JP2000061663A - アルミニウム合金の接合方法 - Google Patents
アルミニウム合金の接合方法Info
- Publication number
- JP2000061663A JP2000061663A JP24018298A JP24018298A JP2000061663A JP 2000061663 A JP2000061663 A JP 2000061663A JP 24018298 A JP24018298 A JP 24018298A JP 24018298 A JP24018298 A JP 24018298A JP 2000061663 A JP2000061663 A JP 2000061663A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joining
- aging treatment
- aluminum alloy
- minute
- strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- 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
- B23K20/123—Controlling or monitoring the welding process
- B23K20/1235—Controlling or monitoring the welding process with temperature control during joining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- 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
- B23K20/1275—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 involving metallurgical change
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 摩擦撹拌接合を用いたアルミニウム合金の接
合方法において、接合部材の継手強度を充分に確保する
こと。 【解決手段】 ピン型工具２８を、柱２８ｂの中心軸回
りに回転させると共にアルミニウム合金１０，２０の突
き合わせ部分に沿って移動させる。すると、アルミニウ
ム合金１０，２０が摩擦撹拌接合される。このとき、柱
２８ｂによって撹拌される撹拌部３０の外側の熱影響部
１０ａ，２０ａが、３００℃以上に加熱される時間を１
分以内とする。すると、大きな析出物が生じて強度が低
下するのを防止することができる。この接合工程に続い
て、３００℃より低温で時効処理を行えば、接合部材５
０の継手強度を充分に確保することができる。
合方法において、接合部材の継手強度を充分に確保する
こと。 【解決手段】 ピン型工具２８を、柱２８ｂの中心軸回
りに回転させると共にアルミニウム合金１０，２０の突
き合わせ部分に沿って移動させる。すると、アルミニウ
ム合金１０，２０が摩擦撹拌接合される。このとき、柱
２８ｂによって撹拌される撹拌部３０の外側の熱影響部
１０ａ，２０ａが、３００℃以上に加熱される時間を１
分以内とする。すると、大きな析出物が生じて強度が低
下するのを防止することができる。この接合工程に続い
て、３００℃より低温で時効処理を行えば、接合部材５
０の継手強度を充分に確保することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
の接合方法に関し、詳しくは、摩擦撹拌接合を用いたア
ルミニウムの接合方法に関する。
の接合方法に関し、詳しくは、摩擦撹拌接合を用いたア
ルミニウムの接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境保護或いは省エネルギの
観点から、自動車の排出する窒素酸化物や二酸化炭素の
抑制、燃費の向上が切望されている。これらを達成する
ための最も有効な方法の一つとして、自動車の軽量化、
すなわち軽量材料の使用が考えられる。そこで、自動車
のボディや部品を構成する材料を、鋼鉄からアルミニウ
ム合金へ転換することが検討されている。アルミニウム
合金は、軽量であることは勿論のこと、断面形状の最適
化により剛性を高めることができ、運輸用機器の構成部
材として適している。
観点から、自動車の排出する窒素酸化物や二酸化炭素の
抑制、燃費の向上が切望されている。これらを達成する
ための最も有効な方法の一つとして、自動車の軽量化、
すなわち軽量材料の使用が考えられる。そこで、自動車
のボディや部品を構成する材料を、鋼鉄からアルミニウ
ム合金へ転換することが検討されている。アルミニウム
合金は、軽量であることは勿論のこと、断面形状の最適
化により剛性を高めることができ、運輸用機器の構成部
材として適している。
【０００３】しかしながら、アルミニウム合金は、鋼鉄
のような圧延板としてではなく、押出材として提供され
る場合が多い。押出材はダイスを介して押し出されるた
め、形材の幅に限度がある。このため、アルミニウム合
金を用いて広幅形材や大きな構造物を形成する場合は、
押出材同士をアーク溶接（ＭＩＧまたはＴＩＧ）によっ
て接合するのが一般的である。
のような圧延板としてではなく、押出材として提供され
る場合が多い。押出材はダイスを介して押し出されるた
め、形材の幅に限度がある。このため、アルミニウム合
金を用いて広幅形材や大きな構造物を形成する場合は、
押出材同士をアーク溶接（ＭＩＧまたはＴＩＧ）によっ
て接合するのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、アーク溶接
を行うと溶接部が変形し、流麗な表面形状が阻害され
る。このため、外観を重視する部位では、溶接時に形成
される余盛りの削除が必要となる。また、アーク溶接を
行うと、溶接部外側の溶接熱影響部（ＨＡＺ）が５００
℃近くまでゆっくりと加熱されるので、大きな析出物が
生じて強度が低下する。このため、溶接部では予め厚肉
に形成して強度を補償する必要があり、軽量化の効果が
充分に発揮されない。また、アーク溶接では特有のブロ
ーホールや凝固割れ等の欠陥が生じる場合もあり、この
場合、その手直しに溶接部をはつり再溶接を行う。この
場合、多大な工数を要すると共に溶接部の外観が汚くな
る。
を行うと溶接部が変形し、流麗な表面形状が阻害され
る。このため、外観を重視する部位では、溶接時に形成
される余盛りの削除が必要となる。また、アーク溶接を
行うと、溶接部外側の溶接熱影響部（ＨＡＺ）が５００
℃近くまでゆっくりと加熱されるので、大きな析出物が
生じて強度が低下する。このため、溶接部では予め厚肉
に形成して強度を補償する必要があり、軽量化の効果が
充分に発揮されない。また、アーク溶接では特有のブロ
ーホールや凝固割れ等の欠陥が生じる場合もあり、この
場合、その手直しに溶接部をはつり再溶接を行う。この
場合、多大な工数を要すると共に溶接部の外観が汚くな
る。
【０００５】入熱が少なく軟化や歪みの程度が軽い接合
方法として、近年、摩擦撹拌接合が考えられている（例
えば、特許２７１２８３８号）。この方法は、鋼鉄等の
硬質の裏当ての上にアルミニウム合金等の軟質素材を突
き合わせて拘束し、その突き合わせ部分に沿って硬質の
ピン型工具を高速回転させながら移動させる方法であ
る。この方法は、接合部が溶融しないのが特徴で、撹拌
部外側の熱影響部の温度もそれ程上昇しない。ところ
が、この摩擦撹拌接合によっても、熱影響部の温度がか
なり上昇することがある。この場合、上記析出の影響等
により、接合部材の継手強度が充分に確保できない。
方法として、近年、摩擦撹拌接合が考えられている（例
えば、特許２７１２８３８号）。この方法は、鋼鉄等の
硬質の裏当ての上にアルミニウム合金等の軟質素材を突
き合わせて拘束し、その突き合わせ部分に沿って硬質の
ピン型工具を高速回転させながら移動させる方法であ
る。この方法は、接合部が溶融しないのが特徴で、撹拌
部外側の熱影響部の温度もそれ程上昇しない。ところ
が、この摩擦撹拌接合によっても、熱影響部の温度がか
なり上昇することがある。この場合、上記析出の影響等
により、接合部材の継手強度が充分に確保できない。
【０００６】そこで、本発明は、摩擦撹拌接合を用いた
アルミニウム合金の接合方法において、接合部材の継手
強度を充分に確保することを目的としてなされた。
アルミニウム合金の接合方法において、接合部材の継手
強度を充分に確保することを目的としてなされた。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達するためになされた請求項１記載の発明は、アルミ
ニウム合金のＴ１材を、撹拌部外側の熱影響部が３００
℃以上に加熱される時間を１分以内として摩擦撹拌接合
を行う接合工程と、該接合工程によって接合された接合
部材に３００℃より低温での時効処理を施して、母材の
耐力に対して９５％以上の継手強度を確保する時効処理
工程と、を順次実行することを特徴とするアルミニウム
合金の接合方法を、要旨としている。
を達するためになされた請求項１記載の発明は、アルミ
ニウム合金のＴ１材を、撹拌部外側の熱影響部が３００
℃以上に加熱される時間を１分以内として摩擦撹拌接合
を行う接合工程と、該接合工程によって接合された接合
部材に３００℃より低温での時効処理を施して、母材の
耐力に対して９５％以上の継手強度を確保する時効処理
工程と、を順次実行することを特徴とするアルミニウム
合金の接合方法を、要旨としている。
【０００８】本発明では、アルミニウム合金のＴ１材を
摩擦撹拌接合している。このようなアルミニウム合金に
は析出物が殆ど出ておらず、ＧＰゾーンがあるだけであ
る。また、Ｔ１材は比較的軟らかく撹拌の抵抗が少ない
ので、工具の形状等を適切に設定すれば、撹拌部外側の
熱影響部が３００℃以上に加熱される時間を１分以内と
することが容易にできる。このように低温かつ短時間で
摩擦撹拌接合を行った場合、その接合によって熱影響部
における析出が進行することはなく、復元が生じてＧＰ
ゾーンが消失するだけである。また、撹拌部では撹拌に
より析出物が細かく砕かれる。このため、熱影響部より
高温となってもいわゆる加工硬化が生じるので、次の時
効処理工程により一層高い強度が得られる。
摩擦撹拌接合している。このようなアルミニウム合金に
は析出物が殆ど出ておらず、ＧＰゾーンがあるだけであ
る。また、Ｔ１材は比較的軟らかく撹拌の抵抗が少ない
ので、工具の形状等を適切に設定すれば、撹拌部外側の
熱影響部が３００℃以上に加熱される時間を１分以内と
することが容易にできる。このように低温かつ短時間で
摩擦撹拌接合を行った場合、その接合によって熱影響部
における析出が進行することはなく、復元が生じてＧＰ
ゾーンが消失するだけである。また、撹拌部では撹拌に
より析出物が細かく砕かれる。このため、熱影響部より
高温となってもいわゆる加工硬化が生じるので、次の時
効処理工程により一層高い強度が得られる。
【０００９】このような接合工程によって接合されたア
ルミニウム合金に、３００℃より低温での時効処理を施
せば、Ｔ５材またはＴ６材と同様の強度仕様を満足し、
かつ、母材の耐力に対して９５％以上の継手強度を有す
る接合部材が得られる。更に、本発明では、摩擦撹拌接
合を用いてアルミニウム合金を接合しているので、外観
を保護すると共に溶接部に対する後加工等を不要とする
ことができる。
ルミニウム合金に、３００℃より低温での時効処理を施
せば、Ｔ５材またはＴ６材と同様の強度仕様を満足し、
かつ、母材の耐力に対して９５％以上の継手強度を有す
る接合部材が得られる。更に、本発明では、摩擦撹拌接
合を用いてアルミニウム合金を接合しているので、外観
を保護すると共に溶接部に対する後加工等を不要とする
ことができる。
【００１０】従って、本発明では、外観を保護しつつ必
要な工数を低減すると共に、接合部材の継手強度を充分
に確保することができる。なお、接合工程では、望まし
くは熱影響部を２５０℃以下に保持するとよい。請求項
２記載の発明は、請求項１記載のアルミニウム合金の接
合方法において、上記Ｔ１材が、６０００系アルミニウ
ム合金の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷
却速度で冷却したものであり、上記時効処理工程では、
１５０〜２５０℃で１０分〜１２時間の時効処理を施す
ことを特徴としている。
要な工数を低減すると共に、接合部材の継手強度を充分
に確保することができる。なお、接合工程では、望まし
くは熱影響部を２５０℃以下に保持するとよい。請求項
２記載の発明は、請求項１記載のアルミニウム合金の接
合方法において、上記Ｔ１材が、６０００系アルミニウ
ム合金の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷
却速度で冷却したものであり、上記時効処理工程では、
１５０〜２５０℃で１０分〜１２時間の時効処理を施す
ことを特徴としている。
【００１１】本発明では、６０００系アルミニウム合金
の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却速度
で冷却しているので、摩擦撹拌接合に適した上記Ｔ１材
を確実に得ることができる。しかも、続く時効処理工程
では、１５０〜２５０℃で１０分〜１２時間の時効処理
を施している。このため、接合部では極めて良好な時効
硬化が生じ、その接合部材では、母材の耐力に対して９
５％以上の継手強度を極めて良好に確保することができ
る。
の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却速度
で冷却しているので、摩擦撹拌接合に適した上記Ｔ１材
を確実に得ることができる。しかも、続く時効処理工程
では、１５０〜２５０℃で１０分〜１２時間の時効処理
を施している。このため、接合部では極めて良好な時効
硬化が生じ、その接合部材では、母材の耐力に対して９
５％以上の継手強度を極めて良好に確保することができ
る。
【００１２】従って、本発明では、請求項１記載の発明
の効果に加えて、接合部材の継手強度を一層良好に確保
することができるといった効果が生じる。請求項３記載
の発明は、請求項１記載のアルミニウム合金の接合方法
において、上記Ｔ１材が、２０００系アルミニウム合金
の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却速度
で冷却したものであり、上記時効処理工程では、１５０
〜２５０℃で１０分〜１２時間の時効処理を施すことを
特徴としている。
の効果に加えて、接合部材の継手強度を一層良好に確保
することができるといった効果が生じる。請求項３記載
の発明は、請求項１記載のアルミニウム合金の接合方法
において、上記Ｔ１材が、２０００系アルミニウム合金
の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却速度
で冷却したものであり、上記時効処理工程では、１５０
〜２５０℃で１０分〜１２時間の時効処理を施すことを
特徴としている。
【００１３】本発明では、２０００系アルミニウム合金
の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却速度
で冷却しているので、摩擦撹拌接合に適した上記Ｔ１材
を確実に得ることができる。しかも、続く時効処理工程
では、１５０〜２５０℃で１０分〜１２時間の時効処理
を施している。このため、接合部では極めて良好な時効
硬化が生じ、その接合部材では、母材の耐力に対して９
５％以上の継手強度を極めて良好に確保することができ
る。
の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却速度
で冷却しているので、摩擦撹拌接合に適した上記Ｔ１材
を確実に得ることができる。しかも、続く時効処理工程
では、１５０〜２５０℃で１０分〜１２時間の時効処理
を施している。このため、接合部では極めて良好な時効
硬化が生じ、その接合部材では、母材の耐力に対して９
５％以上の継手強度を極めて良好に確保することができ
る。
【００１４】従って、本発明では、請求項１記載の発明
の効果に加えて、接合部材の継手強度を一層良好に確保
することができるといった効果が生じる。請求項４記載
の発明は、請求項１記載のアルミニウム合金の接合方法
において、上記Ｔ１材が、７０００系アルミニウム合金
の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却速度
で冷却したものであり、上記時効処理工程では、１００
〜２００℃で１０分〜２４時間の時効処理を施すことを
特徴としている。
の効果に加えて、接合部材の継手強度を一層良好に確保
することができるといった効果が生じる。請求項４記載
の発明は、請求項１記載のアルミニウム合金の接合方法
において、上記Ｔ１材が、７０００系アルミニウム合金
の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却速度
で冷却したものであり、上記時効処理工程では、１００
〜２００℃で１０分〜２４時間の時効処理を施すことを
特徴としている。
【００１５】本発明では、７０００系アルミニウム合金
の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却速度
で冷却しているので、摩擦撹拌接合に適した上記Ｔ１材
を確実に得ることができる。しかも、続く時効処理工程
では、１００〜２００℃で１０分〜２４時間の時効処理
を施している。このため、接合部では極めて良好な時効
硬化が生じ、その接合部材では、母材の耐力に対して９
５％以上の継手強度を極めて良好に確保することができ
る。
の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却速度
で冷却しているので、摩擦撹拌接合に適した上記Ｔ１材
を確実に得ることができる。しかも、続く時効処理工程
では、１００〜２００℃で１０分〜２４時間の時効処理
を施している。このため、接合部では極めて良好な時効
硬化が生じ、その接合部材では、母材の耐力に対して９
５％以上の継手強度を極めて良好に確保することができ
る。
【００１６】従って、本発明では、請求項１記載の発明
の効果に加えて、接合部材の継手強度を一層良好に確保
することができるといった効果が生じる。請求項５記載
の発明は、請求項２記載のアルミニウム合金の接合方法
において、上記接合工程及び時効処理工程を経て接合さ
れた接合部材が、自動車用スペースフレーム、自動車用
足回り部品、または車両用形材であることを特徴として
いる。
の効果に加えて、接合部材の継手強度を一層良好に確保
することができるといった効果が生じる。請求項５記載
の発明は、請求項２記載のアルミニウム合金の接合方法
において、上記接合工程及び時効処理工程を経て接合さ
れた接合部材が、自動車用スペースフレーム、自動車用
足回り部品、または車両用形材であることを特徴として
いる。
【００１７】請求項２記載のアルミニウム合金の接合方
法によって６０００系アルミニウム合金を接合すれば、
前述のように極めて良好な継手強度を有する接合部材が
得られる。この場合、接合部を厚肉に形成して強度を補
償する必要もない。本発明では、このように接合された
接合部材が、自動車用スペースフレーム、自動車用足回
り部品、または車両用形材であることを特徴としてい
る。これらの部材は現在でも厚肉に形成して必要な強度
を確保しているが、本発明では、これらの部材を厚肉に
形成する必要がなくなり、自動車の軽量化に極めて顕著
な効果を生じる。このため、自動車の燃費を良好に向上
させることができる。
法によって６０００系アルミニウム合金を接合すれば、
前述のように極めて良好な継手強度を有する接合部材が
得られる。この場合、接合部を厚肉に形成して強度を補
償する必要もない。本発明では、このように接合された
接合部材が、自動車用スペースフレーム、自動車用足回
り部品、または車両用形材であることを特徴としてい
る。これらの部材は現在でも厚肉に形成して必要な強度
を確保しているが、本発明では、これらの部材を厚肉に
形成する必要がなくなり、自動車の軽量化に極めて顕著
な効果を生じる。このため、自動車の燃費を良好に向上
させることができる。
【００１８】従って、本発明では、請求項２記載の発明
の効果に加えて、自動車の燃費を向上させ、地球環境の
保護や省エネルギを推進できるといった効果が生じる。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載
のアルミニウム合金の接合方法において、接合部を局部
的に加熱し、焼き戻しすることを特徴としている。
の効果に加えて、自動車の燃費を向上させ、地球環境の
保護や省エネルギを推進できるといった効果が生じる。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載
のアルミニウム合金の接合方法において、接合部を局部
的に加熱し、焼き戻しすることを特徴としている。
【００１９】本発明では、接合部（撹拌部及び熱影響
部）を局部的に加熱し、焼き戻ししているので、その接
合部の強度を一層良好に確保することができる。従っ
て、本発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の発明
の効果に加えて、接合部の強度を一層良好に確保し、延
いては、接合部材の継手強度を一層良好に確保すること
ができるといった効果が生じる。
部）を局部的に加熱し、焼き戻ししているので、その接
合部の強度を一層良好に確保することができる。従っ
て、本発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の発明
の効果に加えて、接合部の強度を一層良好に確保し、延
いては、接合部材の継手強度を一層良好に確保すること
ができるといった効果が生じる。
【００２０】請求項７記載の発明は、アルミニウム合金
のＴ１材またはＴ４材を、幅方向に２枚以上、撹拌部外
側の熱影響部が３００℃以上に加熱される時間を１分以
内とした摩擦撹拌接合により接合して広幅形材を製造す
る第１接合工程と、該第１接合工程によって接合された
広幅形材に３００℃より低温での時効処理を施し、母材
の耐力に対して９５％以上の継手強度を確保する時効処
理工程と、上記広幅形材を接合して構造物を製造する第
２接合工程と、を順次実行するアルミニウム合金の接合
方法であって、上記広幅形材の端部を予め厚く形成して
おき、上記第２接合工程ではその端部を不活性ガスアー
ク溶接で接合すると共に、該不活性ガスアーク溶接の熱
影響部を含む上記広幅形材の厚さを、母材の厚さの１．
２５〜２倍としたことを特徴とするアルミニウム合金の
接合方法を、要旨としている。
のＴ１材またはＴ４材を、幅方向に２枚以上、撹拌部外
側の熱影響部が３００℃以上に加熱される時間を１分以
内とした摩擦撹拌接合により接合して広幅形材を製造す
る第１接合工程と、該第１接合工程によって接合された
広幅形材に３００℃より低温での時効処理を施し、母材
の耐力に対して９５％以上の継手強度を確保する時効処
理工程と、上記広幅形材を接合して構造物を製造する第
２接合工程と、を順次実行するアルミニウム合金の接合
方法であって、上記広幅形材の端部を予め厚く形成して
おき、上記第２接合工程ではその端部を不活性ガスアー
ク溶接で接合すると共に、該不活性ガスアーク溶接の熱
影響部を含む上記広幅形材の厚さを、母材の厚さの１．
２５〜２倍としたことを特徴とするアルミニウム合金の
接合方法を、要旨としている。
【００２１】本発明では、請求項１記載の接合工程及び
時効処理工程と同様の第１接合工程及び時効処理工程に
より、アルミニウム合金のＴ１材またはＴ４材を幅方向
に２枚以上接合している。このため、本発明の第１接合
工程及び時効処理工程を経て製造された広幅形材では、
請求項１記載の発明と同様、継手強度を充分に確保する
ことができる。
時効処理工程と同様の第１接合工程及び時効処理工程に
より、アルミニウム合金のＴ１材またはＴ４材を幅方向
に２枚以上接合している。このため、本発明の第１接合
工程及び時効処理工程を経て製造された広幅形材では、
請求項１記載の発明と同様、継手強度を充分に確保する
ことができる。
【００２２】本発明では、続く第２接合工程により、上
記広幅形材を不活性ガスアーク溶接で接合している。こ
のため、摩擦撹拌接合が困難な部分も容易に接合するこ
とができる。しかも、その不活性ガスアーク溶接の熱影
響部を含む上記広幅形材の厚さを、母材の厚さの１．２
５〜２倍としているので、その接合部の強度も充分に確
保することができる。従って、本発明では、大きな構造
物や複雑な形状の構造物を容易に製造することができ、
しかも、その構造物を構成するアルミニウム合金の接合
部の強度を充分に確保することができるといった効果が
生じる。
記広幅形材を不活性ガスアーク溶接で接合している。こ
のため、摩擦撹拌接合が困難な部分も容易に接合するこ
とができる。しかも、その不活性ガスアーク溶接の熱影
響部を含む上記広幅形材の厚さを、母材の厚さの１．２
５〜２倍としているので、その接合部の強度も充分に確
保することができる。従って、本発明では、大きな構造
物や複雑な形状の構造物を容易に製造することができ、
しかも、その構造物を構成するアルミニウム合金の接合
部の強度を充分に確保することができるといった効果が
生じる。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。本実施の形態では、図１に概略的に示
すように、鋼鉄等の硬質の裏当て（図示せず）の上にア
ルミニウム合金１０，２０を突き合わせて拘束し、その
突き合わせ部分に沿って硬質のピン型工具２８を高速回
転させながら移動させた。
と共に説明する。本実施の形態では、図１に概略的に示
すように、鋼鉄等の硬質の裏当て（図示せず）の上にア
ルミニウム合金１０，２０を突き合わせて拘束し、その
突き合わせ部分に沿って硬質のピン型工具２８を高速回
転させながら移動させた。
【００２４】図２は、ピン型工具２８の構成を表す側面
図である。図２に示すように、ピン型工具２８は、大径
の肩部２８ａと、その肩部２８ａの下端から突出した小
径の柱２８ｂとから構成され、図示しない駆動系から駆
動力を伝達されることにより、柱２８ｂの中心軸回りに
回転すると共にアルミニウム合金１０，２０の突き合わ
せ部分に沿って移動する。すると、その突き合わせ部分
には、図１に示すように、柱２８ｂによってアルミニウ
ム合金１０を構成する金属とアルミニウム合金２０を構
成する金属とが撹拌して接合された撹拌部３０が形成さ
れる。また、撹拌部３０の外側のアルミニウム合金１
０，２０には、上記撹拌による発熱の影響を受けた熱影
響部１０ａ，２０ａがそれぞれ形成される。
図である。図２に示すように、ピン型工具２８は、大径
の肩部２８ａと、その肩部２８ａの下端から突出した小
径の柱２８ｂとから構成され、図示しない駆動系から駆
動力を伝達されることにより、柱２８ｂの中心軸回りに
回転すると共にアルミニウム合金１０，２０の突き合わ
せ部分に沿って移動する。すると、その突き合わせ部分
には、図１に示すように、柱２８ｂによってアルミニウ
ム合金１０を構成する金属とアルミニウム合金２０を構
成する金属とが撹拌して接合された撹拌部３０が形成さ
れる。また、撹拌部３０の外側のアルミニウム合金１
０，２０には、上記撹拌による発熱の影響を受けた熱影
響部１０ａ，２０ａがそれぞれ形成される。
【００２５】このようにして、アルミニウム合金１０，
２０を接合して得られた接合部材５０では、撹拌部３０
に熱影響部１０ａ，２０ａも含めた接合部４０全体の強
度が、その接合部材５０の継手強度を規定する大きな要
因となる。そこで、本願出願人は、この継手強度を向上
させるべく鋭意検討を行った。その結果、アルミニウム
合金１０，２０がＴ１材の状態で上記摩擦撹拌接合を行
い（接合工程）、その接合時に熱影響部１０ａ，２０ａ
が３００℃以上に加熱される時間を１分以内とすると共
に、接合後に３００℃より低温で時効処理を行うことに
よって（時効処理工程）、接合部材５０の継手強度を大
幅に向上させられることを発見した。
２０を接合して得られた接合部材５０では、撹拌部３０
に熱影響部１０ａ，２０ａも含めた接合部４０全体の強
度が、その接合部材５０の継手強度を規定する大きな要
因となる。そこで、本願出願人は、この継手強度を向上
させるべく鋭意検討を行った。その結果、アルミニウム
合金１０，２０がＴ１材の状態で上記摩擦撹拌接合を行
い（接合工程）、その接合時に熱影響部１０ａ，２０ａ
が３００℃以上に加熱される時間を１分以内とすると共
に、接合後に３００℃より低温で時効処理を行うことに
よって（時効処理工程）、接合部材５０の継手強度を大
幅に向上させられることを発見した。
【００２６】
【実施例】以下、その具体的な実験結果を実施例を挙げ
て説明する。なお、以下に説明する各種アルミニウム合
金のＴ１材は、いずれも、押出加工にて成形した押出材
をその押し出し時に空冷し、１０℃／分以下の冷却速度
で冷却したものである。
て説明する。なお、以下に説明する各種アルミニウム合
金のＴ１材は、いずれも、押出加工にて成形した押出材
をその押し出し時に空冷し、１０℃／分以下の冷却速度
で冷却したものである。
【００２７】実施例１：図３に示すように、アルミニウ
ム合金６Ｎ０１のＴ１材からなるブスバー１３，２３
（厚さ４mm×幅１５０mm×長さ５０００mm）を幅方向に
並べて拘束した。肩部２８ａの直径Ｄを１５mm、柱２８
ｂの直径ｄを４mm、柱２８ｂの長さＨを３．８mmとした
ピン型工具２８を、回転数２０００rpm ，移動速度８０
０mm／分で駆動して摩擦撹拌接合を行った。撹拌部３３
の外側の熱影響部１３ａ，２３ａに熱電対を埋め込み、
接合時の発熱を測定したところ、２５０℃×１０秒であ
った。接合後、１７５℃×８時間の時効処理を施し、接
合部材５３を得た。接合後にも、時効処理後にも、接合
部材５３には歪みが殆ど生じていなかった。この接合部
材５３の継手引張強さ（継手強度に相当）を測定した結
果、時効処理後の継手引張強さは２７０ＭＰａで、接合
前と同じ母材で時効処理したＴ５材の引張強さ２６０Ｍ
Ｐａを上回った。
ム合金６Ｎ０１のＴ１材からなるブスバー１３，２３
（厚さ４mm×幅１５０mm×長さ５０００mm）を幅方向に
並べて拘束した。肩部２８ａの直径Ｄを１５mm、柱２８
ｂの直径ｄを４mm、柱２８ｂの長さＨを３．８mmとした
ピン型工具２８を、回転数２０００rpm ，移動速度８０
０mm／分で駆動して摩擦撹拌接合を行った。撹拌部３３
の外側の熱影響部１３ａ，２３ａに熱電対を埋め込み、
接合時の発熱を測定したところ、２５０℃×１０秒であ
った。接合後、１７５℃×８時間の時効処理を施し、接
合部材５３を得た。接合後にも、時効処理後にも、接合
部材５３には歪みが殆ど生じていなかった。この接合部
材５３の継手引張強さ（継手強度に相当）を測定した結
果、時効処理後の継手引張強さは２７０ＭＰａで、接合
前と同じ母材で時効処理したＴ５材の引張強さ２６０Ｍ
Ｐａを上回った。
【００２８】実施例２：図４に示すように、アルミニウ
ム合金２０１４のＴ１材からなり、端部に輪のある押出
材１５，２５（厚さ３mm×幅３５０mm×長さ５０００m
m）を幅方向に並べて拘束した。肩部２８ａの直径Ｄを
１５mm、柱２８ｂの直径ｄを５mm、柱２８ｂの長さＨを
６mmとしたピン型工具２８を、回転数３０００rpm ，移
動速度１５０mm／分で駆動して摩擦撹拌接合を行った。
撹拌部３５の外側の熱影響部１５ａ，２５ａに熱電対を
埋め込み、接合時の発熱を測定したところ、２５０℃×
２５０秒であった。接合後、１８０℃×２時間の時効処
理を施し、接合部材５５を得た。接合後にも、時効処理
後にも、接合部材５５には歪みが殆ど生じていなかっ
た。この接合部材５５の継手引張強さを測定した結果、
時効処理後の継手引張強さは３９０ＭＰａで、接合前と
同じ母材で時効処理したＴ６材の引張強さ３８０ＭＰａ
を上回った。
ム合金２０１４のＴ１材からなり、端部に輪のある押出
材１５，２５（厚さ３mm×幅３５０mm×長さ５０００m
m）を幅方向に並べて拘束した。肩部２８ａの直径Ｄを
１５mm、柱２８ｂの直径ｄを５mm、柱２８ｂの長さＨを
６mmとしたピン型工具２８を、回転数３０００rpm ，移
動速度１５０mm／分で駆動して摩擦撹拌接合を行った。
撹拌部３５の外側の熱影響部１５ａ，２５ａに熱電対を
埋め込み、接合時の発熱を測定したところ、２５０℃×
２５０秒であった。接合後、１８０℃×２時間の時効処
理を施し、接合部材５５を得た。接合後にも、時効処理
後にも、接合部材５５には歪みが殆ど生じていなかっ
た。この接合部材５５の継手引張強さを測定した結果、
時効処理後の継手引張強さは３９０ＭＰａで、接合前と
同じ母材で時効処理したＴ６材の引張強さ３８０ＭＰａ
を上回った。
【００２９】実施例３：アルミニウム合金７０７５のＴ
１材からなる押出形材（厚さ２．５mm×幅３０mm×高さ
２５mm×長さ２０００mm）を幅方向に並べて拘束した。
肩部２８ａの直径Ｄを１２mm、柱２８ｂの直径ｄを３m
m、柱２８ｂの長さＨを３mmとしたピン型工具２８を、
回転数２０００rpm ，移動速度５０mm／分で駆動して摩
擦撹拌接合を行った。撹拌部の外側の熱影響部に熱電対
を埋め込み、接合時の発熱を測定したところ、２５０℃
×４５秒であった。接合後、１５０℃×２時間の時効処
理を施して接合部材を得た。接合後にも、時効処理後に
も、接合部材には歪みが殆ど生じていなかった。この接
合部材の継手引張強さを測定した結果、時効処理後の継
手引張強さは４５０ＭＰａで、接合前と同じ母材で時効
処理したＴ６材の引張強さ４３０ＭＰａを上回った。
１材からなる押出形材（厚さ２．５mm×幅３０mm×高さ
２５mm×長さ２０００mm）を幅方向に並べて拘束した。
肩部２８ａの直径Ｄを１２mm、柱２８ｂの直径ｄを３m
m、柱２８ｂの長さＨを３mmとしたピン型工具２８を、
回転数２０００rpm ，移動速度５０mm／分で駆動して摩
擦撹拌接合を行った。撹拌部の外側の熱影響部に熱電対
を埋め込み、接合時の発熱を測定したところ、２５０℃
×４５秒であった。接合後、１５０℃×２時間の時効処
理を施して接合部材を得た。接合後にも、時効処理後に
も、接合部材には歪みが殆ど生じていなかった。この接
合部材の継手引張強さを測定した結果、時効処理後の継
手引張強さは４５０ＭＰａで、接合前と同じ母材で時効
処理したＴ６材の引張強さ４３０ＭＰａを上回った。
【００３０】以下、同様にして、他のアルミニウム合金
（６０６３，６０６１，２２１９，または７Ｎ０１）の
Ｔ１材からなる押出材を摩擦撹拌接合し、時効処理を施
した（実施例４〜７：後述の表１参照）。その際、ピン
型工具２８の大きさや回転数，移動速度等を適宜調整す
ることにより、接合時の発熱を２５０℃×１０秒，２５
０℃×２５秒，２５０℃×２０秒，または２５０℃×５
０秒とした。また、時効処理は、１７５℃×８時間，１
７５℃×８時間，１８０℃×２時間，または１５０℃×
２時間で行った。そして、これらの実施例の継手引張強
さを、ＭＩＧ溶接による接合を行った比較例１〜５と比
較した。ここで、例えば比較例１では、次のようにして
押出材を接合した。
（６０６３，６０６１，２２１９，または７Ｎ０１）の
Ｔ１材からなる押出材を摩擦撹拌接合し、時効処理を施
した（実施例４〜７：後述の表１参照）。その際、ピン
型工具２８の大きさや回転数，移動速度等を適宜調整す
ることにより、接合時の発熱を２５０℃×１０秒，２５
０℃×２５秒，２５０℃×２０秒，または２５０℃×５
０秒とした。また、時効処理は、１７５℃×８時間，１
７５℃×８時間，１８０℃×２時間，または１５０℃×
２時間で行った。そして、これらの実施例の継手引張強
さを、ＭＩＧ溶接による接合を行った比較例１〜５と比
較した。ここで、例えば比較例１では、次のようにして
押出材を接合した。
【００３１】比較例１：アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ
１材からなるブスバー（厚さ４mm×幅１５０mm×長さ５
０００mm）を幅方向に並べて拘束した。アルミニウム合
金５３５６を溶加材としてＭＩＧ溶接を行った後、１７
５℃×８時間の時効処理を施した。この場合、接合後に
幅方向で約４mmの角変形を生じた。この接合部材の継手
引張強さを測定した結果、時効処理後の継手引張強さは
１８０ＭＰａで、接合前と同じ母材で時効処理したＴ５
材の引張強さ２６０ＭＰａを大きく下回った。
１材からなるブスバー（厚さ４mm×幅１５０mm×長さ５
０００mm）を幅方向に並べて拘束した。アルミニウム合
金５３５６を溶加材としてＭＩＧ溶接を行った後、１７
５℃×８時間の時効処理を施した。この場合、接合後に
幅方向で約４mmの角変形を生じた。この接合部材の継手
引張強さを測定した結果、時効処理後の継手引張強さは
１８０ＭＰａで、接合前と同じ母材で時効処理したＴ５
材の引張強さ２６０ＭＰａを大きく下回った。
【００３２】他のアルミニウム合金（２０１４，７０７
５，６０６３，２２１９）に対しても同様のＭＩＧ溶接
を行い、上記実施例と比較した。結果を表１に示す。
５，６０６３，２２１９）に対しても同様のＭＩＧ溶接
を行い、上記実施例と比較した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１に示すように、上記各実施例ではいず
れも充分な継手引張強さが得られたのに対し、上記各比
較例ではいずれも継手引張強さが大幅に低下した。これ
は、次のような理由によるものと考えられる。すなわ
ち、比較例１〜５では、いずれも接合時の発熱が３５０
℃まで達しており、熱影響部が３００℃以上に加熱され
る時間は優に１分を超えるものと考えられる。このた
め、アルミニウム合金内に大きな析出物が生じて強度が
低下したものと考えられる。
れも充分な継手引張強さが得られたのに対し、上記各比
較例ではいずれも継手引張強さが大幅に低下した。これ
は、次のような理由によるものと考えられる。すなわ
ち、比較例１〜５では、いずれも接合時の発熱が３５０
℃まで達しており、熱影響部が３００℃以上に加熱され
る時間は優に１分を超えるものと考えられる。このた
め、アルミニウム合金内に大きな析出物が生じて強度が
低下したものと考えられる。
【００３５】これに対して、上記各実施例では、熱影響
部が３００℃以上に加熱される時間を１分以内として摩
擦撹拌接合を行うと共に、その接合された接合部材に３
００℃より低温での時効処理を施しているので、接合部
材の継手強度を充分に確保することができる。これは、
次のような理由によるものと考えられる。
部が３００℃以上に加熱される時間を１分以内として摩
擦撹拌接合を行うと共に、その接合された接合部材に３
００℃より低温での時効処理を施しているので、接合部
材の継手強度を充分に確保することができる。これは、
次のような理由によるものと考えられる。
【００３６】すなわち、上記各実施例では、アルミニウ
ム合金のＴ１材を摩擦撹拌接合している。このようなア
ルミニウム合金には析出物が殆ど出ておらず、ＧＰゾー
ンがあるだけである。また、Ｔ１材は比較的軟らかく撹
拌の抵抗が少ないので、前述のように工具の形状等を適
切に設定すれば、熱影響部が３００℃以上に加熱される
時間を１分以内とすることが容易にできる。このように
低温かつ短時間で摩擦撹拌接合を行った場合、その接合
によって熱影響部における析出が進行することはなく、
復元が生じてＧＰゾーンが消失するだけである。また、
撹拌部では撹拌により析出物が細かく砕かれる。このた
め、熱影響部より高温となってもいわゆる加工硬化が生
じるので、次の時効処理工程により一層高い強度が得ら
れる。
ム合金のＴ１材を摩擦撹拌接合している。このようなア
ルミニウム合金には析出物が殆ど出ておらず、ＧＰゾー
ンがあるだけである。また、Ｔ１材は比較的軟らかく撹
拌の抵抗が少ないので、前述のように工具の形状等を適
切に設定すれば、熱影響部が３００℃以上に加熱される
時間を１分以内とすることが容易にできる。このように
低温かつ短時間で摩擦撹拌接合を行った場合、その接合
によって熱影響部における析出が進行することはなく、
復元が生じてＧＰゾーンが消失するだけである。また、
撹拌部では撹拌により析出物が細かく砕かれる。このた
め、熱影響部より高温となってもいわゆる加工硬化が生
じるので、次の時効処理工程により一層高い強度が得ら
れる。
【００３７】上記各実施例では、このような接合工程及
び時効処理工程によってアルミニウム合金を接合してい
るので、接合部材の継手強度を極めて良好に確保するこ
とができる。更に、上記各実施例では、摩擦撹拌接合を
用いてアルミニウム合金を接合しているので、外観を保
護すると共に溶接部に対する後加工等を不要とすること
ができる。よって、工数を低減して製造コストを低減す
ることができる。
び時効処理工程によってアルミニウム合金を接合してい
るので、接合部材の継手強度を極めて良好に確保するこ
とができる。更に、上記各実施例では、摩擦撹拌接合を
用いてアルミニウム合金を接合しているので、外観を保
護すると共に溶接部に対する後加工等を不要とすること
ができる。よって、工数を低減して製造コストを低減す
ることができる。
【００３８】また、実施例１，４，または５のように、
６０００系アルミニウム合金を上記方法で接合した場
合、前述のように極めて良好な継手強度を有する接合部
材が得られる。しかも、この場合、接合部を厚肉に形成
して強度を補償する必要もない。このため、このように
接合された接合部材を自動車用スペースフレーム、自動
車用足回り部品、または車両用形材に利用した場合、更
に次のような効果が生じる。すなわち、これらの部材は
現在でも厚肉に形成して必要な強度を確保しているが、
これらの部材を厚肉に形成する必要がなくなり、自動車
の軽量化が極めて良好に推進できる。このため、自動車
の燃費を良好に向上させることができ、延いては、地球
環境の保護や省エネルギを推進することができる。
６０００系アルミニウム合金を上記方法で接合した場
合、前述のように極めて良好な継手強度を有する接合部
材が得られる。しかも、この場合、接合部を厚肉に形成
して強度を補償する必要もない。このため、このように
接合された接合部材を自動車用スペースフレーム、自動
車用足回り部品、または車両用形材に利用した場合、更
に次のような効果が生じる。すなわち、これらの部材は
現在でも厚肉に形成して必要な強度を確保しているが、
これらの部材を厚肉に形成する必要がなくなり、自動車
の軽量化が極めて良好に推進できる。このため、自動車
の燃費を良好に向上させることができ、延いては、地球
環境の保護や省エネルギを推進することができる。
【００３９】また、上記各実施例におけるアルミニウム
合金の接合方法において、接合部を局部的に加熱し、焼
き戻してもよい。この場合、接合部の強度を一層良好に
確保し、延いては、接合部材の継手強度を一層良好に確
保することができる。例えば、アルミニウム合金６Ｎ０
１のＴ１材を母材とし、突き合わせて２５０℃×３０秒
に加熱され接合できる条件で摩擦攪拌接合し（２分）、
接合線を中心に幅４０mmの範囲でビード上にヒータを当
て、２２０℃×３０分加熱した。その後、断面の硬さを
測定したところ、接合部の硬さはどこを測っても母材の
９５％以上であり、接合部と熱影響部とが充分に時効硬
化し、母材と同等の機械的性質となったことが確認され
た。
合金の接合方法において、接合部を局部的に加熱し、焼
き戻してもよい。この場合、接合部の強度を一層良好に
確保し、延いては、接合部材の継手強度を一層良好に確
保することができる。例えば、アルミニウム合金６Ｎ０
１のＴ１材を母材とし、突き合わせて２５０℃×３０秒
に加熱され接合できる条件で摩擦攪拌接合し（２分）、
接合線を中心に幅４０mmの範囲でビード上にヒータを当
て、２２０℃×３０分加熱した。その後、断面の硬さを
測定したところ、接合部の硬さはどこを測っても母材の
９５％以上であり、接合部と熱影響部とが充分に時効硬
化し、母材と同等の機械的性質となったことが確認され
た。
【００４０】また更に、上記実施例と同様の工程を経て
アルミニウム合金のＴ１材（Ｔ４材であってもよい）を
幅方向に２枚以上接合した後、所定の時効処理を施して
広幅形材を製造し、その広幅形材を不活性ガスアーク溶
接で接合することによって構造物を製造してもよい。こ
の場合、その不活性ガスアーク溶接で接合する広幅形材
の端部を予め厚く形成しておき、その不活性ガスアーク
溶接の熱影響部を含む上記広幅形材の厚さを、母材の厚
さの１．２５〜２倍としておくとよい。こうすれば、摩
擦撹拌接合が困難な部分も不活性ガスアーク溶接によっ
て容易に接合することができ、しかも、その接合部の強
度も充分に確保することができる。従って、この場合、
大きな構造物や複雑な形状の構造物を容易に製造するこ
とができ、しかも、その構造物を構成するアルミニウム
合金の接合部の強度を充分に確保することができる。
アルミニウム合金のＴ１材（Ｔ４材であってもよい）を
幅方向に２枚以上接合した後、所定の時効処理を施して
広幅形材を製造し、その広幅形材を不活性ガスアーク溶
接で接合することによって構造物を製造してもよい。こ
の場合、その不活性ガスアーク溶接で接合する広幅形材
の端部を予め厚く形成しておき、その不活性ガスアーク
溶接の熱影響部を含む上記広幅形材の厚さを、母材の厚
さの１．２５〜２倍としておくとよい。こうすれば、摩
擦撹拌接合が困難な部分も不活性ガスアーク溶接によっ
て容易に接合することができ、しかも、その接合部の強
度も充分に確保することができる。従って、この場合、
大きな構造物や複雑な形状の構造物を容易に製造するこ
とができ、しかも、その構造物を構成するアルミニウム
合金の接合部の強度を充分に確保することができる。
【００４１】例えば、車両用の床等を車両断面方向で２
分割した部材を、アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ１材の
摩擦攪拌接合とそれに続く時効処理とで作製し、中央及
び側パネルとの継手の部分はＭＩＧ溶接で接合する。Ｍ
ＩＧ溶接の部分のみ母材より厚く（母材２．５mmｔ，Ｍ
ＩＧ部４mmｔ）にしておけば、全体の強度は確保され
る。全てＭＩＧでやる従来の方法に比べ、摩擦攪拌接合
部は薄くでき、軽量化の効果が大である。
分割した部材を、アルミニウム合金６Ｎ０１のＴ１材の
摩擦攪拌接合とそれに続く時効処理とで作製し、中央及
び側パネルとの継手の部分はＭＩＧ溶接で接合する。Ｍ
ＩＧ溶接の部分のみ母材より厚く（母材２．５mmｔ，Ｍ
ＩＧ部４mmｔ）にしておけば、全体の強度は確保され
る。全てＭＩＧでやる従来の方法に比べ、摩擦攪拌接合
部は薄くでき、軽量化の効果が大である。
【００４２】なお、本発明は上記実施の形態に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の形態で実施することができる。例えば、摩擦撹拌
接合を行うための工具としては、図５に示すように、大
径の肩部６８ａとその肩部６８ａの下端から突出した柱
６８ｂとを備えると共に、更に、その柱６８ｂの下端に
大径部６８ｃを備えたいわゆるボビン型の工具６８を使
用してもよい。また、アルミニウム合金の種類や押出材
の形状としては、上記の他にも種々の形態が考えられ
る。
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の形態で実施することができる。例えば、摩擦撹拌
接合を行うための工具としては、図５に示すように、大
径の肩部６８ａとその肩部６８ａの下端から突出した柱
６８ｂとを備えると共に、更に、その柱６８ｂの下端に
大径部６８ｃを備えたいわゆるボビン型の工具６８を使
用してもよい。また、アルミニウム合金の種類や押出材
の形状としては、上記の他にも種々の形態が考えられ
る。
【図１】 本発明を適用した摩擦撹拌接合の形態を概略
的に表す説明図である。
的に表す説明図である。
【図２】 その摩擦撹拌接合に使用されるピン型工具を
表す側面図である。
表す側面図である。
【図３】 実施例１で得られた接合部材を概略的に表す
説明図である。
説明図である。
【図４】 実施例２で得られた接合部材を概略的に表す
説明図である。
説明図である。
【図５】 摩擦撹拌接合に使用される工具の他の形態を
表す側面図である。
表す側面図である。
【符号の説明】
１０，２０…アルミニウム合金
１０ａ，１３ａ，１５ａ，２０ａ，２３ａ，２５ａ…熱
影響部 １３，２３…ブスバー １５，２５…押出材
２８…ピン型工具 ３０，３３，３５…撹拌部 ５０，５３，５
５…接合部材
影響部 １３，２３…ブスバー １５，２５…押出材
２８…ピン型工具 ３０，３３，３５…撹拌部 ５０，５３，５
５…接合部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松田 眞一
東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽金
属工業株式会社内
(72)発明者 ▲吉▼田 英雄
東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽金
属工業株式会社内
Ｆターム(参考） 4E067 AA05 BG00 BG02 DC06 DD01
EA07
Claims (7)
- 【請求項１】 アルミニウム合金のＴ１材を、撹拌部外
側の熱影響部が３００℃以上に加熱される時間を１分以
内として摩擦撹拌接合を行う接合工程と、 該接合工程によって接合された接合部材に３００℃より
低温での時効処理を施して、母材の耐力に対して９５％
以上の継手強度を確保する時効処理工程と、 を順次実行することを特徴とするアルミニウム合金の接
合方法。 - 【請求項２】 上記Ｔ１材が、６０００系アルミニウム
合金の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却
速度で冷却したものであり、 上記時効処理工程では、１５０〜２５０℃で１０分〜１
２時間の時効処理を施すことを特徴とする請求項１記載
のアルミニウム合金の接合方法。 - 【請求項３】 上記Ｔ１材が、２０００系アルミニウム
合金の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却
速度で冷却したものであり、 上記時効処理工程では、１５０〜２５０℃で１０分〜１
２時間の時効処理を施すことを特徴とする請求項１記載
のアルミニウム合金の接合方法。 - 【請求項４】 上記Ｔ１材が、７０００系アルミニウム
合金の押出材をその押し出し時に１０℃／分以下の冷却
速度で冷却したものであり、 上記時効処理工程では、１００〜２００℃で１０分〜２
４時間の時効処理を施すことを特徴とする請求項１記載
のアルミニウム合金の接合方法。 - 【請求項５】 請求項２記載のアルミニウム合金の接合
方法において、 上記接合工程及び時効処理工程を経て接合された接合部
材が、自動車用スペースフレーム、自動車用足回り部
品、または車両用形材であることを特徴とするアルミニ
ウム合金の接合方法。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載のアルミ
ニウム合金の接合方法において、 接合部を局部的に加熱し、焼き戻しすることを特徴とす
るアルミニウム合金の接合方法。 - 【請求項７】 アルミニウム合金のＴ１材またはＴ４材
を、幅方向に２枚以上、撹拌部外側の熱影響部が３００
℃以上に加熱される時間を１分以内とした摩擦撹拌接合
により接合して広幅形材を製造する第１接合工程と、 該第１接合工程によって接合された広幅形材に３００℃
より低温での時効処理を施し、母材の耐力に対して９５
％以上の継手強度を確保する時効処理工程と、 上記広幅形材を接合して構造物を製造する第２接合工程
と、 を順次実行するアルミニウム合金の接合方法であって、 上記広幅形材の端部を予め厚く形成しておき、上記第２
接合工程ではその端部を不活性ガスアーク溶接で接合す
ると共に、該不活性ガスアーク溶接の熱影響部を含む上
記広幅形材の厚さを、母材の厚さの１．２５〜２倍とし
たことを特徴とするアルミニウム合金の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24018298A JP3291252B2 (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | アルミニウム合金の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24018298A JP3291252B2 (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | アルミニウム合金の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000061663A true JP2000061663A (ja) | 2000-02-29 |
| JP3291252B2 JP3291252B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=17055696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24018298A Expired - Fee Related JP3291252B2 (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | アルミニウム合金の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3291252B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002024394A1 (en) * | 2000-09-22 | 2002-03-28 | Tower Automotive Technology Products, Inc. | Multi-piece extruded link arm |
| JP2002160076A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-06-04 | Hitachi Ltd | 構造体の製作方法 |
| JP2007296563A (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Toyota Motor Corp | 鋼とアルミニウム合金の摩擦圧接方法 |
| JP2009241110A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Tokyu Car Corp | 摩擦撹拌接合用の裏当部材及び摩擦撹拌接合方法 |
| US7810700B2 (en) | 2005-12-15 | 2010-10-12 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Heat treating friction stir welded aluminum alloy members and joined product |
| JP2013154351A (ja) * | 2012-01-26 | 2013-08-15 | Japan Transport Engineering Co | 摩擦攪拌接合方法及び鉄道車両台枠の製造方法 |
| JP2013204778A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Hitachi Automotive Systems Ltd | ディスクブレーキの製造方法 |
| US10016837B2 (en) | 2003-06-09 | 2018-07-10 | Uacj Corporation | Method of joining heat-treatable aluminum alloy members by friction stir welding |
| CN108381117A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-08-10 | 广西南南铝加工有限公司 | 一种可热处理强化铝合金焊接处理工艺 |
| CN116727836A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-09-12 | 江苏恒尚节能科技股份有限公司 | 一种铝合金幕墙副框搅拌摩擦焊连接的方法 |
-
1998
- 1998-08-26 JP JP24018298A patent/JP3291252B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002024394A1 (en) * | 2000-09-22 | 2002-03-28 | Tower Automotive Technology Products, Inc. | Multi-piece extruded link arm |
| US6619533B1 (en) | 2000-09-22 | 2003-09-16 | Tower Automotive Technology Products, Inc. | Multi-piece extruded link arm |
| JP2002160076A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-06-04 | Hitachi Ltd | 構造体の製作方法 |
| US10016837B2 (en) | 2003-06-09 | 2018-07-10 | Uacj Corporation | Method of joining heat-treatable aluminum alloy members by friction stir welding |
| US7810700B2 (en) | 2005-12-15 | 2010-10-12 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Heat treating friction stir welded aluminum alloy members and joined product |
| JP2007296563A (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Toyota Motor Corp | 鋼とアルミニウム合金の摩擦圧接方法 |
| JP2009241110A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Tokyu Car Corp | 摩擦撹拌接合用の裏当部材及び摩擦撹拌接合方法 |
| JP2013154351A (ja) * | 2012-01-26 | 2013-08-15 | Japan Transport Engineering Co | 摩擦攪拌接合方法及び鉄道車両台枠の製造方法 |
| JP2013204778A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Hitachi Automotive Systems Ltd | ディスクブレーキの製造方法 |
| CN108381117A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-08-10 | 广西南南铝加工有限公司 | 一种可热处理强化铝合金焊接处理工艺 |
| CN116727836A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-09-12 | 江苏恒尚节能科技股份有限公司 | 一种铝合金幕墙副框搅拌摩擦焊连接的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3291252B2 (ja) | 2002-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106475683B (zh) | 一种具有Al-Si镀层热成形钢板的激光拼焊方法 | |
| JP4573108B2 (ja) | 溶接方法 | |
| JP5258154B2 (ja) | アルミニウム合金物品を形成するための方法、およびアルミニウム合金物品の延性を向上させるための方法 | |
| JP3262533B2 (ja) | アルミニウム合金の接合材 | |
| JP2019532823A (ja) | 摩擦撹拌溶接用部品およびシステムならびに関連プロセス | |
| JP6443319B2 (ja) | 重ねレーザスポット溶接継手および該溶接継手の製造方法 | |
| KR20010039622A (ko) | 마찰교반접합부의 보수방법 | |
| CN108838541B (zh) | 一种汽车用冷轧钢板的激光焊接方法及其焊接接头 | |
| JP2000061663A (ja) | アルミニウム合金の接合方法 | |
| JP2020124739A (ja) | 両面摩擦攪拌接合方法および両面摩擦攪拌接合装置 | |
| Derbiszewski et al. | Studies on the quality of joints and phenomena therein for welded automotive components made of aluminum alloy—A review | |
| JP2010083381A (ja) | バンパーシステム及びその製造方法 | |
| KR101276334B1 (ko) | 하이브리드 마찰교반에 의한 알루미늄 합금과 티타늄 합금의 접합방법 | |
| TW202233858A (zh) | 熔接用鋁合金延展材、熔接接合體及鋁合金材的熔接方法 | |
| JP4351025B2 (ja) | 熱処理型アルミニウム合金材の接合方法 | |
| CN110023024A (zh) | 铝结构部件的制造方法 | |
| JPH1158036A (ja) | 摩擦溶接方法および溶接継手構造 | |
| JPH10328856A (ja) | 摩擦溶接方法および溶接継手構造 | |
| JP4351024B2 (ja) | 熱処理型アルミニウム合金材の摩擦攪拌接合方法 | |
| JP2010279991A (ja) | 薄鋼板のレーザ重ね溶接方法 | |
| Kundu et al. | Friction stir welding: merits over other joining processes | |
| JP2004360054A (ja) | 延性に優れた熱処理型アルミニウム合金接合材 | |
| JP3449928B2 (ja) | 押出形材の接合方法、及び接合用押出形材 | |
| JP2000153375A (ja) | 摩擦撹拌接合装置 | |
| JP3996004B2 (ja) | 差厚テーラードブランク材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080322 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090322 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090322 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100322 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110322 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110322 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120322 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130322 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130322 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140322 Year of fee payment: 12 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |