CN103889637B - 带盖容器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能减小带盖容器的强度的不均衡的带盖容器的制造方法。该带盖容器的制造方法的特征是,包括:准备工序,在该准备工序中,准备主体部(2)和盖部(3),其中,所述主体部(2)包括底部(11)和立设于该底部(11)的俯视观察时呈矩形框状的侧壁部(12),所述盖部(3)将主体部(2)的开口(5)堵塞;以及摩擦压接工序,在该摩擦压接工序中,将侧壁部(12)的上表面与盖部(3)的下表面对接来形成对接部,并使主体部(2)及盖部(3)沿着相对于所述对接部的一边倾斜的基准线相对地且直线地往复移动来进行摩擦压接。

Description

带盖容器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种带盖容器的制造方法及接合方法。
背景技术
例如,在专利文献1、2中公开了通过摩擦压接将呈圆柱状的金属构件彼此接合的方法。在这种接合方法中,通过将一对圆柱状的金属构件的端面朝彼此靠近的方向按压并使其绕着中心轴高速旋转,从而在接合面上产生摩擦热来将两个构件接合。在现有的接合方法中,金属构件的端面彼此呈圆形状,因此,只要使金属构件绕中心轴旋转,就能没有偏向地产生摩擦热。
另一方面,摩擦压接具有工件的应变小且加工速度快这样的优点。然而,摩擦压接虽然是固相接合,但伴随着动态的工艺,因此,存在接合部处的水密性及气密性容易变得不稳定,而在接合部处产生飞边这样的问题。例如,在专利文献2中,提出了一种以能将切削刀自动地定位于外飞边的方式加以改进的摩擦压接机用的外飞边切削装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2009-107006号公报
专利文献2:日本专利特开平07-51902号公报
专利文献3:日本专利特开2005-251595号公报
专利文献4:日本专利特开平08-215863号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在此,图32是用于对技术问题进行说明的图,其中,图32(a)是接合前的分解立体图,图32(b)是接合后的示意俯视图。在此,例示了通过摩擦压接将俯视观察时呈长方形的主体部201和俯视观察时呈长方形的盖部202接合来制造出带盖容器的情况。主体部201具有底部203和从底部203的端部立设的框状的侧壁部204。盖部202覆盖主体部201的开口的板状构件。
当对俯视观察时呈长方形的构件进行摩擦压接时,无法像现有技术那样使金属构件彼此旋转。因此,在将侧壁部204的上表面与盖部202的下表面对接之后,例如,如图32(b)所示,可想到使主体部201和盖部202与侧壁部204的长边的延伸方向平行地相对地往复移动来进行接合。
若对这样接合后的带盖容器的M点和N点处的拉伸强度进行测定,可知N点的拉伸强度比M点的拉伸强度低得多。可以想到这是由于在M点和N点处摩擦压接时产生的摩擦热的差较大,因而对接合强度也造成影响。
另外,若对这样接合后的带盖容器的气密性进行测定,可知气密性非常低。可以想到这是由于在M点和N点处摩擦压接时的磨损粉移动距离的差较大,因而对气密性也造成影响。
另一方面,在专利文献3中,提出了一种高频感应加热线圈装置,该高频感应加热线圈装置在去除由切削加工产生的飞边之前,通过高频感应加热将飞边整体高频感应加热至恰当的温度,从而能使后续的飞边切削去除简化及高效化。
另外,还提出了一种用于不需要切除摩擦压接时产生的飞边的方法。例如,在专利文献4中,提出了一种摩擦压接方法,在该摩擦压接方法中,在使相对且被把持的一对基材彼此相对旋转并使其接触而发热,在基材接触端部熔融后,进一步对基材彼此进行按压来进行接合,其中,包括朝与飞边产生方向相对的方向施力,来将对基材彼此进行按压时在基材接合部产生的飞边按压成形的工序。
然而,在上述方法中,实现该方法的装置的机构变得复杂,另外,因增加一个工序而成为成本上升的主要原因。
从上述观点出发,本发明的技术问题在于提供一种能减小带盖容器的各接合部位的强度的不均衡,且能提高带盖容器的水密性及气密性的带盖容器的制造方法。此外,本发明的技术问题在于提供一种能去除因摩擦压接而产生的飞边、并能同时提高接合品质的接合方法。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题,本发明的带盖容器的制造方法的特征是,包括:准备工序,在该准备工序中,准备主体部和盖部,其中,上述主体部包括底部和立设于该底部的俯视观察时呈矩形框状的侧壁部,上述盖部将上述主体部的开口堵塞;以及摩擦压接工序,在该摩擦压接工序中,将上述侧壁部的上表面与上述盖部的下表面对接来形成对接部,在俯视观察时,使上述主体部及上述盖部沿着相对于上述对接部的一边倾斜的基准线相对地且直线地往复移动来进行摩擦压接。
根据上述制造方法,由于在摩擦压接工序中使构件彼此倾斜地直线移动,因此,能减小各接合部位处的摩擦热的差,进而能减小带盖容器的各接合部处的强度的不均衡。另外,由于在摩擦压接工序中使构件彼此倾斜地直线移动,因此,能减小各接合部位处的磨损粉移动距离的差,进而能提高带盖容器的水密性及气密性。
此外,较为理想的是,在上述摩擦压接工序中上述对接部呈正方形的情况下,将上述基准线设定在相对于上述对接部的对角线±30°的范围内。
此外,较为理想的是,在上述摩擦压接工序中上述对接部呈长方形的情况下,将上述基准线设定在相对于上述对接部的对角线±20°的范围内。
此外,较为理想的是,在上述摩擦压接工序中,将上述基准线设定为与上述对接部的对角线平行。
根据上述制造方法,在对主体部与盖进行摩擦压接时,能减小在各接合部位产生的摩擦热的不均衡,因而能进一步减小带盖容器的各接合部位处的强度的不均衡。
此外,在上述摩擦压接工序中,较为理想的是,将上述对接部的一边和上述基准线所成的角度设定为35°~55°,更为理想的是设定为40°~50°,最为理想的是设定为45°。
根据上述制造方法,在对主体部与盖进行摩擦压接时,能减小各接合部位处的磨损粉移动距离的不均衡,因而能提高带盖容器的水密性及气密性。
此外,较为理想的是,在上述侧壁部的上表面形成有主体凹槽部、主体内周面及主体外周面,其中,上述主体凹槽部形成为俯视观察时呈矩形框状,上述主体内周面形成于上述主体凹槽部的内侧,上述主体外周面形成于上述主体凹槽部的外侧的、比上述主体内周面低的位置,在上述摩擦压接工序中,将上述主体内周面与上述盖部的下表面对接。
此外,较为理想的是,在上述盖部的下表面形成有盖凹槽部、盖内周面及盖外周面,其中,上述盖凹槽部形成为俯视观察时呈矩形框状,上述盖内周面形成于上述盖凹槽部的内侧,上述盖外周面形成于上述盖凹槽部的外侧的、比上述盖内周面高的位置,在上述摩擦压接工序中,将上述侧壁部的上表面与上述盖内周面对接。
根据上述制造方法,由于通过摩擦压接形成的飞边被收纳在各凹槽部中,因此,能省略切削飞边的工时。
此外,本发明的接合方法的特征在是,包括:摩擦压接工序,在该摩擦压接工序中,对第一金属构件和第二金属构件进行摩擦压接;以及焊接工序,在该焊接工序中,将在上述第一金属构件及上述第二金属构件的至少一方的外侧面上产生的飞边作为焊接添加件,来对上述外侧面彼此进行焊接。
此外,较为理想的是,在上述第一金属构件及上述第二金属构件的相对面中的至少一方形成有凹部。根据上述结构,能提高由第一金属构件和第二金属构件构成的中空容器的水密性及气密性。
此外,较为理想的是,在上述焊接工序中,进行激光焊接。根据上述结构,能容易地进行焊接工序。
此外,较为理想的是,上述第一金属构件及上述第二金属构件由铝或铝合金构成。根据上述结构,能制造出重量轻且耐腐蚀性优异的中空容器。
摩擦压接虽然是固相接合,但由于伴随着动态的工艺,因此,存在接合部处的水密性及气密性容易变得不稳定,且在接合部处产生飞边这样的问题,但是摩擦压接具有其接合品质不易受到被接合件内部的铸孔、对接面处的间隙、氧化皮膜、污垢等的影响这样的优点。
另一方面,由于焊接伴随着利用电弧、激光等热源使焊接添加件、被接合件表面熔融,因此,其接合品质存在容易受到被接合件内部的铸孔、对接面处的间隙、氧化皮膜、污垢等的影响这样的问题,但是焊接具有水密性及气密性良好且接合面比较平滑这样的优点。
因此,本发明的发明人想到了能最大限度地灵活应用摩擦压接、焊接各自的优点,并能弥补摩擦压接、焊接各自的技术问题的工艺,通过该工艺成功实现显著提高接合品质(气密性)。
发明效果
根据本发明的带盖容器的制造方法,能减小带盖容器的各接合部位处的强度不均衡,并能提高带盖容器的水密性及气密性。此外,根据本发明的接合方法,能去除因摩擦压接而产生的飞边,并能同时提高接合品质。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的带盖容器的分解立体图。
图2是第一实施方式的主体部的剖视图。
图3是第一实施方式的盖部的立体图。
图4是第一实施方式的盖部的剖视图。
图5是表示第一实施方式中的对接状态的剖视图。
图6是表示第一实施方式的摩擦压接工序的俯视图。
图7是表示第一实施方式的带盖容器的剖视图。
图8是表示本发明第二实施方式的摩擦压接工序的俯视图。
图9是表示第一变形例的图,其中,图9(a)表示接合前,图9(b)表示接合后。
图10是表示第二变形例的图,其中,图10(a)表示接合前,图10(b)表示接合后。
图11是表示第三变形例的图,其中,图11(a)表示接合前,图11(b)表示接合后。
图12是本发明第三实施方式的带盖容器的分解立体图。
图13是第三实施方式的带盖容器的剖视图。
图14(a)是本发明第四实施方式的带盖容器的俯视图,图14(b)表示第四实施方式的带盖容器的剖视图。
图15是表示本发明第五实施方式的第一金属构件及第二金属构件的立体图。
图16(a)是表示第五实施方式的摩擦压接工序的剖视图,图16(b)是表示第五实施方式的焊接工序的剖视图。
图17是用于对实施例1进行说明的图,其中,图17(a)是俯视图,图17(b)是表示摩擦角度与拉伸强度间的关系的图表。
图18是用于对实施例2进行说明的图,其中,图18(a)是俯视图,图18(b)是表示摩擦角度与拉伸强度间的关系的图表。
图19是实施例2在各条件下的对接部的剖视图。
图20是对实施例3的接合条件进行汇总的表。
图21是表示实施例3的摩擦角度与压力降低率间的关系的图表,图21(a)表示长方形试验体的结果,图21(b)表示正方形试验体的结果。
图22是表示用于对间歇摩擦部的面积与摩擦角度间的关系、磨损粉移动距离与摩擦角度间的关系进行计算的前提条件的表。
图23是用于对间歇摩擦部进行说明的图,其中,图23(a)是将主体部与盖部对接的状态下的示意俯视图,图23(b)是在图23(a)的A部处使盖部相对于主体部移动的状态下的放大示意俯视图。
图24(a)是表示在对长方形容器(长边与短边的长宽比为3:1)的主体部与盖进行摩擦压接时的、间歇摩擦部的面积与摩擦角度间的关系的图表,图24(b)是表示在对正方形容器的主体部与盖进行摩擦压接时的、间歇摩擦部的面积与摩擦角度间的关系的图表。
图25是用于对磨损粉移动距离进行说明的图,其中,图25是在图23(a)的A部处使盖部相对于主体部移动的状态下的放大示意俯视图。
图26(a)是表示在对长方形容器(长边与短边的长宽比为3:1)的主体部与盖进行摩擦压接时的、磨损粉移动距离与摩擦角度间的关系的图表,图26(b)是表示在对正方形容器的主体部与盖进行摩擦压接时的、磨损粉移动距离与摩擦角度间的关系的图表。
图27是表示实施例4的试验体G、H的图,其中,图27(a)是俯视图,图27(b)是图27(a)的I-I剖视图。
图28是表示实施例4的试验体I~M的图,其中,图28(a)是俯视图,图28(b)是图28(a)的II-II剖视图。
图29(a)表示试验体G、H的焊接条件,图29(b)表示试验体I、K的焊接条件,图29(c)表示试验体L、M的焊接条件。
图30(a)是试验体G在摩擦压接工序后的健全部分的示意剖视图。图30(b)是试验体G在摩擦压接工序后的、包含接合缺陷在内的部分的示意剖视图。图30(c)是试验体G在焊接工序后的示意剖视图。
图31是表示实施例4的条件及压力降低率的表。
图32是用于对技术问题进行说明的图,其中,图32(a)是接合前的分解立体图,图32(b)是接合后的示意俯视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照附图,对本发明实施方式的带盖容器的制造方法进行详细说明。本实施方式的带盖容器例如是对装载于个人计算机等电子设备的冷却系统的结构部件、即CPU(电子元器件)等进行冷却的部件。通过使冷却水流至带盖容器的内部,就能使CPU的热量降低。
