JPH0369632B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0369632B2 JPH0369632B2 JP62203407A JP20340787A JPH0369632B2 JP H0369632 B2 JPH0369632 B2 JP H0369632B2 JP 62203407 A JP62203407 A JP 62203407A JP 20340787 A JP20340787 A JP 20340787A JP H0369632 B2 JPH0369632 B2 JP H0369632B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium
- manufacturing
- steel
- welding
- clad steel
- 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 - Lifetime
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は安価で特性の安定した簡便なチタンま
たはチタン合金のクラツド鋼の製造方法に関す
る。 〔従来の技術〕 従来、チタンおよびチタン合金クラツド鋼は(1)
爆着法により製造されていたが、近年、(2)圧延法
による製造技術が注目されている。また、(3)ロウ
材を用い、抵抗溶接により接合する方法とか、(4)
肉盛溶接によりクラツド鋼を製造する方法等々
種々の方法がある。 これ等のチタンクラツド鋼の製造方法は工業的
にも有用であり、種々の特徴を有する。爆着法は
製造実績も多くチタンクラツド鋼の主要な製造方
法であるが、寸法制約・製造コストが高い等種々
の課題があるが、圧延法との組み合わせにより寸
法制約の緩和等が図られている。また、圧延法に
よる製造技術は近年開発された広幅・長尺材も製
造可能な比較的低コストの製造方法であるが、熱
間での高圧下圧延を要するため大規模な種々の設
備を要する等で小ロツト対応には困難である。ま
た、熱間加工のため母材特性が変化するので後熱
処理が必要となる等繁雑な工程を要する。 次に、ロウ材を用い抵抗溶接により接合する方
法は簡便で、小ロツト生産方法としては最適であ
るが、ロウ材の選択が難しく、低コストのロウ材
を使用すると接合強度が小さい等、特性の不安定
さがある。一方、銀等を主成分としたロウ材を使
用すれば、接合特性等は安定するが、製造コスト
が上昇する等で必ずしも工業生産手段として確立
した方法とはいえない。 さらに、肉盛溶接による製造法は簡便法である
が、チタンが高温で活性な金属であるため、雰囲
気シールが非常に難しく、高入熱溶接法が採用で
きないため、多層溶接をせざるを得ず、製造コス
トは高くなる。 実公昭57−24459号公報は鋼板とチタン板の間
に銅薄板とステンレス網とを介挿して溶着させる
クラツド鋼である。しかしこの方法は銅薄板とス
テンレス網とを介挿させるために複雑でコストが
高くなる。特開昭56−80381号公報はチタンとス
テンレス鋼を銅を介して電子ビームあるいはレー
ザービームで重ね溶接する方法であるが、この方
法では大型の継手を得るには高価な溶接設備が必
要となる。 またチタンと溶接可能な金属に制約があるなど
技術的にも種々の課題がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来行われているチタンクラツド鋼の製造法で
ある爆着法、熱間圧延法等は製造設備が大掛りで
あつたり、種々の製造環境制約がある。また、接
合されたクラツド鋼は製造時の歪除去とか、母材
の材質特性の回復のための熱処理が必要であるば
かりでなく、寸法、形状等の制約等、設備、環
境、母材と合わせ材の組み合わせ、製造工程が繁
雑で材質特性にもバラツキがあり、コスト的にも
高い製造方法であつた。 本発明は、従来法では困難であつた、上記の課
題を解決するとともに、安価で特性の安定した簡
便なチタンクラツド鋼の製造方法を、また、従来
ではクラツド鋼平板の製造のみであつたと言つて
も過言ではないが、本発明は円柱状の加工品への
適用等も可能で、形状制約も少なく応用範囲の広
