JPH05131280A - 摩擦圧接方法 - Google Patents
摩擦圧接方法Info
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- JPH05131280A JPH05131280A JP32117291A JP32117291A JPH05131280A JP H05131280 A JPH05131280 A JP H05131280A JP 32117291 A JP32117291 A JP 32117291A JP 32117291 A JP32117291 A JP 32117291A JP H05131280 A JPH05131280 A JP H05131280A
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- General Induction Heating (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 2つの被接合材料を摩擦圧接に必要な軟化温
度にまで短時間で昇温させ、また従来困難であった高温
難加工性材料と通常加工材料との摩擦圧接を容易化す
る。 【構成】 2つの材料の端面を突合わせて回転または摺
動による摩擦を施して、両材料の接合を行なう摩擦圧接
方法において、被接合材料の一方または両方の接合部位
を補助的に加熱しながら前記摩擦圧接を施すことを特徴
とする。 【効果】 2つの被接合材料を摩擦圧接に必要な温度に
まで、短時間で昇温させることができる。また摩擦圧接
方法を実施する装置を機構的にコンパクト化することが
可能である。更に従来は困難であった高温難加工性材料
と通常加工材料との摩擦圧接を容易になし得る。
度にまで短時間で昇温させ、また従来困難であった高温
難加工性材料と通常加工材料との摩擦圧接を容易化す
る。 【構成】 2つの材料の端面を突合わせて回転または摺
動による摩擦を施して、両材料の接合を行なう摩擦圧接
方法において、被接合材料の一方または両方の接合部位
を補助的に加熱しながら前記摩擦圧接を施すことを特徴
とする。 【効果】 2つの被接合材料を摩擦圧接に必要な温度に
まで、短時間で昇温させることができる。また摩擦圧接
方法を実施する装置を機構的にコンパクト化することが
可能である。更に従来は困難であった高温難加工性材料
と通常加工材料との摩擦圧接を容易になし得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、2つの被接合材料を
摩擦圧接に必要な軟化温度にまで、短時間で昇温させる
ことができると共に、従来は困難であった高温難加工性
材料と通常加工材料との摩擦圧接を容易化した摩擦圧接
方法に関するものである。
摩擦圧接に必要な軟化温度にまで、短時間で昇温させる
ことができると共に、従来は困難であった高温難加工性
材料と通常加工材料との摩擦圧接を容易化した摩擦圧接
方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】同種材質または異種材質の材料を相互に接
合する方法として、摩擦圧接方法が知られている。この
方法は、高い接合品質が得られると共に、接合作業時の
制御が簡単で経済性に優れる等の利点があるので、例え
ば自動車や機械等における重要部品の接合に好適に採用
されている。この摩擦圧接方法の概略を説明すると、図
6に示す如く、先ず接合しようとする材料10,10の
端面同志を突合わせ、一定の加圧力を加えた下で一方の
材料10を回転させる(a)。材料10の回転により接触
面(端面)間に摩擦熱が発生し、材料端部は次第に軟化す
るに至る(b)。そして、両材料10,10が適当な軟化
状態となった時点で、材料10の回転を停止し、両材料
10,10に軸方向の加圧力を付与することにより、両
端面の接合を行なうものである(c)。なお前述の如く回
転させる以外に、2つの接合すべき材料の少なくとも一
方を摺動させることによっても、前記の摩擦圧接を好適
に実施し得る。
合する方法として、摩擦圧接方法が知られている。この
方法は、高い接合品質が得られると共に、接合作業時の
制御が簡単で経済性に優れる等の利点があるので、例え
ば自動車や機械等における重要部品の接合に好適に採用
されている。この摩擦圧接方法の概略を説明すると、図
6に示す如く、先ず接合しようとする材料10,10の
端面同志を突合わせ、一定の加圧力を加えた下で一方の
材料10を回転させる(a)。材料10の回転により接触
面(端面)間に摩擦熱が発生し、材料端部は次第に軟化す
るに至る(b)。そして、両材料10,10が適当な軟化
状態となった時点で、材料10の回転を停止し、両材料
10,10に軸方向の加圧力を付与することにより、両
端面の接合を行なうものである(c)。なお前述の如く回
転させる以外に、2つの接合すべき材料の少なくとも一
方を摺動させることによっても、前記の摩擦圧接を好適
に実施し得る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】先に述べた如く摩擦圧
接方法による接合を行なうには、2つの接合すべき部材
を突き合わせ、回転または摺動により摩擦熱を発生させ
る必要がある。しかも該摩擦熱は、被接合部材を軟化さ
せ得る高い温度が要求されることから、前記摩擦圧接方
法を実施する装置も機構的に大掛かりとなり、製造コス
トも嵩むことになる。また摩擦圧接を可能とする温度ま
で上昇させるには、それ相応の昇温時間を要するので、
被接合部材が大きい場合は作業時間も相対的に増大する
難点がある。
接方法による接合を行なうには、2つの接合すべき部材
を突き合わせ、回転または摺動により摩擦熱を発生させ
る必要がある。しかも該摩擦熱は、被接合部材を軟化さ
せ得る高い温度が要求されることから、前記摩擦圧接方
法を実施する装置も機構的に大掛かりとなり、製造コス
トも嵩むことになる。また摩擦圧接を可能とする温度ま
で上昇させるには、それ相応の昇温時間を要するので、
被接合部材が大きい場合は作業時間も相対的に増大する
難点がある。
【0004】更に、前記の摩擦圧接方法を実施するに際
し、2つの接合すべき部材が同質材料からなる場合は問
題ないが、各部材に固有の強度に関する温度特性が両者
間で大きく相違する場合は、この方法では両部材の完全
な摩擦圧接をなし得ないという重大な難点がある。例え
ば、一方の被接合部材として、ステライト(登録商標C
oCrAの表面硬化肉盛用合金)の如き高温難加工性の
材料を採用し、また他方の被接合部材として、通常加工
材料(S45Cの如き機械構造用炭素鋼)を採用した場
合、接合温度(1100℃〜1200℃)における強度に
は、両者間に大きな差が存在する。このような被接合部
材により摩擦圧接方法を実施すると、高温難加工性材料
は高強度の故に軟化せず、低融点の通常加工材料の側だ
けが軟化することとなる。従って両部材の接合部は所謂
カシメ状態を呈するだけで、実用的な接合強度は全く得
られないのが実情である。このため従来は、接合温度に
おける強度が大きく異なる被接合部材同志を、摩擦圧接
方法により充分な強度で接合するのは不可能である、と
いうのが技術的常識であった。
し、2つの接合すべき部材が同質材料からなる場合は問
題ないが、各部材に固有の強度に関する温度特性が両者
間で大きく相違する場合は、この方法では両部材の完全
な摩擦圧接をなし得ないという重大な難点がある。例え
ば、一方の被接合部材として、ステライト(登録商標C
oCrAの表面硬化肉盛用合金)の如き高温難加工性の
材料を採用し、また他方の被接合部材として、通常加工
材料(S45Cの如き機械構造用炭素鋼)を採用した場
合、接合温度(1100℃〜1200℃)における強度に
は、両者間に大きな差が存在する。このような被接合部
材により摩擦圧接方法を実施すると、高温難加工性材料
は高強度の故に軟化せず、低融点の通常加工材料の側だ
けが軟化することとなる。従って両部材の接合部は所謂
カシメ状態を呈するだけで、実用的な接合強度は全く得
られないのが実情である。このため従来は、接合温度に
おける強度が大きく異なる被接合部材同志を、摩擦圧接
方法により充分な強度で接合するのは不可能である、と
いうのが技術的常識であった。
【0005】
【発明の目的】この発明は、前述した従来技術が内在し
ている欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案され
たものであって、2つの被接合材料を摩擦圧接に必要な
軟化温度にまで短時間で昇温させることができ、また従
来困難であった高温難加工性材料と通常加工材料との摩
擦圧接を容易化した摩擦圧接方法を提供することを目的
とする。
ている欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案され
たものであって、2つの被接合材料を摩擦圧接に必要な
