JPH0475773A - 金属管の拡散接合方法および挿入材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、拡散接合による金属管の接合方法ｉ：Ｘ関１
−る。 ［従来の技術］ 金属管の接合を継手を用いずに行なう方法に、溶接や摩
擦圧接と並んで、拡散接合かある。　拡散接合の代表的
な工程は、接合すべき２本の金属管の端面を研摩ｌ、２
、間に金属管の融点より低い融点をもった金属の箔を挿
入材と（）て挿入し、高周波誘導や通電など適宜の方法
で接合部を加熱しながら、加圧することハロうなる。　
７Ｊ［ｌ熱により挿入材の金属が溶融し、その成分が両
側の金属管の材料中に拡散し混合することによって、接
合が行なわれる。 この拡散接合法は、理想的に行なわれると接合部の強度
がかなり高く得られるが、現実に理想的な接合を行なう
ことは容易でなく、とくに管の接合は棒よりも不利であ
って、引張試験において破断か接合部でなく母材部で生
じるような接合は、仲々確保できない。 ［発明か解決しようとする課題］ 本発明の目的は、拡散接合（こよる金属管の接合技術を
改良（〕、はと＾２どの場合に引張試験時の破断が母材
部で生じるような強固な接合を実現１−る拡散接合方法
と、その方法の実施（二使用する挿入材を捏供すること
にある。 ［課題を解決するためのｆ段］ 本発明の金属管の拡散接合方法は、第１図に示すようし
＝、接合すべき２本の金属管（２，３）の端部接合面（
４，５＞をインロウ型に加工して嵌め合わせ得るように
し、それらの間に、第２図に示すような断面１−字形の
環状挿入材（１）を挿入して実施づ−ることを・特徴と
する。 金属管の端面のイン日つ加工は、第３図１ζ示覆−よう
なス１〜レートな形状すなわち外側端面（４１゜５１＞
どうしと内側端面どうしく４３．５３）が接触し、外周
面（４２Ａ＞と内周面（５２Ａ＞とか挿入材の厚さに応
じた間隙をｂつ形状のほかに、第４図に本号−ように、
テーパをもった面が向い合うように、ずなわち外周面（
４２Ｂ＞と内周面（５２Ｂ）とが同じデ〜バで向き合う
ようにすることもできる。 」−記（）た金属管の拡散接合（Ｊ使用する本発明の挿
入材（１）は、接合すべき金属材の融点より低い融点を
もつ金属で、覆でに第２図に示したような、円筒状部（
１１）の一端にフランジ部〈１２）がある、断面り字形
の環状体に形成したものである。　インロウ加工をデー
パつきで行なう場合には、断面形状をそれに合致させる
べきことはいうまでもない。 本発明の挿入材を製造Ｊ−るには、さまざまな方法が可
能である。　一般に挿入材に使用する金属は、＠蝋を低
下させるために多量の３　（ヤＢを含有させた合金であ
るから、加工性はよくない、。 多くの場合、この合金は薄帯として供給されるので、打
ち扱きにより挿入材に加工されている。 合金が絞りによりＬ字状断面を与えることができる程度
の加工性をそなえている場合は、絞り加工（こよればよ
い。　そうてない場合は、後記する実施例のよ゛うに熱
間で薄板をダイスとポンチに挟んで成形することもでき
る。　あるいはまた、いったん粉末に粉砕してから熱可
塑性樹脂など適宜のバインダーと混合してシー１−状に
し、これを可塑性のある間に絞り加工するなとして所望
の断面形状を与え、６建により加熱してバインダーを分
解揮発させるととも１こ、金属粉末を焼結させてもよい
。熱硬化性樹脂もバインダーと（］て使用できる。 焼結は当然に焼き締りによる変形を招くから、挿入材の
製造にはそれを計粋に入れなければならない。　少量の
バインダーが残存１ノでいても、拡散接合の条件下では
通常は分解して揮発するから、接合に悪影響を与えイｉ
いことがわかった。 そのほか、金属粉末の射出成形や圧粉成形の技術も利用
可能である。 ［作　用］ インロウ型に加工した接合面において、挿入材をはさん
で２本の金属管の端を突き合わせると、第５図に示ずよ
うな状態になる。　この状態で接合部を加熱し、両方か
ら加圧すると、溶融した挿入材金属は７Ｊ［ｌ圧により
内外に押し出され、一部は内側端面どうしく４３．５３
＞の向い合った間隙にも流入する。 このような状態において挿入材成分の拡散が進行し７、
最終的には第６図（Ｃ示すような形で接合が完了する。 　ここで符号（６）は、いったん溶融し凝固した挿入材
である。　外周面（４２Ｂ＞と内周面（５２Ｂ＞のテー
パ面の向い合わせの場合、加圧によりテーパ面の間隔が
狭められ、挿入材が圧迫されて金属管の端どう１〕が接
近するから、この周面上の接合の強度も高く得られる。

【実施例】

ＳＩ：５．０％およびＢ：３．８％を含有し、残部が実
質上Ｎｉからなる合金（融点は約１０００℃）の厚さ１
００μｍの籠を加熱し、挿入材の形状をそなえたダイス
とボンデの組で挟んで１−字状断面をもつ環状挿入材を
成形した。　筒状部の径は１８．０！ｌａ、長さは約２
闘、フランジ状部の外径は２０．０＃であって、厚さは
ともに約１０ｏ　ｕ　ｍである。 ５ｔＪＳ３０４ステンレス鋼の、外径２ＯａｉＸ内杼１
６ｍ（従って肉厚は２朧）のパイプ２本のそれぞれ一端
を、第３図に示す形状のインロウ型に加工した。　嵌め
合い部分の深さは２゜ＯＭ、外周面と内周向との間隙は
約０．　１Ｍｒ１である。 上記の挿入材を間に挿入して、２本のステンレス鋼管の
端を突き合わせた。　誘導加熱により接合部を加熱して
温度を約１０４０℃に高め、０．４に９ｆ／ｙａｒｎ２
の圧Ｊノを加えて３分間保持した。 比較のため、同じ挿入材用金属箔を打ち抜いて外径２０
＃、内径１６駒のドーナツ状挿入材をつくり、ステンレ
ス鋼管の端部を平面的に研摩した面の間に挟み、上記と
同じ条件で拡散接合を行なった。 接合部を中心に管の長子プ）向に沿う方向に試験片を切
り出し、引張り試験を行なって、破断が接合部で起るか
母材部で起るかをしらへた。　比較例では試験片５本中
２本が接合部で破断（）たのに対し、本発明のものは５
本とも、母材部で破断した。 ［発明の効甲］ 本発明の挿入材を・使用した拡散接合により金属管を接
合すれば、接合が確実であって、高い強度をもった接合
部が得られる。　従ってこの接合法は、内部に圧力流体
を通ず管や、強い引張応力の加わる管の接合ｋｈ用であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の拡散接合を行なう金属管の接合部の
形状を示す斜視図である。 第２図は、本発明の拡散接合に使用する挿入材を示す、
一部を切り欠いて断面を見せた斜視図−Ｃある。 第３図は、第１図に示した接合部のインロウ加工の形状
を詳細にあ−うわした縦断面図である。 第４図は、第３図と別のインロウ加工の形状をあられ１
２だ、同様な縦断面図である。 第５図は、第１図および第３図に示した接合部に第２図
の挿入材を挿入し、拡散接合を開始するところを承り、
一部の拡大縦断面である。 第６図は、第５図（、、続い一τ拡散接合を終了したと
ころを示す、一部の拡大縦断面図である。 １・・・挿入材 １１・・・円筒状部　　　　１２・・・フランジ部２．
３３−・・金属管 ４．５・・・接合面 ４１．５１・・・外側＠而 ４３．５３・・・内側端面 ４２Ａ、４２Ｂ・・・外周面 ５２Ａ、５２Ｂ・・・内周向 第１図 特許出願人　　　人同特殊鋼株式会社 代理人　　弁理士　　須　賀　総　失 格２図 第３ＥＩ！ 第４図 第５図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属管を拡散接合により接合する方法において、
   接合すべき２本の金属管の端部接合面をインロウ型に加
   工して嵌め合せ得るようにし、それらの間に断面Ｌ字形
   の環状挿入材を挿入して実施することを特徴とする接合
   方法。
2. （２）金属管の端部接合面のインロウ型を、テーパをも
   った面が向い合うように加工して行なう請求項１の接合
   方法。
3. （３）金属管の拡散接合に使用する挿入材において、接
   合すべき金属材の融点より低い融点をもつ金属を材料と
   して、断面Ｌ字形の環状体に形成したことを特徴とする
   挿入材。