如图1所示,带盖容器1具有主体部2和盖部3。主体部2及盖部3均由铝合金形成。主体部2及盖部3只要是能进行摩擦压接的材料即可,也可以是其它金属材料及树脂。首先,对制造前的主体部2和盖部3的结构进行说明。主体部2及盖部3例如是使用球磨机及端铣刀等通过切削加工成型而成的。
如图1所示,主体部2俯视观察时呈长方形。主体部2具有:箱状构件4;形成于箱状构件4的开口5;以及形成于箱状构件4内部的多个翅片6。箱状构件4由底部11和立设于底部11的框状的侧壁部12构成。主体部2的长宽比(纵横比)为3:1。
侧壁部12由四个侧壁构成,各侧壁形成为相同的截面形状。如图2所示,侧壁部12包括内表面13、外表面14及上表面15。内表面13及外表面14与底部11垂直。在上表面15上形成有主体内周面16、主体凹槽部17及主体外周面18,其中,上述主体内周面16形成在开口5周围,上述主体凹槽部17形成在主体内周面16外侧,上述主体外周面形成在主体凹槽部17外侧。
主体内周面16在开口5周围形成为俯视观察时呈长方形的框状。主体内周面16为水平面,其由一定的宽度形成。
主体凹槽部17是沿着主体内周面16周围形成为俯视观察时呈长方形的框状的槽。主体凹槽部17形成为截面观察时呈半圆状,其上方敞开。
主体外周面18沿着主体凹槽部17周围形成为俯视观察时呈长方形的框状。主体外周面18为水平面,其由一定的宽度形成。主体外周面18形成在比主体内周面16低一级台阶的位置处。
翅片6呈板状,其垂直地立设在底部11的上表面上。在本实施方式中,设有六片翅片6,这些翅片6隔着间隔平行地并排设置。翅片6的片数并不受到限定。
如图3及图4所示,盖部3俯视观察时呈长方形,其具有与主体部2相同的大小。盖部3呈板状,其具有上表面21、四个侧面22及下表面23。在下表面23上形成有盖中央面24、盖内侧凹槽部25、盖内周面26、盖外侧凹槽部27及盖外周面28,其中,上述盖中央面24形成于中央,上述盖内侧凹槽部25形成于盖中央面24周围,上述盖内周面26形成于盖内侧凹槽部25周围,上述盖外侧凹槽部27形成于盖内周面26周围,上述盖外周面28形成于盖外侧凹槽部27周围。
盖中央面24俯视观察时呈矩形,其形成在盖部3的中央。盖中央面24为水平面。盖内侧凹槽部25是沿着盖中央面24周围形成为框状的槽。盖内侧凹槽部25形成为截面观察时呈半圆形状,其下方敞开。
盖内周面26沿着盖内侧凹槽部25的周围形成为俯视观察时呈长方形的框状。盖内周面26为水平面。盖内周面26的形状及宽度与主体内周面16相同。也就是说,盖内周面26与主体内周面16以没有过盈及不足的方式面接触。盖内周面26形成在比盖中央面24低一级台阶的位置处。
盖外侧凹槽部27是沿着盖内周面26的周围形成为俯视观察时呈长方形的框状的槽。盖外侧凹槽部27形成为截面观察时呈半圆形状,其下方敞开。
盖外周面28沿着盖外侧凹槽部27的周围形成为俯视观察时呈长方形的框状。盖外周面28为水平面。盖外周面28的形状及宽度与主体外周面18相同。盖外周面28形成在与盖中央面24相同的高度位置处。
接着,对具体的接合方法进行说明。在本实施方式的带盖容器的制造方法中,进行准备工序和摩擦压接工序。
在准备工序中,对金属构件进行加工,以准备上述主体部2及盖部3。
在摩擦压接工序中,如图5所示,在使用夹具将主体部2和盖部3分别固定于摩擦压接装置(未图示)之后,使侧壁部12的主体内周面16与盖部3的盖内周面26面接触。也将主体内周面16与盖内周面26对接后的部位称为“对接部J”。对接部J俯视观察时呈长方形的框部,其与主体部2及盖部3的外形大致相似。
此外,在摩擦压接工序中,进行摩擦工序和压接工序。在摩擦工序中,如图6所示,将主体部2和盖部3朝彼此靠近的方向按压,在俯视观察时,使主体部2及盖部3沿着相对于对接部J的一边倾斜的基准线C3相对地且直线地往复移动。在本实施方式中,将基准线C3设定成与对接部J的对角线平行。
此外,在本实施方式中,不使主体部2移动,仅使盖部3直线地往复移动。只要恰当地设定摩擦工序中的条件即可,例如,设定为频率50Hz、振幅2.0mm、摩擦压力40MPa。摩擦工序的时间设定为5~10秒左右。
另外,在本实施方式中,将基准线C3设定成与对接部J的对角线平行,但并不限定于此。在此,如图6所示,将穿过对接部J的前后方向的中心的中心线C1的位置设为0°,将穿过对接部J的左右方向的中心的中心线C2的位置设为90°,将从中心线C1到基准线C3的角度设为摩擦角度α。摩擦工序的基准线C3只要设定成使摩擦角度为0°及90°之外即可。
也就是说,只要以使主体部2及盖部3中的任一方的移动方向相对于构成对接部J的一边倾斜的方式设定摩擦角度α即可。在对接部J为俯视观察时呈长方形的情况下,较为理想的是,基准线C3设定在相对于对接部J的对角线±20°的范围内,更为理想的是,基准线C3设定在相对于对接部J的对角线±10°的范围内,最为理想的是,基准线C3设定为与对角线平行是最为理想的。
在压接工序中,在摩擦工序结束之后,以使主体部2及盖部3不相对移动的方式,将主体部2及盖部3朝彼此靠近的方向按压。只要恰当地设定压接工序中的条件即可,例如,将压力设定为80MPa。将压接工序的时间设定为3~5秒左右。
图7是表示第一实施方式的带盖容器的剖视图。如图7所示,因上述摩擦工序而在对接部J处产生摩擦热。然后,使振幅停止,并通过压接工序进行加压,从而分子间引力作用在对接部J上,以将主体内周面16与盖内周面26结合。在摩擦工序时,主体内周面16及盖内周面26因相互摩擦而产生飞边P1、P2。在比对接部J更靠内侧位置处产生的飞边P1被收纳在主体部2与盖部3结合而形成的中空部内。另一方面,在比对接部J更靠外侧位置处产生的飞边P2被收纳在由主体凹槽部17和盖外侧凹槽部27围成的空间内。
由于在主体内周面16及盖内周面26相互摩擦时产生飞边P1、P2,因此,主体内周面16及盖内周面26的高度稍许变小。因此,盖中央面24与翅片6的上表面接触或是隔着细小的间隙靠近。此外,主体外周面18与盖外周面28接触或是隔着细小的间隙靠近。主体内周面16位于比主体外周面18更靠上方的位置,盖内周面26位于比盖外周面28更靠下方的位置,这是为了确保摩擦压接工序中的收缩量。通过以上工序来形成带盖容器1。
