(57)【要約】【課題】比較的低温で接合が可能であり、接合時の変形を抑制して、固相状態で金属同士を接合することができる金属部材の接合方法を提供する。【解決手段】第１の金属部材と第２の金属部材を突き合わせて、加熱及び加圧すると共に、第１の金属部材と第２の金属部材との間に電流を流して、第１の金属部材と第２の金属部材を接合する工程を有して、金属部材の接合を行う。【選択図】図２
2015030009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属部材を接合する方法であって、
第１の金属部材と第２の金属部材を突き合わせて、加熱及び加圧すると共に、第１の金属部材と第２の金属部材との間に電流を流して、第１の金属部材と第２の金属部材を接合する工程を有する
金属部材の接合方法。
【請求項２】
前記第２の金属部材は、前記第１の金属部材とは異なる材料からなる、請求項１に記載の金属部材の接合方法。
【請求項３】
前記第１の金属部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金である、請求項１に記載の金属部材の接合方法。
【請求項４】
前記第１の金属部材がアルミニウムであり、前記第２の金属部材が銅であり、前記電流を前記第２の金属部材から前記第１の金属部材への向きに流す、請求項３に記載の金属部材の接合方法。
【請求項５】
前記第１の金属部材がアルミニウムであり、前記第２の金属部材がステンレス鋼であり、前記電流を前記第１の金属部材から前記第２の金属部材への向きに流す、請求項３に記載の金属部材の接合方法。
【請求項６】
前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材が同じ材料からなる、請求項１に記載の金属部材の接合方法。
【請求項７】
前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材が銅である、請求項６に記載の金属部材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の金属部材を接合する、金属部材の接合方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、アルミニウム同士、或いは、アルミニウムと鋼材は、５８０〜６２０℃に加熱されて、ろう付により接合されていた。
ろう付による接合では、ろう材を溶融させて接合するため（５８０〜６２０℃）、位置決め精度に問題があり、適用範囲にも制限がある。また、ろう付には、フッ化物を含有するフラックスが用いられており、フラックス残渣による腐食の問題や、フラックスが人体に有害であるため、撤廃が望まれている。さらに、ろう材とアルミニウム母材との間で金属間化合物（脆性的な性質）が形成され、接合部が脆化する問題点もあった。
【０００３】
また、金属部材の他の接合方法として、レーザ溶接、摩擦撹拌溶接、スポット溶接も行われている。
これらの溶接による接合では、溶接熱により溶接部の近傍が軟化し、ミクロ割れが発生する。また、接合部のクリアランスにより、腐食が問題となっている。
さらに、接合する部材がアルミニウムの場合は、熱伝導率が高いため、大きな電力（入熱量）を必要とする。
【０００４】
また、金属部材の他の接合方法として、固相接合法が知られている。
固相接合法は、母材を溶融することなく、固相状態で顕著な変形を加えずに、加熱及び加圧して接合する方法である。熱による部材へのダメージを減少させ、溶融させないことによるぬれ広がりの抑制や、精密組立接合が可能である、といった特徴を有している。
【０００５】
金属材料（特にアルミニウム）は、大気中に曝すと、接合阻害因子である強固な自然酸化皮膜を形成する。強度の高い接合部を得るには、接合圧力及び接合温度を高くして、酸化皮膜を機械的に破壊しなくてはならず、おのずと接合時の変形量が増加してしまう問題点がある。
【０００６】
そこで、例えば、銅の接合面を有機酸から成る酸化膜除去液で処理してから、固相接合を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３３４６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、アルミニウム等においては、表面を有機酸で処理しただけで固相接合を行うと、十分な接合強度が得られなかった。
【０００９】
上述した問題の解決のために、本発明においては、比較的低温で接合が可能であり、接合時の変形を抑制して、固相状態で金属同士を接合することができる金属部材の接合方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の金属部材の接合方法は、複数の金属部材を接合する方法であって、第１の金属部材と第２の金属部材を突き合わせて、加熱及び加圧すると共に、第１の金属部材と第２の金属部材との間に電流を流して、第１の金属部材と第２の金属部材を接合する工程を有する。
【００１１】
本発明の金属部材の接合方法において、第１の金属部材がアルミニウムであり、第２の金属部材が銅であり、電流を第２の金属部材から第１の金属部材への向きに流す構成とすることも可能である。
本発明の金属部材の接合方法において、第１の金属部材がアルミニウムであり、第２の金属部材がステンレス鋼であり、電流を第１の金属部材から第２の金属部材への向きに流す構成とすることも可能である。
【００１２】
上述の本発明の金属部材の接合方法によれば、加熱及び加圧すると共に、第１の金属部材と第２の金属部材との間に電流を流すことにより、接合強度を増大させることができる。
そして、高い接合強度が得られるので、従来よりも低い接合温度で、高い接合強度を得ることが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
上述の本発明によれば、従来よりも低い接合温度で、高い接合強度を得ることができる。
これにより、接合温度を低くして、加熱に必要なエネルギーを低減し、接合時の変形量を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実験１で使用した試料の斜視図である。
【図２】各実験で使用した接合装置の概略構成図である。
【図３】実験１で使用した引張試験用の試験片の側面図である。
【図４】実験１（アルミニウム／銅接合）の引張試験の結果を示す図である。
【図５】実験１の引張試験の結果の接合温度と接合変形量の関係を示す図である。
【図６】引張試験後の試料の破面のＳＥＭ写真及び銅の分析の結果を示す図である。
【図７】引張試験後の試料の接合界面のＳＥＭ写真及び元素分析の結果を示す図である。
【図８】実験２で使用した試料の斜視図である。
【図９】実験２で使用した引張試験用の試験片の側面図である。
【図１０】実験２（アルミニウム／ステンレス鋼接合）の引張試験の結果を示す図である。
【図１１】実験３で使用した試料の斜視図である。
【図１２】実験３で使用した引張試験用の試験片の側面図である。
【図１３】実験３（アルミニウム／アルミニウム合金接合）の引張試験の結果を示す図である。
【図１４】Ａ〜Ｃ  実験４で使用した試料及び引張試験の試験片を示す図である。
【図１５】実験４（銅／銅接合）の引張試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．本発明の概要
２．実施例
【００１６】
＜１．本発明の概要＞
まず、本発明の概要について説明する。
本発明の金属部材の接合方法は、同一の材料からなる、或いは、異種の材料からなる、複数の金属部材を接合する方法である。
そして、本発明では、第１の金属部材と第２の金属部材を突き合わせて、加熱及び加圧すると共に、第１の金属部材と第２の金属部材との間に電流を流して、第１の金属部材と第２の金属部材を接合する工程を有する。
【００１７】
本発明において、第１の金属部材及び第２の金属部材の材料としては、各種の金属材料からなる金属部材を使用することが可能である。例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等を、使用することが可能である。
【００１８】
接合する第１の金属部材及び第２の金属部材は、同じ材料であっても、異種の材料であっても良い。
【００１９】
また、第１の金属部材と第２の金属部材を異なる材料とする場合に、それぞれの金属部材の材料の組み合わせによっては、電流を流す向きによって、その向きの電流で得られる最大の接合強度や、その最大の接合強度が得られる電流の量が異なる。
例えば、第１の金属部材をアルミニウム、第２の金属部材を銅とした場合において、銅からアルミニウムへの向きに電流を流した（アルミニウムから銅への向きに電子を流した）ときには、逆向きに電流を流したときと比較して、最大の接合強度が得られる。また、逆向きに電流を流したときと比較して、最大の接合強度が得られる電流量が小さくなる。
例えば、第１の金属部材をアルミニウム、第２の金属部材をステンレス鋼とした場合において、アルミニウムからステンレス鋼への向きに電流を流した（ステンレス鋼からアルミニウムへの向きに電子を流した）ときには、逆向きに電流を流したときと比較して、最大の接合強度が得られる。また、逆向きに電流を流したときと比較して、最大の接合強度が得られる電流量が大きくなる。
【００２０】
本発明では、金属部材を接合する際に、加熱及び加圧を行うと共に、接合する金属部材に電流を流すので、電流によってそれぞれの金属部材の元素の拡散が促進される。
これにより、各金属部材が異種の材料の場合、接合面付近に反応層が生じ、各金属部材が同種の材料の場合、接合面付近の原子が結合する。また、接合過程の初期の段階で、ジュール熱により接合界面近傍のみ塑性変形することで、接合界面の密着化を完了する。
従って、接合強度を増大させることができる。
このようにして高い接合強度を得ることができるため、従来よりも低い温度で高い接合強度を得ることが可能になる。
【００２１】
上述したように、本発明によれば、従来よりも低い温度で、十分に高い接合強度が得られるので、固相状態での接合が低温で可能になる。
そして、温度と同様の観点から、接合の際の圧力を低くしても、十分に高い接合強度を得ることができる。
これにより、低圧力で固相状態での接合が可能になり、接合の際の変形量を低減することができるので、接合の位置精度を向上することができる。そして、接合の位置精度が向上することにより、高い位置精度を保つことができるので、溶接では困難であった複雑な形状の金属部材の接合も可能になる。
また、低温かつ低圧力で接合が可能になるため、接合装置の構成を簡略化することや、加熱に必要なエネルギーを低減して、エネルギー効率を向上することができる。例えば、消費電力や加熱用の燃料、接合に要する時間等を低減することが可能になる。
【００２２】
なお、金属部材として、アルミニウムのように酸化物皮膜が形成されやすい材料を使用する場合には、表面に形成された酸化物皮膜を除去するために、例えば、アルカリ処理や有機酸処理を行ってから、接合を行っても良い。
【００２３】
＜２．実施例＞
次に、実際に、本発明によって金属部材の接合を行い、特性を調べた。
【００２４】
（実験１）アルミニウム／銅接合
接合する２つの金属部材として、図１に斜視図を示すように、直径が２０ｍｍで高さが１５ｍｍの円柱状のアルミニウムと、直径が１０ｍｍで高さが１５ｍｍの円柱状の銅を用意した。アルミニウムの純度は９９．９％、銅の純度は９９．９９％であった。
【００２５】
実験に使用した接合装置の概略構成図を、図２に示す。
図２に示す接合装置１は、真空チャンバ１１内に、試験片に対して加圧を行う加圧部２が配置され、真空チャンバ１１の周囲にヒーター１３が設けられて、構成されている。
真空チャンバ１１には、真空ポンプ１２が接続されている。また、真空チャンバ１１内には、窒素ガス供給部１４に接続された窒素ガス供給管１８が挿入されている。これにより、真空チャンバ１１内を真空にした後に窒素ガスを供給して、真空チャンバ１１内を窒素雰囲気とすることができる。
加圧部２の内部の空間には、試験片（この場合は、アルミニウム２１及び銅２２）が設置され、試験片２１，２２の上下にそれぞれ接してセラミック板４を配置して、下側のセラミック板４を基板３の上に載せている。そして、基板３及びセラミック板４を通じて、図示しない圧力調整部により調整された一定の圧力が、試験片２１，２２に印加されるように構成されている。
ヒーター１３は、電力供給部１５に接続されている。また、電力供給部１５に接続された制御部１６から、加圧部２内の基板３へ熱電対２０が接続されている。これにより、熱電対２０で基板３の温度を測定して、測定結果をフィードバックしている。そして、制御部１６によって電力供給部１５からヒーター１３に供給する電力を制御し、真空チャンバ１１内の温度を制御する。
また、直流電源１７から、加圧部２内の試験片（アルミニウム２１及び銅２２）へ配線１９が接続されている。これにより、アルミニウム２１及び銅２２に電流を流すことができる。なお、図２では、直流電源１７の正極を銅２２に接続して、負極をアルミニウム２１に接続した状態を示しているが、この接合装置１では、図２とは逆に負極を銅２２に接続して正極をアルミニウム２１に接続することも可能である。
【００２６】
図２に示したように、直流電源１７の正極を銅２２に接続し、負極をアルミニウム２１に接続した場合には、電流は銅２２からアルミニウム２１に流れ、電子流はアルミニウム２１から銅２２に流れる。
図２とは逆に、直流電源１７の正極をアルミニウム２１に接続し、負極を銅２２に接続した場合には、電流はアルミニウム２１から銅２２に流れ、電子流は銅２２からアルミニウム２１に流れる。
【００２７】
図２に示した接合装置１において、接合圧力を１２ＭＰａ、接合温度を４６０℃、接合時間を１５分にそれぞれ設定して、加熱及び加圧することにより、アルミニウム２１と銅２２を接合して継手を作製した。
さらに、接合圧力を１２ＭＰａ、接合時間を１５分に設定して、電流値、電流の向き、接合温度を変えて、それぞれ金属部材の接合を行って、継手を作製した。
また、比較対照のために、電気アシストを行わず（電流０）に接合させた、継手も作製した。
さらに、変形例として、アルミニウムの接合界面の酸化物皮膜を金属塩に置換した後に、電気アシストを行って接合させた、継手も作製した。
【００２８】
（引張試験）
アルミニウムと銅の接合により得られた継手を、試験片として使用して、引張試験を行った。
図３に示すように、径が太いアルミニウム側の端面に引張試験用の治具を引っ掛けて、銅の外側を治具で挟んで、図中矢印で示す方向に応力をかけて、引張試験を行った。
引張試験機は、ＩＮＳＴＲＯＮ社製５５６７を使用した。
接合圧力は１２ＭＰａで一定として、電流値、電流の向き、接合温度を変えて接合した、それぞれの継手について引張試験を行い、継手の界面強度を得た。
【００２９】
実験１の引張試験の結果として、接合圧力を１２ＭＰａ、接合温度を４６０℃にそれぞれ固定して、電流値及び電流の向きを変化させた場合の界面強度の変化を、図４に示す。なお、図４の凡例の「Ｃｕ→Ａｌ」及び「Ａｌ→Ｃｕ」の矢印は電子流の向きを示しており、図２に示した直流電源１７の負極をアルミニウムに接続した場合は、「Ａｌ→Ｃｕ」に該当する。
【００３０】
図４より、高い界面強度を得るには、電流値及び電流の向きを適切に選択する必要があることが分かる。
また、ＡｌとＣｕを接合しようとした場合は、図４の●印のように、電子流をＡｌからＣｕへの向きに、即ち電流をＣｕからＡｌへの向きに、１０Ａ（約０．８Ｖ）流すことによって、最も高い界面強度が得られることが分かる。
そして、ＣｕからＡｌへの向きに電流を流した場合、逆にＡｌからＣｕへの向きに電流を流した場合と比較して、ピークの界面強度が高くなり、また、ピークの界面強度が得られる電流量が小さくなる。
【００３１】
上述のように、電流の向きによって、ピークの界面強度が異なる現象が生じた要因は、以下のように考えられる。
電子をＣｕ側からＡｌ側に移動させた場合（図４の□印の場合）には、Ｃｕ側の酸素イオンと電子の斥力が働き、酸素イオンがＡｌ側に移動することで、Ａｌ側の接合界面にＡｌ２Ｏ３が多量に生成し、Ａｌ／Ｃｕ間の反応が生じにくい状態に変化したことが、界面強度が低くなった要因と考えられる。
電子をＡｌ側からＣｕ側に移動させた場合（図４の●印の場合）には、接合初期の段階でＡｌ側に生成しているＡｌ２Ｏ３の酸素イオンが電子との斥力によって引き離されＣｕ側に移動し、接合温度が２５０℃以上であるため、酸化銅のＣＯとの還元作用によりＡｌとＣｕが反応しやすくなったことが、界面強度が高くなった要因と考えられる。
【００３２】
また、電子をＡｌ側からＣｕ側に移動させた場合（図４の●印の場合）で、電流量を大きくしていったときに、ピークの界面強度が得られる電流量（１０Ａ）までは界面強度が増大し、さらに電流量を大きくすると界面強度が低下する現象が生じた要因は、以下のように考えられる。
電流によりアルミニウム酸化物が還元され、酸素イオンとしてＣｕ接合面に移動した結果、Ａｌ及びＣｕの反応が顕著に生じやすくなったため、界面強度が増大したと考えられる。また、電流量がさらに大きくなると、電子がＣｕ側に激しく移動することによって、ＣｕのＡｌ側への拡散を抑制したためではないかと考えられる。
【００３３】
次に、図４で最も高い界面強度が得られた、電流の向き及び電流量の条件に固定して、接合温度を変化させて場合の結果を、図５に示す。図５は、接合温度と界面強度及び接合変形量（Ａｌの加圧方向の“接合前高さ−接合後の高さ”）の関係を示している。接合変形量は、電気アシストの有無に関わらずほとんど変化は認められなかった。なお、図５には、比較対照である、電気アシストを行わないで接合させた継手の測定結果、並びに変形例である、酸化物皮膜を金属塩に置換した後に電気アシストを行って接合させた継手の測定結果も、併記している。
【００３４】
図５より、電気アシストの有無に関わらず、接合温度の上昇とともに界面強度が増加する傾向が認められた。
しかしながら、電気アシストを行うことで、より低温・低変形量から界面強度が増加し、電気アシストを行わない場合に対して、約３倍の界面強度を有する接続部が得られることがわかる。さらに、接合界面の酸化物皮膜を金属塩に置換した後に電気アシストを行うことで、より界面強度が増加することが分かった。
【００３５】
引張試験後の試料の破面を、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察した。また、アルミニウム側の破面の銅の分析も行った。
観察により得られた接合界面のＳＥＭ写真、及び、分析により得られたアルミニウム側の接合界面の銅の分布を、図６に示す。図６は、上段に電気アシストを行わなかった場合を示し、下段に電気アシストを行った場合を示し、それぞれ接合温度が５００℃と５２０℃の場合の試料の結果を示している。
【００３６】
図６より、電気アシストを行った場合は、破面の全面から互いの元素が検出されたが、電気アシストを行わなかった場合は一部に付着物が認められる程度であった。
従って、電気アシストを行った場合に高い界面強度を示したのは、接合面間の互いの原子による反応拡散がより顕著に生じたためであることが示唆される。
【００３７】
次に、図６に示した接合条件と同じ接続部の接合界面について、ＳＥＭを用いて観察及び元素分析を行った。その結果を図７に示す。図７は、上段に電気アシストを行わなかった場合を示し、下段に電気アシストを行った場合を示す。また、左側に接合温度５００℃の場合を示し、右側に接合温度５２０℃の場合を示した。そして、それら４通りの条件について、ＳＥＭ写真と対応する位置のＡｌ及びＣｕの量の線分析結果を示している。
【００３８】
図７より、電気アシストを行った場合は、界面に顕著な反応層が認められたが、電気アシストを行わなかった場合は、一部にわずかな反応領域が見られる程度であった。
従って、電気アシストを行った場合に高い界面強度を示したのは、電気アシストにより接合面間の互いの原子による反応拡散が促進されたためであることが示唆される。
【００３９】
（実験２）アルミニウム／ステンレス綱（ＳＵＳ３０４）接合
接合する２つの金属部材として、図８に斜視図を示すように、直径が２０ｍｍで高さが１５ｍｍの円柱状のアルミニウムと、直径が１０ｍｍで高さが１５ｍｍの円柱状のＳＵＳ３０４ステンレス綱を用意した。アルミニウムの純度は９９．９％であった。
使用したＳＵＳ３０４ステンレス綱の化学組成を表１に示す。
【００４０】
【表１】
2015030009.tif 000003
【００４１】
図２に示した接合装置１において、接合圧力を６ＭＰａ、接合温度を４６０℃、接合時間を１５分にそれぞれ設定して、電流値と電流の向きを変え、それぞれアルミニウム及びステンレス鋼の接合を行って、継手を作製した。
また、比較対照のために、電気アシストを行わず（電流０）に接合させた、継手も作製した。
【００４２】
（引張試験）
アルミニウムとステンレス鋼の接合により得られた継手を、試験片として使用して、引張試験を行った。
図９に示すように、径が太いアルミニウム側の端面に引張試験用の治具を引っ掛けて、ステンレス鋼の外側を治具で挟み、図中矢印で示す方向に応力をかけて、引張試験を行った。
引張試験機は、ＩＮＳＴＲＯＮ社製５５６７を使用した。
接合圧力、接合温度及び接合時間を一定として、電流値、電流の向きを変えて接合した、それぞれの継手について引張試験を行い、継手の界面強度を得た。
【００４３】
実験２の引張試験の結果として、電流量及び電流の向きを変化させた場合の界面強度の変化を、図１０に示す。なお、図１０には、比較対照である、電気アシストを行わないで接合させた継手の測定結果も、併記している。また、図１０の凡例の「Ａｌ→ＳＵＳ３０４」及び「ＳＵＳ３０４→Ａｌ」の矢印は、図４と同様に、電子流の向きを示している。
【００４４】
図１０より、高い界面強度を得るには、電流値及び電流の向きを適切に選択する必要があることが分かる。
また、ＡｌとＳＵＳ３０４を接合しようとした場合は、電子流をＳＵＳ３０４からＡｌへの向きに、即ち電流をＡｌからＳＵＳ３０４への向きに、２０Ａ（約１．６Ｖ）流すことによって、最も高い界面強度が得られることが分かる。なお、このＡｌからＳＵＳ３０４への向きに電流を流した場合、逆にＳＵＳ３０４からＡｌへの向きに電流を流した場合と比較して、ピークの界面強度が得られる電流量が大きくなる。
【００４５】
実験２より、電気アシストによる接合法は、Ａｌとステンレス鋼との接合にも適用可能であることがわかる。
従って、電気アシストによる接合法は、多様な金属に対応可能であることが示された。
【００４６】
（実験３）アルミニウム／アルミニウム合金接合
接合する２つの金属部材として、図１１に斜視図を示すように、直径が２０ｍｍで高さが１５ｍｍの円柱状のアルミニウムと、直径が１０ｍｍで高さが１５ｍｍの円柱状のアルミニウム合金を用意した。アルミニウムの純度は９９．９％であった。
使用したアルミニウム合金の化学組成を表２に示す。
【００４７】
【表２】
2015030009.tif 000004
【００４８】
図２に示した接合装置１において、接合圧力を６ＭＰａ、接合温度を４６０℃、接合時間を１５分にそれぞれ設定して、電流値と電流の向きを変え、それぞれアルミニウム及びアルミニウム合金の接合を行って、継手を作製した。
また、比較対照のために、電気アシストを行わず（電流０）に接合させた、継手も作製した。
【００４９】
（引張試験）
アルミニウムとアルミニウム合金の接合により得られた継手を、試験片として使用して、引張試験を行った。
図１２に示すように、径が太いアルミニウム側の端面に引張試験用の治具を引っ掛けて、アルミニウム合金の外側を治具で挟んで、図中矢印で示す方向に応力をかけて、引張試験を行った。
引張試験機は、ＩＮＳＴＲＯＮ社製５５６７を使用した。
接合圧力及び接合温度を一定として、電流値、電流の向きを変えて接合した、それぞれの継手について引張試験を行い、継手の界面強度を得た。
【００５０】
実験３の引張試験の結果として、電流値及び電流の向きを変化させた場合の界面強度の変化を、図１３に示す。なお、図１３には、比較対照である、電気アシストを行わないで接合させた継手の測定結果も、併記している。また、図１３の凡例の「Ａｌ→Ａｌ合金」及び「Ａｌ合金→Ａｌ」の矢印は、図４と同様に、電子流の向きを示している。
【００５１】
図１３に示すように、高い界面強度を得るには、電流の向きを適切に選択する必要があることが分かる。
また、ＡｌとＡｌ合金を接合しようとした場合は、ＡｌからＡｌ合金の向き（図１３の□印）に電子を流し、かつ電流量を増加させることで、界面強度を高くできることが分かる。
【００５２】
実験３より、電気アシストによる接合法は、ＡｌとＡｌ合金との接合にも適用可能であることがわかる。
従って、電気アシストによる接合法は、多様な金属に対応可能であることが示された。
【００５３】
（実験４）銅／銅接合
接合する２つの金属部材として、図１４Ａに示すように、直径が１．２ｍｍであり、下端部を曲率半径Ｒ＝８．５ｍｍで折り曲げた、高さ６０ｍｍの銅線（銅ワイヤ）３１と、縦横が１５ｍｍで厚さが５ｍｍの銅板３２を用意した。
この銅線３１及び銅板３２を、図１４Ｂに示すように、直径５ｍｍの丸棒側面の先端部３３を備えた押圧治具３４で矢印に示す方向に荷重を加えて、銅線３１と銅板３２との間に電流を流し、加熱して、銅線３１及び銅板３２を接合して、試験片を作製した。
そして、図１４Ｂにおいて、押圧治具３４による接合荷重を５８８Ｎ、接合温度を３００℃、接合時間を１５分に設定して、電流値を変えて、それぞれ銅線３１及び銅板３２を接合して、試験片を作製した。
また、比較対照のために、電気アシストを行わず（電流０）に接合させた、継手も作製した。
【００５４】
（引張試験）
銅線３１と銅板３２の接合により得られた試験片を使用して、引張試験を行った。
図１４Ｃに示すように、銅板３２に引張試験の治具を引っ掛けて、銅線側３１を治具で挟み、図中矢印で示すように上方向に引っ張って、引張試験を行った。
接合圧力、接合温度、電流の向きを一定として、電流値を変えて接合した、それぞれの試験片について引張試験を行い、界面強度を得た。
【００５５】
実験４の引張試験の結果として、電流値と界面強度の関係を、図１５に示す。なお、図１５には、比較対照である、電気アシストを行わないで接合させた継手の測定結果も、併記している。
【００５６】
図１５より、高い界面強度を得るには、電流値を適切に選択する必要があることが分かる。
また、ＣｕとＣｕを接合しようとした場合は、電流を１０Ａ（約０．８Ｖ）流すことで、最も界面強度を高くできることが分かる。
従って、電気アシストによる接合法は、同種金属間であっても対応可能であることが示された。
【００５７】
本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上の通り、本発明に係る金属部材の接合方法は、低温及び低変形量で金属部材を接合することを可能にするものであり、産業上の利用可能性を有している。
【符号の説明】
【００５９】
１  接合装置、２  加圧部、３  基板、４  セラミック板、１１  真空チャンバ、１２  真空ポンプ、１３  ヒーター、１４  窒素ガス供給部、１５  電力供給部、１６  制御部、１７  直流電源、１８  窒素ガス供給管、１９  配線、２０  熱電対、２１  アルミニウム、２２  銅、３１  銅線（銅ワイヤ）、３２  銅板、３４  押圧治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図６】
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【図７】
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