JPS5964174A - 金属材料の接合方法 - Google Patents
金属材料の接合方法Info
- Publication number
- JPS5964174A JPS5964174A JP17431482A JP17431482A JPS5964174A JP S5964174 A JPS5964174 A JP S5964174A JP 17431482 A JP17431482 A JP 17431482A JP 17431482 A JP17431482 A JP 17431482A JP S5964174 A JPS5964174 A JP S5964174A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- materials
- joined
- joining
- pressure welding
- joint
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
- B23K11/12—Spot welding; Stitch welding making use of vibrations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、金属材料の接合方法に係り、特に固相接合方
法の金属材料の塑性変形を伴なう金属材料の圧接方法に
関する。
法の金属材料の塑性変形を伴なう金属材料の圧接方法に
関する。
従来、銅と銅あるいは銅とアルミニウム等、金属材料同
志を接合する方法としては、種々の方法がある。その接
合の物理的な原理は接合部をいかに清浄に保ち、かつ接
合面の母材の原子同志の配列を何んらかのエネルギーを
加えることによって近づけるかである。
志を接合する方法としては、種々の方法がある。その接
合の物理的な原理は接合部をいかに清浄に保ち、かつ接
合面の母材の原子同志の配列を何んらかのエネルギーを
加えることによって近づけるかである。
一般に、これらの接合方法にはエネルギーの加え方によ
って種々のものがある。大別すると接合部の材料が固相
か液相か、あるいは加圧が必要か否かによって、融接、
圧接およびろう接に分類される。
って種々のものがある。大別すると接合部の材料が固相
か液相か、あるいは加圧が必要か否かによって、融接、
圧接およびろう接に分類される。
このうち、圧接接合法は他の２つの方法とは異なり接合
しようとする母材自体が加圧のみか、あるいは加熱と加
圧によって一体化しようとする方法である。
しようとする母材自体が加圧のみか、あるいは加熱と加
圧によって一体化しようとする方法である。
とくに、固相状態で金属材料を加圧のみにより一体化す
る圧接接合に於いて、上記金属材料の接合表面の酸化物
等を予め☆３Ｉ摩あるいは鋼製のワイヤブラシで磨く等
の物理的方法またはエツチング等の化学的方法により除
去した後に加圧し、金属材料に塑性変形を伴わせること
によって接合面の表面の酸化物あるいは酸化皮膜を破壊
させることにより圧接接合が容易となる。
る圧接接合に於いて、上記金属材料の接合表面の酸化物
等を予め☆３Ｉ摩あるいは鋼製のワイヤブラシで磨く等
の物理的方法またはエツチング等の化学的方法により除
去した後に加圧し、金属材料に塑性変形を伴わせること
によって接合面の表面の酸化物あるいは酸化皮膜を破壊
させることにより圧接接合が容易となる。
従来、接合方法の一例として次のような方法がある。す
なわち、第１図において１１．１２は被接合材料で、こ
の被接合材料１１．１２を拘束する拘束クランプ２にセ
ットする前には被接合材料１１．１２の接合面３は予め
膨脂処理を必要に応じて、また酸化物波膜等に研摩ある
いはブラッシング等の物理的処理を行ない、表面の酸化
物除去を確認した上で、接合面に圧接接合に必要な圧接
式４と塑性変形させるに必要な加圧圧力５を加えて接合
する方法である。
なわち、第１図において１１．１２は被接合材料で、こ
の被接合材料１１．１２を拘束する拘束クランプ２にセ
ットする前には被接合材料１１．１２の接合面３は予め
膨脂処理を必要に応じて、また酸化物波膜等に研摩ある
いはブラッシング等の物理的処理を行ない、表面の酸化
物除去を確認した上で、接合面に圧接接合に必要な圧接
式４と塑性変形させるに必要な加圧圧力５を加えて接合
する方法である。
この接合方法では、接合に必要なり性変形駄は、被接合
材料１１．１２が例えば丸棒のＪｌ、′１合、その直径
の１倍から２倍程度の長さが突合せ圧接に必要である。
材料１１．１２が例えば丸棒のＪｌ、′１合、その直径
の１倍から２倍程度の長さが突合せ圧接に必要である。
また、被接合材料１１．１２を重ね圧接にすると、その
変形量は素材の板厚の７（）〜８０％が必要である。
変形量は素材の板厚の７（）〜８０％が必要である。
さらに、金属制科が同種金属からなる接合については以
上のような従来の接合方法で可能であるが、被接合材料
１１．１２が例えは銅とアルミニウムのように異種金属
であると、材料・物理的特性は大きく違い、その為に接
合条件も同種材料のようには容易にはいがない。その突
合わせ圧接に際しての圧接用を変える必要がある。被接
合材料１１．１２が例えば、銅とアルミニウムの場合に
は、その突出し量が銅を１とすると、アルミニウムを２
になるように設定する必要がある。この条件等は経験的
なことがら選択されて、作業者の個人についてバラツキ
等もある。
上のような従来の接合方法で可能であるが、被接合材料
１１．１２が例えは銅とアルミニウムのように異種金属
であると、材料・物理的特性は大きく違い、その為に接
合条件も同種材料のようには容易にはいがない。その突
合わせ圧接に際しての圧接用を変える必要がある。被接
合材料１１．１２が例えば、銅とアルミニウムの場合に
は、その突出し量が銅を１とすると、アルミニウムを２
になるように設定する必要がある。この条件等は経験的
なことがら選択されて、作業者の個人についてバラツキ
等もある。
このように、塑性変形量とか表面の活性化、ｒｆｔ浄化
による条件および前処理の作業を標準化しないと、その
接合部特性はバラツキが多く、強度的にも不安定なもの
となる。
による条件および前処理の作業を標準化しないと、その
接合部特性はバラツキが多く、強度的にも不安定なもの
となる。
また、構造物へ適用しようとすると、刑性変形針が必要
なので、設計段階での製品寸法と、完成品での寸法に誤
差が生じたジして、信頼性に劣る点もある。
なので、設計段階での製品寸法と、完成品での寸法に誤
差が生じたジして、信頼性に劣る点もある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的は金属材料の塑性変形を伴ないながら加圧圧接する
接合方法において、その接合面の清浄化を容易にでき、
さらには圧接に必要な塑性変形量を小さくし、接合特性
および信頼性を高める金属材料の接合方法を提供するこ
とにある。
目的は金属材料の塑性変形を伴ないながら加圧圧接する
接合方法において、その接合面の清浄化を容易にでき、
さらには圧接に必要な塑性変形量を小さくし、接合特性
および信頼性を高める金属材料の接合方法を提供するこ
とにある。
本発明は上記目的を達成するために被接合材料の接合面
に予備圧接力を加えるとともにその接合面に平行な超音
派振動を所定時間与えて接合面を清浄化した後、接合面
に本圧接力を加えるようにしだものである。
に予備圧接力を加えるとともにその接合面に平行な超音
派振動を所定時間与えて接合面を清浄化した後、接合面
に本圧接力を加えるようにしだものである。
以下本発明について図面を参照して説明する。
第２図は本発明の一実施例を説明するための図である。
−第１図と同様に金属旧料からなる被接合材料１１′お
よび１２′を図示しない圧接接合機の本体にセットし、
被接合材料１１′のみを上下方向に拘束クランプ２で拘
束する。また、被接合材料１２′の接合面３の近傍に保
持桿７を取付け、この保持桿７には超音波発振器８から
の出力により振動する磁歪振動子９の出力つまシ超音波
振動を伝達可能な機構を備えており、保持桿２は縦振動
の振幅量が被接合材料１２′の接合面３で最大となるよ
うに設定されている。なお、被接合材料７１’および１
２’は所定の圧接式が得られるように設定する。
よび１２′を図示しない圧接接合機の本体にセットし、
被接合材料１１′のみを上下方向に拘束クランプ２で拘
束する。また、被接合材料１２′の接合面３の近傍に保
持桿７を取付け、この保持桿７には超音波発振器８から
の出力により振動する磁歪振動子９の出力つまシ超音波
振動を伝達可能な機構を備えており、保持桿２は縦振動
の振幅量が被接合材料１２′の接合面３で最大となるよ
うに設定されている。なお、被接合材料７１’および１
２’は所定の圧接式が得られるように設定する。
このようにセットされた状態である小さな加圧力（予備
圧接力）を圧接方向５に加えるとともに、超音波発振器
８および磁歪振動子９を発振させる。すると、ある振幅
量を有する振動が、保持桿７を介して被接合材料１２′
に伝達され、。
圧接力）を圧接方向５に加えるとともに、超音波発振器
８および磁歪振動子９を発振させる。すると、ある振幅
量を有する振動が、保持桿７を介して被接合材料１２′
に伝達され、。
被接合材料１２′には図の矢印方向の横振動１０が生ず
る。この横振動１０は圧接力向５に対して直角方向に振
動がずムわるので、被接合材料１７’ 、 １２’の接
合面は擦り合わされながら、圧接接合に重要なポイント
である接合面３の酸化物あるいはスクーール等の除去す
る作用が行彦われる。
る。この横振動１０は圧接力向５に対して直角方向に振
動がずムわるので、被接合材料１７’ 、 １２’の接
合面は擦り合わされながら、圧接接合に重要なポイント
である接合面３の酸化物あるいはスクーール等の除去す
る作用が行彦われる。
その後に、清浄化された被接合材料１１’、１２’の接
合面３に、いままで加えられている小さな加圧力から塑
性変形が可能な加圧力を加え、接合面３を塑性変形によ
り一体化させ接合する。
合面３に、いままで加えられている小さな加圧力から塑
性変形が可能な加圧力を加え、接合面３を塑性変形によ
り一体化させ接合する。
なお、前述した金属材料の接合方法において、超音波振
動の周波数は２０ ｋＨｚで、その振幅を８０ ｔｔｍ
とし、加圧力（予備圧接力）Ｐｉを２ｋｇ／ｒｒａｎ２
、本圧接力（接合面３を接合する力）ｐ２を２００ ｋ
ｇ／−とし、さらに被接合材料として直径１０胡の銅棒
を接合した結果、従来の接合方法に比べて圧接式および
塑性変形量が約２０〜３０％小さくしても接合部の性能
のものが得られることが実験結果から明らかに々っだ。
動の周波数は２０ ｋＨｚで、その振幅を８０ ｔｔｍ
とし、加圧力（予備圧接力）Ｐｉを２ｋｇ／ｒｒａｎ２
、本圧接力（接合面３を接合する力）ｐ２を２００ ｋ
ｇ／−とし、さらに被接合材料として直径１０胡の銅棒
を接合した結果、従来の接合方法に比べて圧接式および
塑性変形量が約２０〜３０％小さくしても接合部の性能
のものが得られることが実験結果から明らかに々っだ。
前述の超音波振動の周波数が１０ ｋＨｚ以上、振幅が
１５０μｍ以下なら前述の効果が得られる。
１５０μｍ以下なら前述の効果が得られる。
本発明は以上述べた実施例に限らず、例えば第３図のよ
うに被接合材料Ｉ Ｊ’ 、 Ｊ ２’を重ね合せ接合
する場合にも同様に実施できる。捷た第４図のように、
超音波振動子９の保持枠７を被接合材料１２′のみなら
ず、被接合材料１１′にも同様に保持枠７Ａを取付け、
これに超音波振動子９Ａを介して超音波発振器８Ａを連
結してもよい。この場合には被接合材料１１’ 、 １
２’に加えられる超音波の周波数を異らせることにより
、前述の第２回の実施例に比べて被接合材料１１′。
うに被接合材料Ｉ Ｊ’ 、 Ｊ ２’を重ね合せ接合
する場合にも同様に実施できる。捷た第４図のように、
超音波振動子９の保持枠７を被接合材料１２′のみなら
ず、被接合材料１１′にも同様に保持枠７Ａを取付け、
これに超音波振動子９Ａを介して超音波発振器８Ａを連
結してもよい。この場合には被接合材料１１’ 、 １
２’に加えられる超音波の周波数を異らせることにより
、前述の第２回の実施例に比べて被接合材料１１′。
１２′の接合面の酸化物あるいはスケール等が除去され
る作用が大となる。その信奉発明の要旨を変更しない範
囲で種々変形して実施できる。
る作用が大となる。その信奉発明の要旨を変更しない範
囲で種々変形して実施できる。
以上述べた本発明は、互に接合される被接合材料の接合
面に予備圧接力を加えた状態で、被接合材料の少なくと
もいずれが一方に接合面に対して平行に超音波振動を与
えて接合面を清浄化し、この後、接合面に本圧接力を加
えて被接合相打同士を接合する方法であるので、以下の
ような効果が得られる。
面に予備圧接力を加えた状態で、被接合材料の少なくと
もいずれが一方に接合面に対して平行に超音波振動を与
えて接合面を清浄化し、この後、接合面に本圧接力を加
えて被接合相打同士を接合する方法であるので、以下の
ような効果が得られる。
■ 塑性変形量を小さくすることができ、接合部の機械
的強度は被接合材料と同一となる。
的強度は被接合材料と同一となる。
■ 接合面の初期の状態が安定し、接合条件が一定で行
える。
える。
■ 接合部の接合強度が安定でかつ均一であり１１′掩
囁部の品質を高めることができ、接合部の高信頼性に寄
与する。
囁部の品質を高めることができ、接合部の高信頼性に寄
与する。
第１図は従来の金属材料の接合方法の一例を説明するだ
めの図、第２図は本発明にょる金ルハ材料の接合方法の
堪１実施例を説明するための図、第３図および第４図は
本発明による金属材料の接合方法の第２および第３の実
施例を説、明するための図である。 １ノ、１２，１１′、１２′川被接合材料、２・・・拘
束クランプ、３・・・圧接接合面、４・・・圧接式、５
・・・加圧方向、７．７Ａ・・・保持枠、８．８Ａ・・
・発振器、９，９Ａ・・・振動子。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第」図 第２図 第３図 第４図
めの図、第２図は本発明にょる金ルハ材料の接合方法の
堪１実施例を説明するための図、第３図および第４図は
本発明による金属材料の接合方法の第２および第３の実
施例を説、明するための図である。 １ノ、１２，１１′、１２′川被接合材料、２・・・拘
束クランプ、３・・・圧接接合面、４・・・圧接式、５
・・・加圧方向、７．７Ａ・・・保持枠、８．８Ａ・・
・発振器、９，９Ａ・・・振動子。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第」図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 互に接合される金属材料からなる第１．第２の被接合材
料の接合面同士を接触させ、この接合面に予備圧接力を
加えるとともに、その接合面に平行に超音波振動を所定
時間与えて接合面を清浄化した後、前記両波接合材料の
接合面方向に本圧接力を加えて被接合材料を圧接する金
属材料の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17431482A JPS5964174A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 金属材料の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17431482A JPS5964174A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 金属材料の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5964174A true JPS5964174A (ja) | 1984-04-12 |
Family
ID=15976482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17431482A Pending JPS5964174A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 金属材料の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5964174A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996002350A1 (en) * | 1994-07-15 | 1996-02-01 | British Nuclear Fuels Plc | A method of friction welding |
| JP2006255137A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 移動物体の検知装置及び速度計測装置 |
| JP2012045620A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-03-08 | Nissan Motor Co Ltd | 接合装置および接合方法 |
| JP2012125808A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Nissan Motor Co Ltd | 接合方法および接合装置 |
| JP2012125809A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Nissan Motor Co Ltd | 接合方法および接合装置 |
| CN104384698A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-03-04 | 天津理工大学 | 一种多物理场辅助异种金属材料电阻焊方法 |
-
1982
- 1982-10-04 JP JP17431482A patent/JPS5964174A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996002350A1 (en) * | 1994-07-15 | 1996-02-01 | British Nuclear Fuels Plc | A method of friction welding |
| JP2006255137A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 移動物体の検知装置及び速度計測装置 |
| JP2012045620A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-03-08 | Nissan Motor Co Ltd | 接合装置および接合方法 |
| JP2012125808A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Nissan Motor Co Ltd | 接合方法および接合装置 |
| JP2012125809A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Nissan Motor Co Ltd | 接合方法および接合装置 |
| CN104384698A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-03-04 | 天津理工大学 | 一种多物理场辅助异种金属材料电阻焊方法 |
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