根据以上说明的带盖容器的制造方法,由于在摩擦压接工序中使构件彼此倾斜地往复移动,因此,能减小摩擦热的温度不均衡,进而能减小带盖容器的各接合部位处的强度的不均衡。后面将对依据进行说明。
此外,由于通过摩擦压接工序形成的飞边P2在主体外周面18和盖外周面28被封闭的同时被收纳在由主体凹槽部17及盖外侧凹槽部27围成的空间内,因此,飞边P2不露出到外部。因而,能省略在接合后去除飞边P2的作业。
[第二实施方式]
接着,对本发明的第二实施方式进行说明。在第二实施方式的带盖容器的制造方法中,如图8所示,在制造俯视观察时呈正方形的带盖容器1A这点上与第一实施方式不同。对接部J1俯视观察时呈大致正方形的框状。除了带盖容器1A的形状之外,带盖容器1A的结构与第一实施方式相同,因此,对于重复的部分标注相同的符号,并省略详细的说明。
在本实施方式的带盖容器的制造方法中,进行准备工序和摩擦压接工序。以与第一实施方式相同的方法进行准备工序。
在摩擦压接工序中,如图8所示,将主体部2和盖部3朝彼此靠近的方向按压,在俯视观察时,使主体部2及盖部3沿着相对于对接部J1的一边倾斜的基准线C3相对地且直线地往复移动。在本实施方式中,将基准线C3设定成与对接部J1的对角线平行。在本实施方式中,由于对接部J1为正方形状(相邻的边彼此的长度比为1:1),因此,摩擦角度为45°。
这样,即便在构成对接部J1的边中的、相邻一边的比相等的情况下,也能起到与第一实施方式相同的效果。
另外,在对接部J俯视观察时呈长方形的情况下,较为理想的是,基准线C3设定在相对于对接部J的对角线±30°的范围内,更为理想的是,基准线C3设定在相对于对接部J的对角线±20°的范围内,最为理想的是,基准线C3设定为与对角线平行是最为理想的。
接着,对本发明的变形例进行说明。主体部2和盖部3的形状并不限定于第一实施方式,例如也可像变形例1~3这样形成。
[变形例1]
如图9(a)所示,变形例1的主体部2与第一实施方式相同,但在盖部3的下表面23为平滑的这点上,与第一实施方式不同。如图9(b)所示,因摩擦压接工序而产生的飞边P1被收纳在主体部2与盖部3结合而形成的中空部内,飞边P2被收纳在主体凹槽部17内。根据变形例1,在主体外周面18和下表面23被封闭的同时,飞边P2被收纳在主体凹槽部17内,因此,能省略飞边P2的切削作业。另外,由于不需要在盖部3的下表面23上形成凹槽部,因此,能省略作业工时。
[变形例2]
如图10(a)所示,变形例2的盖部3与第一实施方式相同,但在主体部2的侧壁部12的上表面15为平滑的这点上,与第一实施方式不同。如图10(b)所示,因摩擦压接工序而产生的飞边P1被收纳在主体部2与盖部3结合而形成的中空部内。此外,飞边P2被收纳在盖外侧凹槽部27内。根据变形例2,在上表面15和盖外周面28被封闭的同时,飞边P2被收纳在盖外侧凹槽部27内,因此,能省略飞边的切削作业。此外,由于不需要在侧壁部12的上表面15上形成凹槽部等,因此,能省略作业工时。
[变形例3]
如图11(a)所示,在变形例3的侧壁部12的上表面15为平滑的且盖部3的下表面23也为平滑的这点上,与第一实施方式不同。如图11(b)所示,因摩擦压接工序而产生的飞边P1被收纳在主体部2与盖部3结合而形成的中空部,而飞边P2则露出到侧壁部12的外表面14和盖部3的侧面22的外部。在进行摩擦压接工序之后,对飞边P2进行切削。根据变形例3,由于不需要在侧壁部12的上表面15及盖部3的下表面23上形成凹槽部等,因此,能省略作业工时。
[第三实施方式]
接着,对本发明的第三实施方式进行说明。如图12所示,第三实施方式的带盖容器1B是通过将由大致相同形状构成的主体部2和盖部3接合来制造出的。首先,对主体部2和盖部3的大致情况进行说明。
主体部2由底部11和立设于底部11的侧壁部12构成。侧壁部12俯视观察时呈长方形框状。侧壁部12的纵横比没有特别限制,但在本实施方式中为3:1。侧壁部12的壁厚T1在四条边上均为相同的尺寸。在侧壁部12的四个角的外角落部形成有经倒圆角处理后的倒角部31。倒角部31形成在高度方向的全长范围内。
盖部3由底部11和立设于底部11的侧壁部12构成。侧壁部12俯视观察时呈长方形框状。盖部3除了侧壁部12的高度为主体部2的侧壁部12的高度一半左右这点之外,形成为与主体部2相同的形状。
如图13所示,在摩擦压接工序中,将主体部2的侧壁部12的上表面(端面)与盖部3的侧壁部12的下表面(端面)对接,来形成对接部J2。使侧壁部12、12彼此的外表面共面。对接部J2的平面形状为与侧壁部12的端面相同的形状。
此外,在摩擦压接工序中,与第一实施方式同样地,相对于对接部J2的一边倾斜地往复移动。根据第三实施方式的带盖容器的制造方法,能获得与第一实施方式大致相同的效果。此外,由于不仅在主体部2上形成有凹部,还在盖部3上形成有凹部,因此,能制造出包括更大的中空部的带盖容器。
[第四实施方式]
接着,对本发明的第四实施方式进行说明。如图14(a)及图14(b)所示,第四实施方式的带盖容器1C在平面形状为大致正方形这点上与第三实施方式不同。
主体部2由底部11和立设于底部11的侧壁部12构成。侧壁部12俯视观察时呈正方形框状。侧壁部12的壁厚T1在四条边上均为相同的尺寸。在侧壁部12的四个角的外角落部形成有经倒圆角处理后的倒角部31。倒角部31形成在高度方向的全长范围内。
盖部3由底部11和立设于底部11的侧壁部12构成。侧壁部12俯视观察时呈正方形框状。盖部3除了侧壁部12的高度为主体部2的侧壁部12的高度一半左右这点之外,形成为与主体部2相同的形状。
如图14(b)所示,在摩擦压接工序中,将主体部2的侧壁部12的上表面(端面)与盖部3的侧壁部12的下表面(端面)对接,来形成对接部J2。在摩擦压接工序中,与第一实施方式同样地,相对于对接部J2的一边倾斜地往复移动。
根据第四实施方式的带盖容器的制造方法,能获得与第一实施方式大致相同的效果。此外,不仅在主体部2上形成有凹部,还在盖部3上形成有凹部,因此,能制造出包括更大的中空部的带盖容器。
另外,在第三实施方式及第四实施方式的带盖容器1B、1C中,设置有经倒圆角处理的倒角部31,但也可进行例如45°倒角等其它倒角加工。此外,也可不设置倒角部。
此外,在第三实施方式及第四实施方式的情况下,在摩擦压接工序后,在侧壁部12、12的外表面上不可避免地产生飞边。对于上述飞边,虽然也可以使用切刀装置进行切除,但例如也可以将飞边作为焊接添加件(日文:溶加材)来将外表面彼此焊接。可通过焊接去除飞边,并可干净地成型出精加工面。此外,即便在摩擦压接工序后在对接部J2上存在接合缺陷的情况下,也能通过焊接来对该接合缺陷进行修补。焊接的种类并不受到特别限制,例如,较为理想的是进行激光焊接。
[第五实施方式]
参照附图,对本发明第五实施方式的接合方法进行详细说明。如图15所示,在本实施方式的接合方法中,例示了制造在内部具有中空部的金属制的中空容器101的情况。首先,对接合的第一金属构件102及第二金属构件103进行说明。以下说明中的“上”、“下”是以图15、图16的状态为基准的,其是为了便于理解,并非限定摩擦压接、焊接时的朝向。
如图15所示,第一金属构件102由底部111和垂直地立设于底部111的侧壁部112构成。侧壁部112俯视观察时呈矩形框状,其上表面为平坦的。侧壁部112的壁厚T的尺寸在各壁上均是相同的。在第一金属构件102中的、与第二金属构件103相对的相对面的中央形成有凹部113。在本实施方式中,凹部113为呈长方体的中空部。
第二金属构件103由底部121和垂直地立设于底部121的侧壁部122构成。第二金属构件103形成为与第一金属构件102相同的形状。侧壁部122俯视观察时呈矩形框状,其下表面为平坦的。侧壁部122的壁厚T的尺寸在各壁上均是相同的。在第二金属构件103中的、与第一金属构件102相对的相对面的中央形成有凹部123。在本实施方式中,凹部123为呈长方体的中空部。若第一金属构件102及第二金属构件103只要是铝、铝合金、铜等能进行摩擦压接的材料,则不受到特别限制,但在本实施方式中,第一金属构件102及第二金属构件103均由铝合金形成。
接着,对本实施方式的接合方法进行说明。在本实施方式的接合方法中,进行摩擦压接工序和焊接工序。
在摩擦压接工序中,如图15所示,使第一金属构件102的凹部113与第二金属构件103的凹部123相对,并使第一金属构件102与第二金属构件103对接。具体而言,使第一金属构件102的侧壁部112的上表面与第二金属构件103的侧壁部122的下表面面接触。藉此,在各构件的接触部分形成俯视观察时呈框状的对接部J(参照图16(a))。
在摩擦压接工序中,进行摩擦工序和压接工序。在摩擦工序中,在将第一金属构件102与第二金属构件103朝彼此靠近的方向按压的状态下,使第一金属构件102及第二金属构件103相对地往复移动。移动方向并不受特别限制,但在本实施方式中,沿着与侧壁部112的长边部平行的方向直线地移动。此外,在本实施方式中,不使第一金属构件102移动,仅使第二金属构件103直线地往复移动。
只要恰当地设定摩擦工序中的条件即可,例如设定为频率100~260Hz、振幅1.0~2.0mm、摩擦压力20~60MPa。将摩擦工序的时间设定为5~10秒左右。
在压接工序中,在摩擦工序结束之后,使第一金属构件102及第二金属构件103不相对移动,而将第一金属构件102与第二金属构件103朝彼此靠近的方向按压。只要恰当地设定压接工序中的条件即可,例如将压力设定为60~80MPa。将压接工序的时间设定为3~5秒左右。通过摩擦压接工序,在侧壁部112的外侧面112a及侧壁部122的外侧面122a的外周整体或是外周的一部分上会产生飞边P。
如图16(b)所示,在焊接工序中,在侧壁部112及侧壁部122的外周整体的范围内,将飞边P、P作为焊接添加件来对外侧面112a、122a进行焊接。焊接的种类并不受特别限制,但在本实施方式中,进行激光焊接。在焊接工序之后,在外侧面112a、122a上形成有焊接金属Q。通过上述工序,便可制造出在内部具有中空部的中空容器101。
根据以上说明的本实施方式的接合方法,通过将因摩擦压接工序而不可避免地产生的飞边P、P作为焊接添加件,来对外侧面112a、122a彼此进行焊接,从而能将飞边P去除,并能提高接合品质。此外,如本实施方式这样,在制造内部具有中空部的中空容器101的情况下,除了摩擦压接工序之外,还进行焊接工序,从而能提高中空容器101的水密性及气密性。
此外,根据本实施方式,能省略以往进行的飞边的切除工序。此外,通过在焊接工序中进行激光焊接,能容易地进行焊接,并能使精加工面变得干净。此外,即便在摩擦压接工序中产生接合缺陷的情况下,也能通过焊接工工序对该接合缺陷进行修补。
摩擦压接虽然是固相接合,但由于伴随着动态的工艺,因此,存在接合部的水密性及气密性容易变得不稳定、在接合部处产生飞边这样的问题,但其接合品质具有不易受到被接合件内部的铸孔、对接面处于的间隙、氧化皮膜、污垢等的影响这样的优点。
另一方面,由于焊接伴随着利用电弧、激光等热源使焊接添加件、被接合件表面熔融,因此,其接合品质存在容易受到被接合件内部的铸孔、对接面处的间隙、氧化皮膜、污垢等的影响这样的问题,但是焊接具有水密性及气密性良好且接合面比较平滑这样的优点。
通过像本发明这样先进行摩擦压接,能获得接合强度高、接合品质比较良好的接合部。接着,通过对该接合部的外侧面进行焊接,从而能将在外侧面产生的飞边作为焊接添加件来进行焊接,使水密性及气密性变得更好,并使外侧面变得比较平滑。
即便在摩擦压接之前在被接合件的内部存在铸孔或是在对接面中存在间隙、氧化皮膜、污垢等,上述缺陷等也会通过利用摩擦压接进行的材料搅拌而被压坏或是被较细且均匀地分散。因而,能在焊接工序中抑制气孔(日文:ブローホール)等焊接缺陷的产生。另外,即便焊接工序中的熔融不充分,也能使水密性和气密性变得更好。
此外,尤其是在激光焊接的情况下,具有工件的应变小且加工速度快这样的、与摩擦压接同样的优点。也就是说,在本发明中,通过灵活应用摩擦压接工序及焊接工序各自的优点,并相互弥补各自的技术问题,就能制造出具有更高品质的水密性及气密性的中空容器。
以上对本发明的实施方式进行了说明,但并不限定于上述接合方法。例如,在本实施方式中,利用侧壁部112的外侧面112a及侧壁部122的外侧面122a两者的飞边P来进行焊接工序,但在只有外侧面112a及外侧面122a中的一个面上产生飞边P的情况下,也可以利用该飞边P来进行焊接工序。
