特開 2015-24433 短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-24433(P2015-24433A)

(43)【公開日】2015年2月5日

(54)【発明の名称】短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 20/00 20060101AFI20150109BHJP

【ＦＩ】

   B23K20/00 310A

   B23K20/00 310P

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-156387(P2013-156387)

(22)【出願日】2013年7月29日

(71)【出願人】

【識別番号】000128429

【氏名又は名称】株式会社エレニックス

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】石綿 朋茂

(72)【発明者】

【氏名】石山 正明

(72)【発明者】

【氏名】相馬 宏史

(72)【発明者】

【氏名】東谷 泉

【テーマコード（参考）】

4E167

【Ｆターム（参考）】

4E167AA01

4E167AA15

4E167AA21

4E167BA02

4E167BA05

4E167BA09

4E167BA10

4E167BA12

4E167BA19

4E167BA22

4E167CB01

4E167DA05

4E167DC05

4E167DC06

(57)【要約】

【課題】接合部の強度が低下せず、接合部外周に溶融物の付着がない均質な接合が短時間で得られる長尺材を製作する接合装置及び方法の提供。
【解決手段】短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法にして、短尺被接合材の接合面を押圧保持し、前記接合面の周囲を非接触に包囲する加熱治具を設け、該加熱治具を通電加熱して接合面を接合可能な温度に間接的に加熱し、被接合材に接合用電源から通電して前記接合面において放電をさせ、該接合面を活性化させると共に通電によるジュール熱で該接合面を接合させることを特徴とする短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法にして、２本の短尺被接合材を水平に対向保持し、該２本の短尺被接合材における対向する接合面を係合させると共に押圧保持し、前記接合面の周囲を非接触に包囲する上下に分割可能な黒鉛製の上部加熱治具と下部加熱治具とを設け、該上下の加熱治具に加熱用電源から通電して前記接合面を間接的に加熱し、該接合面の温度が接合可能な温度に到達したか否かを検出し、前記接合面の温度が接合可能な温度に到達したことを検出したら、前記被接合材に接合用電源から通電して前記接合面において放電をさせ、該接合面を活性化させると共に通電によるジュール熱で該接合面を接合させることを特徴とする短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法。

【請求項2】

請求項１に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法において、前記加熱用電源と接合用電源はそれぞれ互いに独立していて、両電源共に矩形波パルス通電とパルスを重畳した直流通電とを切り替え可能に設けてなることを特徴とする短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法。

【請求項3】

請求項１に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法において、前記２本の短尺被接合材の接合面を係合させて押圧保持する圧力が１〜６０ＭＰａであることを特徴とする短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法。

【請求項4】

短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置にして、Ｚ軸方向の昇降軸を昇降位置決め自在の上部電極を設けると共に、該上部電極に離隔して対向する下部固定電極を設け、前記昇降軸を挟んでその両側に左右一対の可動電極を前記Ｚ軸に直交するＸ軸方向に互いに接近離反自在に設け、該左右一対の可動電極のそれぞれに前記被接合材を通電可能に把持する把持手段を設け、前記下部固定電極に前記可動電極に把持された一対の前記被接合材の先端の当接係合部である接合面を非接触で包囲可能な黒鉛製の上部加熱治具と下部加熱治具からなる加熱治具を設け、前記左右一対の可動電極を互いに接近する方向へ移動させ、前記被接合材における対向する接合面を係合させると共に押圧保持し、前記加熱治具に加熱用電源から通電して前記接合面を間接的に加熱し、該接合面の温度が接合可能温度近傍に到達したか否かを検出し、前記接合面の温度が接合可能な所定の温度に到達したことを検出したら、前記被接合材に接合用電源から通電して前記接合面において放電をさせ、該接合面を活性化させると共に通電によるジュール熱で該接合面を接合させることを特徴とする短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置。

【請求項5】

請求項４に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置において、前記加熱用電源と接合用電源とは互いに独立していて、両電源共に矩形波パルス通電とパルスを重畳した直流通電とを切り替え可能に設けてなることを特徴とする短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置。

