JP2013252537A - 摩擦攪拌加工用裏当て部材、摩擦攪拌加工方法及び摩擦攪拌加工装置 - Google Patents
摩擦攪拌加工用裏当て部材、摩擦攪拌加工方法及び摩擦攪拌加工装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013252537A JP2013252537A JP2012129278A JP2012129278A JP2013252537A JP 2013252537 A JP2013252537 A JP 2013252537A JP 2012129278 A JP2012129278 A JP 2012129278A JP 2012129278 A JP2012129278 A JP 2012129278A JP 2013252537 A JP2013252537 A JP 2013252537A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- backing member
- tool
- friction stir
- cylindrical workpiece
- stir processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000013019 agitation Methods 0.000 title abstract 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 63
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 44
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 14
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000691 Re alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
【解決手段】平板材を円筒状に曲成した円筒ワークWの端部e1,e2同士を突き合せた接合線Lに沿って円筒ワークWの外壁面側から回転するツール31を押し付けて摩擦攪拌加工するときツール31の押圧力を受け止めるように円筒ワークWの内壁面にあてがわれる裏当て部材6である。この裏当て部材6は、円筒ワークWの内壁面に当接する円弧状上面60において接合線Lに沿って延在する平面部61が形成されている。
【選択図】図4
Description
平板材を円筒状に曲成した円筒ワークの端部同士を突き合せた接合線に沿って円筒ワークの外壁面側から回転するツールを押し付けて摩擦攪拌加工するとき上記ツールの押圧力を受け止めるように円筒ワークの内壁面にあてがわれる裏当て部材であって、
円筒ワークの内壁面に当接する円弧状上面には、上記接合線に沿って延在する平面部が形成されている。
ここで、ショルダ径とは、円筒ワークに接触させるツール先端部の外径のことである。
上記平面部の幅がツールのショルダ径よりも幅広となると、ツールの押し付けによって、ショルダ径よりも広い範囲で円筒ワークの突き合せた端部の周辺部分が裏当て部材の上記平面部に倣って変形して、接合部周辺に凹みを生じさせてしまう。これに対して、裏当て部材の上記平面部の幅をツールのショルダ径以下とすることにより、裏当て部材の上記平面部に押し付けられた円筒ワークの端部全域が摩擦攪拌加工された接合部となるので、接合部周辺に凹んだ変形を生じさせることがない。
すなわち、セラミックスは破壊靱性が小さいため、セラミックス系材料からなる裏当て部材は円筒ワークを介したツールの押圧力により破損し易い。ところが、このようなセラミックス系材料からなる裏当て部材であっても、裏当て部材の円弧状上面に上記平面部を形成することにより、ツールの押圧力が裏当て部材の上面の局所部分に集中することが防止され、裏当て部材の上面の破損が抑制される。例えば、鉄系高融点材料製の円筒ワークを摩擦攪拌加工するときにセラミックス系材料からなる裏当て部材を使用する場合であっても、裏当て部材の耐久性が向上されて寿命を長くすることができる。
上記摩擦攪拌加工用の裏当て部材を用いた摩擦攪拌加工方法であって、
回転するツールを、円筒ワークの突き合せた端部が上記裏当て部材の上記平面部に当接するように押し付けながら接合線に沿って移動させる方法である。
上記構成より、ツールを円筒ワークの外壁面側から接合線に押し付けると、円筒ワークの突き合せた端部が裏当て部材の平面部に当接されて、上記端部同士が真っ直ぐ突き合わされる。従って、接合線となる端部同士の突き合せ部分は、ほとんど隙間なく当接される。よって、接合部に欠陥が生じるのを抑制することができ、良好な接合を行うことができる。
上記摩擦攪拌加工用の裏当て部材を備える摩擦攪拌加工装置であって、
回転するツールを、円筒ワークの突き合せた端部が上記裏当て部材の上記平面部に当接するように押し付けながら接合線に沿って移動させる加工機構を備える装置である。
この摩擦攪拌加工装置によれば、上述の摩擦攪拌加工方法と同様の作用効果が発揮され、接合部に欠陥が生じるのを抑制して良好な接合を行うことができる。
また、本発明に係る摩擦攪拌加工方法及び摩擦攪拌加工装置によれば、接合部に欠陥が生じるのを抑制することができ、良好な接合を行うことができる。
まず、摩擦攪拌加工装置について説明する。
図1に示すように、摩擦攪拌加工装置1は、平板材を円筒状に曲成した円筒ワークWを冶具5に装着して、この円筒ワークWの端部同士を突き合せた接合線Lに沿って回転するツール31を押し付けて摩擦攪拌接合(FSW)する装置である。摩擦攪拌加工装置1は、機台10において、円筒ワークWを保持するワーク取付部2と、円筒ワークWに対して摩擦攪拌接合を行うための加工機構3とが設けられている。
図4に示すように、裏当て部材6は、長尺な略角柱形状に形成されており、長さ方向を円筒ワークWの軸線と合致するようにして配置される。この裏当て部材6の材質は、円筒ワークWと溶着しない材質が選択され、例えば、鉄系高融点材料製ワークの場合にはSiN(窒化珪素)やアルミナ等のセラミックス系材料が使用される。
図5を参照して、まず、平板材を円筒状に曲成した円筒ワークWを冶具5に外嵌させて装着する。このとき、円筒ワークWの端部同士を突き合せた接合線Lを冶具5に取り付けた裏当て部材6の平面部61上に配置させる(図5(a))。そして、クランプ23で冶具5に装着した円筒ワークWを挟持して固定させ、サポータ22を起立させて冶具5の前側の支軸51を支持させる(図1、図2参照)。
なお、本発明は、以上の実施形態のみに限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
すなわち、上記構成の裏当て部材6を、図1に示した摩擦攪拌加工装置1に取り付けて、円筒ワークWの突き合せた端部e1,e2を摩擦攪拌接合する操作を行って、設置した裏当て部材6の上面60に欠損が生じた接合回数を確かめた。
円筒ワークWは、平板材を円筒状に曲成したもので、厚さ0.91mmのSUS430からなり、内径113.2mm、外径115mm、長さ300mmとするものである。
ツール31は、円柱状のショルダ部311を有し、先端のショルダ面中央に断面弧状のプローブ312を突設したもので、Ni基2重複相金属間化合物合金製からなり、ショルダ径が12mm、プローブ径が4mm、プローブ長が0.8mmとし、プローブ形状は半径2.25mmの半球形状とするものである。
接合条件は、ツール31の前進角が3度、ツール回転数が1200rpm、ツール送り速度が900mm/min、ツール31の円筒ワークWへの加圧力を0.5tonに設定した。
6 裏当て部材
31 ツール
60 上面
61 平面部
e1,e2 端部
L 接合線
W 円筒ワーク
Claims (5)
- 平板材を円筒状に曲成した円筒ワークの端部同士を突き合せた接合線に沿って円筒ワークの外壁面側から回転するツールを押し付けて摩擦攪拌加工するとき上記ツールの押圧力を受け止めるように円筒ワークの内壁面にあてがわれる裏当て部材であって、
円筒ワークの内壁面に当接する円弧状上面には、上記接合線に沿って延在する平面部が形成されている摩擦攪拌加工用裏当て部材。 - 請求項1に記載の摩擦攪拌加工用裏当て部材において、
上記平面部の幅は、ツールのショルダ径以下の寸法に設定されている摩擦攪拌加工用裏当て部材。 - 請求項1又は2に記載の裏当て部材は、セラミックス系材料からなる摩擦攪拌加工用裏当て部材。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の摩擦攪拌加工用の裏当て部材を用いた摩擦攪拌加工方法であって、
回転するツールを、円筒ワークの突き合せた端部が上記裏当て部材の上記平面部に当接するように押し付けながら接合線に沿って移動させる摩擦攪拌加工方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の摩擦攪拌加工用の裏当て部材を備える摩擦攪拌加工装置であって、
回転するツールを、円筒ワークの突き合せた端部が上記裏当て部材の上記平面部に当接するように押し付けながら接合線に沿って移動させる加工機構を備える摩擦攪拌加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012129278A JP5920826B2 (ja) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | 摩擦攪拌加工用裏当て部材、摩擦攪拌加工方法及び摩擦攪拌加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012129278A JP5920826B2 (ja) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | 摩擦攪拌加工用裏当て部材、摩擦攪拌加工方法及び摩擦攪拌加工装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013252537A true JP2013252537A (ja) | 2013-12-19 |
JP5920826B2 JP5920826B2 (ja) | 2016-05-18 |
Family
ID=49950501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012129278A Active JP5920826B2 (ja) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | 摩擦攪拌加工用裏当て部材、摩擦攪拌加工方法及び摩擦攪拌加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5920826B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018020365A (ja) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 日本軽金属株式会社 | 円筒状部材の製造方法 |
WO2018025497A1 (ja) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 日本軽金属株式会社 | 円筒状部材の製造方法 |
JP2018065165A (ja) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 日本軽金属株式会社 | 円筒状部材の製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003225780A (ja) * | 2002-01-30 | 2003-08-12 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム系構造体およびその製造方法 |
JP2003320482A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶接用治具 |
JP2005000967A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 車両用ホイールにおけるアルミニウム合金製リム及びその製造方法 |
JP2005028448A (ja) * | 2003-06-17 | 2005-02-03 | Honda Motor Co Ltd | 摩擦撹拌接合用装置 |
JP2008515644A (ja) * | 2004-10-05 | 2008-05-15 | エスアイアイ・メガダイアモンド・インコーポレーテッド | 摩擦攪拌接合で使用するための拡張式マンドレル |
-
2012
- 2012-06-06 JP JP2012129278A patent/JP5920826B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003225780A (ja) * | 2002-01-30 | 2003-08-12 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム系構造体およびその製造方法 |
JP2003320482A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶接用治具 |
JP2005000967A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 車両用ホイールにおけるアルミニウム合金製リム及びその製造方法 |
JP2005028448A (ja) * | 2003-06-17 | 2005-02-03 | Honda Motor Co Ltd | 摩擦撹拌接合用装置 |
JP2008515644A (ja) * | 2004-10-05 | 2008-05-15 | エスアイアイ・メガダイアモンド・インコーポレーテッド | 摩擦攪拌接合で使用するための拡張式マンドレル |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018020365A (ja) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 日本軽金属株式会社 | 円筒状部材の製造方法 |
WO2018025497A1 (ja) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 日本軽金属株式会社 | 円筒状部材の製造方法 |
CN108472761A (zh) * | 2016-08-05 | 2018-08-31 | 日本轻金属株式会社 | 圆筒状构件的制造方法 |
JP2018065165A (ja) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 日本軽金属株式会社 | 円筒状部材の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5920826B2 (ja) | 2016-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5945854B2 (ja) | 摩擦攪拌加工装置及び摩擦攪拌加工方法 | |
JP4332157B2 (ja) | 摩擦攪拌接合装置 | |
TW473411B (en) | Friction stir welding method | |
TW396081B (en) | Welding equipment | |
JP5613898B2 (ja) | 摩擦加工装置及び摩擦加工方法 | |
JP2008110371A (ja) | 摩擦攪拌接合方法及び装置 | |
JPWO2011061826A1 (ja) | 両面摩擦攪拌接合方法および装置並びに両面摩擦攪拌接合用ツールセット | |
JP2012183565A (ja) | 摩擦撹拌接合方法及び接合治具 | |
JP5920826B2 (ja) | 摩擦攪拌加工用裏当て部材、摩擦攪拌加工方法及び摩擦攪拌加工装置 | |
JP7101140B2 (ja) | 摩擦撹拌接合用工具 | |
KR20160071483A (ko) | 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법 | |
JP5634207B2 (ja) | レーザ溶接機 | |
JP2007054851A (ja) | 摩擦撹拌接合装置 | |
JP2007222899A (ja) | 異種金属部材の摩擦攪拌接合方法 | |
JPH10305372A (ja) | 溶接装置 | |
JP2007289988A (ja) | 摩擦攪拌接合方法 | |
JP2012236205A (ja) | 金型の補修方法 | |
JP2002096182A (ja) | 摩擦熱に基づく接合方法、回転ツール及び接合体 | |
JPH10305373A (ja) | シーム溶接方法および装置 | |
JP2021062376A (ja) | 摩擦攪拌接合ツール及び摩擦攪拌接合方法 | |
JP6897024B2 (ja) | 接合方法 | |
JP2020163459A (ja) | 摩擦撹拌接合用工具 | |
JP2010221236A (ja) | 摩擦攪拌接合用アタッチメント | |
JP2020163424A (ja) | 摩擦撹拌接合用工具 | |
JPH10166165A (ja) | 摩擦溶接方法および装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150414 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160229 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160308 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160405 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5920826 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |