JPH0221913B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0221913B2 JPH0221913B2 JP10535684A JP10535684A JPH0221913B2 JP H0221913 B2 JPH0221913 B2 JP H0221913B2 JP 10535684 A JP10535684 A JP 10535684A JP 10535684 A JP10535684 A JP 10535684A JP H0221913 B2 JPH0221913 B2 JP H0221913B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- ceramic
- bolt
- ceramics
- piece
- 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.)
- Expired
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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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/20—Stud welding
- B23K9/201—Stud welding of the extremity of a small piece on a large basis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、セラミツクスと金属部材との接合体
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
従来技術
セラミツクスは、耐熱性、耐摩耗性、絶縁性等
に優れるため、様々な用途に用いられている。こ
れらの用途によつては、セラミツクス部材と他の
部材又はセラミツクス部材同志を結合し、或いは
着脱可能とするため、ボルト、ナツトその他の固
着部材等の金属部材をセラミツクスに取付ける必
要が生じる。
に優れるため、様々な用途に用いられている。こ
れらの用途によつては、セラミツクス部材と他の
部材又はセラミツクス部材同志を結合し、或いは
着脱可能とするため、ボルト、ナツトその他の固
着部材等の金属部材をセラミツクスに取付ける必
要が生じる。
従来、この取付けは、セラミツクスの加工の困
難性から、(i)セラミツクス焼成時に金属部材用係
合部を形成することにより、或いは(ii)セラミツク
ス上に銅、銅合金等の金属板を焼付け等により接
合し、該金属板上に金属部材をロウ接する方法に
より、行なわれていた。然しながら、金属部材用
係合部は、金属部材を介した負荷により破損し易
く、また、第４図に示すようにボルト用貫通孔６
０を備えたセラミツクス部材６を他の部材４に取
付ける場合にあつては、ボルト７の締結力により
係合部６１が破損するおそれがあるという問題を
有していた。また、前記ロウ接による方法におい
ては、ロウ接時の加熱が、既に施された金属板と
セラミツクスとの接合部、さらにはセラミツクス
部材深部にまで達し、該接合部の強度低下及びセ
ラミツクスの脆弱化を招くという問題が存してい
た。
難性から、(i)セラミツクス焼成時に金属部材用係
合部を形成することにより、或いは(ii)セラミツク
ス上に銅、銅合金等の金属板を焼付け等により接
合し、該金属板上に金属部材をロウ接する方法に
より、行なわれていた。然しながら、金属部材用
係合部は、金属部材を介した負荷により破損し易
く、また、第４図に示すようにボルト用貫通孔６
０を備えたセラミツクス部材６を他の部材４に取
付ける場合にあつては、ボルト７の締結力により
係合部６１が破損するおそれがあるという問題を
有していた。また、前記ロウ接による方法におい
ては、ロウ接時の加熱が、既に施された金属板と
セラミツクスとの接合部、さらにはセラミツクス
部材深部にまで達し、該接合部の強度低下及びセ
ラミツクスの脆弱化を招くという問題が存してい
た。
発明の目的
本発明は、これら従来技術の問題点を解消し、
特に金属部材用係合部を設ける必要がなく、しか
もセラミツクスの変質を伴わず或いは問題とらな
い程度に留めつつ、大きな接合強度を得ることが
できる、セラミツクスと金属部材との接合体の製
造方法を提供することを目的とする。
特に金属部材用係合部を設ける必要がなく、しか
もセラミツクスの変質を伴わず或いは問題とらな
い程度に留めつつ、大きな接合強度を得ることが
できる、セラミツクスと金属部材との接合体の製
造方法を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明の前記目的は、セラミツクス上に金属片
を接合し、該金属片上に金属部材を溶接するに際
し、溶接時の通電により溶失するアーク発生用微
小突起を、溶接されるべき面に有した該金属部材
を用い、コンデンサ放電型スタツド溶接を行なう
ことを特徴とするセラミツクスと金属部材との接
合体の製造方法により達成される。
を接合し、該金属片上に金属部材を溶接するに際
し、溶接時の通電により溶失するアーク発生用微
小突起を、溶接されるべき面に有した該金属部材
を用い、コンデンサ放電型スタツド溶接を行なう
ことを特徴とするセラミツクスと金属部材との接
合体の製造方法により達成される。
前記セラミツクス上への金属片の接合は、通常
行なわれる種々の方法によつて得られるほか、例
えば、酸化物系セラミツクスと鋼、ニツケル又は
これらの合金とを接触せしめ、これの少なくとも
接触部分をSiO2粉末中又はSiO2とカオリンとの
混合粉末中に埋没せしめた状態で、酸化雰囲気中
にて加熱接着することによつて得ることができ
る。
行なわれる種々の方法によつて得られるほか、例
えば、酸化物系セラミツクスと鋼、ニツケル又は
これらの合金とを接触せしめ、これの少なくとも
接触部分をSiO2粉末中又はSiO2とカオリンとの
混合粉末中に埋没せしめた状態で、酸化雰囲気中
にて加熱接着することによつて得ることができ
る。
ここで加熱接着は、銅又はその合金の場合は
1000〜1200℃程度好ましくは1050〜1150℃で、又
ニツケル又はその合金の場合は1380〜1500℃程度
好ましくは1400〜1450℃で、５〜60分間程度好ま
しくは10〜30分間加熱して行なう。
1000〜1200℃程度好ましくは1050〜1150℃で、又
ニツケル又はその合金の場合は1380〜1500℃程度
好ましくは1400〜1450℃で、５〜60分間程度好ま
しくは10〜30分間加熱して行なう。
この加熱接着により、溶融金属は下方のみなら
ず、重力に逆らつて上方乃至側方にも浸透し得る
ため、セラミツクスの下側乃至横側に接触せしめ
た金属も、上側に接触せしめた場合と同様に高強
度で接合され、１回の操作で２カ所以上の接合が
得られる。また、前記粉末中に埋没せしめた状態
で加熱接着することにより、昇温、加熱及び接着
後の冷却が均一になされるため接着ムラやキレツ
の発生がなくなり、また異形の銅、ニツケル又は
これらの合金を接着させたときに接着部以外の部
分が変形したりしない。
ず、重力に逆らつて上方乃至側方にも浸透し得る
ため、セラミツクスの下側乃至横側に接触せしめ
た金属も、上側に接触せしめた場合と同様に高強
度で接合され、１回の操作で２カ所以上の接合が
得られる。また、前記粉末中に埋没せしめた状態
で加熱接着することにより、昇温、加熱及び接着
後の冷却が均一になされるため接着ムラやキレツ
の発生がなくなり、また異形の銅、ニツケル又は
これらの合金を接着させたときに接着部以外の部
分が変形したりしない。
また前記セラミツクス上への金属片の接合は、
金型内に酸化物系セラミツクスを入れ、該セラミ
ツクスを予熱しておき、次いで金型内に溶融させ
た銅又はその合金を流し込んだ後、冷却固化する
ことによつても得ることができる。ここで、好ま
しい予熱温度は、通常200℃程度以上であり、500
℃程度以上とすることが特に好ましい。銅又はそ
の合金の溶融加熱温度は通常1080〜1300℃程度好
ましくは1100〜1200℃である。これにより、単純
形状の金属片は勿論、曲面を有する金属片等、通
常の鋳造で得られる種々の形状の金属片を簡便
に、しかも従来の接合方による場合に比べて同等
以上の接合強度を持つて、セラミツクス上に接合
することができる。
金型内に酸化物系セラミツクスを入れ、該セラミ
ツクスを予熱しておき、次いで金型内に溶融させ
た銅又はその合金を流し込んだ後、冷却固化する
ことによつても得ることができる。ここで、好ま
しい予熱温度は、通常200℃程度以上であり、500
℃程度以上とすることが特に好ましい。銅又はそ
の合金の溶融加熱温度は通常1080〜1300℃程度好
ましくは1100〜1200℃である。これにより、単純
形状の金属片は勿論、曲面を有する金属片等、通
常の鋳造で得られる種々の形状の金属片を簡便
に、しかも従来の接合方による場合に比べて同等
以上の接合強度を持つて、セラミツクス上に接合
することができる。
実施例
以下に、セラミツクス片とボルトとの接合体の
製造を例に採り、本発明を添附図面と共に説明す
る。
製造を例に採り、本発明を添附図面と共に説明す
る。
セラミツクス片１とボルト２との接合体を製造
するには、先ず第１図に示すようにセラミツクス
片１上に金属板３を接合する。この接合は、前述
の如く、SiO2粉末中への埋没下に行なう方法、
溶融金属を流し込む方法の他、通常の種々の方法
により行なうことができる。次に金属板３上にボ
ルト２を載置し、金属板３及びボルト２を各々
種々電極に接続して、コンデンサ放電型スタツド
溶接を行なう。ボルト２は溶接されるべき面に、
コンデンサ放電型スタツド溶接に適した円錐状隆
起部２０及び該隆起部２０先端の微小突起２１を
備えている。これら隆起部２０及び突起２１の寸
法形状は、接合すべきボルトの寸法、溶接時の電
圧、電流等に応じて適宜定めることができる。通
電により微小突起２１の溶失とボルト２及び金属
板３間のアーク発生が得られ、通電と共に加えら
れるボルト２への下方力により、アーク熱で溶融
した部分同志が圧接されて溶接が行なわれる。溶
接部の加熱は、コンデンサ内に蓄積された電気エ
ネルギのアーク放電により充分な熱量をもつて、
しかも瞬時に行なわれる。したがつて、ボルト２
と金属板３とは十分な強度をもつて溶接され、し
かも金属板３とセラミツクス片１との接合部及び
セラミツクス片１への熱の移動は極めて低く押え
られる。これにより、該接合部及びセラミツクス
の熱による変質や脆弱化を防止でき、結果とし
て、ボルト２とセラミツクス片１間の大きな接合
強度が得られる。
するには、先ず第１図に示すようにセラミツクス
片１上に金属板３を接合する。この接合は、前述
の如く、SiO2粉末中への埋没下に行なう方法、
溶融金属を流し込む方法の他、通常の種々の方法
により行なうことができる。次に金属板３上にボ
ルト２を載置し、金属板３及びボルト２を各々
種々電極に接続して、コンデンサ放電型スタツド
溶接を行なう。ボルト２は溶接されるべき面に、
コンデンサ放電型スタツド溶接に適した円錐状隆
起部２０及び該隆起部２０先端の微小突起２１を
備えている。これら隆起部２０及び突起２１の寸
法形状は、接合すべきボルトの寸法、溶接時の電
圧、電流等に応じて適宜定めることができる。通
電により微小突起２１の溶失とボルト２及び金属
板３間のアーク発生が得られ、通電と共に加えら
れるボルト２への下方力により、アーク熱で溶融
した部分同志が圧接されて溶接が行なわれる。溶
接部の加熱は、コンデンサ内に蓄積された電気エ
ネルギのアーク放電により充分な熱量をもつて、
しかも瞬時に行なわれる。したがつて、ボルト２
と金属板３とは十分な強度をもつて溶接され、し
かも金属板３とセラミツクス片１との接合部及び
セラミツクス片１への熱の移動は極めて低く押え
られる。これにより、該接合部及びセラミツクス
の熱による変質や脆弱化を防止でき、結果とし
て、ボルト２とセラミツクス片１間の大きな接合
強度が得られる。
また、ボルト２は、セラミツクス片１に係合部
を設けることなく接合できるため、第３図に示す
ように、ボルト２及びナツト５を用いてセラミツ
クス片１を他の部材４に取付ける際に、ボルト２
の締結力によりセラミツクス片１に破損を生じる
ということがない。
を設けることなく接合できるため、第３図に示す
ように、ボルト２及びナツト５を用いてセラミツ
クス片１を他の部材４に取付ける際に、ボルト２
の締結力によりセラミツクス片１に破損を生じる
ということがない。
以上、セラミツクス片とボルトの接合体の製造
について説明したが、本発明方法は種々の形態の
セラミツクス及び金属部材に適用しうるのはもち
ろんである。またセラミツクス及び金属部材間に
介在させる金属片も、板状、ブロツク状等種々の
形状のものとすることができる。
について説明したが、本発明方法は種々の形態の
セラミツクス及び金属部材に適用しうるのはもち
ろんである。またセラミツクス及び金属部材間に
介在させる金属片も、板状、ブロツク状等種々の
形状のものとすることができる。
次に本発明の実験例及び従来技術による比較例
を示す。
を示す。
実験例
第５図に示すように、平面が１辺10mmの正方
形、厚さが４mmのセラミツクス片１Ａに、１辺10
mmの正方形にして厚さ0.5mmの銅板３Ａを、SiO2
粉末への埋没下で加熱接着した。接着された銅板
上にボルト２Ａをコンデンサ放電型スタツド溶接
により溶接した。ボルト２Ａは、長さ12mm、径５
mm、材質SUS304のものであり、円錐状隆起部の
傾斜角α（第２図参照）が4゜、微小突起の径ｄが
0.6mm、該突起の長さｌが、0.8mmであつた。得ら
れた接合体の引張試験を行なつたところ、荷重
700Kgで溶接部Ａで破断した。
形、厚さが４mmのセラミツクス片１Ａに、１辺10
mmの正方形にして厚さ0.5mmの銅板３Ａを、SiO2
粉末への埋没下で加熱接着した。接着された銅板
上にボルト２Ａをコンデンサ放電型スタツド溶接
により溶接した。ボルト２Ａは、長さ12mm、径５
mm、材質SUS304のものであり、円錐状隆起部の
傾斜角α（第２図参照）が4゜、微小突起の径ｄが
0.6mm、該突起の長さｌが、0.8mmであつた。得ら
れた接合体の引張試験を行なつたところ、荷重
700Kgで溶接部Ａで破断した。
比較例
第６図に示すように、前記実験例と同形状のセ
ラミツクス片１Ｂと銅板３Ｂとを前述と同様に加
熱接着した。接着された銅板上にボルト２Ｂを通
常のロウ接により接合した。ボルト２Ｂは、円錐
状隆起部及び微小突起を有していない他は、前記
実験例と同一の寸法、材質のものであつた。得ら
れた接合体の引張試験を行なつたところで、荷重
420Kgでセラミツクス片の接合部近傍Ｂで破壊し
た。
ラミツクス片１Ｂと銅板３Ｂとを前述と同様に加
熱接着した。接着された銅板上にボルト２Ｂを通
常のロウ接により接合した。ボルト２Ｂは、円錐
状隆起部及び微小突起を有していない他は、前記
実験例と同一の寸法、材質のものであつた。得ら
れた接合体の引張試験を行なつたところで、荷重
420Kgでセラミツクス片の接合部近傍Ｂで破壊し
た。
以上の実験例及び比較例から、次のことが明ら
かである。本発明方法によれば、ボルトと銅板と
の溶接は十分な強度で得られ、溶接時の熱は銅板
とセラミツクス片との接合部及びセラミツクス片
に強度上の影響を与えておらず、結果として、大
きな強度の接合が得られている。これに対し、従
来法では、ロウ接時の熱影響によりセラミツクス
の脆弱化が生じ、結果として接合体の強度が低く
なつている。
かである。本発明方法によれば、ボルトと銅板と
の溶接は十分な強度で得られ、溶接時の熱は銅板
とセラミツクス片との接合部及びセラミツクス片
に強度上の影響を与えておらず、結果として、大
きな強度の接合が得られている。これに対し、従
来法では、ロウ接時の熱影響によりセラミツクス
の脆弱化が生じ、結果として接合体の強度が低く
なつている。
発明の効果
以上から明らかなように、本発明によれば、特
に金属部材用係合部を設ける必要がなく、しかも
セラミツクスの変質を伴わず或いは問題とらない
程度に留めつつ、大きな接合強度を得ることがで
きる、セラミツクスと金属部材との接合体の製造
方法を提供することができる。
に金属部材用係合部を設ける必要がなく、しかも
セラミツクスの変質を伴わず或いは問題とらない
程度に留めつつ、大きな接合強度を得ることがで
きる、セラミツクスと金属部材との接合体の製造
方法を提供することができる。
第１図から第３図は本発明方法を説明するため
の図で、第１図はセラミツクス片、金属板及びボ
ルトを示す正面図、第２図はボルトの正面図、第
３図は得られた接合体を他の部材と共に示す正面
図、第４図は従来法による接合を説明するための
セラミツクス片、ボルト、他の部材及びナツトを
示す正面図、第５図は本発明実験例の説明図、第
６図は従来法比較例の説明図である。 １……セラミツクス片、２……ボルト、３……
銅板、２１……微小突起。
の図で、第１図はセラミツクス片、金属板及びボ
ルトを示す正面図、第２図はボルトの正面図、第
３図は得られた接合体を他の部材と共に示す正面
図、第４図は従来法による接合を説明するための
セラミツクス片、ボルト、他の部材及びナツトを
示す正面図、第５図は本発明実験例の説明図、第
６図は従来法比較例の説明図である。 １……セラミツクス片、２……ボルト、３……
銅板、２１……微小突起。
Claims (1)
- １ セラミツクス上に金属片を接合し、該金属片
上に金属部材を溶接するに際し、溶接時の通電に
より溶失するアーク発生用微小突起を、溶接され
るべき面に有した該金属部材を用い、コンデンサ
放電型スタツド溶接を行なうことを特徴とするセ
ラミツクスと金属部材との接合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10535684A JPS60247477A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | セラミツクスと金属部材との接合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10535684A JPS60247477A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | セラミツクスと金属部材との接合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247477A JPS60247477A (ja) | 1985-12-07 |
| JPH0221913B2 true JPH0221913B2 (ja) | 1990-05-16 |
Family
ID=14405444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10535684A Granted JPS60247477A (ja) | 1984-05-23 | 1984-05-23 | セラミツクスと金属部材との接合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60247477A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4852269B2 (ja) * | 2005-07-05 | 2012-01-11 | アジア技研株式会社 | スタッド溶接方法 |
| JP2008238203A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Kyushu Institute Of Technology | スタッドボルトおよび細線付き導体ならびにスタッド溶接方法 |
-
1984
- 1984-05-23 JP JP10535684A patent/JPS60247477A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60247477A (ja) | 1985-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |