JPH0256315B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パルス通電によるセラミツクスの接
合方法に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は、本発明以前のセラミツクス用電気接
合装置を示す概略図であつて、例えば、非導電性
セラミツクスを被接合体とする場合、このセラミ
ツクス１，２の接合部に、高温で導電性を有する
接着剤３を介在させた後に、接合部の両側に設置
した吹管電極４，５（以下、単に吹管という）の
先端から発生するガス炎６および７で接合部を加
熱すると共に、吹管４，５間に1000〜10000Vの
直流または交流電圧を印加する。電源装置８とし
ては、1000〜10000V程度の無負荷電圧を有する
ものであればよい。出力電流は、接合部の面積等
により一定ではないが、通常数Ａ程度以下の小電
流を供給するものでよい。

ガス炎６，７により高温に加熱された接合部の
セラミツクスは、導電性が高くなり、吹管４，５
からのガス炎６，７により運ばれた電荷は、接合
部のセラミツクスを通過して、両極間は通電され
る。このときセラミツクスに生じる抵抗熱、すな
わちジユール熱によつて接合部は短時間に加熱さ
れ、セラミツクスは、相互に溶着して強固に接合
される。接合部が、ジユール熱によつて急激に加
熱されると、電気抵抗値が著しく低下して、導電
性が急増する。このために、電流を適性値に保持
するための出力電流制御回路９が必要である。適
正な電流値は、使用するセラミツクスの種類によ
り異なるので、これらの種類により適宜決定すれ
ばよい。

第３図は、本発明以前の通電パターンを示す図
であつて、横軸は接合経過時間Ｔ、縦軸は接合部
の各位置および各位置間での通電電流値Ｉを表わ
している。

本発明以前の接合方法は、例えば吹管４，５の
方を第２図に示す接合開始位置P1点に停止させ
て、時刻T1とT2との間で接合部を溶融させるこ
とができる電流値I1を通電し、接合開始位置P1
点が溶融した後は、例えば吹管４，５の方を図示
しない移動装置により、P1点からP2点およびP3
点へと連続して移動させながら、電流値I1を通電
していた。このように本発明以前の接合方法は、
吹管を略一定速度で移動させながら、予め設定し
た電流値を連続して通電しようとするものであつ
た。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、本発明以前の方法では、接合部が長い
場合には接合部が不連続になるおそれがあつた。

以下に接合部の不連続個所が発生する原因につ
いて述べる。

セラミツクスに対向する吹管を連続的に、第３
図に示すP1点からP2点、P3点に移動させる場合
について検討する。今、吹管がP1点にあつて通
電もP1点で行われているものとする。つぎに吹
管を移動させてP2点に移動させても、通電位置
は依然として接合部の溶融位置P1点にとどまつ
ており、さらに時間が経過して吹管がP3点にき
たときに、通電位置が突然P1点からP3点に飛ん
でしまう。その結果、P1点とP3点との間に接合
不良個所を生じてしまう。このように吹管が連続
的に移動しても、通電部がもとの位置にとどまろ
うとする現象は、接合部の電気抵抗値が負の温度
特性を有していることに起因している。すなわ
ち、吹管がP2点にきても、温度はP2点よりもP1
点の方が高いので、通電経路が４−P2−５より
も４−P1−５の方が、抵抗値が小さくなり、電
流が流れやすいためである。

［問題点を解決するための手段］ 上記の問題点を解決するために、本発明におい
ては、予め設定した時間だけセラミツクスと吹管
電極との接合方向の相対移動を停止させるかまた
は低速度でこの相対移動させながら、直流または
交流電圧を印加することによる高電流を通電させ
てセラミツクス接合部を溶融する期間と、その期
間の経過後に予め設定した距離だけ相対移動させ
ながら、前述した電圧を印加することによる低電
流を通電するかまたは通電をしや断してセラミツ
クス接合部を冷却する期間とを繰返して接合する
ことを特徴としている。

［作用］ 例えば吹管の方を停止させるかまたは低速度で
接合方向に移動させた状態で、セラミツクスの材
質、寸法、形状等に応じて予め設定した適正な時
間、接合部を溶融させることのできる高電流を通
電した後に、例えば吹管の方をセラミツクスの種
類に応じて予め設定した適正な距離だけ接合方向
に移動させる。このときの電流値は、零にするか
または接合部を溶融させる電流よりも小さい電流
値とする。つぎに、前述した適正な距離を移動さ
せた後に、再び吹管を停止させるかまたは低速度
で移動させた状態で、接合部を溶融させることの
できる高電流を適正な時間通電する。つづいて、
前述した電流値で吹管を再び接合方向に移動させ
る。このように高電流を通電させてセラミツクス
接合部を溶融する期間と、電流をしや断するかま
たは低電流を通電させて接合部を冷却する期間と
を繰返して接合することによつて、接合部が長い
場合に、接合部が不連続になることのない良好な
接合部を得ることができる。

［実施例］ 第１図Ａは、本発明の第１の実施例の通電パタ
ーンを示す図であつて、横軸および縦軸は、第３
図と同様にそれぞれ接合経過時間Ｔおよび接合部
の各位置および各位置での通電電流Ｉを表わして
いる。

今、吹管４，５を第２図に示す接合開始位置
P1点に停止させて、時刻T1かからT2の間すなわ
ちセラミツクスの材質、寸法、形状等に応じて予
め設定した時間、接合部を溶融させることができ
る電流値I1の高電流を通電し、接合開始位置P1
点が溶融した後は、時刻T2からT3の間でセラミ
ツクスの材質、寸法、形状等に応じて予め設定し
た距離だけ、例えば吹管４，５の方を図示しない
移動装置によりP1点からP2点に移動させる。こ
の移動中は電流値を零にする。したがつて、この
移動する期間は、通電が休止されているので、
P1点およびその近傍は次第に冷却され、それに
つれてこの部分の電気抵抗値は徐々に増加する。

つぎに、吹管４，５をP2点に停止させて、時
刻T3からT4の間で再び電流値I1の高電流を通電
すると、前述したようにすでにP1点およびその
近傍の電気抵抗値が増加しているので、再通電時
の通電経路は４−P1−５にとどまることなく、
４−P2−５に移行する。このP2点における通電
の制御は、前述したP1点における場合と同様に
行い、これによりP2点およびその近傍に接合部
が形成され、P1点からP2点にかけて実質的に連
続した接合部が形成される。これを繰返すことに
より、セラミツクス１，２全体の接合を連続的に
行うことができる。

なお、実験例では、窒化珪素セラミツクス（厚
さ17mm）の接合に際し、吹管を停止させた状態
で、0.5Aを６秒間通電して、その後は吹管の先
端径（２mm）と同じ距離を移動させる条件を繰返
すことで、満足すべき連続接合部を形成すること
ができた。

第１図Ｂは、本発明の第２の実施例の通電パタ
ーンを示す図であつて、第１図Ａと異なる点は、
例えば吹管４，５を移動させる期間内において、
接合部を溶融させることができる高電流値I1より
も小さい低電流値I2例えばI2＝I1／10なる電流を
通電する。その他は、第１図Ａと全く同様である
ので説明を省略する。したがつて、第１の実施例
による実験例の場合よりも接合部の温度変化が緩
やかになるで、接合時の歪みを小さくすることが
できる。

第１図Ｃは、本発明の第３実施例の通電パター
ンを示す図であつて、第１図Ｂと異なる点は、例
えば吹管４，５を停止させる期間内において、接
合部を溶融させることのできる高電流値I1に達す
るまではアツプスロープ制御による通電を行い、
その後は高電流値I1を通電する期間を設けて、最
終的にダウンスロープ制御による通電を行う。そ
の他は、第１図Ａおよび第１図Ｂと全く同様であ
るので説明を省略する。したがつて、第１および
第２の実施例による実験例の場合よりも接合部の
温度変化がより緩かになるので、接合時の歪みを
さらに小さくすることができる。

以上の説明では、P1点、P2点、P3点などで、
吹管の移動を停止させたが、停止させる代りに、
その付近を低速度で移動させてもよい。

また、吹管を接合方向に移動させたが、セラミ
ツクスの方を移動させてもよく、要するに吹管と
セラミツクスとを相対移動させればよい。

［発明の効果］ 本発明により、セラミツクスの接合部が不連
続になることによる接合不良をまねくことがな
く、連続した接合部を得ることができる。

本発明により、接合部の歪みを小さくするこ
とができる。

本発明により、強合強度の向上およびそのば
らつきを減少することができる。

本発明により、接合部の美観を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明の第１の実施例の通電パター
ンを示す図、第１図Ｂは本発明の第２の実施例の
通電パターンを示す図、第１図Ｃは本発明の第３
の実施例の通電パターンを示す図、第２図は本発
明以前のセラミツクス用電気接合装置を示す概略
図、第３図は本発明以前の通電パターンを示す図
である。 １，２……セラミツクス、３……接着剤、４，
５……吹管電極、６，７……ガス炎、８……電源
装置、９……出力電流制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高温において導電性を有するセラミツクスを
   突合せるか、または高温において導電性を有する
   接着剤を介在させてセラミツクスを突合せ、接合
   部の両側に少なくとも１対の吹管電極を、燃焼性
   ガスの噴出孔がセラミツクス接合部に向うように
   設置し、前記吹管電極からのガス炎により前記接
   合部を加熱すると共に、吹管電極間に電圧を印加
   することによる加熱用電流を通電させて接合する
   方法において、予め設定した時間だけ前記セラミ
   ツクスと前記吹管電極との接合方向の相対移動を
   停止させるかまたは低速度で前記相対移動させな
   がら前記電流として高電流を通電させて前記接合
   部を溶融する期間と、前記期間経過後に予め設定
   した距離だけ前記相対移動させながら前記電流を
   しや断するかまたは低電流を通電させて前記接合
   部を冷却する期間とを繰返して接合するセラミツ
   クスのパルス通電接合方法。