JP2013173170A - Method for machining joining face - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、材料表面に形成されている接合面の加工方法に関する。特に、接合面に接合される材料の接合強度が向上するような、接合面の加工方法に関する。 The present invention relates to a method for processing a joint surface formed on a material surface. In particular, the present invention relates to a method for processing a bonding surface so that the bonding strength of a material bonded to the bonding surface is improved.
ある材料（例えば金属材料）の表面に形成されている接合面に、接合すべき材料（被接合材料）を接合させる場合、接合面に接合強度を向上させるための加工を施すことが一般的に行われている。 When a material to be bonded (material to be bonded) is bonded to a bonding surface formed on the surface of a certain material (for example, a metal material), it is generally applied to the bonding surface to improve the bonding strength. Has been done.
特許文献１は、異種材料が接合される金属表面の加工方法の一例を開示する。この加工方法によれば、異種材料が接合される金属材料の接合面（金属表面）が所定の走査方向にレーザー加工された後、上記走査方向とクロスする別の走査方向にレーザ加工される。接合面がクロス状にレーザ加工されることによって接合面に多数の突起が形成される。また、隣接する突起の先端同士が結合することによってアンカー形状を有するアーチ状突起が接合面に形成される。よって、このようにレーザ加工された接合面に樹脂等の異種材料を射出成形等によって接合させた場合、アンカー形状を有するアーチ状突起に異種材料が絡まる。その結果、異種材料が接合面から離間する方向に引っ張られた場合に異種材料がアーチ状突起に干渉することにより引張力に対する抵抗力が発生する。この抵抗力が、金属材料の接合面での異種材料の接合強度の向上に寄与する。 Patent Document 1 discloses an example of a method for processing a metal surface to which different materials are bonded. According to this processing method, a joining surface (metal surface) of a metal material to which dissimilar materials are joined is laser-processed in a predetermined scanning direction, and then laser-processed in another scanning direction crossing the scanning direction. A large number of protrusions are formed on the bonding surface by laser processing the bonding surface in a cross shape. Moreover, the arch-shaped protrusion which has an anchor shape is formed in a joint surface when the front-end | tips of an adjacent protrusion couple | bond together. Therefore, when a different material such as a resin is bonded to the bonding surface that has been laser-processed in this way by injection molding or the like, the different material is entangled with the arch-shaped protrusion having an anchor shape. As a result, when the dissimilar material is pulled in a direction away from the joint surface, the dissimilar material interferes with the arch-shaped protrusion, thereby generating a resistance force against the tensile force. This resistance force contributes to the improvement of the bonding strength of the dissimilar material at the bonding surface of the metal material.
特許文献２は、金属製の母材表面にメッキ層が形成されてなるインサート部材と、このインサート部材を覆う樹脂材とを有するインサート部品の製造方法を開示する。この製造方法によれば、インサート部材のメッキ層にレーザ光を照射してメッキ層を所定のパターンで除去し、その後、インサート部材をインサート成形することにより、インサート部品が製造される。 Patent Document 2 discloses a method for manufacturing an insert part having an insert member in which a plating layer is formed on the surface of a metal base material and a resin material covering the insert member. According to this manufacturing method, the insert part is manufactured by irradiating the plated layer of the insert member with laser light to remove the plated layer in a predetermined pattern, and then insert-molding the insert member.
特許文献３は、金属製の外装缶と合成樹脂製の外装カバーとを有する電池パックを開示する。この電池パックによれば、外装カバーがレーザ溶接により外装缶に接合される。また、外装カバーとの接合箇所における外装缶の表面粗さの最大高さ（Ｒｚ）が、０．２μｍ以上であるように、予め上記接合箇所がレーザ加工される。 Patent Document 3 discloses a battery pack having a metal outer can and a synthetic resin outer cover. According to this battery pack, the exterior cover is joined to the exterior can by laser welding. Moreover, the said joining location is laser-processed previously so that the maximum height (Rz) of the surface roughness of the exterior can in a joining location with an exterior cover is 0.2 micrometer or more.
（発明が解決しようとする課題）
特許文献１に記載の加工方法によれば、金属表面に多数の突起を形成するために、レーザ光をある方向およびその方向と別の方向とから複数回重畳的に照射しなければならない。そのため加工時間が長い。また、隣接する突起の先端同士が連結することによってアンカー形状を有するアーチ状突起が形成されるが、隣接する突起の先端同士が連結するか否かは、突起の傾斜方向等の不確定要素に依存する。つまり、接合強度に寄与する形状をレーザ加工によって安定的に作り出すことが困難である。
(Problems to be solved by the invention)
According to the processing method described in Patent Document 1, in order to form a large number of protrusions on the metal surface, it is necessary to irradiate a laser beam several times in a superimposed manner from one direction and another direction. Therefore, processing time is long. In addition, arch-shaped protrusions having an anchor shape are formed by connecting the tips of adjacent protrusions, but whether or not the tips of adjacent protrusions are connected is an indeterminate factor such as the inclination direction of the protrusion. Dependent. That is, it is difficult to stably create a shape that contributes to the bonding strength by laser processing.
特許文献２に記載の製造方法によれば、その図３や図４に良く示されるように、レーザ照射によってインサート部材にすり鉢状の断面形状を有する凹部が形成される。このような凹部が形成されている部分に樹脂材が入り込むように接合される。断面すり鉢状の凹部は、接合される樹脂材の剥離方向（引張方向）に対する抵抗を生じるような形状ではない。すなわち、形成される凹部の形状はアンカー形状を有していない。そのため、インサート部材に対する樹脂材料の接合強度を十分に向上させることができない。 According to the manufacturing method described in Patent Document 2, as shown in FIGS. 3 and 4, a recess having a mortar-like cross-sectional shape is formed in the insert member by laser irradiation. It joins so that a resin material may enter the part in which such a recessed part is formed. The concave portion having a mortar cross section is not in a shape that causes resistance to the peeling direction (tensile direction) of the resin material to be joined. That is, the shape of the recessed part formed does not have an anchor shape. For this reason, the bonding strength of the resin material to the insert member cannot be sufficiently improved.
特許文献３に記載の電池パックによれば、外装缶の接合箇所がレーザ加工されることにより、特許文献２と同様に接合箇所に断面すり鉢状の凹部が形成される。上記したように、断面すり鉢状の凹部は、接合箇所にレーザ溶接される合成樹脂製の外装カバーの剥離方向（引張方向）に対する抵抗を生じるような形状ではない。そのため、レーザ溶接される合成樹脂製の外装カバーの外装缶に対する接合強度を十分に向上させることができない。 According to the battery pack described in Patent Document 3, the joint portion of the outer can is laser-processed to form a mortar-shaped concave portion in the joint portion as in Patent Document 2. As described above, the concave portion having a mortar-like cross section is not a shape that causes resistance to the peeling direction (tensile direction) of the synthetic resin-made exterior cover that is laser-welded to the joint. Therefore, the bonding strength of the outer cover made of synthetic resin to be laser welded to the outer can cannot be sufficiently improved.
本発明は、材料表面に形成されている接合面での接合強度が向上するような、接合面の加工方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the processing method of a joint surface that the joint strength in the joint surface currently formed in the material surface improves.
（課題を解決するための手段）
本発明は、材料表面に形成され被接合材料が接合される接合面の加工方法であって、前記接合面に閉軌跡を描くように高エネルギービームを照射することにより、前記接合面に閉じた溝および前記溝の内側に立設する立柱部とを形成するとともに、前記溝および前記立柱部の形成時に前記高エネルギービームの照射により発生する蒸発気体を前記立柱部に作用させることにより、前記立柱部の側壁の少なくとも一部をアンカー形状に形成する、接合面の加工方法を提供する。
(Means for solving the problem)
The present invention is a method of processing a joining surface formed on a material surface and to which a material to be joined is joined, and is closed on the joining surface by irradiating a high energy beam so as to draw a closed locus on the joining surface. Forming the groove and the upright column portion standing inside the groove, and causing the evaporating gas generated by the irradiation of the high energy beam at the time of forming the groove and the upright column portion to act on the upright column portion. Provided is a method for processing a joint surface, in which at least a part of a side wall of a part is formed in an anchor shape.
本発明に係る接合面の加工方法によれば、接合面に高エネルギービームが照射されることにより接合面にキーホールが形成され、このキーホールが固化することにより凹部が形成される。また、接合面に閉軌跡を描くように高エネルギービームが照射されるため、高エネルギービームの照射により接合面に形成される凹部が閉環状を呈する。つまり接合面に閉じた溝が形成される。さらに、溝の内側に立設する立柱部が形成される。また、溝および立柱部を形成する際に、接合面への高エネルギービームの照射によって発生する接合面を構成する材料の蒸発気体が立柱部に作用することで、立柱部の側壁の少なくとも一部がアンカー形状に形成される。このため上記溝内に入り込むような態様で接合面に接合された材料（被接合材料）が接合面から離間する方向に引っ張られた場合、被接合材料が立柱部のアンカー形状に形成された部分に干渉し、被接合材料の引張力に対する抵抗力が発生する。この抵抗力が、接合面における接合強度の向上に寄与する。このように、本発明によれば、接合強度が向上するような接合面の加工方法を提供することができる。 According to the method for processing a joint surface according to the present invention, a keyhole is formed on the joint surface by irradiating the joint surface with a high energy beam, and a concave portion is formed by solidifying the keyhole. Further, since the high energy beam is irradiated so as to draw a closed locus on the bonding surface, the concave portion formed on the bonding surface by the irradiation of the high energy beam has a closed ring shape. That is, a closed groove is formed on the joint surface. Furthermore, a standing column portion standing on the inner side of the groove is formed. Further, when forming the groove and the upright column portion, at least a part of the side wall of the upright column portion is caused by the evaporating gas of the material constituting the bonded surface generated by irradiation of the high energy beam on the bonded surface acting on the upright column portion. Is formed in an anchor shape. For this reason, when the material bonded to the bonding surface (bonded material) in such a manner as to enter the groove is pulled in a direction away from the bonding surface, the bonded material is formed in the anchor shape of the upright column portion. And a resistance force against the tensile force of the material to be joined is generated. This resistance force contributes to the improvement of the joint strength at the joint surface. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method of processing a joint surface that improves the joint strength.
上記した本発明において、接合面を構成する材料と、接合面に接合される被接合材料とは、同種材料でもよいし、異種材料でもよい。また、接合面が形成されている部材と接合面に接合される部材は、異種部材でもよいし、同一部材でもよい。好ましくは、接合面を構成する材料と被接合材料との融点が異なっているのがよい。接合面が形成されている材料の一例は金属材料であり、被接合材料の一例は樹脂材料である。 In the present invention described above, the material constituting the joining surface and the material to be joined joined to the joining surface may be the same material or different materials. Further, the member formed with the bonding surface and the member bonded to the bonding surface may be different members or the same member. Preferably, the melting point of the material constituting the bonding surface and the material to be bonded are different. An example of the material on which the bonding surface is formed is a metal material, and an example of a material to be bonded is a resin material.
また、本発明において、接合面への高エネルギービームの照射軌跡は閉軌跡であればどのような形状でも良い。例えば円形状の照射軌跡でも良いし、四角形状の照射軌跡でも良い。また、「アンカー形状」とは、そのアンカー形状を構成するための上記溝および立柱部が接合面に形成されている場合において、上記溝内に入り込むような態様で接合面に接合された被接合材料が接合面から垂直な方向に引っ張られたときに、被接合材料に干渉することによって引張力に対する抵抗力を生じるような形状である。このアンカー形状は、「アンダーカット形状」と呼んでも良い。また、本発明において、「高エネルギービーム」とは、それを接合面に照射することにより接合面に溝が形成される程度のエネルギーを有するビームのことを意味する。例えばレーザ光や電子ビームも、本発明の「高エネルギービーム」に属する。 In the present invention, the irradiation trajectory of the high energy beam onto the joint surface may be any shape as long as it is a closed trajectory. For example, a circular irradiation locus may be used, or a rectangular irradiation locus may be used. In addition, “anchor shape” means that the groove and the upright column portion constituting the anchor shape are formed on the joint surface, and the joint is joined to the joint surface in such a manner as to enter the groove. When the material is pulled in a direction perpendicular to the joining surface, it is shaped so as to generate a resistance to a tensile force by interfering with the material to be joined. This anchor shape may be called an “undercut shape”. Further, in the present invention, the “high energy beam” means a beam having such energy that a groove is formed on the joint surface by irradiating the joint surface with the beam. For example, laser beams and electron beams also belong to the “high energy beam” of the present invention.
特に、本発明の加工方法は、溝および立柱部の形成時に接合面への高エネルギービームの照射により発生する接合面を構成する材料の蒸発気体を立柱部に作用させることにより、立柱部の側壁のうち蒸発気体の反跳力が作用した部分とは反対側の部分を立柱部の径外方に突出するように形成するものであるとよい。これによれば、接合面への高エネルギービームの照射による溝および立柱部の形成時に生じる蒸発気体の反跳力が立柱部の側壁部の所定部分に作用することにより、上記所定部分が押圧される。その結果、上記所定部分の反対側に位置する部分が立柱部の径外方に突出する。斯かる突出部分によってアンカー形状が形成される。 In particular, the processing method of the present invention causes the evaporating gas of the material constituting the joining surface generated by irradiation of the high energy beam to the joining surface when the groove and the standing column portion are formed to act on the standing column portion, thereby causing the side wall of the standing column portion to Of these, the part opposite to the part on which the rebound force of the evaporated gas acts may be formed so as to protrude outward in the diameter of the upright column part. According to this, the predetermined portion is pressed by the recoil force of the evaporated gas generated when the groove and the upright column portion are formed by the irradiation of the high energy beam to the joining surface, acting on the predetermined portion of the side wall portion of the upright column portion. The As a result, a portion located on the opposite side of the predetermined portion protrudes outward from the diameter of the upright column portion. Such a protruding portion forms an anchor shape.
本発明において、接合面に形成される閉じた溝の大きさおよび溝の内側に形成される立柱部の大きさは非常に小さい。例えば、閉じた溝が円形である場合、溝の径は、８０〜２００μｍ程度であり、立柱部の径は、３０〜１００μｍ程度である。このような微小な溝と、その溝の内部に形成される立柱部とを備える複数の加工痕が、接合面に形成されているとよい。また、複数の加工痕が予め定められた所定のパターン形状を形成するように、接合表面に形成されていてもよい。 In the present invention, the size of the closed groove formed on the joint surface and the size of the upright column portion formed inside the groove are very small. For example, when the closed groove is circular, the diameter of the groove is about 80 to 200 μm, and the diameter of the upright column is about 30 to 100 μm. It is preferable that a plurality of processing traces including such a minute groove and a standing pillar portion formed inside the groove are formed on the joint surface. Moreover, you may form in the joining surface so that several process traces may form the predetermined pattern shape defined beforehand.
前記閉軌跡の形状は環状であるとよい。ここで、上記環状は、長円形状や楕円形状等の真円形状ではない形状を含む。また、閉軌跡の半径（走査半径）をＲ、接合面に照射される高エネルギービームの照射径をＬとしたときに、走査半径Ｒが、０．５Ｌ＜Ｒ＜１．５Ｌで表わされる範囲内であるように、走査半径および高エネルギービームの照射径が調整されているのがよい。走査半径Ｒが０．５Ｌよりも小さい場合、溝の内側に立柱部が形成されない。また、走査半径Ｒが１．５Ｌよりも大きい場合、立柱部の径が溝の幅に対して大きいため立柱部の側壁にアンカー形状を形成することが困難である。したがって、走査半径Ｒが上記関係式の範囲内であるように、走査半径Ｒおよび照射径Ｌを調整することで、アンカー形状を有する立柱部を安定的に作り出すことができる。 The closed locus may have an annular shape. Here, the ring includes a shape that is not a perfect circle, such as an ellipse or an ellipse. Further, when the radius of the closed locus (scanning radius) is R and the irradiation diameter of the high energy beam applied to the bonding surface is L, the scanning radius R is in a range represented by 0.5L <R <1.5L. It is preferable that the scanning radius and the irradiation diameter of the high energy beam are adjusted so as to be within. When the scanning radius R is smaller than 0.5L, the upright column portion is not formed inside the groove. Further, when the scanning radius R is larger than 1.5L, it is difficult to form an anchor shape on the side wall of the upright column because the diameter of the upright column is larger than the width of the groove. Therefore, by adjusting the scanning radius R and the irradiation diameter L so that the scanning radius R is within the range of the above relational expression, it is possible to stably create a standing column portion having an anchor shape.
また、前記閉軌跡に沿って高エネルギービームの前記接合面への照射部位（スポット）が間歇的に且つ部分的に重複しながら移動するように、高エネルギービームがパルス状に照射されるとよい。この場合において、本発明の加工方法は、前記閉軌跡に沿った照射位置に照射部位が形成されるように高エネルギービームを接合面に照射するステップ（照射ステップ）と、所定時間経過後に高エネルギービームの照射を停止するステップ（照射停止ステップ）と、直前に高エネルギービームが照射されていた照射部位に部分的に重複するように閉軌跡に沿って照射部位を移動させるステップ（移動ステップ）と、を含むのがよい。 In addition, the high energy beam may be irradiated in a pulsed manner so that the irradiation site (spot) of the high energy beam on the joint surface moves along the closed locus intermittently and partially overlapping. . In this case, the processing method of the present invention includes a step (irradiation step) of irradiating the bonding surface with a high energy beam so that an irradiation portion is formed at an irradiation position along the closed locus, and a high energy after a predetermined time has elapsed. A step of stopping irradiation of the beam (irradiation stop step), a step of moving the irradiation site along the closed locus so as to partially overlap the irradiation site irradiated with the high-energy beam immediately before (movement step), It is good to include.
これによれば、間歇的であり且つ部分的に重複するように高エネルギービームが閉軌跡に沿ってパルス照射されることにより接合面に閉じた溝および立柱部が形成されていくとともに接合面への高エネルギービームの照射により生じる蒸発気体の反跳力等により立柱部の側壁が押圧される。一方、高エネルギービームが照射されていないときには、高エネルギービームの照射時に押圧されていた立柱部の側壁部分が溶融した材料の表面張力により押戻される。このような押圧と押戻しが繰り返されることにより、立柱部が揺らされる。立柱部の揺動により立柱部の側壁への適切なアンカー形状の形成が促進される。 According to this, the groove and the upright column part which are closed to the joint surface are formed by the pulse irradiation of the high energy beam along the closed locus so as to be intermittent and partially overlap, and to the joint surface. The side wall of the upright column is pressed by the rebound force of the evaporated gas generated by the irradiation of the high energy beam. On the other hand, when the high energy beam is not irradiated, the side wall portion of the upright column that has been pressed when the high energy beam is irradiated is pushed back by the surface tension of the molten material. By repeating such pressing and pushing back, the upright column portion is shaken. The formation of an appropriate anchor shape on the side wall of the upright column portion is promoted by the swinging of the upright column portion.
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、接合面を構成する材料の一例である金属材料としての金属板１を表す斜視図である。この金属板１の表面１ａに接合面１１が形成されている。金属板１の材質は金属であれば特に限定されない。例えば、アルミニウム、マグネシウム、鉄合金、銅、銅合金、ステンレス鋼等を材質として列挙することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a metal plate 1 as a metal material which is an example of a material constituting the joint surface. A joining surface 11 is formed on the surface 1 a of the metal plate 1. If the material of the metal plate 1 is a metal, it will not be specifically limited. For example, aluminum, magnesium, iron alloy, copper, copper alloy, stainless steel, and the like can be listed as materials.
金属板１の接合面１１に接合される材料（被接合材料）は、金属材料でもよいし、金属材料以外の材料でもよい。被接合材料として、例えば、樹脂、ゴム、エラストマー、プラスチックアロイが挙げられるが、この限りでない。金属板１の接合面１１に樹脂材料が接合された製品や部品の一例として、例えば、ウォーターポンプ、シリンダヘッドカバー、オイルパン、電子機器の外装品等が挙げられるが、この限りでない。 The material (bonded material) to be bonded to the bonding surface 11 of the metal plate 1 may be a metal material or a material other than the metal material. Examples of the material to be joined include, but are not limited to, resin, rubber, elastomer, and plastic alloy. Examples of products and parts in which a resin material is bonded to the bonding surface 11 of the metal plate 1 include, for example, a water pump, a cylinder head cover, an oil pan, and an exterior device of an electronic device, but are not limited thereto.
金属板１の接合面１１には、被接合材料の接合強度を向上させるための表面加工処理が施されている。本実施形態においては、接合面１１に高エネルギービームの一種であるレーザ光を照射することによって接合面１１に複数の加工痕が形成されるように、接合面１１が加工される。図２は、接合面１１に形成された加工痕を表す模式図である。図３は図２のＡ−Ａ断面図である。なお、照射される高エネルギービームはレーザ光に限定されない。例えば電子ビームでもよい。 The bonding surface 11 of the metal plate 1 is subjected to surface processing for improving the bonding strength of the material to be bonded. In the present embodiment, the bonding surface 11 is processed such that a plurality of processing marks are formed on the bonding surface 11 by irradiating the bonding surface 11 with a laser beam which is a kind of high energy beam. FIG. 2 is a schematic diagram showing processing marks formed on the bonding surface 11. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. Note that the irradiated high energy beam is not limited to laser light. For example, an electron beam may be used.
図２および図３に示すように、接合面１１に複数の加工痕１２が形成されている。複数の加工痕１２は、所定のパターンに従い接合面１１上に配列される。加工痕１２は、環状溝部１２１および立柱部１２２を有する。立柱部１２２は環状溝部１２１の内側に形成され、接合面１１に垂直な方向に立設している。また、図３からわかるように、立柱部１２２の側壁が歪な形状に形成されている。具体的には、立柱部１２２は、その径外方（軸方向に垂直な方向）に突出した部分である突出部１２２ａを有する。この突出部１２２ａによりアンカー形状が形成される。ここで、アンカー形状とは、環状溝部１２１内に入り込むように接合面１１に接合される被接合材料が接合面１１に垂直な方向に引っ張られたときに、被接合材料に干渉することによって引張力に対する抵抗力を生じるような形状、つまり被接合材料の剥離に対するアンダーカットとなる形状である。このような抵抗力が、接合面での接合強度の向上に寄与する。 As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of processing marks 12 are formed on the joint surface 11. The plurality of processing marks 12 are arranged on the joint surface 11 according to a predetermined pattern. The processing mark 12 has an annular groove 121 and a standing pillar 122. The upright column portion 122 is formed inside the annular groove portion 121 and is erected in a direction perpendicular to the joint surface 11. Further, as can be seen from FIG. 3, the side wall of the upright column portion 122 is formed in a distorted shape. Specifically, the upright column part 122 has the protrusion part 122a which is a part protruded to the diameter outward (direction perpendicular | vertical to an axial direction). An anchor shape is formed by this protrusion 122a. Here, the anchor shape means that when the material to be joined that is joined to the joining surface 11 so as to enter the annular groove 121 is pulled in a direction perpendicular to the joining surface 11, the anchor shape interferes with the material to be joined. It is a shape that generates resistance to the force, that is, a shape that is an undercut against the peeling of the material to be joined. Such resistance force contributes to the improvement of the joint strength at the joint surface.
図４は、金属板１の接合面１１に加工痕１２を形成するための加工装置を示す図である。本実施形態において、加工装置としてレーザーマーカーを用いた。図４に示すようにレーザーマーカー２は加工台３に載置される。レーザーマーカー２はコントローラ２１とヘッド２２とを備える。ヘッド２２からレーザ光が下方に出射される。また、金属板１が加工台３に載置される。金属板１はヘッド２２の下方に位置する。このためヘッド２２から出射されたレーザ光が金属板１に照射されて、金属板１の接合面１１が加工される。また、ヘッド２２は、出射するレーザ光の向きを調整することができるように構成されている。したがって、ヘッド２２から金属板１の接合面１１に所望のパターンでレーザ光が照射されることによって、接合面１１に、図２に示すような複数の加工痕１２が形成される。 FIG. 4 is a view showing a processing apparatus for forming the processing marks 12 on the joint surface 11 of the metal plate 1. In this embodiment, a laser marker is used as the processing apparatus. As shown in FIG. 4, the laser marker 2 is placed on the processing table 3. The laser marker 2 includes a controller 21 and a head 22. Laser light is emitted downward from the head 22. Further, the metal plate 1 is placed on the processing table 3. The metal plate 1 is located below the head 22. For this reason, the laser beam emitted from the head 22 is irradiated onto the metal plate 1, and the joining surface 11 of the metal plate 1 is processed. The head 22 is configured so that the direction of the emitted laser light can be adjusted. Therefore, a plurality of processing marks 12 as shown in FIG. 2 are formed on the bonding surface 11 by irradiating the bonding surface 11 of the metal plate 1 with a laser beam in a desired pattern from the head 22.
図５は、図４に示すレーザーマーカー２を用いて接合面１１に一つの加工痕１２を形成するまでの工程（加工工程）を示す図である。この加工工程は、図５の矢印で示す順に進行する。この加工工程においては、予め定められた照射軌跡に沿ってレーザ光の照射部位（スポット）が間歇的に且つ部分的に重複しながら移動するように、レーザ光がパルス照射される。 FIG. 5 is a diagram showing a process (processing process) until one processing mark 12 is formed on the joint surface 11 using the laser marker 2 shown in FIG. This processing step proceeds in the order indicated by the arrows in FIG. In this processing step, the laser beam is pulse-irradiated so that the laser beam irradiation sites (spots) move intermittently and partially overlapping along a predetermined irradiation locus.
具体的には、まず、接合面１１内の所定の領域（照射位置）Ａに照射部位（スポット）が形成されるように、レーザ光が接合面１１に照射される（照射ステップ：図５（ａ））。図５において照射部位が白抜きの円形領域Ａで示される。また、図５において、接合面１１上におけるレーザ光の照射部位の移動軌跡（照射軌跡）Ｓが破線で示されている。本実施形態において照射軌跡は環状の閉軌跡である。照射部位の中心は照射軌跡上に位置する。 Specifically, first, the bonding surface 11 is irradiated so that an irradiation site (spot) is formed in a predetermined region (irradiation position) A in the bonding surface 11 (irradiation step: FIG. 5 ( a)). In FIG. 5, the irradiation site is indicated by a white circular region A. In FIG. 5, the movement locus (irradiation locus) S of the irradiated portion of the laser light on the bonding surface 11 is indicated by a broken line. In this embodiment, the irradiation locus is an annular closed locus. The center of the irradiation site is located on the irradiation locus.
領域Ａへのレーザ光の照射により、領域Ａにキーホールが形成される（図５（ｂ））。図５においてキーホールの形成領域が斜線で表わされた領域である。次いで、領域Ａへのレーザ光の照射が停止される（照射停止ステップ）。レーザ光の照射の停止により、キーホールが冷却固化して接合面１１に凹部が形成される。その後、接合面１１内の領域Ｂに照射部位が形成されるように照射位置を移動する（移動ステップ）。そして移動先の照射位置である領域Ｂにレーザ光が照射される（図５（ｃ））。ここで、領域Ｂは領域Ａに部分的に重複（オーバーラップ）する。 By irradiating the region A with laser light, a keyhole is formed in the region A (FIG. 5B). In FIG. 5, the formation region of the keyhole is a region represented by oblique lines. Next, the irradiation of the laser beam to the region A is stopped (irradiation stop step). By stopping the irradiation of the laser beam, the keyhole is cooled and solidified to form a recess in the joint surface 11. Thereafter, the irradiation position is moved so that the irradiation site is formed in the region B in the bonding surface 11 (moving step). Then, the laser beam is irradiated to the region B that is the irradiation position of the movement destination (FIG. 5C). Here, the region B partially overlaps (overlaps) the region A.
領域Ｂへのレーザ光の照射により、領域Ｂにもキーホールが形成される（図５（ｄ））。上述のように領域Ａと領域Ｂが部分的に重複しているため、図５（ｄ）に示すように領域Ａに形成された凹部と領域Ｂに形成されたキーホールが固化した凹部が重複した部分で連結される。次いで、領域Ｂへのレーザ光の照射が停止される。その後、領域Ｃに照射部位が形成されるように、レーザ光が照射される（図５（ｅ））。ここで、領域Ｃは領域Ｂに部分的に重複する。 By irradiating the region B with laser light, a keyhole is also formed in the region B (FIG. 5D). Since the region A and the region B partially overlap as described above, the recess formed in the region A and the recess formed by solidifying the keyhole formed in the region B overlap as shown in FIG. The parts are connected. Next, the laser beam irradiation to the region B is stopped. Thereafter, laser light is irradiated so that an irradiation site is formed in the region C (FIG. 5E). Here, the region C partially overlaps the region B.
領域Ｃへのレーザ光の照射により、領域Ｃにもキーホールが形成される。（図５（ｆ））。上述のように領域Ｂと領域Ｃが部分的に重複しているため、図５（ｆ）に示すように領域Ｂに形成された凹部と領域Ｃに形成されたキーホールが固化した凹部が重複した部分で連結される。次いで、領域Ｃへのレーザ光の照射が停止され、図５（ｇ）に示すように、領域Ｃに部分的に重複する領域Ｄに照射部位が形成されるように、レーザ光が照射される。 By irradiating the region C with laser light, a keyhole is also formed in the region C. (FIG. 5 (f)). Since the region B and the region C partially overlap as described above, the recess formed in the region B and the recess formed by solidifying the keyhole formed in the region C overlap as shown in FIG. The parts are connected. Next, the irradiation of the laser beam to the region C is stopped, and the laser beam is irradiated so that an irradiation site is formed in the region D partially overlapping the region C as shown in FIG. .
このようにして、照射軌跡（環状の閉軌跡）に沿って、間歇的に、且つ照射部位が部分的に重複しながら移動するように、レーザ光がパルス状に照射される。このため接合面１１に形成されるキーホールが固化した凹部が照射軌跡（円軌跡）に沿って順次連結し、最終的に、図５（ｋ）に示すように、レーザ光の照射軌跡（円軌跡）に沿って、キーホールが固化することにより形成された凹部が繋がった環状溝部１２１が形成される。また、形成された環状溝部１２１の内側の部分により立柱部１２２が形成される。こうして、環状溝部１２１および立柱部１２２を有する加工痕１２が形成される。このような加工痕１２が、接合面１１に複数個形成される。 In this manner, the laser beam is irradiated in a pulsed manner so as to move along the irradiation locus (annular closed locus) intermittently and with the irradiation portions partially overlapping. For this reason, the concave portions where the keyholes formed on the joint surface 11 are solidified are sequentially connected along the irradiation locus (circular locus), and finally, as shown in FIG. Along the trajectory), an annular groove 121 is formed in which recesses formed by solidifying the keyhole are connected. Further, the upright column portion 122 is formed by a portion inside the formed annular groove portion 121. In this way, the machining mark 12 having the annular groove 121 and the upright column part 122 is formed. A plurality of such processing marks 12 are formed on the joint surface 11.
図６は、接合面１１に１つの加工痕１２を形成するために接合面１１に形成される照射部位の移動軌跡（照射軌跡）を示す図である。図６および前述の図５に示すように照射軌跡Ｓの形状は環状である。図６において、照射軌跡Ｓの半径（走査半径）がＲで表わさる。また、照射軌跡Ｓに沿って順次部分的に重複するように形成される照射部位の径（照射径）がＬで表わされる。ここで、本実施形態においては、走査半径Ｒと照射径Ｌとの関係が、以下の式を満たすように、走査半径Ｒおよび照射径Ｌが調整されている。
０．５Ｌ＜Ｒ＜１．５Ｌ
FIG. 6 is a diagram illustrating a movement locus (irradiation locus) of an irradiation site formed on the bonding surface 11 in order to form one processing mark 12 on the bonding surface 11. As shown in FIG. 6 and FIG. 5 described above, the shape of the irradiation locus S is annular. In FIG. 6, the radius (scanning radius) of the irradiation locus S is represented by R. Moreover, the diameter (irradiation diameter) of the irradiation site | part formed so that it may partially overlap sequentially along the irradiation locus | trajectory S is represented by L. Here, in the present embodiment, the scanning radius R and the irradiation diameter L are adjusted so that the relationship between the scanning radius R and the irradiation diameter L satisfies the following expression.
0.5L <R <1.5L
図７は、図５に示した工程にしたがってレーザ光を接合面１１にパルス照射することにより接合面１１に形成された加工痕１２のＳＥＭ画像である。図７（ａ）は倍率６５０倍で撮像した複数の加工痕１２の表面のＳＥＭ画像、図７（ｂ）は倍率２５００倍で撮像した一つの加工痕１２の表面のＳＥＭ画像、図７（ｃ）は倍率２５００倍で撮像した一つの加工痕１２の断面のＳＥＭ画像である。なお、図７に示す加工痕は、レーザーマーカー（ＭＤ−Ｖ９９１０：キーエンス製）を用い、波長１０６４ｎｍのＹＶＯ４レーザーをアルミニウム製（ＡＤＣ１２）の金属板１の接合面１１に照射することにより、形成した。レーザの出力は１０Ｗ、パルス周波数は３０ｋＨｚ、走査速度は５０ｍｍ／ｓｅｃ．に設定した。また、照射径は０．０４ｍｍに、走査半径は０．０６ｍｍに、それぞれ調整した。 FIG. 7 is an SEM image of the processing mark 12 formed on the bonding surface 11 by irradiating the bonding surface 11 with laser light in accordance with the process shown in FIG. FIG. 7A shows an SEM image of the surface of a plurality of processing marks 12 imaged at a magnification of 650 times, FIG. 7B shows an SEM image of the surface of one processing mark 12 imaged at a magnification of 2500 times, and FIG. ) Is an SEM image of a cross section of one processing mark 12 imaged at a magnification of 2500 times. 7 is formed by irradiating the joint surface 11 of the metal plate 1 made of aluminum (ADC12) with a YVO 4 laser having a wavelength of 1064 nm using a laser marker (MD-V9910: manufactured by Keyence). did. The laser output is 10 W, the pulse frequency is 30 kHz, and the scanning speed is 50 mm / sec. Set to. The irradiation diameter was adjusted to 0.04 mm, and the scanning radius was adjusted to 0.06 mm.
図７（ａ）からわかるように、複数の加工痕が接合面へのレーザ光の照射により形成されている。また、図７（ｂ）に示すように、加工痕１２は、環状溝部１２１と、この環状溝部１２１の内側に立設した略円柱状の立柱部１２２を備える。さらに、図７（ｃ）に示すように、立柱部１２２の側壁には、立柱部１２２の径外方に突出した突出部１２２ａが形成されている。突出部１２２ａがアンカー形状を構成する。したがって、このような加工痕１２が形成された接合面１１に樹脂等の被接合材料が環状溝部１２１内に入り込むように接合された場合、被接合材料が突出部１２２ａに絡まる。そのため、被接合材料が接合面１１に垂直な方向に引っ張られたときに、被接合材料が突出部１２２ａに干渉する。この干渉によって、被接合材料の引張力に対する抵抗力が生じる。斯かる抵抗力が、接合面１１での接合強度の向上に寄与する。 As can be seen from FIG. 7A, a plurality of processing marks are formed by irradiating the joint surface with laser light. Further, as shown in FIG. 7B, the processing mark 12 includes an annular groove 121 and a substantially columnar standing pillar 122 that stands on the inner side of the annular groove 121. Further, as shown in FIG. 7C, a protruding portion 122 a that protrudes outward from the diameter of the upright column portion 122 is formed on the side wall of the upright column portion 122. The protrusion 122a forms an anchor shape. Therefore, when a material to be joined such as a resin enters the annular groove 121 on the joining surface 11 on which such a processing mark 12 is formed, the material to be joined is entangled with the protrusion 122a. Therefore, when the material to be bonded is pulled in a direction perpendicular to the bonding surface 11, the material to be bonded interferes with the protrusion 122a. This interference causes a resistance force against the tensile force of the material to be joined. Such resistance force contributes to the improvement of the bonding strength at the bonding surface 11.
ここで、立柱部１２２の側壁にアンカー形状（突出部１２２ａ）が形成される理由について説明する。図８は、接合面１１へのレーザ光の照射によって立柱部１２２に突出部１２２ａが形成されるメカニズムを示す模式図である。図８の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）の順に、加工痕１２が形成されていく。 Here, the reason why the anchor shape (protruding portion 122a) is formed on the side wall of the upright column portion 122 will be described. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a mechanism in which the protruding portion 122 a is formed on the upright column portion 122 by irradiation of the joining surface 11 with the laser beam. The processing marks 12 are formed in the order of (a), (b), (c), (d), and (e) in FIG.
まず、図８（ａ）に示すように、接合面１１内の領域Ｘにレーザ光が照射される。すると、領域Ｘにレーザ光のエネルギが熱として吸収される。その結果、領域Ｘに金属材料の溶融池Ｚが形成される。さらに領域Ｘにレーザ光が照射され続けると、溶融池Ｚを構成している金属が蒸発する。こうして発生した金属蒸気（蒸発気体）が外部に飛び出す勢いに対する反力（反跳力）が溶融池Ｚに作用することにより、溶融池Ｚが窪み、その結果、図８（ｂ）に示すように領域ＸにキーホールＫ１が形成される。キーホールＫ１が形成された後も、キーホールＫ１内に金属蒸気Ｊが発生し、発生した金属蒸気Ｊの反跳力がキーホールＫ１を形成する壁面に作用する。したがって、キーホールＫ１を形成する壁面が金属蒸気Ｊにより押圧される。なお、このような反跳力は、金属の気化に伴う急激な体積の膨張によりもたらされる。 First, as shown in FIG. 8A, the region X in the bonding surface 11 is irradiated with laser light. Then, the energy of the laser beam is absorbed as heat in the region X. As a result, a molten pool Z of metal material is formed in the region X. When the region X continues to be irradiated with laser light, the metal constituting the molten pool Z evaporates. The reaction force (recoil force) against the momentum of the metal vapor (evaporated gas) generated in this way acts on the molten pool Z, so that the molten pool Z is depressed, and as a result, as shown in FIG. A keyhole K1 is formed in the region X. Even after the keyhole K1 is formed, the metal vapor J is generated in the keyhole K1, and the recoil force of the generated metal vapor J acts on the wall surface forming the keyhole K1. Therefore, the wall surface forming the keyhole K1 is pressed by the metal vapor J. In addition, such a recoil force is brought about by rapid expansion of the volume accompanying the vaporization of the metal.
こうして形成されるキーホールが固化して形成される凹部がレーザ光の照射軌跡（環状軌跡）に沿って、間歇的に、且つ部分的に重複するように形成されていくことにより、接合面１１に環状溝が形成される。環状溝の形成中、環状溝の内側に形成される立柱部を挟んで領域Ｘに対向する領域である領域Ｙにレーザ光が照射された場合、図８（ｃ）に示すように、領域Ｙに溶融池Ｚが形成される。さらに領域Ｙにレーザ光が照射され続けると、溶融池Ｚを構成している金属が蒸発する。この金属蒸気の反跳力が溶融池Ｚに作用し、図８（ｄ）に示すように領域ＹにキーホールＫ２が形成される。キーホールＫ２が形成された後も、キーホールＫ２内の金属蒸気Ｊの反跳力がキーホールＫ２を形成する壁面に作用する。このためキーホールＫ２を形成する壁面が金属蒸気Ｊにより押圧される。この様子が図８（ｄ）に表わされている。 By forming the recesses formed by solidifying the keyholes formed in this manner so as to be intermittently and partially overlapped along the laser beam irradiation locus (annular locus), the joint surface 11 is formed. An annular groove is formed. During the formation of the annular groove, when the region Y, which is the region facing the region X across the upright portion formed inside the annular groove, is irradiated with laser light, as shown in FIG. The molten pool Z is formed in Further, when the region Y is continuously irradiated with the laser beam, the metal constituting the molten pool Z evaporates. The recoil force of the metal vapor acts on the molten pool Z, and a keyhole K2 is formed in the region Y as shown in FIG. Even after the keyhole K2 is formed, the recoil force of the metal vapor J in the keyhole K2 acts on the wall surface forming the keyhole K2. For this reason, the wall surface forming the keyhole K2 is pressed by the metal vapor J. This is shown in FIG. 8 (d).
ここで、図８（ｄ）に示すように、キーホールＫ２内の金属蒸気Ｊの反跳力は、環状溝の内側に形成されている立柱部１２２の側壁に作用する。このため立柱部１２２の側壁を形成する溶融金属が金属蒸気Ｊの反跳力に押圧されることにより、図８（ｅ）に示すように立柱部１２２の側壁部に窪み１２２ｂが形成される。一方、立柱部１２２の側壁部のうち、金属蒸気Ｊの反跳力が作用した部位すなわち窪み１２２ｂが形成された部位、と反対側の部位が窪み１２２ｂに押し出される。押し出された部分によって立柱部１２２の径外方に突出する突出部１２２ａが形成される。窪み１２２ｂの大きさは立柱部１２２の高さ方向にランダムに形成されるので、突出部１２２ａの大きさも立柱部１２２の高さ方向にランダムに形成される。よって、立柱部１２２の突出部１２２ａによってアンカー形状が形成されるのである。なお、窪み１２２ｂによってアンカー形状が形成されてもよい。 Here, as shown in FIG. 8D, the recoil force of the metal vapor J in the keyhole K2 acts on the side wall of the upright column portion 122 formed inside the annular groove. For this reason, when the molten metal forming the side wall of the upright column portion 122 is pressed by the recoil force of the metal vapor J, a recess 122b is formed in the side wall portion of the upright column portion 122 as shown in FIG. On the other hand, in the side wall portion of the upright column portion 122, the portion on which the recoil force of the metal vapor J acts, that is, the portion on which the depression 122b is formed, and the portion on the opposite side are pushed out into the depression 122b. A protruding portion 122 a that protrudes radially outward of the upright column portion 122 is formed by the extruded portion. Since the size of the recess 122b is randomly formed in the height direction of the upright column portion 122, the size of the protruding portion 122a is also randomly formed in the height direction of the upright column portion 122. Therefore, an anchor shape is formed by the protruding portion 122 a of the upright column portion 122. An anchor shape may be formed by the recess 122b.
また、本実施形態では、上記したようにレーザ光はパルス照射される。つまり、間歇的にレーザ光が接合面１１に照射される。より具体的には、照射軌跡に沿ったある照射位置（照射部位）にレーザ光が照射され、その後、その照射位置へのレーザ光の照射が停止され、次いで、照射軌跡に沿ったある位置であって直前にレーザ光が照射されていた照射位置（照射部位）に部分的に重複する位置に照射位置が移動され、移動された照射位置（照射部位）にレーザ光が照射される。したがって、レーザ光が照射されている状態と照射されていない状態が交互に繰り返されながら、接合面１１に加工痕１２が形成されていく。このようにレーザ光の照射と非照射とを交互に繰り返しながら加工痕１２を形成することにより、加工痕１２の立柱部１２２の側壁が揺らされる。 In this embodiment, the laser beam is irradiated with pulses as described above. That is, the bonding surface 11 is intermittently irradiated with laser light. More specifically, a certain irradiation position (irradiation site) along the irradiation locus is irradiated with laser light, and then the irradiation of the laser light to the irradiation position is stopped, and then at a certain position along the irradiation locus. Then, the irradiation position is moved to a position partially overlapping with the irradiation position (irradiation site) irradiated with the laser beam immediately before, and the moved irradiation position (irradiation site) is irradiated with the laser beam. Therefore, the processing mark 12 is formed on the bonding surface 11 while the state of being irradiated with the laser light and the state of not being irradiated are alternately repeated. In this way, by forming the machining mark 12 while alternately repeating the irradiation and non-irradiation of the laser beam, the side wall of the upright column portion 122 of the machining mark 12 is shaken.
図９は、接合面１１に一つの加工痕１２を形成する際におけるレーザ光の照射状況と、レーザ光の照射により形成されるキーホールの壁面に作用する力とを時系列的に示した図である。図９からわかるように、レーザ光は間歇的に照射される。レーザ光が照射されると、照射部位が加熱溶融し、さらに溶融金属が蒸発する。そして、金属蒸気の反跳力によりキーホールが形成されるとともに、キーホールを構成する溶融状の壁面が押圧される。この押圧力によりキーホールが拡張する。キーホールＫが拡張する様子を図１０に示す。図１０に示す矢印が、キーホールＫの壁面に作用する押圧力の作用方向を示す。押圧力によりキーホールＫの壁面が、図の実線位置から点線位置まで変化する。 FIG. 9 is a diagram showing, in time series, the laser beam irradiation state and the force acting on the wall surface of the keyhole formed by the laser beam irradiation when forming one processing mark 12 on the bonding surface 11. It is. As can be seen from FIG. 9, the laser beam is irradiated intermittently. When the laser beam is irradiated, the irradiated part is heated and melted, and the molten metal is evaporated. And a keyhole is formed with the recoil force of a metal vapor, and the molten-like wall surface which comprises a keyhole is pressed. This pressing force expands the keyhole. FIG. 10 shows how the keyhole K expands. The arrows shown in FIG. 10 indicate the direction of the pressing force acting on the wall surface of the keyhole K. The wall surface of the keyhole K changes from the solid line position to the dotted line position in the figure by the pressing force.
次に、レーザ光の照射が停止されると、金属蒸気が生成されなくなるので、金属蒸気の反跳力も作用しなくなる。このためキーホールＫの壁面を構成する溶融金属の表面張力によって壁面が押戻される。この押戻し力によりキーホールＫが収縮する。キーホールＫが収縮する様子を図１１に示す。図１１に示す矢印が、キーホールＫの壁面に作用する押戻し力の作用方向を示す。押戻し力によりキーホールＫの壁面が、図の実線位置から点線位置まで変化する。 Next, when the irradiation of the laser beam is stopped, the metal vapor is not generated, so that the recoil force of the metal vapor does not act. For this reason, the wall surface is pushed back by the surface tension of the molten metal constituting the wall surface of the keyhole K. The keyhole K contracts by this pushing back force. FIG. 11 shows how the keyhole K contracts. The arrows shown in FIG. 11 indicate the direction of the push-back force acting on the wall surface of the keyhole K. The wall surface of the keyhole K changes from the solid line position to the dotted line position in the figure by the pushing back force.
このように、レーザ光をパルス照射することにより、キーホールの拡張と収縮が繰り返される。つまり、キーホールの壁面が揺らされる。本実施形態においてはキーホールは最終的には加工痕１２の環状溝部１２１を形成するので、キーホールの壁面の一部は、環状溝部１２１の内壁面を構成する。環状溝部１２１の内壁面は環状溝部１２１の内側に立設する立柱部１２２の側壁面である。したがって、レーザ光をパルス照射することにより、立柱部１２２の側壁が揺らされる。図１２に、立柱部１２２が揺らされている様子を示す。なお、レーザ光の照射位置は間歇的に移動していくので、立柱部１２２の側壁が揺らされる位置も徐々に移動する。このような立柱部１２２の揺動動作によって、立柱部１２２の側壁が歪な形状に形成され易くなる。このため、立柱部１２２に突出部１２２ａのようなアンカー形状をより形成し易くすることができる。 In this way, the keyhole is repeatedly expanded and contracted by irradiating the laser beam with pulses. That is, the wall surface of the keyhole is shaken. In the present embodiment, since the keyhole finally forms the annular groove 121 of the machining mark 12, a part of the wall surface of the keyhole constitutes the inner wall surface of the annular groove 121. The inner wall surface of the annular groove portion 121 is a side wall surface of the upright column portion 122 erected on the inner side of the annular groove portion 121. Therefore, the side wall of the upright column portion 122 is shaken by irradiating the laser beam with pulses. FIG. 12 shows a state where the upright column portion 122 is shaken. In addition, since the irradiation position of a laser beam moves intermittently, the position where the side wall of the upright part 122 is shaken also moves gradually. By such a swinging operation of the upright column portion 122, the side wall of the upright column portion 122 is easily formed in a distorted shape. For this reason, it is possible to make it easier to form an anchor shape such as the protruding portion 122 a in the upright column portion 122.
また、上記したように、一つの加工痕１２を接合面１１に形成する場合において、レーザ光の照射軌跡の半径（走査半径）Ｒと照射径Ｌとの関係が、０．５Ｌ＜Ｒ＜１．５Ｌという関係式を満たすように、走査半径Ｒと照射径Ｌが調整されている。走査半径Ｒが０．５Ｌ以下である場合、アンカー形状を形成するための立柱部１２２が形成されなくなる。また、走査半径Ｒが１．５Ｌを越えた場合、立柱部１２２の径が大きいために、レーザ光の照射により生じる金属蒸気の反跳力が立柱部１２２に与える影響が低減する。特に、立柱部１２２の側壁のうち金属蒸気の反跳力が作用する部分とは反対側の部分が、金属蒸気の押圧力の影響を受け難い。そのため立柱部１２２の径方向外方に突出した突出部１２２ａを形成することが困難である。このことは、逆に言えば、走査半径Ｒと照射径Ｌが上記関係式を満たすように調整されていれば、安定的に、立柱部１２２に突出部１２２ａのようなアンカー形状を形成することができることを意味する。 Further, as described above, when one processing mark 12 is formed on the joint surface 11, the relationship between the radius (scanning radius) R of the laser beam irradiation locus and the irradiation diameter L is 0.5L <R <1. The scanning radius R and the irradiation diameter L are adjusted so as to satisfy the relational expression of .5L. When the scanning radius R is 0.5 L or less, the upright column portion 122 for forming the anchor shape is not formed. Further, when the scanning radius R exceeds 1.5L, the diameter of the upright column portion 122 is large, so that the influence of the recoil force of the metal vapor generated by the laser beam irradiation on the upright column portion 122 is reduced. In particular, the portion of the side wall of the upright column portion 122 that is opposite to the portion on which the metal vapor recoil force acts is unlikely to be affected by the pressing force of the metal vapor. Therefore, it is difficult to form the protruding portion 122 a that protrudes outward in the radial direction of the upright column portion 122. In other words, if the scanning radius R and the irradiation diameter L are adjusted so as to satisfy the above relational expression, an anchor shape like the protruding portion 122a can be stably formed on the upright column portion 122. Means you can.
（評価試験）
本実施形態で説明した加工方法が優れた効果を奏することを証明するために、評価サンプルを作製し、評価試験を実施した。評価試験を実施するにあたり、まず、アルミニウム合金製のテストピースを作製した。図１３に作製したテストピースの形状を示す。図１３（ａ）がテストピースＴＰの平面図であり、図１３（ｂ）がテストピースＴＰの側面図である。図１３に示すように、テストピースＴＰは平板状であり、平面視において正方形状を呈する。なお、テストピースＴＰの材質として、ＡＤＣ１２およびＡ５０５２という２種類のアルミニウム合金を用意した。
(Evaluation test)
In order to prove that the processing method described in the present embodiment has an excellent effect, an evaluation sample was prepared and an evaluation test was performed. In carrying out the evaluation test, first, a test piece made of an aluminum alloy was produced. FIG. 13 shows the shape of the test piece produced. FIG. 13A is a plan view of the test piece TP, and FIG. 13B is a side view of the test piece TP. As shown in FIG. 13, the test piece TP has a flat plate shape and has a square shape in plan view. Two types of aluminum alloys, ADC12 and A5052, were prepared as materials for the test piece TP.
図１３（ａ）に示すように、テストピースＴＰの中央に断面円形の孔Ｗが表裏面を貫通するように形成されている。テストピースＴＰの表面のうち貫通孔Ｗの開口を囲むリング状の領域が、レーザ照射により加工痕が形成される接合面１１である。すなわち図１３（ａ）において網目状にハッチングした部分が接合面１１である。この接合面１１に、本実施形態で説明したようにレーザ光をパルス照射することによって、環状溝部１２１および環状溝部１２１の内側に立設する立柱部１２２とを有する加工痕１２を接合面１１に所定のパターンで複数個形成した。なお、レーザーマーカー（ＭＤ−Ｖ９９１０：キーエンス製）を用いて接合面１１にＹＶＯ４レーザ光をパルス照射した。また、レーザ出力を８０％に、走査速度を５０ｍｍ／ｓｅｃ．に、それぞれ設定した。また、このレーザーマーカーのパルスレーザ発振方式はＱスイッチ方式である。本例においは、Ｑスイッチ周波数を３０ｋＨｚに設定した。さらに、レーザ光の出力分布がシングルモードとなるように、出力分布が調整された。 As shown in FIG. 13 (a), a hole W having a circular cross section is formed in the center of the test piece TP so as to penetrate the front and back surfaces. A ring-shaped region surrounding the opening of the through hole W in the surface of the test piece TP is a bonding surface 11 on which a processing mark is formed by laser irradiation. That is, the portion hatched in a mesh shape in FIG. As described in the present embodiment, by applying pulsed laser light to the joining surface 11, the processing surface 12 having the annular groove 121 and the upright column portion 122 standing inside the annular groove 121 is formed on the joining surface 11. A plurality of patterns were formed in a predetermined pattern. In addition, YVO 4 laser light was pulse-irradiated to the joint surface 11 using a laser marker (MD-V9910: manufactured by Keyence). Further, the laser output is 80% and the scanning speed is 50 mm / sec. Respectively. Further, the pulse laser oscillation method of this laser marker is a Q switch method. In this example, the Q switch frequency was set to 30 kHz. Furthermore, the output distribution was adjusted so that the output distribution of the laser light became a single mode.
上記のような条件下でレーザ加工された接合面１１を持つテストピースＴＰを射出成形用の金型にインサートした。そして、金型キャビティ内に加熱溶融したポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）樹脂を射出成形機で射出してテストピースＴＰの接合面１１にＰＰＳ樹脂を接合し、所定の圧力で保圧した。その後、ＰＰＳ樹脂を冷却・固化することにより、評価サンプルＨを成形した。図１４に評価サンプルＨを示す。図１４の評価サンプルＨに示すように、ＰＰＳ樹脂からなる樹脂部品ＰがテストピースＴＰの接合面１１に接合されている。樹脂部品Ｐは、円板部Ｐ１および円板部Ｐ１の一方の面に接続された筒部Ｐ２とを備える。円板部Ｐ１の他方の面のうち外周寄りのリング状の領域が、テストピースＴＰの接合面１１に接合されている。 A test piece TP having a joining surface 11 laser-processed under the above conditions was inserted into a mold for injection molding. Then, polyphenylene sulfide (PPS) resin heated and melted in the mold cavity was injected with an injection molding machine, and the PPS resin was bonded to the bonding surface 11 of the test piece TP, and held at a predetermined pressure. Thereafter, the evaluation sample H was formed by cooling and solidifying the PPS resin. FIG. 14 shows an evaluation sample H. As shown in the evaluation sample H in FIG. 14, the resin component P made of PPS resin is bonded to the bonding surface 11 of the test piece TP. The resin component P includes a disk part P1 and a cylinder part P2 connected to one surface of the disk part P1. A ring-shaped region near the outer periphery of the other surface of the disc portion P1 is joined to the joining surface 11 of the test piece TP.
次いで、評価サンプルＨを図１５に示すようなブロック治具Ｇに載置する。そして、丸棒ＱでテストピースＴＰの接合面１１に接合された樹脂部品Ｐを接合面１１から引き剥がす方向に向けて押圧する。押圧力により樹脂部品Ｐが接合面１１から引き剥がされたときに必要であった押圧力を、評価サンプルの接合強度としてオートグラフＡＧで測定した。図１６および図１７に評価サンプルの接合強度の測定結果を、比較サンプルの接合強度の測定結果とともに示す。図１６は、テストピースＴＰの材質がＡＤＣ１２である場合における評価サンプルの接合強度の測定結果と、従来技術に示された加工方法で接合面が加工されたテストピース（材質はＡＤＣ１２）にＰＰＳ樹脂を接合することにより作製した比較サンプルの接合強度の測定結果とを比較したグラフである。図１７は、テストピースＴＰの材質がＡ５０５２である場合における評価サンプルの接合強度の測定結果と、従来技術に示された加工方法で接合面が加工されたテストピース（材質はＡ５０５２）にＰＰＳ樹脂を接合することにより作製した比較サンプルの接合強度の測定結果とを比較したグラフである。ここで、従来技術に示された加工方法とは、特許文献１のようにレーザ光を接合面に格子状に照射する接合面の加工方法である。なお、レーザ加工により接合面に形成された加工痕のうち隣接する加工痕の間隔（すなわち隣接する環状溝の間隔）は０．２ｍｍ、溝の幅は０．０４ｍｍ、溝の深さは０．０６ｍｍであった。 Next, the evaluation sample H is placed on a block jig G as shown in FIG. And the resin part P joined to the joining surface 11 of the test piece TP with the round bar Q is pressed toward the direction of peeling off from the joining surface 11. The pressing force required when the resin component P was peeled off from the bonding surface 11 by the pressing force was measured by the autograph AG as the bonding strength of the evaluation sample. FIGS. 16 and 17 show the measurement results of the bonding strength of the evaluation sample together with the measurement results of the bonding strength of the comparative sample. FIG. 16 shows the measurement result of the bonding strength of the evaluation sample when the material of the test piece TP is ADC12, and the PPS resin on the test piece (material is ADC12) whose bonding surface is processed by the processing method shown in the prior art. It is the graph which compared the measurement result of the joint strength of the comparative sample produced by joining. FIG. 17 shows the measurement result of the bonding strength of the evaluation sample when the material of the test piece TP is A5052, and PPS resin on the test piece (material is A5052) whose bonding surface is processed by the processing method shown in the prior art. It is the graph which compared the measurement result of the joint strength of the comparative sample produced by joining. Here, the processing method shown in the prior art is a processing method of a joint surface in which a laser beam is irradiated onto the joint surface in a lattice shape as in Patent Document 1. Of the processing marks formed on the joint surface by laser processing, the interval between adjacent processing marks (that is, the interval between adjacent annular grooves) is 0.2 mm, the groove width is 0.04 mm, and the groove depth is 0.00. It was 06 mm.
図１６および図１７からわかるように、本実施形態に係る評価サンプルＨの接合強度は、テストピースＴＰの材質がＡＤＣ１２であってもＡ５０５２であっても、比較サンプルの接合強度よりも大きい。したがって、本実施形態によれば、接合面の接合強度が向上するような接合面の加工方法を提供することができる。 As can be seen from FIGS. 16 and 17, the bonding strength of the evaluation sample H according to the present embodiment is larger than the bonding strength of the comparative sample regardless of whether the material of the test piece TP is ADC12 or A5052. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a method for processing a joint surface that improves the joint strength of the joint surface.
以上のように、本実施形態によれば、接合面１１に環状の閉軌跡を描くようにレーザ光をパルス照射することにより、接合面１１に環状溝部１２１および環状溝部１２１の内側に立設する立柱部１２２とを有する加工痕１２を形成するとともに、環状溝部１２１および立柱部１２２の形成時に接合面１１へのレーザ光の照射により発生する金属蒸気の反跳力を立柱部１２２に作用させることにより、立柱部１２２の側壁のうち金属蒸気の反跳力が作用した部分とは反対側の部分に立柱部１２２の径外方に突出する突出部１２２ａを形成する、接合面１１の加工方法が提供される。 As described above, according to the present embodiment, the annular groove 121 and the annular groove 121 are erected on the bonding surface 11 by irradiating the laser beam with a pulse so as to draw an annular closed locus on the bonding surface 11. The processing mark 12 having the upright column portion 122 is formed, and the recoil force of the metal vapor generated by the irradiation of the laser beam to the joining surface 11 is applied to the upright column portion 122 when the annular groove portion 121 and the upright column portion 122 are formed. Thus, there is provided a method of processing the joint surface 11 in which a protruding portion 122a that protrudes radially outward of the upright column portion 122 is formed on a portion of the side wall of the upright column portion 122 opposite to the portion on which the rebounding force of the metal vapor is applied. Provided.
本実施形態に係る接合面１１の加工方法によれば、接合面１１に環状の閉軌跡を描くようにレーザ光がパルス照射されるので、レーザ光の照射により接合面１１に形成されるキーホールが固化した凹部が閉軌跡に沿って連結され、その結果、接合面１１上に環状溝部１２１が形成される。また、環状溝部１２１の内側に立柱部１２２が形成される。さらに、環状溝部１２１および立柱部１２２の形成時に発生する金属蒸気の反跳力が立柱部１２２に作用することで、立柱部１２２の側壁のうち金属蒸気の反跳力が作用した部分と反対側の部分に立柱部１２２の径外方に突出した突出部１２２ａ（アンカー形状）が形成される。このため接合面１１に溶融樹脂等の被接合材料が接合されたときに、立柱部１２２の突出部１２２ａに絡むように被接合材料が付着する。図１８に、突出部１２２ａに被接合材料としての樹脂Ｍが付着した様子を図１８に示す。図１８に示すように、樹脂Ｍは、金属板１の接合面１１に形成された立柱部１２２の突出部１２２ａに回り込んで絡まるように、突出部１２２ａに付着している。このため、樹脂Ｍが接合面１１から離間する方向（図１８において矢印Ｅで示す上方向）に引っ張られた場合、樹脂Ｍが立柱部１２２の突出部１２２ａに干渉する。このような樹脂Ｍの干渉により、樹脂Ｍの引張力に対する抵抗力が発生する。この抵抗力が、接合面１１での樹脂Ｍの接合強度の向上に寄与する。 According to the processing method of the joint surface 11 according to the present embodiment, since the laser beam is pulse-irradiated so as to draw an annular closed locus on the joint surface 11, the keyhole formed in the joint surface 11 by the laser light irradiation. The recessed portions that are solidified are connected along the closed locus, and as a result, an annular groove 121 is formed on the joint surface 11. Further, an upright column portion 122 is formed inside the annular groove portion 121. Furthermore, the recoil force of the metal vapor generated when forming the annular groove portion 121 and the upright column portion 122 acts on the upright column portion 122, so that the side opposite to the portion where the recoil force of the metal vapor acts on the side wall of the upright column portion 122. A protruding portion 122a (anchor shape) that protrudes outward from the diameter of the upright column portion 122 is formed in this portion. For this reason, when a material to be bonded such as a molten resin is bonded to the bonding surface 11, the material to be bonded adheres so as to be entangled with the protruding portion 122 a of the upright column portion 122. FIG. 18 shows a state in which the resin M as the material to be bonded is attached to the protrusion 122a. As shown in FIG. 18, the resin M adheres to the projecting portion 122 a so as to wrap around the projecting portion 122 a of the upright column portion 122 formed on the joint surface 11 of the metal plate 1. For this reason, when the resin M is pulled in a direction away from the joint surface 11 (upward direction indicated by an arrow E in FIG. 18), the resin M interferes with the protruding portion 122 a of the upright column portion 122. Due to the interference of the resin M, a resistance force to the tensile force of the resin M is generated. This resistance force contributes to the improvement of the bonding strength of the resin M at the bonding surface 11.
また、一つの加工痕１２を接合面１１に形成するためのレーザ光の照射軌跡の半径（走査半径）をＲ、接合面１１に照射されるレーザ光の照射径をＬとしたときに、走査半径Ｒが、０．５Ｌ＜Ｒ＜１．５Ｌで表わされる範囲内であるように、走査半径Ｒおよびレーザ光の照射径Ｌが調整される。このため、突出部１２２ａのようなアンカー形状を有する立柱部１２２を接合面１１に確実に形成することができる。 Further, when the radius (scanning radius) of the laser beam irradiation locus for forming one processing mark 12 on the bonding surface 11 is R and the irradiation diameter of the laser beam irradiated to the bonding surface 11 is L, scanning is performed. The scanning radius R and the laser beam irradiation diameter L are adjusted so that the radius R is within a range represented by 0.5L <R <1.5L. For this reason, the upright column part 122 which has an anchor shape like the protrusion part 122a can be reliably formed in the joint surface 11. FIG.
また、照射軌跡に沿って照射部位が間歇的に且つ部分的に重複しながら移動するように、レーザ光がパルス状に接合面１１に照射される。このためレーザ光が接合面１１に照射されていない状態と照射されている状態が交互に繰り返される。レーザ光が照射されているときに接合面１１に環状溝部１２１および立柱部１２２が形成されていくとともに金属蒸気の反跳力等により立柱部１２２の側壁が押圧される。一方、レーザ光が照射されていないときには、レーザ照射時に押圧されていた立柱部１２２の側壁部分が溶融金属の表面張力により押戻される。このような立柱部１２２の側壁部分の押圧と押戻しが繰り返されることにより立柱部１２２が周期的に揺らされる。このため立柱部１２２の側壁へのアンカー形状の形成が促進される。また、レーザ光のパルス照射は、連続照射（ＣＷレーザ）と比較して低いレーザ出力で比較的深い溶け込みが得られ、さらに接合面１１への入熱制御が容易なことが一般に知られている。そのため、レーザ光のパルス照射によれば、接合面１１に閉軌跡（閉軌道）を描くようにレーザ光を照射して接合面１１にキーホールを形成するとともに、形成したキーホールが固まる前にその付近の熱源（レーザ）により溶融した材料でキーホールが埋められないようにレーザ光の照射を停止し、これによりキーホールを固まらせて凹部を形成するように、接合面１１への入熱制御を行うことができる。これに対し、ＣＷ（連続発振）レーザで接合面１１に閉軌跡を描くようにレーザ光を照射した場合、キーホールが形成されてもその付近に熱源（レーザ）が存在するため、キーホールが固まる前に溶融金属の表面張力によりキーホールが埋められてしまう。このように、ＣＷレーザを使用した場合、接合面１１への入熱制御が困難であり、その結果、溝を形成することが難しい。このことからしても、レーザ光のパルス照射は本実施形態に適したレーザ光の照射方法である。 Further, the laser beam is irradiated on the bonding surface 11 in a pulsed manner so that the irradiated portions move along the irradiation trajectory intermittently and partially overlapping. For this reason, the state in which the laser beam is not irradiated to the bonding surface 11 and the state in which the laser beam is irradiated are alternately repeated. When the laser beam is irradiated, the annular groove 121 and the upright column portion 122 are formed on the joint surface 11 and the side wall of the upright column portion 122 is pressed by the recoil force of the metal vapor. On the other hand, when the laser beam is not irradiated, the side wall portion of the upright column portion 122 that has been pressed at the time of laser irradiation is pushed back by the surface tension of the molten metal. By repeating such pressing and pushing back of the side wall portion of the upright column portion 122, the upright column portion 122 is periodically shaken. For this reason, formation of the anchor shape to the side wall of the upright column part 122 is promoted. In addition, it is generally known that pulsed irradiation of laser light can achieve relatively deep penetration with a low laser output as compared with continuous irradiation (CW laser), and can easily control heat input to the bonding surface 11. . Therefore, according to laser beam pulse irradiation, a laser beam is irradiated so as to draw a closed locus (closed trajectory) on the bonding surface 11 to form a keyhole on the bonding surface 11 and before the formed keyhole is solidified. Laser beam irradiation is stopped so that the keyhole is not filled with a material melted by a heat source (laser) in the vicinity thereof, so that the keyhole is solidified to form a recess and heat input to the bonding surface 11. Control can be performed. On the other hand, when laser light is irradiated so as to draw a closed locus on the bonding surface 11 with a CW (continuous oscillation) laser, even if a keyhole is formed, a heat source (laser) is present in the vicinity of the keyhole. Before it hardens, the keyhole is filled by the surface tension of the molten metal. As described above, when the CW laser is used, it is difficult to control the heat input to the bonding surface 11, and as a result, it is difficult to form a groove. Even from this, laser beam irradiation is a laser beam irradiation method suitable for this embodiment.
また、本実施形態において、レーザのパルス発振方式はＱスイッチ方式である。Ｑスイッチ方式で発振した非常に高いエネルギを有するレーザ光をパルス状に接合面１１に照射することにより、パルス照射であってもキーホールが形成される程度に十分に深い溶け込みを得ることができ、それ故、環状溝部１２１を接合面１１に確実に形成することができる。また、本実施形態においては、レーザ光の出力分布のモードはシングルモードである。シングルモードのレーザ光を接合面１１に照射することにより、整った形状の環状溝部１２１および立柱部１２２を接合面１１に形成することができる。 In the present embodiment, the laser pulse oscillation method is a Q switch method. By irradiating the bonding surface 11 with pulsed laser light having very high energy oscillated by the Q-switch method, it is possible to obtain a sufficiently deep penetration enough to form a keyhole even with pulse irradiation. Therefore, the annular groove 121 can be reliably formed on the joint surface 11. In the present embodiment, the mode of the laser light output distribution is a single mode. By irradiating the bonding surface 11 with a single mode laser beam, the annular groove 121 and the upright column portion 122 having a uniform shape can be formed on the bonding surface 11.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態では、接合面が形成される材料として金属材料を例示したが、金属材料以外の材料でもよい。また、上記実施形態では、接合面が形成される材料の一例としての金属材料としてアルミニウム合金を例示したが、それ以外の金属材料、例えばマグネシウム合金、鉄合金、ステンレス鋼、銅、銅合金等を使用することができる。また、上記実施形態では、接合面に接合される被接合材料として樹脂材料を例示したが、樹脂材料以外の材料でもよい。また、上記実施形態では、被接合材料の一例としての樹脂材料としてＰＰＳ樹脂を例示したが、それ以外の樹脂、例えばＰＡ６６樹脂、ＰＡ６樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等を使用することができる。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention should not be limited to the said embodiment. For example, in the said embodiment, although the metal material was illustrated as a material in which a joint surface is formed, materials other than a metal material may be sufficient. Moreover, in the said embodiment, although aluminum alloy was illustrated as a metal material as an example of the material in which a joint surface is formed, other metal materials, for example, a magnesium alloy, an iron alloy, stainless steel, copper, a copper alloy, etc. are used. Can be used. Moreover, in the said embodiment, although the resin material was illustrated as a to-be-joined material joined to a joining surface, materials other than a resin material may be sufficient. In the above embodiment, the PPS resin is exemplified as the resin material as an example of the material to be joined. However, other resins such as PA66 resin, PA6 resin, ABS resin, and PBT resin can be used. Thus, the present invention can be modified without departing from the gist thereof.
１…金属板（金属材料）、２…レーザーマーカー、３…加工台、１１…接合面（金属表面）、１２…加工痕、１２１…環状溝部（閉じた溝）、１２２…立柱部、１２２ａ…突出部（アンカー形状）、Ｊ…金属蒸気（蒸発気体）、Ｋ…キーホール、Ｌ…照射径、Ｒ…走査半径、Ｓ…照射軌跡（閉軌跡） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal plate (metal material), 2 ... Laser marker, 3 ... Processing stand, 11 ... Joining surface (metal surface), 12 ... Processing trace, 121 ... Annular groove (closed groove), 122 ... Standing pillar part, 122a ... Projection (anchor shape), J ... metal vapor (evaporated gas), K ... keyhole, L ... irradiation diameter, R ... scanning radius, S ... irradiation locus (closed locus)
Claims (4)
前記接合面に閉軌跡を描くように高エネルギービームを照射することにより、前記接合面に閉じた溝および前記溝の内側に立設する立柱部とを形成するとともに、前記溝および前記立柱部の形成時に前記高エネルギービームの照射により発生する蒸発気体を前記立柱部に作用させることにより、前記立柱部の側壁の少なくとも一部をアンカー形状に形成する、接合面の加工方法。 A method of processing a joint surface formed on a material surface,
By irradiating the joint surface with a high energy beam so as to draw a closed locus, a groove closed on the joint surface and an upright column portion standing on the inner side of the groove are formed. A method of processing a joint surface, wherein at least a part of a side wall of the vertical column portion is formed in an anchor shape by causing an evaporating gas generated by irradiation of the high energy beam at the time of formation to act on the vertical column portion.
前記溝および前記立柱部の形成時に発生する蒸発気体の反跳力を前記立柱部に作用させることにより、前記立柱部の側壁のうち前記蒸発気体の反跳力が作用した部分とは反対側の部分を前記立柱部の径外方に突出するように形成する、接合面の加工方法。 In the processing method of the joint surface according to claim 1,
By causing the recoil force of the evaporated gas generated at the time of forming the groove and the vertical column portion to act on the vertical column portion, the side of the vertical column portion on the side opposite to the portion on which the recoil force of the evaporated gas acts is applied. A method for processing a joint surface, wherein the portion is formed so as to protrude outward from the diameter of the upright column portion.
前記閉軌跡の形状は環状であり、
前記閉軌跡の半径をＲ、前記接合面に照射される前記高エネルギービームの照射径をＬとしたときに、前記閉軌跡の半径Ｒが、０．５Ｌ＜Ｒ＜１．５Ｌで表わされる範囲内であるように、前記閉軌跡の半径および前記高エネルギービームの照射径が調整されている、接合面の加工方法。 In the processing method of the joint surface according to claim 1 or 2,
The closed locus has an annular shape,
A range in which the radius R of the closed locus is expressed by 0.5L <R <1.5L, where R is a radius of the closed locus and L is an irradiation diameter of the high energy beam applied to the joint surface. The method of processing the joint surface, wherein the radius of the closed locus and the irradiation diameter of the high energy beam are adjusted so as to be within.
前記閉軌跡に沿って前記高エネルギービームの前記接合面への照射部位が間歇的に且つ部分的に重複しながら移動するように、前記高エネルギービームが前記金属表面にパルス状に照射される、接合面の加工方法。 In the processing method of the joint surface according to any one of claims 1 to 3,
The high energy beam is radiated on the metal surface in a pulsed manner so that the irradiation site of the high energy beam on the joint surface moves along the closed locus intermittently and partially overlapping. Processing method of joint surface.
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