JPH09225631A - 接合方法 - Google Patents
接合方法Info
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- JPH09225631A JPH09225631A JP8053774A JP5377496A JPH09225631A JP H09225631 A JPH09225631 A JP H09225631A JP 8053774 A JP8053774 A JP 8053774A JP 5377496 A JP5377496 A JP 5377496A JP H09225631 A JPH09225631 A JP H09225631A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特殊な材料あるいは特別な工程を要すること
なくアルミニウム又はアルミニウム合金とアルミニウ
ム、アルミニウム合金あるいは鋼とを接合できるように
した接合方法を提供する。 【解決手段】 アルミニウム又はアルミニウム合金ある
いは鋼を素材とする部材1,2同士の少なくとも一方の
被接合面1aにケイフッ化カリウムの被覆層3を形成し
た後、被覆層3を介して部材1,2の被接合面1a,2
aを突き合わせると共に、加熱して被覆層3のケイ素と
アルミニウムの共晶反応を生じさせ部材1,2同士を接
続する。これにより、ケイ素の拡散接合反応と同時に、
アルミニウム及びアルミニウム合金の酸化膜を破壊する
反応物を生成することができ、生産コストが低く接合強
度の高いろう付け製品を得ることができる。
なくアルミニウム又はアルミニウム合金とアルミニウ
ム、アルミニウム合金あるいは鋼とを接合できるように
した接合方法を提供する。 【解決手段】 アルミニウム又はアルミニウム合金ある
いは鋼を素材とする部材1,2同士の少なくとも一方の
被接合面1aにケイフッ化カリウムの被覆層3を形成し
た後、被覆層3を介して部材1,2の被接合面1a,2
aを突き合わせると共に、加熱して被覆層3のケイ素と
アルミニウムの共晶反応を生じさせ部材1,2同士を接
続する。これにより、ケイ素の拡散接合反応と同時に、
アルミニウム及びアルミニウム合金の酸化膜を破壊する
反応物を生成することができ、生産コストが低く接合強
度の高いろう付け製品を得ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、接合方法に関
し、更に詳細には、ケイフッ化カリウムをアルミニウム
又はアルミニウム合金とアルミニウム、アルミニウム合
金あるいは鋼との接合に用いるようにした接合方法に関
するものである。
し、更に詳細には、ケイフッ化カリウムをアルミニウム
又はアルミニウム合金とアルミニウム、アルミニウム合
金あるいは鋼との接合に用いるようにした接合方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】軽量で耐食性のある接合法として、一般
に、溶接法が用いられている。この溶接法は、金属融合
を利用するので強固な接合が可能となる利点をもつ。し
かし、被接合部のみに大加熱を加えることによる融合が
行われるため、被接合材の熱容量が小さいと、母材自体
の溶融が生じ易いといった問題があり、細密な部材の接
合は困難となっている。また、大加熱付与が困難なこと
から一般に面接合は困難であるなどの問題もある。
に、溶接法が用いられている。この溶接法は、金属融合
を利用するので強固な接合が可能となる利点をもつ。し
かし、被接合部のみに大加熱を加えることによる融合が
行われるため、被接合材の熱容量が小さいと、母材自体
の溶融が生じ易いといった問題があり、細密な部材の接
合は困難となっている。また、大加熱付与が困難なこと
から一般に面接合は困難であるなどの問題もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このため、溶接法によ
り微細な部材を接合する場合、被接合部が十分溶融し、
かつ母材が溶けていない状況を形成する必要がある。し
かし、これには高度な条件管理を必要とするため、作業
者には高い技能が要求され、その獲得には多年を要する
ものである。また、必要とする機材も高度な条件管理を
実現するに十分な機能を要求された高価なものとなる。
しかも、熟練した技能者と高価な機材をもっても、常に
健全な接合が得られる訳ではなく、接合後の健全性検査
が要求されることが多い。このため、生産コストが著し
く増大し、製品コストを高騰させている。
り微細な部材を接合する場合、被接合部が十分溶融し、
かつ母材が溶けていない状況を形成する必要がある。し
かし、これには高度な条件管理を必要とするため、作業
者には高い技能が要求され、その獲得には多年を要する
ものである。また、必要とする機材も高度な条件管理を
実現するに十分な機能を要求された高価なものとなる。
しかも、熟練した技能者と高価な機材をもっても、常に
健全な接合が得られる訳ではなく、接合後の健全性検査
が要求されることが多い。このため、生産コストが著し
く増大し、製品コストを高騰させている。
【0004】この発明の目的は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、特殊な技能及び機材を用
いることなくアルミニウム又はアルミニウム合金とアル
ミニウム、アルミニウム合金あるいは鋼とを接合できる
ようにした接合方法を提供することにある。
れたものであり、その目的は、特殊な技能及び機材を用
いることなくアルミニウム又はアルミニウム合金とアル
ミニウム、アルミニウム合金あるいは鋼とを接合できる
ようにした接合方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
アルミニウム又はアルミニウム合金とアルミニウム、ア
ルミニウム合金あるいは鋼との接合方法において、 少
なくとも一方の被接合面にケイフッ化カリウム(K2Si
F6)の被覆層を形成する第一工程と、 上記被覆層を
介して上記部材の被接合面を突き合わせると共に、加熱
して被覆層のケイ素とアルミニウムの共晶反応を生じさ
せることにより上記部材同士を接続する第二工程と、を
有することを特徴とする。
アルミニウム又はアルミニウム合金とアルミニウム、ア
ルミニウム合金あるいは鋼との接合方法において、 少
なくとも一方の被接合面にケイフッ化カリウム(K2Si
F6)の被覆層を形成する第一工程と、 上記被覆層を
介して上記部材の被接合面を突き合わせると共に、加熱
して被覆層のケイ素とアルミニウムの共晶反応を生じさ
せることにより上記部材同士を接続する第二工程と、を
有することを特徴とする。
【0006】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、第二工程を不活性ガス雰囲気中で行う、こ
とを特徴とする。
明において、第二工程を不活性ガス雰囲気中で行う、こ
とを特徴とする。
【0007】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の発明において、被覆層が上記被接合面にケイフッ化
カリウム粉末のスラリー溶液を塗布又は吹付けた後、乾
燥させることにより形成されたことを特徴とする。
載の発明において、被覆層が上記被接合面にケイフッ化
カリウム粉末のスラリー溶液を塗布又は吹付けた後、乾
燥させることにより形成されたことを特徴とする。
【0008】請求項1記載の発明によれば、ケイ素とア
ルミニウムの共晶反応によりアルミニウム又はアルミニ
ウム合金とアルミニウム、アルミニウム合金あるいは鋼
との部材の被接合面同士は互いに金属的に接合されると
同時に、反応物(KAlF4+K2AlF5)により、ア
ルミニウム及びアルミニウム合金の酸化膜が破壊され
る。このため、溶接機等の高価な機械、高度な技能を必
要とすることなく、アルミニウム又はアルミニウム合金
とアルミニウム、アルミニウム合金あるいは鋼とを接合
することが可能となり、したがって、全体の生産コスト
を大幅に下げることができる。
ルミニウムの共晶反応によりアルミニウム又はアルミニ
ウム合金とアルミニウム、アルミニウム合金あるいは鋼
との部材の被接合面同士は互いに金属的に接合されると
同時に、反応物(KAlF4+K2AlF5)により、ア
ルミニウム及びアルミニウム合金の酸化膜が破壊され
る。このため、溶接機等の高価な機械、高度な技能を必
要とすることなく、アルミニウム又はアルミニウム合金
とアルミニウム、アルミニウム合金あるいは鋼とを接合
することが可能となり、したがって、全体の生産コスト
を大幅に下げることができる。
【0009】請求項2記載の発明によれば、不活性ガ
ス、例えば、窒素ガス雰囲気によって酸化膜の形成が抑
制される。このため品質の高い接合層の形成が行われ、
接合の信頼性が可及的に上昇する。
ス、例えば、窒素ガス雰囲気によって酸化膜の形成が抑
制される。このため品質の高い接合層の形成が行われ、
接合の信頼性が可及的に上昇する。
【0010】請求項3記載の発明によれば、被接合面に
対し被覆層を均質にかつ、簡便に形成することができ、
低コスト化と共に、運搬、保管性を改善することができ
る。
対し被覆層を均質にかつ、簡便に形成することができ、
低コスト化と共に、運搬、保管性を改善することができ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
添付図面に基づいて詳細に説明する。
添付図面に基づいて詳細に説明する。
【0012】この発明に係るアルミニウム又はアルミニ
ウム合金とアルミニウム、アルミニウム合金あるいは鋼
との接合方法は、例えば、図1に示すように、アルミニ
ウム及びアルミニウム合金を素材とする部材1,2のう
ちその少なくとも一方の部材1の被接合面1aに、接合
のための被覆層3を形成する。
ウム合金とアルミニウム、アルミニウム合金あるいは鋼
との接合方法は、例えば、図1に示すように、アルミニ
ウム及びアルミニウム合金を素材とする部材1,2のう
ちその少なくとも一方の部材1の被接合面1aに、接合
のための被覆層3を形成する。
【0013】これら接合すべき部材1,2の素材には、
例えば、JIS A3003,JIS A1050等を
使用し、被覆層3の形成材料には、例えば、水にケイフ
ッ化カリウム(K2SiF6)の粉末を加えたスラリー溶
液を使用する。
例えば、JIS A3003,JIS A1050等を
使用し、被覆層3の形成材料には、例えば、水にケイフ
ッ化カリウム(K2SiF6)の粉末を加えたスラリー溶
液を使用する。
【0014】被覆層形成材料たるスラリー溶液の塗布ま
たは吹付けは、部材1の被接合面1aに対してむらなく
均質にかつ、ケイフッ化カリウムの単位面積当たりの重
量が例えば4g/m2〜40g/m2となるように行う。
たは吹付けは、部材1の被接合面1aに対してむらなく
均質にかつ、ケイフッ化カリウムの単位面積当たりの重
量が例えば4g/m2〜40g/m2となるように行う。
【0015】スラリー溶液の塗布または吹付けを完了し
たら、次は自然または人工により乾燥させる。この乾燥
後、接合すべき部材1,2の接合を行う。
たら、次は自然または人工により乾燥させる。この乾燥
後、接合すべき部材1,2の接合を行う。
【0016】接合は、接続すべき部材1の被覆層1aに
対して他方の部材2の被接合面2aを重ねて突き合わせ
ると共に、その突き合わせ状態を保持して全体を不活性
ガス、例えば窒素ガス雰囲気中に設置し、その後、不活
性ガス全体を高温に加熱することにより行う。勿論、不
活性ガス雰囲気中で、被覆層を含む接合すべき部材1,
2の周辺を不活性ガスの雰囲気中で部分的に加熱するこ
とも可能である。
対して他方の部材2の被接合面2aを重ねて突き合わせ
ると共に、その突き合わせ状態を保持して全体を不活性
ガス、例えば窒素ガス雰囲気中に設置し、その後、不活
性ガス全体を高温に加熱することにより行う。勿論、不
活性ガス雰囲気中で、被覆層を含む接合すべき部材1,
2の周辺を不活性ガスの雰囲気中で部分的に加熱するこ
とも可能である。
【0017】加熱は、被接合面1a,2aと被覆層3と
の温度が略600゜Cになる途中で下記の反応が起きる
ように調節する。
の温度が略600゜Cになる途中で下記の反応が起きる
ように調節する。
【0018】3K2SiF6+4Al→3Si+2KAlF
4+2K2AlF5 すなわち、この発明に係る接合方法は、上記反応式のよ
うに、加熱によって被腐食性フラックスと同様の効果を
発揮するKAlF4+K2AlF5を分解抽出させてこの
KAlF4+K2AlF5により、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金素材の酸化皮膜を破壊除去すると共に、
同時にSiを分解抽出させてこれを被接合面1a,2a
のアルミニウムまたはアルミニウム合金素材と共晶反応
させることにより、接合面の表層をAl−Si合金とす
るのである。したがって、かかる方法によれば、接合状
態は、接合強度の高い良好な状態となり、生産コストを
大幅に下げることができる。
4+2K2AlF5 すなわち、この発明に係る接合方法は、上記反応式のよ
うに、加熱によって被腐食性フラックスと同様の効果を
発揮するKAlF4+K2AlF5を分解抽出させてこの
KAlF4+K2AlF5により、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金素材の酸化皮膜を破壊除去すると共に、
同時にSiを分解抽出させてこれを被接合面1a,2a
のアルミニウムまたはアルミニウム合金素材と共晶反応
させることにより、接合面の表層をAl−Si合金とす
るのである。したがって、かかる方法によれば、接合状
態は、接合強度の高い良好な状態となり、生産コストを
大幅に下げることができる。
【0019】
【実施例】次に、この発明の実施例について説明する。 ◎実施例1 まず、水道水にケイフッ化カリウム(K2SiF6)の粉
末を添加して被覆層形成材たるスラリー溶液を作成し、
このスラリー溶液を刷毛塗りにより図2に示すように接
続すべき部材4の一方の接合面4aに塗布し乾燥させ
た。
末を添加して被覆層形成材たるスラリー溶液を作成し、
このスラリー溶液を刷毛塗りにより図2に示すように接
続すべき部材4の一方の接合面4aに塗布し乾燥させ
た。
【0020】乾燥後、被覆層3aに接続すべき他方の部
材5の被接合面5bをT型に重ねて突き合わせ、これを
下記の条件で加熱して接合し、その後、接合状態と外観
とについて評価した。
材5の被接合面5bをT型に重ねて突き合わせ、これを
下記の条件で加熱して接合し、その後、接合状態と外観
とについて評価した。
【0021】なお、この実施例1では、互いに接合する
部材4,5は素材をJIS A1050合金とする板材
を用いた。
部材4,5は素材をJIS A1050合金とする板材
を用いた。
【0022】 (1)スラリー濃度; 15%{ケイフッ化カリウム(K2SiF6)粉末} (2)塗布量 ; 20g/m2 (3)加熱雰囲気 ; 窒素ガス雰囲気(露点−40゜C) (4)加熱温度 ; 600゜C この実施例によれば、接合部にはフィレットもでき、ろ
う付けの状態は100%良好であった。
う付けの状態は100%良好であった。
【0023】◎実施例2 水道水にケイフッ化カリウム(K2SiF6)の粉末を添
加して被覆層形成材料たるスラリー溶液を作成し、この
スラリー溶液をスプレーにより図3に示す接続すべき部
材6の一方の接合面6aに散布した後、乾燥させ、乾燥
後、接続すべき一方の部材6の被覆層3bに対して他方
の接続すべき部材7の被接合面7bを重ね合わせ、この
重ね合わせた状態で全体を下記の加熱条件で加熱して、
接続した部材6,7の接合状態、外観を評価した。
加して被覆層形成材料たるスラリー溶液を作成し、この
スラリー溶液をスプレーにより図3に示す接続すべき部
材6の一方の接合面6aに散布した後、乾燥させ、乾燥
後、接続すべき一方の部材6の被覆層3bに対して他方
の接続すべき部材7の被接合面7bを重ね合わせ、この
重ね合わせた状態で全体を下記の加熱条件で加熱して、
接続した部材6,7の接合状態、外観を評価した。
【0024】なお、この実施例2では、互いに接合する
部材6,7は素材をJIS A3003合金とする板材
を用いた。
部材6,7は素材をJIS A3003合金とする板材
を用いた。
【0025】 (1)スラリー濃度; 15%{ケイフッ化カリウム(K2SiF6 )粉末} (2)塗布量 ; 20g/m2 (3)加熱雰囲気 ; 窒素ガス雰囲気(露点−40゜C) (4)加熱温度 ; 600゜C この実施例によれば、面同士の接合においても、ろう付
状態は良好であり、接合率は95%以上であった。
状態は良好であり、接合率は95%以上であった。
【0026】◎実施例3 まず、水道水にケイフッ化カリウム(K2SiF6)の粉
末を添加して被覆層形成材料たるスラリー溶液を作成
し、このスラリー溶液を刷毛塗りにより図4に示すよう
に接続すべき部材8の一方の接合面8aに塗布し乾燥さ
せる。
末を添加して被覆層形成材料たるスラリー溶液を作成
し、このスラリー溶液を刷毛塗りにより図4に示すよう
に接続すべき部材8の一方の接合面8aに塗布し乾燥さ
せる。
【0027】乾燥後、被覆層3cに接続すべき他方の部
材9の接合面9bをT型に重ねて突き合わせ、これを下
記の条件で加熱して接合し、その後接合状態と外観とに
ついて評価した。
材9の接合面9bをT型に重ねて突き合わせ、これを下
記の条件で加熱して接合し、その後接合状態と外観とに
ついて評価した。
【0028】なお、この実施例3では、部材8はJIS
A3003合金とする板材を用い、部材9はSUS3
04板材を用いた。
A3003合金とする板材を用い、部材9はSUS3
04板材を用いた。
【0029】 (1)スラリー濃度; 15%{ケイフッ化カリウム(K2SiF6 )粉末} (2)塗布量 ; 30g/m2 (3)加熱雰囲気 ; 窒素ガス雰囲気(露点−40゜C) (4)加熱温度 ; 600゜C この実施例によれば、接合部にはフィレットもでき、ろ
う付の状態は100%良好であった。
う付の状態は100%良好であった。
【0030】
1)請求項1記載の発明によれば、ケイ素とアルミニウ
ムの共晶反応とアルミニウム及びアルミニウム合金の酸
化膜を破壊する反応物を生成する反応とを同時に生じさ
せることができるため、簡便にかつ低コストで部材同士
の接合をすることができる。
ムの共晶反応とアルミニウム及びアルミニウム合金の酸
化膜を破壊する反応物を生成する反応とを同時に生じさ
せることができるため、簡便にかつ低コストで部材同士
の接合をすることができる。
【0031】2)請求項2記載の発明によれば、不活性
ガス雰囲気によって酸化膜の形成を抑制することがで
き、請求項1記載の発明と比べて品質の高い接合層の形
成を行うことができ、その信頼性を可及的に改善するこ
とができる。
ガス雰囲気によって酸化膜の形成を抑制することがで
き、請求項1記載の発明と比べて品質の高い接合層の形
成を行うことができ、その信頼性を可及的に改善するこ
とができる。
【0032】3)請求項3記載の発明によれば、被接合
面に対し被覆層を均質にかつ、簡便に形成することがで
きる。このため、低コスト化と共に、運搬、保管性を改
善することができる。
面に対し被覆層を均質にかつ、簡便に形成することがで
きる。このため、低コスト化と共に、運搬、保管性を改
善することができる。
【図1】この発明に係る接合方法を示す工程図である。
【図2】この発明に係る接合方法の第1実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図3】この発明に係る接合方法の第2実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図4】この発明に係る接合方法の第3実施例を示す斜
視図である。
視図である。
1,4,6,8 接続すべき一方の部材 2,5,7,9 接続すべき他方の部材 1a,4a,6a,8a 接続すべき一方の部材の被接
合面 2b,5b,7b,9b 接続すべき他方の部材の被接
合面 3,3a,3b,3c 被覆層
合面 2b,5b,7b,9b 接続すべき他方の部材の被接
合面 3,3a,3b,3c 被覆層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B23K 35/363 B23K 35/363 G // B23K 103:10 103:20 (72)発明者 小笠原 明徳 東京都品川区東品川2丁目2番20号天王洲 郵船ビル 日本軽金属株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 アルミニウム又はアルミニウム合金とア
ルミニウム、アルミニウム合金あるいは鋼との接合方法
において、 少なくとも一方の部材の被接合面にケイフッ化カリウム
の被覆層を形成する第一工程と、 上記被覆層を介して上記部材の被接合面を突き合わせる
と共に、加熱して被覆層のケイ素とアルミニウムの共晶
反応を生じさせることにより上記部材同士を接続する第
二工程と、を有することを特徴とする接合方法。 - 【請求項2】 上記第二工程を不活性ガス雰囲気中で行
う、ことを特徴とする請求項1記載の接合方法。 - 【請求項3】 上記被覆層が上記被接合面にケイフッ化
カリウム粉末のスラリー溶液を塗布又は吹付けた後、乾
燥させることにより形成された、ことを特徴とする請求
項1又は2記載の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053774A JPH09225631A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053774A JPH09225631A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09225631A true JPH09225631A (ja) | 1997-09-02 |
Family
ID=12952173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8053774A Withdrawn JPH09225631A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09225631A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003500539A (ja) * | 1999-06-02 | 2003-01-07 | ゾルファイ フルーオル ウント デリヴァーテ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | アルミニウム−珪素合金で被覆された構造部材 |
| ES2375045A1 (es) * | 2009-12-21 | 2012-02-24 | Asociación De Investigación Metalúrgica Del Noroeste Aimen | Método de soldadura fuerte por resistencia. |
| JP2019190720A (ja) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | 三菱マテリアル株式会社 | 親水性に優れた熱交換器用アルミニウムフィンと熱交換器およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP8053774A patent/JPH09225631A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003500539A (ja) * | 1999-06-02 | 2003-01-07 | ゾルファイ フルーオル ウント デリヴァーテ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | アルミニウム−珪素合金で被覆された構造部材 |
| ES2375045A1 (es) * | 2009-12-21 | 2012-02-24 | Asociación De Investigación Metalúrgica Del Noroeste Aimen | Método de soldadura fuerte por resistencia. |
| JP2019190720A (ja) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | 三菱マテリアル株式会社 | 親水性に優れた熱交換器用アルミニウムフィンと熱交換器およびその製造方法 |
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