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〕 本発明の要旨は、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極低炭素鋼をインサ
ート材として介挿させ、抵抗溶接により加圧接合
することを特長とするチタンクラツド鋼の製造方
法にある。 以下に本発明を詳細に説明する。 〔作用〕 第１図は母材３と合せ材１の間に極低炭素鋼板
２を挿入した本発明のチタンおよびチタン合金ク
ラツド鋼の構成を示す図で、第２図は本発明のチ
タンクラツド鋼を製造する場合の抵抗溶接の概略
図である。 母材３と合せ材のチタン板１の間に極低炭素鋼
板２をはさんだ積層組立体を抵抗溶接機７のロー
ラ電極４に付属の荷重機構６でチタン板１と母材
３の間に荷重をかけつつローラ電極４に通電する
と４Ａ−１−２−３−４Ｂ−５で電気回路が形成
され、チタン板１と極低炭素鋼板２の界面および
極低炭素鋼板２と母材３との界面で抵抗発熱し両
界面で溶融し溶接される。 荷重機構６で荷重をかけつつ、ローラ電極４
Ａ，４Ｂを回転させ連続的に行なうことにより、
ローラ電極４Ａ，４Ｂの幅にみあう帯状部分の抵
抗溶接が実現する。 広幅全面溶接材を得るためにはさらに、ローラ
電極幅づつシフトさせ溶接を行なうことにより得
られる。 全面溶接を要求されない用途には点溶接または
線溶接でもよいことはいうまでもなく、母材は低
炭素鋼が望ましいが、母材および合せ材とも特に
限定されず所望の組み合せの接合ができる。 従来、チタンと鋼を溶接すると、接合部にTiC
などの脆弱な析出物または析出相ができ、接合強
度が劣化するため溶接できないとされている。 本発明は、これらの脆弱な析出物または析出相
の析出を阻止することを目的に極低炭素鋼をイン
サート材に選定するとともに脆弱な析出物、析出
相の生成元素である炭素等の拡散を最小限に抑え
るため高温滞留時間を極小とする方法として抵抗
溶接を採用したところに特徴があり、これにより
安定で優れた接合特性を有するクラツド鋼の製造
が可能となつた。 なお、本発明でインサート材として使用する極
低炭素鋼は炭素が0.08wt％以下のものが望まし
い。 さらに、本製造法は常温で、かつ、大気雰囲気
中での作業が可能なため、チタンの接合時に多々
ある雰囲気制御等制約条件が少ない点が特徴であ
る。 以下に本発明を具体的に説明する。 〔実施例〕 本発明者等は表１に示す組成のJIS Ｈ 4600
１種相当のチタン冷延板を合せ材とし表２に示す
ステンレス鋼JIS Ｇ 4300 SUS 304、溶接構造
用圧延鋼材JIS Ｇ 3106 SM41Bをそれぞれ母材
として、インサート材には表３に示す極低炭素鋼
板JIS Ｇ 3141 SPCE等を用い大気雰囲気下で
抵抗溶接によりチタンクラツド鋼を作製した。 製造工程としては母材、合せ材およびインサー
ト材はアセトンにて洗浄し、各材を積層組立し、
抵抗溶接機にセツトし大気雰囲気下でのスポツト
溶接およびシーム溶接により行つた。 表４にスポツト溶接結果を示す。 No.３はインサートなし材で接合部に脆弱相が生
成するため一応のせん断強度はあるが曲げ加工は
著しく劣る。 また、No.４および５はNi系のインサート材を
適用したもので、良好なせん断強度を有し簡単な
加工には対応できるが厳しい条件での加工には耐
えられない。 １および２は本発明による接合材で、せん断強
度も良く、曲げ加工性も良好で優れた接合特性を
有している。 次に、表５にシーム溶接結果を示す。 母材をSUS 304、合せ材をチタン板とした組
合せにより通電を半サイクルと２サイクル通電１
サイクル休みの２方式として、表５に示す条件で
シーム溶接した結果である。 本発明では、0.2mm厚のブリキ原板JIS Ｇ
3303に金属クロームメツキした鋼板をインサート
材として接合したものであるが、優れたせん断強
度を有し、曲げ加工性も良好で優れた接合特性を
有している。 一方、比較材３および４はせん断強度も劣り、
曲げ割れ加工性は劣悪で一般にチタンと鉄は接合
できないと言われている事を実証する結果を示し
ている。 本発明によるチタンクラツド鋼の製造方法によ
