JP2000042760A - 摩擦撹拌接合法 - Google Patents
摩擦撹拌接合法Info
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- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/1245—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
- B23K20/1255—Tools therefor, e.g. characterised by the shape of the probe
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接合終端部にプローブ引抜き後の孔や凹部等
の接合痕を生じさせず、かつプローブの挿入圧により生
じる接合部材の位置ずれを阻止するための固定装置を必
要とせず、又はこれを簡略化することのできる摩擦撹拌
接合法を提供すること。 【解決手段】 突合せ状態に配置した２個のアルミニウ
ム板からなる接合部材１、２の突合せ部３に、接合工具
１０の回転体１１の周縁部１１ａのみを押し付ける。そ
して、周縁部１１ａとの接触部を摩擦熱にて軟化させ撹
拌しながら、周縁部１１ａを押付け状態で突合せ部３に
沿って相対的に移動させることにより、接合部材１、２
を突合せ部３において接合する。
の接合痕を生じさせず、かつプローブの挿入圧により生
じる接合部材の位置ずれを阻止するための固定装置を必
要とせず、又はこれを簡略化することのできる摩擦撹拌
接合法を提供すること。 【解決手段】 突合せ状態に配置した２個のアルミニウ
ム板からなる接合部材１、２の突合せ部３に、接合工具
１０の回転体１１の周縁部１１ａのみを押し付ける。そ
して、周縁部１１ａとの接触部を摩擦熱にて軟化させ撹
拌しながら、周縁部１１ａを押付け状態で突合せ部３に
沿って相対的に移動させることにより、接合部材１、２
を突合せ部３において接合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばアルミニ
ウム材（アルミニウム合金材を含む）等の金属材の接合
に用いられる摩擦撹拌接合法に関する。
ウム材（アルミニウム合金材を含む）等の金属材の接合
に用いられる摩擦撹拌接合法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固相接合法の一つである摩擦撹拌接合法
として、次のような方法が提案されている。即ち、図３
（ａ）に示すように、径大の円柱状回転子（６１）の端
部軸線上に、周面にネジ山状の撹拌用の凸部（図示せ
ず）が形成された径小のピン状プローブ（６２）が突出
して一体に設けられた接合工具（６０）を用い、前記回
転子（６１）を回転させつつ、突き合わされた２枚の平
板状の接合部材（５１）（５２）の突合せ部（５３）に
前記プローブ（６２）を挿入する。このプローブ（６
２）の挿入は、一般には、回転子（６１）のプローブ側
平坦面からなる肩部（６１ａ）が接合部材（５１）（５
２）に当接するまで行う。そして、プローブ挿入状態の
まま、突合せ部（５３）に沿ってプローブ（６２）を移
動させる。あるいは、図示していないが、突合せ部（５
３）がプローブ（６２）を順次通過するように接合部材
（５１）（５２）を移動させても良い。
として、次のような方法が提案されている。即ち、図３
（ａ）に示すように、径大の円柱状回転子（６１）の端
部軸線上に、周面にネジ山状の撹拌用の凸部（図示せ
ず）が形成された径小のピン状プローブ（６２）が突出
して一体に設けられた接合工具（６０）を用い、前記回
転子（６１）を回転させつつ、突き合わされた２枚の平
板状の接合部材（５１）（５２）の突合せ部（５３）に
前記プローブ（６２）を挿入する。このプローブ（６
２）の挿入は、一般には、回転子（６１）のプローブ側
平坦面からなる肩部（６１ａ）が接合部材（５１）（５
２）に当接するまで行う。そして、プローブ挿入状態の
まま、突合せ部（５３）に沿ってプローブ（６２）を移
動させる。あるいは、図示していないが、突合せ部（５
３）がプローブ（６２）を順次通過するように接合部材
（５１）（５２）を移動させても良い。
【０００３】すると、プローブ（６２）の回転により発
生する摩擦熱、あるいは更に回転子（６１）の肩部（６
１ａ）と接合部材（５１）（５２）との摺動に伴い発生
する摩擦熱により、プローブ（６２）との接触部分近傍
において接合部材（５１）（５２）は軟化し、かつこの
軟化部分がプローブ（６２）の回転により撹拌されると
ともに、プローブ（６２）の移動に伴って、あるいは接
合部材（５１）（５２）の移動に伴って、軟化撹拌部分
がプローブ（６２）の通過溝を埋めるように塑性流動し
たのち摩擦熱を急速に失って冷却固化される。この現象
がプローブ（６２）の移動に伴って、あるいは接合部材
（５１）（５２）の移動に伴って、順次繰り返されてい
き、最終的に接合部材（５１）（５２）が突合せ部（５
３）において接合されるものである。同図において、
（Ｗ’）はこの摩擦撹拌接合によって形成された接合ビ
ード部で、突合せ部（５３）に沿って形成されている。
生する摩擦熱、あるいは更に回転子（６１）の肩部（６
１ａ）と接合部材（５１）（５２）との摺動に伴い発生
する摩擦熱により、プローブ（６２）との接触部分近傍
において接合部材（５１）（５２）は軟化し、かつこの
軟化部分がプローブ（６２）の回転により撹拌されると
ともに、プローブ（６２）の移動に伴って、あるいは接
合部材（５１）（５２）の移動に伴って、軟化撹拌部分
がプローブ（６２）の通過溝を埋めるように塑性流動し
たのち摩擦熱を急速に失って冷却固化される。この現象
がプローブ（６２）の移動に伴って、あるいは接合部材
（５１）（５２）の移動に伴って、順次繰り返されてい
き、最終的に接合部材（５１）（５２）が突合せ部（５
３）において接合されるものである。同図において、
（Ｗ’）はこの摩擦撹拌接合によって形成された接合ビ
ード部で、突合せ部（５３）に沿って形成されている。
【０００４】このような摩擦撹拌接合法によれば、固相
接合であるため、接合部材である金属材の種類に限定を
受けないとか、接合時の熱歪みによる変形が少ない等の
利点がある。
接合であるため、接合部材である金属材の種類に限定を
受けないとか、接合時の熱歪みによる変形が少ない等の
利点がある。
【０００５】ところで、上記のような摩擦撹拌接合法に
おいては、従来、突合せ部（５３）への挿入状態で移動
するプローブ（６２）が接合終端部に到達すると、プロ
ーブ（６２）を接合部材（５１）（５２）からその軸方
向に引き抜くか、そのまま前進させて接合部材（５１）
（５２）の側方に離脱させていた。
おいては、従来、突合せ部（５３）への挿入状態で移動
するプローブ（６２）が接合終端部に到達すると、プロ
ーブ（６２）を接合部材（５１）（５２）からその軸方
向に引き抜くか、そのまま前進させて接合部材（５１）
（５２）の側方に離脱させていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プロー
ブ（６２）を接合部材（５１）（５２）から軸方向に引
き抜いたり、そのまま前進離脱させると、その部分にプ
ローブ（６２）の径、挿入深さに対応する孔（５４）や
凹部が残り、接合強度が部分的に低下するとともに、外
観上も良くないという欠点があった。このため、孔（５
４）や凹部を埋めるための仕上げ加工が必要となり、面
倒であった。
ブ（６２）を接合部材（５１）（５２）から軸方向に引
き抜いたり、そのまま前進離脱させると、その部分にプ
ローブ（６２）の径、挿入深さに対応する孔（５４）や
凹部が残り、接合強度が部分的に低下するとともに、外
観上も良くないという欠点があった。このため、孔（５
４）や凹部を埋めるための仕上げ加工が必要となり、面
倒であった。
【０００７】さらに、接合開始時においては、図３
（ｂ）に示すように、プローブ（６２）を突合せ部（５
３）に挿入すると、プローブ（６２）の挿入圧によって
接合部材（５１）（５２）の突合せ部（５３）が開こう
とするので、接合部材（５１）（５２）を拘束するため
の拘束装置が別途、必要となり、そのため設備投資費が
高く付いてしまうという欠点があった。
（ｂ）に示すように、プローブ（６２）を突合せ部（５
３）に挿入すると、プローブ（６２）の挿入圧によって
接合部材（５１）（５２）の突合せ部（５３）が開こう
とするので、接合部材（５１）（５２）を拘束するため
の拘束装置が別途、必要となり、そのため設備投資費が
高く付いてしまうという欠点があった。
【０００８】この発明は、このような欠点を解消するた
めになされたもので、接合終端部にプローブ引抜き後の
孔や凹部を生じさせず、かつプローブの挿入圧により生
じる接合部材の位置ずれを阻止するための拘束装置を必
要とせず、又はこれを簡略化することのできる摩擦撹拌
接合法を提供することを目的とする。
めになされたもので、接合終端部にプローブ引抜き後の
孔や凹部を生じさせず、かつプローブの挿入圧により生
じる接合部材の位置ずれを阻止するための拘束装置を必
要とせず、又はこれを簡略化することのできる摩擦撹拌
接合法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る摩擦撹拌接合法は、回転体の周縁部
のみを接合部に押し付け、周縁部との接触部を摩擦熱に
て軟化させ撹拌しながら、周縁部を押付け状態で接合部
に沿って相対的に移動させることにより、接合部材を接
合することを特徴とする。
め、この発明に係る摩擦撹拌接合法は、回転体の周縁部
のみを接合部に押し付け、周縁部との接触部を摩擦熱に
て軟化させ撹拌しながら、周縁部を押付け状態で接合部
に沿って相対的に移動させることにより、接合部材を接
合することを特徴とする。
【００１０】これによれば、回転体の周縁部のみを接合
部に押し付けることにより、周縁部の接合部への挿入深
さが浅くなり、その結果、接合終端部に孔や凹部等の接
合痕が残らなくなる。また、周縁部の接合部への挿入深
さが浅くなると、周縁部の挿入圧が小さくなるので、接
合部材の位置ずれを阻止するための大がかりな拘束装置
を用いる必要がなくなり、又は簡素な構造の拘束装置で
接合部材を拘束することができるようになる。また、周
縁部の接合部への挿入深さが浅いので、回転体の周縁部
を高速度で相対的に移動させることができるようにな
り、そのため接合作業能率が向上する。
部に押し付けることにより、周縁部の接合部への挿入深
さが浅くなり、その結果、接合終端部に孔や凹部等の接
合痕が残らなくなる。また、周縁部の接合部への挿入深
さが浅くなると、周縁部の挿入圧が小さくなるので、接
合部材の位置ずれを阻止するための大がかりな拘束装置
を用いる必要がなくなり、又は簡素な構造の拘束装置で
接合部材を拘束することができるようになる。また、周
縁部の接合部への挿入深さが浅いので、回転体の周縁部
を高速度で相対的に移動させることができるようにな
り、そのため接合作業能率が向上する。
【００１１】特に、この摩擦撹拌接合法を行う際し、周
縁部の接合部への挿入深さが１ｍｍ以下になるように周
縁部を接合部に押し付けることが、望ましい。なぜなら
ば、挿入深さが１ｍｍを越えると、接合終端部に接合痕
が残り易くなるし、周縁部の挿入圧が大きくなり、この
周縁部の挿入圧により接合部材が動き易くなるため、大
がかりな拘束装置が必要となることがあるからである。
縁部の接合部への挿入深さが１ｍｍ以下になるように周
縁部を接合部に押し付けることが、望ましい。なぜなら
ば、挿入深さが１ｍｍを越えると、接合終端部に接合痕
が残り易くなるし、周縁部の挿入圧が大きくなり、この
周縁部の挿入圧により接合部材が動き易くなるため、大
がかりな拘束装置が必要となることがあるからである。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１３】図１及び図２は、この発明の一実施形態を
示すものである。図１において、（１）（２）は、突合
せ状態に配置した２個のアルミニウム板からなる接合部
材である。これら接合部材（１）（２）は、互いに同形
・同寸である。そして、これら接合部材（１）（２）
は、幅方向の端面同士を突き合わせる態様で配置されて
いる。この突合せ状態において、両接合部材（１）
（２）の表面は、面一となっている。この実施形態は、
このように突合せ状態に配置した２個の接合部材（１）
（２）の突合せ部（３）における表層部を、突合せ部
（３）に沿って摩擦撹拌接合する場合を示すものであ
る。したがって、突合せ部（３）が接合部材（１）
（２）の接合部となる。
示すものである。図１において、（１）（２）は、突合
せ状態に配置した２個のアルミニウム板からなる接合部
材である。これら接合部材（１）（２）は、互いに同形
・同寸である。そして、これら接合部材（１）（２）
は、幅方向の端面同士を突き合わせる態様で配置されて
