Ni基金属ガラスの溶接接合特性評価と溶接接合プロセスの最適化

镍基金属玻璃焊接连接特性评价及焊接工艺优化

• 批准号: 16039211
• 负责人: 中田 一博
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16039211/
• 关键词: 金属ガラス; Ni基金属ガラス箔; レーザ溶接; 電子ビーム溶接; 重ね溶接継手; 継手強度; 組織; 非晶質; 半導体レーザ溶接; 透過型電子顕微鏡観察; 硬さ; 引張強度

平成16年度に得られた結果に基づき,本年度は厚さが25μmのNi基金属ガラス箔(Ni_<53>Nb_<20>Ti_<10>Zr_8Co_6Cu_3合金)に対してより実用化に近い2枚の箔を重ねて溶接するいわゆる重ね溶接継手について検討した。まず平成16年度と同様の半導体レーザ溶接により溶接欠陥の無い溶接継手の形成に関する検討を行い,続いて溶接欠陥の無い溶接部に対して溶接部の形成組織の評価及び継手引張試験を行った。その結果,レーザ出力26W一定で,溶接速度が約3m/minでは割れなどの溶接欠陥の無い重ね継手が得られることを示した。しかし微小部X線回折結果及びTEM観察結果により溶接部は非晶質状態を主体としているものの比較的多くの微結晶が存在し,かつ構造緩和による脆化が進んでいると考えられ,継手強度は最大でも約400MPaであった。さらなる継手強度の向上を目指して,レーザ溶接よりもエネルギー指向性が強いためにより高い冷却速度が得られ,かつ高真空雰囲気のために酸化を防止することが可能な電子ビーム溶接により重ね継手溶接性を検討した。その結果,良好な重ね継手では継手強度は約1000MPaが得られた。結晶相の存在はレーザ溶接の場合よりも明らかに減少しており,また破面観察結果では粘性破断を意味する葉脈模様を示す領域の面積率に比例して継手強度も増加することが明らかになった。以上の結果,本研究ではNi_<53>Nb_<20>Ti_<10>Zr_8Co_6Cu_3金属ガラス箔の溶接の可能性について半導体レーザ及び電子ビーム溶接を用いて検討を行い,溶接入熱および治具の抜熱を制御することによる高冷却速度と溶接雰囲気の制御により継手強度が最高で1000MPaの重ね継手が得られることを明らかにした。しかし,完全非晶質継手は現状では困難であり,微結晶の形成及び構造緩和による脆化防止が次の研究課題として明確になった。

In 2016, the results showed that the Ni-based metal foil (Ni_<53>Nb_<20>Ti_<10>Zr_8Co_6Cu_3 alloy) with a thickness of 25μm was used in this year. Nearly 2 foils were re-welded. In 2016, the same semiconductor bonding process was carried out, and the formation of the solder joint was discussed. The evaluation of the formation structure of the solder joint was carried out. As a result, the welding force is 26W, and the welding speed is about 3m/min. X-ray reflection results and TEM observation results of micro-part show that the fusion part is amorphous state, the main body is amorphous state, and the micro-crystals are relatively abundant, the structure is relaxed, the embrittlement is advanced, and the maximum strength of the hand is about 400MPa. In addition, the strength of the hand is pointed upward, and the directivity of the hand is increased. In addition, the cooling speed is increased. In addition, the acidification of the hand is prevented. As a result, the strength of the hand is about 1000MPa. The presence of crystalline phase in the solution reduces the viscosity of the surface, indicating the increase in the area ratio of the surface. As a result, the possibility of solder bonding of Ni_<53>Nb_<20>Ti_<10>Zr_8Co_6Cu_3 metal foil is discussed in this paper. The solder bonding of semiconductor and electronic materials is discussed. The solder bonding strength of Ni_Nb_Ti_Zr_8Co_6Cu_3 metal foil is up to 1000MPa. The present situation of completely amorphous silicon is difficult, and the formation of microcrystals and the prevention of structural embrittlement are clear research topics.

项目成果

Weldability and mechanical property of Ni-based metallic glass foil by laser welding

激光焊接镍基金属玻璃箔的焊接性能及力学性能

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本金属学会講演概要 135
• 作者: S.Izumi;Y.Sato;S.Hara;S.Sakai;松本員昌;K.Kobayashi
• 通讯作者: K.Kobayashi

レーザ溶接によるNi基金属ガラス箔の重ね継手形成

激光焊接镍基金属玻璃箔搭接接头

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本金属学会講演概要 137巻
• 作者: H.Tanimoto;K.Fujiwara;H.Mizubayashi;松本員昌
• 通讯作者: 松本員昌

Ni基金属ガラス箔のレーザによる重ね継手形成に関する検討

镍基金属玻璃箔激光搭接成形研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 溶接学会全国大会講演概要 77巻
• 作者: S.Izumi;Y.Sato;S.Hara;S.Sakai;松本員昌
• 通讯作者: 松本員昌

Ni基金属ガラス箔のレーザ溶接性に関する検討

镍基金属玻璃箔激光焊接性能研究

• 发表时间: 2004
• 期刊: 溶接学会全国大会講演概要 74
• 作者: H.Mizubayashi;T.Usui;H.Tanimoto;白井泰治他3名;小林克紀
• 通讯作者: 小林克紀

Ni基金属ガラス箔のレーザ溶接性と継手の機械的性質

镍基金属玻璃箔的激光焊接性能及接头力学性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: レーザ加工学会大会講演論文集 63巻
• 作者: T.Hao;H.Tanimoto;H.Mizubayashi;津村卓也
• 通讯作者: 津村卓也