JPS6235868B2 - - Google Patents
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- JPS6235868B2 JPS6235868B2 JP19453681A JP19453681A JPS6235868B2 JP S6235868 B2 JPS6235868 B2 JP S6235868B2 JP 19453681 A JP19453681 A JP 19453681A JP 19453681 A JP19453681 A JP 19453681A JP S6235868 B2 JPS6235868 B2 JP S6235868B2
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Classifications
-
- 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
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
- B23K11/25—Monitoring devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属の接合方法に係り、特に融接困難
な耐熱合金や異種材料の薄板又はパイプ等をそれ
ぞれ張り合せ溶接又は突合せ溶接するのに好適な
金属の接合方法に関する。
な耐熱合金や異種材料の薄板又はパイプ等をそれ
ぞれ張り合せ溶接又は突合せ溶接するのに好適な
金属の接合方法に関する。
従来、融接困難な部材の接合方法の代表例とし
て、ろう付法と溶融拡散接合法がある。両者の基
本的な接合装置は同じであつて、部材の接合を真
空中と不活性ガス中で行う２通りの方法がある。
第１図は真空中の接合装置である。
て、ろう付法と溶融拡散接合法がある。両者の基
本的な接合装置は同じであつて、部材の接合を真
空中と不活性ガス中で行う２通りの方法がある。
第１図は真空中の接合装置である。
ろう付法の接合手順は、第１図において真空チ
ヤンバ１内の固定治具２及び加圧治具３に取り付
けられた接合部材４の接合界面に低融点のろう材
からなるインサート材５を箔やメツキの形で挿入
し、真空ポンプ６で真空チヤンバ１内を排気した
後、低加圧下で高周波誘導コイル７により加熱
し、ろう材のみを溶融させて接合する。なお図中
８，９，１０及び１２はそれぞれ熱電対、高周波
電源、電流制御回路及び加圧軸を示している。こ
の時の接合メカニズムは第２図Ａに示すようにろ
う材１２が溶融した状態(2)の時母材（接合部材）
１３表面はろう材１２と反応してわずかに溶解し
て溶融層１４を形成する。同時にろう材元素は母
材中に拡散して拡散層１５を形成し接合が進行す
る(3)。しかし、ろう材組成が母材組成と大きく異
なること及び、高い加圧力がかけられずろう材溶
融層を薄くできないこと等のために、数時間程度
の接合時間では接合部を母材と同質にすることが
できない。従つて接合層１６は機械的及び物理的
性質において母材より劣り、ろう付法の欠点とな
つている。
ヤンバ１内の固定治具２及び加圧治具３に取り付
けられた接合部材４の接合界面に低融点のろう材
からなるインサート材５を箔やメツキの形で挿入
し、真空ポンプ６で真空チヤンバ１内を排気した
後、低加圧下で高周波誘導コイル７により加熱
し、ろう材のみを溶融させて接合する。なお図中
８，９，１０及び１２はそれぞれ熱電対、高周波
電源、電流制御回路及び加圧軸を示している。こ
の時の接合メカニズムは第２図Ａに示すようにろ
う材１２が溶融した状態(2)の時母材（接合部材）
１３表面はろう材１２と反応してわずかに溶解し
て溶融層１４を形成する。同時にろう材元素は母
材中に拡散して拡散層１５を形成し接合が進行す
る(3)。しかし、ろう材組成が母材組成と大きく異
なること及び、高い加圧力がかけられずろう材溶
融層を薄くできないこと等のために、数時間程度
の接合時間では接合部を母材と同質にすることが
できない。従つて接合層１６は機械的及び物理的
性質において母材より劣り、ろう付法の欠点とな
つている。
次に溶融拡散接合法は米国特許第3678570によ
つて提案された方法であり、その接合手順は、第
