JPH02290683A - イナーシャ溶接方法 - Google Patents
イナーシャ溶接方法Info
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- JPH02290683A JPH02290683A JP1332485A JP33248589A JPH02290683A JP H02290683 A JPH02290683 A JP H02290683A JP 1332485 A JP1332485 A JP 1332485A JP 33248589 A JP33248589 A JP 33248589A JP H02290683 A JPH02290683 A JP H02290683A
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- Japan
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- welding
- hollow
- superalloy member
- hollow superalloy
- inertia
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- 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
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/129—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding specially adapted for particular articles or work
-
- 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
- B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
- B23K33/004—Filling of continuous seams
- B23K33/006—Filling of continuous seams for cylindrical workpieces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- 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 ］
この発明は、中空部材間を溶接するイナーシャ溶接、特
に、高張力超合金部材及び粉末冶金高張力超合金のイナ
ーシャ溶接に関する。
に、高張力超合金部材及び粉末冶金高張力超合金のイナ
ーシャ溶接に関する。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題ｊイナー
ンヤ溶接は、回転軸に対して対称的形状の部材どうしを
接合する場合に通常使用される。
ンヤ溶接は、回転軸に対して対称的形状の部材どうしを
接合する場合に通常使用される。
この種の部材は、むく材に限らず中空材であっても溶接
することができる。したがって、イナーシャ溶接により
部材どうしを相互に接合して、クランクシャフトや中空
チューブ等を形成することができる。このようなイナー
シャ溶接に関しては、たとえば、米国特許第３，２３４
，６４４号、３，２３５，１６２号、３，４６２，８２
６号、３，５９１，０６８号、及び４，３６５，１３６
号等に開示されているもの等がある。
することができる。したがって、イナーシャ溶接により
部材どうしを相互に接合して、クランクシャフトや中空
チューブ等を形成することができる。このようなイナー
シャ溶接に関しては、たとえば、米国特許第３，２３４
，６４４号、３，２３５，１６２号、３，４６２，８２
６号、３，５９１，０６８号、及び４，３６５，１３６
号等に開示されているもの等がある。
イナーシャ溶接を行う場合には、接合部材の軸線を相互
に一致させ、その接合面を相互に平行に配置させて溶接
を行う。また、溶接する部材の一方を固定し、他方をは
ずみ車に取り付ける。この回転体、すなわち、溶接部材
をはずみ車に取り付けた回転体は、所定の回転速度まで
加速されて、固定した一方の溶接部材に対して押圧する
。はずみ車の形状、質量、及び回転速度により有効な運
動エネルギーが決定される。そして、この運動エネルギ
ーは、接合部材間の摩擦により吸収されて、熱エネルギ
ーに変換する。なお、溶接部材は、相互に押圧し合って
運動エネルギーにより部分的に軟化する。そして、部材
間の押圧力はそのまま保持されて、増加され、溶接部材
の軟化した部分が相互に接合される。また、この溶接部
材間の押圧力により、溶接部が塑性変形する。その後、
溶接部は熱伝導により急速に冷却して溶接部材どうしが
接合される。
に一致させ、その接合面を相互に平行に配置させて溶接
を行う。また、溶接する部材の一方を固定し、他方をは
ずみ車に取り付ける。この回転体、すなわち、溶接部材
をはずみ車に取り付けた回転体は、所定の回転速度まで
加速されて、固定した一方の溶接部材に対して押圧する
。はずみ車の形状、質量、及び回転速度により有効な運
動エネルギーが決定される。そして、この運動エネルギ
ーは、接合部材間の摩擦により吸収されて、熱エネルギ
ーに変換する。なお、溶接部材は、相互に押圧し合って
運動エネルギーにより部分的に軟化する。そして、部材
間の押圧力はそのまま保持されて、増加され、溶接部材
の軟化した部分が相互に接合される。また、この溶接部
材間の押圧力により、溶接部が塑性変形する。その後、
溶接部は熱伝導により急速に冷却して溶接部材どうしが
接合される。
このイナーシャ溶接方法は、非常に有用な溶接方法であ
り、幾つかの新規な利点がある。たとえば、溶接部から
比較的多量の部材を取り除き、溶接部表面における有害
な異物をすべて除去することができることである。そし
て、溶接された部材の溶接部は、鋳造というより鍛造的
な特徴を有するようになる。レーザ、電子ビーム及び電
気溶接等による溶接部は、溶解した後に再凝固するため
に鋳造的特性を有する。この溶接特性は、この発明に係
るイナーンヤ溶接による鍛造的特性よりも一般的に好ま
しいものではない。
り、幾つかの新規な利点がある。たとえば、溶接部から
比較的多量の部材を取り除き、溶接部表面における有害
な異物をすべて除去することができることである。そし
て、溶接された部材の溶接部は、鋳造というより鍛造的
な特徴を有するようになる。レーザ、電子ビーム及び電
気溶接等による溶接部は、溶解した後に再凝固するため
に鋳造的特性を有する。この溶接特性は、この発明に係
るイナーンヤ溶接による鍛造的特性よりも一般的に好ま
しいものではない。
イナーシャ溶接は、いわゆる摩擦溶接の形態をとる。一
般的な摩擦溶接は、連続的なモータ駆動を必要とし、は
ずみ車にエネルギーが蓄えられるのではなく、このエネ
ルギーは直接摩擦熱に変換する。なお、この明細書にお
いて使用するイナーシャ溶接という言葉は、回転摩擦溶
接以外の他の方式を包含する意味で使用するものとする
。
般的な摩擦溶接は、連続的なモータ駆動を必要とし、は
ずみ車にエネルギーが蓄えられるのではなく、このエネ
ルギーは直接摩擦熱に変換する。なお、この明細書にお
いて使用するイナーシャ溶接という言葉は、回転摩擦溶
接以外の他の方式を包含する意味で使用するものとする
。
イナーシャ溶接は、すでに、重建設機械工業等において
鉄や鋼鉄等の鉄性材料を接合するために広く使用されて
いる。近年、超合金の接合においても、ある程度の成功
をおさめている。超合金は、軟化温度が鉄性部材より高
く、高温度に対しても耐変形性を有しているため、鉄性
部材よりもその接合需要がある。粉末冶金超合金は、あ
らゆるイナーシャ溶接を行うのが最も困難な合金である
。
鉄や鋼鉄等の鉄性材料を接合するために広く使用されて
いる。近年、超合金の接合においても、ある程度の成功
をおさめている。超合金は、軟化温度が鉄性部材より高
く、高温度に対しても耐変形性を有しているため、鉄性
部材よりもその接合需要がある。粉末冶金超合金は、あ
らゆるイナーシャ溶接を行うのが最も困難な合金である
。
溶接により軟化する接合部分は、特定の部分に制限され
る。また、溶接部分におけるアップセット（圧縮成形）
、すなわち、変形度合いも同様に制限を受ける。したが
って、（粉末冶金）超合金をイナーシャ溶接した場合に
は、溶接部分にくぼみが残ってしまう。なお、鉄性部材
をイナーシャ溶接した場合には、このようなくぼみ生じ
ることはまれである。
る。また、溶接部分におけるアップセット（圧縮成形）
、すなわち、変形度合いも同様に制限を受ける。したが
って、（粉末冶金）超合金をイナーシャ溶接した場合に
は、溶接部分にくぼみが残ってしまう。なお、鉄性部材
をイナーシャ溶接した場合には、このようなくぼみ生じ
ることはまれである。
しかしながら、粉末冶金ニッケル超合金の場合には、常
に、イナーシャ溶接部分を突き抜けてくぼみが生じてし
まう。したがって、溶接後にアップセット部を機械研削
により取り除いても、くぼみ部は常に残るために、この
くぼみを完全に取り除くためには、溶接部材の原直径よ
りも小さくなるまで研削しなければならない。くぼみを
十分に取り除かずにこの溶接部材を使用した場合、ある
いは熱処理中において、このくぼみ部にストレスが集中
して破損等の原因となる。そのため、このくぼみに関す
る問題は、高張力超合金、すなわち、Ｉ０００゜Ｆにお
いて約１００ｋｓ＋程度の降伏強度を有する合金や粉末
冶金により製造された合金において特に何害なものとな
る。
に、イナーシャ溶接部分を突き抜けてくぼみが生じてし
まう。したがって、溶接後にアップセット部を機械研削
により取り除いても、くぼみ部は常に残るために、この
くぼみを完全に取り除くためには、溶接部材の原直径よ
りも小さくなるまで研削しなければならない。くぼみを
十分に取り除かずにこの溶接部材を使用した場合、ある
いは熱処理中において、このくぼみ部にストレスが集中
して破損等の原因となる。そのため、このくぼみに関す
る問題は、高張力超合金、すなわち、Ｉ０００゜Ｆにお
いて約１００ｋｓ＋程度の降伏強度を有する合金や粉末
冶金により製造された合金において特に何害なものとな
る。
イナーンヤ溶接により超合金部材を接合するに際し、多
少コスト的には不経済な面があるが、大きめの接合部材
を使用してくぼみに関する問題を解決することができる
。この場合には、溶接後に機械研削によりくぼみ部を取
り除いて外径寸法を整える必要がある。しかしながら、
この方法は、イナーシャ溶接により部材の損傷部分を補
修する場合には適さない。つまり、損傷部分を補修する
場合には、部材特性を弱めることなく部材の非損傷部分
をある直径まで研削して取り除く必要があるからである
。したがって、超合金部材の損傷部を取り除いて、そこ
に新たな部材を溶接補修する場合には、イナーシャ溶接
は部材特性を弱めるか、必要以上に部材を研削する必要
があり、補修後の部材はあまり好ましものとはならない
。
少コスト的には不経済な面があるが、大きめの接合部材
を使用してくぼみに関する問題を解決することができる
。この場合には、溶接後に機械研削によりくぼみ部を取
り除いて外径寸法を整える必要がある。しかしながら、
この方法は、イナーシャ溶接により部材の損傷部分を補
修する場合には適さない。つまり、損傷部分を補修する
場合には、部材特性を弱めることなく部材の非損傷部分
をある直径まで研削して取り除く必要があるからである
。したがって、超合金部材の損傷部を取り除いて、そこ
に新たな部材を溶接補修する場合には、イナーシャ溶接
は部材特性を弱めるか、必要以上に部材を研削する必要
があり、補修後の部材はあまり好ましものとはならない
。
なお、仕上げ部材より大きめの部材を使用してイナーシ
ャ溶接を行う場合には、イナーシャ溶接における研削能
力を越えてしまう場合がある。
ャ溶接を行う場合には、イナーシャ溶接における研削能
力を越えてしまう場合がある。
従来のイナーシャ溶接においては、溶接部の形状に制限
があり、たとえば、中空円錐形状の部材を溶接する場合
には、そのテーパ而を研削する時に寸法上の問題があっ
た。特に、この種の問題はガスタービンエンジンに使用
する軸をディスクに接合する場合に起こっていた。
があり、たとえば、中空円錐形状の部材を溶接する場合
には、そのテーパ而を研削する時に寸法上の問題があっ
た。特に、この種の問題はガスタービンエンジンに使用
する軸をディスクに接合する場合に起こっていた。
したがって、この発明は、部材どうしをイナーシャ溶接
する方法及びイナーシャ溶接により生じるくぼみ位置及
びその深さを制御する方法を提供することを目的とする
。
する方法及びイナーシャ溶接により生じるくぼみ位置及
びその深さを制御する方法を提供することを目的とする
。
また、この発明は、高張力超合金（あるいは粉末冶金超
合金）をイナーシャ溶接するに際し、イナーシャ溶接部
に生じるくぼみが原因となる有害性を最小限に抑える方
法を提供することを目的とする。
合金）をイナーシャ溶接するに際し、イナーシャ溶接部
に生じるくぼみが原因となる有害性を最小限に抑える方
法を提供することを目的とする。
さらに、この発明は、イナーシャ溶接により円錐ハブを
形成するに適した部材寸法を提供することを目的とする
。
形成するに適した部材寸法を提供することを目的とする
。
「 課題を解決するための手段及び作用 」上記課題を
解決するためにこの発明によれば、第１中空超合金部材
と第２中空超合金部材とをイナーシャ溶接により接合す
るイナーシャ溶接方法において、前記第１中空超合金部
材及び第２中空超合金部材をその溶接面に段差が形成さ
れるように配することを特徴とするイナーシャ溶接方法
が提供される。
解決するためにこの発明によれば、第１中空超合金部材
と第２中空超合金部材とをイナーシャ溶接により接合す
るイナーシャ溶接方法において、前記第１中空超合金部
材及び第２中空超合金部材をその溶接面に段差が形成さ
れるように配することを特徴とするイナーシャ溶接方法
が提供される。
また、この発明によれば、第１中空超合金部材と第２中
空超合金部材とをイナーシャ溶接により接合するイナー
シャ溶接方法において、溶接部における前記第１中空超
合金部材の内径及び外径は前記第２中空超合金部材の内
径及び外径と異なり、前記第１中空超合金部材及び第２
中空超合金部材をその溶接面において段差が形成される
ように配することにより、溶接後の溶接面が湾曲するこ
とを特徴とするイナーシャ溶接方法が提供される。
空超合金部材とをイナーシャ溶接により接合するイナー
シャ溶接方法において、溶接部における前記第１中空超
合金部材の内径及び外径は前記第２中空超合金部材の内
径及び外径と異なり、前記第１中空超合金部材及び第２
中空超合金部材をその溶接面において段差が形成される
ように配することにより、溶接後の溶接面が湾曲するこ
とを特徴とするイナーシャ溶接方法が提供される。
また、この発明によれば、第１中空超合金部材と第２中
空超合金部材とをイナーシャ溶接により接合するイナー
シャ溶接方法において、溶接部における前記第１中空超
合金部材の内径及び外径は前記第２中空超合金部材の内
径及び外径よりも小さく、前記第１中空超合金部材と前
記第２中空超合金部材の溶接面を相互に対向させ、その
中心軸を相互に一致させるとともに、前記第１中空超合
金部材及び第２中空超合金部材の溶接面が段差を形成す
るように配することにより、溶接後の溶接面が略Ｓ字形
状となることを特徴とするイナーシャ溶接方法蛾提供さ
れる。
空超合金部材とをイナーシャ溶接により接合するイナー
シャ溶接方法において、溶接部における前記第１中空超
合金部材の内径及び外径は前記第２中空超合金部材の内
径及び外径よりも小さく、前記第１中空超合金部材と前
記第２中空超合金部材の溶接面を相互に対向させ、その
中心軸を相互に一致させるとともに、前記第１中空超合
金部材及び第２中空超合金部材の溶接面が段差を形成す
るように配することにより、溶接後の溶接面が略Ｓ字形
状となることを特徴とするイナーシャ溶接方法蛾提供さ
れる。
また、この発明によれば、第１中空超合金部材及び第２
中空超合金部材をイナーシャ溶接により接合して円錐形
部材を形成する方法において、溶接部における前記第１
中空超合金部材の内径及び外径は前記第２中空超合金部
材の内径及び外径よりも小さく、前記第１中空超合金部
材と前記第２中空超合金部材の溶接面を相互に対向させ
、その中心軸を相互に一致させるとともに、前記第１中
空超合金部材及び第２中空超合金部材の溶接面において
段差が形成されるように配することにより溶接後の溶接
面が略Ｓ字形状となり、溶接後の前記第１中空超合金部
材及び第２中空超合金部材を研削して円錐形状の部材を
形成することを特徴とするイナーシャ溶接方法が提供さ
れる。
中空超合金部材をイナーシャ溶接により接合して円錐形
部材を形成する方法において、溶接部における前記第１
中空超合金部材の内径及び外径は前記第２中空超合金部
材の内径及び外径よりも小さく、前記第１中空超合金部
材と前記第２中空超合金部材の溶接面を相互に対向させ
、その中心軸を相互に一致させるとともに、前記第１中
空超合金部材及び第２中空超合金部材の溶接面において
段差が形成されるように配することにより溶接後の溶接
面が略Ｓ字形状となり、溶接後の前記第１中空超合金部
材及び第２中空超合金部材を研削して円錐形状の部材を
形成することを特徴とするイナーシャ溶接方法が提供さ
れる。
さらに、この発明によれば、第１外径及び第１内径を有
する第１中空超合金部材と、この第１中空超合金部材に
イナーシャ溶接された前記第ｌ外径より小さい第２外径
及び前記第１内径より小さい第２内径を有する第２中空
超合金部材と、からなる複合部材であって、萌記第１中
空超合金部材の中心軸と萌記第２中空超合金部材の中心
軸とは相互に一致しており、前記第１中空超合金部材と
前記第２中空超合金部材との溶接面が略Ｓ字形状となっ
ていることを特徴とするイナーシャ溶接により接合され
た中空複合部材が提供される。
する第１中空超合金部材と、この第１中空超合金部材に
イナーシャ溶接された前記第ｌ外径より小さい第２外径
及び前記第１内径より小さい第２内径を有する第２中空
超合金部材と、からなる複合部材であって、萌記第１中
空超合金部材の中心軸と萌記第２中空超合金部材の中心
軸とは相互に一致しており、前記第１中空超合金部材と
前記第２中空超合金部材との溶接面が略Ｓ字形状となっ
ていることを特徴とするイナーシャ溶接により接合され
た中空複合部材が提供される。
なお、好適実施例においては、この発明は、ニッケル基
超合金等に適するものである。
超合金等に適するものである。
したがって、上記構成によれば、イナーシャ溶接により
溶接部に生じる熱が、従来方法によるものとその流れ（
熱伝導）が異なるとともに、溶接部の部材のはみ出し量
及びその形状が異なるようになり、溶接部に生じるくぼ
みが溶接面の外側に形成されて溶接部の所望する寸法が
得られるようになる。
溶接部に生じる熱が、従来方法によるものとその流れ（
熱伝導）が異なるとともに、溶接部の部材のはみ出し量
及びその形状が異なるようになり、溶接部に生じるくぼ
みが溶接面の外側に形成されて溶接部の所望する寸法が
得られるようになる。
［実施例コ
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例を説明する
。
。
この発明は、部材の溶接接合部の寸法形状を相互に異な
らせることにより、溶接部に生じるくぼみが溶接後の部
材が必要とする外径寸法より内側に形成されることがな
いように溶接時の熱伝導及び溶接部のはみ出し量（フラ
ッシュ等）を制御することを特徴とするものである。ま
た、この発明は、円錐形状またはその他のテーパ面を有
する中空部材の溶接接合に適用することができるもので
ある。
らせることにより、溶接部に生じるくぼみが溶接後の部
材が必要とする外径寸法より内側に形成されることがな
いように溶接時の熱伝導及び溶接部のはみ出し量（フラ
ッシュ等）を制御することを特徴とするものである。ま
た、この発明は、円錐形状またはその他のテーパ面を有
する中空部材の溶接接合に適用することができるもので
ある。
次に、第３図に基づいてこの発明を説明する。
第３図は、相互に異なる外径を有する部材を使用して部
材間の接合部をずらし、部材の内外面において段差を設
けた接合前の状態を示している。以下に記載するように
、このような配置構成は、イナーシャ溶接による溶接部
の部材軟化及び熱伝導に関して重要な関係がある。
材間の接合部をずらし、部材の内外面において段差を設
けた接合前の状態を示している。以下に記載するように
、このような配置構成は、イナーシャ溶接による溶接部
の部材軟化及び熱伝導に関して重要な関係がある。
第１図は、従来技術における、中空溶接部材の溶接部を
示している。この中空溶接部材は、図示する中心線に関
して対称的な形状をしており、部材双方は同一の肉厚を
有するとともに、溶接部はその中心点が相互に一致する
ように配されている。
示している。この中空溶接部材は、図示する中心線に関
して対称的な形状をしており、部材双方は同一の肉厚を
有するとともに、溶接部はその中心点が相互に一致する
ように配されている。
したがって、溶接部はその平坦な溶接面に対して対称形
状となっており、溶接部材が相互に同一寸法形状を有し
ている場合には、溶接部からはみ出ず溶接部材（フラッ
シュ）は対称的な形状となる。
状となっており、溶接部材が相互に同一寸法形状を有し
ている場合には、溶接部からはみ出ず溶接部材（フラッ
シュ）は対称的な形状となる。
第１図に示すような対称的な部材形状により実質的に均
一な溶接部が形成される。
一な溶接部が形成される。
第２図は、第１図に示す部材どうしを溶接した場合の溶
接部を示しており、特に、溶接部に生じるくぼみ（溝）
と溶接部からはみ出した部材形状を示している。溶接部
に生じるくぼみが溶接部材の（外側及び内側双方におい
て）原直径内まで延びていることが認められる。すなわ
ち、溶接面の面積は部材断面積より小さ《なっている。
接部を示しており、特に、溶接部に生じるくぼみ（溝）
と溶接部からはみ出した部材形状を示している。溶接部
に生じるくぼみが溶接部材の（外側及び内側双方におい
て）原直径内まで延びていることが認められる。すなわ
ち、溶接面の面積は部材断面積より小さ《なっている。
この接合部分及びこの接合部分に生じたくぼみは、溶接
部の強度及び耐久性に関して非常に有害となる。
部の強度及び耐久性に関して非常に有害となる。
第２図に示す溶接郎は溶接部材どうしの溶接境界面に相
当しており、実質的に均一な形状となっている。
当しており、実質的に均一な形状となっている。
第３図は、この発明に係る溶接部材の形状を示？ている
。図示するように、中空部材Ａの半径は、中空部材Ｂの
半径より小さくなっている。特に、外径Ｏ Ｒ Ａは外
径ＯＲＢより小さく、内径ＩＲＡは内径ＩＲＢよりも小
さくなっている。したがって、部材Ａの平均半径は部材
Ｂの平均半径より小さくなっている。ここで、平均半径
とは、（ＯＲ＋ ＩＲ）÷２で定義される値である。こ
れらの寸法の違いにより、部材間の溶接部に段差が形成
される。
。図示するように、中空部材Ａの半径は、中空部材Ｂの
半径より小さくなっている。特に、外径Ｏ Ｒ Ａは外
径ＯＲＢより小さく、内径ＩＲＡは内径ＩＲＢよりも小
さくなっている。したがって、部材Ａの平均半径は部材
Ｂの平均半径より小さくなっている。ここで、平均半径
とは、（ＯＲ＋ ＩＲ）÷２で定義される値である。こ
れらの寸法の違いにより、部材間の溶接部に段差が形成
される。
すなわち、溶接した部材の内面においては段差ＳＩ、外
面においてはＳＯの段差が形成されている。
面においてはＳＯの段差が形成されている。
この内側段差Ｓ■は溶接面に関して外側段差Ｓ。の反対
側に形成される。この段差を設けることにより溶接中の
熱伝導が変化するため、溶接部の加熱及び冷却時におけ
る応力が変化するようになる。
側に形成される。この段差を設けることにより溶接中の
熱伝導が変化するため、溶接部の加熱及び冷却時におけ
る応力が変化するようになる。
第４図は、第３図に示す部材の溶接後の溶接部形状を示
す。図示するように溶接部に段差を設けたことにより、
略Ｓ字形状の湾曲部が溶接部に形成されていることが認
められる。この湾曲部が形成されることにより、溶接部
の内外面からはみ出した溶接部分は、従来のイナーシャ
溶接では溶接部材中心軸に対して直角となっていたが、
この発明に係るイナーシャ溶接によれば、部材中心軸に
対して一定の角度が形成される。この溶接部のはみ出し
部分の形状を変えることにより、溶接部に残るくぼみ部
の位置及びその大きさを変えることができる。すなわち
、溶接部内外を研削して溶接部に生じたくぼみを取り除
く場合に、研削量を最小にすることができる。段差寸法
Ｓ．及びＳ。は、部材八の肉厚の約１０％から５０％、
超合金を使用した場合には、部材Ａの肉厚の約１５％か
ら４０％とすることが好ましい。なお、部材Ａの肉厚と
は、ＯＲＡ一■ＲＡである。
す。図示するように溶接部に段差を設けたことにより、
略Ｓ字形状の湾曲部が溶接部に形成されていることが認
められる。この湾曲部が形成されることにより、溶接部
の内外面からはみ出した溶接部分は、従来のイナーシャ
溶接では溶接部材中心軸に対して直角となっていたが、
この発明に係るイナーシャ溶接によれば、部材中心軸に
対して一定の角度が形成される。この溶接部のはみ出し
部分の形状を変えることにより、溶接部に残るくぼみ部
の位置及びその大きさを変えることができる。すなわち
、溶接部内外を研削して溶接部に生じたくぼみを取り除
く場合に、研削量を最小にすることができる。段差寸法
Ｓ．及びＳ。は、部材八の肉厚の約１０％から５０％、
超合金を使用した場合には、部材Ａの肉厚の約１５％か
ら４０％とすることが好ましい。なお、部材Ａの肉厚と
は、ＯＲＡ一■ＲＡである。
部材Ａ及びＢの段差を上記した範囲内に設けるかぎり、
部材間の肉厚を同一にする必要はなく、たとえば、部材
Ａの肉厚が０．２００インチである場合には、段差は０
．０２０から０．１００インチとすることができる。ま
た、部材Ａの肉厚が０．．２００インチであり、内径■
ＤＡが１０インチ、外径ＯＤＡがＩＯ，４インチであり
、平均直径がＩＯ．２インチである場合には、肉厚が０
．３２インチ、内径が９．９６インチ、外径Ｏ Ｄ Ｂ
がＩＯ．６インチで、平均直径が１０．２８インチの部
材と接合することができる。この場合には、０．１イン
チの外側段差及び０．０２インチの内側段差が形成され
、この発明の基準を満足するものとなる。
部材間の肉厚を同一にする必要はなく、たとえば、部材
Ａの肉厚が０．２００インチである場合には、段差は０
．０２０から０．１００インチとすることができる。ま
た、部材Ａの肉厚が０．．２００インチであり、内径■
ＤＡが１０インチ、外径ＯＤＡがＩＯ，４インチであり
、平均直径がＩＯ．２インチである場合には、肉厚が０
．３２インチ、内径が９．９６インチ、外径Ｏ Ｄ Ｂ
がＩＯ．６インチで、平均直径が１０．２８インチの部
材と接合することができる。この場合には、０．１イン
チの外側段差及び０．０２インチの内側段差が形成され
、この発明の基準を満足するものとなる。
第５図は、上記した実施例と溶接部の形状が多少異なる
他の実施例を示す。この実施例は、ガスタービンエンジ
ンの構成部品を製作する場合等に特に適するものである
。図示するように、接合部材は相互に幾分ずらして配置
されるとともに、各部材はその内外の一方の面がテーパ
面となっている。すなわち、部材Ａは、内側がテーパ面
となっており、部材Ｂは外側がテーパ面となっている。
他の実施例を示す。この実施例は、ガスタービンエンジ
ンの構成部品を製作する場合等に特に適するものである
。図示するように、接合部材は相互に幾分ずらして配置
されるとともに、各部材はその内外の一方の面がテーパ
面となっている。すなわち、部材Ａは、内側がテーパ面
となっており、部材Ｂは外側がテーパ面となっている。
このような部材形状は、円錐形の部材を形成する場合に
適している。円錐形状の部材は、ディスク部材に軸部材
を接合し、小形軽量で高いトルク伝達能力を必要とする
場合等、ある種のガスタービンエンジン等においてよく
使用されるものである。
適している。円錐形状の部材は、ディスク部材に軸部材
を接合し、小形軽量で高いトルク伝達能力を必要とする
場合等、ある種のガスタービンエンジン等においてよく
使用されるものである。
図に示す点線は、イナーシャ溶接した部材を研削し、最
小研削川で円錐形状の中空部材を形成する場合の研削仕
上げ面を示している。
小研削川で円錐形状の中空部材を形成する場合の研削仕
上げ面を示している。
第６図は、第５図に示す部材をイナーシャ溶接により接
合した接合部を示している。図から明らかなように、溶
接部に発生したくぼみは、従来の方法により生じたくぼ
み位置に比べてその発生位置が変わっており、溶接部を
わずかに研削するだけで円錐形状を形成することができ
る。
合した接合部を示している。図から明らかなように、溶
接部に発生したくぼみは、従来の方法により生じたくぼ
み位置に比べてその発生位置が変わっており、溶接部を
わずかに研削するだけで円錐形状を形成することができ
る。
上述した実施例は、この発明に係る好適一実施例であり
、この発明の適用範囲内のその他の実施例等はすべて特
許請求の範囲内に含まれるものである。
、この発明の適用範囲内のその他の実施例等はすべて特
許請求の範囲内に含まれるものである。
［ 発明の効果 ］
この発明の特有の効果としては、直径の異なる中空部材
をその溶接面を相互に対向させるとともに、溶接面にお
いて段差を形成するような部材配置構成としたために、
部材相互の溶接境界面が湾曲して、溶接部に生じるくぼ
みがこの溶接境界面より外側に形成されるようになる。
をその溶接面を相互に対向させるとともに、溶接面にお
いて段差を形成するような部材配置構成としたために、
部材相互の溶接境界面が湾曲して、溶接部に生じるくぼ
みがこの溶接境界面より外側に形成されるようになる。
したがって、溶接部を研削仕上げする場合においても最
小の研削Ｍですみ、所望寸法を得ることができるように
なる。
小の研削Ｍですみ、所望寸法を得ることができるように
なる。
第１図は、従来のイナーシャ溶接により接合する場合の
部材配置を示す概略図である。 第２図は、第１図に示す部材を従来の方法により溶接し
た場合の、溶接部を示す図である。 第３図は、この発明に係る溶接を行う場合の溶接部の部
材形状を示す図である。 第４図は、第３図に示す部材をこの発明に係る溶接方法
により接合した場合の溶接部を示す図である。 第５図は、この発明にしたがーた溶接部材形状の他の実
施例を示す図示である。 第６図は、第５図に示す部材をこの発明の係る溶接によ
り接合した場合の溶接部を示す図である。 図面の浄＊（内容に変更なし） 第２ 図 第４ 図 図面の浄書（内容に変更なし） 第６図 手島ｎｈ庁正書（方式） 事件の表示 平成１年特許願第３３２４８５号 発明の名称 イナーシャ溶接方法 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 アメリカ合衆国，コネチカット．ハートフォード
．ファイナンシャル プラザ ！
部材配置を示す概略図である。 第２図は、第１図に示す部材を従来の方法により溶接し
た場合の、溶接部を示す図である。 第３図は、この発明に係る溶接を行う場合の溶接部の部
材形状を示す図である。 第４図は、第３図に示す部材をこの発明に係る溶接方法
により接合した場合の溶接部を示す図である。 第５図は、この発明にしたがーた溶接部材形状の他の実
施例を示す図示である。 第６図は、第５図に示す部材をこの発明の係る溶接によ
り接合した場合の溶接部を示す図である。 図面の浄＊（内容に変更なし） 第２ 図 第４ 図 図面の浄書（内容に変更なし） 第６図 手島ｎｈ庁正書（方式） 事件の表示 平成１年特許願第３３２４８５号 発明の名称 イナーシャ溶接方法 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 アメリカ合衆国，コネチカット．ハートフォード
．ファイナンシャル プラザ ！
Claims (5)
- （１）第１中空超合金部材と第２中空超合金部材とをイ
ナーシャ溶接により接合するイナーシャ溶接方法におい
て、前記第１中空超合金部材及び第２中空超合金部材を
その溶接面に段差が形成されるように配することを特徴
とするイナーシャ溶接方法。 - （２）第１中空超合金部材と第２中空超合金部材とをイ
ナーシャ溶接により接合するイナーシャ溶接方法におい
て、溶接部における前記第１中空超合金部材の内径及び
外径は前記第２中空超合金部材の内径及び外径と異なり
、前記第１中空超合金部材及び第２中空超合金部材をそ
の溶接面において段差が形成されるように配することに
より、溶接後の溶接面が湾曲することを特徴とするイナ
ーシャ溶接方法。 - （３）第１中空超合金部材と第２中空超合金部材とをイ
ナーシャ溶接により接合するイナーシャ溶接方法におい
て、溶接部における前記第１中空超合金部材の内径及び
外径は前記第２中空超合金部材の内径及び外径よりも小
さく、前記第１中空超合金部材と前記第２中空超合金部
材の溶接面を相互に対向させ、その中心軸を相互に一致
させるとともに、前記第１中空超合金部材及び第２中空
超合金部材の溶接面が段差を形成するように配すること
により、溶接後の溶接面が略Ｓ字形状となることを特徴
とするイナーシャ溶接方法。 - （４）第１中空超合金部材及び第２中空超合金部材をイ
ナーシャ溶接により接合して円錐形部材を形成する方法
において、溶接部における前記第１中空超合金部材の内
径及び外径は前記第２中空超合金部材の内径及び外径よ
りも小さく、前記第１中空超合金部材と前記第２中空超
合金部材の溶接面を相互に対向させ、その中心軸を相互
に一致させるとともに、前記第１中空超合金部材及び第
２中空超合金部材の溶接面において段差が形成されるよ
うに配することにより溶接後の溶接面が略Ｓ字形状とな
り、溶接後の前記第１中空超合金部材及び第２中空超合
金部材を研削して円錐形状の部材を形成することを特徴
とするイナーシャ溶接方法。 - （５）第１外径及び第１内径を有する第１中空超合金部
材と、この第１中空超合金部材にイナーシャ溶接された
前記第１外径より小さい第２外径及び前記第１内径より
小さい第２内径を有する第２中空超合金部材と、からな
る複合部材であって、前記第１中空超合金部材の中心軸
と前記第２中空超合金部材の中心軸とは相互に一致して
おり、前記第１中空超合金部材と前記第２中空超合金部
材との溶接面が略Ｓ字形状となっていることを特徴とす
るイナーシャ溶接により接合された中空複合部材。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US287,219 | 1981-07-27 | ||
| US07/287,219 US4903887A (en) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | Inertia weld improvements through the use of staggered wall geometry |
| IN1049CA1989 IN172388B (ja) | 1988-12-21 | 1989-12-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02290683A true JPH02290683A (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=26324383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1332485A Pending JPH02290683A (ja) | 1988-12-21 | 1989-12-21 | イナーシャ溶接方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4903887A (ja) |
| EP (1) | EP0375591B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02290683A (ja) |
| AU (1) | AU614478B2 (ja) |
| DE (1) | DE68912551T2 (ja) |
| IN (1) | IN172388B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008062299A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-03-21 | Snecma | ブリスクの製造方法および方法を実施するための金型 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111990A (en) * | 1988-12-20 | 1992-05-12 | United Technologies Corporation | Inertia weld notch control through the use of differential wall thicknesses |
| AU636760B2 (en) * | 1990-11-22 | 1993-05-06 | A & S Corporation | Friction welding method for joining a rim and a disc of a disc wheel and the apparatus therefor |
| US6957761B2 (en) | 2003-04-08 | 2005-10-25 | Autoliv Asp, Inc. | Inertia or friction welding of conical components into elliptically-shaped holes in a pipe or tube |
| US7370787B2 (en) * | 2003-12-15 | 2008-05-13 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Compressor rotor and method for making |
| US7922065B2 (en) | 2004-08-02 | 2011-04-12 | Ati Properties, Inc. | Corrosion resistant fluid conducting parts, methods of making corrosion resistant fluid conducting parts and equipment and parts replacement methods utilizing corrosion resistant fluid conducting parts |
| DE102006021044B4 (de) * | 2006-05-05 | 2014-11-06 | Gesenkschmiede Schneider Gmbh | Reibschweißverfahren |
| GB0615671D0 (en) * | 2006-08-08 | 2006-09-13 | Rolls Royce Plc | A method of friction welding |
| US10118259B1 (en) | 2012-12-11 | 2018-11-06 | Ati Properties Llc | Corrosion resistant bimetallic tube manufactured by a two-step process |
| US10751843B2 (en) | 2017-06-30 | 2020-08-25 | Honeywell International Inc. | Turbine wheels, turbine engines including the same, and methods of fabricating turbine wheels with improved bond line geometry |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3205183A1 (de) * | 1982-02-13 | 1983-08-25 | Gesenkschmiede Schneider Gmbh, 7080 Aalen | Verfahren zur herstellung eines tellerventils |
| SU1306672A1 (ru) * | 1985-04-17 | 1987-04-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Способ сварки трением трубчатых деталей |
-
1988
- 1988-12-21 US US07/287,219 patent/US4903887A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-12-04 DE DE89630222T patent/DE68912551T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-04 EP EP89630222A patent/EP0375591B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-11 AU AU46159/89A patent/AU614478B2/en not_active Ceased
- 1989-12-19 IN IN1049CA1989 patent/IN172388B/en unknown
- 1989-12-21 JP JP1332485A patent/JPH02290683A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008062299A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-03-21 | Snecma | ブリスクの製造方法および方法を実施するための金型 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68912551T2 (de) | 1994-05-11 |
| DE68912551D1 (de) | 1994-03-03 |
| EP0375591B1 (en) | 1994-01-19 |
| IN172388B (ja) | 1993-07-10 |
| EP0375591A3 (en) | 1990-07-18 |
| EP0375591A2 (en) | 1990-06-27 |
| US4903887A (en) | 1990-02-27 |
| AU4615989A (en) | 1990-06-28 |
| AU614478B2 (en) | 1991-08-29 |
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