JP2006021217A5 - - Google Patents

Claims (11)

1. 複数の被接合部材によって構成される被接合物に、回転する接合ツールを没入させて各被接合部材をスポット接合する摩擦撹拌接合装置であって、
   予め定める回転軸線を有し、回転軸線と同軸に接合ツールを保持するツール保持部と、
   ツール保持部を回転軸線まわりに回転駆動する回転駆動手段と、
   ツール保持部を回転軸線に沿って変位駆動する直進駆動手段と、
   ツール保持部を支持する基体と、
   集光したレーザ光を照射するレーザ光発生手段と、
   回転駆動手段、直進駆動手段およびレーザ光発生手段を制御して、被接合物に形成される被接合部分に接合ツールを没入させる前に、被接合部分にレーザ光を照射させて、被接合部分を被接合物の融点温度未満でかつ接合ツールに対して被接合部分が相対的に軟化する軟化温度に達するまで加熱させる制御手段とを備えることを特徴とするスポット接合用摩擦撹拌接合装置。
2. 前記接合ツールは、略円柱状に形成される本体部と、本体部に対して同軸に形成されて本体部から軸線方向一方に突出し、本体部よりも外径が小さい略円柱状に形成されるピン部とを有し、
   被接合部分の表面のうち、レーザ光発生手段によってレーザ光が照射される照射領域は、被接合部分の表面にピン部が接触するピン部接触領域を含むことを特徴とする請求項１記載のスポット接合用摩擦撹拌接合装置。
3. 前記照射領域は、被接合部分の表面に本体部が接触する本体部接触領域に含まれることを特徴とする請求項２記載のスポット接合用摩擦撹拌接合装置。
4. レーザ光発生手段は、
   基体に連結されて集光したレーザ光を被接合部分に照射する集光ヘッドと、
   基体とは異なる位置に設けられて、レーザ光を発生するレーザ発振器と、
   可撓性を有し、レーザ発振器で発生されたレーザ光を集光ヘッドに導光する光ファイバケーブルとを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のスポット接合用摩擦撹拌接合装置。
5. 前記集光ヘッドは、集光ヘッドの光学系における焦点距離を調整可能に構成されることを特徴とする請求項４記載のスポット接合用摩擦撹拌接合装置。
6. レーザ光発生手段は、レーザ光の照射エネルギーを変更可能であって、
   制御手段は、予め定められる接合条件に基づいてレーザ光発生手段を制御し、被接合部分に照射されるレーザ光の照射エネルギーを調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のスポット接合用摩擦撹拌接合装置。
7. レーザ光発生手段は、レーザ光が照射された被接合部分の引張り強さが１００ＭＰａ以下となるように、被接合部分をレーザ光によって加熱することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のスポット接合用摩擦撹拌接合装置。
8. レーザ光発生手段は、レーザ光が照射された被接合部分のブリネル硬さが２０Ｈ _Ｂ 以下となるように、被接合部分をレーザ光によって加熱することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のスポット接合用摩擦撹拌接合装置。
9. 被接合物は、炭素鋼、ステンレス鋼およびニッケル合金のいずれか１つからなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のスポット接合用摩擦撹拌接合装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載のスポット接合用摩擦撹拌接合装置と、
    前記スポット接合用摩擦撹拌接合装置を任意の位置および姿勢に変位駆動する基体駆動装置とを備えることを特徴とするスポット接合用摩擦撹拌接合システム。
11. 複数の被接合部材によって構成される被接合物に、回転する接合ツールを没入させて各被接合部材をスポット接合する摩擦撹拌接合方法であって、
    被接合物に形成される被接合部分に集光したレーザ光を照射させて、被接合部分を被接合物の融点温度以下でかつ接合ツールに対して被接合物が相対的に軟化する軟化温度に加熱するレーザ光照射工程と、
    被接合部分が予め定める軟化温度に達した後、レーザ光の照射を停止して、被接合部分に接合ツールを回転させながら没入させるツール没入工程と、
    接合ツールによって発生する摩擦熱によって各被接合部材を流動化させて撹拌した後、被接合部分から接合ツールを脱出させるツール脱出工程とを含むことを特徴とするスポット接合用摩擦撹拌接合方法。