１図においてインサート材を母材組成へ拡散性の
融点低下元素を添加した合金とした点以外はろう
付法の手順と同じである。その接合メカニズムは
第２図Ｂに示す通り、インサートした合金粉末１
７が溶融した状態(2)の時、インサート材の中の融
点低下元素が母材（接合部材）１３中へ拡散して
拡散層１５を形成し接合が進行する。接合中に溶
融層は等温凝固するが、最終的には接合部が母材
と同質になつた時点で接合が完了する。従つてこ
の接合法では母材並の諸性質をもつ高品質な接合
部が得られる。しかし、この接合法は、接合温度
が母材融点に近いような高い温度であるため材質
によつては母材の劣化が著しいこと、高い加圧力
をかけられないため液相の強制排出ができず初期
の不純物がそのまゝ残留すること、接合に長時間
を要すること等の問題がある。
つて提案された方法であり、その接合手順は、第
１図においてインサート材を母材組成へ拡散性の
融点低下元素を添加した合金とした点以外はろう
付法の手順と同じである。その接合メカニズムは
第２図Ｂに示す通り、インサートした合金粉末１
７が溶融した状態(2)の時、インサート材の中の融
点低下元素が母材（接合部材）１３中へ拡散して
拡散層１５を形成し接合が進行する。接合中に溶
融層は等温凝固するが、最終的には接合部が母材
と同質になつた時点で接合が完了する。従つてこ
の接合法では母材並の諸性質をもつ高品質な接合
部が得られる。しかし、この接合法は、接合温度
が母材融点に近いような高い温度であるため材質
によつては母材の劣化が著しいこと、高い加圧力
をかけられないため液相の強制排出ができず初期
の不純物がそのまゝ残留すること、接合に長時間
を要すること等の問題がある。
また両接合法に共通する問題として、炉中の全
体加熱による接合であるため、製品寸法が限定さ
れ、また大気中では健全な接合部が得られない。
体加熱による接合であるため、製品寸法が限定さ
れ、また大気中では健全な接合部が得られない。
本発明の目的は、一般の溶融溶接が困難な耐熱
超合金や異種金属の接合において接合時の母材温
度を低くでき、しかも大気中で短時間に接合で
き、接合部の機械的及び物理的性質を母材と同等
にし得る金属の接合方法を提供することである。
超合金や異種金属の接合において接合時の母材温
度を低くでき、しかも大気中で短時間に接合で
き、接合部の機械的及び物理的性質を母材と同等
にし得る金属の接合方法を提供することである。
本発明者らは、接合界面の電気抵抗を母材の固
有抵抗の数倍以上に高め、かつ熱拡散が充分には
進行し得ない程の短時間に大電流を通電すれば接
合界面のみ集中的に加熱することができ、適当な
接合条件によつて接合界面の温度が母材融点付近
であつても、接合界面から例えば数百μｍ以上離
れた接合部材の温度がその融点の１／２程度以下
となるような急峻な温度分布を形成することがで
きるため、薄い溶融層による接合が可能であるこ
とを見出した。
有抵抗の数倍以上に高め、かつ熱拡散が充分には
進行し得ない程の短時間に大電流を通電すれば接
合界面のみ集中的に加熱することができ、適当な
接合条件によつて接合界面の温度が母材融点付近
であつても、接合界面から例えば数百μｍ以上離
れた接合部材の温度がその融点の１／２程度以下
となるような急峻な温度分布を形成することがで
きるため、薄い溶融層による接合が可能であるこ
とを見出した。
本発明は、このような知見に基づいてなされた
ものである。本発明は、母材に近い組成の合金、
又は母材と健全な合金属を形成しうる金属からな
るインサート材を、接合すべき両母材間の間隙に
挿入し、加圧力を加えた状態で通電加熱する加熱
工程と、接合界面の温度を検出し、当該検出温度
が母材の融点に達した時点で、前記通電電流を減
少させ、当該接合界面温度を母材融点より小さく
インサート材の融点より大きい値に維持して拡散
処理する拡散処理工程と、前記両母材の接合界面
の融液を接合部外に押出す押出し工程と、からな
ることを特徴とする金属の接合方法である。
ものである。本発明は、母材に近い組成の合金、
又は母材と健全な合金属を形成しうる金属からな
るインサート材を、接合すべき両母材間の間隙に
挿入し、加圧力を加えた状態で通電加熱する加熱
工程と、接合界面の温度を検出し、当該検出温度