軟化温度にまで短時間で昇温させることができ、また従
来困難であった高温難加工性材料と通常加工材料との摩
擦圧接を容易化した摩擦圧接方法を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を克服し、所期
の目的を好適に達成するため本発明は、接合すべき2つ
の材料の端面を対向的に突合わせて回転または摺動によ
る摩擦を施し、その両端部が摩擦熱により軟化した時点
で、前記両材料を軸方向に加圧して両材料の接合を行な
う摩擦圧接方法において、前記の被接合材料の一方また
は両方の接合部位を、補助的に加熱しながら前記摩擦圧
接を施すことを特徴とする。
の目的を好適に達成するため本発明は、接合すべき2つ
の材料の端面を対向的に突合わせて回転または摺動によ
る摩擦を施し、その両端部が摩擦熱により軟化した時点
で、前記両材料を軸方向に加圧して両材料の接合を行な
う摩擦圧接方法において、前記の被接合材料の一方また
は両方の接合部位を、補助的に加熱しながら前記摩擦圧
接を施すことを特徴とする。
【0007】
【実施例】次に、本発明に係る摩擦圧接方法につき、好
適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら説明す
る。本発明は、摩擦圧接方法を実施するに際し、2つの
接合すべき部材における接合部位を、本来的な摩擦熱に
よる加熱と重畳的に、別の熱源により補助的に加熱し
て、摩擦圧接に要する軟化温度までの昇温時間を短縮す
ると共に、装置の構成をコンパクト化するものである。
殊に2つの被接合部材が、何れも高温難加工性材料の場
合は、摩擦熱だけでは軟化に要する温度まで上昇させる
のに時間が掛かると共に、装置の構成も大掛かりとな
る。しかるに両部材の接合部位を補助加熱した状態で、
前記の摩擦圧接方法を実施すれば、昇温時間の短縮と装
置のコンパクト化とを顕著に図り得る。また2つの被接
合部材間に、前述の如く大きな強度の差がある場合は、
主として高温難加工性材料における接合部位を補助的に
加熱して、該部位を軟化し易い状態としておいて摩擦圧
接方法を実施することにより、高温難加工性材料と通常
加工材料との摩擦圧接を可能とすることができる。この
場合における補助加熱手段としては、誘導コイルに高周
波電流を通電して得られる誘導加熱や、高周波電流を被
接合材料の接合部位に直接通電する抵抗加熱等が推奨さ
れる。
適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら説明す
る。本発明は、摩擦圧接方法を実施するに際し、2つの
接合すべき部材における接合部位を、本来的な摩擦熱に
よる加熱と重畳的に、別の熱源により補助的に加熱し
て、摩擦圧接に要する軟化温度までの昇温時間を短縮す
ると共に、装置の構成をコンパクト化するものである。
殊に2つの被接合部材が、何れも高温難加工性材料の場
合は、摩擦熱だけでは軟化に要する温度まで上昇させる
のに時間が掛かると共に、装置の構成も大掛かりとな
る。しかるに両部材の接合部位を補助加熱した状態で、
前記の摩擦圧接方法を実施すれば、昇温時間の短縮と装
置のコンパクト化とを顕著に図り得る。また2つの被接
合部材間に、前述の如く大きな強度の差がある場合は、
主として高温難加工性材料における接合部位を補助的に
加熱して、該部位を軟化し易い状態としておいて摩擦圧
接方法を実施することにより、高温難加工性材料と通常
加工材料との摩擦圧接を可能とすることができる。この
場合における補助加熱手段としては、誘導コイルに高周
波電流を通電して得られる誘導加熱や、高周波電流を被
接合材料の接合部位に直接通電する抵抗加熱等が推奨さ
れる。
【0008】図1(a)〜(c)は、本発明に係る摩擦圧接
方法の好適実施例を概略的に示すもので、2つの被接合
部材10,10は、何れも機械構造用炭素鋼(S45C)
の如き通常加工材料を材質としている。これら両部材1
0,10の対向し合う解放端部(以下「接合部位10a」と
云う)に近接して、ドーナツ状に巻回した高周波誘導コ
イル12が所要の環状間隙を保持して外挿され、更に該
コイル12の外周を円筒状カバー14が囲繞している。
そして、前記誘導コイル12に高周波電流を通電すると
共に、該コイル12と前記円筒状カバー14との間に、
例えばアルゴン(Ar)の如き不活性ガスを充満させて、
前記接合部位10a,10aの近傍を非酸化性雰囲気と
する。すると両部材の接合部位10a,10aは、前記
誘導コイル12により誘導加熱されて、かなりの温度域
にまで昇温されるに至る。
方法の好適実施例を概略的に示すもので、2つの被接合
部材10,10は、何れも機械構造用炭素鋼(S45C)
の如き通常加工材料を材質としている。これら両部材1
0,10の対向し合う解放端部(以下「接合部位10a」と
云う)に近接して、ドーナツ状に巻回した高周波誘導コ
イル12が所要の環状間隙を保持して外挿され、更に該
コイル12の外周を円筒状カバー14が囲繞している。
そして、前記誘導コイル12に高周波電流を通電すると
共に、該コイル12と前記円筒状カバー14との間に、
例えばアルゴン(Ar)の如き不活性ガスを充満させて、
前記接合部位10a,10aの近傍を非酸化性雰囲気と
する。すると両部材の接合部位10a,10aは、前記
誘導コイル12により誘導加熱されて、かなりの温度域
にまで昇温されるに至る。
【0009】このように接合部位10a,10aが誘導
加熱されている状態で、図1(b)に示すように、一方の
被接合部材10を他方の被接合部材10に向け軸方向に
移動させ、両者の接合部位10a,10aを接触させる
と共に、前記一方の被接合部材10を高速で回転させ
る。この回転に伴なう摩擦熱により、前記接合部位10
a,10aは加熱されるが、この部位は前記誘導加熱に
よって補助的に充分昇温させられている。従って接合部
位10a,10aの温度を、摩擦圧接を実施し得る軟化
温度にまで短時間で到達させることができる。この状態
で一方の被接合部材10を、他方の被接合部材10に対
し更に軸方向に強圧すれば、図1(c)に示す如く、軟化
した接合部位10a,10aが完全に接合するに至る。
なお前記接合部位10a,10aの近傍は、先に述べた
如く、アルゴン等の不活性ガスにより非酸化性雰囲気に
保持されているので、接合によりその部分が酸化するこ
とはない。この非酸化性雰囲気は、前記アルゴン以外
に、ヘリウム(He),ネオン(Ne)等の不活性ガスや真
空を使用することによっても作り出すことができる。
加熱されている状態で、図1(b)に示すように、一方の
被接合部材10を他方の被接合部材10に向け軸方向に
移動させ、両者の接合部位10a,10aを接触させる
と共に、前記一方の被接合部材10を高速で回転させ
る。この回転に伴なう摩擦熱により、前記接合部位10
a,10aは加熱されるが、この部位は前記誘導加熱に
よって補助的に充分昇温させられている。従って接合部
位10a,10aの温度を、摩擦圧接を実施し得る軟化
温度にまで短時間で到達させることができる。この状態
で一方の被接合部材10を、他方の被接合部材10に対
し更に軸方向に強圧すれば、図1(c)に示す如く、軟化
した接合部位10a,10aが完全に接合するに至る。
なお前記接合部位10a,10aの近傍は、先に述べた
如く、アルゴン等の不活性ガスにより非酸化性雰囲気に
保持されているので、接合によりその部分が酸化するこ
とはない。この非酸化性雰囲気は、前記アルゴン以外
に、ヘリウム(He),ネオン(Ne)等の不活性ガスや真
空を使用することによっても作り出すことができる。
【0010】(第1実施例について)次に、一方の被接合
部材10としてS45C(機械構造用炭素鋼)を使用し、
他方の被接合部材10としてSKD11(ダイス鋼)を使
用して、本願の摩擦圧接方法を実施する場合につき、具
体的な発明例を多数挙げて説明する。ここでS45Cは
通常加工材料の丸棒であり、またSKD11は前述した
高温難加工性材料の丸棒である。ここでは、第1図に示
す如き回転摩擦による圧接方法を実施した。また補助加
熱を伴なうことなく摩擦圧接方法を実施した場合を「比
較例」とし、また本願の補助加熱を実施した場合を「発明
例」として夫々につきデータを採り、その結果を以下の
表1に示した。この「発明例」は通算9回実施したが、こ
れらは主として、誘導加熱および通電加熱による場
合、並びにこれらの加熱に使用する高周波電流の周波
数を変化させた場合の効果上の差を確認するためのもの
であった。なお表1において「P1」は、両部材10,10
を押し付けて摩擦熱を発生させるのに必要な加圧力を示
し、また「P2」は、接合部位10a,10aが軟化した後
に、一方の被接合部材10を他方の被接合部材10に対
して押し付ける際の加圧力(アップセット力)を示してい
る。また表1で「アップセット量」は、前記アップセット
時における一方の被接合部材10の軸方向への移動量を
示すものである。
部材10としてS45C(機械構造用炭素鋼)を使用し、
他方の被接合部材10としてSKD11(ダイス鋼)を使
用して、本願の摩擦圧接方法を実施する場合につき、具
体的な発明例を多数挙げて説明する。ここでS45Cは
通常加工材料の丸棒であり、またSKD11は前述した
高温難加工性材料の丸棒である。ここでは、第1図に示
す如き回転摩擦による圧接方法を実施した。また補助加
熱を伴なうことなく摩擦圧接方法を実施した場合を「比
較例」とし、また本願の補助加熱を実施した場合を「発明
例」として夫々につきデータを採り、その結果を以下の
表1に示した。この「発明例」は通算9回実施したが、こ
れらは主として、誘導加熱および通電加熱による場
合、並びにこれらの加熱に使用する高周波電流の周波
数を変化させた場合の効果上の差を確認するためのもの
であった。なお表1において「P1」は、両部材10,10
を押し付けて摩擦熱を発生させるのに必要な加圧力を示
し、また「P2」は、接合部位10a,10aが軟化した後
に、一方の被接合部材10を他方の被接合部材10に対
して押し付ける際の加圧力(アップセット力)を示してい
る。また表1で「アップセット量」は、前記アップセット
時における一方の被接合部材10の軸方向への移動量を
示すものである。
【0011】
【表1】
【0012】この表1から判明する如く、比較例に示す
補助加熱を伴なわない従来の摩擦圧接方法では、他の発
明例に比し作業時間を多く要すると共に、引張強度も充
分でなく、従ってその評価も芳しくなかった。これに対
し本願の補助加熱を伴なう摩擦圧接方法によれば、何れ
も作業時間が大幅に短縮された。なお、誘導加熱および
通電加熱の何れも、これに使用する高周波電流の周波数
を200KHz以下とするのが、好適な結果が得られる
ことが判明した。表1には示さないが、例えば400K
Hzの高周波電流を使用して誘導加熱を行なうと、作業
時間は更に短縮されはするものの、引張り力を与えると
接合界面で容易に破断することが確認された。その理由
は、高周波電流の周波数が、適正値である200KHz
を大きく超過すると、被接合部材10の接合部位10a
の外周側だけが加熱され、中心部分の加熱がなされな
い、という所謂表皮効果に起因すると考えられる。また
誘導加熱および通電加熱の何れの場合も、大気中で本願
の摩擦圧接方法を実施するより、先に述べたアルゴン
(Ar),ヘリウム(He),ネオン(Ne)等の不活性ガスや
真空を使用した非酸化性雰囲気の下で実施した方が、よ
り高い評価が得られることが表1から判明した。なお前
記の「真空」は、より正確には数1の通りである。
補助加熱を伴なわない従来の摩擦圧接方法では、他の発
明例に比し作業時間を多く要すると共に、引張強度も充
分でなく、従ってその評価も芳しくなかった。これに対
し本願の補助加熱を伴なう摩擦圧接方法によれば、何れ
も作業時間が大幅に短縮された。なお、誘導加熱および
通電加熱の何れも、これに使用する高周波電流の周波数
を200KHz以下とするのが、好適な結果が得られる
ことが判明した。表1には示さないが、例えば400K
Hzの高周波電流を使用して誘導加熱を行なうと、作業
時間は更に短縮されはするものの、引張り力を与えると
接合界面で容易に破断することが確認された。その理由
は、高周波電流の周波数が、適正値である200KHz
を大きく超過すると、被接合部材10の接合部位10a
の外周側だけが加熱され、中心部分の加熱がなされな
い、という所謂表皮効果に起因すると考えられる。また
誘導加熱および通電加熱の何れの場合も、大気中で本願
の摩擦圧接方法を実施するより、先に述べたアルゴン
(Ar),ヘリウム(He),ネオン(Ne)等の不活性ガスや
真空を使用した非酸化性雰囲気の下で実施した方が、よ
り高い評価が得られることが表1から判明した。なお前
記の「真空」は、より正確には数1の通りである。
【0013】
【数1】
【0014】(第2実施例について)次に図2および図3
に示す如く、角材からなる2つの被接合部材10,10
を摺動摩擦させて、本願の摩擦圧接方法を実施する場合
の例につき説明する。ここでは、一方の被接合部材10
として20mm角のS45C(機械構造用炭素鋼)を使用
し、他方の被接合部材10として同じく20mm角のSK
D11(ダイス鋼)を使用した。この場合も、補助加熱を
伴なうことなく摩擦圧接方法を実施した場合を「比較例」
とし、また本願の補助加熱を実施した場合を「発明例」と
して夫々につきデータを採り、その結果を以下の表2に
示した。この表2において「振動数(Hz)」は、両部材1
0,10を摺動させる際の摺動回数を示し、また「振幅(m
m)」は被接合部材10の摺動量を示している。
に示す如く、角材からなる2つの被接合部材10,10
を摺動摩擦させて、本願の摩擦圧接方法を実施する場合
の例につき説明する。ここでは、一方の被接合部材10
として20mm角のS45C(機械構造用炭素鋼)を使用
し、他方の被接合部材10として同じく20mm角のSK
D11(ダイス鋼)を使用した。この場合も、補助加熱を
伴なうことなく摩擦圧接方法を実施した場合を「比較例」
とし、また本願の補助加熱を実施した場合を「発明例」と
して夫々につきデータを採り、その結果を以下の表2に
示した。この表2において「振動数(Hz)」は、両部材1
0,10を摺動させる際の摺動回数を示し、また「振幅(m
m)」は被接合部材10の摺動量を示している。
【0015】
【表2】
【0016】この表2から判明する如く、比較例に示す
従来の摩擦圧接方法では、他の発明例に比し作業時間を
多く要すると共に、引張強度も充分でなく、その評価も
芳しくない。これに対し本実施例の補助加熱を伴なう摩
擦圧接方法によれば、何れも作業時間が大幅に短縮され
ると共に、充分な引張強度が得られていることが確認さ
れた。
従来の摩擦圧接方法では、他の発明例に比し作業時間を
多く要すると共に、引張強度も充分でなく、その評価も
芳しくない。これに対し本実施例の補助加熱を伴なう摩
擦圧接方法によれば、何れも作業時間が大幅に短縮され
ると共に、充分な引張強度が得られていることが確認さ
れた。
【0017】(第3実施例について)更に、図4および図
5に示すように、角材からなる2つの被接合部材10,
10を摺動摩擦させて摩擦圧接方法を実施する例につき
説明する。ここでは、一方の被接合部材10として20
mm角のSKD11(ダイス鋼)を使用し、他方の被接合部
材10として、100mm角で高さ25mmのS45C(機
械構造用炭素鋼)を使用した。この場合における他の検
査項目は、第2実施例の場合と同じである。但し本実施
例では、摺動側となる被接合部材10(SKD11)よ
り、静止側の被接合部材10(S45C)の方が面積的に
大きいので、図5に示す如く誘導コイル12を垂直断面
において⊥型となるように設定して、下側の被接合部材
10における接合部位10aが広範に補助加熱されるよ
うにしてある。この表3の場合も、比較例に示す従来の
摩擦圧接方法では、他の発明例に比し作業時間を多く要
し、また充分な引張強度が得られていないことが判る。
これに対し本実施例の補助加熱を伴なう摩擦圧接方法に
よれば、何れも作業時間が大幅に短縮されると共に、充
分な引張強度が得られていることが確認された。
5に示すように、角材からなる2つの被接合部材10,
10を摺動摩擦させて摩擦圧接方法を実施する例につき
説明する。ここでは、一方の被接合部材10として20
mm角のSKD11(ダイス鋼)を使用し、他方の被接合部
材10として、100mm角で高さ25mmのS45C(機
械構造用炭素鋼)を使用した。この場合における他の検
査項目は、第2実施例の場合と同じである。但し本実施
例では、摺動側となる被接合部材10(SKD11)よ
り、静止側の被接合部材10(S45C)の方が面積的に
大きいので、図5に示す如く誘導コイル12を垂直断面
において⊥型となるように設定して、下側の被接合部材
10における接合部位10aが広範に補助加熱されるよ
うにしてある。この表3の場合も、比較例に示す従来の
摩擦圧接方法では、他の発明例に比し作業時間を多く要
し、また充分な引張強度が得られていないことが判る。
これに対し本実施例の補助加熱を伴なう摩擦圧接方法に
よれば、何れも作業時間が大幅に短縮されると共に、充
分な引張強度が得られていることが確認された。
【0018】
【表3】
【0019】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る摩擦圧
接方法によれば、2つの被接合材料を摩擦圧接に必要な
温度にまで、短時間で昇温させることができるので、作
業時間を有効に短縮することができる。また被接合部材
を軟化させる温度まで上昇させるのに、摩擦熱に加えて
補助加熱が与えられるために、摩擦圧接方法を実施する
装置を機構的にコンパクト化することが可能である。し
かも、2つの被接合部材の接合温度における強度の差が
大きいために、従来は困難であった高温難加工性材料と
通常加工材料との摩擦圧接を容易になし得る有益な効果
が奏される。
接方法によれば、2つの被接合材料を摩擦圧接に必要な
温度にまで、短時間で昇温させることができるので、作
業時間を有効に短縮することができる。また被接合部材
を軟化させる温度まで上昇させるのに、摩擦熱に加えて
補助加熱が与えられるために、摩擦圧接方法を実施する
装置を機構的にコンパクト化することが可能である。し
かも、2つの被接合部材の接合温度における強度の差が
大きいために、従来は困難であった高温難加工性材料と
通常加工材料との摩擦圧接を容易になし得る有益な効果
が奏される。
【図1】本発明に係る摩擦圧接方法を実施する場合の、
好適例を(a)〜(c)の如く経時的に観察した説明図であ
る。
好適例を(a)〜(c)の如く経時的に観察した説明図であ
る。
【図2】本発明に係る摩擦圧接方法を実施する第2実施
例の斜視図である。
例の斜視図である。
【図3】図2に示す第2実施例の側面図である。
【図4】本発明に係る摩擦圧接方法を実施する第3実施
例の斜視図である。
例の斜視図である。
【図5】図4に示す第3実施例の側面図である。
【図6】従来技術に係る摩擦圧接方法を、(a)〜(c)の
如く経時的に観察した説明図である。
如く経時的に観察した説明図である。
10 被接合部材 10a 接合部位 12 誘導コイル 14 円筒状カバー
Claims (6)
- 【請求項1】 接合すべき2つの材料の端面を対向的に
突合わせて回転または摺動による摩擦を施し、その両端
部が摩擦熱により軟化した時点で、前記両材料を軸方向
に加圧して両材料の接合を行なう摩擦圧接方法におい
て、 前記の被接合材料の一方または両方の接合部位を、補助
的に加熱しながら前記摩擦圧接を施すことを特徴とする
摩擦圧接方法。 - 【請求項2】 前記被接合材料に対する補助加熱は、そ
の接合部位に近接配置した誘導コイルにより生起される
誘導加熱として与えられる請求項1記載の摩擦圧接方
法。 - 【請求項3】 前記誘導コイルによる誘導加熱に、20
0KHz以下の高周波電流が使用される請求項2記載の
摩擦圧接方法。 - 【請求項4】 前記誘導コイルによる誘導加熱は、少な
くとも接合部近傍を非酸化性雰囲気とすることにより実
施される請求項2および3記載の摩擦圧接方法。 - 【請求項5】 前記被接合材料に対する補助加熱は、高
周波電流を被接合材料の接合部位に直接通電することに
よりなされる請求項1記載の摩擦圧接方法。 - 【請求項6】 前記被接合材料への直接通電により補助
加熱する際に、200KHz以下の高周波電流が使用さ
れる請求項5記載の摩擦圧接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32117291A JPH05131280A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 摩擦圧接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32117291A JPH05131280A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 摩擦圧接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05131280A true JPH05131280A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=18129600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32117291A Pending JPH05131280A (ja) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | 摩擦圧接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05131280A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-11-08 JP JP32117291A patent/JPH05131280A/ja active Pending
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