要
で、多くの工数と費用が発生していた。
は、接合強度を向上させるため中間材としてニッケルと
チタンを挿入しているが、このために、３回の爆着を行
う費用とそれらの材料費が必要であることから、製作費
が高くなっている。一方特開平１０−１８５０４０にお
いては、中間材を必要としないため低コストで製作で
き、且つ、溶接時の熱応力においても、接合面と平行方
向の熱膨張に伴う金属材料の延びによる剥離の進行を接
合面に直交する段差によりくい止めているが、その従来
技術の項で述べているように一般的に直接接合では接合
面の強度がさほど高くないことから、その高温加圧接合
複合材の異材継ぎ手の実機溶接後においても剥離がみら
れ、すなはち、溶接後の冷却過程で接合面で剥離を生じ
たり、溶接後の実機使用中にも剥離や分離を生じてお
り、維持管理や補修あるいは入れ替え等の作業が必要
で、多くの工数と費用が発生していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、異材継ぎ手
が低コストで且つ溶接時は勿論溶接後の冷却過程及び溶
接後の実機使用中でも剥離や分離が全く生じない異材継
ぎ手を提供することを目的とする。
が低コストで且つ溶接時は勿論溶接後の冷却過程及び溶
接後の実機使用中でも剥離や分離が全く生じない異材継
ぎ手を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題の
解決において、低コストにするために中間材を必要とし
ない異材継ぎ手材の剥離防止について種々検討した結
果、溶接時は溶接入熱により材料が膨張するため接合面
に対し垂直方向の場合はむしろ押しつける応力が作用し
問題がないが、溶接後の冷却時の凝固過程における接合
面に対する垂直方向の収縮応力により、接合強度が低下
したりまたは剥離や分離することを見出し、本発明をな
すに至った。
解決において、低コストにするために中間材を必要とし
ない異材継ぎ手材の剥離防止について種々検討した結
果、溶接時は溶接入熱により材料が膨張するため接合面
に対し垂直方向の場合はむしろ押しつける応力が作用し
問題がないが、溶接後の冷却時の凝固過程における接合
面に対する垂直方向の収縮応力により、接合強度が低下
したりまたは剥離や分離することを見出し、本発明をな
すに至った。
【０００６】本発明は、異材継ぎ手の溶接時の凝固過程
で生じる接合面に対し垂直方向の収縮応力に十分対抗で
きるように、接合面に凹凸のはめ込み状の形状を設け、
各凸部を対応する凹部に各々はめ込み、垂直方向の離脱
が起きないように物理的に嵌合接合するとともに、か
つ、少なくとも接合面の一部を高温加圧接合法等により
冶金的に接合して、異種金属からなる強度部材となるよ
うにした異材継ぎ手に関するものである。
で生じる接合面に対し垂直方向の収縮応力に十分対抗で
きるように、接合面に凹凸のはめ込み状の形状を設け、
各凸部を対応する凹部に各々はめ込み、垂直方向の離脱
が起きないように物理的に嵌合接合するとともに、か
つ、少なくとも接合面の一部を高温加圧接合法等により
冶金的に接合して、異種金属からなる強度部材となるよ
うにした異材継ぎ手に関するものである。
【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。接合面の
凹凸は、第一の構造部材または第二の構造部材の凸部が
各々第二の構造部材または第一の構造部材の凹部にはめ
込まれる形状の、多面体状や球状、または、多角柱状や
円柱状等の形状ないしはそれらを併用した形状から構成
されたもので、その形状は、接合面に対し垂直方向に容
易に剥離又は分離しない物理的に嵌合する形状であれば
よいため特に限定しないが、実用的には台形状が好まし
く例えば、図１に示すように、第一の構造部材と第二の
構造部材の接合面７に、凸部は頂辺が底辺より長く、凹
部はそれと逆相似形の底辺が頂辺より長い台形状の凹凸
が設けられる。図２は、台形状と円柱状の形状を併用し
た形状の凹凸が設けられた場合の例である。
凹凸は、第一の構造部材または第二の構造部材の凸部が
各々第二の構造部材または第一の構造部材の凹部にはめ
込まれる形状の、多面体状や球状、または、多角柱状や
円柱状等の形状ないしはそれらを併用した形状から構成
されたもので、その形状は、接合面に対し垂直方向に容
易に剥離又は分離しない物理的に嵌合する形状であれば
よいため特に限定しないが、実用的には台形状が好まし
く例えば、図１に示すように、第一の構造部材と第二の
構造部材の接合面７に、凸部は頂辺が底辺より長く、凹
部はそれと逆相似形の底辺が頂辺より長い台形状の凹凸
が設けられる。図２は、台形状と円柱状の形状を併用し
た形状の凹凸が設けられた場合の例である。
【０００８】凹凸の数は、１つでもよいが使用する継ぎ
手材の用途によって複数を用いるのが有効である。柱状
形状の凹凸の場合は、柱の軸の方向を、一方向として列
状に設けてもよく、また、それと交差する方向にも設
け、格子状とすることもできる。凹凸の長さは、接合面
の全長にわたってもよく、また、途中でとぎれていても
良い。
手材の用途によって複数を用いるのが有効である。柱状
形状の凹凸の場合は、柱の軸の方向を、一方向として列
状に設けてもよく、また、それと交差する方向にも設
け、格子状とすることもできる。凹凸の長さは、接合面
の全長にわたってもよく、また、途中でとぎれていても
良い。
【０００９】凹凸は、機械加工や押し出し加工あるいは
鋳込み法等により形成して良い。２枚の金属材料の凹凸
部分においてお互いの金属材料を単に挿入又は融点の低
い金属材料の一方を溶かし凹部を有する融点の高い金属
材料の一方に流し込み冷却固化させ物理的に嵌合接合さ
れる。接合面の一部は、さらに、冶金的に接合される。
好ましくは、接合面に平行な凹凸部の平面部分が冶金的
に接合される。冶金的接合は、爆着接合、拡散接合、高
温加圧接合（ＨＩＰ）または圧延接合により達成され
る。
鋳込み法等により形成して良い。２枚の金属材料の凹凸
部分においてお互いの金属材料を単に挿入又は融点の低
い金属材料の一方を溶かし凹部を有する融点の高い金属
材料の一方に流し込み冷却固化させ物理的に嵌合接合さ
れる。接合面の一部は、さらに、冶金的に接合される。
好ましくは、接合面に平行な凹凸部の平面部分が冶金的
に接合される。冶金的接合は、爆着接合、拡散接合、高
温加圧接合（ＨＩＰ）または圧延接合により達成され
る。
【００１０】異材継ぎ手の形状と物理的に嵌合する手段
の関係は、自由に選定してよく、限定しないが、凹凸が
多面体形状や球状の場合は、凹部に対し一方の金属を溶
かし流し込み冷却固化させて、物理的に嵌合接合するの
が有効である。本発明が特に有効な金属材料の組み合わ
せとしては、溶接熱の熱膨張と冷却の際の収縮応力によ
って剥離または分離が懸念される、２枚の金属材料の線
膨張係数の差が大きいアルミニウム系と鋼又はステンレ
ス鋼の組合せが挙げられる。
の関係は、自由に選定してよく、限定しないが、凹凸が
多面体形状や球状の場合は、凹部に対し一方の金属を溶
かし流し込み冷却固化させて、物理的に嵌合接合するの
が有効である。本発明が特に有効な金属材料の組み合わ
せとしては、溶接熱の熱膨張と冷却の際の収縮応力によ
って剥離または分離が懸念される、２枚の金属材料の線
膨張係数の差が大きいアルミニウム系と鋼又はステンレ
ス鋼の組合せが挙げられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、実施例により説明する。
【００１２】
【実施例１】図３の第２の構造部材２となるステンレス
鋼ＪＩＳーＧーＨ４３０４のＳＵＳ３０４Ｌの接合面
に、機械加工によりはめ込み状の一角が６０度の台形状
からなる高さが４ｍｍの凹凸３を長さ方向に５列形成さ
せ、第１の構造部材１となるアルミニウムＪＩＳーＨー
４０００のＡ１０５０Ｐを溶融し、凹凸３の表面に溶融
金属を流し込み冷却固化させて物理的に嵌合接合を行
い、更に、拡散接合により第１の構造部材と第２の構造
部材２との接合面に平行な平面部７を冶金的に接合させ
た。得られた異材継ぎ手の寸法は、幅８０ｍｍ長さ２０
０ｍｍで、厚みは凹凸３の上側の第１の構造部材１で２
０ｍｍ下側の第２の構造部材２で３０ｍｍであった。十
字溶接を行うため第１の構造部材１の表面に第１の構造
部材１と同材質の厚み１５ｍｍ高さ１５０ｍｍ長さ２０
０ｍｍの被継ぎ手材Ａ４アルミニウム板と第２の構造部
材２の裏面には第２の構造部材２と同材質の厚み８ｍｍ
高さ１５０ｍｍ長さ２００ｍｍの被継ぎ手材Ｂ５ステン
レス鋼板を用いて隅肉溶接６を行った。
鋼ＪＩＳーＧーＨ４３０４のＳＵＳ３０４Ｌの接合面
に、機械加工によりはめ込み状の一角が６０度の台形状
からなる高さが４ｍｍの凹凸３を長さ方向に５列形成さ
せ、第１の構造部材１となるアルミニウムＪＩＳーＨー
４０００のＡ１０５０Ｐを溶融し、凹凸３の表面に溶融
金属を流し込み冷却固化させて物理的に嵌合接合を行
い、更に、拡散接合により第１の構造部材と第２の構造
部材２との接合面に平行な平面部７を冶金的に接合させ
た。得られた異材継ぎ手の寸法は、幅８０ｍｍ長さ２０
０ｍｍで、厚みは凹凸３の上側の第１の構造部材１で２
０ｍｍ下側の第２の構造部材２で３０ｍｍであった。十
字溶接を行うため第１の構造部材１の表面に第１の構造
部材１と同材質の厚み１５ｍｍ高さ１５０ｍｍ長さ２０
０ｍｍの被継ぎ手材Ａ４アルミニウム板と第２の構造部
材２の裏面には第２の構造部材２と同材質の厚み８ｍｍ
高さ１５０ｍｍ長さ２００ｍｍの被継ぎ手材Ｂ５ステン
レス鋼板を用いて隅肉溶接６を行った。
【００１３】結果は、凹凸３に溶接中及び溶接後ともに
剥離または分離は全く見られなかった。更に、原寸のま
ま溶接後十字引っ張り試験も行ったが、被継ぎ手Ａ４の
アルミニウムが破断し凹凸３には剥離または分離が全く
見られなかった。
剥離または分離は全く見られなかった。更に、原寸のま
ま溶接後十字引っ張り試験も行ったが、被継ぎ手Ａ４の
アルミニウムが破断し凹凸３には剥離または分離が全く
見られなかった。
【００１４】
【比較例１】図４に示すように、拡散接合した異材継ぎ
手８ａを用い図３と同じく十字隅肉溶接６を行った。使
用した材質は、実施例１と同じとし、寸法も溶接による
熱影響を同じにするため幅８０ｍｍ長さ２００ｍｍと同
じとした。接合面７に直交する段差は１０ｍｍである
が、厚みも隅肉溶接される中央凸部幅６０ｍｍの部分
は、第１の構造部材１アルミニウムで２０ｍｍ、第２の
構造部材２ステンレス鋼中央凹み段差部分で３０ｍｍと
同じとし、実施例１と同条件で溶接を行った。
手８ａを用い図３と同じく十字隅肉溶接６を行った。使
用した材質は、実施例１と同じとし、寸法も溶接による
熱影響を同じにするため幅８０ｍｍ長さ２００ｍｍと同
じとした。接合面７に直交する段差は１０ｍｍである
が、厚みも隅肉溶接される中央凸部幅６０ｍｍの部分
は、第１の構造部材１アルミニウムで２０ｍｍ、第２の
構造部材２ステンレス鋼中央凹み段差部分で３０ｍｍと
同じとし、実施例１と同条件で溶接を行った。
【００１５】この結果、溶接後の冷却時に被継ぎ手材Ａ
４のほぼ真下の接合面７の部分に隙間１ｍｍ長さ１０ｍ
ｍの剥離が見られた。更に、実施例１と同様に原寸のま
ま十字引っ張り試験を行ったところ、前記剥離部を起点
に第１の構造部材１と第２の構造部材２が完全に剥離し
分離した。
４のほぼ真下の接合面７の部分に隙間１ｍｍ長さ１０ｍ
ｍの剥離が見られた。更に、実施例１と同様に原寸のま
ま十字引っ張り試験を行ったところ、前記剥離部を起点
に第１の構造部材１と第２の構造部材２が完全に剥離し
分離した。
【００１６】
【発明の効果】本発明の異材継ぎ手は、全く剥離や分離
を生じないことから、構造材や構造体における安全を確
保し且つ低コストで製造できることから、異材継ぎ手材
としての用途を広め産業発展のため大きく貢献できる効
果がある。
を生じないことから、構造材や構造体における安全を確
保し且つ低コストで製造できることから、異材継ぎ手材
としての用途を広め産業発展のため大きく貢献できる効
果がある。
【図１】本発明の異材継ぎ手における一実施例の断面図
である。
である。
【図２】本発明の異材継ぎ手における一実施例の断面図
である。
である。
【図３】本発明の異材継ぎ手を用いた一使用例の断面図
である。
である。
【図４】従来の異材継ぎ手を用いた使用例の断面図であ
る。
る。
１ 第１の構造部材 ２ 第２の構造部材 ３ 凹凸 ４ 被継ぎ手材Ａ ５ 被継ぎ手材Ｂ ６ 隅肉溶接部 ７ 接合面 ８，８ａ 異材継ぎ手
Claims (2)
- 【請求項１】 第１の金属材料よりなる第１の構造部材
の接合面と、第２の金属材料よりなる第２の構造部材の
接合面とに、各々少なくとも１つの凸部または／および
凹部を有し、該第１の構造部材の凸部または凹部と、こ
れらと対をなす該第２の構造部材の凸部または凹部と
が、各々はめ込まれて物理的に嵌合接合され、かつ、少
なくとも該接合面の一部が冶金的に接合されていること
を特徴とする異材継ぎ手。 - 【請求項２】 前記第１の金属材料がアルミニウムまた
はアルミニウム合金であり、前記第２の金属材料が鋼ま
たはステンレス鋼であることを特徴とする請求項１の異
材継ぎ手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10308917A JP2000135574A (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 異材継ぎ手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10308917A JP2000135574A (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 異材継ぎ手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000135574A true JP2000135574A (ja) | 2000-05-16 |
Family
ID=17986837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10308917A Pending JP2000135574A (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 異材継ぎ手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000135574A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014178315A1 (ja) | 2013-04-28 | 2014-11-06 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 異材継手 |
| CN107538008A (zh) * | 2017-06-13 | 2018-01-05 | 郭志光 | 一种新型异种金属材料结合界面结构及其制造方法 |
| CN110394446A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-01 | 北京理工大学 | 一种异质金属材料的连接结构及其连接方法 |
| WO2021187227A1 (ja) * | 2020-03-18 | 2021-09-23 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体、および、接合体の製造方法 |
-
1998
- 1998-10-29 JP JP10308917A patent/JP2000135574A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014178315A1 (ja) | 2013-04-28 | 2014-11-06 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 異材継手 |
| CN107538008A (zh) * | 2017-06-13 | 2018-01-05 | 郭志光 | 一种新型异种金属材料结合界面结构及其制造方法 |
| CN110394446A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-01 | 北京理工大学 | 一种异质金属材料的连接结构及其连接方法 |
| WO2021187227A1 (ja) * | 2020-03-18 | 2021-09-23 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体、および、接合体の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0535817B1 (en) | Method for producing clad metal plate | |
| CA2093318A1 (en) | Method of welding a first to a second metal plate | |
| JP2000135574A (ja) | 異材継ぎ手 | |
| US20140112709A1 (en) | Dissimilar material joint, structure in which dissimilar material joint is used, and method of producing the same | |
| JPH09225648A (ja) | Ｆｅ系部材とＡｌ系部材との抵抗溶接方法 | |
| US4205219A (en) | Double grooved welding backup | |
| JPH11267858A (ja) | 摩擦接合用部材とその接合方法及び接合パネル | |
| JPH11179569A (ja) | サンドイッチパネル | |
| JPH1119791A (ja) | 厚板材の接合方法 | |
| JP2005519771A (ja) | 軽量構成要素ならびにその製造方法 | |
| JP2004074870A (ja) | 異材継手 | |
| KR101284868B1 (ko) | 강구조물의 용접 조인트 및 이의 형성 방법 | |
| JPH09220673A (ja) | 板金の溶接結合構造及び板金の溶接結合方法 | |
| JP2000186368A (ja) | 柱部材と梁部材との接合構造 | |
| JP3568475B2 (ja) | 丸形鋼管柱用構造体および丸形鋼管柱用構造体の製造方法 | |
| JPS63203286A (ja) | Ｔ字継手の貫通溶接方法 | |
| JP7036688B2 (ja) | アルミニウム構造体及びその製造方法 | |
| JPH09253890A (ja) | 突合せ片面溶接用の裏当て金 | |
| JPH06106661A (ja) | 積層パネル | |
| RU2174457C1 (ru) | Способ приварки элементов к деталям из материалов с плохой свариваемостью | |
| JP4005464B2 (ja) | 床版と桁の結合構造 | |
| JP4029139B2 (ja) | ダイアフラム | |
| JPH1190688A (ja) | 角コラムの溶接裏当て金用材料 | |
| JP3796879B2 (ja) | 多層エレクトロスラグ溶接方法 | |
| JP2588835B2 (ja) | タブ付き裏当板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050421 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060612 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060620 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060727 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060727 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060818 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070104 |