JPS5930489A - アルミニウムと異種金属との電子ビ−ム溶接方法 - Google Patents

アルミニウムと異種金属との電子ビ−ム溶接方法

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JPS5930489A
JPS5930489A JP57138609A JP13860982A JPS5930489A JP S5930489 A JPS5930489 A JP S5930489A JP 57138609 A JP57138609 A JP 57138609A JP 13860982 A JP13860982 A JP 13860982A JP S5930489 A JPS5930489 A JP S5930489A
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electron beam
alloy
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Rikuo Kamoshita
鴨志田 陸男
Hisanobu Okamura
久宣 岡村
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Hitachi Ltd
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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】 本発明eニアルミニウム又はアルミニウム合金(At系
材)と鉄又は鉄合雀(II’ 、系材)、ニッケル又Q
よニック°ル合1(Ni系材)、銅又は銅合金(Cu糸
IN ) U)うちいずれか1つの金属部材とをも子ビ
ーム熱源2用いて接合するアルミニウムと異種金属と(
1)電子ビーム溶接方法に1糸り、健全でかつ強固な接
合°部を得るに好適なアルミニウムと異種金属とのrυ
、子ビーム溶接方法に関する。
fに米、At糸lと鉄糸拐又r、i、〜1糸44又はC
□系材との接合部にtよ脆い金属間化合物の生成並ひに
割れ等が兜生じ、健全な接合部(!−得ることは極めて
離しく、抽々の方法が検討され又いる。この原因はこれ
らの主成分であるA4と1・′8又はA4とN1又はA
7とCI+との物理的並びに冶金的性質が著しく異なる
ためである。
従来、At糸月と異種金属部材の接合方法として、例え
ばAt糸拐と1゛、系拐との接合の場合tよAf等のイ
ンサート相を用いた%奸N0.848080号の拡散溶
接方法葦た、A4禾相と0工糸拐との接合の場合は接合
過程で核化は物を排出する的e1「公報特開昭54−1
33450等の接合方法がある。
更に摩擦浴接方法等により接合ずろ方法もずでに公知で
ある。
しかし、これら前記の従来方法は被接合部相間にかなり
の圧力r加えることが必要粂件である。
このため被溶接部相の形状が限矩され、複雑形状または
圧力を加えることができない被溶接形状の場合は接合が
不可能である。
更に前記の従来接合方法は接合過程で被接合部材のほぼ
全体が加熱されるため熱的損傷も大きい欠点がある、 一方、)′−り、電子ビーム、レーザ熱源等により、該
接合t815旧γ美合せて溶融接合する方法も検討され
ではいるが、該方法では健全な接合部を得ることを不v
丁1走でめるとdわれている。
本祐明の目的はAt糸材と異種金属との電子ビーム溶接
方法において、従来技術の欠点才なくし、A を系拐の
母料強度と同等の健全な接合部r得ることのできるA4
系材と異種金属部材との新規な電子ビーム溶接方法を提
供するにある。
本発明vat核A4系制の融点が該At系制と接合ずべ
き、F、系拐、Ni系材 Cu系材等の金属部拐に比べ
゛η幻半分以下であることに着目し、該A を氷相のみ
を溶融−Jることにより、該溶融したAt系利側に該金
属部葡わずかに拡散させて接合するものである。
なお、本:I^明ケ芙施するに当シ、At系材のみを溶
融するだめの熱源とし゛〔、電子ビーム熱源がAt糸相
の表面服化被j模を容易に破壊し、熱的制御が最も正確
に行える点で有利であることが判明した。