が母材の融点に達した時点で、前記通電電流を減
少させ、当該接合界面温度を母材融点より小さく
インサート材の融点より大きい値に維持して拡散
処理する拡散処理工程と、前記両母材の接合界面
の融液を接合部外に押出す押出し工程と、からな
ることを特徴とする金属の接合方法である。
本発明において、接合界面の電気抵抗を高める
ために接合すべき両母材間の間隙に挿入されるイ
ンサート材は、母材に近い組成からなる合金又は
母材と健全な合金層を形成しうる金属であり、こ
れらの合金又は金属は粉末状でもよく、箔状であ
つてもよい。合金又は金属が粉末状の場合、界面
抵抗が大きく本発明に特に有効であり、また合金
又は金属が箔の場合、接合界面が、２界面となり
界面抵抗が大きくなる。粉末状の合金又は金属の
場合、20〜170μｍ程度の粒径の粉末を接合すべ
き母材面に均一に載置し、これらの層を１層乃至
２層とすることが望ましい。このような粉末の載
置状態によつて界面抵抗を大きくし、集中加熱を
効率的に行うことができる。
ために接合すべき両母材間の間隙に挿入されるイ
ンサート材は、母材に近い組成からなる合金又は
母材と健全な合金層を形成しうる金属であり、こ
れらの合金又は金属は粉末状でもよく、箔状であ
つてもよい。合金又は金属が粉末状の場合、界面
抵抗が大きく本発明に特に有効であり、また合金
又は金属が箔の場合、接合界面が、２界面となり
界面抵抗が大きくなる。粉末状の合金又は金属の
場合、20〜170μｍ程度の粒径の粉末を接合すべ
き母材面に均一に載置し、これらの層を１層乃至
２層とすることが望ましい。このような粉末の載
置状態によつて界面抵抗を大きくし、集中加熱を
効率的に行うことができる。
さらにインサート材の融点は、母材の融点と同
等又はそれ以下でもよく、母材の融点より高くと
もよい。
等又はそれ以下でもよく、母材の融点より高くと
もよい。
インサート材の融点が、母材の融点と同等又は
それ以下の場合、接合界面における局部発熱によ
つてインサート材が容易に溶融し、薄い溶融層に
よつて均質化が容易となる。インサート材の融点
が、母材の融点より高い場合、接合界面における
局部発熱によつて母材が溶融し、インサート材の
溶融層が接合部外に押し出されやすくなるため、
接合層は母材組成に近いものとなる。このような
母材とインサート材の組合せとしては、例えば耐
熱超合金としてインコネル625、インサート材と
してTi又はBNi―２ろう材を挙げることができ、
また耐熱超合金としてIN―738、インサート材と
してBNi―２ろう材を挙げることができる。
それ以下の場合、接合界面における局部発熱によ
つてインサート材が容易に溶融し、薄い溶融層に
よつて均質化が容易となる。インサート材の融点
が、母材の融点より高い場合、接合界面における
局部発熱によつて母材が溶融し、インサート材の
溶融層が接合部外に押し出されやすくなるため、
接合層は母材組成に近いものとなる。このような
母材とインサート材の組合せとしては、例えば耐
熱超合金としてインコネル625、インサート材と
してTi又はBNi―２ろう材を挙げることができ、
また耐熱超合金としてIN―738、インサート材と
してBNi―２ろう材を挙げることができる。
以下、本発明の実施例を図を用いてさらに詳細
に説明する。
に説明する。
第５図は、ブロツク状部材の接合に対する一実
施例を示す。また第６図は、第５図の接合プロセ
スを説明するための模式図である。第５図におい
て接合部材４は、母材と健全な合金層を形成しか
つ母材融点以下の融点を有する金属粉末１９を接
合界面にはさみ、電極２０により加圧されてい
る。接合電流は、電流制御回路２１よりトランス
２２及び電極２０を介して接合部材４に供給され
る。この時の接合界面の温度は、赤外レンズ２３
を内蔵する赤外線集光ヘツド２４と光フアイバー
２５及び赤外線検出回路２６によつて検出され、
その検出値の大小を温度判定回路２７で判定し、
接合電流にフイードバツクされる。この時の接合
プロセスは第６図Ａに示す通り、まず初定の加圧
力P1で接合部材４を加圧し、次に非常に高く設定
した一定の接合電流を通電する。この時界面の温
度は急激に上昇するが、温度検出により界面温度
が母材融点に達したことを確認した後直ちに接合
電流を制御し界面温度を下げる。以後は界面温度
