JPH0362511B2 - - Google Patents

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JPH0362511B2
JPH0362511B2 JP62150091A JP15009187A JPH0362511B2 JP H0362511 B2 JPH0362511 B2 JP H0362511B2 JP 62150091 A JP62150091 A JP 62150091A JP 15009187 A JP15009187 A JP 15009187A JP H0362511 B2 JPH0362511 B2 JP H0362511B2
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JP
Japan
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titanium
steel
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present
bonding
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JP62150091A
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Taiji Hase
Tadao Ogawa
Seiichi Soeda
Masayoshi Kondo
Kenichi Suzuki
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明はチタン及びチタン合金クラツド鋼の製
造方法に関する。 [従来の技術] 本明細書でチタンクラツド鋼とはチタンあるい
はチタン合金と鋼のクラツド鋼をいい、又チタン
材とはチタンあるいはチタン合金をいう。 チタンクラツド鋼の製造方法としては(1)爆着
法、(2)圧延法、(3)口一材を用いた抵抗溶接法、(4)
肉盛溶接法、等がある。しかし (1) 爆着法は製造実績が多いが、製造環境の制約
がありまた寸法上の制約や製造コストが高い等
の課題がある。又 (2) 圧延法には、ロール圧延法や、爆着材のロー
ル圧延法があり、広巾・長尺板の製造も可能で
あるが、熱間で高圧下圧延を行なうためには大
規模な設備が必要であり、又熱間圧延法では例
えば母材が熱処理した母材の場合は材質が変る
し圧延後の熱処理もチタンは活性な金属である
ため繁雑な工程となる。又 (3) ロー材を用いた接合法は簡便で小ロツト生産
方法として適当であるが、ロー材の選定が難し
く、例えば銀等を主成分とするロー材は接合特
性はよいが製造コストが高く、又低コストのロ
ー材を使用すると接合特性に不安定さを伴う。 (4) 肉盛溶接法も小ロツト生産には適するが、チ
タン材は活性な金属であり、雰囲気の調整が難
しく、又チタンと母材が溶融しあうために母材
の成分にも制約がある等の技術上の困難性があ
る。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明は、各種の組成の鋼材や熱処理した鋼材
も母材として使用出来、環境の制約や寸法上の制
限を伴う事なく実施が可能で、簡便な工程で信頼
性の高い接合特性を有するチタン及びチタン合金
クラツド鋼の製造方法に関する。 また本発明の方法は、従来のクラツド鋼の製造
方法が主としてクラツド鋼板の製造に限定されて
いたのに対して、例えばクラツド鋼のコイルや円
筒形状に加工した成形品等にも適用が可能な、応
用範囲の広いチタンクラツド鋼の製造方法の提供
を目的としている。 [問題点を解決するための手段] 本発明は、チタンクラツド鋼の製造に際し、チ
タン材と鋼の接合面に鋼製の網をインサート材と
して介挿させ、抵抗溶接により加圧接合し、鋼製
の網のチタン材への噛込みによるくさび結合を形
成せしめる事を特徴とするチタンクラツド鋼の製
造方法である。 [作用、実施例] 第1図は本発明の方法の例を示す図で、第1図
イは母材1とチタン材の合せ材2の間に鋼製の網
3を介挿させ、矢印の方向に抵抗溶接により、加
圧接合させる片面チタンクラツド鋼の製造方法の
例を示す図で、第1図ロは同様に母材1とチタン
材の合せ材2,2′の間に鋼製の網3,3′を介挿
させて両面チタンクラツド鋼を製造する方法の例
を示す図である。 第2図は本発明のチタンクラツド鋼の抵抗溶接
の例の概要図である。即ち母材1とチタン材2の
間に鋼製の網3を介挿させた積層構成材に、抵抗
溶接機構7のローラー電極4,4′に荷重機構6,
6′でチタン材2と母材1の間に荷重をかけつつ
ローラー電極4,4′に通電すると、4−2−3
−1−4′で電気回路が形成され、チタン材2と
鋼製の網3の間および鋼製の網3と母材1の間で
抵抗熱が発生する。チタン材及び母材とも、初期
は鋼製の網と接触している部分のみに電流が流
れ、接触部の電流密度は著しく高くなり、接触部
は急速に高温化する。チタン材は高温での変形抵
抗が鋼製の網に比べて小さいため、チタン材と鋼
製の網の接触部ではチタン材が変形して鋼製の網
がチタン材に噛込む現象が発生し、抵抗溶接によ
る接合と噛込み接合とよりなる接合面が形成され
る。一方母材と鋼製の網の接合部では通常の抵抗
溶接による接合面が形成される。この現象が進む
につれて、チタン材と母材は直接接合した部分
と、鋼製の網を介して噛込み状に機械的に接合し
た部分とよりなる全体接合が達成される。荷重機
構6,6′で加圧しながら、ローラー電極4,
4′が回転すると、ローラー電極の幅に見合つた
巾の帯状抵抗溶接面が形成される。更に広巾の帯
状抵抗溶接面を得るためには、例えばローラー電
極をその巾ずつシフトさせて溶接を繰返す。第3
図は本発明の方法で製造したチタンクラツド鋼の
接合面の拡大断面図で、鋼製の網3がチタン材2
に噛み込んでいる状況が明瞭に理解される。図中
8は母材とチタン材の接合部で9は母材と鋼製の
網の接合部である。一般に、チタン材と鋼を溶接
すると、接合部にTiC等が生成するため接合部は
脆弱である。しかし本発明は鋼製の網の噛込みに
よる「くさび結合」で信頼性のある接合特性を有
する。本発明で鋼製の網を、低炭素鋼製の網とす
ると、接合部にTiC等の接合部を脆弱とする相が
生成しないため、より優れた接合特性が得られ
る。本発明の母材と合せ材の組合せには特に制約
はなく、例えば母材が熱処理した鋼材や析出硬化
処理を施した鋼材であつても、高温に加熱される
のは接合面近傍のみであるため、接合に際して母
材全体の材質特性はそのまゝ保持される。例えば
母材がステンレス鋼等の高合金鋼であつても、鋼
製の網の材質を適正に選定することにより、母材
と鋼製の網との接合部の靭性等も十分に確保する
ことができる。又加熱許容温度が低い材料等であ
れば母材を水又はガス等で冷却する等の処置をす
ればよい。 更に本発明の方法は、積層板を加圧溶接するた
め、見掛的に板間の隙は真空状態化するため溶接
雰囲気ガスの調整も簡易で、大気雰囲気下でも実
施できる。 つぎに本発明の具体例について説明する。 本発明者等は、JIS2種相当の冷間圧延したチタ
ン板を母材の鋼種とインサート材を変えて常温・
大気雰囲気下で抵抗溶接により加圧接合し、接合
試験を行なつた。 初めに、シーム溶接適用例について述べる。 第1表および第2表に供試材の化学成分を、第
3表に接合条件および接合試験結果を示す。 接合試験結果について説明する。 製造工程としては母材の黒皮をグラインダー研
削により除き、合せ材およびインサート材はアセ
トンにて洗浄後、各材を積層し、抵抗溶接機にセ
ツトし、大気雰囲気下で加圧溶接により製造し
た。 接合条件は電流8.8KA、加圧力400Kg、溶接速度
100cm/min、とし通電方式を半サイクル通電お
よび、2サイクル通電1サイクル休みの2方式に
ついて実施した。 接合特性は通電方式による接合強度の違いはな
く高い接合強度を有する。加工性の評価としての
曲げ試験結果も良好で、優れた材料特性を有して
いる。
【表】
【表】
【表】 次にスポツト溶接への適用例について述べる。
第4表に接合条件及び接合試験結果を示し、イン
サート材の化学成分を第5表に示す。 接合試験結果について説明する。 (1) チタン板と母材(SUS 304)とをインサー
ト材無しで接合した試験番号1は、剪断強度
(規格値:14Kg/mm2以上)および曲げ試験結果
は不良であつた。 (2) チタン板と母材(SUS 304)とをインサー
ト材としてニツケル基の箔(MBF20,
MBF80,MBF90)を介して接合した試験番号
2,3,4では、剪断強度は規格を満足した
が、、荷重を加えた曲げ試験結果は不良であつ
た。 (3) チタン板と母材(SM41B,SPCE,SUS
304)の接合面に鋼製の網(SUS 304の網、
SPCEの網:いずれも0.1mm、70メツシユ)をイ
ンサート材として介挿させて接合した本発明方
法のチタンクラツド鋼である試験番号5,6,
7は、剪断強度は規格を満足し曲げ試験結果も
良好であつた。 この試験結果から分るように、本発明は鋼製の
【表】
【表】
【表】 網によるくさび結合を併用しているため、接合す
る母材の材質選定上の制約が少なく、種々の組合
せのチタンクラツド鋼が製造できる。 また、チタン材は活性な金属であり、又母材も
熱処理した鋼材の場合もあるが、本発明では鋼製
の網を介した接合面の近傍以外は高温とはならな
いため、合せ材は雰囲気ガスによつて汚染される
ことが少なく、又接合前の母材の優れた材質も保
持される。 又この本発明では合せ材や母材に圧延等の塑性
変形加工を施さないため、本発明の方法で得られ
たチタンクラツド鋼は板厚の寸法精度がよく、ま
たチタン材の厚さも均一である。 以上、チタンクラツド鋼板の製造例について説
明したが、本発明は鋼板の製造に限定されず、例
えば円筒形状に加工した成形品へも適用できるこ
とはいうまでもない。 又本発明ではチタンクラツド鋼のコイルを製造
することも可能である。第4図は本発明の他の実
施例で、多電極を用いた併行接合を示す概要図で
ある。 図中1は母材である鋼板のコイル、2は合せ材
であるチタン板のコイル、3はインサート材であ
る鋼製の網のコイル、4,4a,4bはそれぞれ
上下一対の3個のローラ電極で3個のローラ電極
の幅の和は、コイル幅に等しくなされている。C
は母材、合せ材、鋼製の網の移動方向で、14は
チタンクラツド鋼板のコイルである。 [発明の効果] 本発明は、チタンクラツド鋼の製造に際し、チ
タン材と鋼の接合面に鋼製の網のインサート材を
介挿させ、抵抗溶接により加圧接合するようにし
たので、簡易な設備で実施でき、騒音の発生がな
く、且つ母材や合せ材の寸法上の制限がなく実施
できる。 また接合部界面以外は高温とはならないから母
材の優れた特性が接合後も保持され、接合後の後
熱処理工程等が不要であり、また雰囲気ガスによ
るTiの汚染も少ない。 さらに鋼製の網がチタン材に噛込む「くさび結
合」が生じるので、信頼性の高い接合特性を有す
るチタンクラツド鋼が得られると共に母材とチタ
ン材の材質選定(組合せ)上の制約がない。 また本発明の方法は、従来の方法が主としてク
ラツド鋼板の製造に限定されていたのに対し、例
えばクラツドコイルの製造や円筒状に加工した成
形品等にも適用が可能であり応用範囲が広い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の製造方法の例を示す図で、イ
は片面チタンクラツド鋼の製造方法の例を示す
図、ロは両面チタンクラツド鋼の製造方法の例を
示す図、第2図は本発明のチタンクラツド鋼の抵
抗溶接の例の概要図、第3図は本発明の方法で製
造したチタンクラツド鋼の接合面の拡大断面図、
第4図はチタンクラツド鋼のコイルの製造例を示
す図、である。 1:母材、2:チタン材、3:鋼製の網、4:
ローラ電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 チタンクラツド鋼の製造に際し、チタン材と
    鋼の接合面に鋼製の網をインサート材として介挿
    させ、抵抗溶接により加圧接合し鋼製の網のチタ
    ン材への噛込みによるくさび結合を形成せしめた
    ことを特徴とするチタンクラツド鋼の製造方法。
JP15009187A 1987-06-18 1987-06-18 チタンクラッド鋼の製造方法 Granted JPS63317267A (ja)

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