突き合せ超音波溶接の温度上昇と溶接部諸特性について

辻野 次郎丸  上岡 哲宜  藤田 勇樹  中村 拓司  太田 裕之  

誌名
電子情報通信学会論文誌 A   Vol.J80-A   No.10   pp.1757-1765
発行日: 1997/10/25
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Print ISSN: 0913-5707
論文種別: 特集論文 (超音波パワーエレクトロニクス論文特集)
専門分野: 超音波溶接
キーワード: 
突き合せ超音波溶接,  大容量振動源,  50kW静電誘導形サイリスタ電力増幅器,  アルミニウムおよび銅板の接合,  アルミニウムおよび鉄鋼板の接合,  溶接部の温度上昇,  溶接試料の機械的特性,  

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あらまし: 
超音波溶接は接合部が極めて狭い範囲に限定されており,X線回折によれば溶融組織の存在が検出できるが,通常の溶接の場合のような明確な溶融組織,相互拡散層等が認められず,また接合部の温度上昇の程度も明確でない.15kHzの大容量の超音波振動源を用いた超音波突き合せ溶接装置を使用して,板厚6mmのアルミニウム,銅板,鉄鋼板試料の突き合せ溶接を行い,突き合せ溶接時の振動出力パワーの測定,溶接時の接合試料の変形,接合部付近に設置した熱電対による溶接面付近の温度上昇,赤外線放射温度計による溶接部表面の温度上昇,異種金属試料間の熱起電力による溶接面の温度上昇の測定結果および溶接試料断面の硬さ分布,溶接強度測定時の溶接部の伸び等について比較検討した.超音波振動源は,直径60mmの15kHzのボルト締めランジュバン型PZT振動子8本を使用しており,50kWの静電誘導形サイリスタ電力増幅器で駆動した.溶接部の最高測定温度は接合部の面積を限定して測定した場合には約441℃であった.溶接時の縮み変形,接合部の温度上昇,強度試験の際の伸び等は溶接強度と対応していることが明らかになった.