CN113382818A - 异种金属焊接方法 - Google Patents

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Abstract

异种金属焊接方法包括准备步骤和加工步骤。在准备步骤中，销构件在被旋转的同时移向第二金属材料，并且，工具本体被驱动，使得工具本体在被旋转的同时在离开第二金属材料的方向上移动。在加工步骤中，通过销构件，在第二金属材料中形成通孔，然后，将销构件的远端掘进到第一金属材料中直至第一金属材料中的预定深度位置。

Description

异种金属焊接方法
技术领域
本发明涉及一种异种金属焊接方法。
背景技术
例如，日本专利第4602796号公开了一项发明，该发明涉及这样一种方法，其将铝板材料和钢板交迭，旋转共轴地定位在绕轴线旋转的旋转工具的肩部构件的远端处的探针，将探针置于铝板材料侧中，使得探针的远端到达在钢板正上方的预定位置，并通过摩擦搅拌来执行铝板材料和钢板的点焊。
在日本专利第4602796号中，探针的远端被向下移向在钢板正上方的预定位置(10μm或更大，铝板材料的厚度的20％或更小)，并且在该位置处执行摩擦搅拌。肩部构件被向下移动，而探针被向上移动，并且由此，通过拉动探针而产生的探针孔通过材料的流动而被填充。由此，执行了铝板材料和钢板的点焊。
发明内容
在日本专利第4602796号中，探针被置于铝板材料中，并且在探针到达钢板之前，使探针停止。如果当探针的向下移动被停止时的时刻是当探针的向下移动量变为预定值的时间点，则当铝板材料和钢板的板厚度尺寸存在变化时，探针不能精确地在钢板正上方的预定位置处停止。在这方面，存在改进的余地。
本发明提供了一种异种金属焊接方法，该异种金属焊接方法能够与第一和第二金属材料的板厚度尺寸的变化无关地以高质量焊接第一金属材料和第二金属材料。
本发明的一个方面是一种异种金属焊接方法，该异种金属焊接方法将第一金属材料和第二金属材料交迭并且执行第一金属材料和第二金属材料的摩擦搅拌点焊，第二金属材料由如下的金属构成，该金属的熔点低于构成第一金属材料的金属的熔点，该异种金属焊接方法包括：准备步骤：通过执行驱动以使得在使销构件的远端表面旋转的同时使销构件的远端表面移向第二金属材料，使该销构件的该远端表面抵靠在第二金属材料的非交迭表面上的预定位置，该销构件以可旋转且可轴向移动的方式插入到筒状工具本体的内孔中，该工具本体以可旋转且可轴向移动的方式被支撑；以及加工步骤：使销构件的旋转和移动继续，并且执行驱动以使得在使工具本体旋转的同时使工具本体的远端表面在离开第二金属材料的方向上移动，其中在加工步骤中，通过销构件在第二金属材料中形成通孔，然后，将销构件的远端掘进到第一金属材料中直至第一金属材料中的预定深度位置。
在加工步骤中，在沿着交迭方向的通孔在第二金属材料中形成时，能够在以下的环形空间中收集由于通孔的形成而塑性流动的金属以及通过销构件掘进到第一金属材料中而被移除的金属，该环形空间由销构件的外周、工具本体的远端表面以及以可旋转且可轴向移动的方式支撑工具本体的支撑构件的内周形成。
通过这种构造，当销构件掘进到第一金属材料中时，露出第一金属材料的新形成的表面，并且执行塑性流动到新形成的表面的金属以及通过掘进而被移除的金属的固相焊接。因此，能够以高质量焊接第一金属材料和第二金属材料。
此外，第一金属材料和第二金属材料是异种金属，因此，在加工步骤中，在当由销构件在第二金属材料中形成通孔时的载荷和当销构件掘进到第一金属材料中时的载荷之间存在明显的差异。
载荷是在销构件的旋转方向上的驱动载荷和在销构件的移动方向上的驱动载荷中的至少一个。载荷的变化可以通过监视施加到用于旋转销构件的驱动源(马达)的电流的变化量和施加到用于轴向地移动销构件的驱动源(马达)的电流的变化量中的至少一个来识别。
因此，能够在当检测到销构件已经掘进到第一金属材料中的时间点或者在当从检测的时间点起已经经过了预定时间的时间点停止销构件和工具本体的移动。
由此，即使当第一和第二金属材料的板厚度尺寸存在变化时，也能够容易且精确地管理销构件和工具本体的移动的停止时刻。结果，能够与第一和第二金属材料的板厚度尺寸的变化无关地以高质量稳定地焊接第一金属材料和第二金属材料。
可以构造以上异种金属焊接方法使得当在加工步骤中施加到用于旋转销构件的驱动源(马达)的电流的变化量和施加到用于轴向地移动销构件的驱动源(马达)的电流的变化量中的至少一个变得大于预定阈值时，停止销构件和工具本体的移动。
通过该构造，在通过销构件在第二金属材料中形成通孔的过程中，能够在当销构件的远端表面已经掘进到第一金属材料中至预定量时的位置处停止销构件和工具本体的移动。
即，与当通孔在第二金属材料中形成时相比，当在通过销构件在第二金属材料中形成通孔之后，销构件掘进到第一金属材料中时，每个驱动源(马达)的载荷快速增加，并且施加到每个驱动源(马达)的电流快速增加。
因此，通过检查施加到两个驱动源(马达)中的至少一个的电流的变化，能够容易且精确地识别出销构件掘进到第一金属材料中，因此能够容易且精确地知道销构件和工具本体的移动的停止时刻。
因此，即使当第一和第二金属材料的板厚度尺寸存在变化时，也能够与该变化无关地容易且精确地管理销构件到第一金属材料中的掘进量，即第一金属材料的加工量。
另外，以上异种金属焊接方法进一步包括焊接步骤，在加工步骤中当施加到用于旋转销构件的驱动源(马达)的电流的变化量和施加到用于轴向地移动销构件的驱动源(马达)的电流的变化量中的至少一个变得大于预定阈值时在停止销构件和工具本体的移动之后，移动销构件以使得销构件离开第一金属材料并且将工具本体移向第一金属材料。
简而言之，在焊接步骤中，将在加工步骤中在环形空间中收集的塑性流动的金属以及通过销构件掘进到第一金属材料中而移除的金属返回到通孔中，因此，对第一金属材料的掘进部位(新形成的表面)执行了是塑性流动的金属的第二金属材料的固相焊接。
通过根据本发明的异种金属焊接方法，能够与第一和第二金属材料的板厚度尺寸的变化无关地以高质量焊接第一金属材料和第二金属材料。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出执行根据本发明的异种金属焊接方法的焊接装置的实施例的概略构造表，并且示出了第一和第二金属材料被夹持的状态；
图2是示出用于描述由图1中的焊接装置执行的异种金属焊接方法的概要的流程图的图；
图3是示出用于描述图2中的加工步骤的细节的流程图的图；
图4是示出加工步骤的方式的图；
图5是示出焊接步骤的方式的图；
图6是示出销构件的远端(下端)的形状的透视图；
图7是示出销构件的远端(下端)的形状的另一个示例的透视图；并且
图8是示出配备有图1中的焊接装置的多关节机器人的外观的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述用于实施本发明的优选实施例。
图1到图8示出了本发明的实施例。在描述执行根据本发明的异种金属焊接方法的焊接装置之前，将会结合图8描述焊接装置的使用示例。在图8中，附图标记1表示多关节机器人，并且附图标记2表示焊接装置。
如图8所示，焊接装置2配备在多关节机器人1的臂1a的远端上。
焊接装置2用于第一金属材料3和与第一金属材料3异种的第二金属材料4的摩擦搅拌点焊，并且包括夹具5、加工工具6、第一驱动单元7、第二驱动单元8、控制单元9等。
例如，第一金属材料3是由钢(含铁金属)制成的板材料，并且第二金属材料4是由熔点比钢的熔点低的铝合金制成的板材料。
作为焊接对象的第一金属材料3和第二金属材料4的组合不限于以上组合，并且该实施例能够应用于例如钢和镁合金等的组合，只要在一种金属材料的熔点和另一种金属材料的熔点之间存在一定量的差异即可。
根据实施例的异种金属焊接方法不仅能够应用于板材料的焊接，而且还能够应用于包括板状部分的各种构件的焊接。
夹具5被附接到多关节机器人1的臂1a的远端，并且保持工件，在该工件中具有板形的第二金属材料4交迭在具有板形的第一金属材料3上，从而在交迭的方向上夹持该工件。
加工工具6包括工具本体(也称为肩部)61和销构件(也称为探针)62。
工具本体61例如具有筒状形状，并且由夹具5的上侧构件(省略了附图标记)支撑，从而能够绕工具本体61的中心轴线旋转，并且能够沿着该中心轴线移动。以此方式，夹具5的上侧构件(省略了附图标记)用作以可旋转且可轴向移动的方式支撑工具本体61的支撑构件。
销构件62例如具有柱形状，并且被插入到工具本体61的内孔中，从而能够绕销构件62的中心轴线旋转并且能够沿着该中心轴线移动。
销构件62的远端表面(下端表面)62a例如如图6所示是平坦表面，并且可以被形成为使得如图7所示设置有凸形部分62b。
销构件62由超硬材料形成，该超硬材料使得能够切削在第一金属材料3的表面上自然形成的表面氧化膜，并且该第一金属材料3由钢制成。
尽管未示出细节，但是第一驱动单元7包括：用于旋转工具本体61的驱动源(马达)、减速器等；和用于上下地移动工具本体61的驱动源(马达)、动态功率转换机构等。
尽管未示意细节，但是第二驱动单元8包括：用于旋转销构件62的驱动源(马达)、减速器等；和用于上下地移动销构件62的驱动源(马达)、动态功率转换机构等。
响应于焊接执行请求，控制单元9通过根据图2和图3所示流程图控制第一驱动单元7和第二驱动单元8来执行摩擦搅拌点焊方法。
控制单元9是通常已知的电子控制单元(ECU)，并且包括中央处理装置(中央处理单元：CPU)、非易失性存储装置(只读存储器：ROM)、临时存储装置(随机存取存储器：RAM)等。
