JP2005334970A - Friction stir joining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は摩擦撹拌接合方法に関する。 The present invention relates to a friction stir welding method.
摩擦撹拌接合は、接合部に挿入した丸棒(回転工具という。)を回転させながら接合線に沿って移動させ、接合部を発熱、軟化させ、塑性流動させ、固相接合する方法である。回転工具は、接合部に挿入する小径部と、接合部の外面の近傍に位置する大径部とからなる。小径部と大径部は同軸である。回転工具は接合の進行方向に対して、後方に傾斜させている。大径部側を回転させる。小径部と大径部の境は、接合部に若干挿入されている。 Friction stir welding is a method in which a round bar (referred to as a rotary tool) inserted into a joint is moved along a joining line while rotating, the joint is heated and softened, plastically flowed, and solid-phase joined. A rotary tool consists of a small diameter part inserted in a junction part, and a large diameter part located in the vicinity of the outer surface of a junction part. The small diameter part and the large diameter part are coaxial. The rotary tool is inclined backward with respect to the joining direction. Rotate the large diameter side. The boundary between the small diameter portion and the large diameter portion is slightly inserted into the joint.
また、被接合部の突き合わせ部に凸部を設け、この凸部を含む突き合わせ部に回転工具を挿入して摩擦攪拌接合し、実質的に板厚が減少するのを防止している。これは鉄道車両の車体に適用されている。 Further, a convex portion is provided at the abutting portion of the joined portion, and a rotating tool is inserted into the abutting portion including the convex portion to perform friction stir welding, thereby substantially preventing the plate thickness from decreasing. This is applied to the body of a railway vehicle.
また、中空形材の接合にあっては、中空形材の2つの面板を接続するリブの延長線上を突き合わせ部としている。回転工具の延長線上のリブによって回転工具の挿入力を支え、面板の変形を防止している。 Moreover, in joining of a hollow shape material, the extension line of the rib which connects two face plates of a hollow shape material is made into the butt | matching part. The insertion force of the rotary tool is supported by ribs on the extension line of the rotary tool, and the deformation of the face plate is prevented.
また、2つの被接合部材の上方に第3の部材を配置して、3者を摩擦攪拌接合している。 A third member is disposed above the two members to be joined, and the three members are friction stir welded.
これらは下記特許文献1,2に示されている。
摩擦撹拌接合を行う際、被接合部材には大きな力が加わる。このため、突き合わせ部の開先の寸法が大きくなることがある。 When performing friction stir welding, a large force is applied to the members to be joined. For this reason, the dimension of the groove | channel of a butt | matching part may become large.
鉄道車両の車体のように被接合部材が長尺の場合は、被接合部材としてアルミニウム合金の押し出し形材を用いる。この形材の長手方向を車体の長手方向に向けて、複数の形材を並列に並べ、架台に固定する。次に、形材の突き合わせ部を所定間隔でMIG溶接等で仮止め溶接する。この仮止め溶接は、摩擦攪拌接合時の開先寸法を一定に保つためである。しかる後、摩擦攪拌接合を行う。次に、前記の突き合わせ部の凸部や仮止め溶接の凸部を切削し、表面を平滑にする。次に、車体の表面をヘアライン加工し、車体として仕上げる。 When the member to be joined is long like a vehicle body of a railway vehicle, an extruded shape of an aluminum alloy is used as the member to be joined. A plurality of shape members are arranged in parallel with the longitudinal direction of the shape members being directed to the longitudinal direction of the vehicle body, and are fixed to the gantry. Next, the butted portions of the shape members are temporarily fixed and welded at predetermined intervals by MIG welding or the like. This temporary fixing welding is to keep the groove dimension constant during friction stir welding. Thereafter, friction stir welding is performed. Next, the convex part of the abutting part and the convex part of temporary fixing welding are cut to smooth the surface. Next, the surface of the vehicle body is processed with a hairline and finished as a vehicle body.
これによれば、無塗装にできる。しかし、仮止め溶接部は車体に残っている。この仮止め溶接部は変色しており、見栄えが悪いものである。この変色は形材の材質と溶接棒の材質との相違によって生じる。 According to this, it can be made unpainted. However, the temporary fixing weld remains on the vehicle body. The temporarily welded portion is discolored and looks bad. This discoloration is caused by the difference between the shape material and the welding rod material.
また、突き合わせ部の一対の被接合部材のうち、凸部は一方の被接合部材のみにしか設けることができない場合がある。例えば、直交する押し出し形材を接合する場合である。押し出し方向の端部には凸部を設けることができない。 Moreover, a convex part may be provided only in one to-be-joined member among a pair of to-be-joined members of a butting | matching part. For example, it is a case where orthogonal extruded profiles are joined. A protrusion cannot be provided at the end in the extrusion direction.
また、押し出し方向が直交する中空形材を摩擦攪拌接合する場合においては、回転工具の挿入力を支えるリブがない。このため、面板が変形しやすい。 In addition, in the case of friction stir welding of hollow profiles whose extrusion directions are orthogonal, there are no ribs that support the insertion force of the rotary tool. For this reason, the face plate is easily deformed.
また、一対の被接合部材の間の隙間が大きい場合、第3の部材を接合部の上方に配置して摩擦攪拌接合することが考えられるが、第3の部材が飛び出して良好な接合ができないと考えられる。 In addition, when the gap between the pair of members to be joined is large, it is conceivable to arrange the third member above the joining portion and perform friction stir welding, but the third member pops out so that good joining cannot be performed. it is conceivable that.
本発明の第1の目的は、変色を防止する摩擦攪拌接合方法を提供することを目的とする。 A first object of the present invention is to provide a friction stir welding method that prevents discoloration.
本発明の第2の目的は、一方の被接合部材の突出部を有しない場合の摩擦攪拌接合方法を提供することを目的とする。 The second object of the present invention is to provide a friction stir welding method in the case where the protruding portion of one member to be joined is not provided.
本発明の第3の目的は、押し出し方向が直交する中空形材の摩擦攪拌接合を良好に行えるようにすることにある。 The third object of the present invention is to enable good friction stir welding of hollow profiles whose extrusion directions are orthogonal.
本発明の第4の目的は、隙間が大きい場合にも良好な接合ができるようにすることにある。 A fourth object of the present invention is to enable good bonding even when the gap is large.
上記第1の目的は、回転工具の軸方向の投影範囲内に、突き合わせ部の少なくとも一方の部材の突出部と他方の部材とが位置した状態において、前記突出部の外面側を所定間隔で
摩擦攪拌接合し、次に、前記摩擦攪拌接合した部分と摩擦攪拌接合していない部分の前記突き合わせ部を連続して、前記摩擦攪拌接合の深さよりも深く、摩擦攪拌接合すること、によって達成できる。
The first object is to rub the outer surface side of the projecting portion at a predetermined interval in a state where the projecting portion of at least one member of the butting portion and the other member are positioned within the axial projection range of the rotary tool. This can be achieved by performing stir welding, and then continuously performing friction stir welding at the portion where the friction stir welding is performed and the portion where the friction stir welding is not performed continuously and deeper than the depth of the friction stir welding.
上記第2の目的は、回転工具の軸方向の投影範囲内に、突き合わせ部の一方の部材の突出部と他方の部材とが位置した状態において、前記突き合わせ部の一方の部材の前記突出部の外面側のみを摩擦攪拌接合し、次に、回転工具の軸方向の投影範囲内に、前記突き合わせ部の一方の部材の突出部と他方の部材とが位置した状態において、前記摩擦攪拌接合した部分を含めて、前記摩擦攪拌接合の深さよりも深く、摩擦攪拌接合すること、によって達成できる。 The second object is that the projection of one member of the butting portion is in a state where the projection of one member of the butting portion and the other member are located within the projection range in the axial direction of the rotary tool. Friction stir welding only on the outer surface side, and then the friction stir welding part in a state where the projecting portion of one member of the butting portion and the other member are located within the axial projection range of the rotary tool Including, the friction stir welding is deeper than the depth of the friction stir welding.
上記の第3の目的は、第1の中空形材の押し出し方向の端部において、2つの面板の間に存在するリブを除き、次に、前記第1の中空形材の前記端部と第2の中空形材をその押し出し方向が実施的に直交する方向に突き合わせて、前記第2の中空形材の端部を前記第1の中空形材の前記端部の前記2つの面板の間に挿入し、このとき、前記第2の中空形材の前記端部において、2つの面板を接続するものであって前記面板に実質的に直交するリブの板厚の延長線上に前記第1の前記端部の面板が位置しており、次に、前記突き合わせた部分を摩擦攪拌接合すること、によって達成できる。 The third object is to remove the ribs existing between the two face plates at the end portion of the first hollow shape member in the extrusion direction, and next to the end portion of the first hollow shape member and the second hollow shape member. The two hollow profiles are butted in a direction in which the direction of extrusion is substantially orthogonal, and the end of the second hollow profile is placed between the two face plates of the end of the first hollow profile. At this time, at the end of the second hollow shape member, the two face plates are connected to each other on the extension line of the plate thickness of the rib substantially orthogonal to the face plate. The end faceplate is located and can then be achieved by friction stir welding the butted portions.
前記第4の目的は、2つの部材の摩擦攪拌接合方法において、2つの前記部材の突き合わせ部の隙間に充填材を配置しており、回転工具の投影範囲内に前記充填材および前記2つの部材が位置した状態で前記の3者を摩擦攪拌接合すること、によって達成できる。 The fourth object is a friction stir welding method of two members, in which a filler is disposed in a gap between the butted portions of the two members, and the filler and the two members are within the projection range of the rotary tool. This can be achieved by friction stir welding the above three members in a state where is positioned.
本発明によれば、摩擦攪拌接合によって仮接合を行っているので、変色を防止できるものである。 According to the present invention, since temporary joining is performed by friction stir welding, discoloration can be prevented.
また、一方の部材には突出部を有するが他方の部材には突出部を有しない場合であっても、仮接合で前記他方の部材に突出部を形成しているので、良好な接合ができるものである。 Also, even if one member has a protruding portion but the other member does not have a protruding portion, the protruding portion is formed on the other member by temporary bonding, so that good bonding can be achieved. Is.
また、押出し方向が直交する中空形材を摩擦攪拌接合する場合は、一方の形材を他方の形材の一対の面板の間に挿入し、回転工具の回転中心の延長線上に前記一方の形材のリブがあるようにしているので、面板の曲がりを防止できるものである。 In addition, when friction stir welding is performed on hollow profiles whose extrusion directions are orthogonal to each other, one profile is inserted between a pair of face plates of the other profile, and the one profile is placed on the extension line of the rotation center of the rotary tool. Since the material ribs are provided, the face plate can be prevented from bending.
また、一対の部材の間の隙間が大きい場合には、隙間に補填材を配置した後、仮接合を行い、そして本接合を行っているので、容易に接合できるものである。 In addition, when the gap between the pair of members is large, provisional bonding is performed after the filling material is disposed in the gap, and then the main bonding is performed. Therefore, the bonding can be easily performed.
本発明の一実施例を図1から図10によって説明する。無塗装の鉄道車両の車体に適用した場合を説明する。図10において、鉄道車両の車体は、側構体50、屋根構体60、床を構成する台枠70、長手方向の端部の妻構体80からなる。61は出入り口、62は窓である。側構体50と屋根構体60等とはMIG溶接で接合される。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The case where it applies to the body of an unpainted railway vehicle is demonstrated. In FIG. 10, the vehicle body of the railway vehicle includes a
側構体50は、出入り口61の左右(または出入り口61と窓62との間)の押し出し形材100、110、窓62の下方の押し出し形材130、140、窓62の上方の押し出し形材160、これらの上方の押し出し形材170からなる。これらの接合部は摩擦攪拌接合されている。
The
押し出し形材100、110、130、140、160、170はアルミニウム合金製の中空形材である。形材100、110の押し出し方向は上下方向である。形材130、140、160、170の押し出し方向は車体の長手方向である。このため、形材110と形材130、140、160とは押し出し方向が直交している。また、形材170と形材100、110とは押し出し方向が直交している。
The
図5において、接合する形材100、110の接合部の周辺を示す。形材130と形材140との接合部の形状も同様である。中空形材100(110)は、平行な2枚の面板101、102(111、112)と、面板同士を接続するものであって、面板に対して傾斜した複数のリブ103(113)と、中空形材100(110)の端部において、2つの面板101、102(111、112)を接続するものであって、面板に直交したリブ105(115)とからなる。リブ103(113)はトラス状に配置されている。リブ105(115)とこれに隣接するリブ103(113)との間には面板101、102(111、112)がある。2枚の面板は、一方が他方に対して傾斜していてもよい。
In FIG. 5, the periphery of the joint part of the
図1において、接合部の形状について説明する。ここでは図5の中空形材100、110の上面側の形状を説明するが、下面側の形状も同様である。後述の他の実施例の形状においても、上面の構成と下面の構成は同様である。
In FIG. 1, the shape of the joint will be described. Here, the shape on the upper surface side of the
中空形材100の面板101はリブ105よりも端部側に突出している。一方の中空形材100の面板101の端部は他方の中空形材110のリブ115の板厚の範囲内に位置している。面板101を受け入れるように、中空形材110の端部の面板111側は凹部になっている。
The
中空形材110の端部はリブ115よりも端部側に突出する突出片116がある。突出片116は面板101の端部の裏側に位置して、裏当てになっている。
The end of the
中空形材100(110)の面板101(111)の端部の外面側は突出して突出部107(117)になっている。 The outer surface side of the end portion of the face plate 101 (111) of the hollow shape member 100 (110) protrudes into a protruding portion 107 (117).
面板101(111)の突出部107(117)の端部の面は面板101(111)に直交している。前記凹部の面板111側の面(面板101の端部が突き合わさられる面)は面板111に直交している。前記凹部の面板111側の突き合わせ面はリブ115の板厚の範囲内にある。凹部に入る突出部107の端部は面板101に直交しており、凹部の前記直交した面に平行である。
The surface of the end of the protrusion 107 (117) of the face plate 101 (111) is orthogonal to the face plate 101 (111). The surface of the recess on the side of the face plate 111 (the face with which the end of the
2つの形材100、110の突き合わせ部(中空形材100の端部と中空形材110の端部との突き合わせ部)の間には図1のように隙間があることが多い。
There are often gaps between the butted portions of the two
リブ115の板厚の延長線上、つまりリブ115の板厚の延長線の範囲内に摩擦攪拌接合用の回転工具200、220の中心が位置する。2つの突出部の中間に回転工具200、220の軸心が位置する。このため、リブ115は回転工具200、220の挿入力の大部分を支える。回転工具200、220の軸方向の投影範囲内に、接合部の2つの形材100、110の端部が位置する。図1から図4では前記端部は突出部107、117であるが、図6から図9では一方の形材130(140)は面板131(141)である。
The centers of the friction stir welding
以下、接合手順を説明する。まず、2つの形材100、110を架台に載せ、強固に固定する。
Hereinafter, the joining procedure will be described. First, the two
接合は、まず、図1から図3において、2つの形材100、110の突出部107、117の上面を所定間隔(間欠的)で仮止め接合する。これは回転工具200による摩擦攪拌接合によって行う。
First, in FIG. 1 to FIG. 3, the upper surfaces of the projecting
図1はこの仮止めの摩擦攪拌接合を行う状態を示したものである。仮接合は、回転工具200を回転させながら突出部107、117に押し当て、所定の位置に達したならば、その状態で回転工具200を回転させながら数秒間保持する。この数秒間は2つの突出部107、117を発熱、軟化させ、塑性流動させるためである。これによって2つの突出部107、117は接合する。突き合わせ部に隙間があれば、軟化した金属が隙間の上部に充填される。W1は摩擦攪拌接合による接合ビードである。
FIG. 1 shows a state in which friction stir welding for temporary fixing is performed. In the temporary joining, the
通常の摩擦攪拌接合は、面板101、111を接合するものであるので、回転工具200の小径部201の先端の位置は突出片116に達する程度が必要である。しかし、ここは仮止め接合であるので、小径部201の長さは短くてよい。小径部201の先端の位置(挿入代)および大径部202の下端の位置(挿入代)は、突出部107、117の頂と面板101、111の上面の延長線との間にある。このため、大径部202の下端と面板101、111の上面の延長線との間に隙間がある。回転工具200の大径部202の挿入代は、後工程の回転工具220の大径部222の挿入代よりも深くならないのがよい。大径部202の径は回転工具200の大径部222の径よりも大きくない方が良いと考えられる。
回転工具200の大きさ、挿入代は仮接合の観点で定める。
Since normal friction stir welding joins the
The size and insertion allowance of the
上記では回転工具200は突出部107、117に挿入するのみで、接合線に沿って移動させていない。しかし、回転工具220のように接合線に沿って移動させてもよい。この場合の回転工具200は回転工具220と同様に移動方向に対して後方に傾斜していることが望ましい。回転工具200の移動量は例えば30mmである。回転工具200の移動速度は回転工具220の移動速度よりも速くできると考えられる。これは小径部201の突出代が小さいためである。
In the above, the
このようにして、形材100、110の全長にわたって所定間隔で仮止め接合したならば、回転工具220によって2つの形材100、110の全長の接合を行う。図4において、回転工具220は小径部221と大径部222とからなる。小径部221は突出片116に達する長さを有する。大径部222の挿入代(下端の位置)は、突出部107、117の頂と面板101、111の上面の延長線との間にある。回転工具220は突き合わせ部の接合線に沿って移動する。回転工具220は移動方向に対して後方に傾斜している。この接合を本接合という。
In this way, if the temporary joining is performed at predetermined intervals over the entire lengths of the
次に、形材群(100、110)を反転させて、前記のように仮接合と本接合を行う。 Next, the shape group (100, 110) is inverted, and temporary bonding and main bonding are performed as described above.
形材130、140の構造および接合も前記に同様である。形材160、170の構造も前記に同様である。
The structure and joining of the
このようにして得られた形材群(100、110)、形材群(130、140)、形材160、170を架台に置き、固定し、摩擦攪拌接合を行う。
The shape group (100, 110), the shape group (130, 140), and the
図6において、形材群(100、110)と形材群(130、140)との接合を説明する。形材群(130、140)側の形材110の端部の形状は図1の形材100側の端部の形状と同様である。形材110は突出部117b、突出片116b、リブ115bを有する。形材110の押し出し方向と形材群(130、140)の押し出し方向とが直交しているので、形材110の接合部には突出部117bがあるが、形材群130(140)の接合部には突出部がない。形材130(140)の端部の複数のリブ133(135、143、145)、突出片136(146)は切削して削除している。リブ133、135、143、145、突出片136、146は、リブ103、105、113、115、突出片105、116に相当する。形材110の突出片116bは形材130(140)の内部に入っている。このため、リブ115の板厚の延長線上には形材130(140)の端部が位置する。形材110と形材160との関係、形材170と形材100、110との関係も同様である。
In FIG. 6, the joining of the shape group (100, 110) and the shape group (130, 140) will be described. The shape of the end of the
まず、図7から図8において、回転工具200を用いて仮止め接合を行う。この仮止め接合は、回転工具200を突出部117bに挿入した後、接合線に沿って移動させて、接合線の全長に渡って連続して行う。回転工具200の挿入代は形材100、110の仮接合の場合と同様である。大径部202の下端は形材130(140)の面板131(141)に接触しないように、大径部202の下端と面板131(141)の上面との間には隙間を有する。この接合によって、突出部117bの材料は面板131(141)の上面側に移動させられる。つまり、面板131(141)においては肉盛りさせられることになる。突き合わせ部に隙間があれば、軟化した突出部の金属が隙間の上部に充填される。W2は摩擦攪拌接合による接合ビードである。
First, in FIGS. 7 to 8, temporary bonding is performed using the
なお、この連続の仮接合の前に、図1から図3の間欠的な仮接合を行ってもよい。 Note that the intermittent temporary bonding shown in FIGS. 1 to 3 may be performed before the continuous temporary bonding.
次に、図9において、回転工具220による摩擦攪拌接合を全長にわたって行う。
Next, in FIG. 9, friction stir welding with the
回転工具220の挿入代(この場合は、大径部222の下端の位置)は回転工具200の大径部202の下端の位置かそれよりも下方とする。これによって、回転工具220は回転工具200による摩擦攪拌接合部の上面に接するか下方に位置する。このため、2つの形材の間に隙間があっても、隙間の全てを金属で埋めることができる。欠陥の発生の防止のためにも、回転工具220の大径部222の下端はビードW2内に挿入するのがよい。
The insertion allowance of the rotary tool 220 (in this case, the position of the lower end of the large diameter portion 222) is set to the position of the lower end of the
形材110と形材160との接合も同様である。
The same applies to the joining of the
形材170と形材群(100、110)、形材170と形材160との接合は、まず、仮接合を行う。形材群(100、110)と形材170との接合は、形材群(130、140)と形材110との接合と同様に連続した仮接合を行う。形材170と形材160との接合は、接合部の両者に突出部があるので、形材100、110の接合と同様に間欠的な仮接合を行う。次に、形材170の一端側から回転工具220による連続接合を行う。
For joining the shape member 170 and the shape member group (100, 110), and the shape member 170 and the
次に、上下反転させて同様に接合する。車体の外面側に位置する突出部107、117、117b、ビードW2は本接合後いずれかの時点で切削し、面板と同一面に仕上げる。
Next, it is turned upside down and joined in the same manner. The
次に、屋根構体60等とのMIG溶接を行う。
Next, MIG welding with the
次に、車体の外面にヘアライン加工を行う。 Next, hairline processing is performed on the outer surface of the vehicle body.
以上によれば、仮止め接合はアーク溶接ではなく、摩擦攪拌接合で行っている。このため、他の金属の供給がないので、接合部に変色がなく、見栄えを良くでき、無塗装で仕上げることができるものである。 According to the above, the temporary bonding is performed not by arc welding but by friction stir welding. For this reason, since there is no supply of other metals, there is no discoloration in the joint, the appearance can be improved, and the finish can be finished without painting.
また、突出部のある端部と突出部のない端部との突き合わせ部の接合に当たって、連続的に仮止め接合を行い、突出部の金属を突出部のない端部側に移動させた後、連続接合をしている。 In addition, in joining the abutting portion between the end portion with the protruding portion and the end portion without the protruding portion, continuously performing temporary fixing bonding, and after moving the metal of the protruding portion to the end portion side without the protruding portion, Continuous joining.
接合を二度に分けて行うため、接合部に一度に発生する熱量が小さくて済む。これは、1度目は挿入代を小さくして接合を行い、2度目は挿入代は大きいが、突出部への挿入は必要ないので、総合した発熱量を小さくできる。これは、中空形材のように放熱が悪く、熱がこもり接合部が溶融しやすい部材を接合する際に特に効果がある。これによれば、高温時に接合部に発生し易い欠陥を防止できる。 Since bonding is performed twice, the amount of heat generated at one time in the bonded portion can be reduced. In this case, joining is performed with a small insertion allowance for the first time, but the insertion allowance is large for the second time. However, since it is not necessary to insert into the protruding portion, the total amount of heat generation can be reduced. This is particularly effective when joining a member that is poor in heat dissipation, such as a hollow shape member, and is likely to melt due to heat accumulation. According to this, the defect which is easy to generate | occur | produce in a junction part at the time of high temperature can be prevented.
また、押し出し方向が直交した部分の摩擦攪拌接合は、一方の形材を他方に挿入して、他方の形材を支えて行っているので、他方の形材の変形を防止できるものである。 In addition, the friction stir welding at the portion where the extrusion direction is orthogonal is performed by inserting one shape member into the other and supporting the other shape portion, so that deformation of the other shape member can be prevented.
図1において、回転工具200は、底面201に、軸中心に向かって傾斜204を設けている。この傾斜により、接合による被接合部材と回転工具200の相対的な移動の際、該回転工具の進行方向の後方にて、該回転工具の回転により塑性流動した金属が下方へと押し込まれ、接合がより強固になる。傾斜面は回転工具220においても同様である。また、回転工具200は軸上に小径な突出部201を有する。この小径部201の作用は、被接合部材と回転工具200との摩擦による発熱を高め、被接合部材を塑性流動し易くすることにある。
In FIG. 1, the
回転工具200のその他の実施例を図11から図13によって説明する。図11は回転工具200の小径部201が無い形状である。図12は回転工具200の底面を平らにしている。この底面は被接合部材との摩擦をより発熱の大きなものとするため、表面を粗く仕上げるのが望ましい。図13は図12から小径部を排したものである。
Another embodiment of the
図14から図15の実施例について説明する。この実施例は図6に相当する場合である。一方の形材110に突出部117bが有り、他方の形材130には突出部がない。2つの形材110、130の突き合わせ部の隙間は図6の場合よりも大きい。すなわち、突出部117bの金属で隙間を埋めることができないほどの隙間がある。
The embodiment of FIGS. 14 to 15 will be described. This embodiment corresponds to FIG. One
突き合わせ部の隙間に板状の補填材250を配置している。補填材250の上面は面板131の上面と実質的に同一位置にある。少なくとも補填材250の上面は突出部131の頂よりも内面側にある。補填材250の材質はアルミニウム合金である。
A plate-
この状態で、仮接合を全長にわたって行う。図15は仮接合後の状態である。次に、本接合を行う。 In this state, temporary joining is performed over the entire length. FIG. 15 shows a state after temporary joining. Next, main joining is performed.
これによれば、仮接合の際に、回転工具200は補填材250には直接は接触しない。回転工具200を挿入した位置には大きな力が発生している。このため、もし、補填材250が回転工具200に接すると、補填材250が上方に飛び出す。しかし、回転工具200は補填材250に接触していないので、補填材250には外力が作用せず、外部に飛び出すことはない。
According to this, the
本接合によって補填材250は形材110、130に接合され、隙間を埋める。したがって、隙間が大きくても隙間を埋める接合ができるものである。
By this joining, the filling
本接合の際、補填材250は回転工具220に接するが、上方はビードW2で覆われ、左右は形材110、130で挟まれているので、飛び出すことはない。
During the main joining, the filling
図15の実施例では、補填材250は回転工具200に接触しないが、接触させることができる。回転工具200の挿入代は小さく、補填材250の下部は連続しており、補填材250は左右の形材110、130で挟まれた位置に有る。このため、補填材250は飛び出しにくく、接合を行うことができる。
In the embodiment of FIG. 15, the filling
左右の形材に突出部がある場合にもこの補填材250の配置は適用できる。
This arrangement of the filling
なお、隙間を埋める材料は突出部や補填材の材料であるように説明したが、これは分かりやすくするための説明である。より正しくは、隙間を埋める材料は回転工具200、220のよって軟化した材料である。
In addition, although it demonstrated that the material which fills a clearance gap is the material of a protrusion part or a filling material, this is description for clarity. More correctly, the material filling the gap is a material softened by the
仮接合、本接合、また、隙間への充填材250を配置しての接合は、板同士の接合に適用できる。
Temporary bonding, main bonding, and bonding with the
本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容易に置き換えられる範囲におよぶものである。 The technical scope of the present invention is not limited to the language described in each claim of the claims or the language described in the section of means for solving the problem, and extends to a range easily replaced by those skilled in the art. Is.
100、110、130、140、160、170:形材、101、111、131、141:面板、107、117、117b:突出部、115、115b:リブ200、220:回転工具、201:小径部、202:大径部、250:補填材
100, 110, 130, 140, 160, 170: Profile, 101, 111, 131, 141: Face plate, 107, 117, 117b: Protruding part, 115, 115b:
Claims (11)
次に、前記第1の摩擦攪拌接合した部分と摩擦攪拌接合していない部分の前記突き合わせ部を連続して、前記第1の摩擦攪拌接合の深さよりも深く、第2の摩擦攪拌接合をすること、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 In a state where the projecting portion of at least one member of the butting portion and the other member are located within the axial projection range of the rotary tool, the first friction stir welding is performed on the outer surface side of the projecting portion at a predetermined interval. ,
Next, the second friction stir welding is carried out continuously from the first friction stir welding portion and the portion where the friction stir welding is not performed, to a depth greater than the depth of the first friction stir welding. about,
A friction stir welding method characterized by the above.
次に、回転工具の軸方向の投影範囲内に、前記突き合わせ部の一方の部材の突出部と他方の部材とが位置した状態において、前記第1の摩擦攪拌接合した部分を含めて、前記第1の摩擦攪拌接合の深さよりも深く、第2の摩擦攪拌接合すること、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 In a state where the protruding portion of one member of the butting portion and the other member are positioned within the projection range in the axial direction of the rotary tool, only the outer surface side of the protruding portion of one member of the butting portion is the first Friction stir welding, making a bead on the outer surface of the other member,
Next, in a state where the protruding portion of one member of the butting portion and the other member are located within the projection range in the axial direction of the rotary tool, the first friction stir welding portion is included, and the first Deeper than the friction stir welding depth of 1 and second friction stir welding;
A friction stir welding method characterized by the above.
次に、前記第1の中空形材の前記端部と第2の中空形材をその押し出し方向が実施的に直交する方向に突き合わせて、前記第2の中空形材の端部を前記第1の中空形材の前記端部の前記2つの面板の間に挿入し、
このとき、前記第2の中空形材の前記端部において、2つの面板を接続するものであって前記面板に実質的に直交するリブの板厚の延長線上に前記第1の前記端部の面板が位置しており、
次に、前記突き合わせた部分を摩擦攪拌接合すること、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 Except for the ribs existing between the two face plates at the end of the first hollow profile in the extrusion direction,
Next, the end portion of the first hollow shape member is abutted with the second hollow shape member in a direction in which the direction of extrusion is substantially orthogonal to the end portion of the second hollow shape member, and the end portion of the second hollow shape member is brought into contact with the first hollow shape member. Between the two face plates at the end of the hollow profile of
At this time, at the end portion of the second hollow shape member, the two face plates are connected, and the first end portion is formed on an extension line of a plate thickness of a rib substantially orthogonal to the face plate. The faceplate is located,
Next, friction stir welding the abutted portion,
A friction stir welding method characterized by the above.
一方の中空形材の端部を他方の中空形材の端部の2つの面板の間に挿入しており、前記一方の中空形材の端部は押し出し方向に沿った端部であり、前記他方の中空形材の端部は押し出し方向の端部であり、
回転工具の延長線上に前記一方の中空形材の2つの面板を接合するリブが位置した状態で、摩擦攪拌接合を行うこと、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 In the friction stir welding method for the hollow profile,
The end of one hollow profile is inserted between two face plates of the end of the other hollow profile, and the end of the one hollow profile is an end along the extrusion direction, The end of the other hollow profile is the end in the extrusion direction,
Friction stir welding is performed in a state where a rib for joining the two face plates of the one hollow shape member is positioned on the extension line of the rotary tool,
A friction stir welding method characterized by the above.
前記第2の中空形材の端部は前記第1の中空形材の押し出し方向の端部に挿入されており、
前記第2の前記端部は2つの面板を接続するものであって、前記面板に実質的に直交するリブを有しており、
該リブの板厚の範囲の延長線上に前記接合部があること、
を特徴とする構造体。 The first hollow shape member and the second hollow shape member are joined with their extrusion directions substantially orthogonal to each other,
The end of the second hollow profile is inserted into the end of the first hollow profile in the extrusion direction;
The second end portion connects two face plates, and has a rib substantially orthogonal to the face plate,
The joint is on an extension of the rib thickness range;
A structure characterized by
2つの前記部材の突き合わせ部の隙間に充填材を配置しており、
回転工具の投影範囲内に前記充填材および前記2つの部材が位置した状態で前記の3者を摩擦攪拌接合すること、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 In the friction stir welding method for two members,
A filler is disposed in the gap between the butted portions of the two members;
Friction stir welding of the three members with the filler and the two members positioned within the projection range of the rotary tool;
A friction stir welding method characterized by the above.
次に、前記第1の摩擦攪拌接合の深さよりも深く、前記3者を第2の摩擦攪拌接合すること、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 The friction stir welding method according to claim 7, wherein the outer surface side of the two members is a first friction stir welding,
Next, deeper than the depth of the first friction stir welding, the three members are second friction stir welding,
A friction stir welding method characterized by the above.
前記第1の摩擦攪拌接合は該摩擦攪拌接合する回転工具が前記充填材の接触しない位置に挿入して行うこと、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 In the friction stir welding method according to claim 9, at least one of the butted portions includes a protruding portion protruding to the outer surface side, and the outer surface side surface of the filler is on the inner side of the top of the protruding portion,
The first friction stir welding is performed by inserting the rotary tool for friction stir welding into a position where the filler does not contact;
A friction stir welding method characterized by the above.
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JP2007222933A (en) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Hitachi Ltd | Friction stir welding method |
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JP2013158831A (en) * | 2012-02-09 | 2013-08-19 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | Method for processing workpiece |
DE102016105927A1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | Kuka Industries Gmbh | Friction friction welding technology for joining components made of different materials |
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