(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-22
(45)【発行日】2023-08-30
(54)【発明の名称】めっき金属接合方法
(51)【国際特許分類】
B23K 20/10 20060101AFI20230823BHJP
【ＦＩ】
B23K20/10
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020012556
(22)【出願日】2020-01-29
(65)【公開番号】P2021115624
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2022-07-26
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】594114019
【氏名又は名称】株式会社アルテクス
(74)【代理人】
【識別番号】100136180
【弁理士】
【氏名又は名称】羽立 章二
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 茂
【審査官】松田 長親
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－０８０３８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１１８０５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１８７５９７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ２０／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の金属の接合処理を行うめっき金属接合方法であって、接合処理部が、音波振動及び／又は超音波振動を利用して複数の金属の接合処理を行う接合ステップを含み、
前記複数の金属は、第１金属と第２金属を含み、
前記第１金属の接合箇所は、めっきがなされており、
前記第２金属の接合箇所は、めっきがなされており、
前記接合ステップにおいて、前記接合処理部は、前記第１金属の接合箇所のめっきと前記第２金属の接合箇所のめっきを利用して接合するとともに音波振動及び／又は超音波振動を利用して接合に使用しないめっきを接合箇所外に排出し、
前記第１金属の前記接合箇所は、第１接合箇所と、前記第１接合箇所に続いて接合処理が行われる第２接合箇所を含み、
前記接合ステップにおいて、
前記接合処理部と加圧部が、前記第１接合箇所の接合処理が行われてから前記第２接合箇所の接合処理が行われるまでの間に前記第１金属及び前記第２金属を挟んだ状態で加圧し、
前記接合処理部は、音波振動及び／又は超音波振動を利用してホーンを振動させて前記第１接合箇所の接合処理を行い、ホーンを振動させていない状態で前記第１金属及び前記第２金属を移動させ、前記ホーンを振動させて前記第２接合箇所の接合を行い、
前記ホーンを振動させていない状態の時間は、前記第１金属及び第２金属を移動させる時間よりも長い、めっき金属接合方法。
【請求項2】
複数の金属の接合処理を行うめっき金属接合方法であって、
接合処理部が、音波振動及び／又は超音波振動を利用して複数の金属の接合処理を行う接合ステップを含み、
前記複数の金属は、第１金属と第２金属を含み、
前記第１金属の接合箇所は、めっきがなされており、
前記第２金属の接合箇所は、めっきがなされておらず、
前記接合ステップにおいて、前記接合処理部は、音波振動及び／又は超音波振動を利用して前記第１金属の接合箇所のめっきを排出して前記第１金属と前記第２金属とを接合し、
前記第１金属の前記接合箇所は、第１接合箇所と、前記第１接合箇所に続いて接合処理が行われる第２接合箇所を含み、
前記接合ステップにおいて、
前記接合処理部と加圧部が、前記第１接合箇所の接合処理が行われてから前記第２接合箇所の接合処理が行われるまでの間に前記第１金属及び前記第２金属を挟んだ状態で加圧し、
前記接合処理部は、音波振動及び／又は超音波振動を利用してホーンを振動させて前記第１接合箇所の接合処理を行い、ホーンを振動させていない状態で前記第１金属及び前記第２金属を移動させ、前記ホーンを振動させて前記第２接合箇所の接合を行い、
前記ホーンを振動させていない状態の時間は、前記第１金属及び第２金属を移動させる時間よりも長い、めっき金属接合方法。
【請求項3】
前記接合ステップにおいて、前記接合処理部は、前記第１金属の接合箇所において、前記第１金属の溶解温度を超えない温度でめっきを溶かして接合箇所から排出し、前記第１金属の接合箇所と前記第２金属の接合箇所を直接接合する、請求項２記載のめっき金属接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、めっき金属接合方法及びめっき金属接合装置に関し、特に、めっきされた金属の接合を行うめっき金属接合方法等に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば非特許文献１に記載されているように、亜鉛めっき鋼板などに対して接合処理を行うことは知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【文献】林、外６名，「自動車用亜鉛めっき鋼板とアルミニウム合金の抵抗スポット溶接」、北海道科学大学研究紀要，第45号，2018年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、電気抵抗スポット溶接などを用いて接合処理を行っても、現時点では安定した接合が得られていない。
【0005】
よって、本発明は、少なくとも一部がめっきされた金属に対して安定した接合処理を実現することに適しためっき金属接合方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願発明の第１の観点は、複数の金属の接合処理を行うめっき金属接合方法であって、接合処理部が、音波振動及び／又は超音波振動を利用して複数の金属の接合処理を行う接合ステップを含み、前記複数の金属の一部又は全部は、接合処理が行われる接合箇所においてめっきがなされており、前記接合ステップにおいて、前記接合処理部は、前記めっきの少なくとも一部を利用して接合処理を行い、及び／又は、前記めっきの少なくとも一部が除かれた状態の金属を利用して接合処理を行う。
【0007】
本願発明の第２の観点は、第１の観点のめっき金属接合方法であって、前記接合ステップにおいて、前記接合処理部は、接合箇所において、めっきがなされた金属の溶解温度を超えない温度で接合処理を行う。
【0008】
本願発明の第３の観点は、第１又は第２の観点のめっき金属接合方法であって、前記接合ステップにおいて、前記接合処理部は、接合箇所において、めっきの溶解温度を超えない温度で接合処理を行う。
【0009】
本願発明の第４の観点は、第１から第３のいずれかの観点のめっき金属接合方法であって、前記接合箇所は、第１接合箇所と、前記第１接合箇所に続いて接合処理が行われる第２接合箇所を含み、前記接合ステップにおいて、前記接合処理部は、前記第１接合箇所に対して接合処理を行い、前記第１接合箇所及び前記第２接合箇所を冷却して、前記第２接合箇所に対して接合処理を行う。
【0010】
本願発明の第５の観点は、第１から第４のいずれかの観点のめっき金属接合方法であって、前記接合ステップにおいて、前記接合箇所は、前記接合処理部及び／又は加圧部によって圧力を加えられており、前記接合箇所におけるめっきの少なくとも一部は、音波振動及び／又は超音波振動並びに圧力によって移動する。
【0011】
本願発明の第６の観点は、第５の観点のめっき金属接合方法であって、前記接合ステップにおいて、前記接合箇所におけるめっきの少なくとも一部は、音波振動及び／又は超音波振動並びに圧力によって前記接合箇所から排出され、前記接合処理部は、めっきの少なくとも一部が排出された状態で、複数の金属の接合処理を行う。
【0012】
本願発明の第７の観点は、第１から第６のいずれかの観点のめっき金属接合方法であって、前記複数の金属は、第１金属と、第２金属を含み、前記第１金属及び前記第２金属の少なくとも一方は、めっきがなされており、前記接合ステップにおいて、前記接合処理部は、前記第１金属が曲げられて前記第２金属を挟んだ状態で前記接合処理を行う。
【0013】
本願発明の第８の観点は、複数の金属の接合処理を行うめっき金属接合装置であって、音波振動及び／又は超音波振動を利用して複数の金属の接合処理を行う接合処理部を備え、前記複数の金属の一部又は全部は、接合処理が行われる接合箇所においてめっきがなされており、前記接合処理部は、前記めっきの少なくとも一部を利用して接合処理を行い、及び／又は、前記めっきの少なくとも一部が除かれた状態の金属を利用して接合処理を行う。
【0014】
なお、本願発明を、音波振動及び／又は超音波振動を利用して接合処理を行う金属接合装置を制御するためのコンピュータを制御して本願発明の各観点を実現するためのプログラム、及び、そのプログラムを記録するためのコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。
【発明の効果】
【0015】
本願発明の各観点によれば、めっきされた金属であっても、音波振動及び／又は超音波振動を利用して、めっきを利用したりめっきを排除して金属間の接合を行ったりすることにより、安定した接合処理を実現することができる。特に、音波振動及び／又は超音波振動により低いエネルギーで低温での接合ができるため、例えば水素脆性を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本願発明の実施の形態に係るめっき金属加工装置１の（ａ）構成の一例を示すブロック図、（ｂ）制御信号の一例を示すタイムチャート、及び、（ｃ）動作の一例を示すフロー図である。
【図5】本願発明の他の実施の形態に係るめっき金属加工装置３１の（ａ）構成の一例を示すブロック図、（ｂ）動作の一例を示すフロー図、及び、（ｃ）動作を具体的に説明するための図である。
【図7】一般金属と亜鉛めっき鋼板の場合について、荷重が一定のときの振幅と負荷の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照して、本願発明の実施例について述べる。なお、本願発明の実施の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【0018】
図１は、本願発明の実施の形態に係るめっき金属接合装置１の（ａ）構成の一例を示すブロック図、（ｂ）制御信号の一例を示すタイムチャート、及び、（ｃ）動作の一例を示すフロー図である。
【0019】
図１（ａ）を参照して、めっき金属接合装置１は、制御部３と、接合処理部５（本願請求項の「接合処理部」の一例）と、加圧部７を備える。接合処理部５は、電気信号発振部９と、振動子部１１と、右側駆動部１３と、左側駆動部１５と、ホーン１７を備える。
【0020】
制御部３は、制御信号を利用して、めっき金属接合装置１の動作を制御することができる。
【0021】
接合処理部５は、音波振動（２０ｋＨｚ未満の振動）及び／又は超音波振動（２０ｋＨｚ以上の振動）を利用して、第１金属１９と第２金属２１の接合処理を行う。接合処理部５が接合処理を行う箇所を、接合箇所という。第１金属１９と第２金属２１の少なくとも一方は、接合箇所がめっき処理されている。第１金属１９及び第２金属２１は、例えば銅、アルミ、鉄（スチール）などであり、めっき処理は、例えばはんだ、スズ、亜鉛、ニッケルなどである。
【0022】
接合処理部５において、電気信号発振部９は、音波振動及び／又は超音波振動に対応する電気信号を発振する。振動子部１１は、電気信号を、機械振動に変換する。右側駆動部１３及び左側駆動部１５は、ホーン１７を両側から支持して回転させる。右側駆動部１３は、振動子部１１による機械振動をホーン１７に伝える。ホーン１７は、共振する。これにより、接合処理部５は、音波振動及び／又は超音波振動を利用して接合処理を実現することができる。
【0023】
加圧部７（本願請求項の「加圧部」の一例）は、第１金属１９及び第２金属２１の下側に存在し、上下動することができる。また、加圧部７は、必要に応じて、ホーン１７の回転に合わせて、第１金属１９及び第２金属２１を送ることができる。加圧部７が上昇すると、ホーン１７と加圧部７が、第１金属１９及び第２金属２１を挟んだ状態となる。加圧部７は、ホーン１７と加圧部７が第１金属１９及び第２金属２１を挟んだ状態で、加圧することができる。加圧部７は、下降すると、第１金属１９及び第２金属２１から離れる。
【0024】
図１（ｂ）は、制御信号の一例を示す。上から、第１制御信号、第２制御信号、第３制御信号及び第４制御信号という。第１制御信号は、加圧部７の上下動を制御するためのものであり、加圧部７は、第１制御信号が０のときは最も下に位置し、第１制御信号が１のときは最も上に位置する。第２制御信号は、加圧部７が接合箇所を加圧するためのものであり、第２制御信号が０のときは加圧せず、第２制御信号が１のときに最も加圧する。第３制御信号は、ホーン１７を振動させるためのものであり、第３制御信号が０のときは振動させず、第３制御信号が１のときは振動させる。第４制御信号は、右側駆動部１３及び左側駆動部１５によるホーン１７の回転並びに／又は加圧部７により、第１金属１９及び第２金属２１を送るためのものであり、第４制御信号が０のときは移動させず、第４制御信号が１のときに移動させる。
【0025】
図１（ｃ）は、めっき金属接合装置１の動作の一例を示すフロー図である。制御部３は、第１制御信号を１として加圧部７を上昇させる（ステップＳＴＡ１、図１（ｂ）の時刻ｔ1）。制御部３は、第２制御信号を１としてホーン１７と加圧部７との間での加圧を開始させる（ステップＳＴＡ２、時刻ｔ2～ｔ3）。
【0026】
制御部３は、第３制御信号を、加工時間（時刻ｔ3～ｔ4）に１として音波振動及び／又は超音波振動を利用した接合処理を行う（ステップＳＴＡ３）。制御部３は、接合処理を終了するか否かを判断する（ステップＳＴＡ４）。接合処理を終了するのであれば、ステップＳＴＡ７に進む。接合処理を継続するならば、冷却時間（時刻ｔ4～ｔ5）にホーン１７と加圧部７との間で加圧保持させたままとし（ステップＳＴＡ５）、ホーン１７及び／又は加圧部７によって第１金属１９及び第２金属２１を送り（ステップＳＴＡ６、時刻ｔ5～ｔ6）、ステップＳＴＡ３に戻る。ステップＳＴＡ３～ステップＳＴＡ６は、予め定められた回数繰り返される（時刻ｔ6～ｔ10参照）。
【0027】
ステップＳＴＡ７において、制御部３は、第２制御信号を０としてホーン１７と加圧部７との間での加圧を停止させる（時刻ｔ10～ｔ11）。制御部３は、第１制御信号を０として加圧部７を下降させる（ステップＳＴＡ８、図１（ｂ）の時刻ｔ12）。
【0028】
【0029】
図２（ｃ）は、音波ロータリーシステムの概要を示す図である。横振動（水平方向）又は縦振動（ラジアル方向）のモードで振動するホーンが、回転しながらパーツに音波エネルギーを伝えることで、連続して金属同士を接合したり、樹脂同士を溶着したりする。
【0030】
図２（ｄ）及び（ｅ）は、それぞれ、横振動及び縦振動を説明するための図である。ホーンの振動モードは、ホーンの形状により変化する。振動モードは、例えば、横振動モードと縦振動モードがある。横振動モードは、一波長を基本としたホーンのセンターの振動振幅最大点を中心として、振動が平行する水平方向の横振動として伝達される。主として音波金属接合に使用される。縦振動モードは、半波長を基本としたホーンのセンターの応力最大点を中心として、振幅がラジアル方向の縦振動へ分岐される。主として音波樹脂溶着に使用される。
【0031】
図３は、第１金属１９及び第２金属２１が亜鉛めっきされた鉄である場合の第１の接合例を示す図である。図３（ａ）に示すように、第１金属１９の縁を折り返して、第２金属を挟んでいる。具体的には、亜鉛めっき鋼板の縁を折り返して、同じ材質の亜鉛めっき鋼板を挟んで固定し、先に説明したロータリー間欠発振式装置（ホーンを間欠的に発振させつつ、ホーンを発振させていない間にモータ回転を行うもの）でシーム接合した。亜鉛めっき鋼板の厚みは０．６ｍｍ、外寸は２００ｍｍである。接合条件は、周波数１５ｋＨｚ、振動振幅２０μｍ、加圧力１０００Ｎ、発信時間１．０ｓｅｃ、冷却時間１．０ｓｅｃ、移動時間０．３ｓｅｃ、シーム幅は５ｍｍである。図３（ｂ）は、接合箇所を示す図である。図３（ｃ）は、接合箇所の断面図を示す。各層は密着していることを示す。図３（ｄ）は、接合後に折り曲げて剥がれていないことを確認したものである。図３（ｅ）は、図３（ｄ）の拡大図である。
【0032】
図４は、第１金属１９及び第２金属２１が亜鉛めっきされた鉄である場合の第２の接合例を示す図である。亜鉛めっき鋼板のケースを、同じ材質の蓋で四方向を折り返し固定した部分をロータリー間欠発振式装置でシーム結合してタンクを作製した。接合条件等は、図３と同じである。図４（ａ）は、接合前の蓋を折り返してケースを固定した状態を示す。図４（ｂ）は、シールド結合された状態を示す。図４（ｃ）は、ケースを示す。図４（ｄ）は、蓋を示す。図４（ｅ）は、実際に作成したタンクを示す。図４（ｅ）のタンクを６０℃の温水中に浸漬してもエアーが漏れず、シール接合が可能であることを確認した。図４（ｆ）は、同じ条件で、折り返さずに固定した場合のシール結合の部分の拡大図である。矢印の部分に、余った亜鉛のはみだし部分が認められる。この場合でも、温水75℃中の100mm水面下でも、シール結合に問題は認められなかった。
【0033】
このように、本願発明によれば、接合箇所を１回又は複数回折り返して重ねた構造の上から音波振動及び／又は超音波振動でホーンを発振させながら潰す「フォーミング加工」と同時に、音の効果で余っためっきやボイド（エアーなど）を接合箇所外へ排出させながら「接合」する。密着接合及び排出が行われることで「シール」も確保される。なお、かしめ接合では、リベットを使用してもよい。
【0034】
さらに、本願発明によれば、冷却時間（図１の冷却時間ｔ4～ｔ5、ｔ7～ｔ8参照）において、加振を停止してパーツへの加圧を保持できることで、接合箇所を冷却して凝固させて「ハーメチックシール」状態を固定することができる。
【0035】
さらに、本願発明によれば、音エネルギーの励起による原子の自由運動と自由移動が接合後に残留応力をなくし、ウィスカや電食（電蝕）の発生を防ぐことができる。
【0036】
図３及び図４の実験について、説明を追加する。亜鉛の溶解温度は約420℃であり、鉄の溶解温度は1000℃以上である。図３及び図４のように亜鉛めっき鋼板では、鉄の溶解温度まで亜鉛の温度を上げずに亜鉛だけを溶解させるか、或いは、溶かさずに拡散接合で接合する。これは、接合条件の供給エネルギーの調整により実現することができる。これにより、例えば「水素脆性」を回避することが期待される。すなわち、本願発明によれば、低いエネルギーで低温で接合ができることから、水素脆性の発生を抑えることができる。さらに、本願発明は、常温大気中で実現できる。さらに、本願発明によれば、「フォーミング加工」、「接合」及び「シール」を同時に実現することができる。なお、抵抗溶接やアーク溶接では、水素脆性の問題で安定した接合が得られていないことから、本願発明は極めて有利な効果を有することが認められる。
【0037】
このように、外側部の折り返しは、あってもよく、なくてもよい。外側部の折り返しがある場合には、外側部の折り返しはあるときに、その部分の接合はされないが、その内側が別途シールされる。例えば、折り返しの部分は接合されないが、その内側が別途シールされる。また、外側部の折り返しは、全周でもよく、一部でもよい。また、必要な部分がシールできていればよく、全ての接合にシールされている必要はない。
【0038】
図５は、本願発明の他の実施の形態に係るめっき金属接合装置３１の（ａ）構成の一例を示すブロック図、（ｂ）動作の一例を示すフロー図、及び、（ｃ）動作を具体的に説明するための図である。
【0039】
図５（ａ）を参照して、めっき金属接合装置３１は、制御部３３と、接合処理部３５（本願請求項の「接合処理部」の一例）と、移動部３７と、圧力調整部３９を備える。接合処理部３５は、ホーン部４１と、接触部４３と、第１支持部４５と、第２支持部４７と、第１振動子部４９と、第２振動子部５１と、第１発振部５３と、第２発振部５５と、連結信号配線部５７を備える。
【0040】
制御部３３は、制御信号を利用して、めっき金属接合装置３１の動作を制御することができる。移動部３７は、ホーン部４１及び接触部４３の上下動を制御する。接触部４３は、下降して、第３金属５９及び第４金属６１のうち上に位置する第３金属５９に接触する。圧力調整部３９は、接触部４３による圧力を調整する。
【0041】
接合処理部３５は、音波振動及び／又は超音波振動を利用して、第３金属５９と第４金属６１の接合処理を行う。接合処理部３５が接合処理を行う箇所を、接合箇所という。第３金属５９及び第４金属６１の少なくとも一方は、接合箇所がめっき処理されている。第３金属５９及び第４金属６１は、例えば銅、アルミ、鉄（スチール）などであり、めっき処理は、例えばはんだ、スズ、亜鉛、ニッケルなどである。
【0042】
接合処理部３５において、第１発振部５３及び第２発振部５５は、連結信号配線部５７を利用して、音波振動及び／又は超音波振動に対応する電気信号を発振する。第１振動子部４９及び第２振動子部５１は、それぞれ、第１発振部５３及び第２発振部５５の電気信号を、機械振動に変換してホーン部４１に伝える。ホーン１７は、第１支持部４５及び第２支持部４７により支持されており、共振する。これにより、接合処理部３５は、音波振動及び／又は超音波振動を利用して接合処理を実現することができる。
【0043】
図５（ｂ）は、めっき金属接合装置３１の動作の一例を示すフロー図である。移動部３７は、ホーン部４１を下降させて接触部４３を第３金属５９に接触させる（ステップＳＴＢ１）。圧力調整部３９は、接触部４３により第３金属５９及び第４金属６１に対する加圧を開始する（ステップＳＴＢ２）。接合処理部３５は、ホーン部４１を発振する（ステップＳＴＢ３）。接合処理部３５は、発振を終了するか否かを判断する（ステップＳＴＢ４）。発振を終了しないならば、ステップＳＴＢ３の処理を続ける。発振を終了するならば、接合処理部３５は、ホーン部４１の発振を終了して、圧力調整部３９は接触部４３による加圧を停止し（ステップＳＴＢ５）、移動部３７はホーンを上昇する（ステップＳＴＢ６）。
【0044】
図５（ｃ）は、ホーン部４１の発振の一例を説明する図である。ホーン部４１は、複数のノーダル・ポイント（振動が極小となる部分）と、ノーダル・ポイントの間に振動が極大となる部分が存在する。第１支持部４５及び第２支持部４７は、ノーダル・ポイントに設けられる。接触部４３は、振動が極大となる部分に設けられる。図５（ｃ）では、ノーダル・ポイントが偶数（４個）である場合の一例を示す。第１発振部５３及び第２発振部５５は、連結信号配線部を利用して、逆位相の電気信号を発振する。すると、各ノーダル・ポイントでは、伸縮が交互に出現する。このようにして、接合処理部３５は、音波振動及び／又は超音波振動を利用して、第３金属５９と第４金属６１の接合処理を行うことができる。
【0045】
図６は、第３金属５９が亜鉛めっき鋼板であり、第４金属６１がハイテンである場合の接合例を示す図である。図６（ａ）は、使用した機器の外観を示す。図６（ｂ）は、接合の概要を示す図である。第４金属６１の上に第３金属が位置して、上から接合処理を行う。図６（ｃ）は、接合後に折り曲げて剥がれていないことを確認したものである。第６（ｄ）は、図６（ｃ）の拡大図である。図６（ｅ）は、接合箇所の断面図を示す。接触箇所では、亜鉛めっきが排除されて接合処理がなされている。
【0046】
特にはんだやすずでめっき処理がなされている場合に、図６のような接合処理が有効であると考えられる。すなわち、はんだやすずのめっきの溶解温度は200℃前後と低く、鉄の溶解温度は1000℃以上である。そのため、音エネルギーでめっきを溶かして接合箇所から排出し、中の金属どうしの例えば銅や真鍮を直接接合することで強度を出すことができる。なお、はんだやすずのめっきの溶解温度は低いが、両支持構造（剛性）が、音の特性である排出効果を引き出し、接合することができる。
【0047】
なお、本願発明では、すべての金属がめっき処理されていてもよく、一部のみがめっき処理されていてもよい。
【0048】
【0049】
図７は、一般金属と亜鉛めっき鋼板の場合について、荷重が一定のときの振幅と負荷の関係を示す図である。一般的に音波及び／又は超音波を利用した接合では、接合ホーンの振動振幅を大きくすると発振器への負荷は大きくなる（図７の一般金属の傾向を参照）。しかし、亜鉛めっき鋼板の接合では、亜鉛と鋼板の融点の差が大きく〈亜鉛めっき鋼板どうしの接合〉と〈亜鉛めっきを含む金属の接合〉の場合を区別することが必要で、それぞれに負荷が異なる。
【0050】
亜鉛めっき鋼板どうしの接合の場合は、図７の亜鉛めっき鋼板の傾向となる。すなわち、振幅が大きくなると負荷が小さくなり、振幅が小さくなると負荷が大きくなる。亜鉛の融点は約420℃であり、低温でかつ振動振幅を大きくすることで比較的簡単に原子が変位する。つまり振動振幅が大きいほど、融点に近づきやすくなりホーンの運動が軽やかで負荷は小さくなる。鋼板の温度上昇は不必要である。
【0051】
亜鉛めっき鋼板と他の金属との接合の場合は、図７の一般金属の傾向となる。すなわち、振幅が大きくなると負荷が大きくなり、振幅が小さくなると負荷が小さくなる。接合強度の確保のためには、亜鉛めっき層を排除し、中の金属どうしを直接接合する必要がある。接合条件としては大きな振動振幅が必要でかつ荷重も大きくなり、それに比例して負荷も大きくなる。サウンドパワーの音波及び／又は超音波による接合のプロセスを理解して上手に利用することで”水素脆化”が発生しない、大気中常温の環境で残留応力のない綺麗な仕上がりの接合が可能である。
【符号の説明】
【0052】
１，３１ めっき金属接合装置、３，３３ 制御部、５，３５ 接合処理部、７ 加圧部、９ 電気信号発振部、１１ 振動子部、１３ 右側駆動部、１５ 左側駆動部、１７ ホーン、１９ 第１金属、２１ 第２金属、３７ 移動部、３９ 圧力調整部、４１ ホーン部、４３ 接触部、４５ 第１支持部、４７ 第２支持部、４９ 第１振動子部、５１ 第２振動子部、５３ 第１発振部、５５ 第２発振部、５７ 連結信号配線部、５９ 第３金属、６１ 第４金属
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