在ROM中，存储了各种控制程序、在执行该各种控制程序时参考的映射等。CPU基于存储在ROM中的各种控制程序和映射来执行操作处理。RAM是在其中临时存储CPU的操作结果、从传感器输入的数据等的存储器。
接下来，将详细描述上述焊接装置2的摩擦搅拌点焊方法。
作为摩擦搅拌点焊方法，焊接装置2的控制单元9如图2所示以此顺序执行步骤S1中的准备步骤、步骤S2中的加工步骤和步骤S3中的焊接步骤。在焊接步骤之后，控制单元9结束图2所示流程图。
具体地，在准备步骤中，第一驱动单元7和第二驱动单元8在工具本体61和销构件62的远端表面(下端表面)61a、62a彼此齐平的状态下在使工具本体61和销构件62旋转的同时向下驱动并移动工具本体61和销构件62。由此，两个远端表面61a、62a抵靠在第一金属材料3上交迭的第二金属材料4的上表面(非交迭表面)上的预定位置。在该实施例中，工具本体61的旋转方向和销构件62的旋转方向相同。
顺便提及，当工具本体61和销构件62的远端表面(下端表面)61a、62a抵靠第二金属材料4的上表面时，施加到在第二驱动单元8中的用于旋转销构件62的驱动源(马达)的电流的值和施加到在第一驱动单元7中的用于旋转工具本体61的驱动源(马达)的电流的值这两者均变得大于在抵靠之前的电流值。因此，控制单元9能够通过监视施加到在第二驱动单元8中的用于旋转销构件62的驱动源(马达)的电流的值和施加到在第一驱动单元7中的用于旋转工具本体61的驱动源(马达)的电流的值中的至少一个来识别当远端表面(下端表面)61a、62a抵靠时的时间点。
在准备步骤中，检测到销构件62的远端表面(下端表面)62a已经抵靠第二金属材料4的上表面。此后，在加工步骤中，通过第二驱动单元8继续进行销构件62的旋转和向下移动。在另一方面，工具本体61被驱动，使得工具本体61的向下移动被停止一次，并且工具本体61向上移动，同时通过第一驱动单元7继续进行工具本体61的旋转。
由此，第二金属材料4通过与销构件62的摩擦产生的摩擦热和销构件62的搅拌动作而软化，并且第二金属材料4塑性流动。由此，如图4所示，通孔41在第二金属材料4中形成，并且塑性流动的金属(以下也称为塑性流动金属)42被收集在环形空间10中，该环形空间10中由销构件62的外周、工具本体61的远端表面(下端表面)61a和夹具5的上侧构件(省略了附图标记)的内周形成。
然后，销构件62的向下移动继续，直到销构件62的远端表面62a从第一金属材料3的上表面掘进到预定深度为止。在掘进之后，通过第二驱动单元8进行的销构件62的向下移动和通过第一驱动单元7进行的工具本体61的向上移动停止。
掘进能够通过用销构件62切削第一金属材料3来实现。掘进量可以是任意量，并且例如可以被设定为0.1mm(毫米)到0.5mm。通过掘进，在距第一金属材料3的表面预定深度的位置处的材料作为新形成的表面31而露出(见图4)。新形成的表面31是由第一金属材料3的原始材料制成并且在其上没有形成氧化膜的表面。
此外，在焊接步骤中，销构件62在被旋转的同时通过第二驱动单元8向上移动，并且工具本体61在被旋转的同时通过第一驱动单元7向下移动。
由此，收集在环形空间10中的塑性流动金属42和通过掘进移除的金属返回到通孔41中，并且如图5所示对第一金属材料3的新形成的表面31(见图4)执行了第二金属材料4的塑性流动金属42的固相焊接。在图5中，固相焊接部分用粗线示出，并用附图标记43表示。
接下来，将参考图3所示流程图描述上述加工步骤的细节。
在从准备步骤过渡到加工步骤之后，首先，在步骤S21中，通过第二驱动单元8继续进行销构件62的旋转和向下移动。此外，工具本体61被驱动，使得工具本体61的向下移动被停止一次，并且工具本体61向上移动，同时通过第一驱动单元7继续进行工具本体61的旋转。
然后，在步骤S22中，监视销构件62的向下移动和工具本体61的向上移动停止的时刻。
具体地，在步骤S22中，判定施加到在第二驱动单元8中的用于旋转销构件62的驱动源(马达)和施加到在第二驱动单元8中的用于上下移动销构件62的驱动源(马达)中的至少一个的电流的变化量ΔI是否大于预定阈值X。
在步骤S22中作出ΔI≤X的判定的情况下，该过程返回到步骤S21。
在另一方面，在步骤S22中判定ΔI>X得到满足的情况下，在随后的步骤S23中，通过第二驱动单元8停止销构件62的向下移动，并且通过第一驱动单元7停止工具本体61的向上移动。在步骤S23之后，该过程摆脱图3所示流程图，并且过渡(返回)到图2中的步骤S3。
在加工步骤中，当在通过销构件62在第二金属材料4中形成通孔41之后，销构件62掘进到第一金属材料3中时，与当加工第二金属材料4时的载荷相比，用于旋转销构件62的驱动源(马达)的载荷和用于上下移动销构件62的驱动源(马达)的载荷快速增加，并且施加到这些驱动源(马达)的电流的变化量快速增加。
鉴于这种现象，在步骤S22中，判定施加到用于旋转销构件62的驱动源(马达)的电流和施加到用于上下移动销构件62的驱动源(马达)的电流的快速增加的现象是否已经发生。
通过这种判定方法，能够在销构件62掘进到第一金属材料3中的早期阶段就停止销构件62的向下移动和工具本体61的向上移动。
以此方式，在加工步骤中，能够容易且精确地知道销构件62的向下移动和工具本体61的向上移动停止的时刻，并且因此能够容易且精确地管理销构件62到第一金属材料3中的掘进量，使得掘进量落在预定范围内。
在以上摩擦搅拌点焊方法中，能够基于由控制单元9预先设定的调节值来在第一驱动单元7和第二驱动单元8中管理工具本体61和销构件62的旋转速度和上下速度。
如上所述，通过本发明被应用于此的实施例，能够以高质量焊接第一金属材料3和第二金属材料4，其中构成第二金属材料4的金属的熔点低于构成第一金属材料3的金属的熔点。
此外，通过以上实施例，即使当第一金属材料3和第二金属材料4的板厚度尺寸存在变化时，也能够与该变化无关地容易且精确地在加工步骤中管理销构件62到第一金属材料3中的掘进量，即第一金属材料3的加工量。结果，能够与第一金属材料3和第二金属材料4的板厚度尺寸的变化无关地以高质量稳定地焊接第一金属材料3和第二金属材料4。
顺便提及，尽管未示意，但是例如，可以采用车辆中的由压铸铝制成的悬架塔作为第二金属材料4，并且例如，可以采用车辆中的由钢制成的前侧梁作为第一金属材料3。
传统上，自冲铆钉(SPR)被用于将悬架塔(由压铸铝制成的板材料)和前侧梁(由钢制成的板材料)连结。但是，例如，当根据本发明的异种金属焊接方法被应用于异种金属材料的连结时，能够省略当采用自冲铆钉时所需的热处理，即铆钉和悬架塔的连结部分的热处理，并且因此，在降低成本方面是有利的。
此外，传统上，例如，在由钢(含铁金属)制成的第一金属材料上，在不与销构件接触的情况下，只是通过由铝合金制成的第二金属材料的塑性流动而暴露第一金属材料的新形成的表面。在这种情况下，有必要在第一金属材料的表面上形成镀膜(例如，GA：合金化的热浸镀锌)。在另一方面，在以上实施例中，不必形成镀膜。
本发明不仅限于以上实施例，并且可以在权利要求的范围和等同于权利要求的范围的范围内进行适当地修改。
(1)在以上实施例中，已经作为示例描述了其中第二金属材料4在第一金属材料3的上表面上交迭并且工具本体61和销构件62在被旋转的同时上下移动的构造，但是本发明不仅限于该构造。
例如，第一金属材料3和第二金属材料4可以横向地交迭，并且工具本体61和销构件62可以在被旋转的同时在水平方向上移动。此外，第一金属材料3和第二金属材料4可以在另一个方向上交迭。这样的构造也被包括在本发明中。
本发明可以适当地用于将第一金属材料和第二金属材料交迭并执行第一金属材料和第二金属材料的摩擦搅拌点焊的异种金属焊接方法，其中构成第二金属材料的金属的熔点低于构成第一金属材料的金属的熔点。

Claims (1)

1.一种异种金属焊接方法，该异种金属焊接方法将第一金属材料和第二金属材料交迭并且执行所述第一金属材料和所述第二金属材料的摩擦搅拌点焊，所述第二金属材料由如下的金属构成，该金属的熔点低于构成所述第一金属材料的金属的熔点，所述异种金属焊接方法包括：
准备步骤：通过执行驱动以使得在使销构件的远端表面旋转的同时使所述销构件的所述远端表面移向所述第二金属材料，使所述销构件的所述远端表面抵靠在所述第二金属材料的非交迭表面上的预定位置，所述销构件以可旋转且可轴向移动的方式插入到筒状工具本体的内孔中，所述工具本体以可旋转且可轴向移动的方式被支撑；以及
加工步骤：使所述销构件的旋转和移动继续，并且执行驱动以使得在使所述工具本体旋转的同时使所述工具本体的远端表面在离开所述第二金属材料的方向上移动，其中
在所述加工步骤中，通过所述销构件在所述第二金属材料中形成通孔，然后，将所述销构件的远端掘进到所述第一金属材料中直至所述第一金属材料中的预定深度位置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4230338A1 (en) 2020-10-15 2023-08-23 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Friction-stir spot welding device and method for operating same
JP7417569B2 (ja) * 2021-10-29 2024-01-18 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
CN114406574B (zh) * 2022-01-28 2024-04-05 厦门金鹭特种合金有限公司 一种用于刀具制作的联轴式焊接工装

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1716959A2 (de) * 2005-04-28 2006-11-02 Hydro Aluminium Deutschland GmbH Verfahren und Vorrichtungen zum Reibrührschweissen von mindestens zwei Bauteilen aus artverschiedenen Werkstoffen mit einem verschiebbaren Stift und durch die Bauteile fliessendem elektrischen Strom
US20080029581A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. Method of joining together dissimilar metal members
JP2010269367A (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 摩擦撹拌点接合装置及び摩擦撹拌点接合装置用クランプ機構
CN102091860A (zh) * 2009-12-11 2011-06-15 上海航天设备制造总厂 双动环摩擦点焊方法
US20140069985A1 (en) * 2011-03-18 2014-03-13 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Friction stir spot welding device and friction stir spot welding method
CN104741769A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 株式会社Uacj 用于点接合堆叠的金属箔的方法
CN105522273A (zh) * 2014-10-22 2016-04-27 上海航天设备制造总厂 二次回填充式摩擦点焊方法
CN106001896A (zh) * 2016-06-12 2016-10-12 上海航天设备制造总厂 基于表面毛化的铝/钢异种材料摩擦点焊方法
CN107855639A (zh) * 2017-11-02 2018-03-30 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 消除无匙孔搅拌摩擦点焊环凹槽的方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS462796B1 (zh) 1967-07-10 1971-01-23
JP4479416B2 (ja) * 2004-08-25 2010-06-09 マツダ株式会社 摩擦点接合方法およびその装置
JP4602796B2 (ja) 2005-03-02 2010-12-22 住友軽金属工業株式会社 異種金属部材の接合方法
JP4846329B2 (ja) * 2005-10-05 2011-12-28 住友軽金属工業株式会社 段付き重合せ材料の摩擦撹拌接合製品
JP5044128B2 (ja) 2006-03-22 2012-10-10 本田技研工業株式会社 アルミ合金と鋼板との摩擦攪拌接合方法および摩擦攪拌接合部材
EP2881210B1 (en) 2012-08-06 2020-04-08 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Welding tool used for double-acting type friction stir welding or double-acting type friction stir spot welding, and welding device using same
JP6244041B2 (ja) * 2014-10-23 2017-12-06 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合装置及び摩擦攪拌点接合方法
JP6014205B2 (ja) 2015-06-02 2016-10-25 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合装置および摩擦攪拌点接合方法
JP6670317B2 (ja) * 2015-09-14 2020-03-18 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合装置及び摩擦攪拌点接合方法
JP6276739B2 (ja) * 2015-10-21 2018-02-07 川崎重工業株式会社 摩擦撹拌点接合装置及び摩擦撹拌点接合方法
KR102031895B1 (ko) * 2015-10-21 2019-10-14 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 마찰 교반 점 접합 장치 및 마찰 교반 점 접합 방법
JP6554029B2 (ja) * 2015-11-24 2019-07-31 川崎重工業株式会社 摩擦撹拌点接合装置及び摩擦撹拌点接合方法
JP6650801B2 (ja) * 2016-03-17 2020-02-19 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合方法及び摩擦攪拌点接合装置
JP6631437B2 (ja) 2016-08-04 2020-01-15 トヨタ自動車株式会社 異種材接合方法
EP3680052B1 (en) * 2017-09-05 2023-08-16 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Refill friction stir spot welding method and refill friction stir spot welding device
JP6796042B2 (ja) * 2017-09-08 2020-12-02 川崎重工業株式会社 複動式摩擦攪拌点接合用保持治具および保持治具セット、並びに、複動式摩擦攪拌点接合装置および複動式摩擦攪拌点接合方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1716959A2 (de) * 2005-04-28 2006-11-02 Hydro Aluminium Deutschland GmbH Verfahren und Vorrichtungen zum Reibrührschweissen von mindestens zwei Bauteilen aus artverschiedenen Werkstoffen mit einem verschiebbaren Stift und durch die Bauteile fliessendem elektrischen Strom
US20080029581A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. Method of joining together dissimilar metal members
JP2010269367A (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 摩擦撹拌点接合装置及び摩擦撹拌点接合装置用クランプ機構
CN102091860A (zh) * 2009-12-11 2011-06-15 上海航天设备制造总厂 双动环摩擦点焊方法
US20140069985A1 (en) * 2011-03-18 2014-03-13 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Friction stir spot welding device and friction stir spot welding method
CN104741769A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 株式会社Uacj 用于点接合堆叠的金属箔的方法
CN105522273A (zh) * 2014-10-22 2016-04-27 上海航天设备制造总厂 二次回填充式摩擦点焊方法
CN106001896A (zh) * 2016-06-12 2016-10-12 上海航天设备制造总厂 基于表面毛化的铝/钢异种材料摩擦点焊方法
CN107855639A (zh) * 2017-11-02 2018-03-30 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 消除无匙孔搅拌摩擦点焊环凹槽的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于大国: "《深孔加工与检测技术创新》", 31 March 2016, 国防工业出版社 *
焦振学 等: "《先进制造技术》", 31 July 1997, 北京理工大学出版社 *

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