JP2017170495A - Dissimilar material frictional agitation joining method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple and efficient butting dissimilar material frictional agitation joining method of magnesium or a magnesium alloy material and aluminum or an aluminum alloy material.SOLUTION: In a dissimilar material frictional agitation joining method of magnesium or a magnesium alloy material and aluminum or an aluminum alloy material, the dissimilar material frictional agitation joining method is provided so that a butting surface is formed by respectively arranging magnesium or a magnesium alloy material on the side (the advance side) coincident between the rotational direction and the movement direction of a frictional agitation joining tool and aluminum or an aluminum alloy material on the side (the retreat side) of becoming inverse between the rotational direction and the movement direction, and an insertion position of the frictional agitation joining tool is offset to the magnesium or magnesium alloy material side from the butting surface, and peripheral velocity of a probe part of the frictional agitation joining tool is set to 0.17-0.21 m/s.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明はマグネシウム又はマグネシウム合金材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との異材摩擦攪拌接合方法に関する。   The present invention relates to a dissimilar friction stir welding method for magnesium or a magnesium alloy material and aluminum or an aluminum alloy material.

各種輸送機器の省エネルギー化に対する要求等から、構造体への軽金属材の導入が進んでいる。ここで、実用金属中で最も軽量なのはマグネシウムであるが、全ての構造部材にマグネシウム材を適用することは材料強度や価格等の観点からハードルが高く、汎用的に用いられているアルミニウム材とマグネシウム材とを組み合わせたマルチマテリアル構造体の活用が切望されている。   In light of demands for energy saving in various transport equipment, light metal materials are being introduced into structures. Here, magnesium is the lightest metal among practical metals, but applying a magnesium material to all structural members has high hurdles in terms of material strength, cost, etc. The use of multi-material structures combined with materials is eagerly desired.

このような状況下において、異種材料を組み合わせて構造体を製造するためには異材接合技術が必要不可欠であるが、従来の溶融溶接で得られるアルミニウム/マグネシウム異材溶接部の接合界面には厚い金属間化合物層が形成されるため、十分な接合強度及び信頼性を有する接合体を得ることは困難である。   Under such circumstances, dissimilar material joining technology is indispensable for manufacturing structures by combining dissimilar materials, but thick metal is present at the joint interface of aluminum / magnesium dissimilar material welds obtained by conventional fusion welding. Since the intermetallic compound layer is formed, it is difficult to obtain a bonded body having sufficient bonding strength and reliability.

これに対し、各種異材接合への摩擦攪拌接合の適用が検討されている。摩擦攪拌接合は固相接合であることから溶融溶接と比較して接合温度が低く、接合界面における金属間化合物の形成を抑制することができる等の利点を有している。   On the other hand, the application of friction stir welding to various dissimilar material joining is being studied. Friction stir welding is a solid phase bonding, and therefore has an advantage that the bonding temperature is lower than that of fusion welding and the formation of intermetallic compounds at the bonding interface can be suppressed.

例えば、特許文献1(特開2003−170280号公報)では、2種類の異種金属材料の接合方法において、2種類の金属材料が混合した際に生成する合金あるいは金属間化合物の溶融温度のうち最も低い温度をT(M)、2種類の金属材料の各々を同種同士で摩擦攪拌接合する際の温度の低い方をT(L)としたとき、T(L)<T(M)とし、2種類の異種金属材料を重ね合わせ、各々を同種同士で摩擦攪拌接合する際の温度の低い金属材料側から接合界面付近まで接合工具を挿入した状態で摩擦攪拌接合することを特徴とする異種金属材料の接合方法、が開示されている。   For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-170280), in the joining method of two kinds of dissimilar metal materials, the melting temperature of the alloy or intermetallic compound produced when the two kinds of metal materials are mixed is the highest. T (L) <T (M), where T (L) is the lower temperature when T (M) is the lower temperature when two kinds of metal materials are friction stir welded together. Dissimilar metal materials characterized by superposing different kinds of metal materials and performing friction stir welding with a welding tool inserted from the low temperature metal material side to the vicinity of the welding interface when the same kind is friction stir welded together. The joining method is disclosed.

上記特許文献1に記載の接合方法においては、溶融層の生成を抑制することにより、粗大凝固組織や連続的な金属間化合物の生成を防止することができ、十分な接合強度を有する異種金属接合体を、効率的に得ることができる、としている。   In the joining method described in Patent Document 1, by suppressing the formation of a molten layer, it is possible to prevent the formation of a coarsely solidified structure or a continuous intermetallic compound, and dissimilar metal joining having sufficient joining strength. The body can be obtained efficiently.

また、特許文献2(特開2004−255420号公報)では、硬質材と、当該硬質材より硬度の小さな軟質材からなる異種金属材を突合わせて、突合わせ面を摩擦攪拌接合により接合する接合方法において、硬質材との硬度比が5以上のスターロッドのピンを、前記硬質材と前記軟質材を突合わせて形成される突合わせ線に対して、硬質材側に0.05mm以上入り込み、大部分を前記軟質材側に配置し、また、前記ピンを、ピンの移動方向で硬質材から軟質材側に向かう方向に回転しながら、突合わせ線の方向に移動することを特徴とする異種材を摩擦攪拌接合する接合方法、が開示されている。   Moreover, in patent document 2 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-255420), it joins the hard material and the dissimilar metal material which consists of a soft material whose hardness is smaller than the said hard material, and joins a butt surface by friction stir welding. In the method, a pin of a star rod having a hardness ratio with a hard material of 5 or more enters a hard material side with respect to a butt line formed by abutting the hard material and the soft material at least 0.05 mm, Mostly disposed on the soft material side, and the pin is moved in the direction of the butt line while rotating in the direction of movement of the pin from the hard material to the soft material side. A joining method for friction stir welding of materials is disclosed.

上記特許文献2に記載の接合方法においては、鋼材とアルミニウム材とを異材接合した場合において、ピンの硬質材側への移動量が0.05mm以上であれば、アルミニウム母材よりも接合部の接合力が大きく、引張試験ではアルミニウム材の母材側で破断する、としている。   In the joining method described in Patent Document 2, when the steel material and the aluminum material are joined to each other, if the amount of movement of the pin to the hard material side is 0.05 mm or more, the joining portion is more than the aluminum base material. The joining force is large, and in the tensile test, it breaks on the base material side of the aluminum material.

特開2003−170280号公報JP 2003-170280 A 特開2004−255420号公報JP 2004-255420 A

しかしながら、上記特許文献1に開示されている接合方法は重ね合わせ接合に限定されている。また、上記特許文献2に開示されている接合方法は、融点や機械的特性が大きく異なる被接合材を異材接合する方法である。ここで、マグネシウムとアルミニウムの融点の差は10℃程度であることに加え、低温での共晶反応により接合界面に脆弱な金属間化合物層が形成するため、上記特許文献2に開示されている接合方法を適用することができない。   However, the joining method disclosed in Patent Document 1 is limited to overlap joining. Moreover, the joining method disclosed in Patent Document 2 is a method for joining different materials having different melting points and mechanical properties. Here, in addition to the difference in melting point between magnesium and aluminum being about 10 ° C., a brittle intermetallic compound layer is formed at the bonding interface by a eutectic reaction at a low temperature. The joining method cannot be applied.

以上のような従来技術における問題点に鑑み、本発明の目的は、マグネシウム又はマグネシウム合金材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との簡便かつ効率的な突合せ異材摩擦攪拌接合方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems in the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a simple and efficient butt dissimilar material friction stir welding method for magnesium or magnesium alloy material and aluminum or aluminum alloy material.

本発明者は上記目的を達成すべく、摩擦攪拌接合条件と継手強度の関係等について鋭意研究を重ねた結果、摩擦攪拌接合用ツールのプローブ部の周速に好適な数値範囲が存在すること等を見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies on the relationship between friction stir welding conditions and joint strength, etc., in order to achieve the above object, the present inventors have found that there is a numerical range suitable for the peripheral speed of the probe portion of the friction stir welding tool, etc. And reached the present invention.

即ち、本発明は、
マグネシウム又はマグネシウム合金材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との異材摩擦攪拌接合方法であって、
摩擦攪拌接合用ツールの回転方向と移動方向が一致する側(前進側)に前記マグネシウム又はマグネシウム合金材を、前記回転方向と前記移動方向が逆になる側(後退側)に前記アルミニウム又はアルミニウム合金材を、それぞれ配置して突合せ面を形成し、
前記摩擦攪拌接合用ツールの挿入位置を前記突合せ面から前記マグネシウム又はマグネシウム合金材側にオフセットさせ、
前記摩擦攪拌接合用ツールのプローブ部の周速を0.17〜0.21m/sとすること、
を特徴とする異材摩擦攪拌接合方法を提供する。
That is, the present invention
A different material friction stir welding method between magnesium or magnesium alloy material and aluminum or aluminum alloy material,
The magnesium or magnesium alloy material is on the side where the rotational direction and the moving direction of the friction stir welding tool coincide (forward side), and the aluminum or aluminum alloy on the side where the rotational direction and the moving direction are opposite (reverse side) Each material is arranged to form a butt surface,
The insertion position of the friction stir welding tool is offset from the butt surface to the magnesium or magnesium alloy material side,
The peripheral speed of the probe portion of the friction stir welding tool is 0.17 to 0.21 m / s,
A dissimilar material friction stir welding method is provided.

一般的な適切接合条件においては、前進側で摩擦攪拌接合中の発熱量が大きくなることが知られている。ここで、アルミニウム又はアルミニウム合金材と比較して摩擦攪拌接合用ツールとの摩擦係数が低いマグネシウム又はマグネシウム合金材を前進側に配置することで、攪拌部全体の入熱量を抑制することができる。その結果、接合界面における金属間化合物層の形成が抑制され、適切な摩擦攪拌接合条件を拡大することができる。   It is known that the amount of heat generated during friction stir welding increases on the forward side under general appropriate welding conditions. Here, by arranging magnesium or a magnesium alloy material having a lower friction coefficient with the friction stir welding tool than aluminum or an aluminum alloy material on the forward side, the heat input amount of the entire stirring unit can be suppressed. As a result, formation of an intermetallic compound layer at the bonding interface is suppressed, and appropriate friction stir welding conditions can be expanded.

同種の被接合材同士を摩擦攪拌接合する場合、プローブ部の中心が突合せ面に一致するように摩擦攪拌接合用ツールを被接合材に挿入する(以後、0位置と称する)。これに対し、本発明の異材摩擦攪拌接合方法では摩擦攪拌接合用ツールを0位置からマグネシウム又はマグネシウム合金側にオフセットさせ、当該マグネシウム又はマグネシウム合金材へのプローブ部の挿入量を大きくしている。   When the same kind of materials to be joined are friction stir welded, a friction stir welding tool is inserted into the materials to be joined so that the center of the probe portion coincides with the abutting surface (hereinafter referred to as the 0 position). In contrast, in the dissimilar material friction stir welding method of the present invention, the friction stir welding tool is offset from the 0 position to the magnesium or magnesium alloy side, and the amount of insertion of the probe portion into the magnesium or magnesium alloy material is increased.

アルミニウム又はアルミニウム合金材は面心立方格子構造であるため、すべり系が多く流動性が高いが、マグネシウム又はマグネシウム合金材は六方最密充填構造であるため、すべり系が少なく流動性に乏しい。よって、本発明の異材摩擦攪拌接合方法においては摩擦攪拌接合用ツールを0位置からマグネシウム又はマグネシウム材側にオフセットさせ、マグネシウム材の材料流動を促進している。   Aluminum or an aluminum alloy material has a face-centered cubic lattice structure, and thus has a lot of sliding system and high fluidity. However, since magnesium or a magnesium alloy material has a hexagonal close-packed structure, the sliding system is small and fluidity is poor. Therefore, in the dissimilar material friction stir welding method of the present invention, the friction stir welding tool is offset from the 0 position to the magnesium or magnesium material side to promote the material flow of the magnesium material.

また、本発明の異材摩擦攪拌接合方法においては、前記摩擦攪拌接合用ツールのプローブ部の周速を0.17〜0.21m/sとしている。プローブ部の周速を0.17m/s以上とすることにより、材料流動性を確保して攪拌部における欠陥の形成を抑制することができる。一方、プローブ部の周速を0.21m/s以下とすることで、入熱過剰により接合界面における金属間化合物層が厚くなることを抑制することができる。   Moreover, in the dissimilar material friction stir welding method of this invention, the peripheral speed of the probe part of the said tool for friction stir welding is 0.17-0.21 m / s. By setting the peripheral speed of the probe part to 0.17 m / s or more, the material fluidity can be secured and the formation of defects in the stirring part can be suppressed. On the other hand, by setting the peripheral speed of the probe portion to 0.21 m / s or less, it is possible to prevent the intermetallic compound layer at the bonding interface from becoming thick due to excessive heat input.

摩擦攪拌接合のプロセスパラメータの一つとして、一般的には摩擦攪拌接合用ツールの回転速度が利用されている。ここで、回転速度が同じでもプローブ部の直径によって周速は異なる値となるが、プローブ部の直径に依らず周速を0.17〜0.21m/sとすることで良好な異材摩擦攪拌接合継手を得ることができる。   As one of the process parameters of friction stir welding, the rotational speed of a friction stir welding tool is generally used. Here, even if the rotation speed is the same, the peripheral speed varies depending on the diameter of the probe part, but good frictional stirring with different materials can be achieved by setting the peripheral speed to 0.17 to 0.21 m / s regardless of the diameter of the probe part. A joint joint can be obtained.

また、本発明の異材摩擦攪拌接合方法においては、前記周速を0.17〜0.19m/sとすること、が好ましい。プローブ部の周速を0.19m/s以下とすることで、より確実に入熱過剰により接合界面における金属間化合物層が厚くなることを抑制することができる。   Moreover, in the dissimilar material friction stir welding method of this invention, it is preferable that the said peripheral speed shall be 0.17-0.19 m / s. By setting the peripheral speed of the probe portion to 0.19 m / s or less, it is possible to more reliably prevent the intermetallic compound layer at the bonding interface from becoming thick due to excessive heat input.

また、本発明の異材摩擦攪拌接合方法においては、前記オフセットの移動距離を0.5〜1.5mmとすること、が好ましい。オフセットの移動量を0.5mm以上とすることでマグネシウム又はマグネシウム材の材料流動を十分に促進することができ、1.5mm以下とすることでアルミニウム又はアルミニウム材の材料流動性が低下することを抑制することができる。   In the dissimilar material friction stir welding method of the present invention, it is preferable that the offset moving distance is 0.5 to 1.5 mm. By making the amount of offset movement 0.5 mm or more, the material flow of magnesium or magnesium material can be sufficiently promoted, and by setting it to 1.5 mm or less, the material fluidity of aluminum or aluminum material is reduced. Can be suppressed.

更に、本発明の異材摩擦攪拌接合方法においては、前記プローブ部の直径を3〜5mmとすることが好ましい。プローブ部の直径を3mm以上とすることでプローブ部の強度を担保することができ、5mm以下とすることで攪拌部における欠陥の形成を抑制することができる(プローブが太くなると当該プローブの通過に伴って形成される空間を材料流動によって埋め戻すことが困難となる)。   Furthermore, in the dissimilar material friction stir welding method of the present invention, it is preferable that the diameter of the probe portion is 3 to 5 mm. By setting the diameter of the probe portion to 3 mm or more, the strength of the probe portion can be ensured, and by setting it to 5 mm or less, formation of defects in the stirring portion can be suppressed (when the probe becomes thick, the probe passes through). It is difficult to refill the space formed by the material flow).

本発明によれば、マグネシウム又はマグネシウム合金材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との簡便かつ効率的な突合せ異材摩擦攪拌接合方法を提供することができる。   According to the present invention, a simple and efficient butt dissimilar material friction stir welding method between magnesium or a magnesium alloy material and aluminum or an aluminum alloy material can be provided.

摩擦攪拌時の被接合材の配置を示す概略図である。It is the schematic which shows arrangement | positioning of the to-be-joined material at the time of friction stirring. 本発明で用いる摩擦攪拌接合用ツールの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the tool for friction stir welding used by this invention. 被接合材と摩擦攪拌接合用ツールの位置関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the positional relationship of a to-be-joined material and the tool for friction stir welding. 異材摩擦攪拌接合継手の引張強度を示すグラフである(周速と接合強度の関係)。It is a graph which shows the tensile strength of a dissimilar material friction stir welding joint (relationship between peripheral speed and joining strength). 異材摩擦攪拌接合継手の引張強度を示すグラフである(被接合材の配置と接合強度の関係)。It is a graph which shows the tensile strength of a dissimilar material friction stir welding joint (relationship between arrangement | positioning of to-be-joined material, and joining strength). 異材摩擦攪拌接合継手の表面外観である。It is the surface appearance of a dissimilar material friction stir welding joint. 異材摩擦攪拌接合継手の断面マクロ写真である。It is a cross-sectional macro photograph of a dissimilar material friction stir welded joint. 接合界面近傍のSEM−EDS元素マッピングである。It is SEM-EDS element mapping of the joining interface vicinity.

以下、図面を参照しながら本発明の異材摩擦攪拌接合方法の代表的な実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、表された各構成要素の寸法やそれらの比は実際のものとは異なる場合もある。   Hereinafter, representative embodiments of the dissimilar material friction stir welding method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. Further, since the drawings are for conceptually explaining the present invention, the dimensions and ratios of the components shown may be different from the actual ones.

図1は、摩擦攪拌接合時の被接合材の配置を示す概略図である。被接合材にはアルミニウム又はアルミニウム合金材2とマグネシウム又はマグネシウム合金材4とを突合せ、被接合界面6が形成されている。ここで、被接合界面6に対して適切な位置に図2に示す摩擦攪拌接合用ツール8を挿入して移動させることで、異材摩擦攪拌接合が達成される。   FIG. 1 is a schematic view showing an arrangement of materials to be joined at the time of friction stir welding. A bonded interface 6 is formed by abutting aluminum or an aluminum alloy material 2 and magnesium or a magnesium alloy material 4 on the material to be bonded. Here, the friction stir welding of different materials is achieved by inserting and moving the friction stir welding tool 8 shown in FIG.

摩擦攪拌接合はFSW(Friction Stir Welding)と称され、接合しようとする二つの金属材からなる被接合材それぞれの端部を突き合わせ、回転ツールの先端に設けられた突起部(プローブ)を両者の端部の間に挿入し、これら端部の長手方向に沿って回転ツールを回転させつつ移動させることによって、二つの金属部材を接合する方法である。   Friction stir welding is referred to as FSW (Friction Stir Welding), where the ends of the materials to be joined made of two metal materials to be joined are abutted, and the protrusion (probe) provided at the tip of the rotary tool is attached to both of them. It is a method of joining two metal members by inserting between the end portions and moving the rotary tool along the longitudinal direction of these end portions while rotating.

ここで、本発明の異材摩擦攪拌接合においては摩擦攪拌接合用ツール8の回転方向と移動方向が一致する側(前進側)にマグネシウム又はマグネシウム合金材4を、当該回転方向と移動方向が逆になる側(後退側)にアルミニウム又はアルミニウム合金材2を、それぞれ配置する。アルミニウム又はアルミニウム合金材2と比較して摩擦攪拌接合用ツール8との摩擦係数が低いマグネシウム又はマグネシウム合金材4を前進側に配置することで、攪拌部全体の入熱量を抑制することができる。その結果、接合界面における金属間化合物層の形成が抑制され、適切な摩擦攪拌接合条件を拡大することができる。   Here, in the dissimilar material friction stir welding of the present invention, the magnesium or magnesium alloy material 4 is placed on the side where the rotational direction and the moving direction of the friction stir welding tool 8 coincide (the forward side), and the rotational direction and the moving direction are reversed. Aluminum or aluminum alloy material 2 is arranged on each side (retreat side). By disposing the magnesium or magnesium alloy material 4 having a lower coefficient of friction with the friction stir welding tool 8 compared to the aluminum or aluminum alloy material 2 on the forward side, the heat input amount of the entire stirring unit can be suppressed. As a result, formation of an intermetallic compound layer at the bonding interface is suppressed, and appropriate friction stir welding conditions can be expanded.

摩擦攪拌接合用ツール8の形状は本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々の形状を用いることができるが、一般的にはツール本体部10の底面にプローブ部12が備わっている。プローブ部12の形状に関し、根元を太く先細りにすることで摩擦攪拌接合中のプローブ部12の破断を防止することができるが、本発明の異材摩擦攪拌接合においては太さが均一な円柱状とすることが好ましい。プローブ部12を円柱状とすることで、板厚方向により均質な攪拌領域を形成することができる。加えて、プローブ部12にネジを形成させることで、攪拌効果を促進させることができる。   The shape of the friction stir welding tool 8 is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and various conventionally known shapes can be used. Generally, the probe portion 12 is provided on the bottom surface of the tool main body portion 10. Is equipped. With respect to the shape of the probe portion 12, it is possible to prevent breakage of the probe portion 12 during friction stir welding by making the base thick and tapered, but in the dissimilar material friction stir welding of the present invention, It is preferable to do. By making the probe part 12 cylindrical, a homogeneous stirring region can be formed in the plate thickness direction. In addition, the stirring effect can be promoted by forming a screw in the probe portion 12.

プローブ部12の直径は被接合材の板厚等に応じて適宜設定すればよいが、3〜5mmとすることが好ましい。プローブ部12の直径を3mm以上とすることでプローブ部12の強度を担保することができ、5mm以下とすることで攪拌部における欠陥の形成を抑制することができる(プローブ部12が太くなるとプローブ部12の通過に伴って形成される空間を材料流動によって埋め戻すことが困難となる)。   The diameter of the probe portion 12 may be appropriately set according to the thickness of the material to be joined, but is preferably 3 to 5 mm. By setting the diameter of the probe portion 12 to 3 mm or more, the strength of the probe portion 12 can be ensured, and by setting the diameter to 5 mm or less, formation of defects in the stirring portion can be suppressed (if the probe portion 12 becomes thicker, the probe It is difficult to refill the space formed by the passage of the portion 12 by material flow).

また、摩擦攪拌接合用ツール8の材質も本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々の材質を用いることができ、例えば、工具鋼、超硬合金及びセラミックス等を用いることができる。   Further, the material of the friction stir welding tool 8 is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and various conventionally known materials can be used. For example, tool steel, cemented carbide, ceramics, and the like are used. be able to.

また、本発明の異材摩擦攪拌接合方法においては、摩擦攪拌接合用ツール8の挿入位置を突合せ面(被接合界面6)からマグネシウム又はマグネシウム合金材4側にオフセットさせる。同種の被接合材同士を摩擦攪拌接合する場合、プローブ部12の中心が被接合界面6に一致するように摩擦攪拌接合用ツール8を挿入するが、本発明の異材摩擦攪拌接合方法では摩擦攪拌接合用ツール8を0位置からマグネシウム又はマグネシウム合金材4側にオフセットさせることで、マグネシウム又はマグネシウム合金材4へのプローブ部12の挿入量を大きくしている。   Further, in the dissimilar material friction stir welding method of the present invention, the insertion position of the friction stir welding tool 8 is offset from the butt surface (bonded interface 6) to the magnesium or magnesium alloy material 4 side. When friction stir welding is performed on the same kind of materials to be welded, the friction stir welding tool 8 is inserted so that the center of the probe portion 12 coincides with the interface 6 to be welded. By offsetting the joining tool 8 from the 0 position to the magnesium or magnesium alloy material 4 side, the insertion amount of the probe portion 12 into the magnesium or magnesium alloy material 4 is increased.

摩擦攪拌接合用ツール8のオフセット量aは用いる摩擦攪拌接合用ツール8の形状及び被接合材の厚さ等に応じて適宜設定すればよいが、例えば、0.5〜1.5mmとすることが好ましい。オフセット量aを0.5mm以上とすることでマグネシウム又はマグネシウム合金材4の材料流動を十分に促進することができ、1.5mm以下とすることでアルミニウム又はアルミニウム材2の材料流動性の低下を抑制することができる。   The offset amount a of the friction stir welding tool 8 may be appropriately set according to the shape of the friction stir welding tool 8 to be used, the thickness of the material to be joined, and the like, for example, 0.5 to 1.5 mm. Is preferred. The material flow of the magnesium or magnesium alloy material 4 can be sufficiently promoted by setting the offset amount a to 0.5 mm or more, and the material fluidity of the aluminum or aluminum material 2 can be reduced by setting the offset amount a to 1.5 mm or less. Can be suppressed.

また、本発明の異材摩擦攪拌接合においては、摩擦攪拌接合用ツール8のプローブ部12の周速を0.17〜0.21m/sとしている。プローブ部12の周速を0.17m/s以上とすることにより、材料流動性を確保して攪拌部における欠陥の形成を抑制することができる。一方、プローブ部12の周速を0.21m/s以下とすることで、入熱過剰により接合界面における金属間化合物層が厚くなることを抑制することができる。   In the dissimilar material friction stir welding of the present invention, the peripheral speed of the probe portion 12 of the friction stir welding tool 8 is set to 0.17 to 0.21 m / s. By setting the peripheral speed of the probe part 12 to 0.17 m / s or more, the material fluidity can be secured and the formation of defects in the stirring part can be suppressed. On the other hand, by setting the peripheral speed of the probe portion 12 to 0.21 m / s or less, it is possible to prevent the intermetallic compound layer at the bonding interface from becoming thick due to excessive heat input.

ここで、回転速度が同じでもプローブ部12の直径によって周速は異なる値となるが、プローブ部12の直径に依らず周速を0.17〜0.21m/sとすることで、良好な異材摩擦攪拌接合継手を得ることができる。   Here, even if the rotation speed is the same, the peripheral speed is different depending on the diameter of the probe portion 12, but the peripheral speed is 0.17 to 0.21 m / s regardless of the diameter of the probe portion 12, which is favorable. A dissimilar material friction stir welded joint can be obtained.

ここで、前記周速は0.17〜0.19m/sとすること、が好ましい。プローブ部12の周速を0.19m/s以下とすることで、より確実に入熱過剰により接合界面における金属間化合物層が厚くなることを抑制することができる。   Here, the peripheral speed is preferably 0.17 to 0.19 m / s. By setting the peripheral speed of the probe portion 12 to 0.19 m / s or less, it is possible to more reliably prevent the intermetallic compound layer from becoming thick at the joint interface due to excessive heat input.

アルミニウム又はアルミニウム合金材2は本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々のアルミニウム又はアルミニウム合金材を用いることができる。また、マグネシウム又はマグネシウム合金材4も本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々のマグネシウム又はマグネシウム合金材を用いることができる。   The aluminum or aluminum alloy material 2 is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and various conventionally known aluminum or aluminum alloy materials can be used. Further, the magnesium or the magnesium alloy material 4 is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and various conventionally known magnesium or magnesium alloy materials can be used.

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それら設計変更は全て本発明の技術的範囲に含まれる。   As mentioned above, although typical embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to these, Various design changes are possible and these design changes are all contained in the technical scope of this invention. It is.

≪実施例1≫
図3に示す配置で、JIS−A6N01アルミニウム合金板材(3mm×100mm×330mm)とJIS−AZ31マグネシウム合金板材(3mm×100mm×330mm)を突合せ、当該突合せ面に摩擦攪拌接合用ツールを挿入して異材摩擦攪拌接合を施した。なお、JIS−A6N01アルミニウム合金板材は後退側、JIS−AZ31マグネシウム合金板材は前進側に配置されている。JIS−A6N01アルミニウム合金板材及びJIS−AZ31マグネシウム合金板材の組成を表1及び表2にそれぞれ示す。
Example 1
In the arrangement shown in FIG. 3, JIS-A6N01 aluminum alloy plate (3 mm × 100 mm × 330 mm) and JIS-AZ31 magnesium alloy plate (3 mm × 100 mm × 330 mm) are butted and a friction stir welding tool is inserted into the butted surface. Dissimilar material friction stir welding was performed. The JIS-A6N01 aluminum alloy sheet is disposed on the retreat side, and the JIS-AZ31 magnesium alloy sheet is disposed on the advance side. Tables 1 and 2 show the compositions of the JIS-A6N01 aluminum alloy sheet and the JIS-AZ31 magnesium alloy sheet, respectively.

摩擦攪拌接合用ツールは工具鋼製であり、ショルダ径:10mm、プローブ径:φ3mm(ネジあり,テーパーなし)、プローブ長:2.9mmとなっている。プローブの中心を突合せ面からJIS−AZ31マグネシウム合金板材側に1mmオフセットさせ、摩擦攪拌接合用ツールの回転速度及び移動速度をそれぞれ1100rpm及び50mm/minとして線接合を施し、異材摩擦攪拌接合継手を得た。なお、プローブ部の周速は0.172m/sである。   The friction stir welding tool is made of tool steel and has a shoulder diameter of 10 mm, a probe diameter of 3 mm (with a screw and no taper), and a probe length of 2.9 mm. The center of the probe is offset by 1 mm from the abutting surface toward the JIS-AZ31 magnesium alloy plate, and wire bonding is performed with the rotational speed and moving speed of the friction stir welding tool set to 1100 rpm and 50 mm / min, respectively, to obtain a different material friction stir welded joint. It was. The peripheral speed of the probe part is 0.172 m / s.

得られた異材摩擦攪拌接合継手から引張試験片(JIS Z2241 14B号試験片)を切り出し、引張試験機(SHIMADZU Autograph AGS−X 10kN)を用いてクロスヘッドスピード2.4mm/minにて引張試験を行った。なお、引張試験片は接合方向と垂直方向に、接合界面が試験片長手方向の略中央となるように切り出した。得られた引張強度を図4に示した。   A tensile test piece (JIS Z2241 14B test piece) was cut out from the obtained dissimilar friction stir welded joint, and a tensile test was performed at a crosshead speed of 2.4 mm / min using a tensile tester (SHIMADZU Autograph AGS-X 10 kN). went. Note that the tensile test piece was cut out in the direction perpendicular to the joining direction so that the joining interface was approximately the center in the longitudinal direction of the test piece. The obtained tensile strength is shown in FIG.

≪実施例2≫
回転速度を1200rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.188m/sである。
<< Example 2 >>
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the rotation speed was 1200 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.188 m / s.

≪実施例3≫
回転速度を1300rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.204m/sである。
Example 3
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the rotation speed was 1300 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.204 m / s.

≪実施例4≫
プローブ径をφ4mmとし、回転速度を900rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.188m/sである。
Example 4
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the probe diameter was 4 mm and the rotation speed was 900 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.188 m / s.

≪実施例5≫
プローブ径をφ4mmとし、回転速度を1000rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.209m/sである。
Example 5
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the probe diameter was 4 mm and the rotation speed was 1000 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.209 m / s.

≪実施例6≫
プローブ径をφ5mmとし、回転速度を700rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.183m/sである。
Example 6
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the probe diameter was 5 mm and the rotation speed was 700 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.183 m / s.

≪実施例7≫
プローブ径をφ5mmとし、回転速度を800rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.209m/sである。
Example 7
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the probe diameter was 5 mm and the rotation speed was 800 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.209 m / s.

≪比較例1≫
回転速度を900rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.141m/sである。
≪Comparative example 1≫
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the rotation speed was 900 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.141 m / s.

≪比較例2≫
回転速度を1000rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.157m/sである。
≪Comparative example 2≫
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the rotation speed was 1000 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.157 m / s.

≪比較例3≫
回転速度を1500rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.236m/sである。
«Comparative Example 3»
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the rotation speed was 1500 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.236 m / s.

≪比較例4≫
プローブ径をφ4mmとし、回転速度を800rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.167m/sである。
<< Comparative Example 4 >>
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the probe diameter was 4 mm and the rotation speed was 800 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.167 m / s.

≪比較例5≫
プローブ径をφ4mmとし、回転速度を1100rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.230m/sである。
<< Comparative Example 5 >>
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the probe diameter was 4 mm and the rotation speed was 1100 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.230 m / s.

≪比較例6≫
プローブ径をφ5mmとし、回転速度を600rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.157m/sである。
<< Comparative Example 6 >>
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the probe diameter was 5 mm and the rotation speed was 600 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.157 m / s.

≪比較例7≫
プローブ径をφ5mmとし、回転速度を900rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図4に示した。なお、プローブ部の周速は0.236m/sである。
<< Comparative Example 7 >>
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the probe diameter was 5 mm and the rotation speed was 900 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.236 m / s.

≪比較例8≫
JIS−A6N01アルミニウム合金板材を前進側、JIS−AZ31マグネシウム合金板材を後退側に配置し、回転速度を900rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図5に示した(参考として実施例1〜3及び比較例1〜3で得られた引張強度も示している)。なお、プローブ部の周速は0.141m/sである。
«Comparative Example 8»
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the JIS-A6N01 aluminum alloy sheet was placed on the forward side, the JIS-AZ31 magnesium alloy sheet was placed on the backward side, and the rotational speed was 900 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. 5 (The tensile strength obtained in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3 is also shown as reference). . The peripheral speed of the probe part is 0.141 m / s.

≪比較例9≫
JIS−A6N01アルミニウム合金板材を前進側、JIS−AZ31マグネシウム合金板材を後退側に配置した以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図5に示した。なお、プローブ部の周速は0.172m/sである。
<< Comparative Example 9 >>
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the JIS-A6N01 aluminum alloy sheet was disposed on the forward side and the JIS-AZ31 magnesium alloy sheet was disposed on the backward side. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.172 m / s.

≪比較例10≫
JIS−A6N01アルミニウム合金板材を前進側、JIS−AZ31マグネシウム合金板材を後退側に配置し、回転速度を1200rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図5に示した。なお、プローブ部の周速は0.188m/sである。
<< Comparative Example 10 >>
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the JIS-A6N01 aluminum alloy sheet was placed on the forward side, the JIS-AZ31 magnesium alloy sheet was placed on the backward side, and the rotational speed was 1200 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.188 m / s.

≪比較例11≫
JIS−A6N01アルミニウム合金板材を前進側、JIS−AZ31マグネシウム合金板材を後退側に配置し、回転速度を1300rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図5に示した。なお、プローブ部の周速は0.204m/sである。
<< Comparative Example 11 >>
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the JIS-A6N01 aluminum alloy sheet was placed on the forward side, the JIS-AZ31 magnesium alloy sheet was placed on the backward side, and the rotational speed was 1300 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.204 m / s.

≪比較例12≫
JIS−A6N01アルミニウム合金板材を前進側、JIS−AZ31マグネシウム合金板材を後退側に配置し、回転速度を1400rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図5に示した。なお、プローブ部の周速は0.220m/sである。
<< Comparative Example 12 >>
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the JIS-A6N01 aluminum alloy sheet was placed on the forward side, the JIS-AZ31 magnesium alloy sheet was placed on the backward side, and the rotational speed was 1400 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.220 m / s.

≪比較例13≫
JIS−A6N01アルミニウム合金板材を前進側、JIS−AZ31マグネシウム合金板材を後退側に配置し、回転速度を1500rpmとした以外は実施例1と同様にして、異材摩擦攪拌接合継手を得た。また、実施例1と同様にして引張試験を行い、得られた引張強度を図5に示した。なお、プローブ部の周速は0.236m/sである。
<< Comparative Example 13 >>
A dissimilar material friction stir welded joint was obtained in the same manner as in Example 1 except that the JIS-A6N01 aluminum alloy sheet was placed on the forward side, the JIS-AZ31 magnesium alloy sheet was placed on the backward side, and the rotational speed was 1500 rpm. Moreover, the tensile test was done like Example 1 and the obtained tensile strength was shown in FIG. The peripheral speed of the probe part is 0.236 m / s.

図4において、プローブ部の周速が0.17〜0.21m/sとなる実施例1〜7については、全て100MPa以上の良好な引張強度が得られている。また、プローブ部の周速が0.17〜0.19m/sの範囲にある実施例1、2及び4については、特に高い引張強度を示している。   In FIG. 4, good tensile strength of 100 MPa or more is obtained in all of Examples 1 to 7 in which the peripheral speed of the probe portion is 0.17 to 0.21 m / s. Further, Examples 1, 2 and 4 in which the peripheral speed of the probe portion is in the range of 0.17 to 0.19 m / s show particularly high tensile strength.

図5において、JIS−A6N01アルミニウム合金板材を後退側、JIS−AZ31マグネシウム合金板材を前進側に配置することで、ツールの回転速度に依らず引張強度が上昇することが分かる。   In FIG. 5, it can be seen that by arranging the JIS-A6N01 aluminum alloy sheet on the backward side and the JIS-AZ31 magnesium alloy sheet on the forward side, the tensile strength increases regardless of the rotational speed of the tool.