いる。この突合せ状態において、両接合部材（１）
（２）の表面は、面一となっている。この実施形態は、
このように突合せ状態に配置した２個の接合部材（１）
（２）の突合せ部（３）における表層部を、突合せ部
（３）に沿って摩擦撹拌接合する場合を示すものであ
る。したがって、突合せ部（３）が接合部材（１）
（２）の接合部となる。
【００１４】（１０）は接合工具で、円柱状の回転体
（１１）と、図示しない回転駆動装置とを有しており、
前記回転駆動装置を作動させることにより、前記回転体
（１１）がその軸線（Ｐ）を回転軸として回転するもの
となされている。
（１１）と、図示しない回転駆動装置とを有しており、
前記回転駆動装置を作動させることにより、前記回転体
（１１）がその軸線（Ｐ）を回転軸として回転するもの
となされている。
【００１５】前記回転体（１１）の軸線方向の端面に
は、図２に示すように、周縁部（１１ａ）から中央部に
向かって徐々に凹んだ皿状の凹部（１１ｂ）が形成され
ている。したがって、この回転体（１１）の端面を接合
部材（１）（２）の突合せ部（３）に押し付けると、こ
の端面における中央部が接合部材（１）（２）に当接し
ないで、周縁部（１１ａ）のみが接合部材（１）（２）
に当接するものとなり、このため、この回転体（１１）
は、周縁部（１１ａ）のみを確実に接合部材（１）
（２）の突合せ部（３）に当接させることができるよう
になっている。また、この回転体（１１）は、接合部材
（１）（２）よりも硬質でかつ接合時に発生する摩擦熱
に耐えうる耐熱材料によって形成されている。
は、図２に示すように、周縁部（１１ａ）から中央部に
向かって徐々に凹んだ皿状の凹部（１１ｂ）が形成され
ている。したがって、この回転体（１１）の端面を接合
部材（１）（２）の突合せ部（３）に押し付けると、こ
の端面における中央部が接合部材（１）（２）に当接し
ないで、周縁部（１１ａ）のみが接合部材（１）（２）
に当接するものとなり、このため、この回転体（１１）
は、周縁部（１１ａ）のみを確実に接合部材（１）
（２）の突合せ部（３）に当接させることができるよう
になっている。また、この回転体（１１）は、接合部材
（１）（２）よりも硬質でかつ接合時に発生する摩擦熱
に耐えうる耐熱材料によって形成されている。
【００１６】この発明に従う摩擦撹拌接合は次のように
して行う。即ち、図１及び図２に示すように、前記接合
工具（１０）の回転体（１１）を回転させながら、その
周縁部（１１ａ）を接合部材（１）（２）の突合せ部
（３）の表面に押し付ける。そして、周縁部（１１ａ）
を突合せ部（３）に押し付けた状態のまま、突合せ部
（３）が回転体（１１）の周縁部（１１ａ）を順次通過
するように接合部材（１）（２）を移動させる。
して行う。即ち、図１及び図２に示すように、前記接合
工具（１０）の回転体（１１）を回転させながら、その
周縁部（１１ａ）を接合部材（１）（２）の突合せ部
（３）の表面に押し付ける。そして、周縁部（１１ａ）
を突合せ部（３）に押し付けた状態のまま、突合せ部
（３）が回転体（１１）の周縁部（１１ａ）を順次通過
するように接合部材（１）（２）を移動させる。
【００１７】ここで、回転体（１１）の周縁部（１１
ａ）を接合部材（１）（２）の突合せ部（３）の表面に
押し付けるときに、図２に示すように、回転体（１１）
を接合部材（１）（２）の移動方向（矢印イの方向）側
に少しだけ傾け、これにより、回転体（１１）の周縁部
（１１ａ）における接合部材の移動方向側の部分が接合
部材（１）（２）の突合せ部（３）に接触するととも
に、回転体（１１）の周縁部（１１ａ）における接合部
材の移動方向反対側の部分が接合部材（１）（２）の突
合せ部（３）から浮き上がった状態とするのが、望まし
い。なぜならば、回転体（１１）の周縁部（１１ａ）に
おける接合部材の移動方向反対側の部分が接合部材
（１）（２）の突合せ部（３）から浮き上がった状態と
なることにより、接合部材（１）（２）の移動の際に、
回転体（１１）の周縁部（１１ａ）における接合部材の
移動方向反対側の部分のコーナー部が、接合部材（１）
（２）の突合せ部（３）の表面に存在することのある微
細な凹凸（図示せず）に引っ掛かってしまうことを防止
し得て、回転体（１１）の周縁部（１１ａ）が接合部材
（１）（２）の突合せ部（３）の表面をスムーズに通過