此外,在本实施方式中,例示了在第一金属构件102及第二金属构件103上分别具有凹部113、123的形态,但也可以是在任一构件上具有凹部的形态。具体而言,例如在对第一金属构件102和金属板进行摩擦压接来制造出带盖中空容器的情况下,也可以应用本发明。此外,凹部113、123的形状并不局限于长方体,也可以是其它形状。
此外,在将不包括凹部的金属构件彼此接合来制造没有中空部的产品的情况下,也可以应用本发明。此外,在本实施方式中,摩擦压接工序中的振幅方向设定成与侧壁部112、122的长边部平行,但也可以设定成与短边部平行,还可以设定成相对于长边部倾斜。此外,在本实施方式中,将摩擦压接工序中的移动方向设定成直线状,但例如在将圆柱状或圆筒状的金属构件彼此接合的情况等下,也可以使金属构件彼此旋转来进行摩擦压接工序。
[实施例]
接着,对本发明的实施例进行说明。在实施例中,改变摩擦压接工序中的基准线C3的角度,来制造出带盖容器1、1A,并采用各对接部J、J1的一部分来进行拉伸试验。
[实施例1]
在实施例1中,如图17(a)所示,对俯视观察时呈长方形的带盖容器1进行了试验。对接部J的长宽比(纵横比)为3:1。在实施例1中,主体部2由铝合金ADC12(JIS)形成。JIS:ADC12由1.5~3.5%的Cu、9.6~12.0%的Si、0.3%以下的Mg、1.0%以下的Zn、1.3%以下的Fe、0.5%以下的Mn、0.5%以下的Ni、0.3%以下的Ti、0.2%以下的Pb、0.2%以下的Sn、余量为Al构成。
在实施例1中,由铝合金A5052(JIS)形成盖部3。JIS:A5052由0.25%以下的Si、0.40%以下的Fe、0.10%以下的Cu、0.10%以下的Mn、2.2~2.8%的Mg、0.15~0.35%的Cr、0.10%以下的Zn、0.15%以下的其它金属、余量为Al构成。
在实施例1中,准备四个试验体,将摩擦角度α(从中心线C1到基准线C3的角度)设定为0°、15°、45°、90°,分别进行了摩擦压接工序。在进行摩擦压接工序之后的带盖容器1的对接部J中,采用包含中心线C1在内的区域和包含中心线C2在内的区域,进行了拉伸试验。将包含中心线C1在内的区域的试验片作为第一试验片X,将包含中心线C2在内的区域的试验片作为第二试验片Y。
图17(b)是表示在实施例1中摩擦角度与拉伸强度间的关系的图表。可知在摩擦角度α为0°的情况下,第二试验片Y的强度为大约75N/mm2,而第一试验片X的强度为大约0N/mm2。可知在将摩擦角度设定为0°的情况下,也就是说,在与对接部J的短边的延伸方向平行的情况下,因带盖容器1的对接部J的位置不同,而使拉伸强度存在很大不同。此外,可知第一试验片X的拉伸强度随着摩擦角度α增大而逐渐变大,而第二试验片Y的拉伸强度随着摩擦角度α增大而逐渐变小。
此外,由图17(b)的图表可知,在将摩擦角度α设定为靠近对接部J的对角线的大约72°时,第一试验片X及第二试验片Y的拉伸强度最相近,在将摩擦角度设定为72°以上时,第一试验片X的拉伸强度会高于第二试验片Y的拉伸强度。此外,可知若将摩擦角度α设定在72°±20°的范围内,则第一试验片X及第二试验片Y的拉伸强度的不均衡总体变小。
[实施例2]
在实施例2中,如图18(a)所示,对俯视观察时呈正方形的带盖容器1A进行了试验。使用的材料与实施例1相同。对接部J1的长宽比(纵横比)为1:1。
在实施例2中,准备五个试验体,将摩擦角度α(从中心线C1到基准线C3的角度)设定为0°、15°、45°、75°、90°,分别进行了摩擦压接工序。在进行摩擦压接工序之后的带盖容器1A的对接部J1中,采用包含中心线C1在内的区域和包含中心线C2在内的区域,进行了拉伸试验。将包含中心线C1在内的区域的试验片作为第一试验片X,将包含中心线C2在内的区域的试验片作为第二试验片Y。
图18(b)是表示在实施例2中摩擦角度与拉伸强度间的关系的图表。可知在摩擦角度α为0°的情况下,第二试验片Y的强度为大约80N/mm2,而第一试验片X的强度为大约0N/mm2。另一方面,可知在摩擦角度α为90°的情况下,第一试验片X的强度为大约78N/mm2,而第二试验片Y的强度为大约0N/mm2。也就是说,可知在将摩擦角度设定为0°或90°的情况下,即在将基准线C3设定为与对接部J1的一边的延伸方向平行的情况下,因带盖容器1A的对接部J1的位置不同,而使拉伸强度存在很大不同。此外,可知第一试验片X的拉伸强度随着摩擦角度α增大而逐渐变大,而第二试验片Y的拉伸强度随着摩擦角度α增大而逐渐变小。
此外,由图18(b)的图表可知,在将摩擦角度设定为与对接部J1的对角线重叠的45°时,第一试验片X与第二试验片Y的拉伸强度最相近。此外可知,若将摩擦角度α设定在45°±30°的范围内,则第一试验片X与第二试验片Y的拉伸强度的不均衡总体较小。
图19是实施例2在各条件下的对接部的剖视图。如图19所示,可知在实施例2中摩擦角度为0°的情况下,在第一试验片X(摩擦方向与侧壁部12的延伸方向正交的部位)和第二试验片Y(摩擦方向与侧壁部12的延伸方向平行的部位)上,接合状态存在不同。可以想到这是由于在摩擦角度为0°的情况下,在第二试验片Y上产生的摩擦热比在第一试验片X上产生的摩擦热大的缘故。另一方面,可知在摩擦角度为45度的情况下,第一试验片X与第二试验片Y处于大致相同的接合状态。
[实施例3]
在实施例3中,改变条件来制造出图12及图13所示的第三实施方式的带盖容器1B和图14所示的第四实施方式的带盖容器1C,并对它们的压力降低率进行了测量。
在实施例3中,如图20所示,准备六种条件不同的试验体(试验体A~F)。如图12及图13所示,试验体A~C的主体部2及盖部3的平面形状俯视观察时呈长方形。另一方面,如图14所示,试验体D~F的主体部2及盖部3的平面形状俯视观察时呈正方形。试验体A~F的壁厚T1均设定为1.5mm。
将试验体A、D的倒角部31的曲率半径R设定为0.1mm(轻倒角(日文:糸面取り))。曲率半径R与试验体A、D的壁厚T1的比率为7%。
将试验体B、E的倒角部31的曲率半径R设定为3.0mm。曲率半径R与试验体B、E的壁厚T1的比率为200%。
将试验体C、F的倒角部31的曲率半径R设定为5.0mm。曲率半径R与试验体C、F的壁厚T1的比率为333%。
在实施例3的试验体A~F中,主体部2由铝合金A6063-T5(JIS)形成。JIS:A6063由0.20~0.60%的Si、0.35%以下的Fe、0.10%以下的Cu、0.10%以下的Mn、0.45~0.90%的Mg、0.10%以下的Cr、0.10%以下的Zn、0.10%以下的Ti、余量为Al构成。T5是指在热处理中从高温加工冷却后进行人工时效。
此外,在实施例3的试验体A~F中,盖部3由铝合金A1050-H112(JIS)形成。JIS:A1050由0.25%以下的Si、0.40%以下的Fe、0.05%以下的Cu、0.05%以下的Mn、0.05%以下的Mg、0.05%以下的Zn、0.05%以下的V、0.03%以下的Ti、99.50%以上的Al构成。H112是指在不进行主动的加工硬化的情况下,以制造后的状态便可保证机械性质。
试验体A~C的摩擦搅拌工序的摩擦角度参照图17(a)这样,将与对接部J2的短边平行的中心线C1设为0°,将摩擦角度的基准线设定为0°、15°、45°、75°及90°,并以各自的摩擦角度进行了摩擦压接。
在试验体D~F的摩擦搅拌工序中,如参照图18(a)这样,将与对接部J2的一边平行的中心线C1设为0°,将摩擦角度的基准线设定为0°、15°、45°及90°,并以各自的摩擦角度进行了摩擦压接。
压力降低率是指从穿设在制造出的带盖容器的一部分上的孔供给空气并从切断空气的阶段开始的减压速度。在本实施例中,在带盖容器的一部分上开孔,并从该孔以500kPa供给空气,并对从切断空气供给时开始到带盖容器的内压变为100kPa为止的时间进行了测量。测量时间最大设为60秒,在内压超过了60秒也没有到达100kPa的情况下,对经过60秒时的内压进行测量。
压力降低率(kPa/sec)通过下式1表示。
压力降低率=(P0-Pmin)/t(式1)
P0:初始压力(500kPa)
Pmin:最低压力
t:从切断压力供给至达到最低压力为止的时间
总而言之,压力降低率的值越低,水密性及气密性就越高。
如图21(a)所示,在试验体A~C中,当将摩擦角度设定为0°时,带盖容器1B的压力降低率最高,随着摩擦角度增大,压力降低率减小,当摩擦角度为45°时,压力降低率最低。此外,随着将摩擦角度设定为比45°大,压力降低率增大。也就是说,可知摩擦角度越是靠近45°,水密性及气密性越高。因此,较为理想的是,将摩擦角度(对接部J2的一边与基准线所成的角度)设定为35°~55°,更为理想的是设定为40°~50°,最为理想的是设定为45°。
如图21(b)所示,可知在试验体D~F中,摩擦角度越是靠近45°,则带盖容器1C的水密性及气密性越高,在将摩擦角度设定为45°时,水密性及气密性最高。因此,较为理想的是,将摩擦角度(对接部J2的一边与基准线所成的角度)设定为35°~55°,更为理想的是设定为40°~50°,最为理想的是设定为45°。
此外,从图21(a)和图21(b)的结果可知,无论主体部2及盖部3的平面形状(俯视观察时呈矩形的长宽比)如何,在将摩擦角度设定为45°时,带盖容器1B、1C的压力降低率最低,也就是说,水密性及气密性最高。可以想到这是由于通过将摩擦角度设为45°,使摩擦压接工序中的对接部J2的各部位处的紧贴度的平衡变得良好的缘故。此外,可知倒角部31的曲率半径R的大小不会对压力降低率带来影响。
基于以上结果,对接合强度与摩擦角度间的关系、水密性及气密性与摩擦角度间的关系进行考察。另外,在以下考察中,例示了图12所示的带盖容器1B(以下称为“长方形容器”)及图14所示的带盖容器1C(以下称为“正方形容器”),将各容器的尺寸、摩擦压接的条件设为基于图22所示的条件。
<接合强度与摩擦角度间的关系>
如图23(a)所示,在长方形容器中,将基准线C3设定为与俯视观察时呈矩形截面的对角线平行,在沿着基准线C3进行摩擦压接的情况下,各接合部位处的间歇摩擦部的面积相等。根据这种接合方法,由于在各接合部位处产生的摩擦热变得均匀,因此,可认为消除了接合强度的不均衡。在此,如图23(b)所示,间歇摩擦部是指构件彼此的对接部中的、在摩擦压接时间歇地暴露在大气下的部位,若间歇摩擦部的面积变大,则摩擦热具有变小的趋势,因而使接合强度降低。在图23(b)中,阴影所示的部位是间歇摩擦部。
在图24(a)中,示出了对长方形容器(长边与短边的长宽比为3:1)的主体部与盖进行摩擦压接时的、间歇摩擦部的面积与摩擦角度间的关系进行计算后的结果。从上述结果可以知道,在与俯视观察时呈矩形形状的对角线相当的摩擦角度中,长边中的间歇摩擦部的面积S1(间歇摩擦部中的、与长边平行的区域的面积)与短边中的间歇摩擦部的面积S2(间歇摩擦部中的、与短边平行的区域的面积)相等。也就是说,在与俯视观察时呈矩形形状的对角线相当的摩擦角度中,在各接合部位处产生的摩擦热均匀,因此,可认为消除了接合强度的不均衡。
此外,如图24(b)所示,即便是正方形容器,也与长方形容器同样地,在与俯视观察时呈矩形形状的对角线相当的摩擦角度中,一边中的间歇摩擦部的面积与垂直于上述一边的另一边中的间歇摩擦部的面积相等。
<水密性及气密性与摩擦角度间的关系>
如图25所示,将基准线C3设定成与俯视观察时呈矩形截面的对角线平行,在沿着基准线C3进行摩擦压接的情况下,各接合部位处的磨损粉移动距离不均匀,因此,可认为水密性及气密性下降。也就是说,图25所示的a部中的磨损粉移动距离L1与b部中的磨损粉移动距离L2的距离不同。在此,磨损粉移动距离是指在某一摩擦角度及壁厚下,在摩擦压接过程中磨损粉(金属屑)在主体部2与盖部3的边界处所能移动的最大距离。例如,在参照图32(b)时,由于摩擦方向设定成与侧壁部104的长边平行(摩擦角度=90°),因此,c部中的磨损粉移动距离L3为与侧壁部104的壁厚部相同的尺寸,d部的磨损粉移动距离L4为与侧壁部104的长边相同的尺寸。若磨损粉移动距离变长,则存在磨损粉(金属屑)会残留于接合面的趋势,而使接合面的密封性下降。
在图26(a)中示出了在对长方形容器(长边与短边的长宽比为3:1)的主体部与盖进行摩擦压接时的磨损粉移动距离与摩擦角度间的关系进行计算后的结果。从上述结果可以知道,与俯视观察时呈矩形形状的长宽比无关,在摩擦角度45°下,长边的磨损粉移动距离与短边的磨损粉移动距离相等。也就是说,在摩擦角度45°下,由于各接合部位处的磨损粉(金属屑)的排出性变得均匀,因此,可认为消除了接合面的紧贴度的不均衡。
此外,如图26(b)所示,即便是正方形容器,当然在摩擦角度45°下,一边中的磨损粉移动距离也与垂直于上述一边的另一边中的磨损粉移动距离相等。
如上所述,根据本发明,能提供一种可减小带盖容器的各接合部位处的强度的不均衡并可提高带盖容器的水密性及气密性的带盖容器的制造方法。
[实施例4]
接着,对本发明实施例4进行说明。在实施例4中,分别准备六个第一金属构件102及第二金属构件103的试验体(试验体G、H、I、K、L、M),并改变试验体的大小、材质、焊接条件等,来对各个试验体进行上述接合方法。此外,对于各个试验体,对进行焊接工序前和进行焊接后的压力降低率进行测量并加以对比。另外,试验体M不进行摩擦压接工序而仅进行焊接工序,并对压力降低率进行测量。
如图27所示,在试验体G、H中,将长度较短的金属构件彼此(第一金属构件102、第二金属构件103)接合。如图28所示,在试验体K~M中,将长度比试验体G、H的长度长的金属构件彼此(第一金属构件102、第二金属构件103)接合。尺寸线的单位为mm。
如图31所示,试验体G的第一金属构件102的材质为JIS:A6063。试验体H~M的第一金属构件102的材质是JIS:A1050。
试验体G~M的第二金属构件103的材质是JIS:ADC12(1.5~3.5%的Cu、9.6~12.0%的Si、0.3%以下的Mg、1.0%以下的Zn、1.3%以下的Fe、0.5%以下的Mn、0.5%以下的Ni、0.3%以下的Ti、0.2%以下的Pb、0.2%以下的Sn、余量为Al)。
在试验体I和试验体K的摩擦压接工序的摩擦工序中,使试验体K的摩擦载荷比试验体I的摩擦载荷大,并增长摩擦时间来进行试验。
在试验体G、H的焊接工序中,使用低输出YAG激光焊接装置在图29(a)的条件下进行焊接。在试验体I、K的焊接工序中,使用纤维激光焊接装置在图29(b)的条件下进行焊接。在试验体L、M的焊接工序中,使用高输出YAG激光焊接装置在图29(c)的条件下进行焊接。
图30(a)是试验体G在摩擦压接工序后的健全部分的示意剖视图。另一方面,图30(b)是试验体G在摩擦压接工序后的、包含接合缺陷在内的部分的示意剖视图。图30(a)、图30(b)均在侧壁部112的内侧面及外侧面产生飞边P。在图30(a)中,虽然对接部J干净地接合,但在图30(b)中,可知在对接部J上产生接合缺陷V。另外,在试验体G中,第二金属构件103的硬度比第一金属构件102的硬度大,因此,可认为仅从第一金属构件102产生飞边P。
图30(c)是试验体G在焊接工序后的示意剖视图。在图30(c)中,通过焊接工序形成的焊接金属Q将突合部J附近的外侧面112a、122a覆盖。此外,侧壁部112的外侧的飞边P消失。此外,接合缺陷V也被修补。
如图31所示,在试验体G~试验体L中均能确认在进行了焊接工序后的压力降低率比进行焊接工序前的压力降低率大幅减小。也就是说,除了摩擦压接工序之外,还进行焊接工序,能够大幅提高中空容器的水密性及气密性。此外,在将试验体M与其它试验体的压力降低率进行比较时,与仅进行焊接工序的情况相比,进行了摩擦压接工序及焊接工序更能提高水密性及气密性。
符号说明
1带盖容器
1A带盖容器
2主体部
3盖部
4箱状构件
5开口
6翅片
11底部
12侧壁部
15(侧壁部的)上表面
16主体内周面
17主体凹槽部
18主体外周面
23(盖部的)下表面
24盖中央面
25盖内侧凹槽部
26盖内周面
27盖外侧凹槽部
28盖外周面
101中空容器
102第一金属构件
103第二金属构件
111底部
112侧壁部
112a外侧面
121底部
122侧壁部
122a外侧面
J对接部
P飞边
Q焊接金属
T壁厚

Claims (9)

1.一种带盖容器的制造方法,其特征在于,包括:
准备工序,在该准备工序中,准备主体部和盖部,其中,所述主体部包括底部和立设于该底部的俯视观察时呈矩形框状的侧壁部,所述盖部将所述主体部的开口堵塞;以及
摩擦压接工序,在该摩擦压接工序中,将所述侧壁部的上表面与所述盖部的下表面对接来形成对接部,在俯视观察时,使所述主体部及所述盖部沿着相对于所述对接部的一边倾斜的基准线相对地且直线地往复移动来进行摩擦压接。
2.如权利要求1所述的带盖容器的制造方法,其特征在于,
在所述摩擦压接工序中所述对接部呈正方形的情况下,将所述基准线设定在相对于所述对接部的对角线±30°的范围内。
3.如权利要求1所述的带盖容器的制造方法,其特征在于,
在所述摩擦压接工序中所述对接部呈长方形的情况下,将所述基准线设定在相对于所述对接部的对角线±20°的范围内。
4.如权利要求1所述的带盖容器的制造方法,其特征在于,
在所述摩擦压接工序中,将所述基准线设定为与所述对接部的对角线平行。
5.如权利要求1所述的带盖容器的制造方法,其特征在于,
在所述摩擦压接工序中,将所述对接部的一边与所述基准线所成的角度设定为35°~55°。
6.如权利要求1所述的带盖容器的制造方法,其特征在于,
在所述摩擦压接工序中,将所述对接部的一边与所述基准线所成的角度设定为40°~50°。
7.如权利要求1所述的带盖容器的制造方法,其特征在于,
在所述摩擦压接工序中,将所述对接部的一边与所述基准线所成的角度设定为45°。
8.如权利要求1所述的带盖容器的制造方法,其特征在于,
在所述侧壁部的上表面形成有主体凹槽部、主体内周面及主体外周面,其中,所述主体凹槽部形成为俯视观察时呈矩形框状,所述主体内周面形成于所述主体凹槽部的内侧,所述主体外周面形成于所述主体凹槽部的外侧的、比所述主体内周面低的位置,
在所述摩擦压接工序中,将所述主体内周面与所述盖部的下表面对接。
9.如权利要求1所述的带盖容器的制造方法,其特征在于,
在所述盖部的下表面形成有盖凹槽部、盖内周面及盖外周面,其中,所述盖凹槽部形成为俯视观察时呈矩形框状,所述盖内周面形成于所述盖凹槽部的内侧,所述盖外周面形成于所述盖凹槽部的外侧的、比所述盖内周面高的位置,
在所述摩擦压接工序中,将所述侧壁部的上表面与所述盖内周面对接。
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