JP2008126240A - 摩擦点接合部の評価方法およびその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1金属部材11と、第1金属部材11より融点が高い第2金属部材12とを重ね合わせ、回転工具16の回転および押圧により第1金属部材11を摩擦熱で軟化させ塑性流動させて第1金属部材11と第2金属部材12とを固相状態で接合させる摩擦点接合の接合部を評価する方法及び装置であって、接合部Pの凹部周縁部に発生するバリRについて、接合品質を満足するバリ形状の範囲を予め許容バリ範囲として設定し、評価対象のバリ形状を計測し、計測されたバリ形状が上記許容バリ範囲内にあるか否かをもって接合部Pの接合良否を評価する。
【選択図】図5
Description
第1金属部材11・・・6000系アルミニウム合金板(厚さ1.4mm)
第2金属部材12・・・Zn−Al−Mgめっき鋼板(厚さ1.0mm)
・回転工具16の主要寸法
ショルダ径D1・・・φ10mm
ピン径D2・・・φ2mm
・接合条件
第1、第2、第3回転速度・・・各2000rpm
第1、第2、第3加圧時間・・・合計5s
押込深さ・・・1.2mm
・試験片50
アルミニウム合金板51・・・6000系アルミニウム合金板(厚さ1.4mm)
亜鉛めっき鋼板52・・・Zn−Al−Mgめっき鋼板(厚さ1.0mm)
・回転工具16の主要寸法
ショルダ径D1・・・φ10mm
ピン径D2・・・φ2mm
ショルダ傾斜角θ・・・7度
(2−A)条件Aの接合条件
第1、第2、第3回転速度・・・各2500rpm
第1、第2、第3加圧力・・・順に2.45kN,4.90kN,0.98kN
第1、第2、第3加圧時間・・・順に0.2s,1.54s,2.4s
治具のズレ量・・・0mm(基準位置),9mm
(2−B)条件Bの接合条件
第1、第2、第3回転速度・・・各2500rpm
第1、第2、第3加圧力・・・順に2.45kN,5.39kN,0.98kN
第1、第2、第3加圧時間・・・順に0.2s,2.0s,2.4s
治具のズレ量・・・0mm(基準位置),4mm,9mm
但し、バリ厚比Br=(最大バリ厚Bmax)/(最小バリ厚Bmin)
バリ厚比Brは、バリRの平面視での径方向厚みの偏りを示す指標である。また基準値G1は、ワーク10の材質や板厚、その他の接合条件等によって適宜設定して良い。当実施形態においては基準値G1=2.0が適当である。
最小バリ厚Bmin>基準値G3 ・・・(判定式3)
基準値G2,G3は、ワーク10の材質や板厚、その他の接合条件等によって適宜設定して良い。
12 第2金属部材
16 回転工具
90 摩擦点接合部の評価装置
92 カメラ(撮像手段、計測手段)
94 コントロールユニット(計測手段、評価手段)
95 データ記憶装置(記憶手段)
B1〜B4 第1〜第4バリ厚み(バリの平面視での径方向厚み)
Ba 許容バリ範囲
P 接合部
R バリ
Z 亜鉛めっき層(金属めっき層)
Claims (6)
- 第1金属部材と、該第1金属部材より融点が高い第2金属部材とを重ね合わせ、回転工具の回転および押圧により上記第1金属部材を摩擦熱で軟化させ塑性流動させて上記第1金属部材と上記第2金属部材とを固相状態で接合させる摩擦点接合の接合部を評価する方法であって、
上記接合部の凹部周縁部に発生するバリについて、接合品質を満足するバリ形状の範囲を予め許容バリ範囲として設定し、
評価対象の上記バリ形状を計測し、
計測されたバリ形状が上記許容バリ範囲内にあるか否かをもって上記接合部の接合良否を評価することを特徴とする摩擦点接合部の評価方法。 - 上記許容バリ範囲は、少なくとも上記バリの平面視での径方向厚みの偏りが所定の基準値以下であることを含むことを特徴とする請求項1記載の摩擦点接合部の評価方法。
- 上記第1金属部材はアルミニウム合金板であり、
上記第2金属部材は金属めっき層が形成された鋼板であり、
上記摩擦点接合は、上記回転工具の回転および押圧により摩擦熱で軟化した金属めっき層が上記接合部から押出され、上記第1金属部材と上記第2金属部材とが固相状態で接合するものであることを特徴とする請求項1または2記載の摩擦点接合部の評価方法。 - 第1金属部材と、該第1金属部材より融点が高い第2金属部材とを重ね合わせ、回転工具の回転および押圧により上記第1金属部材を摩擦熱で軟化させ塑性流動させて上記第1金属部材と上記第2金属部材とを固相状態で接合させる摩擦点接合の接合部を評価する装置であって、
上記接合部の凹部周縁部に発生するバリについて、接合品質を満足するバリ形状の範囲を予め許容バリ範囲として記憶する記憶手段と、
評価対象の上記バリ形状を計測する計測手段と、
計測されたバリ形状を上記許容バリ範囲と比較し、それが上記許容バリ範囲内にあるか否かをもって上記接合部の接合良否を評価する評価手段とを備えることを特徴とする摩擦点接合部の評価装置。 - 上記許容バリ範囲は、少なくとも上記バリの平面視での径方向厚みの偏りが所定の基準値以下であることを含むことを特徴とする請求項4記載の摩擦点接合部の評価装置。
- 上記計測手段は、上記接合部を平面視で撮像する撮像手段を備え、撮像された該接合部の平面画像に基いて上記バリ形状を計測することを特徴とする請求項4または5記載の摩擦点接合部の評価装置。
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