するように接合部材（１）（２）を移動させることがで
きるようになるからである。
ａ）を接合部材（１）（２）の突合せ部（３）の表面に
押し付けるときに、図２に示すように、回転体（１１）
を接合部材（１）（２）の移動方向（矢印イの方向）側
に少しだけ傾け、これにより、回転体（１１）の周縁部
（１１ａ）における接合部材の移動方向側の部分が接合
部材（１）（２）の突合せ部（３）に接触するととも
に、回転体（１１）の周縁部（１１ａ）における接合部
材の移動方向反対側の部分が接合部材（１）（２）の突
合せ部（３）から浮き上がった状態とするのが、望まし
い。なぜならば、回転体（１１）の周縁部（１１ａ）に
おける接合部材の移動方向反対側の部分が接合部材
（１）（２）の突合せ部（３）から浮き上がった状態と
なることにより、接合部材（１）（２）の移動の際に、
回転体（１１）の周縁部（１１ａ）における接合部材の
移動方向反対側の部分のコーナー部が、接合部材（１）
（２）の突合せ部（３）の表面に存在することのある微
細な凹凸（図示せず）に引っ掛かってしまうことを防止
し得て、回転体（１１）の周縁部（１１ａ）が接合部材
（１）（２）の突合せ部（３）の表面をスムーズに通過
するように接合部材（１）（２）を移動させることがで
きるようになるからである。
【００１８】さらに、回転体（１１）の周縁部（１１
ａ）の突合せ部（３）への挿入深さ（ｘ）が１ｍｍ以下
になるように、回転体（１１）の周縁部（１１ａ）を突
合せ部（３）に押し付けることが、望ましい。なぜなら
ば、かかる挿入深さ（ｘ）が１ｍｍを越えると、接合終
端部に接合痕が生じ易くなる、即ち接合終端部に回転体
（１１）の周縁部（１１ａ）に対応する凹部が生じ易く
なるし、周縁部（１１ａ）の挿入圧が大きくなって、こ
れにより生じる接合部材（１）（２）の突合せ部（３）
の開きも大きくなるため、大がかりな拘束装置を必要と
することがあるからである。特に、前記挿入深さ（ｘ）
は、０．１〜０．６ｍｍが好ましい。
ａ）の突合せ部（３）への挿入深さ（ｘ）が１ｍｍ以下
になるように、回転体（１１）の周縁部（１１ａ）を突
合せ部（３）に押し付けることが、望ましい。なぜなら
ば、かかる挿入深さ（ｘ）が１ｍｍを越えると、接合終
端部に接合痕が生じ易くなる、即ち接合終端部に回転体
（１１）の周縁部（１１ａ）に対応する凹部が生じ易く
なるし、周縁部（１１ａ）の挿入圧が大きくなって、こ
れにより生じる接合部材（１）（２）の突合せ部（３）
の開きも大きくなるため、大がかりな拘束装置を必要と
することがあるからである。特に、前記挿入深さ（ｘ）
は、０．１〜０．６ｍｍが好ましい。
【００１９】こうして、回転体（１１）の周縁部（１１
ａ）の一部を突合せ部（３）に押し付けた状態で、接合
部材（１）（２）を移動させることにより、回転体（１
１）の周縁部（１１ａ）と接合部材（１）（２）との摺
動に伴い発生する摩擦熱により、回転体（１１）の周縁
部（１１ａ）との接触部分近傍において接合部材（１）
（２）は軟化し、かつこの軟化部分が回転体（１１）の
周縁部（１１ａ）の回転により撹拌されるとともに、接
合部材（１）（２）の移動に伴って、軟化撹拌部分が周
縁部（１１ａ）の通過溝を埋めるように塑性流動したの
ち、摩擦熱を急速に失って冷却固化される。この現象が
接合部材（１）（２）の移動に伴って順次繰り返されて
いき、突合せ部（３）の表層部において接合部材（１）
（２）は一体化され順次接合されていく。なお、図１及
び図２において、（Ｗ）はこの摩擦撹拌接合によって形
成された接合ビード部で、接合部材（１）（２）の突合
せ部（３）における表層部に、該突合せ部（３）に沿っ
て形成されている。
ａ）の一部を突合せ部（３）に押し付けた状態で、接合
部材（１）（２）を移動させることにより、回転体（１
１）の周縁部（１１ａ）と接合部材（１）（２）との摺
動に伴い発生する摩擦熱により、回転体（１１）の周縁
部（１１ａ）との接触部分近傍において接合部材（１）
（２）は軟化し、かつこの軟化部分が回転体（１１）の
周縁部（１１ａ）の回転により撹拌されるとともに、接
合部材（１）（２）の移動に伴って、軟化撹拌部分が周
縁部（１１ａ）の通過溝を埋めるように塑性流動したの
ち、摩擦熱を急速に失って冷却固化される。この現象が
接合部材（１）（２）の移動に伴って順次繰り返されて
いき、突合せ部（３）の表層部において接合部材（１）
（２）は一体化され順次接合されていく。なお、図１及
び図２において、（Ｗ）はこの摩擦撹拌接合によって形
成された接合ビード部で、接合部材（１）（２）の突合
せ部（３）における表層部に、該突合せ部（３）に沿っ
て形成されている。
【００２０】そして、回転体（１１）の周縁部（１１
ａ）が接合終端部に到達するまで接合部材（１）（２）
を移動させたら、接合部材（１）（２）の移動を停止す
るとともに、回転体（１１）の周縁部（１１ａ）を接合
部材（１）（２）の突合せ部（３）から引き離すことに
より、接合終了となる。
ａ）が接合終端部に到達するまで接合部材（１）（２）
を移動させたら、接合部材（１）（２）の移動を停止す
るとともに、回転体（１１）の周縁部（１１ａ）を接合
部材（１）（２）の突合せ部（３）から引き離すことに
より、接合終了となる。
【００２１】而して、回転体（１１）の周縁部（１１
ａ）は、接合部材（１）（２）の突合せ部（３）に浅く
挿入されていることから、接合終了時に回転体（１１）
の周縁部（１１ａ）を接合部材（１）（２）の突合せ部
（３）から引き離しても、接合終端部には接合痕として
の孔や凹部が殆ど形成されておらず、したがって得られ
た突合せ接合品は接合状態の良好なものとなっている。
ａ）は、接合部材（１）（２）の突合せ部（３）に浅く
挿入されていることから、接合終了時に回転体（１１）
の周縁部（１１ａ）を接合部材（１）（２）の突合せ部
（３）から引き離しても、接合終端部には接合痕として
の孔や凹部が殆ど形成されておらず、したがって得られ
た突合せ接合品は接合状態の良好なものとなっている。
【００２２】また、この摩擦撹拌接合法は、回転体（１
１）の周縁部（１１ａ）の突合せ部（３）への挿入深さ
が浅いことから、周縁部（１１ａ）の挿入圧による接合
部材（１）（２）の突合せ部（３）の開きが殆ど生じ
ず、そのため接合部材（１）（２）を拘束するための大
がかりな拘束装置を用いる必要がないといった利点を有
している。さらに、周縁部（１１ａ）の突合せ部（３）
への挿入深さが浅いので、接合部材（１）（２）を例え
ば２ｍ／ｍｉｎ以上といった高速度で移動させることが
でき、そのため接合作業能率を向上させることができる
という利点を有している。
１）の周縁部（１１ａ）の突合せ部（３）への挿入深さ
が浅いことから、周縁部（１１ａ）の挿入圧による接合
部材（１）（２）の突合せ部（３）の開きが殆ど生じ
ず、そのため接合部材（１）（２）を拘束するための大
がかりな拘束装置を用いる必要がないといった利点を有
している。さらに、周縁部（１１ａ）の突合せ部（３）
への挿入深さが浅いので、接合部材（１）（２）を例え
ば２ｍ／ｍｉｎ以上といった高速度で移動させることが
でき、そのため接合作業能率を向上させることができる
という利点を有している。
【００２３】以上、この発明の実施形態を説明したが、
この発明は上記実施形態に限定されるものではない。
この発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００２４】例えば、回転体（１１）の周縁部（１１
ａ）を突合せ部（３）に押し付けた状態で、接合部材
（１）（２）を移動させるのではなく、この状態で回転
体（１１）の周縁部（１１ａ）を突合せ部（３）に沿っ
て移動させても良い。この場合には、回転体（１１）を
移動方向反対側に少しだけ傾け、これにより、周縁部
（１１ａ）における移動方向反対側の部分が接合部材
（１）（２）の突合せ部（３）に接触するとともに、周
縁部（１１ａ）における移動方向側の部分が接合部材
（１）（２）の突合せ部（３）から浮き上がった状態と
するのが、上記と同様の理由により回転体（１１）の周
縁部（１１ａ）をスムーズに移動させることができるよ
うになる点で、望ましい。
ａ）を突合せ部（３）に押し付けた状態で、接合部材
（１）（２）を移動させるのではなく、この状態で回転
体（１１）の周縁部（１１ａ）を突合せ部（３）に沿っ
て移動させても良い。この場合には、回転体（１１）を
移動方向反対側に少しだけ傾け、これにより、周縁部
（１１ａ）における移動方向反対側の部分が接合部材
（１）（２）の突合せ部（３）に接触するとともに、周
縁部（１１ａ）における移動方向側の部分が接合部材
（１）（２）の突合せ部（３）から浮き上がった状態と
するのが、上記と同様の理由により回転体（１１）の周
縁部（１１ａ）をスムーズに移動させることができるよ
うになる点で、望ましい。
【００２５】もとより、接合部材（１）（２）は、アル
ミニウム以外の金属材からなるものであっても良い。
ミニウム以外の金属材からなるものであっても良い。
【００２６】
【発明の効果】上述の次第で、この発明に係る摩擦撹拌
接合法は、回転体の周縁部のみを接合部に押し付け、周
縁部との接触部を摩擦熱にて軟化させ撹拌しながら、周
縁部を押付け状態で接合部に沿って相対的に移動させる
ことにより、接合部材を接合することを特徴とするもの
であることから、この摩擦撹拌接合法によれば、周縁部
の接合部への挿入深さを浅くすることができ、したがっ
て接合終端部にプローブ引抜き後の孔や凹部等の接合痕
が形成されるのを防止することができ、そのため接合状
態の良好な接合品を得ることができる。また、周縁部の
接合部への挿入深さが浅いので、周縁部の挿入圧が小さ
くなり、そのため周縁部の挿入圧より生じる接合部材の
位置ずれを阻止するための大がかりな拘束装置を用いる
必要がなくなり、又は簡素な構造の拘束装置で接合部材
を拘束することができ、そのため設備投資費が安上がり
に付くという効果を奏する。さらに、周縁部の接合部へ
の挿入深さが浅いので、回転体の周縁部を高速度で相対
的に移動させることができ、そのため接合作業能率が向
上するという効果を奏する。
接合法は、回転体の周縁部のみを接合部に押し付け、周
縁部との接触部を摩擦熱にて軟化させ撹拌しながら、周
縁部を押付け状態で接合部に沿って相対的に移動させる
ことにより、接合部材を接合することを特徴とするもの
であることから、この摩擦撹拌接合法によれば、周縁部
の接合部への挿入深さを浅くすることができ、したがっ
て接合終端部にプローブ引抜き後の孔や凹部等の接合痕
が形成されるのを防止することができ、そのため接合状
態の良好な接合品を得ることができる。また、周縁部の
接合部への挿入深さが浅いので、周縁部の挿入圧が小さ
くなり、そのため周縁部の挿入圧より生じる接合部材の
位置ずれを阻止するための大がかりな拘束装置を用いる
必要がなくなり、又は簡素な構造の拘束装置で接合部材
を拘束することができ、そのため設備投資費が安上がり
に付くという効果を奏する。さらに、周縁部の接合部へ
の挿入深さが浅いので、回転体の周縁部を高速度で相対
的に移動させることができ、そのため接合作業能率が向
上するという効果を奏する。
【００２７】また、周縁部の接合部への挿入深さが１ｍ
ｍ以下になるように周縁部が接合部に押し付けられてい
る場合には、上記効果を確実に発揮させることができ
る。
ｍ以下になるように周縁部が接合部に押し付けられてい
る場合には、上記効果を確実に発揮させることができ
る。
【図１】この発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１中のII−II線断面図である。
【図３】従来の摩擦撹拌接合の欠点を示す図で、（ａ）
は接合後の状態の斜視図、（ｂ）はプローブ挿入途中の
状態の断面図である。
は接合後の状態の斜視図、（ｂ）はプローブ挿入途中の
状態の断面図である。
１、２…接合部材 ３…突合せ部（接合部） １０…接合工具 １１…回転体 １１ａ…周縁部 Ｗ…接合ビード部
Claims (2)
- 【請求項１】 回転体（11）の周縁部（11a ）のみを接
合部（３）に押し付け、周縁部（11a ）との接触部を摩
擦熱にて軟化させ撹拌しながら、周縁部（11a ）を押付
け状態で接合部（３）に沿って相対的に移動させること
により、接合部材（１）（２）を接合することを特徴と
する摩擦撹拌接合法。 - 【請求項２】 周縁部（11a ）の接合部（３）への挿入
深さ（ｘ）が１ｍｍ以下になるように周縁部（11a ）が
接合部（３）に押し付けられている請求項１記載の摩擦
撹拌接合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10213952A JP2000042760A (ja) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | 摩擦撹拌接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10213952A JP2000042760A (ja) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | 摩擦撹拌接合法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000042760A true JP2000042760A (ja) | 2000-02-15 |
| JP2000042760A5 JP2000042760A5 (ja) | 2005-10-20 |
Family
ID=16647779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10213952A Pending JP2000042760A (ja) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | 摩擦撹拌接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000042760A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006341279A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 重合せ材料の端面接合方法 |
| JP2007163073A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Denso Corp | 熱交換器用チューブの製造方法および熱交換器 |
| JPWO2005092558A1 (ja) * | 2004-03-25 | 2008-02-07 | 学校法人日本大学 | 摩擦圧接による金属板の接合方法及び装置 |
| WO2011118299A1 (ja) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | 公立大学法人大阪府立大学 | 摩擦加工用ツール、これを用いた摩擦加工装置及び摩擦加工方法 |
-
1998
- 1998-07-29 JP JP10213952A patent/JP2000042760A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005092558A1 (ja) * | 2004-03-25 | 2008-02-07 | 学校法人日本大学 | 摩擦圧接による金属板の接合方法及び装置 |
| JP4592103B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2010-12-01 | 学校法人日本大学 | 摩擦圧接による金属板材の接合方法及びその装置 |
| JP2006341279A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 重合せ材料の端面接合方法 |
| US8028888B2 (en) | 2005-06-09 | 2011-10-04 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Method of joining together end portions of superposed members |
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| WO2011118299A1 (ja) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | 公立大学法人大阪府立大学 | 摩擦加工用ツール、これを用いた摩擦加工装置及び摩擦加工方法 |
| JP2011200871A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Osaka Prefecture Univ | 摩擦加工用ツール、これを用いた摩擦加工装置及び摩擦加工方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
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