史にA7糸桐と接合した異種金属部材の中でAt糸Iと
Ni糸材との組付せが最も安定した接合が行われ、接合
強度も最も肯いことが判ψ」した結果から、A7糸拐と
接合する1゛8糸材またtよC6糸材側の接合面に予め
Ni層を設けることが望ましいことがわかった。
以下、実測例に従って本発明の詳細?]l−説明する。
第1図は本発明によるAt系材1とNi糸材2との電子
ビーム溶接方法を示す。
なお、第1図には電子ビーム熱源3のエネルギー分布4
と1h子ビームの照射位置との関係も併せて示す。
aimに示すごとく、At系材1とNi系材との接合を
電子ビーム熱源3によって接合する′?b、子ビー広ビ
ーム溶接方法て、予め該被接8部月の接合面に;30°
〜70°の角度を設けAA系系拐 1#+11のみに電
子ビーム熱源3を照射し、該At系系拐のみ蛍溶融うる
ことにより、該溶融したA&−糸材側衣囲にわずかにN
1系拐を拡散させて接合することケ特徴としたAt系材
と異種金属との電子ビーム浴接方法である。
本発明のAt系系拐+を溶融する方法としで、電子ビー
ム熱源の照射位置が息要であり、Mf+記本兄明の目的
全達成するための電子ビーム熱源3の中心tよ、該角度
の設けられfcAA系材1の最大板厚部4が最も望まし
いことが判明した。
すなわち、電子ビーム熱#3のエネルギー密度分布4は
第1図に示すごとく正規分布に近い分布となっているこ
とに涜目し、最もエネルギー分布の大きい′電子ビーム
熱源3の中心を該A7糸月の板厚が最も厚い位置5にな
るよう照射する仁とfCよυ、本発明の目的?達成した
ものである。
前り己方法によジ、該A を氷相の春が溶融され、該溶
融されたAt糸郡月を通シぬけた微弱な電子ビーム熱源
f、i’JらにNi系材の表囲のみ霊加熱する。このだ
め、該溶融aれだAt系材1目11表曲にNi系材がわ
すかに拡散され、健全でかつ強固な接合部が得られるも
のであり。
この場合、該接合部に脆い化せ吻τ生j與させlいため
VC1電子ビーム熱源の踵汲忙A4系拐Jのみケ浴融し
、NI糸材側衣而面溶融ぴぜず加熱の−vrC場小よう
管理する公安がある。
第2図t;j:第1図に示した該破溶接部杓の接合部の
角度と接仕強1更との間挿’f: 7J’す。第2図に
示ずことく該受合面の角度θが30°〜70°の範囲内
であれは該At糸拐の母相の強直9に?/lnm2と四
寺の接合強要が得られている。
第3図は第1図の方法で行つ1tAt系AA4aとNi
系系拐8との′143.ナビーム溶接113の光学鵡咳
鏡写Aヶ示す。本実施例でVJ、At禾祠1aにJIS
1050及びNii、142aに+よJIS  NC)
’21’(インコロイ800)紫用い/こ。厚板vJ、
いずれも2mmで、該接合部の角1組Cよ45° とし
to溶嫉ζユ10− ”l’o r r (7JA空中
T ?−r イ、u子ヒ−ム熱u厨v中)LNは第1図
に2Jテし/ζごとく、該角度の設りられたAt禾釘材
側1a最太板厚都とした。また、浴接速ノには2 m/
開  でビーム出力eよ1700 Wで行った。
本実施例の結果によれは第3図に下すごとく、接合部6
には該化付物の生成並びに削れも認められJ゛、また、
破iv1試躾においでもずべ−C’At糸祠側の母AA
破断でりシ、健全な接合部が得られている。
第4図は本発明によ/:)At糸材11)とJt’。系
材2bとの実施列ケ不す接合部の光学顕微鏡写真である
第4図の実力街+9UCはAt糸材1bとしてJIS5
o13.F、糸材1iJJSsPccc冷間圧延鋼板)
を用い板厚eよいずれも2 m mで、接合部の角度は
45° とし/こ。
本実Ma1例でQよF、糸イ〕2bの接合部に予め本発
面のNi/m7に設は一〇いる以外は=iJ記実施例と
同様の条件で電子ビーム溶接倉行なった。
本実tih例によhは第4図にボずことく、Ni層ケヅ
By−tの接合部6にtよ該化合物の生成並ひに割れも
認められず、また、破断試験においても1べてAt糸相
側の母相破断であシ郵全な接合部が得られている。
また、A、 を氷相とC4,糸材とQ屯−J−ビーム浴
接方法も行った結果、本実施例においでもC,材111
11の接合部KT−め本発明のNiWを設ける仁とによ
り前記実施1+!lと同様のm全な接合141Sが得ら
れた。
第5ト1す、h、t4祠1cの板厚が比較的、薄く、A
、を糸桐と接合すべきNi糸材、l、+、系材並びに(
J1糸拐等の異種金属相2Cの板厚が厚い場合の実施例
ケ示す。
本実施例におけるAt系材の板厚tよl Ill In
 。
Ni糸材の板厚Ii5111111であり、この場合の
IBJ夛速実速度 1TI / rsMで行った。本実
施例におい−Cも11J記肩4図及び、@4図表同様の
健全な接片都が併ら1tだ。
第6図はアルミニウム・管1dと′A管2dとの亀子ビ
ーム溶接方法?ホす。本実眉間シ(か・リフフールミニ
ラム讐及び洲lll管の外径は4011I Ill 、
板厚は21旧I]であり、鋼′#2d側の接合部には厚
き10μのNiメソギJfaを予め設0/C0該接合部
拐の接合部の角度は45°で◇シ、溶接速度lJ、2 
m /−=、’R」、 」fヒA (’−)出力は17
0 W−(:j’Iな−)た。本実施例VこおいLもア
ルミニウム側の母相と同等の接合強度がイ(fられ、健
全な接合部が得られた。
なお、本実施例で&、J、A4系材とNi糸材、A4系
拐と1・゛、系材並びにAt系材と01糸材との接合に
ついて示したが、本発明は曲間実施例に限定゛j−るも
のではZ(、AI糸材と接合することにより、接せ部に
脆い金属間化合物ケ生成する異種金属部拐との”ffL
子ビーム溶接方法に通用できる。
本発明によれtま、At系系拐異楠金属との電子ビーム
溶接方法に当り、該接合部に脆い金属間化合物並びに割
れの発生ケ防止し、A−を系材の母材強度と同等の接合
強j建を・借ることができるので極めて大きな効果かめ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はA 13Jt−AとNi系材との電子ビーム溶
接方法の実施例説明図、第2図は接@部の角度と接合強
度との関係図、第3図はAt系材とNi系材との曳f・
ビーム溶接部の光学顕微鏡写真、第4図はAt系材とl
、’I、系材との電子ビーム溶接部の光学顕微鏡写真、
第5図tよA4系材の厚さが比較的薄<、A4系利と接
計すべき異4!1i金属部Hの板厚が比較的厚い場合の
実7i11i例説明図、第6図はアルミニウノ・油と鋼
管との市、イービーム氾棲孕本発明の方法によつ−こ行
つ/ζ実Mi例説明図r示す。 ■・−・At系氷相2・・・NI糸(〕、3・・・ト(
〕、子ヒーム熱源、4・・・エネルキー分布。 某2図 内Aσ(ル) 茎3凹 叢4図 Vt図 ′$60

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、 被接合部拐として、アルミニウム又eよアルζニ
    ウム台金と妖又は鉄合金、ニンケル又はニンケル合敞、
    銅又は銅合金のうち、いずれか1つの金属部材とを電子
    ビーム熱源によって接合する方法において、電子高エネ
    ルギー密度ビーノ・熱源釦アルミニウム又はアルミニウ
    ム合金側にのみ照射し、アルミニウム又eまアルミニウ
    ム合金のみを溶融することによシ、アルミニウム又はア
    ルミニウム合金2該異種金属部拐とを拡散接合的に接合
    することを特徴とするアルミニウムと異種金属との電子
    ビーム溶接方法。 2、  ’I’−r #’F請求り範囲第1項におい−
    C,該被接合部拐の接合面に予め30°〜70°の角1
    蔓r設りアルミニウムまたeよアルミニウム合金側にの
    み電子ビーム熱源r照射することを特徴とするアルミ−
    ニウムと異棟釡属との電子ビーム溶接方法。 3、特許請求の範囲第2項においで、電子ビーム熱源の
    中Iシ・が該角度を設けたアルミニウム又はアルミニウ
    ム合金側の最大板厚部に照射されることを特徴とするア
    ルミニウムと異種金属との電子ビーム溶接方法。 4、特許請求の範囲第1〜3項において、アルミニウム
    又tよアルミニウム合金と鉄又は鉄合金、銅又は銅合金
    側の接合面に予めニラクル層を設けることケ特徴とする
    アルミニウムと異種金属との電子ビーム溶接方法。
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