二材間に充填した金属粉末に発生させたジュ-ル熱による接合

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63850159
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 宮城 清宏 琉球大学, 工学部, 教授 (30044994)
• 研究分担者: 屋良 秀夫 琉球大学, 短期大学部, 助教授 (60045028) ; 糸村 昌祐 琉球大学, 工学部, 助教授 (80044999) ; 平敷 兼貴 琉球大学, 工学部, 教授 (40044979)
• キーワード: Insert Metal Powder / Joule Thermal Energy / Solid State Welding / Resistance Pressure Welding / Insert Material / Joint

研究概要

金属の接合法には溶融接合法、固相接合法、ろう接法、鍛接法等があるが、固相接合法は、加熱と加圧により毋材を溶融することなくつ固体のままで接合する方法で、接合に伴う変形量の差異によって変形接合、拡散接合に大別される。固相接合の分野である突き合せ抵抗溶接法では、接合表面のごく薄層は溶融するが加圧により溶融層が押し出されるため固体同士が接融して溶融凝固層はほとんど認められない。このため不純物の巻き込みや酸化物等が排除され健全な接部を得ることができるといわれている。
本研究は抵抗溶接法を用いて被接合材料間に金属粉末を充填し、加圧後電流を流して充填粉末部にジュ-ル熱を発生させ接合を行い接合部の強度について検討した。供試材料は従来の被接合材料にJIS規格H3260のC1100W-Hのタフピッチ銅を充填金属粉末部に電解樹脂状銅粉末である。実験は二通りで行い、その一つは従来の抵抗溶接機(Spot Welder 松下電器YR-080SRF)の電源を用い、また本科研費で購入した定加圧装置を足踏み式加圧装置に替えた実験であり、他は本科研費で購入した高電源部、制御部及び定加圧装置を用いた実験であった。前者は従来行ってきた電流容量の小さい電源を用いた低電流域の研究に定加圧装置の援用による影響をみたものである。後者は高電源を用いて三段階の高入熱を行い接合時間の短縮と接合状況及び接合強度を検討したものである。
接合の機械的及び冶金的性質は、静的引張試験、衝撃引張試験、曲げ試験(抗折試験)、硬度試験、組織観察等によって調べられた。その結果、供給電流値の変化及び加圧力の変化による最大引張り強度は一定であり、多少バラツキはあるが加圧力の変化の範囲を調べる必要がある。マクロ組織観察では最適通電時間で結晶の大きさが揃っているのに対し短いと接合が不完全で、長いと結晶が大きくなり、しかもまちまちである。

研究成果

• [文献書誌] 屋良秀夫,宮城清宏,平敷兼貴: "金属粉末の使用による抵抗溶接の研究" 溶接学会全国大会講演概要. 第33集312. 194-195 (1983)
• [文献書誌] H,Yara,K,Miyagi,K,Heshiki: "Study on Solid State Welding with Metal Powder Medium" The Autumn Meeting of JWS,. No.3. 13 (1984)
• [文献書誌] 平敷兼貴,宮城清宏,屋良秀夫,比嘉実: "充填金属粉末に発生させたジュ-ル型による接合" 塑性加工春季講演会. 430. 561-563 (1984)
• [文献書誌] 平敷兼貴,宮城清宏,屋良秀夫,比嘉実: "二材間の充填金属粉末に発生させたジュ-ル型による接合" 日本機械学会講演論文集. No.848-3. 216-218 (1984)
• [文献書誌] 平敷兼貴,宮城清宏,屋良秀夫,比嘉実: "充填金属粉末部に発生させたジュ-ル型によって接合" 塑性加工春季講演会. 417号. 435-438 (1988)