【請求項6】

請求項４に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置において、前記被接合材の先端の当接係合部である接合面を係合させて押圧保持する圧力が１〜６０ＭＰａであることを特徴とすることを特徴とする短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金属製の短い棒やパイプを接合して長尺材を製作するには、電気溶接、摩擦圧接、レーザ溶接または電子ビーム溶接などにより接合部を溶解して接合する技術を使用するのが一般的であった。これらの接合方法では、接合部近傍の結晶が粗大化し、素材の強度が低下するという欠点がある。また、接合部の周囲に溶解して押出された付着物を除去しなければならなかった。

【0003】

また、接合部に溶解付着物が出ない長尺材の製作装置としては、粉末原料から細長い長尺材を製作する「長尺材の焼結装置」がある（特許文献１）。

【0004】

上述の「長尺材の焼結装置」は、通電焼結法を利用して粉末原料の焼結と焼結溶接とを連続的に行うことによって長尺材を製作するものである。

【0005】

しかしながら、粉末原料を焼結して製作された短い焼結体を順次に焼結接合しながら長尺材を製作するには多くの時間を必要とする。また、粉末を使用する焼結法においては、粉末を焼結型へ充填する際に重力を利用しているため、前記長尺材の焼結装置は必然的に縦長の装置となり、数メートルを越える長尺材を製作する焼結装置の場合には、地下深くピットを掘らなければならないという問題がある。

【0006】

ところで、前述の「長尺材の焼結装置」において実施されている粉体同士或いは固体と粉体との接合では、粉体間の接触点は直列的接触と並列的接触が入り乱れて存在しているので放電と通電は分散し易くなり粉体は均質に昇温する。

【0007】

しかしながら、固体同士の接触は、微視的には点接触になり易く不均質な放電と通電が起こり均質な接合を得るのが難しい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第１０８５５１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、接合部近傍の強度が低下せず、かつ接合部外周に溶融物の付着がない均質な接合が短時間で得られる金属材、半導体又はセラミックス等の長尺材を製作する接合装置及び方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法は、短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法にして、２本の短尺被接合材を水平に対向保持し、該２本の短尺被接合材における対向する接合面を係合させると共に押圧保持し、前記接合面の周囲を非接触に包囲する上下に分割可能な黒鉛製の上部加熱治具と下部加熱治具とを設け、該上下の加熱治具に加熱用電源から通電して前記接合面を間接的に加熱し、該接合面の温度が接合可能な温度に到達したか否かを検出し、前記接合面の温度が接合可能な温度に到達したことを検出したら、前記被接合材に接合用電源から通電して前記接合面において放電をさせ、該接合面を活性化させると共に通電によるジュール熱で該接合面を接合させることを特徴とするものである。

【0011】

請求項２に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法は、請求項１に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法において、前記加熱用電源と接合用電源はそれぞれ互いに独立していて、両電源共に矩形波パルス通電とパルスを重畳した直流通電とを切り替え可能に設けてなることを特徴とするものである。

【0012】

請求項３に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合方法は、請求項１に記載の短尺の被接合材から長尺の接合材を製作する接合方法において、前記２本の短尺被接合材の接合面を係合させて押圧保持する圧力が１〜６０ＭＰａであることを特徴とするものである。

【0013】

請求項４に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置は、短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置にして、Ｚ軸方向の昇降軸を昇降自在の上部電極を設けると共に、該上部電極に離隔して対向する下部固定電極を設け、前記昇降軸を挟んでその両側に左右一対の可動電極を前記Ｚ軸に直交するＸ軸方向に互いに接近離反自在に設け、該左右一対の可動電極のそれぞれに前記被接合材を通電可能に把持する把持手段を設け、前記下部固定電極に前記可動電極に把持された一対の前記被接合材の先端の当接係合部である接合面を非接触で包囲可能な黒鉛製の上部加熱治具と下部加熱治具からなる加熱治具を設け、前記左右一対の可動電極を互いに接近する方向へ移動させ、前記被接合材における対向する接合面を係合させると共に押圧保持し、前記加熱治具に加熱用電源から通電して前記接合面を間接的に加熱し、該接合面の温度が接合可能温度近傍に到達したか否かを検出し、前記接合面の温度が接合可能な所定の温度に到達したことを検出したら、前記被接合材に接合用電源から通電して前記接合面において放電をさせ、該接合面を活性化させると共に通電によるジュール熱で該接合面を接合させることを特徴とするものである。