が母材融点θｍより低く、インサート材の融点よ
り高い一定温度θｃに保たれるように接合電流を
制御するとともに冷却水２８によつて電極２０を
冷却しつつ所定の時間が経過した後全工程を終了
する。第６図Ｂは各接合時点における接合状態及
び電気抵抗分布及び温度分布を模式的に示したも
のである。通電開始時点(1)では金属粉末１９のた
め接合界面の電気抵抗は母材に比べ非常に高い状
態である。この状態で大電流を通電すると瞬間的
に界面のみが集中的に加熱され、(2)に示す温度分
布となる。この時点でインサート材及び母材界面
は完全に溶融し（溶融層２９）、加圧力によつて
不要な融液層が排出される。(3)の時点では拡散進
行中であり固相の接合層はまだ完全に母材と識別
される。拡散工程が終了する時点(4)では溶融層２
８は消失し、拡散層３０が形成され両部材は完全
に一体化している。
施例を示す。また第６図は、第５図の接合プロセ
スを説明するための模式図である。第５図におい
て接合部材４は、母材と健全な合金層を形成しか
つ母材融点以下の融点を有する金属粉末１９を接
合界面にはさみ、電極２０により加圧されてい
る。接合電流は、電流制御回路２１よりトランス
２２及び電極２０を介して接合部材４に供給され
る。この時の接合界面の温度は、赤外レンズ２３
を内蔵する赤外線集光ヘツド２４と光フアイバー
２５及び赤外線検出回路２６によつて検出され、
その検出値の大小を温度判定回路２７で判定し、
接合電流にフイードバツクされる。この時の接合
プロセスは第６図Ａに示す通り、まず初定の加圧
力P1で接合部材４を加圧し、次に非常に高く設定
した一定の接合電流を通電する。この時界面の温
度は急激に上昇するが、温度検出により界面温度
が母材融点に達したことを確認した後直ちに接合
電流を制御し界面温度を下げる。以後は界面温度
が母材融点θｍより低く、インサート材の融点よ
り高い一定温度θｃに保たれるように接合電流を
制御するとともに冷却水２８によつて電極２０を
冷却しつつ所定の時間が経過した後全工程を終了
する。第６図Ｂは各接合時点における接合状態及
び電気抵抗分布及び温度分布を模式的に示したも
のである。通電開始時点(1)では金属粉末１９のた
め接合界面の電気抵抗は母材に比べ非常に高い状
態である。この状態で大電流を通電すると瞬間的
に界面のみが集中的に加熱され、(2)に示す温度分
布となる。この時点でインサート材及び母材界面
は完全に溶融し（溶融層２９）、加圧力によつて
不要な融液層が排出される。(3)の時点では拡散進
行中であり固相の接合層はまだ完全に母材と識別
される。拡散工程が終了する時点(4)では溶融層２
８は消失し、拡散層３０が形成され両部材は完全
に一体化している。
本実施例によれば、界面集中発熱により接合界
面近傍を薄い層で溶融させて接合できるため、初
期の母材表面に酸化皮膜や汚れがある場合でもこ
れらは融液層中に分散されるため良好に接合で
き、このため大気中における接合が可能となる。
面近傍を薄い層で溶融させて接合できるため、初
期の母材表面に酸化皮膜や汚れがある場合でもこ
れらは融液層中に分散されるため良好に接合で
き、このため大気中における接合が可能となる。
また本実施例によれば、高い加圧力により不要
な融液層を排出できるため、接合層を非常に薄く
でき、接合部均質化のため拡散処理時間を短縮で
きる。
な融液層を排出できるため、接合層を非常に薄く
でき、接合部均質化のため拡散処理時間を短縮で
きる。
また本実施例によれば、融液層の強制排出を行
つているため、初期の母材表面の酸化皮膜や不純
物が同時に排出され、これらの接合層中への残存
量が少なくなるため接合層の機械的性質を向上で
きる。
つているため、初期の母材表面の酸化皮膜や不純
物が同時に排出され、これらの接合層中への残存
量が少なくなるため接合層の機械的性質を向上で
きる。
次に、第７図は本発明の他の実施例であつて、
溝付部材と薄板部材の張り合せ接合例を示す。ま
た第８図は本実施例の接合プロセスを説明するた
めのタイムチヤートを示す。第７図において、薄
板部材３１と溝付部材３２は接合界面に金属粉末
１９を挿入した状態で電極２０間にセツトされ
る。そして加圧装置３３により加圧軸３４を介し
て両接合部材３１，３２は加圧される。接合電流
は電源３５より電流制御回路３６及びトランス３
７を介して電極２０に供給される。この時の接合
界面の温度は、薄板部材３１側に小さな計測孔３
８を設けそこに光フアイバヘツド３９を挿入する
ことにより赤外線検出回路４０で検出している。
なお図中４１は絶縁層、４２は支持台である。接
合は第８図にそのタイムチヤートを示しているよ
うに、まず高い加圧力P1をかけた状態で設定大電
流I1の通電を開始する。次に界面温度が所定の最
高到達温度θmaxに達したか否かを、最高到達温
度設定回路４３の出力と赤外線検出回路４０の出
力とを比較回路４４で比較することにより判定
し、界面温度がθmaxに達した時点で加圧制御回
路４５により加圧力をP2に変える。一方、同時に
ゲート回路４６のゲートを開き、拡散処理温度設
定回路４７と比較回路４８により接合界面の温度
が一定温度θconstになるよう接合電流の制御を
開始する。この時の拡散処理温度θconstは、母
材融点θm1により低くしかも挿入した金属粉末
１９の融点θm2より高い温度に設定する。θ
costがθm1より高いと母材が溶け加圧により母
材が変形するおそれがあるからである。θcostが
θm2より低いとインサート材が溶融せず拡散処
理が十分進行しないからである。拡散処理はイン
サート材が液状になつた方がより望ましい。
溝付部材と薄板部材の張り合せ接合例を示す。ま
た第８図は本実施例の接合プロセスを説明するた
めのタイムチヤートを示す。第７図において、薄
板部材３１と溝付部材３２は接合界面に金属粉末
１９を挿入した状態で電極２０間にセツトされ
る。そして加圧装置３３により加圧軸３４を介し
て両接合部材３１，３２は加圧される。接合電流
は電源３５より電流制御回路３６及びトランス３
７を介して電極２０に供給される。この時の接合
界面の温度は、薄板部材３１側に小さな計測孔３
８を設けそこに光フアイバヘツド３９を挿入する
ことにより赤外線検出回路４０で検出している。
なお図中４１は絶縁層、４２は支持台である。接
合は第８図にそのタイムチヤートを示しているよ
うに、まず高い加圧力P1をかけた状態で設定大電
流I1の通電を開始する。次に界面温度が所定の最
高到達温度θmaxに達したか否かを、最高到達温
度設定回路４３の出力と赤外線検出回路４０の出
力とを比較回路４４で比較することにより判定
し、界面温度がθmaxに達した時点で加圧制御回
路４５により加圧力をP2に変える。一方、同時に
ゲート回路４６のゲートを開き、拡散処理温度設
定回路４７と比較回路４８により接合界面の温度
が一定温度θconstになるよう接合電流の制御を
開始する。この時の拡散処理温度θconstは、母
材融点θm1により低くしかも挿入した金属粉末
１９の融点θm2より高い温度に設定する。θ
costがθm1より高いと母材が溶け加圧により母
材が変形するおそれがあるからである。θcostが
θm2より低いとインサート材が溶融せず拡散処
理が十分進行しないからである。拡散処理はイン
サート材が液状になつた方がより望ましい。
一方、温度がθmaxに到達した時点で、第８図
に示すように加圧力をP1からP2に減少させる。こ
れは、次の理由による。インサート材を界面から
押出すときは高い加圧力が必要であるが、インサ
ート材を押出した後は、高い加圧力が必要でな
い。しかも、加圧力を低くすることにより母材の
変形するのをより防ぐことができる。
に示すように加圧力をP1からP2に減少させる。こ
れは、次の理由による。インサート材を界面から
押出すときは高い加圧力が必要であるが、インサ
ート材を押出した後は、高い加圧力が必要でな
い。しかも、加圧力を低くすることにより母材の
変形するのをより防ぐことができる。
なお、インサート材の融点が母材の融点よりも
高い場合であつても、母材とインサート材との間
の拡散処理によつて、インサート材が母材の融点
より低い温度で溶融することにより、θcostをθ
m1とθm2の間に維持することができる。
高い場合であつても、母材とインサート材との間
の拡散処理によつて、インサート材が母材の融点
より低い温度で溶融することにより、θcostをθ
m1とθm2の間に維持することができる。
本実施例によれば、加圧力をP1→P2に切換える
２段切換え加圧機構の採用しているので拡散処理
工程時の加圧を低く設定できるため、拡散処理温
度θconstをインサート金属粉未の融点より高い
母材融点近くに上げられるため、各元素の拡散速
度が早くなり、拡散工程時間を短縮できる。
２段切換え加圧機構の採用しているので拡散処理
工程時の加圧を低く設定できるため、拡散処理温
度θconstをインサート金属粉未の融点より高い
母材融点近くに上げられるため、各元素の拡散速
度が早くなり、拡散工程時間を短縮できる。
なお、ガスタービン翼等では接合後、液体化処
理及び時効処理を行う必要があるが、このような
場合、本発明における拡散処理時に同時に液体化
処理及び時効処理を行うようにしてもよい。
理及び時効処理を行う必要があるが、このような
場合、本発明における拡散処理時に同時に液体化
処理及び時効処理を行うようにしてもよい。
上記第７図の装置を用いて実際に金属の接合を
行つた。以下詳説する。ステンレス鋼の突合わ接
合界面に融点960℃のBNi―２ろう材粉末を挿入
し、電流密度68A／mm2、加圧力４Kg／mm2、通電時
間１秒の接合条件で接合した時の状況を高速度カ
メラで観察した。その結果、接合部材が暗示赤色
すなわち約700℃程度の状態において、接合界面
から溶融したろう材が押し出される現象を確認し
た。つまり、この接合条件では母材温度に比べ接
合界面の温度を少なくとも260℃以上は高くでき
たわけである。
行つた。以下詳説する。ステンレス鋼の突合わ接
合界面に融点960℃のBNi―２ろう材粉末を挿入
し、電流密度68A／mm2、加圧力４Kg／mm2、通電時
間１秒の接合条件で接合した時の状況を高速度カ
メラで観察した。その結果、接合部材が暗示赤色
すなわち約700℃程度の状態において、接合界面
から溶融したろう材が押し出される現象を確認し
た。つまり、この接合条件では母材温度に比べ接
合界面の温度を少なくとも260℃以上は高くでき
たわけである。
そこで次に、耐熱超合金（インコネル625）に
BNi―２ろう材粉末を挿入して接合を試みた。そ
の結果、第３図に見られるような接合層厚20μｍ
以下の接合部が得られることが明らかとなつた。
この時EPMA分析によると、母材元素がかなり接
合層中へ溶解していることもわかつた。また、こ
の時の母材部は、接合層から５μｍ以上離れた所
では接合前の母材組織と同じであつた。また第４
図は第３図の接合部を真空炉中で母材融点下100
℃の高温に20分間保持した時の組織写真を示す
が、その組織は結晶粒の大きさを除けば母材と同
じ組織を呈しており、短時間に均質化できること
が明らかである。このように接合時の部材温度を
低くすることができるので、部材の変形をおこさ
ず高い加圧力をかけることができるため薄い接合
層により短い拡散時間で接合層を母材組成と均質
にすることができる。
BNi―２ろう材粉末を挿入して接合を試みた。そ
の結果、第３図に見られるような接合層厚20μｍ
以下の接合部が得られることが明らかとなつた。
この時EPMA分析によると、母材元素がかなり接
合層中へ溶解していることもわかつた。また、こ
の時の母材部は、接合層から５μｍ以上離れた所
では接合前の母材組織と同じであつた。また第４
図は第３図の接合部を真空炉中で母材融点下100
℃の高温に20分間保持した時の組織写真を示す
が、その組織は結晶粒の大きさを除けば母材と同
じ組織を呈しており、短時間に均質化できること
が明らかである。このように接合時の部材温度を
低くすることができるので、部材の変形をおこさ
ず高い加圧力をかけることができるため薄い接合
層により短い拡散時間で接合層を母材組成と均質
にすることができる。
以上本発明によれば、接合すべき両母材間に間
隙にインサート材を挿入し、加圧力を加えた状態
で通電加熱し、接合界面における局部発熱によつ
て接合するので、接合時の部材温度を低くするこ
とができ、部材の変形を起こすことなく高い加圧
力を加えることができるため薄い接合層によつて
健全に接合でき、さらに接合界面の部材表面を溶
融させるため、フラツクス等を用いることなく大
気中で接合できる。また大気中で処理できる結
果、接合装置を簡略化することができる。
隙にインサート材を挿入し、加圧力を加えた状態
で通電加熱し、接合界面における局部発熱によつ
て接合するので、接合時の部材温度を低くするこ
とができ、部材の変形を起こすことなく高い加圧
力を加えることができるため薄い接合層によつて
健全に接合でき、さらに接合界面の部材表面を溶
融させるため、フラツクス等を用いることなく大
気中で接合できる。また大気中で処理できる結
果、接合装置を簡略化することができる。
また本発明は上記の局部発熱処理のための通電
加熱後、拡散処理するに際しては、母材間の接合
界面温度を母材の融点より小さくインサート材の
融点より大きい値に維持されているために、母材
の変形をおこすことなく拡散が十分進行し、母材
間の接合界面を均一にすることができる。さら
に、接合層が薄いので拡散処理時間を短縮し、生
産効率を向上させることができる。
加熱後、拡散処理するに際しては、母材間の接合
界面温度を母材の融点より小さくインサート材の
融点より大きい値に維持されているために、母材
の変形をおこすことなく拡散が十分進行し、母材
間の接合界面を均一にすることができる。さら
に、接合層が薄いので拡散処理時間を短縮し、生
産効率を向上させることができる。
さらに本発明は上記の局部発熱のための通電加
熱後、両部材の接合界面の融液を接合部外に押出
すので、母材とインサート材が異種材料であつて
も、接合層は母材組成に近いものとなり接合強度
が向上する。
熱後、両部材の接合界面の融液を接合部外に押出
すので、母材とインサート材が異種材料であつて
も、接合層は母材組成に近いものとなり接合強度
が向上する。
第１図は、従来の接合法を実施するための装置
の概略図、第２図Ａ，Ｂは従来の接合法における
接合部の模式図、第３図は本発明による接合法で
接合した接合部のSEM像写真、第４図は接合部
拡散処理後の光学写真、第５図及び第７図は本発
明による接合法を実施するための装置の概略図、
第６図Ａは第５図の装置の動作を示すタイムチヤ
ート図、第６図Ｂは接合部の模式図及び電気抵抗
と温度の分布図、第８図は第７図の装置の動作を
示すタイムチヤート図である。 ４，３１，３２…接合部材、１９…金属粉末、
２０…電極、２４…赤外線集光ヘツド、２５…光
フアイバー、２６，４０…赤外線検出回路、２７
…温度判定回路、２２，３７…トランス、２１，
３６…電流制御回路、３３…加圧装置、３４…加
圧軸、３８…計測孔、３９…光フアイバヘツド、
４１…絶縁層、４２…支持台、４３…最高到達温
度設定回路、４４，４８…比較回路、４５…加圧
制御回路、４６…ゲート回路、４７…拡散処理温
度設定回路。
の概略図、第２図Ａ，Ｂは従来の接合法における
接合部の模式図、第３図は本発明による接合法で
接合した接合部のSEM像写真、第４図は接合部
拡散処理後の光学写真、第５図及び第７図は本発
明による接合法を実施するための装置の概略図、
第６図Ａは第５図の装置の動作を示すタイムチヤ
ート図、第６図Ｂは接合部の模式図及び電気抵抗
と温度の分布図、第８図は第７図の装置の動作を
示すタイムチヤート図である。 ４，３１，３２…接合部材、１９…金属粉末、
２０…電極、２４…赤外線集光ヘツド、２５…光
フアイバー、２６，４０…赤外線検出回路、２７
…温度判定回路、２２，３７…トランス、２１，
３６…電流制御回路、３３…加圧装置、３４…加
圧軸、３８…計測孔、３９…光フアイバヘツド、
４１…絶縁層、４２…支持台、４３…最高到達温
度設定回路、４４，４８…比較回路、４５…加圧
制御回路、４６…ゲート回路、４７…拡散処理温
度設定回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 母材に近い組成の合金、又は母材と建全な合
金属を形成しうる金属からなるインサート材を、
接合すべき両母材間の間隙に挿入し、加圧力を加
えた状態で通電加熱する加熱工程と、 接合界面の温度を検出し、当該検出温度が母材
の融点に達した時点で、前記通電電流を減少さ
せ、当該接合界面温度を母材融点より小さくイン
サート材の融点より大きい値に維持して拡散処理
する拡散処理工程と、 前記両母材の接合界面の融液を接合部外に押出
す押出し工程と、 からなることを特徴とする金属の接合方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記検出温
度が母材の融点に達した時点で、前記加圧力を低
くすることを特徴とする金属の接合方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、前記インサート材は、金属粉末であることを
特徴とする金属の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19453681A JPS5897485A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 金属の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19453681A JPS5897485A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 金属の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5897485A JPS5897485A (ja) | 1983-06-09 |
| JPS6235868B2 true JPS6235868B2 (ja) | 1987-08-04 |
Family
ID=16326160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19453681A Granted JPS5897485A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 金属の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5897485A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0325719Y2 (ja) * | 1984-12-26 | 1991-06-04 | ||
| JPS61289964A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-19 | Fuji Electric Co Ltd | ろう付け方法 |
| JPS6453763A (en) * | 1987-08-22 | 1989-03-01 | Komatsu Mfg Co Ltd | Resistance diffusing junction method |
| DE69104845T2 (de) * | 1990-07-24 | 1995-04-06 | Komatsu Mfg Co Ltd | Heiss-diffusionschweissen. |
| DE69112807T2 (de) * | 1990-10-03 | 1996-05-30 | Daihen Corp | Verfahren zum elektrischen verbinden von zu verbindenden artikeln, keramik einbegriffen. |
| JP2678723B2 (ja) * | 1993-06-30 | 1997-11-17 | 清宏 宮城 | 被合金固体材料と充填金属粉末に付加した電気的発熱による合金の製造方法 |
| JP4535739B2 (ja) * | 2004-01-29 | 2010-09-01 | 富士重工業株式会社 | スポット溶接装置 |
| JP5432866B2 (ja) * | 2010-09-06 | 2014-03-05 | トヨタ自動車株式会社 | 液相拡散接合方法及び接合品 |
| JPWO2021210518A1 (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | ||
| JP2023118134A (ja) * | 2020-06-15 | 2023-08-25 | ニデック株式会社 | 熱伝導部材 |
-
1981
- 1981-12-04 JP JP19453681A patent/JPS5897485A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5897485A (ja) | 1983-06-09 |
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