れば接合界面近傍のみの溶融接合のため、母材特
性等はほとんど変化しないため焼鈍または焼なま
し等の熱処理が不要で、組織制御、析出硬化型鋼
を母材とする必要のある用途のクラツド鋼の製造
もなんら方法を変えることなく製造できる。 これまで、チタンクラツド鋼平板の製造実施例
について述べてきたが、円柱状管の母材への適用
を始めとして各構造物組立現場でのクラツド技術
として利用できることは言うまでもない。
たはチタン合金のクラツド鋼の製造方法に関す
る。 〔従来の技術〕 従来、チタンおよびチタン合金クラツド鋼は(1)
爆着法により製造されていたが、近年、(2)圧延法
による製造技術が注目されている。また、(3)ロウ
材を用い、抵抗溶接により接合する方法とか、(4)
肉盛溶接によりクラツド鋼を製造する方法等々
種々の方法がある。 これ等のチタンクラツド鋼の製造方法は工業的
にも有用であり、種々の特徴を有する。爆着法は
製造実績も多くチタンクラツド鋼の主要な製造方
法であるが、寸法制約・製造コストが高い等種々
の課題があるが、圧延法との組み合わせにより寸
法制約の緩和等が図られている。また、圧延法に
よる製造技術は近年開発された広幅・長尺材も製
造可能な比較的低コストの製造方法であるが、熱
間での高圧下圧延を要するため大規模な種々の設
備を要する等で小ロツト対応には困難である。ま
た、熱間加工のため母材特性が変化するので後熱
処理が必要となる等繁雑な工程を要する。 次に、ロウ材を用い抵抗溶接により接合する方
法は簡便で、小ロツト生産方法としては最適であ
るが、ロウ材の選択が難しく、低コストのロウ材
を使用すると接合強度が小さい等、特性の不安定
さがある。一方、銀等を主成分としたロウ材を使
用すれば、接合特性等は安定するが、製造コスト
が上昇する等で必ずしも工業生産手段として確立
した方法とはいえない。 さらに、肉盛溶接による製造法は簡便法である
が、チタンが高温で活性な金属であるため、雰囲
気シールが非常に難しく、高入熱溶接法が採用で
きないため、多層溶接をせざるを得ず、製造コス
トは高くなる。 実公昭57−24459号公報は鋼板とチタン板の間
に銅薄板とステンレス網とを介挿して溶着させる
クラツド鋼である。しかしこの方法は銅薄板とス
テンレス網とを介挿させるために複雑でコストが
高くなる。特開昭56−80381号公報はチタンとス
テンレス鋼を銅を介して電子ビームあるいはレー
ザービームで重ね溶接する方法であるが、この方
法では大型の継手を得るには高価な溶接設備が必
要となる。 またチタンと溶接可能な金属に制約があるなど
技術的にも種々の課題がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来行われているチタンクラツド鋼の製造法で
ある爆着法、熱間圧延法等は製造設備が大掛りで
あつたり、種々の製造環境制約がある。また、接
合されたクラツド鋼は製造時の歪除去とか、母材
の材質特性の回復のための熱処理が必要であるば
かりでなく、寸法、形状等の制約等、設備、環
境、母材と合わせ材の組み合わせ、製造工程が繁
雑で材質特性にもバラツキがあり、コスト的にも
高い製造方法であつた。 本発明は、従来法では困難であつた、上記の課
題を解決するとともに、安価で特性の安定した簡
便なチタンクラツド鋼の製造方法を、また、従来
ではクラツド鋼平板の製造のみであつたと言つて
も過言ではないが、本発明は円柱状の加工品への
適用等も可能で、形状制約も少なく応用範囲の広
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〕 本発明の要旨は、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極低炭素鋼をインサ
ート材として介挿させ、抵抗溶接により加圧接合
することを特長とするチタンクラツド鋼の製造方
法にある。 以下に本発明を詳細に説明する。 〔作用〕 第１図は母材３と合せ材１の間に極低炭素鋼板
２を挿入した本発明のチタンおよびチタン合金ク
ラツド鋼の構成を示す図で、第２図は本発明のチ
タンクラツド鋼を製造する場合の抵抗溶接の概略
図である。 母材３と合せ材のチタン板１の間に極低炭素鋼
板２をはさんだ積層組立体を抵抗溶接機７のロー
ラ電極４に付属の荷重機構６でチタン板１と母材
３の間に荷重をかけつつローラ電極４に通電する
と４Ａ−１−２−３−４Ｂ−５で電気回路が形成
され、チタン板１と極低炭素鋼板２の界面および
極低炭素鋼板２と母材３との界面で抵抗発熱し両
界面で溶融し溶接される。 荷重機構６で荷重をかけつつ、ローラ電極４
Ａ，４Ｂを回転させ連続的に行なうことにより、
ローラ電極４Ａ，４Ｂの幅にみあう帯状部分の抵
抗溶接が実現する。 広幅全面溶接材を得るためにはさらに、ローラ
電極幅づつシフトさせ溶接を行なうことにより得
られる。 全面溶接を要求されない用途には点溶接または
線溶接でもよいことはいうまでもなく、母材は低
炭素鋼が望ましいが、母材および合せ材とも特に
限定されず所望の組み合せの接合ができる。 従来、チタンと鋼を溶接すると、接合部にTiC
などの脆弱な析出物または析出相ができ、接合強
度が劣化するため溶接できないとされている。 本発明は、これらの脆弱な析出物または析出相
の析出を阻止することを目的に極低炭素鋼をイン
サート材に選定するとともに脆弱な析出物、析出
相の生成元素である炭素等の拡散を最小限に抑え
るため高温滞留時間を極小とする方法として抵抗
溶接を採用したところに特徴があり、これにより
安定で優れた接合特性を有するクラツド鋼の製造
が可能となつた。 なお、本発明でインサート材として使用する極
低炭素鋼は炭素が0.08wt％以下のものが望まし
い。 さらに、本製造法は常温で、かつ、大気雰囲気
中での作業が可能なため、チタンの接合時に多々
ある雰囲気制御等制約条件が少ない点が特徴であ
る。 以下に本発明を具体的に説明する。 〔実施例〕 本発明者等は表１に示す組成のJIS Ｈ 4600
１種相当のチタン冷延板を合せ材とし表２に示す
ステンレス鋼JIS Ｇ 4300 SUS 304、溶接構造
用圧延鋼材JIS Ｇ 3106 SM41Bをそれぞれ母材
として、インサート材には表３に示す極低炭素鋼
板JIS Ｇ 3141 SPCE等を用い大気雰囲気下で
抵抗溶接によりチタンクラツド鋼を作製した。 製造工程としては母材、合せ材およびインサー
ト材はアセトンにて洗浄し、各材を積層組立し、
抵抗溶接機にセツトし大気雰囲気下でのスポツト
溶接およびシーム溶接により行つた。 表４にスポツト溶接結果を示す。 No.３はインサートなし材で接合部に脆弱相が生
成するため一応のせん断強度はあるが曲げ加工は
著しく劣る。 また、No.４および５はNi系のインサート材を
適用したもので、良好なせん断強度を有し簡単な
加工には対応できるが厳しい条件での加工には耐
えられない。 １および２は本発明による接合材で、せん断強
度も良く、曲げ加工性も良好で優れた接合特性を
有している。 次に、表５にシーム溶接結果を示す。 母材をSUS 304、合せ材をチタン板とした組
合せにより通電を半サイクルと２サイクル通電１
サイクル休みの２方式として、表５に示す条件で
シーム溶接した結果である。 本発明では、0.2mm厚のブリキ原板JIS Ｇ
3303に金属クロームメツキした鋼板をインサート
材として接合したものであるが、優れたせん断強
度を有し、曲げ加工性も良好で優れた接合特性を
有している。 一方、比較材３および４はせん断強度も劣り、
曲げ割れ加工性は劣悪で一般にチタンと鉄は接合
できないと言われている事を実証する結果を示し
ている。 本発明によるチタンクラツド鋼の製造方法によ
れば接合界面近傍のみの溶融接合のため、母材特
性等はほとんど変化しないため焼鈍または焼なま
し等の熱処理が不要で、組織制御、析出硬化型鋼
を母材とする必要のある用途のクラツド鋼の製造
もなんら方法を変えることなく製造できる。 これまで、チタンクラツド鋼平板の製造実施例
について述べてきたが、円柱状管の母材への適用
を始めとして各構造物組立現場でのクラツド技術
として利用できることは言うまでもない。
本発明は常温・大気雰囲気下でインサート材と
して極低炭素鋼板を用い、抵抗溶接により接合す
して極低炭素鋼板を用い、抵抗溶接により接合す
【表】
【表】
【表】
＊２ 円錐台電極
【表】
【表】
る方法で、母材と合せ材の組合せ制約も少なく、
接合部界面近傍のみの限られた範囲の溶融溶接の
ため、母材性能も殆ど変化しないため、接合後の
熱処理も不要で、優れた材料特性を有する簡易で
低コストで応用性にも富んだ製造法であり、産業
上貢献するところは大きい。
接合部界面近傍のみの限られた範囲の溶融溶接の
ため、母材性能も殆ど変化しないため、接合後の
熱処理も不要で、優れた材料特性を有する簡易で
低コストで応用性にも富んだ製造法であり、産業
上貢献するところは大きい。
第１図は本発明のチタンおよびチタン合金クラ
ツド鋼の製造時の組立例を示す斜視図、第２図は
チタンクラツド鋼を製造する場合の構成を示す斜
視図である。 １……チタン材、２……インサート材、３……
母材、４……ローラ電極、５……アース、６……
荷重機構、７……抵抗溶接機、Ｐ……荷重方向、
Ｗ……ローラ進行方向。
ツド鋼の製造時の組立例を示す斜視図、第２図は
チタンクラツド鋼を製造する場合の構成を示す斜
視図である。 １……チタン材、２……インサート材、３……
母材、４……ローラ電極、５……アース、６……
荷重機構、７……抵抗溶接機、Ｐ……荷重方向、
Ｗ……ローラ進行方向。
Claims (1)
- １ チタンクラツド鋼の製造に際し、チタン材と
鋼の全面を重ね合せ、両者の間に極低炭素鋼板を
インサート材として介挿させ、抵抗溶接により加
圧接合することを特徴とするチタンクラツド鋼の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20340787A JPS6448681A (en) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Manufacture of titanium clad steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20340787A JPS6448681A (en) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Manufacture of titanium clad steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6448681A JPS6448681A (en) | 1989-02-23 |
| JPH0369632B2 true JPH0369632B2 (ja) | 1991-11-01 |
Family
ID=16473551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20340787A Granted JPS6448681A (en) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Manufacture of titanium clad steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6448681A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102672328B (zh) * | 2012-05-10 | 2014-06-04 | 西安理工大学 | 应用高熵效应焊接钛与钢的方法及焊接材料 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6026348Y2 (ja) * | 1980-07-17 | 1985-08-08 | 三菱電機株式会社 | 太陽熱利用給湯装置 |
| JPS6330184A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-08 | Nippon Steel Corp | チタン帯と鋼帯の端部接合方法 |
-
1987
- 1987-08-18 JP JP20340787A patent/JPS6448681A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6448681A (en) | 1989-02-23 |
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