【0014】

請求項５に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置は、請求項４に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置において、前記加熱用電源と接合用電源はそれぞれ互いに独立していて、両電源共に矩形波パルス通電とパルスを重畳した直流通電とを切り替え可能に設けてなることを特徴とするものである。

【0015】

請求項６に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置は、請求項４に記載の短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置において、前記被接合材の先端の当接係合部である接合面を係合させて押圧保持する圧力が１〜６０ＭＰａであることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、短尺棒状の被接合材から接合部近傍の強度が低下せず、かつ接合部外周に溶融物の付着がない均質な接合部を有する長尺棒状の接合材を短時間で製作することができる。

【0017】

また、本発明によれば、焼結法でなければ製作できない高融点の焼結体やセラミックスからなる焼結体、又は成形圧の関係から短尺のものしか作れない半導体の焼結体等を被接合材として長尺棒状の接合材を製作することができる。

【0018】

また、本発明によれば、接合面の周囲を非接触に包囲する黒鉛からなる上部加熱治具と下部加熱治具とを設け、この上下の加熱治具に通電して被接合材の接合面を接合可能温度に加熱するようにしたので、接合面を均等な温度に短時間で加熱することができ生産効率をより向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本願発明に係る接合装置の全体図。

【図2】図１の接合装置の左右可動電極に被接合材を装着した状態の説明図。

【図3】図１の接合装置において、上下の加熱治具に上下電極から通電加熱している状態と被接合材の接合部を当接係合した状態の説明図。

【図4】図３におけるＡ−Ａ断面図。

【図5】種々の化合物の導電率と温度との関係を示したグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。

【0021】

図１は、本願発明に係る短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作する接合装置１の全体の概要図を示してある。

【0022】

総括的に示す接合装置１は、機台３上に一体的に設けた真空チャンバ５内に突出した上部電極７と、この上部電極７に離隔して対向する下部固定電極９とを備えている。

【0023】

前記上部電極７は、前記機台３に設けたガイド機構（図示省略）により、Ｚ軸方向（上下方向）の昇降軸１９に沿って昇降自在に設けてある。この上部電極７の昇降駆動手段としては、例えば、油圧シリンダ１１が設けてあり、この油圧シリンダ１１のピストンロッド１３が前記上部電極７の上部に接続してある。

【0024】

したがって、前記油圧シリンダ１１を適宜に制御することにより、前記上部電極７はＺ軸方向の昇降軸１９上を昇降自在である。

【0025】

また、前記上部電極７の下端部には、上部電極７を熱的に保護するカーボンブロックからなる電極保護部材１５が、上部電極７に設けた複数個の固定部材１７を介して着脱可能に装着してある。

【0026】

前記下部固定電極９は前記機台３に一体的に設けてある。そして、この下部固定電極９の軸心は前記上部電極７の昇降軸１９と同軸に設けてある。

【0027】

図２、図４によく示されている様に、下部固定電極９の上面には、下部固定電極９を熱的に保護するカーボンブロックからなる電極保護部材２１が定位置に装着してある。

【0028】

また、電極保護部材２１の上面には、短尺棒状の被接合材Ｗ１とＷ２の当接係合部である接合面Ｓを非接触で包囲可能な上部加熱治具２３ａと下部加熱治具２３ｂとに分割可能な加熱治具２３が定位置に載置してある。

【0029】

なお、前記加熱治具２３には、前記被接合材Ｗ１とＷ２の当接係合部である接合面Ｓの温度を検出する温度センサ（図示省略）が設けてある。

【0030】

前記上下電極７、９の昇降軸１９を挟んでその両側には、左右一対の可動電極２５、２７が設けてあり、かつ、この可動電極２５、２７の軸心２８上を前記Ｚ軸に直交するＸ軸方向に互いに接近離反自在に設けてある。

【0031】

また、この可動電極２５、２７のそれぞれには、可動電極２５、２７をＸ軸方向に駆動する駆動手段動として、前記上部電極７の昇降駆動手段と同様に、左右の可動電極２５、２７のそれぞれに油圧シリンダ２９、３１が設けてある。

【0032】

そして、前記油圧シリンダ２９のピストンロッド３０と、油圧シリンダ３１のピストンロッド３２が、それぞれ前記可動電極２５と可動電極２７の後部に接続してある。

【0033】

したがって、前記油圧シリンダ２９、３１を適宜に制御することにより、前記可動電極２５、２７をＸ軸方向の所望の位置に移動位置決めすることができる。
すなわち、前記被接合材Ｗ１とＷ２の当接係合部である接合面Ｓを前記昇降軸１９上に位置決めすることができる。

【0034】

図２に良く示されている様に、前記左右の可動電極２５、２７の前端部には、それぞれ、前記短尺棒状の被接合材Ｗ１とＷ２を通電可能に把持する把持手段３３が導電性スペーサ３５を介して設けてある。

【0035】

前記把持手段３３は左右対称の構成であるので、同一構成要素には同一の符号を付し、図２における左側の把持手段３３について説明する。

【0036】

把持手段３３には、コレットチャック３７を着脱可能に把持するコレットチャックホルダ３９が設けてある。

【0037】

前記コレットチャック３７は、コレットホルダ４１とコレット４３とからなり、コレットホルダ４１には前方に開放するテーパ穴４１ａを有し、このテーパ穴４１ａにコレット４３が係合させてある。

【0038】

前記コレット４３の根元には雄ねじ部が形成してあり、この雄ねじ部が前記コレットホルダ４１のテーパ穴４１ａの底部に設けた雌ねじ部に螺合するようになっている。

【0039】

したがって、コレット４３の前端部を作業者が回転させることにより、コレット４３を開放または締め付けることができる。

【0040】

前記図２の左右の把持手段３３を構成するコレットホルダ４１、コレット４３、コレットチャックホルダ３９および導電性スペーサ３５には、可動電極２５、２７の内部へ連通する同軸の貫通穴が設けてある。したがって、コレットチャック３７を弛めれば、把持されていた被接合材Ｗ１、Ｗ２を可動電極２５、２７の内部へ押し出すことができる。

【0041】

なお、図２の可動電極２５、２７内部に挿通する穴は接合装置１の外部へ開放して設けてあり、接合が完了した長尺棒状の接合材を機外へ取り出すことができるようになっている。

【0042】

なお、前記コレットチャックホルダ３９およびコレットチャック３７を構成する部品は全て導電性を有し、かつ耐熱性の高い黒鉛からなっている。

【0043】

したがって、前記コレットチャック３７に把持された短尺棒状の被接合材Ｗ１とＷ２に前記可動電極２５、２７から通電することができる。

【0044】

図１を参照するに、前記上部電極７とこの上部電極７に離隔して対向する下部固定電極９には加熱用電源部４５が接続してある。また、この加熱用電源部４５には、矩形波パルス通電又はパルスを重畳した直流を通電するための切り替え手段４７を備えている。

【0045】

また、前記可動電極２５、２７には、接合用電源部４９が接続してあり、切り替え手段５１によって矩形波パルス通電又はパルスを重畳した直流を通電することができる

【0046】

次に、上記構成の接合装置１において、長さＬ１の棒状の被接合材Ｗ１と、長さＬ１の棒状の被接合材Ｗ２とから長さ「Ｌ１＋Ｌ２」の長尺棒状の接合材を製作する手順を説明する。

【0047】

（１）例えば、前記加熱治具２３の幅がｗ[ｍｍ]であるとき、可動電極２５側のコレットチャック３７に被接合材Ｗ１を装着する際には、被接合材Ｗ１の先端が（(ｗ／２)＋５）[ｍｍ]だけ突出した状態になるようにコレットチャック３７に装着固定する。

【0048】

（２）被接合材Ｗ２も被接合材Ｗ１と同様に可動電極２７側のコレットチャック３７に装着固定する。

【0049】

（３）下部固定電極９の電極保護部材２１の上面に下部加熱治具２３ｂを定位置に固定する。

【0050】

（４）次に、加熱治具２３の中央に被接合材Ｗ２の先端（接合面Ｓ）が来るように右側の可動電極２７を前進させてその位置に固定する。

【0051】

（５）次に、左側の可動電極２５を前進させて被接合材Ｗ１の先端と被接合材Ｗ２の先端とを接触させる。

【0052】

（６）接触させた被接合材Ｗ１とＷ２の上に上部加熱治具２３ａを載置する。

【0053】

（７）上部電極７を下降させて上部加熱治具２３ａに接触させる。

【0054】

（８）加熱用電源を入れ、加熱治具２３（２３ａ、２３ｂ）に、先ずパルス電流を流し両者の接触面をクリーンにして、接触面での局部発熱を抑えるようにする。次に直流電流を通電して、加熱治具２３（２３ａ、２３ｂ）を被接合材Ｗ１とＷ２が接合可能な温度まで上昇させる。

【0055】

（９）被接合材Ｗ１とＷ２が接合可能な所定の温度になったことを温度センサが検出したら、左右の可動電極２５、２７から設定された矩形波パルス電流およびパルスを重畳した直流電流を通電する。

【0056】

（１０）被接合材Ｗ１とＷ２の接合面Ｓの凹凸が潰れ、被接合材Ｗ１とＷ２の軸方向の変位が所定値に達したとき、加熱用電源と接合電源を同時に切断する。ただし、徐冷を要するときには、加熱用電源を制御して被接合材Ｗ１、Ｗ２を徐冷する。

【0057】

（１１）接合が完了した接合材は、コレットチャック３７を開放して、右側の可動電極２７側へ押し出し、再度新しい被接合材を左側可動可動電極２５セットし、工程（１）から（１０）を繰り返すことにより、短尺棒状の被接合材から長尺棒状の接合材を製作することができる。

【0058】

以下、いくつかの具体的な接合例を説明する。

【0059】

実施例１：タングステンパイプの接合

【0060】

（１）外径５φ、内径６φ、長さ２００ｍｍのタングステンパイプを右側の可動電極に取付け、左側の可動電極に外径５φ、内径６φ、長さ１００ｍｍタングステンパイプをセットし、真空雰囲気中で接合を行った。

【0061】

（２）加熱治具２３（２３ａ、２３ｂ）に３,０００Ａの電流を流し、この加熱治具２３を１,５００°Ｃに加熱した。なお、予備実験においてタングステンは１,８００°Ｃ近辺で接合することが確認されている。

【0062】

（３）加熱治具２３（２３ａ、２３ｂ）が１,５００°Ｃに達したとき、タングステンパイプにパルス幅が１,０００ｍｓのパルス電流２００Ａと、パルス重畳の直流電流５００Ａを同時に流した。

【0063】

（４）タングステンパイプには左右方向に３０ＭＰａの圧力がかかっており、接合部は常に加圧状態になっている。接合部が１,８００°Ｃ前後で０．５ｍｍ変位したとき、加熱用電源および接合用電源を同時に切断した。被接合材への通電時間は約２分であった。

【0064】

接合後に接合材を引張り試験をしたところ、接合部以外の場所が２２０[Ｎ／ｍｍ^２]で破断したが接合部には何の変化も見られなかった。

【0065】

実施例２：酸化アルミニュウム（Ａｌ_２Ｏ_３）棒の接合

【0066】

（１）６φ×１５０ｍｍの酸化アルミニュウムの棒を右側の可動電極に固定し、左側の可動電極には４φ×５０ｍｍの酸化アルミニュウムの棒を固定し、加熱治具２３（２３ａ、２３ｂ）の中央で接触させた。通電する左右のコレットチャックの先端は接合面からそれぞれ１５ｍｍの位置になるように固定した。雰囲気は大気中で、接合面には２０ＭＰａの圧力をかけた。

【0067】

（２）酸化物は、一般に温度が上昇すると電気抵抗が低下することは、図５のグラフに示すとおりであり、酸化アルミニュウムは、４００°Ｃ位でカーボンと同程度の導電性を持つが、接合温度が高いので加熱治具を１,２００°Ｃまで加熱した。次に、酸化アルミニュウムの棒にパルス電流５０Ａを３０秒間流し、続けてパルス重畳の直流電流１００Ａ流した。約３分後、被接合材が５０μｍ収縮したので接合電源を切断した。加熱用電源はプログラム制御で徐冷させた。

【0068】

（３）接合体の６φの部分をバイスで固定し、４φ棒の境界から１０ｍｍの個所をハンマーで叩いたところ、酸化アルミニュウム棒は折れたが接合部はしっかりついていた。セラミックスは加工しにくい材料である。特に本件のように細い棒が太い棒の中央、あるいは非対称な部位にあれば加工は不可能に近いが、それが簡単にできればそのメリットは極めて大きいものである。

【0069】

実施例３：シリコンカーバイト（ＳｉＣ）棒の接合

【0070】

シリコンカーバイト（ＳｉＣ）は半導体なので、常温では電気抵抗が高く大電流は流せない。導電性も１,２００°Ｃを越えないと出てこない。また、接合温度も２,０００°Ｃ以上と高温である。

【0071】

（１）５φ×２００ｍｍのシリコンカーバイト（ＳｉＣ）の棒を右側の可動電極に固定し、５φ×１００ｍｍのシリコンカーバイト（ＳｉＣ）の棒を左側の可動電極に固定し、加熱治具２３（２３ａ、２３ｂ）の中央で先端を接触させた。
通電する左右のコレットチャックの先端は接合面からそれぞれ２０ｍｍの位置になるように設定した。シリコンカーバイト（ＳｉＣ）は酸化を嫌うので、アルゴンガス（Ａｒ）雰囲気中で行った。接触面の圧力は１０ＭＰａである。

【0072】

（２）上下電極から加熱治具２３（２３ａ、２３ｂ）に３,５００Ａの電流を流し、この加熱治具を１,８００°Ｃに加熱した。

【0073】

（３）加熱治具が１,８００°Ｃに達したときに、左右の可動電極から１００Ａのパルス電流を３０秒間流し、続けてパルス重畳の直流電流１５０Ａを流した。

【0074】

（４）被接合材が０．１ｍｍ収縮したとき、加熱用電源と接合用電源を同時に切断した。

【0075】

（５）接合後に接合材の引張り試験をしたところ、２５０[Ｎ／ｍｍ^２]で母材が破断し接合部は母材より強くなっていた。

【0076】

上述の接合試験結果から、接合時における接触面の最適な圧力範囲について検討した。

【0077】

被接合材の形状を棒状、パイプ状および異経材にして、材質を金属、酸化物、半導体と種々試みた結果、接触圧力が１ＭＰａ以下では接合面に痕が残り好ましくなかった。また、接触圧力が６０ＭＰａ以上では、被接合材が全体的に変形し、しかも接合強度が弱くなり好ましくないと結論した。

【0078】

以上の試験データから、接合時に使用する接触圧力は材料の強度、太さおよび接合温度によって異なるが、最適な圧力範囲は１ＭＰａ〜６０ＭＰａの範囲内にあることが判明した。

【符号の説明】

【0079】

１ 接合装置
３ 機台
５ 真空チャンバ
７ 上部電極
９ 下部固定電極
１１ 油圧シリンダ
１３ ピストンロッド
１５ 電極保護部材
１７ 固定部材
１９ 昇降軸
２１ 電極保護部材
２３ 加熱治具
２３ａ 上部加熱治具
２３ｂ 下部加熱治具
２５、２７ 可動電極
２８ 可動電極の軸心
２９ 油圧シリンダ
３０ ピストンロッド
３１ 油圧シリンダ
３２ ピストンロッド
３３ 把持手段
３５ 導電性スペーサ
３７ コレットチャック
３９ コレットチャックホルダ
４１ コレットホルダ
４１ａ テーパ穴
４３ コレット
４５ 加熱用電源部
４７ 切り替え手段
４９ 接合用電源部
５１ 切り替え手段
Ｓ 接合面
Ｗ１、Ｗ２ 被接合材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】