JP2000141061A - 摩擦溶接するための装置および方法、摩擦溶接装置を用いてブレ―ド一体型ロ―タを形成する方法 - Google Patents
摩擦溶接するための装置および方法、摩擦溶接装置を用いてブレ―ド一体型ロ―タを形成する方法Info
- Publication number
- JP2000141061A JP2000141061A JP11316520A JP31652099A JP2000141061A JP 2000141061 A JP2000141061 A JP 2000141061A JP 11316520 A JP11316520 A JP 11316520A JP 31652099 A JP31652099 A JP 31652099A JP 2000141061 A JP2000141061 A JP 2000141061A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- forge
- link
- load
- forging
- contact
- 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
- B23K20/129—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 specially adapted for particular articles or workpieces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
段を提供する。 【解決手段】 摩擦溶接機は鍛接アッセンブリを備えて
おり、この鍛接アッセンブリは、テーブル44を有する
テーブルリンク42と、反作用リンク48と、鍛接リン
ク46と、を備えている。テーブル44は、第2部材を
テーブル44上に配置するプラットフォームを備えてい
る。鍛接リンク46の第1端部66および第2端部68
は、クランク40の上端部50および斜方向トラスにそ
れぞれ旋回可能に係合している。第1部材は斜方向トラ
ス32に固定されている。反作用リンク48の第1端部
98および第2端部92は、クランク40の下端部52
およびテーブル44にそれぞれ旋回可能に係合してい
る。鍛接リンク46と反作用リンク48は、プラットフ
ォーム面から等距離にある。鍛接荷重は、鍛接リンク4
6における一次油圧アクチュエータ76によって部材間
に発生される。
Description
特に、油圧サーボ駆動摩擦溶接機に関する。
れたが、2つの部材を互いに精密かつ効率的に接合する
ために摩擦溶接を利用することができる他の分野にも適
用できる。
の部品を、圧力下で接触させ、これらの接触面で接合さ
せる周知のプロセスである。溶接の接触面における運動
は、回転運動あるいは非回転運動である。非回転運動に
は、直線運動、楕円運動または振動が含まれる。回転運
動による摩擦溶接には、通常、断面が円形である少なく
とも1つの部品が必要となる。しかし、両部品の溶接面
が非円形である部品を接合させる手段として、非回転運
動による摩擦溶接が注目を集めてきている。
て垂直に鍛接荷重が加えられる間、1つの部品は他の部
品に対して振動している。鍛接荷重によってこれらの部
品が移動され、接触すると、これらの部品間の摩擦に起
因して金属製部品に熱が発生し、これらの金属製部品が
可塑化する。運動が停止すると、金属は凝固し、これに
よって部品が結合する。他の溶接プロセスと比較してこ
のプロセスが単純であることは、溶接プロセスを厳密に
制御できる方法に利用される。厳密なプロセス制御によ
って、溶接後の検査を部品に行う必要がなくなる。振動
数、振幅、軸方向の変位および垂直力等の溶接パラメー
タは、正確に監視されるとともに制御され、これによっ
て、再現性を有する確実な溶接が行われる。
セスは、通常、高い周波数および小さな鍛接荷重によっ
て行われる。熱可塑性部品を摩擦溶接するためのプロセ
スの例は、トス(Toth)に付与された米国特許第4,3
77,428号の名称“摩擦溶接方法”に開示されてい
る。
れる条件はより厳密である。加えて、金属製部品の摩擦
溶接には大きな力が加えられる。通常、金属製部品に対
して、振動数は、約100Hzつまり毎秒100サイク
ルか、あるいはこれ以下であり、部品の寸法および形状
に依存する。さらに、鍛接荷重は5000lbsf(2
268kgf)よりも大きい。金属製部品の摩擦溶接に
伴うより大きな力に耐えるためには、堅固な構造を備え
た溶接機が必要となる。このような構造の大きさに起因
して、振動数と溶接機の共振周波数との干渉が懸念され
る。加えて、プロセス制御を行うためにはプロセスの再
現性が要求される。再現性を有するためには、溶接され
た状態での部品の最終位置が正確かつ予測可能でなけれ
ばならない。
動システムは、安定した振動数および振幅を発生させる
とともに、振動している部品を鍛接に適した位置に配置
することが可能でなければならない。駆動システムの一
つのタイプは機械的駆動システムであり、例えば、シー
リー(Searle)に付与された米国特許第5,148,9
57号の名称“摩擦溶接”に開示されたものが挙げられ
る。このタイプの駆動システムにおいては、カムおよび
継ぎ手が往復運動を発生させるために利用されている。
機械的駆動システムの欠点は、システムの部品に生じる
摩耗である。システムが利用される間、カム、継ぎ手お
よび軸受けは摩耗し、これに起因してずれが生じる。こ
のずれは、プロセスの正確さおよび再現性を確実にする
ために取り除かれる必要がある。結局、そのような摩耗
によって、摩耗してしまった部品を交換することが必要
となる。このように部品を交換することによって、取り
除かれるべき付加的なずれが生じる。機械的駆動システ
ムの他の例として、ロバート(Robert)等に付与された
米国特許第4,858,815号の名称“摩擦溶接機
構”に開示されたものが挙げられる。
テムには油圧サーボ制御駆動システムがあり、例えば、
ストーク(Stoke)等に付与された米国特許第4,84
4,320号の名称“制御システムおよび振動溶接方
法”に開示されたものが挙げられる。周知のタイプの油
圧サーボ装置の制限の一つは、振動数と油圧コラムの固
有振動数との干渉である。低い振動数(<100Hz)
と、垂直力を受けている金属製部品を移動させるために
必要な鍛接荷重と、を発生させるためには、必要な油圧
コラムは、通常、振動数と同じオーダーの固有振動数を
有するほど大きくなければならない。
用な用途は、ガスタービンエンジン用のブレード一体型
ロータの製造である。このタイプの適用例は、ダイネス
(Daines)等に付与された米国特許第5,035,41
1号の名称“摩擦溶接装置”に開示されている。ブレー
ド一体型ロータは、ロータブレードがロータディスクに
直接に接合されたロータアッセンブリであり、通常は溶
接によってロータブレードがロータディスクの円周方向
に離間して接合されている。各ディスクには多数のロー
タブレードが接合されているため、接合プロセスは再現
性を厳密に有する必要がある。この方法では、選択され
た特性をそれぞれ有する個々に製造された部品を接合す
ることが可能である。接合された各ブレードは、航空分
野での用途に望まれる厳密な公差範囲内で、正確に位置
決めされなければならない。改善された摩擦溶接機およ
び方法が、様々な金属材料からなる大きな規模の複雑な
形状の部品を摩擦溶接するために要求されている。
と相関する非平面力に起因して、接合されている部品の
位置にずれが生じるという認識に一部基づく。このよう
なずれによって溶接プロセスの厳密な再現性が悪化す
る。
めの摩擦溶接機は鍛接アッセンブリを備えており、この
鍛接アッセンブリはテーブルを備えており、このテーブ
ルによって部材の一つをテーブル上に配置するプラット
フォームが画定されている。この鍛接アッセンブリにお
いて、部材間に鍛接荷重が加えられた状態でのプラット
フォームにおける非平面力が最小化されている。鍛接圧
力は、プラットフォームの片側に配置された鍛接リンク
によって部材間に発生し、プラットフォームの反対側に
配置された反作用リンクによって反力が生じる。これら
の2つのリンクは、プラットフォーム面から等距離にあ
り、かつクランクによって連結されている。このクラン
クは、さらに、テーブルに旋回可能に連結されている。
たテーブルであり、この反作用リンクは鍛接リンクの反
対側に配置されている。これによって生じる利点は、プ
ラットフォームにおける非平面力が最小化されることに
よって2つの部材間の溶接位置が正確になることであ
る。プラットフォームにおける非平面力を最小化あるい
は除去することによって、溶接されている部材の相対位
置の片寄りおよびずれが最小化あるいは除去される。他
の利点は、相対位置の片寄りおよびずれを制御すること
によって、プロセスの厳密な再現性が得られることであ
る。
を摩擦溶接する方法は、プラットフォームにおける非平
面力が最小となるように、テーブルにおけるモーメント
を平衡させるステップを含んでいる。特定の実施例で
は、この方法は、溶接機への部材の取り付けが可能とな
るように、鍛接リンクを折曲位置に配置するステップを
含んでおり、かつ鍛接荷重を部材に加えることが可能と
なるように、鍛接リンクを鍛接位置に配置するステップ
を含んでいる。部材を往復運動させる前にテーブルにお
けるモーメントおよび片寄りを平衡させるステップによ
って、溶接プロセスの正確さおよび再現性が改善され
る。
軸上に配置された第1端部および第2端部と、これらの
間における旋回接合部と、を備えている。旋回接合部に
よって鍛接リンクが折曲可能となっており、これによっ
て2つの部材間の接触点から離れる方向にテーブルが移
動できるようになっている。旋回接合部を有する鍛接リ
ンクの機能によって、摩擦溶接機への部材の取り付けが
容易になるという利点が得られる。旋回接合部によっ
て、テーブルが接触点から離れる方向に移動するため、
治具およびグリッパにアクセスすることが可能となって
いる。
機は、基部を有するフレーム、垂直方向に延びた一対の
トラスおよび斜方向トラスを備えている。垂直方向に延
びた一対のトラスは、各一端が相互に連結されており、
かつ各反対端が基部に連結されている。斜方向トラス
は、垂直方向に延びたトラスと基部との間に延びてい
る。往復運動アッセンブリは、斜方向トラスに配置され
ている。鍛接リンクは、斜方向トラスとクランクとの間
に延びている。
ブリにおいて利用される油圧サーボ制御システムを利用
できることである。この利点は、100Hzより低い往
復運動の振動数について往復運動アッセンブリの制御が
改善されることである。フレームおよび鍛接アッセンブ
リの剛性と、往復運動アッセンブリの油圧サーボ制御装
置における油圧コラムの最小長さと、に起因して、油圧
サーボ制御装置の固有振動数は所望の往復運動の振動数
よりも大きくなる。
0が示されており、これは、第1部材21を第2部材2
2に摩擦溶接するための装置である。運転中に第2部材
を図示された位置に保持するインデックスタレット(基
部ツール)(図示せず)は、明確化するために取り外さ
れている。図示された用途では、第1部材21はロータ
ブレードあるいはエアロフォイルであり、第2部材22
はロータディスクである。全てのロータブレードがロー
タディスクに溶接されると、ブレード一体型ロータが形
成される。
3、鍛接アッセンブリ24および往復運動アッセンブリ
26を備えている。フレーム23は、複数の支柱および
トラスを備えている。矩形基部は、支柱33,34とし
て示された水平支柱からなる。矩形基部は、垂直方向の
第1トラス29、第2トラス30、第3トラス31およ
び第4トラス(斜方向トラス)32とそれぞれ協働して
ピラミッド型の外形を形成している。第1トラス29お
よび第2トラス30は、支柱33のそれぞれ反対側の端
部に連結されているとともに共通接合部35において互
いに連結されており、これによって支柱33と協働して
垂直方向に延びる三角形を形成している。第3トラス3
1は、共通接合部35から支柱33の中心部まで垂直方
向に延びている。第4トラス32は、共通接合部35か
ら支柱34まで斜方向に延びている。フレーム23は、
さらに、4つの支持脚部38を有しており、これらを基
部の各隅に一つずつ備えている。支柱およびトラスの構
成からなるピラミッド型のフレーム23は強度および剛
性を有する支持構造となっており、これによって摩擦溶
接プロセスの間に往復運動アッセンブリ26および鍛接
アッセンブリ24によって生じる力を受けている。
ンブリ24は、フレーム23によって支持されるととも
に、鍛接軸Faに沿って鍛接力つまり鍛接荷重を加える。
(図4に示されるように)鍛接アッセンブリ24は、ク
ランク40、テーブルリンク42、テーブル44、鍛接
リンク46および反作用リンク48を備えている。図4
を参照すると、クランク40は上端部50および下端部
52を有している。テーブルリンク42は、テーブル4
4を支持するものであり、上部表面54および第1端部
56を有する。テーブルリンク42の第1端部56は、
クランク40の上端部50と下端部52との間において
クランク40に旋回可能に連結されている。プラットフ
ォーム軸Pは、テーブルリンク42の上部表面54から
下方に所定距離Dpで離間されている。
えており、これによってインデックスタレット(図示せ
ず)が支持されている。テーブル44は、さらに、(図
2に示されるように)複数の孔59を備えており、これ
らの孔59はテーブル44内に延びている。テーブル4
4はテーブルリンク42上に配置されており、テーブル
44はフレーム23の支柱33,34に対して滑動可能
となっている。図5に示すように、複数のころ軸受け6
0によって滑動可能となっている。ころ軸受け60は、
第1軸受け表面62および第2軸受け表面64と係合し
ている。第1軸受け表面62は運動軸Maと整列してお
り、第2軸受け表面64は運動軸Maに対して垂直であ
る。運動軸Maは、斜方向トラス32の長手方向に延びて
いる。ころ軸受け60と第1軸受け表面62および第2
軸受け表面64との係合によって、テーブル44が滑動
する間第2部材22の質量が支持されるとともに往復運
動アッセンブリ26によって発生される力に耐えられる
ようになっている。
1端部66およびその反対側の第2端部68によって特
徴付けられている。鍛接リンク46は、さらに、第1リ
ンクピボット70、第2リンクピボット72、折曲ピボ
ット74、1次油圧アクチュエータ76、2次油圧アク
チュエータ78およびロードセル80を備えている。鍛
接リンク46の第1端部66は、第1リンクピボット7
0を介してクランク40の上端部50と旋回可能に係合
する。鍛接リンク46の第2端部68は、第2リンクピ
ボット72を介して第4トラス32と旋回可能に係合す
る。折曲ピボット74は、第1リンクピボット70と第
2リンクピボット72との間に配置されている。鍛接軸
Faは、鍛接リンク46の第1端部66および第2端部6
8を通ってプラットフォーム軸Pと平行に延びるように
規定されている。第1リンクピボット70および第2リ
ンクピボット72の中心は、鍛接軸Fa上に配置されてい
る。折曲ピボット74は、その中心が鍛接軸Faから公称
距離Dfpだけ偏るように配置されている。
ット74とロードセル80との間に延びているととも
に、それらに連結されている。鍛接力は1次油圧アクチ
ュエータ76によって発生される。1次油圧アクチュエ
ータ76は、一般的な方法によって、1次管路84を介
して1次油圧流体供給器82に連通されており、これに
よって流体が流される。1次油圧アクチュエータ76に
よって鍛接リンク46内に発生した力は、ロードセル8
0によって感知される。
ピボット70と隣接しており、この2次油圧アクチュエ
ータ78によって、荷重位置と無荷重位置との間で鍛接
リンク46が移動される。2次油圧アクチュエータ78
は、一般的な方法によって、2次管路88を介して2次
油圧流体供給器86に連通されている。
その反対側の第2端部92を有する。第1端部91は、
クランク40の下端部52と旋回可能に係合する。第2
端部92は、テーブル44と旋回可能に係合している。
反作用軸Rは、反作用リンク48の第1端部91および
第2端部92を通って延びている。反作用軸Rは、鍛接
軸Faおよびプラットフォーム軸Pに対して平行となって
いる。さらに、反作用軸Rと鍛接軸Faとは、プラットフ
ォーム軸Pから等距離にある。この構成によって、鍛接
リンク46によってクランク40の上端部50に発生す
るモーメントは、反作用リンク48によってクランク4
0の下端部52に発生するモーメントに対抗する。従っ
て、第2部材22がテーブル44に取り付けられた状態
で、プラットフォーム58および第2部材22における
曲げモーメントは最小となるか、あるいは取り除かれ
る。
運動アッセンブリ26によって第1部材21と第2部材
22との間に往復運動が発生されるようになっている。
往復運動アッセンブリ26は、油圧アクチュエータアッ
センブリ90、ロードセル92およびスライダ94を備
えている。油圧アクチュエータアッセンブリ90は、油
圧コラム96として示された複数の油圧コラムからな
る。各油圧コラム96は、一般的な方法によって、管路
100を介して油圧流体供給器98に連通されており、
これによって流体が流される。この往復運動アッセンブ
リ26は油圧サーボ運動アクチュエータであり、油圧コ
ラム96の固有振動数は往復運動の振動数より大きくな
ければならない。(図2に示されるように)スライダ9
4は、軸受けアッセンブリ126によって、フレーム2
4の斜方向トラス32と滑動可能に係合する。油圧アク
チュエータアッセンブリ90によって、スライダ94は
運動軸Maに沿って直線往復運動として動く。運動軸Maは
鍛接軸Faに対して垂直である。油圧アクチュエータアッ
センブリ90は、ロードセル92に接続されている。グ
リッパ102(図3参照)は、スライダ94に取り付け
られているとともに第1部材21を保持しており、これ
によって、スライダ94が移動すると、第1部材21も
また第2部材22に対して移動するようになっている。
ついて説明する。図6を参照すると、摩擦溶接機20は
無荷重位置にあり、この位置ではテーブル44は斜方向
トラス32から離間されている。(図4に示されるよう
に)鍛接リンク46は、2次油圧アクチュエータ78を
駆動することによって無荷重位置に配置される。従っ
て、鍛接リンク46が折曲ピボット74で旋回すると、
クランク40の上端部50は斜方向トラス32に向かっ
て移動し、これと同時にクランク40の下端部52も斜
方向トラス32に向かって移動する。反作用リンク48
によって、テーブル44は、テーブルリンク42の上部
表面54に沿って斜方向トラス32から離れる方向に移
動する。このことによってテーブル44へのアクセスが
可能となるため、インデックスタレット(図示せず)の
取り付けが可能となる。同時出願中の米国特許出願第0
9/187,073号の名称“インデックスタレット”
に開示されているように、無荷重位置にあるときに、イ
ンデックスタレットがテーブル44に固着され、第2部
材22がインデックスタレットの適切な溶接位置に固着
される。同時出願中の米国特許出願第09/187,5
11号の名称“グリッパ”に開示されているように、こ
の位置にあるときに、第1部材21がグリッパ102に
装着されなければならない。このとき第2部材22が第
1部材21と整列し、これによってこれらの各接合面
(図示せず)が鍛接軸Faに沿って整列する。
は、鍛接アッセンブリ24による初期鍛接荷重を加える
ことによって開始され、続いて往復運動アッセンブリ2
6の動作が加えられる。または、鍛接荷重を加える前に
往復運動が開始される。いずれの方法においても、所望
の鍛接荷重および振動数が鍛接アッセンブリ24および
往復運動アッセンブリ26を介して与えられる。
タ76(図4参照)を駆動して鍛接リンク46を鍛接荷
重位置へと動かすことにより、鍛接荷重が加えられる。
1次油圧アクチュエータ76の駆動によって、クランク
40の上端部50は斜方向トラス32から離れる方向に
移動するように付勢される。その結果、下端部52はそ
の反対方向に移動し、反作用リンク48を介してテーブ
ル44は第3トラス31に向かって付勢される。テーブ
ル44の移動に起因して、取り付けられたインデックス
タレット(図示せず)および第2部材22は斜方向トラ
ス32に向かって移動するように付勢される。これによ
って、第2部材22の接合面が第1部材21の接合面と
接触した状態となる。鍛接アッセンブリ24によってテ
ーブル44が斜方向トラス32に接近するように移動さ
れつづけると、鍛接荷重が鍛接軸Faに沿って加えられ
る。ロードセル80によって、その鍛接荷重が測定され
る。
重位置と、図6に示される無荷重位置と、を有してい
る。図4に示されるように、鍛接リンク46は鍛接軸Fa
に沿って延びているため、鍛接リンク46は鍛接荷重位
置にある。鍛接荷重は、鍛接リンク46が鍛接荷重位置
にあるときに発生される。鍛接荷重が加えられている間
に鍛接リンク46が歪曲して鍛接荷重位置から無荷重位
置へ移動しないように、折曲ピボット74の中心は、鍛
接軸Faから公称距離Dfpだけ偏った位置に配置される。
この位置109は、無荷重位置での折曲ピボット74の
位置の反対方向に偏っている(図6参照)。図6を参照
すると、無荷重位置においては、鍛接リンク46が旋回
しており、これによって鍛接リンク46はもはや鍛接軸
Faに沿って延びていない。このような折曲は、リンクピ
ボット70,72および折曲ピボット74によって容易
となる。
1の振動は、油圧アクチュエータアッセンブリ90の油
圧コラム96の駆動によって行われる。これに起因して
スライダ94、グリッパ102および第1部材21が運
動軸Maに沿って往復運動する。ロードセル92によっ
て、第1部材21と第2部材22との間における接触の
摩擦荷重が測定される。
によって、摩擦のためにこれらの部材の接合面が加熱さ
れ、これによって金属部材が可塑化する。この後で鍛接
荷重がこれらの部材に加えられる。摩擦溶接が完了する
と、摩擦溶接機が荷重位置にある状態で第1部材21が
グリッパ102から解放される。これによって鍛接アッ
センブリ26が駆動されると、この時点では第2部材2
2に接合されている第1部材21がグリッパ102から
引き抜かれながら、テーブル44および第2部材22が
斜方向トラス32から離れる方向に移動する。上述した
ように、次の第1部材21を第2部材22に溶接するた
めに、第2部材22を回転可能な状態に移行させ、これ
を回転させ、その後で回転が拘束された状態に移行させ
なければならない。上述したように、ブレード一体型ロ
ータが完成するまで、第2部材22の各接合位置におい
てこの摩擦接合プロセスを繰り返し行うことが可能であ
る。
が、本発明の趣旨および付随の請求の範囲から逸脱する
ことなく、さまざまな変更、省略および追加も可能であ
ることは、当業者にとって明確であろう。
インデックスタレットが取り外されている。
インデックスタレットが取り外されている。
面図であり、明確に示すためにインデックスタレットが
取り外されている。
ブリの左側面図。
ンブリの左側面図。
Claims (13)
- 【請求項1】 第1部材を第2部材に摩擦溶接するため
の装置であって、運転中の前記第1部材と前記第2部材
との間の相対運動の方向によって規定される平面軸と、
運転中の鍛接荷重の方向によって規定される鍛接軸と、
を有するものにおいて、前記装置は、 基部を有するフレームと、 前記第1部材と前記第2部材との間に前記平面軸に沿っ
て往復運動を発生させるように適合されているととも
に、前記フレーム上に配置された往復運動アッセンブリ
と、 鍛接アッセンブリと、を備えており、該鍛接アッセンブ
リは、 前記基部に対して滑動可能なテーブルを備えており、前
記テーブルは、前記鍛接軸に対して平行な平面を規定し
ているプラットフォームと、前記テーブルの一端に配置
された第2部材のための基部ツールと、を備えており、
前記基部ツールはテーブルが十分に滑動したときに第1
部材と接触するように第2部材を配置するように適合さ
れており、このように接触することによって前記鍛接軸
上にある接触点が規定され、さらに前記鍛接アッセンブ
リは、 前記テーブルにおいて前記基部ツールと反対側の端部に
旋回可能に係合するとともに上端部およびその反対側の
下端部を有するクランクを備えており、該上端部と該下
端部の間において前記テーブルが旋回可能に係合してお
り、さらに前記鍛接アッセンブリは、 前記クランクの前記上端部と旋回可能に係合する第1端
部と、前記フレームと旋回可能に係合する第2端部と、
前記鍛接軸に沿って鍛接荷重を発生させる手段と、を有
する鍛接リンクを備えており、前記第1端部および前記
第2端部は前記鍛接軸上に存在しており、さらに前記鍛
接アッセンブリは、 前記プラットフォームにおいて前記鍛接リンクの反対側
に配置された反作用リンクを備えており、該反作用リン
クは、前記クランクの前記下端部と旋回可能に係合する
第1端部と、前記テーブルと旋回可能に係合する第2端
部と、を有しており、前記反作用リンクの前記第1端部
および前記第2端部と前記鍛接リンクの第1端部および
第2端部とは、前記プラットフォームの面から等距離に
あることを特徴とする装置。 - 【請求項2】 前記鍛接リンクの前記第1端部と前記第
2端部との間に旋回継ぎ手が配置されており、該旋回継
ぎ手によって前記鍛接リンクが折曲することによって前
記基部ツールが前記接触点から離れる方向に滑動できる
ようになっており、これによって前記第2部材および前
記基部ツールへのアクセスが可能となっていることを特
徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 前記旋回継ぎ手は、前記基部ツールへア
クセスすることが可能な折曲位置と、前記鍛接荷重を加
えることが可能な鍛接荷重位置と、を有しており、前記
鍛接荷重位置では、前記折曲位置にあるときの前記旋回
継ぎ手の位置の反対方向に前記旋回継ぎ手が前記鍛接軸
から偏っていることを特徴とする請求項2記載の装置。 - 【請求項4】 前記往復運動アッセンブリは、第1部材
に連結された油圧サーボ運動アクチュエータを備えてい
るとともに前記平面軸に沿って往復運動を発生させるよ
うに適合されており、前記油圧サーボ運動アクチュエー
タが有する油圧コラムの固有振動数は前記往復運動の振
動数と実質的に異なっていることを特徴とする請求項1
記載の装置。 - 【請求項5】 前記鍛接荷重を発生させる手段は、前記
鍛接リンクを延ばすように適合された油圧サーボ鍛接ア
クチュエータを備えており、前記油圧サーボ鍛接アクチ
ュエータが有する油圧コラムの固有振動数は前記往復運
動の振動数と実質的に異なっていることを特徴とする請
求項1記載の装置。 - 【請求項6】 前記フレームは、各一端が相互に連結さ
れるとともに各反対端が前記基部に連結された垂直方向
に延びた一対のトラスと、一端が前記一対のトラスに連
結されるとともにその反対端が前記基部に連結された斜
方向トラスと、を備えており、前記往復運動アッセンブ
リは前記斜方向トラス上に配置されており、前記鍛接リ
ンクの前記第2端部は前記斜方向トラスと旋回可能に係
合していることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項7】前記第1部材はロータブレードであり、か
つ前記第2部材はロータディスクであり、前記基部ツー
ルが前記ロータディスクを支持し、前記往復運動アッセ
ンブリは前記ロータブレードを支持するためのグリッパ
を備えていることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項8】 フレーム、該フレームに対して滑動可能
なテーブル、平面軸に沿って第1部材を第2部材に対し
て往復運動させる手段、2つの部品が接触している状態
でこれらの部品に鍛接荷重を加える手段、を備える装置
を利用して第1部材と第2部材とを摩擦溶接する方法で
あって、 前記第1部材と前記第2部材とを接触点において接触さ
せるステップと、 前記鍛接荷重を加えることによって折曲力が前記フレー
ムにおいて発生しないように、前記接触点と前記鍛接荷
重の方向とを鍛接軸に沿って整列させるステップと、 前記鍛接荷重を加えることによって折曲力が前記テーブ
ルにおいて発生しないように、前記テーブルにおけるモ
ーメントを平衡させるステップと、 前記平面軸に沿って前記第1部材を前記第2部材に対し
て往復運動させるステップと、 前記鍛接軸に沿って前記鍛接荷重を加えるステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項9】 前記テーブルは基部ツールおよびリンク
を備えており、前記リンクは、前記テーブルと前記フレ
ームとの間に延びており、かつ前記鍛接荷重を発生させ
る手段および旋回継ぎ手を備えており、前記旋回継ぎ手
は折曲位置および鍛接位置を有しており、さらに、 前記リンクを前記折曲位置に配置することによって前記
基部ツールへのアクセスを可能にするステップと、前記
リンクを前記鍛接位置に配置することによって鍛接荷重
を加えることを可能にするステップと、を含むことを特
徴とする請求項8記載の方法。 - 【請求項10】フレーム、該フレームに対して滑動可能
なテーブル、平面軸に沿ってロータブレードをディスク
に対して往復運動させる手段、前記ロータブレードおよ
び前記ディスクが接触した状態でこれらに鍛接荷重を加
える手段、を備える装置を利用してロータブレードとデ
ィスクとを摩擦溶接する方法であって、 前記ロータブレードと前記ディスクとを接触点において
接触させるステップと、 前記鍛接荷重を加えることによって折曲力が前記フレー
ムに発生しないように、前記接触点と前記鍛接荷重の方
向とを鍛接軸に沿って整列させるステップと、 前記鍛接荷重を加えることによって折曲力が前記テーブ
ルに発生しないように、前記テーブルにおけるモーメン
トを平衡させるステップと、 前記平面軸に沿って前記ロータブレードを前記ディスク
に対して往復運動させるステップと、 前記鍛接軸に沿って前記鍛接荷重を加えるステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項11】 前記テーブルは基部ツールおよびリン
クを備えており、前記リンクは、前記テーブルと前記フ
レームとの間に延びているとともに、前記鍛接荷重を加
える手段および旋回継ぎ手を備えており、前記旋回継ぎ
手は折曲位置および鍛接位置を有しており、さらに、 前記リンクを前記折曲位置に配置することによって前記
基部ツールへのアクセスを可能にするステップと、前記
リンクを前記鍛接位置に配置することによって前記鍛接
荷重を加えることを可能にするステップと、を含むこと
を特徴とする請求項10記載の方法。 - 【請求項12】ロータブレード保持装置を有するフレー
ム、該フレームに対して滑動可能であるとともにディス
ク用の基部ツールを有するテーブル、平面軸に沿って各
ロータブレードを前記ディスクに対して往復運動させる
手段、各ロータブレードおよび前記ディスクが接触した
状態で鍛接荷重を加える手段、を備えた装置を利用する
ことによって、1つのディスクおよび複数のロータブレ
ードを有するブレード一体型ロータを形成する方法であ
って、 前記ロータブレードの1つと前記ディスクとを接触点に
おいて接触させるステップと、 前記鍛接荷重を加えることによって折曲力が前記フレー
ムに発生しないように、前記接触点と前記鍛接荷重の方
向とを鍛接軸に沿って整列させるステップと、 前記鍛接荷重を加えることによって折曲力が前記テーブ
ルに発生しないように、前記テーブルにおけるモーメン
トを平衡させるステップと、 前記平面軸に沿って前記ロータブレードを前記ディスク
に対して往復運動させるステップと、 前記鍛接軸に沿って前記鍛接荷重を加えるステップと、
を含み、 以上のステップを残りの各ロータブレードに繰り返して
行うことを特徴とする方法。 - 【請求項13】前記テーブルはリンクを備えており、前
記リンクは前記テーブルと前記フレームとの間に延びて
いるとともに前記鍛接荷重を加える手段および旋回継ぎ
手を備えており、前記旋回継ぎ手は折曲位置および鍛接
位置を有しており、さらに、 前記リンクを前記折曲位置に配置することによって前記
基部ツールへのアクセスを可能にするステップと、前記
リンクを前記鍛接位置に配置することによって前記鍛接
荷重を加えることを可能にするステップと、を含むこと
を特徴とする請求項12記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/187,628 US6354482B1 (en) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Friction welder |
US09/187628 | 1998-11-06 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000141061A true JP2000141061A (ja) | 2000-05-23 |
JP4446528B2 JP4446528B2 (ja) | 2010-04-07 |
Family
ID=22689776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31652099A Expired - Fee Related JP4446528B2 (ja) | 1998-11-06 | 1999-11-08 | 摩擦溶接するための装置および方法、摩擦溶接装置を用いてブレード一体型ロータを形成する方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6354482B1 (ja) |
EP (1) | EP1000696B1 (ja) |
JP (1) | JP4446528B2 (ja) |
DE (1) | DE69914567T2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017082219A1 (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | 株式会社Ihi | 線形摩擦接合装置 |
JP2017087256A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 株式会社Ihi | 線形摩擦接合装置及び加振治具 |
JP2017087241A (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-25 | 株式会社Ihi | 線形摩擦接合装置 |
JP2017087285A (ja) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 株式会社Ihi | 線形摩擦接合装置 |
JP2017087284A (ja) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 株式会社Ihi | 線形摩擦接合装置 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6598923B2 (en) * | 2000-11-22 | 2003-07-29 | Alcoa Inc. | Joint structure and method for making a joint structure |
FR2817783B1 (fr) * | 2000-12-07 | 2003-02-21 | Snecma Moteurs | Outillage de maintien d'une aube, et son application au soudage par friction des aubes |
US6779708B2 (en) * | 2002-12-13 | 2004-08-24 | The Boeing Company | Joining structural members by friction welding |
US6733605B1 (en) | 2002-12-20 | 2004-05-11 | The Procter & Gamble Company | Method and apparatus for friction bonding portions of plural workpiece layers |
FR2903921B1 (fr) * | 2006-07-19 | 2009-06-05 | Snecma Sa | Procede de fabrication d'un disque aubage monobloc et moule pour la mise en oeuvre du procede |
US7624907B2 (en) * | 2007-06-15 | 2009-12-01 | Cyril Bath Company | Linear friction welding apparatus and method |
US20090185908A1 (en) * | 2008-01-21 | 2009-07-23 | Honeywell International, Inc. | Linear friction welded blisk and method of fabrication |
US8613138B2 (en) | 2009-12-16 | 2013-12-24 | United Technologies Corporation | Repair of integrally bladed rotors |
US8070039B1 (en) * | 2010-08-25 | 2011-12-06 | APCI, Inc. | Linear friction welder |
US9018560B2 (en) * | 2011-02-28 | 2015-04-28 | General Electric Company | Repair alignment method and apparatus for turbine components |
EP2535516B1 (fr) * | 2011-06-17 | 2014-02-26 | Techspace Aero S.A. | Procédé de soudage par friction d'aubes à un tambour de compresseur axial et dispositif correspondant |
WO2013085942A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Apci, Llc | Linear friction welding method |
GB2514087B (en) * | 2013-03-11 | 2018-01-24 | Kuka Systems Uk Ltd | Linear friction welding |
GB2514086B (en) * | 2013-03-11 | 2017-12-06 | Kuka Systems Uk Ltd | Linear friction welding |
RU2563615C1 (ru) * | 2014-04-23 | 2015-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Устройство для линейной сварки трением блисков |
RU185248U1 (ru) * | 2017-12-08 | 2018-11-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Устройство для линейной сварки трением блисков |
US10737353B2 (en) | 2018-09-19 | 2020-08-11 | Apci, Llc | Torque controlled linear friction welder system |
CN109483043A (zh) * | 2018-12-22 | 2019-03-19 | 山西汾西重工有限责任公司 | 铝合金板卷圆壳体纵缝搅拌摩擦焊定位方法 |
DE102019218055A1 (de) | 2019-05-20 | 2020-11-26 | Sms Group Gmbh | Synchronisationsgetriebe zum linearen Reibschweißen |
Family Cites Families (39)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3273233A (en) * | 1964-10-27 | 1966-09-20 | Caterpillar Tractor Co | Method of bonding metal workpieces |
JPS5341107B1 (ja) | 1968-02-10 | 1978-10-31 | ||
US3711009A (en) | 1968-02-13 | 1973-01-16 | Toyoda Automatic Loom Works | Apparatus for optionally selecting the thrust force in friction welding |
US3567100A (en) | 1968-05-13 | 1971-03-02 | Caterpillar Tractor Co | Friction-welding apparatus and method |
US3720993A (en) | 1968-05-13 | 1973-03-20 | Caterpillar Tractor Co | Friction welding method |
GB1293531A (en) | 1968-07-20 | 1972-10-18 | John Thompson Pipe Work And Or | Improvements relating to methods of and apparatus for friction welding |
GB1293532A (en) | 1968-07-20 | 1972-10-18 | John Thompson Pipe Work And Or | Improvements relating to methods of and apparatus for friction welding |
GB1303968A (ja) * | 1969-03-06 | 1973-01-24 | ||
GB1385471A (en) | 1971-02-10 | 1975-02-26 | Allwood Searle Timney Ltd | Friction welding apparatus |
FR2126083A1 (en) * | 1971-02-24 | 1972-10-06 | Thompson Ltd John | Friction welding machine with powered yoke to prevent bowing - and keep accurate maching |
US3771706A (en) | 1971-09-07 | 1973-11-13 | Us Army | Apparatus for welding by translational friction |
US3840168A (en) | 1971-10-27 | 1974-10-08 | Allwood Searle & Timney | Friction welding apparatus |
US4086122A (en) | 1976-12-17 | 1978-04-25 | Hydroacoustics Inc. | Hydroacoustic welder |
US4377428A (en) | 1981-06-15 | 1983-03-22 | Branson Ultrasonics Corporation | Method of friction welding |
GB8601083D0 (en) | 1986-01-17 | 1986-02-19 | Welding Inst | Friction welding |
WO1988004213A1 (en) | 1986-12-09 | 1988-06-16 | Allwood, Searle & Timney (Holdings) Limited | Friction welding apparatus |
US4844320A (en) | 1987-02-17 | 1989-07-04 | General Electric Company | Control system and method for vibration welding |
GB8709286D0 (en) | 1987-04-16 | 1987-05-20 | Rolls Royce Plc | Oscillating mechanism |
GB2207878B (en) | 1987-08-01 | 1991-10-16 | Rolls Royce Plc | Friction welder mechanism |
US4864706A (en) | 1987-08-12 | 1989-09-12 | United Technologies Corporation | Fabrication of dual alloy integrally bladed rotors |
US4858812A (en) * | 1988-06-28 | 1989-08-22 | Stanley-Bostitch, Inc. | Nail driving device with improved nail feeding mechanism |
GB8822235D0 (en) | 1988-09-21 | 1988-10-26 | Allwood Searle & Timney | Friction welding |
US4873751A (en) | 1988-12-27 | 1989-10-17 | United Technologies Corporation | Fabrication or repair technique for integrally bladed rotor assembly |
GB8910452D0 (en) | 1989-05-06 | 1989-06-21 | Allwood Searle & Timney | Friction welding |
GB8914273D0 (en) | 1989-06-21 | 1989-08-09 | Rolls Royce Plc | Friction bonding apparatus |
US5188275A (en) | 1990-05-24 | 1993-02-23 | Rolls-Royce Plc | Friction bonding clamp for a rotor blade |
US5113583A (en) | 1990-09-14 | 1992-05-19 | United Technologies Corporation | Integrally bladed rotor fabrication |
US5160393A (en) | 1990-12-27 | 1992-11-03 | Hydroacoustics, Inc. | Friction welder having an electromagnetic drive which produces orbital motion |
US5197190A (en) | 1991-03-04 | 1993-03-30 | United Technologies Corporation | Fabrication of repair method for an integrally bladed rotor |
US5109606A (en) | 1991-03-04 | 1992-05-05 | United Technologies Corporation | Integrally bladed rotor fabrication or repair |
EP0513669B1 (de) * | 1991-05-17 | 1995-11-08 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàNchen Gmbh | Reibschweissverfahren zur Beschaufelung eines Schaufelträgers für Strömungsmaschinen |
US5261592A (en) * | 1992-09-22 | 1993-11-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Friction welding molybdenum-rhenium alloy |
DE4238281C2 (de) | 1992-11-13 | 1994-09-08 | Sauter Kg Feinmechanik | Werkzeugrevolver |
GB9309819D0 (en) | 1993-05-13 | 1993-06-23 | Allwood Searle & Timney | Imprivements relating to friction welding |
GB9309864D0 (en) | 1993-05-13 | 1993-06-23 | Allwood Searle & Timney | Improvements relating to friction welding |
GB2279597B (en) | 1993-05-13 | 1996-05-15 | Rolls Royce Plc | Improvements relating to friction welding |
GB2296885B (en) | 1994-12-23 | 1998-02-04 | Rolls Royce Plc | Friction welding tooling |
GB2316347B (en) * | 1996-08-14 | 2000-02-16 | Rolls Royce Plc | Friction welding apparatus |
US5813593A (en) * | 1996-11-15 | 1998-09-29 | General Electric Company | Translational friction welding apparatus and method |
-
1998
- 1998-11-06 US US09/187,628 patent/US6354482B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-11-08 DE DE69914567T patent/DE69914567T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-08 EP EP99308871A patent/EP1000696B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-08 JP JP31652099A patent/JP4446528B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-04 US US09/971,290 patent/US6572006B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017087241A (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-25 | 株式会社Ihi | 線形摩擦接合装置 |
WO2017082219A1 (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | 株式会社Ihi | 線形摩擦接合装置 |
JP2017087256A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 株式会社Ihi | 線形摩擦接合装置及び加振治具 |
CN107921573A (zh) * | 2015-11-09 | 2018-04-17 | 株式会社Ihi | 线性摩擦接合装置 |
US10562128B2 (en) | 2015-11-09 | 2020-02-18 | Ihi Corporation | Linear friction welding apparatus |
EP3613531A1 (en) | 2015-11-09 | 2020-02-26 | IHI Corporation | Linear friction welding apparatus |
EP3613532A1 (en) | 2015-11-09 | 2020-02-26 | IHI Corporation | Linear friction welding apparatus |
JP2017087285A (ja) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 株式会社Ihi | 線形摩擦接合装置 |
JP2017087284A (ja) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 株式会社Ihi | 線形摩擦接合装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69914567D1 (de) | 2004-03-11 |
JP4446528B2 (ja) | 2010-04-07 |
EP1000696A3 (en) | 2002-01-30 |
EP1000696B1 (en) | 2004-02-04 |
EP1000696A2 (en) | 2000-05-17 |
US6354482B1 (en) | 2002-03-12 |
US6572006B2 (en) | 2003-06-03 |
US20030034378A1 (en) | 2003-02-20 |
DE69914567T2 (de) | 2004-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2000141061A (ja) | 摩擦溶接するための装置および方法、摩擦溶接装置を用いてブレ―ド一体型ロ―タを形成する方法 | |
US9943928B2 (en) | Method of operating an apparatus for linear friction welding | |
KR101862972B1 (ko) | 마찰 교반 접합 방법 및 마찰 교반 접합 장치 | |
EP0624420B1 (en) | Friction welding | |
EP2788141B1 (en) | Apparatus for linear friction welding | |
US20090113708A1 (en) | Method for joining components | |
US4905883A (en) | Friction welding apparatus | |
JP2003200277A (ja) | 摩擦溶接のための装置、方法およびスライド機構 | |
EP2785488B1 (en) | Linear friction welder with helical groove | |
US11318556B2 (en) | Method of operating a linear friction welding system with phase change assembly | |
US6685081B2 (en) | Frictional agitation joining method and apparatus therefor | |
JP2003126968A (ja) | 直動摩擦溶接方法及び装置 | |
US20030057262A1 (en) | Method for connecting two components by means of friction welding and a machine element produced according to said method | |
JP2005007466A (ja) | 摩擦攪拌接合方法と、その装置及び該方法により製造された構造体 | |
CN107921573B (zh) | 线性摩擦接合装置 | |
CN109794721A (zh) | 一种随动夹紧装置 | |
CN112388223A (zh) | 一种钣金焊接带角度拼接定位装置 | |
KR101651851B1 (ko) | 진동 스폿 용접 장치 | |
CN112846481A (zh) | 一种多翼片结构产品的焊接设备及方法 | |
Rhoades et al. | Friction Welding and Welds Made by Friction |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060817 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090526 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090825 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090828 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090925 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090930 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100105 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100119 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |