JP2016078100A - 点接合用ツール - Google Patents
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Abstract
Description
Dt=10 (1)
T1+0.4×T2≦Hp≦T1+0.5×T2 (2)
Dp=0.75×Dn (3)
L=0.1×Hp×Dp (4)
尚、Dtの寸法は、摩擦攪拌点接合において標準の寸法である10mmとした。
−実験1−
上記点接合用ツール1及びツールA,Bを用いて厚さ1mmのアルミニウム合金板(A5000系)を2枚重ねて接合条件を変更しながら摩擦攪拌によって点接合する実験を実施した。尚、各ツール寸法、接合条件、及び良否判定方法を以下に示す。また、設定接合幅Dnを4mmとした。
<点接合用ツール1寸法>
ツール本体2の径Dtを10mmに、上記ピン3の高さHpを1.83mmに、上記ピン3の径Dpを3mmに、上記凹状面2aの深さLを0.43mmにそれぞれ設定している。
<ツールA寸法>
ツール本体2の径Dtを10mmに、上記ピン3の高さHpを1.2mmに、上記ピン3の径Dpを3mmにそれぞれ設定し、上記凹状面2aは平坦な形状をなしている。
<ツールB寸法>
ツール本体2の径Dtを10mmに、上記ピン3の高さHpを2.0mmに、上記ピン3の径Dpを3mmに、上記凹状面2aの深さLを0.6mmにそれぞれ設定している。
<接合条件>
・各ツールの回転数:事前に行った仮実験で得た接合条件を管理中心値1500rpmとし、この値から±500rpm変化させた回転数でそれぞれデータを取得する。
・各ツールの加圧力:事前に行った仮実験で得た接合条件を管理中心値4410Nとして、この値から±490N変化させた加圧力でそれぞれデータを取得する。
・各ツールの加圧時間:0.5sずつ変化させた加圧時間のデータを取得する。
<良否判定方法>
・評価α:第1金属板4側の接合部表面に光沢がある場合を○、接合部表面が荒れている場合(軟化金属部分がうまく流動しなかった場合)を×とした。
・評価β:接合部近傍の第1金属板4と第2金属板5との間の距離を測定し、0.4mm未満の場合を○、0.4mm以上の場合を×とした。
・評価γ:第1金属板4と第2金属板5との間の接合幅(接合径)を測定し、4.0mm以上の場合を○、4.0mm未満の場合を×とした。
<実験1の結果>
図10に実験結果を示す。評価α〜γが全て○の条件については図中に色を付けた。この結果から判るように、ツールAやツールBに比べて本願発明の点接合用ツール1は、接合条件を広くすることができる。
−実験2−
上記点接合用ツール1、及び、ツールCを用いて厚さ1.8mmのアルミニウム合金板(A6000系)を2枚重ねて接合条件を変更しながら摩擦攪拌によって点接合する実験を実施した。尚、各ツール寸法及び接合条件を以下に示す。また、設定接合幅Dnを5mmとした。
<点接合用ツール1寸法>
ツール本体2の径Dtを10mmに、上記ピン3の高さHpを2.6mmに、上記ピン3の径Dpを3.75mmに、上記凹状面2aの深さLを0.98mmにそれぞれ設定している。
<ツールC寸法>
図9(b)に示すように、ツール本体2の径Dtを10mmに、上記ピン3の高さHpを2.75mmに、上記ピン3の径Dpを4mmに、上記凹状面2aの深さLを0.8mmにそれぞれ設定している。
<接合条件>
・各ツールの回転数:事前に行った仮実験で得た接合条件を管理中心値2500rpmとし、この値から±500rpm変化させた回転数でそれぞれデータを取得する。
・各ツールの加圧力:事前に行った仮実験で得た接合条件を管理中心値4900Nとして、この値から±490N変化させた加圧力でそれぞれデータを取得する。
・各ツールの加圧時間:0.5sずつ変化させた加圧時間のデータを取得する。
<良否判定方法>
・評価α:第1金属板4側の接合部表面に光沢がある場合を○、接合部表面が荒れている場合(軟化金属部分がうまく流動しなかった場合)を×とした。
・評価β:接合部近傍の第1金属板4と第2金属板5との間の距離を測定し、0.4mm未満の場合を○、0.4mm以上の場合を×とした。
・評価δ:第1金属板4と第2金属板5との間の接合幅(接合径)を測定し、5.0mm以上の場合を○、5.0mm未満の場合を×とした。
<実験2の結果>
図11に実験結果を示す。評価α,β,δが全て○の条件については図中に色を付けた。この結果から判るように、ツールCに比べて本願発明の点接合用ツール1は、実験1とは異なる板厚の組み合わせの接合においても、接合条件を広くすることができる。
Dt=10 (1)
T1+0.4×T2≦Hp≦T1+0.5×T2 (2)
Dp=0.75×Dn (3)
L=0.1×Hp×Dp (4)
に基づいて設定すると、品質の良い接合部7が得られること分かった。
2 ツール本体
2a 凹状面
3 ピン
3a 湾曲面部
3b 雄ネジ部
3c 湾曲拡大部
4 第1金属板
5 第2金属板
7 接合部
7b 軟化金属部分
C 軸心
Claims (3)
- 棒状のツール本体と、該ツール本体の長手方向一端の軸心上に突設されたピンとを備え、重ね合わせた第1及び第2金属板の第1金属板側に上記ピンの突出端が対向する姿勢で上記ツール本体を軸心回りに回転させ、且つ、上記両金属板に上記ツール本体のピン側を押し込むことにより上記両金属板を摩擦熱で軟化させて互いに固相接合させる点接合用ツールであって、
上記ツール本体の上記ピン側の端面は、上記ツール本体の長手方向他端側に行くにつれて次第に縮径する凹状面であり、
上記第1金属板の板厚T1(mm)、上記第2金属板の板厚T2(mm)、及び設定接合幅Dn(mm)として、上記ツール本体の径Dt(mm)、上記ピンの高さHp(mm)、上記ピンの径Dp(mm)、及び上記凹状面の深さL(mm)が以下の式(1)〜(4)
Dt=10 (1)
T1+0.4×T2≦Hp≦T1+0.5×T2 (2)
Dp=0.75×Dn (3)
L=0.1×Hp×Dp (4)
に基づいて設定されていることを特徴とする点接合用ツール。 - 請求項1に記載の点接合用ツールにおいて、
上記ピンの突出端には、上記ツール本体から離れるにつれて次第に縮径する湾曲面部が設けられ、上記ピンの側面には、上記湾曲面部に繋がる雄ネジ部が形成されていることを特徴とする点接合用ツール。 - 請求項1又は2に記載の点接合用ツールにおいて、
上記ピン側面の上記ツール本体との連続部分には、上記ツール本体に近づくにつれて次第に湾曲しながら拡径する湾曲拡径部が設けられていることを特徴とする点接合用ツール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014214735A JP2016078100A (ja) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | 点接合用ツール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014214735A JP2016078100A (ja) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | 点接合用ツール |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018119188A Division JP6606576B2 (ja) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 点接合用ツール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016078100A true JP2016078100A (ja) | 2016-05-16 |
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ID=55957078
Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113681148A (zh) * | 2016-08-09 | 2021-11-23 | 国立大学法人大阪大学 | 搅拌摩擦焊用工具构件和使用该工具构件的搅拌摩擦焊装置以及搅拌摩擦焊方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006102805A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Mazda Motor Corp | 摩擦接合装置の回転ツール |
JP2007167902A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Fuji Heavy Ind Ltd | 摩擦攪拌接合方法及び摩擦攪接合用回転ツール |
JP2007326126A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Osg Corp | 摩擦攪拌接合用の接合工具、および摩擦攪拌接合方法 |
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-
2014
- 2014-10-21 JP JP2014214735A patent/JP2016078100A/ja active Pending
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