JP2006150387A - Friction stir welding equipment and friction stir welding method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide friction stir welding equipment and its method that are capable of effectively preventing deviation from being caused by a revolving tool between adjacent materials to be joined. <P>SOLUTION: The friction stir welding equipment 1 is provided with a bobbin tool 17 which is rotatably inserted into a butted part between a tank body 5 and a mirror plate 7 mutually butted along a joining line 10, and with a driving means 19 which synchronously drives the tank body 5 and the mirror plate 7 so that the bobbin tool 17 is situated on the joining line 10. The driving means 19 is provided with: a first and second rigid bodies 21, 23 which are firmly held in a reinforcing structure provided on the tank body 5 and the mirror plate 7 respectively and which are each extendedly installed in the extending direction of the joining line; and the first and second driving mechanisms 25, 27 which drive the respective rigid bodies in the extending direction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、摩擦攪拌接合装置および摩擦攪拌接合方法に関するものである。   The present invention relates to a friction stir welding apparatus and a friction stir welding method.

摩擦攪拌接合方法は、特許文献1に示されるように、実質的に被接合材の材質よりも硬い材質の回転工具を被接合材の接合部に挿入し、この回転工具を回転させながら移動させることによって、回転工具と被接合材との間で発生する摩擦熱によって被接合材に塑性流動を発生させて接合する方法である。
このため、アーク溶接のように加工物を溶かして溶接するものに比べて熱歪みの問題がなく、しかも、接合線に沿って連続的に接合できるという利点があるので、長尺材同士あるいは筒状体同士の接合に適用するものが多数提案されている。
In the friction stir welding method, as shown in Patent Document 1, a rotary tool made of a material substantially harder than the material of the material to be joined is inserted into the joining portion of the material to be joined, and the rotary tool is moved while rotating. Thus, the joining is performed by generating a plastic flow in the material to be joined by frictional heat generated between the rotary tool and the material to be joined.
For this reason, there is no problem of thermal distortion as compared with welding by melting the workpiece as in arc welding, and there is an advantage that it can be continuously joined along the joining line. Many proposals have been made for application to joining of shaped bodies.

ところで、この摩擦攪拌接合方法では、回転工具の軸線中心が被接合材の面内に略直交して配置され、該面内で回転しているので、隣接する被接合材に対して作用する力は位相が180°ずれた方向となる。このため、隣接する部材は接合線に沿って、一方は前方向に、他方は後方向に力が加わる。この状態で回転工具が接合線に沿って移動していくので、隣接した被接合材にかかる前後方向の力によって前後の歪みが生じたり、接合線に沿って前後方向にずれが発生し、肉余りが生じたりする恐れがある。これは、接合部を表裏両面から挟持して回転するボビンツールと称する回転工具を用いるものにおいて一層深刻な問題となっている。   By the way, in this friction stir welding method, the axial center of the rotary tool is arranged substantially orthogonal to the surface of the material to be joined and is rotated in the surface, so that the force acting on the adjacent material to be joined Is in a direction that is 180 degrees out of phase. For this reason, a force is applied to adjacent members along the joining line, one in the front direction and the other in the rear direction. In this state, the rotary tool moves along the joining line, so that the longitudinal force applied to the adjacent materials to be joined causes front-rear distortion, or the longitudinal deviation occurs along the joining line. There is a risk that a surplus will occur. This is a more serious problem in the case of using a rotating tool called a bobbin tool that rotates with the joint portion sandwiched from both the front and back surfaces.

この対策として、特許文献2および特許文献3に示されるものが提案されている。
特許文献2に示されるものは、被接合材の表裏両面で、かつ回転工具の前方および後方の両方に、回転機構を備えた固定治具(ローラ)が配置され、この固定治具によって被接合材を固定しようとするものである。
また、特許文献3に示されるものは、隣接する被接合材同士を拘束する拘束手段を接合線に沿って間隔を空けて複数備えるもの、摩擦部材により表裏両面から被接合材を拘束するもの、および回転工具と一体的に移動するように構成された回転体で被接合材を挟持するもの、円筒状の被接合材に対して内周面全長を摩擦部材で支持するもの、および円筒状の被接合材に対して内面からローラによって押圧するもの等が示されている。
As countermeasures, those shown in Patent Document 2 and Patent Document 3 have been proposed.
In Patent Document 2, a fixing jig (roller) having a rotation mechanism is disposed on both the front and back surfaces of a material to be bonded and on both the front and rear of the rotary tool. It is intended to fix the material.
In addition, what is shown in Patent Document 3 includes a plurality of restraining means for restraining adjacent materials to be joined at intervals along the joining line, a material for restraining the material to be joined from both front and back surfaces by a friction member, And a rotating body configured to move integrally with the rotary tool, sandwiching the material to be joined, supporting the entire inner peripheral surface of the cylindrical material to be joined by a friction member, and cylindrical What presses with a roller with respect to a to-be-joined material from an inner surface is shown.

特許第2712838号公報(図1〜図4)Japanese Patent No. 2712838 (FIGS. 1 to 4) 特開平10−52773号公報(段落[0021]〜[0041],及び図1〜図8)JP-A-10-52773 (paragraphs [0021] to [0041] and FIGS. 1 to 8) 特開2004−188488号公報(段落[0042]〜[0070],及び図1〜図10)JP 2004-188488 A (paragraphs [0042] to [0070] and FIGS. 1 to 10)

しかしながら、特許文献2に示されるものは、被接合材の作用する前後方向にずらそうとする力に対しては、摩擦力で対応するものであり、隣接する被接合材に発生する前後方向のずれを防止するには不十分であった。
また、特許文献2に示されるものは、拘束手段は種々な方法で被接合材に略固定されているが、それらは接合線に沿って間隔を空けて設けられており、隣接する被接合材に生じる前後方向のずれを防止するにはまだ十分とは言えない。また、その他の手段は、全て基本的に摩擦力で対応するものであるので、種々改良されているものの隣接する被接合材に生じる前後方向のずれを防止するにはまだ十分とは言えない。
However, the thing shown by patent document 2 respond | corresponds with the frictional force with respect to the force which is going to shift to the front-back direction which a to-be-joined material acts, and the direction of the front-back direction generate | occur | produced in the adjacent to-be-joined material It was insufficient to prevent the deviation.
Moreover, although what is shown by patent document 2 is substantially fixed to the to-be-joined material by various methods, they are provided at intervals along the joining line, and adjoining to-be-joined materials It is still not enough to prevent the longitudinal displacement that occurs in In addition, since all other means basically correspond to the frictional force, although various improvements have been made, it is still not sufficient to prevent the longitudinal displacement that occurs in the adjacent materials to be joined.

本発明は、上記問題点に鑑み、回転工具によって隣接する被接合材間に生じるずれを効果的に防止し得る摩擦攪拌接合装置および摩擦攪拌接合方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the friction stir welding apparatus and friction stir welding method which can prevent effectively the shift | offset | difference which arises between the to-be-joined materials adjacent by a rotary tool in view of the said problem.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる摩擦攪拌接合装置は、接合線に沿って突き合わされた被接合材の突合せ部に回転挿入される回転工具と、前記回転工具が接合線に位置するように前記被接合材を同期して駆動する駆動手段と、を備えた摩擦攪拌接合装置において、前記駆動手段には、前記各被接合材にそれぞれ設けられた補強構造部に強固に保持され、それぞれ前記接合線の延在方向に延在して設けられた剛体と、該各剛体をその延在方向に駆動する駆動機構と、が備えられることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the friction stir welding apparatus according to the present invention includes a rotary tool that is rotationally inserted into a butt portion of a material to be joined that is abutted along a joining line, and the material to be joined so that the rotating tool is positioned at the joining line. A friction stir welding apparatus provided with a drive means for driving the joints in synchronism with each other. A rigid body extending in the direction of movement and a drive mechanism for driving the rigid bodies in the direction of extension are provided.

本発明によれば、駆動機構によって剛体を接合線の延在方向に移動させると、補強構造部を介して被接合材が移動され、突合せ部が接合線に沿う方向に移動する。そして、この移動する突合せ部に回転工具を回転させながら挿入すると、被接合材の突合せ部は回転工具との間に生じる摩擦熱によって塑性流動化され、撹拌混練される。被接合材は回転工具に対して、相対的に移動されているので、この塑性流動した突合せ部は移動方向に移動され、回転工具による摩擦熱を失って急速に冷却硬化される。このため、被接合材は素材同士が混じり合って完全に一体化した状態で接合される。
この時、隣接した被接合材には回転工具の回転によって移動方向に対して前後にずらそうとする力が作用するが、この力は剛体によって強固に保持されるので、接合位置にずれが生じることを防止できる。これにより、隣接する被接合材は肉余りなく接合されることができる。
なお、剛体を同期して駆動するには、例えば、駆動機構を同期運転させる、あるいは剛体同士を連結する等適宜手段を用いることができる。
According to the present invention, when the rigid body is moved in the extending direction of the joining line by the drive mechanism, the material to be joined is moved through the reinforcing structure portion, and the butted portion moves in the direction along the joining line. When the rotating tool is inserted into the moving butting portion while rotating, the butting portion of the material to be joined is plastically fluidized by frictional heat generated between the rotating tool and the kneading and kneading. Since the materials to be joined are moved relative to the rotary tool, the plastic-flowed butt portion is moved in the moving direction and loses frictional heat from the rotary tool and is rapidly cooled and hardened. For this reason, the materials to be joined are joined in a state in which the materials are mixed together and completely integrated.
At this time, a force to shift the moving tool back and forth with respect to the moving direction by the rotation of the rotary tool acts on the adjacent materials to be joined, but this force is firmly held by the rigid body, so that the joining position is displaced. Can be prevented. Thereby, the adjoining materials to be joined can be joined together with no excess.
In order to drive the rigid bodies synchronously, for example, appropriate means such as driving the drive mechanism synchronously or connecting the rigid bodies together can be used.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合装置では、前記補強構造部による前記剛体の保持は、前記補強構造部と前記剛体に共に設けられた孔に棒状部材が貫設されることによって行われることを特徴とする。   In the friction stir welding apparatus according to the present invention, the holding of the rigid body by the reinforcing structure portion is performed by penetrating a rod-like member through a hole provided in both the reinforcing structure portion and the rigid body. Features.

このように、補強構造部による剛体の保持は、補強構造部と剛体とに設けられた孔に棒状部材が貫設されることによって行われるので、剛体と補強構造部との荷重伝達が面圧とせん断とによって行われることになる。このため、被接合材の拘束が容易で、かつ強固とすることができる。
なお、剛体と補強構造部との結合は、例えば、孔−ピン、ネジ−ネジ孔等が好適である。
As described above, the rigid body is held by the reinforcing structure portion by the rod-shaped member penetrating through the holes provided in the reinforcing structure portion and the rigid body, so that the load transmission between the rigid body and the reinforcing structure portion is the surface pressure. And shearing. For this reason, the material to be joined can be easily restrained and strengthened.
Note that, for example, a hole-pin, a screw-screw hole, or the like is suitable for the connection between the rigid body and the reinforcing structure.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合装置では、前記補強構造部は、機能として被接合材に備えられたものであることを特徴とする。   Moreover, in the friction stir welding apparatus according to the present invention, the reinforcing structure portion is provided in a material to be joined as a function.

このように、補強構造部は、機能として被接合材に備えられたものを活用しているので、被接合材の構造を変更することなく駆動手段の剛体を取付けることができる。
構造補強部としては、機能として被接合材に設けられた例えば、リブ、フランジ、アイソグリッド構造のノード等が用いられる。
Thus, since the reinforcement structure part utilizes what was provided in the to-be-joined material as a function, the rigid body of a drive means can be attached, without changing the structure of a to-be-joined material.
As the structural reinforcing portion, for example, a rib, a flange, a node having an isogrid structure, or the like provided on the material to be joined is used.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合装置では、前記補強構造部は、前記接合線の近傍に設けられていることを特徴とする。   Moreover, in the friction stir welding apparatus according to the present invention, the reinforcing structure portion is provided in the vicinity of the joining line.

このように、補強構造部は接合線の近傍に設けられているので、接合にかかる荷重は各被接合材の突合せ部近傍にしか作用しない。このため、接合にかかる荷重が作用しない被接合材の大部分には格別な補強が不要となるので、接合された被接合材の重量を軽減することができる。   Thus, since the reinforcement structure part is provided in the vicinity of the joining line, the load concerning joining acts only on the butt | matching part vicinity of each to-be-joined material. For this reason, since the special reinforcement is unnecessary for most of the materials to be bonded to which the load applied to the bonding does not act, the weight of the materials to be bonded can be reduced.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合装置では、前記突合せ部を、前記被接合材の厚さ方向において拘束する拘束手段を備えていることを特徴とする。   Moreover, the friction stir welding apparatus according to the present invention is characterized in that it includes a restraining means for restraining the butt portion in the thickness direction of the materials to be joined.

このように、突合せ部を、被接合材の厚さ方向において拘束する拘束手段を備えているので、隣接する被接合材の厚さ方向のずれ、すなわち、段差をなくして接合することができる。
なお、拘束手段としては、被接合材の接合線の近傍における厚さ方向両面に、それぞれ被接合材を案内する部材を備える、あるいは接合線に沿って間隔を空けて隣接する被接合材同士を接合する等が好適に用いられる。
As described above, since the constraining means for restraining the butt portion in the thickness direction of the materials to be joined is provided, the joining in the thickness direction of the adjacent materials to be joined, that is, steps can be eliminated.
In addition, as a restraining means, it is provided with the member which each guides a to-be-joined material on both surfaces of the thickness direction in the vicinity of the to-be-joined material of a to-be-joined material, or to-be-joined materials adjoining at intervals along a joining line. Bonding or the like is preferably used.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合装置では、前記被接合材は筒状体同士であることを特徴とする。   Moreover, in the friction stir welding apparatus according to the present invention, the materials to be joined are cylindrical bodies.

このように、被接合材は筒状体同士であるので、剛体は被接合材を囲繞するように設けられることになる。このため、剛体は筒状構造、例えば、リング・フレーム状構造となり強度が増加するので、軽量化できる。
また、被接合材は接合時に回転運動が主体となるので、被接合材を保持する構造が簡略化でき、装置全体の構造を小型化、低コスト化することができる。
Thus, since the materials to be joined are cylindrical bodies, the rigid body is provided so as to surround the materials to be joined. For this reason, the rigid body becomes a cylindrical structure, for example, a ring frame structure, and the strength is increased, so that the weight can be reduced.
In addition, since the material to be bonded mainly consists of rotational motion during bonding, the structure for holding the material to be bonded can be simplified, and the structure of the entire apparatus can be reduced in size and cost.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合装置では、前記被接合材の突合せ部は、略円状であることを特徴とする。   In the friction stir welding apparatus according to the present invention, the butt portion of the material to be joined is substantially circular.

このように、被接合材の突合せ部は、略円状であるので、駆動手段は、被接合材をその軸線中心の回りに回転駆動させるだけでよい。このため、駆動手段は一層小型化でき、低コストとできる。   As described above, since the butted portion of the material to be joined is substantially circular, the drive means only needs to drive the material to be joined to rotate about its axis. For this reason, the drive means can be further reduced in size and cost can be reduced.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合装置では、前記剛体は、筒状体である前記被接合材の外側に設置されることを特徴とする。   In the friction stir welding apparatus according to the present invention, the rigid body is installed outside the material to be joined, which is a cylindrical body.

このように、剛体は、筒状体である被接合材の外側に設置されるので、接近し易い。このため、被接合材への剛体の取り付けが容易となるので、取付、取外し時間が短縮でき、接合作業を短縮することができる。   Thus, since the rigid body is installed outside the material to be joined that is a cylindrical body, it is easy to approach. For this reason, since it becomes easy to attach the rigid body to the material to be joined, the time for attachment and detachment can be shortened, and the joining work can be shortened.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合方法は、接合線に沿って突き合わされた被接合材を前記接合線に沿う方向に移動させ、この移動する突合せ部に回転工具を回転させながら挿入して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌接合方法において、前記被接合材に設けられた補強構造部に保持され、前記接合線の延在方向に沿って設けられた剛体を、駆動機構によってその延在方向に同期して移動させることを特徴とする。   In the friction stir welding method according to the present invention, the materials to be joined that have been abutted along the joining line are moved in a direction along the joining line, and a rotating tool is inserted into the moving abutting portion while rotating to cause friction. In the friction stir welding method for performing stir welding, a rigid body that is held by a reinforcing structure provided in the material to be joined and is provided along the extending direction of the joining line is synchronized with the extending direction by a drive mechanism. And moving it.

本発明によれば、駆動機構によって剛体を接合線の延在方向に同期して移動させると、補強構造部を介して被接合材が移動され、突合せ部が接合線に沿う方向に移動する。そして、この移動する突合せ部に回転工具を回転させながら挿入すると、被接合材の突合せ部は回転工具との間に生じる摩擦熱によって塑性流動化され、撹拌混練される。被接合材は回転工具に対して、相対的に移動されているので、この塑性流動した突合せ部は移動方向に移動され、回転工具による摩擦熱を失って急速に冷却固化される。このため、被接合材は素材同士が混じり合って完全に一体化した状態で接合される。
この時、隣接した被接合材には回転工具の回転によって移動方向に対して前後にずらそうとする力が作用するが、この力は剛体によって強固に保持されるので、接合位置にずれが生じることを防止できる。これにより、隣接する被接合材は肉余りなく接合されることができる。
According to the present invention, when the rigid body is moved by the drive mechanism in synchronization with the extending direction of the joining line, the material to be joined is moved through the reinforcing structure portion, and the butt portion is moved in the direction along the joining line. When the rotating tool is inserted into the moving butting portion while rotating, the butting portion of the material to be joined is plastically fluidized by frictional heat generated between the rotating tool and the kneading and kneading. Since the material to be joined is moved relative to the rotary tool, the plastic-flowed butt portion is moved in the moving direction and loses frictional heat from the rotary tool and is rapidly cooled and solidified. For this reason, the materials to be joined are joined in a state in which the materials are mixed together and completely integrated.
At this time, a force to shift the moving tool back and forth with respect to the moving direction by the rotation of the rotary tool acts on the adjacent materials to be joined, but this force is firmly held by the rigid body, so that the joining position is displaced. Can be prevented. Thereby, the adjoining materials to be joined can be joined together with no excess.

なお、補強構造部は、機能として被接合材に備えられたものを活用するのが好適である。このようにすると、被接合材の構造を変更することなく剛体を取付けることができる。
また、補強構造部は接合線の近傍に設けるのが好適である。このようにすると、接合にかかる荷重は各被接合材の突合せ部近傍にしか作用しない。このため、接合にかかる荷重が作用しない被接合材の大部分には格別な補強が不要となるので、接合された被接合材の重量を軽減することができる。
In addition, it is suitable for the reinforcement structure part to utilize what was provided in the to-be-joined material as a function. If it does in this way, a rigid body can be attached, without changing the structure of a to-be-joined material.
Further, it is preferable that the reinforcing structure is provided in the vicinity of the joining line. If it does in this way, the load concerning joining will act only on the butt part vicinity of each joined material. For this reason, since the special reinforcement is unnecessary for most of the materials to be bonded to which the load applied to the bonding does not act, the weight of the materials to be bonded can be reduced.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合方法では、前記突合せ部は、拘束手段によって前記被接合材の厚さ方向において拘束されていることを特徴とする。   In the friction stir welding method according to the present invention, the butt portion is restricted in the thickness direction of the material to be joined by a restraining means.

このように、突合せ部は、拘束手段によって被接合材の厚さ方向において拘束されているので、隣接する被接合材の厚さ方向のずれ、すなわち、段差をなくして接合することができる。   As described above, since the butt portion is restrained in the thickness direction of the material to be joined by the restraining means, it is possible to join without any deviation in the thickness direction of adjacent materials to be joined, that is, a step.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合方法では、前記被接合材は筒状体同士であることを特徴とする。   Moreover, in the friction stir welding method according to the present invention, the materials to be joined are cylindrical bodies.

このように、被接合材は筒状体同士であるので、剛体は被接合材を囲繞するように設けられることになる。このため、被接合材は接合時に回転運動が主体となるので、被接合材を保持する構造が簡略化でき、装置全体の構造を小型化、低コスト化することができる。   Thus, since the materials to be joined are cylindrical bodies, the rigid body is provided so as to surround the materials to be joined. For this reason, since the material to be joined mainly has a rotational motion at the time of joining, the structure for holding the material to be joined can be simplified, and the structure of the entire apparatus can be reduced in size and cost.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合方法では、前記被接合材の突合せ部は、略円状であることを特徴とする。   In the friction stir welding method according to the present invention, the butted portion of the material to be joined is substantially circular.

このように、被接合材の突合せ部は、略円状であるので、駆動機構は、被接合材をその軸線中心の回りに回転駆動させるだけでよい。このため、装置全体は一層簡略化できるので、より小型化、低コスト化することができる。   Thus, since the butted portion of the material to be bonded is substantially circular, the drive mechanism only needs to drive the material to be bonded to rotate about its axis. For this reason, since the whole apparatus can be further simplified, further downsizing and cost reduction can be achieved.

また、本発明にかかる摩擦攪拌接合方法では、前記剛体は、筒状体である前記被接合材の外側に設置され、駆動機構によって外側から駆動されることを特徴とする。   In the friction stir welding method according to the present invention, the rigid body is installed outside the material to be joined, which is a cylindrical body, and is driven from the outside by a drive mechanism.

剛体は、筒状体である被接合材の外側に設置されるので、接近し易い。このため、被接合材への剛体の取り付けが容易となるので、取付け、取外し時間が短縮でき、接合作業を短縮することができる。   Since the rigid body is installed outside the material to be joined which is a cylindrical body, it is easy to approach. For this reason, since it becomes easy to attach the rigid body to the material to be joined, the time for attachment and detachment can be shortened, and the joining work can be shortened.

本発明にかかる摩擦攪拌接合装置および摩擦攪拌接合方法によれば、回転工具によって隣接した被接合材に作用する移動方向に対して前後にずらそうとする力がかかっても、接合位置にずれが生じることを防止できる。これにより、隣接する被接合材は肉余りなく接合されることができる。   According to the friction stir welding apparatus and the friction stir welding method according to the present invention, even if a force to move back and forth with respect to the moving direction acting on the adjacent workpieces is applied by the rotary tool, the joining position is displaced. It can be prevented from occurring. Thereby, the adjoining materials to be joined can be joined together with no excess.

以下に、本発明にかかる摩擦攪拌接合装置1をロケット用タンク3(圧力容器)のタンク本体5と鏡板7,8との接合に適用した一実施形態について、図1および図2を参照して説明する。
図1は、摩擦攪拌接合装置1の一部を省略した全体概略構成を示す斜視図である。図2は、図1のX−X断面図である。
タンク3は、アルミニュウム合金製で、円筒形状のタンク本体(被接合材)5の両端に、鏡板(被接合材)7を接合して形成される圧力容器である。タンク本体5の直径Dは、例えば4000mmである。タンク3の長さは、例えば6000mmである。
Hereinafter, an embodiment in which the friction stir welding apparatus 1 according to the present invention is applied to the joining of the tank body 5 of the rocket tank 3 (pressure vessel) and the end plates 7 and 8 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. explain.
FIG. 1 is a perspective view showing an overall schematic configuration in which a part of the friction stir welding apparatus 1 is omitted. FIG. 2 is a sectional view taken along line XX in FIG.
The tank 3 is a pressure vessel made of an aluminum alloy and formed by joining end plates (joined materials) 7 to both ends of a cylindrical tank body (joined material) 5. A diameter D of the tank body 5 is, for example, 4000 mm. The length of the tank 3 is, for example, 6000 mm.

鏡板7,8は、円筒形状の端部が略半球状に突出した形状をしている。鏡板7には、半球状部の先端にマンホール9が設けられると共に、その根元の厚肉部に全周に亘り外方に突起したフランジ(補強構造部)11が設けられている。フランジ11は、ロケットタンク3を設置場所に取付けるために設けられているものである。
タンク本体5と鏡板7とが突き合わされた突合せ部には、略円状の接合線10が形成される。
タンク本体5の内周面には、それぞれ端部から距離Lのところに全周に亘りタンク構造を補強する厚肉のリブ(補強構造部)13が設けられている。リブ13には、外周側からネジ穴15が、周方向に間隔を空けて複数設けられている。
距離Lは、例えば200mmであり、タンク本体5の直径Dの5%とされている。
End plates 7 and 8 have a shape in which cylindrical end portions protrude in a substantially hemispherical shape. The end plate 7 is provided with a manhole 9 at the tip of the hemispherical portion, and a flange (reinforcing structure portion) 11 protruding outward over the entire circumference at the base thick portion. The flange 11 is provided to attach the rocket tank 3 to the installation location.
A substantially circular joining line 10 is formed at the butted portion where the tank body 5 and the end plate 7 are butted.
On the inner peripheral surface of the tank body 5, thick ribs (reinforcing structure portions) 13 that reinforce the tank structure are provided at a distance L from the end portions over the entire circumference. A plurality of screw holes 15 are provided in the rib 13 from the outer peripheral side at intervals in the circumferential direction.
The distance L is, for example, 200 mm, and is 5% of the diameter D of the tank body 5.

摩擦攪拌接合装置1には、ボビンツール(回転工具)17と、駆動装置(駆動手段)19と、拘束手段45と、が備えられている。
ボビンツール17は、例えば工具鋼製で、略円筒形状をしている。ボビンツール17の先端部には、軸線方向にくびれ部を挟んで一対の円形のショルダ面が設けられている。それぞれ円形ショルダ面を有し、ボビンツール17は、一対のショルダ面によって被加工物(タンク本体5および鏡板7)の表裏両面側を挟持し、図示しない駆動機構によって軸線中心回りに回転されると、ショルダ面およびくびれ部が被加工物に摩擦熱を付与するように構成されている。
The friction stir welding apparatus 1 includes a bobbin tool (rotary tool) 17, a driving device (driving means) 19, and a restraining means 45.
The bobbin tool 17 is made of, for example, tool steel and has a substantially cylindrical shape. A pair of circular shoulder surfaces are provided at the tip of the bobbin tool 17 with the constricted portion interposed therebetween in the axial direction. Each of the bobbin tools 17 has a circular shoulder surface. When the bobbin tool 17 is sandwiched between the front and back surfaces of the workpiece (the tank body 5 and the end plate 7) by a pair of shoulder surfaces, the bobbin tool 17 is rotated about the axis center by a drive mechanism (not shown). The shoulder surface and the constriction are configured to impart frictional heat to the workpiece.

駆動装置19には、タンク本体5に取付けられる第一剛体(剛体)21と、鏡板7に取付けられる第二剛体(剛体)23と、第一剛体21を駆動する第一駆動機構(駆動機構)25と、第二剛体23を駆動する第二駆動機構(駆動機構)27と、第一駆動機構25および第二駆動機構27の駆動を制御する制御手段29とが設けられている。
第一剛体21は、タンク本体5の直径Dより大きい内周径を有するリング状をし、その断面は、例えば長方形である。第一剛体21の外周には、歯型が形成されている。
第一剛体21の側面内周側には、周方向に間隔を空けてL字形の取付部材31が複数固着されている。取付部材31がネジ穴15に螺合するボルト33によって固定されることで、第一剛体21はタンク本体5に強固に固定される。
The drive device 19 includes a first rigid body (rigid body) 21 attached to the tank body 5, a second rigid body (rigid body) 23 attached to the end plate 7, and a first drive mechanism (drive mechanism) that drives the first rigid body 21. 25, a second drive mechanism (drive mechanism) 27 for driving the second rigid body 23, and a control means 29 for controlling the drive of the first drive mechanism 25 and the second drive mechanism 27 are provided.
The first rigid body 21 has a ring shape having an inner peripheral diameter larger than the diameter D of the tank body 5, and the cross section thereof is, for example, a rectangle. A tooth shape is formed on the outer periphery of the first rigid body 21.
A plurality of L-shaped attachment members 31 are fixed to the inner circumferential side of the first rigid body 21 at intervals in the circumferential direction. The first rigid body 21 is firmly fixed to the tank body 5 by fixing the mounting member 31 with the bolt 33 that is screwed into the screw hole 15.

第二剛体23は、第一剛体21と同じ外径を有するリング状をし、その断面は、例えば長方形である。第二剛体23の外周には、第一剛体21と同一ピッチの歯型が形成されている。
第二剛体23は、周方向に間隔を空けて設けられるボルト35によってフランジ11に強固に固定される。
第一駆動機構25には、減速機構を内蔵した第一モータ37と、第一モータ37の出力軸に取付けられた第一駆動ギア39とが設けられている。第一駆動ギア39は、第一剛体21の外周の歯形と噛合い、第一剛体21を回転駆動させるように構成されている。
The second rigid body 23 has a ring shape having the same outer diameter as that of the first rigid body 21, and the cross section thereof is, for example, a rectangle. On the outer periphery of the second rigid body 23, a tooth pattern having the same pitch as that of the first rigid body 21 is formed.
The second rigid body 23 is firmly fixed to the flange 11 by bolts 35 provided at intervals in the circumferential direction.
The first drive mechanism 25 is provided with a first motor 37 incorporating a speed reduction mechanism, and a first drive gear 39 attached to the output shaft of the first motor 37. The first drive gear 39 is configured to mesh with the tooth profile on the outer periphery of the first rigid body 21 to drive the first rigid body 21 to rotate.

第二駆動機構27には、減速機構を内蔵した第二モータ41と、第二モータ41の出力軸に取付けられた第二駆動ギア43とが設けられている。第二駆動ギア43は、第二剛体23の外周の歯形と噛合い、第二剛体23を回転駆動させるように構成されている。
制御手段29は、第一モータ37と第二モータ41とが同期して回転するように制御するように構成されている。
制御手段29は、第一剛体21および第二剛体23の回転位置を検知して、両者が一致するように第一モータ37および第二モータ41の駆動を個別に制御するようにしてもよい。
The second drive mechanism 27 is provided with a second motor 41 with a built-in speed reduction mechanism and a second drive gear 43 attached to the output shaft of the second motor 41. The second drive gear 43 is configured to mesh with the tooth profile on the outer periphery of the second rigid body 23 and drive the second rigid body 23 to rotate.
The control means 29 is configured to control the first motor 37 and the second motor 41 to rotate in synchronization.
The control means 29 may detect the rotational positions of the first rigid body 21 and the second rigid body 23 and individually control the driving of the first motor 37 and the second motor 41 so that they match.

拘束手段45には、内側クランパ47と、第一外側クランパ49と、第二外側クランパ51とが設けられている。
内側クランパ47は、円筒の両端が全周に亘り外方に突起し形、すなわち、断面がコ字形をしたリング形状をしている。内側クランパ47の外径は、タンク本体5および鏡板7の円筒部の内径と略同等であり、接合作業時にタンク本体5および鏡板7の円筒部を内側から支持し、その位置を規制するものである。
内側クランプ47は複数に分割される構造となっている。
The restraining means 45 is provided with an inner clamper 47, a first outer clamper 49, and a second outer clamper 51.
The inner clamper 47 has a ring shape in which both ends of the cylinder protrude outwardly over the entire circumference, that is, the cross section has a U-shape. The outer diameter of the inner clamper 47 is substantially the same as the inner diameter of the cylindrical portion of the tank main body 5 and the end plate 7, and supports the cylindrical portion of the tank main body 5 and the end plate 7 from the inside during the joining operation and restricts its position. is there.
The inner clamp 47 is divided into a plurality of parts.

第一外側クランプ49は、円錐台の側面形状をし、リング状を形成している。第一クランプ49の大径部端は、第一剛体21の側面に周方向に間隔を空けて取付けられた複数の支柱53によって保持されている。第一クランプ49の小径部端の直径はタンク本体5の外径と略同等であり、接合作業時にタンク本体5の外側位置を規制するものである。
第二外側クランプ51は、円錐台の側面形状をし、リング状を形成している。第二クランプ51の大径部端は、第二剛体23の側面に周方向に間隔を空けて取付けられた複数の支柱55によって保持されている。第二クランプ51の小径部端の直径は鏡板7の円筒部の外径と略同等であり、接合作業時に鏡板7の円筒部の外側位置を規制するものである。
The first outer clamp 49 has a truncated conical shape and forms a ring shape. The large-diameter portion end of the first clamp 49 is held by a plurality of support columns 53 attached to the side surface of the first rigid body 21 at intervals in the circumferential direction. The diameter of the end of the small diameter portion of the first clamp 49 is substantially the same as the outer diameter of the tank body 5, and regulates the outer position of the tank body 5 during the joining operation.
The second outer clamp 51 has a frustum side shape and forms a ring shape. The large-diameter portion end of the second clamp 51 is held by a plurality of support posts 55 attached to the side surface of the second rigid body 23 at intervals in the circumferential direction. The diameter of the end of the small diameter portion of the second clamp 51 is substantially the same as the outer diameter of the cylindrical portion of the end plate 7, and regulates the outer position of the cylindrical portion of the end plate 7 during the joining operation.

以上説明した本実施形態にかかる摩擦攪拌接合装置1の動作について作用効果を含めて説明する。
まず、接合作業の準備作業について説明する。
タンク本体5を作業位置に設置する。そして、第一剛体21がタンク本体5の外側を通されて所定の位置に配置される。第一剛体21は、ボルト33によって取付部材31がリブ13に固定されることによってタンク本体5に固定される。同時に、内側クランプ47をタンク本体5の端部内側に設置する。
ボビンツール17を所定位置に設置すると共に、鏡板7を搬入、設置する。そして、タンク本体5の端部と鏡板7の端部とを突き合せて接合線10を形成する。
次いで、第二剛体23が、ボルト35によってフランジ11に強固に取付けられる。
そして、第一駆動ギア39を第一剛体21に、第二駆動ギア43を第二剛体23に噛合わせる。
Operation | movement of the friction stir welding apparatus 1 concerning this embodiment demonstrated above is demonstrated including an effect.
First, preparation work for joining work will be described.
The tank body 5 is installed at the work position. Then, the first rigid body 21 is passed through the outside of the tank body 5 and disposed at a predetermined position. The first rigid body 21 is fixed to the tank body 5 by fixing the attachment member 31 to the rib 13 with bolts 33. At the same time, the inner clamp 47 is installed inside the end of the tank body 5.
The bobbin tool 17 is installed at a predetermined position, and the end plate 7 is carried in and installed. Then, the end portion of the tank body 5 and the end portion of the end plate 7 are abutted to form the joining line 10.
Next, the second rigid body 23 is firmly attached to the flange 11 by the bolt 35.
Then, the first drive gear 39 is engaged with the first rigid body 21 and the second drive gear 43 is engaged with the second rigid body 23.

このように、第一剛体21および第二剛体23は、接合されるタンク本体5および鏡板7の外側に設置されるので、作業員が接近し易い。このため、第一剛体21および第二剛体23の取付作業が容易となるので、取付時間が短縮できる。また、作業終了後の取外し時間が短縮できる。これによって、接合作業を短縮することができる。
また、第一剛体21および第二剛体23の取り付けに、タンク本体5の強度を補強するために設けられたリブ13およびタンク3を取付けるために鏡板7に設けられたフランジ11を用いているので、タンク本体5および鏡板7の構造を変更することなく剛体を取付けることができる。
さらに、リブ13は接合線10の近傍に設けているので、接合にかかる荷重はタンク本体5の接合線10近傍にしか作用しない。このため、タンク本体5の大部分には接合にかかる荷重が作用しない。このため、タンク本体5の大部分には格別な補強が不要となるので、タンク3の重量を軽減することができる。
Thus, since the 1st rigid body 21 and the 2nd rigid body 23 are installed in the outer side of the tank main body 5 and the end plate 7 to be joined, an operator can easily approach. For this reason, since the attachment work of the 1st rigid body 21 and the 2nd rigid body 23 becomes easy, attachment time can be shortened. Moreover, the removal time after completion | finish of work can be shortened. Thereby, joining work can be shortened.
In addition, since the first rigid body 21 and the second rigid body 23 are attached using the rib 13 provided to reinforce the strength of the tank body 5 and the flange 11 provided on the end plate 7 for attaching the tank 3. The rigid body can be attached without changing the structure of the tank body 5 and the end plate 7.
Furthermore, since the rib 13 is provided in the vicinity of the joining line 10, the load applied to the joining acts only in the vicinity of the joining line 10 of the tank body 5. For this reason, the load applied to joining does not act on most of the tank body 5. For this reason, special reinforcement is not required for most of the tank body 5, so that the weight of the tank 3 can be reduced.

第一剛体21および第二剛体23を設置することで、第一外側クランプ49および第二外側クランプ51が所定の位置に設置される。
第一外側クランプ49および第二外側クランプ51は、接合線10の全長に亘りその両側近傍位置においてタンク本体5および鏡板7の外側位置を規制し、内側クランプ47は、同部の内側位置を規制することになる。
By installing the first rigid body 21 and the second rigid body 23, the first outer clamp 49 and the second outer clamp 51 are installed at predetermined positions.
The first outer clamp 49 and the second outer clamp 51 regulate the outer position of the tank body 5 and the end plate 7 at positions near both sides of the entire length of the joining line 10, and the inner clamp 47 regulates the inner position of the same part. Will do.

次に、摩擦攪拌接合作業について説明する。
第一モータ37および第二モータ41を作動させ、第一駆動ギア39を矢印59の方向(第一モータ37側から見て時計回り)に、第二駆動ギア43を矢印61の方向(第二モータ41側から見て時計回り)に駆動する。これにより、第一剛体21および第二剛体23は、鏡板7側から見て反時計回り(移動方向63)に同期して回転する。
この第一剛体21の回転が、取付部材31、ボルト33およびリブ13を経由してタンク本体5に伝達され、一方、第二剛体23の回転が、ボルト35およびフランジ11を経由して鏡板7に伝達されるので、タンク本体5と鏡板7とは一体的に移動方向63に回転する。
また、タンク本体5および鏡板7の突合せ部は全周に亘り、内側クランプ47によって内側位置を規制され、第一外側クランプ49および第二外側クランプ51によって外側位置を規制されているので、タンク本体5と鏡板7との間に厚さ方向で位置のずれ、すなわち段差が生じることがない。
Next, the friction stir welding operation will be described.
The first motor 37 and the second motor 41 are operated, the first drive gear 39 is in the direction of the arrow 59 (clockwise as viewed from the first motor 37 side), and the second drive gear 43 is in the direction of the arrow 61 (second Drive clockwise as viewed from the motor 41 side. Thereby, the 1st rigid body 21 and the 2nd rigid body 23 rotate synchronizing with counterclockwise rotation (movement direction 63) seeing from the end plate 7 side.
The rotation of the first rigid body 21 is transmitted to the tank body 5 via the mounting member 31, the bolt 33 and the rib 13, while the rotation of the second rigid body 23 is transmitted via the bolt 35 and the flange 11. Therefore, the tank body 5 and the end plate 7 rotate integrally in the moving direction 63.
Further, the abutting portion of the tank main body 5 and the end plate 7 is entirely regulated by the inner clamp 47 and the outer position by the first outer clamp 49 and the second outer clamp 51 over the entire circumference. There is no position shift in the thickness direction, that is, no step between the end plate 5 and the end plate 7.

これと略同時にボビンツール17を矢印57の方向に回転させると、タンク本体5および鏡板7の突合せ部はボビンツール17との間に生じる摩擦熱によって塑性流動化され、撹拌混練される。タンク本体5および鏡板7は移動方向63に移動しているので、この塑性流動した突合せ部は移動方向63に移動する。塑性流動した突合せ部が移動方向63に移動すると、ボビンツール17による摩擦熱が作用しなくなるので、急速に冷却固化される。このようにして、タンク本体5および鏡板7は素材同士が混じり合って完全に一体化した状態で接合される。   At substantially the same time, when the bobbin tool 17 is rotated in the direction of the arrow 57, the butted portion of the tank body 5 and the end plate 7 is plastically fluidized by frictional heat generated between the bobbin tool 17 and stirred and kneaded. Since the tank main body 5 and the end plate 7 are moved in the moving direction 63, the plastic-flowed butted portion moves in the moving direction 63. When the plastic-flowed butted portion moves in the moving direction 63, the frictional heat generated by the bobbin tool 17 does not act, so that it rapidly cools and solidifies. In this way, the tank body 5 and the end plate 7 are joined in a state in which the materials are mixed and completely integrated.

そして、タンク本体5および鏡板7が一回転することによって、両者の接合が完了する。
接合作業が終了すると、ボビンツール17は第一剛体21等の撤去に影響しない位置に移動される。そして、ボルト35を外して第二剛体23を取り外す。次いで、ボルト33を外し、第一剛体21を取り外す。
また、内側クランプ47は分解されて、マンホール9から搬出される。
そして、タンク3は搬出される。
Then, the tank body 5 and the end plate 7 are rotated once, whereby the joining of both is completed.
When the joining operation is completed, the bobbin tool 17 is moved to a position that does not affect the removal of the first rigid body 21 and the like. Then, the bolt 35 is removed and the second rigid body 23 is removed. Next, the bolt 33 is removed, and the first rigid body 21 is removed.
Further, the inner clamp 47 is disassembled and carried out from the manhole 9.
And the tank 3 is carried out.

接合作業時、ボビンツール17の回転によってタンク本体には矢印65の方向(鏡板7が側から見て時計回り)の力が作用し、一方、鏡板7には矢印67の方向(鏡板7側から見て反時計回り)の力が作用する。これらの力(荷重)は、タンク本体5および鏡板7の位置を移動方向63に対して反対方向にずらそうとする。しかし、これらの力は、第一剛体21および第二剛体23に伝達され、それらによって強固に保持されるので、接合位置にずれが生じることを防止できる。これにより、タンク本体5および鏡板7は肉余りなく接合されることができる。   During the joining operation, the rotation of the bobbin tool 17 causes a force in the direction of the arrow 65 (clockwise when the end plate 7 is viewed from the side) to act on the tank body. A counterclockwise force is applied. These forces (loads) try to shift the positions of the tank body 5 and the end plate 7 in the direction opposite to the moving direction 63. However, since these forces are transmitted to the first rigid body 21 and the second rigid body 23 and are firmly held by them, it is possible to prevent the joining position from being displaced. As a result, the tank body 5 and the end plate 7 can be joined together with little excess.

また、本実施形態では、タンク本体5および鏡板7が筒状体であり、かつ接合線10が略円状であるので、駆動装置19はタンク本体5と鏡板7とをその軸線中心の回りに回転させるだけでよい。しかもボビンツール17の厚さ方向での位置移動が不必要であることもあり、タンク本体5および鏡板7を保持する構造およびボビンツール17の支持構造が簡略化できるので、装置全体が小型化でき、製造コストを安価とできる。   In this embodiment, since the tank body 5 and the end plate 7 are cylindrical bodies, and the joining line 10 is substantially circular, the drive device 19 moves the tank body 5 and the end plate 7 around the axis center. Just rotate it. In addition, the position movement of the bobbin tool 17 in the thickness direction may be unnecessary, and the structure for holding the tank body 5 and the end plate 7 and the support structure for the bobbin tool 17 can be simplified. The manufacturing cost can be reduced.

なお、本実施形態では、回転工具として表裏両面に係合するボビンツール17を用いているが、これに限定されるものではなく、片側から摩擦するプローブ型の回転工具でもよい。
また、本実施形態の摩擦攪拌接合装置1では、接合線10が略円状となるタンク本体5および鏡板7の接合に適用しているが、これに限定されるものではない。
例えば、筒状体同士の接合で、接合線が楕円、長円あるいは任意の曲線状のものに適用できる。このような場合には、ボビンツール等の回転工具が厚さ方向に位置調節できるようにすればよい。また、駆動装置19を工夫すれば矩形状のものにも適用できる。
さらに、本発明にかかる摩擦攪拌接合装置の接合対象は、本実施形態のような筒状体に限定されるものではなく、例えば平板同士の接合にも適用することができる。
In this embodiment, the bobbin tool 17 that engages both the front and back surfaces is used as the rotary tool. However, the present invention is not limited to this, and a probe-type rotary tool that rubs from one side may be used.
Moreover, in the friction stir welding apparatus 1 of this embodiment, although it applies to joining of the tank main body 5 and the end plate 7 in which the joining line 10 becomes substantially circular shape, it is not limited to this.
For example, the present invention can be applied to the joining of cylindrical bodies, where the joining line is an ellipse, an ellipse, or an arbitrary curved shape. In such a case, the position of a rotary tool such as a bobbin tool may be adjusted in the thickness direction. Further, if the drive device 19 is devised, it can be applied to a rectangular shape.
Furthermore, the joining target of the friction stir welding apparatus according to the present invention is not limited to the cylindrical body as in the present embodiment, and can be applied to joining flat plates, for example.

また、本実施形態では、補強構造部としてリブ13あるいはフランジ11を用いているが、これに限定されるものではない。
例えば、軽量で、かつ頑丈さを要求されるところでは、図3に示されるアイソグリッド構造71が用いられている。アイソグリッド構造71は、タンク壁73の内壁側を削って格子状のすじ75を形成し、すじ75が隣接する正三角形が交互に反転した形の連続構造を形成しているものである。すじ75が交差しているところに形成された肉厚のノード77を補強構造部として用いてもよい。すなわち、図4に示すように、ノード77の外側から第一剛体21の取付部材31を固定するボルト33と螺合するネジ穴79を設けるようにしてもよい。
さらに、補強構造部として、タンク等の被接合材に機能として備えられたものが、適当な位置にない場合には、別部材として被接合材へ付け加えてもよい。
Moreover, in this embodiment, although the rib 13 or the flange 11 is used as a reinforcement structure part, it is not limited to this.
For example, an isogrid structure 71 shown in FIG. 3 is used where light weight and robustness are required. The isogrid structure 71 forms a lattice-like streak 75 by shaving the inner wall side of the tank wall 73, and the streaks 75 form a continuous structure in which adjacent regular triangles are alternately inverted. A thick node 77 formed where the streaks 75 intersect may be used as the reinforcing structure portion. That is, as shown in FIG. 4, a screw hole 79 that is screwed into the bolt 33 that fixes the attachment member 31 of the first rigid body 21 from the outside of the node 77 may be provided.
Further, as a reinforcing structure portion, what is provided as a function to a material to be joined such as a tank may be added to the material to be joined as a separate member when it is not in an appropriate position.

本実施形態では、第一剛体21とリブ13との結合は、ボルト33を用いて、ボルト33とネジ穴15との間に作用する面圧とせん断とによって、接合に伴う荷重を第一剛体21に伝達しているので、タンク本体5の拘束が容易で、かつ強固とすることができる。
なお、タンク本体5と第一剛体21との結合は、ボルトに限定されるものではなく、ピンによる連結でもよいし、その他、適宜な連結構造を用いることができる。
In the present embodiment, the first rigid body 21 and the rib 13 are coupled to each other by using a bolt 33 and applying a load accompanying the joining to the first rigid body by surface pressure and shear acting between the bolt 33 and the screw hole 15. 21, the tank body 5 can be easily restrained and strengthened.
The connection between the tank body 5 and the first rigid body 21 is not limited to a bolt, but may be a connection by a pin, or any other appropriate connection structure.

また、本実施形態では、第一剛体21と第二剛体23とを同期して駆動するのに、第一駆動機構25と第二駆動機構27とを同期させて駆動させて行っているが、これは、例えば、第一剛体21と第二剛体23とを機械的に一体結合させて行ってもよい。   In the present embodiment, the first rigid body 21 and the second rigid body 23 are driven in synchronization with each other, and the first drive mechanism 25 and the second drive mechanism 27 are driven in synchronization. This may be performed, for example, by mechanically coupling the first rigid body 21 and the second rigid body 23 together.

本発明の一実施形態の摩擦攪拌接合装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the friction stir welding apparatus of one Embodiment of this invention. 図1のX−X断面図である。It is XX sectional drawing of FIG. 本発明の補強構造部の別の実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another embodiment of the reinforcement structure part of this invention. 図3のY−Y断面図である。It is YY sectional drawing of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 摩擦攪拌接合装置
5 タンク本体
7 鏡板
10 接合線
13 リブ
17 ボビンツール
19 駆動装置
21 第一剛体
23 第二剛体
25 第一駆動機構
27 第二駆動機構
45 拘束手段
77 ノード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Friction stir welding apparatus 5 Tank main body 7 End plate 10 Joining line 13 Rib 17 Bobbin tool 19 Drive device 21 First rigid body 23 Second rigid body 25 First drive mechanism 27 Second drive mechanism 45 Restraining means 77 Node

Claims (13)

接合線に沿って突き合わされた被接合材の突合せ部に回転挿入される回転工具と、
前記回転工具が接合線に位置するように前記被接合材を同期して駆動する駆動手段と、を備えた摩擦攪拌接合装置において、
前記駆動手段には、前記各被接合材にそれぞれ設けられた補強構造部に保持され、それぞれ前記接合線の延在方向に延在して設けられた剛体と、
該各剛体をその延在方向に駆動する駆動機構と、が備えられることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。
A rotary tool that is rotationally inserted into the butted portion of the material to be joined that has been butted along the joining line;
In the friction stir welding apparatus comprising: a driving unit that synchronously drives the materials to be joined so that the rotary tool is positioned on a joining line;
The driving means is held by a reinforcing structure provided in each of the materials to be joined, and each rigid body is provided to extend in the extending direction of the joining line,
A friction stir welding apparatus comprising: a drive mechanism that drives the rigid bodies in the extending direction thereof.
前記補強構造部による前記剛体の保持は、前記補強構造部と前記剛体に共に設けられた孔に棒状部材が貫設されることによって行われることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の摩擦攪拌接合装置。   3. The holding of the rigid body by the reinforcing structure portion is performed by penetrating a rod-shaped member through a hole provided in both the reinforcing structure portion and the rigid body. 4. Friction stir welding equipment. 前記補強構造部は、機能として被接合材に備えられたものであることを特徴とする請求項1に記載の摩擦攪拌接合装置。 The friction stir welding apparatus according to claim 1, wherein the reinforcing structure portion is provided in a material to be joined as a function. 前記補強構造部は、前記接合線の近傍に設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の摩擦攪拌接合装置。 The friction stir welding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the reinforcing structure portion is provided in the vicinity of the joining line. 前記突合せ部を、前記被接合材の厚さ方向において拘束する拘束手段を備えていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の摩擦攪拌接合装置。 The friction stir welding apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a restraining unit that restrains the butting portion in a thickness direction of the material to be joined. 前記被接合材は筒状体同士であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の摩擦攪拌接合装置。 The friction stir welding apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the materials to be joined are cylindrical bodies. 前記被接合材の突合せ部は、略円状であることを特徴とする請求項6に記載の摩擦攪拌接合装置。 The friction stir welding apparatus according to claim 6, wherein the butted portion of the material to be joined is substantially circular. 前記剛体は、筒状体である前記被接合材の外側に設置されることを特徴とする請求項5または請求項7に記載の摩擦攪拌接合装置。 The friction stir welding apparatus according to claim 5 or 7, wherein the rigid body is installed outside the material to be joined which is a cylindrical body. 接合線に沿って突き合わされた被接合材を前記接合線に沿う方向に移動させ、この移動する突合せ部に回転工具を回転させながら挿入して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌接合方法において、
前記被接合材に設けられた補強構造部に保持され、前記接合線の延在方向に沿って設けられた剛体を、駆動機構によってその延在方向に同期して移動させることを特徴とする摩擦攪拌接合方法。
In the friction stir welding method in which the materials to be joined that are abutted along the joining line are moved in the direction along the joining line, and the friction stir welding is performed by inserting the rotating tool into the moving abutting portion while rotating the rotating tool.
Friction, which is held by a reinforcing structure provided in the material to be joined, and is moved in synchronization with the extending direction by a drive mechanism, with a rigid body provided along the extending direction of the joining line. Stir welding method.
前記突合せ部は、拘束手段によって前記被接合材の厚さ方向において拘束されていることを特徴とする請求項9に記載の摩擦攪拌接合方法。 The friction stir welding method according to claim 9, wherein the butt portion is restrained in the thickness direction of the material to be joined by restraining means. 前記被接合材は筒状体同士であることを特徴とする請求項9または請求項10に記載の摩擦攪拌接合方法。 The friction stir welding method according to claim 9 or 10, wherein the materials to be joined are cylindrical bodies. 前記被接合材の突合せ部は、略円状であることを特徴とする請求項11に記載の摩擦攪拌接合方法。 The friction stir welding method according to claim 11, wherein the butted portion of the material to be joined is substantially circular. 前記剛体は、筒状体である前記被接合材の外側に設置され、駆動機構によって外側から駆動されることを特徴とする請求項11または請求項12に記載された摩擦攪拌接合方法。 The friction stir welding method according to claim 11 or 12, wherein the rigid body is installed outside the material to be joined, which is a cylindrical body, and is driven from the outside by a driving mechanism.
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