JPS5987985A - 薄壁を有する第一部材と第二部材の薄壁との結合方法 - 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】 本発明は、薄壁を有する第・一部材と、溶接可能な第二
部材の薄壁を結合する方法に関し、この際第一部材は第
二部材に溶接することのできない材料から成りかつ第一
部材の薄壁は第二部材の薄壁に接触している。

部材の溶接は、部材の結合にとって極めて経済的な方法
である。しかし溶接は限定的にしが適用することができ
ない、それというのも溶壜のためには穴材刺相互が溶接
可能であるという条件があるからである。主として同一
の又は大体において同一の金属及び合金は相互に溶接す
ることができる。例えばアルミニウムと鋼とは相互に溶
接することはできない。相互（（溶接することができな
い種々の材料の結合の必要がしばしば生じる。このよう
な結合の課題に関して従来はリベット又はネジのような
締結要素を使用しなけ九ばならなかった。またろう付は
法及び接着法のような他の可能：を結合技術も同様にし
Ｃ欠点があシ、高価でもある。ろう付は法を用いると成
程優良な伝熱が得られるけｉ゛１．ども、極めて高価な
方法に甘んじなければならない。

接着法は伝熱、最大熱応力及び強度に関して決定的な欠
点を有する。それ自体では点溶接法はそのままでは利用
することができなかった。

本発明の基礎には、直接相互に溶接することのできない
部材を、溶接法を利用して相互に結合することのできる
方法を提案するという課題がある。

第一部材の融点が第二部材の融点よりも低い場合には、
前記課題は本発明により、接触位置に対向する薄壁の面
に、第二部材の材料に溶接することのできる補助材料を
配置し、該補助材料を第一部拐の貫通融解下にスポット
抵抗圧接（ｓ＄ｅｌｌｅｎｗｅｉｓｅＳＷｉｄｅｒｓｔ
ａｎｄｓｐｒｅｓｓ　　ｓｃｈｗｅｉｓｓｅｎ）によっ
て第二部材の薄壁に溶接し、この際貫通融解に必要な熱
を、電極を用いて通電される電流によって発生させ、前
記の熱を貫通融解に引続いて抵抗圧接のために使用する
ことによって解決される。

この方法は、第一部材の予備加工が不要であると（・う
利点を有する。また第一部材の融解によって、第一部材
と第二部材との間の間隙のギャップのない充填が生じ、
これによって極めて密接な接合が、ひいては例えば優良
な熱伝導性結合が得られる。

また、第一部材の融点が第二部材の融点よυも高い場合
には、本発明の課題の他の解決による方法も使用するこ
とができる。前記解決は、接触位置に対向する薄壁の面
に、第二部材の材料に溶接することのできる補助材料を
少なくとも一枚の薄板の形、で被着し、前記薄板を、第
一部材に予め設けられた少なくとも１個の孔によって、
強電流を通す溶接電極による薄板の押込み下に押通して
第二部材に接触させ、抵抗圧接によって同部材に溶接し
、この際前記電極が薄板を第一部材の孔の端に達するま
で押込むことを特徴としている。

前記の両結合方法を用いることによって、第一部材が第
二部材と密接に接合する結合が得られる。従って例えば
、第一部材がアルミニウムから成り、第二部材が鋼から
成る際の鋼とアルミニウムとの間の熱伝導性の優ね、た
結合を得ることができる。

特に、補助材料を薄板、例えば帯状薄板の形で施すのが
有利である。この場合には補助材料から成るこのような
薄板は数個の溶接部位を含むことができる。このような
該方法の実施態様の場合には、薄板は、第二部材の薄壁
に対する第一部材の薄壁の圧着作用を、実際の溶接部位
の外の部分でも生ぜしめることができる。

補助材料はまた小粒子、例えば金属剤シ屑等の形でも施
すことができる。この方法は、スクラップ材料を使用で
きるので極めて有利である本発明による方法は、アルミ
ニウムから成る第一部材を鋼から成る第二部材に固定す
る場合、特にアルミニウムから成る対流板を鋼から成る
ヒーターに固定する場合に特に有利に使用される。アル
ミニウムから成る対流板は熱交換器第１図による熱交換
器は数個の第一部材１及び１個の第二部材２から成る。

第一部材１はアルミニウムから成り、周辺に熱を放散し
かつ第二部材は、伺らかの手段で、例えば加熱された水
によって熱の供給される鋼から成る熱板であつ又、ひれ
状の第一部材１に熱を伝達するものと考えてよい。部材
１は、角状に形成されていて、短い角片１ａ及び長い角
片１ｂを有する。

熱板２からの熱が可及的に良好にひれ１に伝達されうる
ためには、角片１ａ−が可及的に間隙なし疋熱板２に密
接に圧着されている必要がある。これは次Ｆに第７，８
及び９図にょシ考察さ力、るような結合方法を用いて達
成することができる。

第７図による結合方法の場合には、先づ固定すべきひれ
の角片１ａに多数の孔を設ける。角片１Ｂの表面上、好
ましくはひね、１と同じ長さを有する補助材料から成る
帯状薄板４を被着する。その際帯状薄板４は数個の孔３
を被う。同薄板４は好ましくは熱板２の壁と同じ材料、
っまシ列えは鋼から成っている。ともがく熱板２の壁材
料と帯状薄板４の材料とはイー１コ互置溶接可能でなけ
ればならない。帯状薄板４は被着後に孔をブリッジする
、つまりこの段階で３よ、第７図で認められるような深
皿状の凹みはまだ存在していない。

溶接部を作るために溶接電極５及び６を当てる。両電極
を相互に強く押圧すると帯状薄板４は溶接部位で孔３に
押込゛まれる。熱板２と帯状薄板４との間の接触位置で
材料は高電流によって強熱されて溶接され、溶接部位７
が生じる。

前記操作の代りにまた、所定の溶接部位で溶接′成極を
当てる前にすでに、帯状薄板４に、孔３に食い込む突起
を施してもよい。これによって孔に対する帯状薄板の押
込定位が達成される、もちろん帯状薄板４を押込むため
の特定の作業過程を用意しなければならない。

溶接部位７によって帯状薄板４は固定すべきひれの角片
１ａに対して強く押圧され、これによって同ひれは熱板
２に密接に圧着される。

明確にするために、壁の下部の層８（よ固定の層でなく
てもよく、例えば液状熱媒体、例えば水から成っていて
もよいことを述べておく。

第８図は、ひれ１の角片１ａの前記孔を必要としない方
法を説明するものである。この方法の場合にも角片１ａ
上に、差当って平坦な帯状薄板４を被着する。点溶接電
極５．６ｆ：邑てて強電流を通慣した後にひれ１の材料
は融解し、電極５の加圧力によって側方へと押しのけら
れて、帯状薄板４が熱板２に圧着されうる。この圧着後
に該薄板４と熱板２が溶着し、これによって溶接部位９
が生じる。

融解された材料ｉｌ′ｉまた一部蒸発もし、角片１ａの
側縁から散逸するであろう。融解さ、ｆ１５た材料の一
部分は溶接部位９０周りに分配され、こ名、によって角
片１ａと熱板２との間に極めて良好な伝熱性の結合が生
じる。

第８図による方法の場合に（ｒｉ、、第一部材（ひｆＬ
’ｌ）の材料は、熱板２の材料よりも低い融点合釘しな
ければならない。これは例えば、本願の場合に採用され
ているようにひれ１がアルミニウムから成シ、熱板２が
鋼から成る場合に該尚する。

第９図は、熱板２に溶接可能の補助材料として小粒子、
例えば打抜細片、削シ屑等を使用する場合の方法を説明
するものである。この材料を、まとめて１０で表わした
溶接部位でひれの角片１ａ上に散布する。点溶接電極５
，６を介して溶接電流を通電すると角片１ａの材料が融
解し、最後に散布された金属粒子が熱板２と接触する。

これにより同粒子と熱板２との＃接点が生じる。結合は
、該粒子が一部分は角片１ａの材料中に埋込まれており
、他方では熱板２と溶接していて、これによって一種の
かみ合わせが形成されることによって形成される。

粒子状補助材料２０は、粗配分的に施してよい、例えば
該材料を固定すべき角片１ａ上に帯状に散布し、溶接後
に過剰の材料を吸引する。

第２図は第１図によるひれ型の断面図である。第６〜６
図は他の可能なひれ型を示す。しかしこれらすべてのひ
れ型の場合角片１ａが存在していて、固片は熱板２に接
触しかつ第７〜９図により記載した手段で熱板に結合し
ている。

第１０〜１４図は、蛇行状に曲った対流板を有するヒー
ターの場合の本発明による結合方法の適用を示す。ヒー
ター全体はＨで表わしておシ、熱板１１及び対流板１２
を合する。ヒーターは２個の外皮１３．１４から構成さ
れていて、液状熱媒体、例えば水を収容するだめの中空
室を含む。熱媒体はその熱の一部を外皮１４を介して対
流板１２に伝達する。

対流板は吸熱板１６をもって熱板１１に接触し、この範
囲で熱板から熱を吸収する。この熱は熱伝導によって放
熱板１７に伝達される。この放熱板に沿って空気が流ノ
ｔで熱を受取る。対流板１２は、第７図によシ詳説した
ようにして熱板１１と結合さ力、ている。これは第１１
〜１４図で図示してあり次下で考察することにする吸熱
板１６は、第７図による孔３に相当する孔３を有する。

溶接前にそｉＬぞれの吸熱・１ゾ上に、吸熱板の幅と同
じ幅を有する帯状薄板４を被着する。この状態はまた第
１６図でも図示しである。同図ではまた吸熱板が、熱板
１１から突出する突縁１７を有する。帯状薄板４は、突
縁１７がその中に嵌まる相応のくぼみ１８を自している
ので、全対流板１２は溶接前にすでに熱板１１に対して
相対的に押込みにより定位されて結合されている。

溶接は、対流板１２及び帯状薄板４の被着後に、第１７
図に上りすでに説明したようにして行なう。この際（く
ぼみ１８を除いて）差昌っで平坦な帯状薄板にくほみ１
９が設けられる。

これは第１４図に図示してあ・る通りであシ、第７図と
一致する。

対流板１２の材料として、鋼よりもはる力１に優秀な熱
伝導性を有するアルミニウムを使用する場合には、対流
板の高さｂ：対流板の厚さａの比を、対流板用に鋼板を
使用する場合に可能である比よシもはるかに大きく選択
すること力；できる。

本発明を熱交換器の例により説明した。もちろんこの熱
交換器においては熱を受取る部材は対流板１２又はひれ
１であってもよい。例えば環境空気から熱を受取シかつ
熱板２（第１図）又は１１（第１０〜１４図）の内部で
循環する塩水に伝速する熱交換器があってもよい。本発
明による結合方法はまた熱交換器での適用に限定されず
、相互に溶接することのできない材料を、経済的に点溶
接を用りて相互に結合しようとするあらゆる場所に適用
することもできる。

【図面の簡単な説明】

の部材の結合を説明するための断面図、第１０図は対流
板を有するヒーターとして形成された熱交換器の斜視図
、第１１図は対流板を熱板に面図、第１６図は第１１図
のＸＩＩ　−ＸＴＩＩ線による縦断面図、第１４図は第
１２図のｉｖ−ｍ線による縦断面図である。 １・・・第一部材（ひれ）、１ａ・・短い角Ｊ″ｌ−１
２・・・第二部材（熱板）、３−・・孔、４・・帯仄薄
イ反、５．６　溶接電価、７，９・・溶接部位、１１・
・・熱イル、１２・・対流板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　薄１層（１ａ）を有する第一部材が、溶接可能、
   な第二部材（２）に溶接することのできない材料から成
   シかつ第一部材（１）の薄壁（ｌａ）が第二部材（２）
   の薄壁に接触している際に前記第一部材（１）と第二部
   材（２）の薄壁とを結合するに当シ、接触位置に対向す
   る薄壁（１ａ）の面に、第二部材（２）の材料に溶接す
   ることのできる補助材料（４；２０）を配置し、該補助
   材料（４；２０）を第一部材（１）の薄壁（１ａ）の貫
   通融解下にスポット抵抗圧接によって第二部材（２）の
   薄壁に溶接し、この際貫通融解に必要な熱を、電極（５
   ，６）を用いて通電される電流によって発生させ、前記
   の熱を貫通融解に引続いて抵抗圧接のために使用するこ
   とを特徴とする薄壁を有する第一部材−と第二部材の薄
   りとの結合方法。 ２、補助材料（４）を薄板、例えば帯状薄板の形で施す
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、補助材料から成るつながシのある薄板（４）が数個
   の溶接部位（γ；９）を含む特許請求の範囲第２項記載
   の方法。 ４、補助材料（２０）を小粒子、例えば金属削り屑等の
   形で施す特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５　薄壁（１ａ）を有する第一部材（１：１２）が、第
   二部材（２；１１）に溶接することのできない材料から
   成りかつ第一部材（１；１２）の薄壁（１ａ）が第二部
   材（２；１１）の薄壁に接触している際に前記第一部材
   （１；１２）と第二部材（２；１１）の薄壁とを結合す
   るに当シ、接触位置に対向するＨ、壁（１ａ）の面に第
   二部材（２；１１）の材料に溶接することのできる補助
   材料を少なくとも一枚の薄板（４）の形で被着し、前記
   薄板（４）を、第一部材（１；１２）に予め設けらｉし
   た少なくとも１個の孔によって強電流を通す溶接電極（
   ５）による同薄板の押込み下に押通して第二部材（２；
   １１）に接触させ、抵抗圧接によって同部材に溶接し、
   この際前記電極（５）が薄板（４）を第一部材（１；１
   ２）の孔（３）の端に達するまで押込むことを特徴とす
   る薄壁を有する第一部材と第二部材の薄壁との結合方法
   。 ６　補助材料から成るつながシのある薄板（４）が数個
   の溶接部位（７；９）を含む特許請求の範囲第５項記載
   の方法。