実施例1及び比較例9で得られた異材摩擦攪拌接合継手の表面外観を図6に示す。ツールの回転速度及び移動速度等の接合条件が同じ場合であっても、被接合材の配置によって表面状態が大きく異なっており、JIS−A6N01アルミニウム合金板材を後退側、JIS−AZ31マグネシウム合金板材を前進側に配置することで平滑な接合部表面が得られることが分かる。   The surface appearance of the dissimilar material friction stir welded joint obtained in Example 1 and Comparative Example 9 is shown in FIG. Even when the welding conditions such as the rotational speed and moving speed of the tool are the same, the surface state varies greatly depending on the arrangement of the materials to be joined. The JIS-A6N01 aluminum alloy sheet is moved backward, the JIS-AZ31 magnesium alloy sheet is It can be seen that a smooth joint surface can be obtained by disposing on the forward side.

実施例1で得られた異材摩擦攪拌接合継手の断面マクロ写真を図7に示す。攪拌部に欠陥は認められず、良好な継手が得られていることが確認できる。   A cross-sectional macro photograph of the dissimilar material friction stir welded joint obtained in Example 1 is shown in FIG. It can be confirmed that no defects were found in the stirring portion and a good joint was obtained.

実施例1及び比較例3で得られた異材摩擦攪拌接合継手に関して接合界面の状況等を確認するため、接合部の断面をSEM−EDS(JEOL JSM−7001FA)によって詳細に観察した。なお、SEM観察の条件は加速電圧:15kV及び照射電流:10Aとした。SEM観察用の断面試料作製には、アルゴンイオンビームと遮蔽板を用いて試料断面を研磨するクロスセクションポリッシャー(JEOL IB−09020CP)を使用した。   In order to confirm the state of the joint interface and the like regarding the dissimilar material friction stir welded joint obtained in Example 1 and Comparative Example 3, the cross section of the joint was observed in detail by SEM-EDS (JEOL JSM-7001FA). The conditions for SEM observation were acceleration voltage: 15 kV and irradiation current: 10A. A cross section polisher (JEOL IB-09020CP) that uses a argon ion beam and a shielding plate to polish the sample cross section was used for the preparation of the cross section sample for SEM observation.

接合界面近傍のSEM−EDS元素マッピングの結果を図8に示す。実施例1で得られた異材摩擦攪拌接合継手においては、JIS−A6N01アルミニウム合金板材とJIS−AZ31マグネシウム合金板材とが極めて薄い反応層を介して接合されている。これに対し、プローブ部の周速が0.21m/sよりも速くなる比較例3で得られた異材摩擦攪拌接合継手においては、反応層の厚さが約5μmと顕著に増加していることが分かる。   The result of SEM-EDS element mapping in the vicinity of the bonding interface is shown in FIG. In the dissimilar material friction stir welded joint obtained in Example 1, the JIS-A6N01 aluminum alloy plate and the JIS-AZ31 magnesium alloy plate are joined through an extremely thin reaction layer. On the other hand, in the dissimilar friction stir welded joint obtained in Comparative Example 3 in which the peripheral speed of the probe part is faster than 0.21 m / s, the thickness of the reaction layer is remarkably increased to about 5 μm. I understand.

なお、ツールのオフセット量をJIS−AZ31マグネシウム合金板材側に2mm、0mm又はJIS−A6N01アルミニウム合金板材側に1mmとしたこと以外は実施例4と同様にして異材摩擦攪拌接合継手を形成させ、実施例1と同様にして引張試験を行ったところ、JIS−AZ31マグネシウム合金板材側に2mmとした場合及びJIS−A6N01アルミニウム合金板材側に1mmとした場合は接合強度が低く、正確な値を得ることが困難であった。また、0mmの場合は実施例4の場合と比較して約2割の強度低下が認められた。   In addition, a different material friction stir welded joint was formed in the same manner as in Example 4 except that the offset amount of the tool was 2 mm, 0 mm on the JIS-AZ31 magnesium alloy plate material side, or 1 mm on the JIS-A6N01 aluminum alloy plate material side. When a tensile test was conducted in the same manner as in Example 1, when the thickness was 2 mm on the JIS-AZ31 magnesium alloy sheet side and 1 mm on the JIS-A6N01 aluminum alloy sheet side, the bonding strength was low and an accurate value was obtained. It was difficult. Further, in the case of 0 mm, the strength was reduced by about 20% compared to the case of Example 4.

2・・・アルミニウム又はアルミニウム合金材、
4・・・マグネシウム又はマグネシウム合金材、
6・・・被接合界面、
8・・・摩擦攪拌接合用ツール、
10・・・ツール本体部、
12・・・プローブ部。
2 ... aluminum or aluminum alloy material,
4 ... Magnesium or magnesium alloy material,
6: Bonded interface,
8 ... Tool for friction stir welding,
10 ... Tool body,
12: Probe portion.

Claims (4)

マグネシウム又はマグネシウム合金材とアルミニウム又はアルミニウム合金材との異材摩擦攪拌接合方法であって、
摩擦攪拌接合用ツールの回転方向と移動方向が一致する側(前進側)に前記マグネシウム又はマグネシウム合金材を、前記回転方向と前記移動方向が逆になる側(後退側)に前記アルミニウム又はアルミニウム合金材を、それぞれ配置して突合せ面を形成し、
前記摩擦攪拌接合用ツールの挿入位置を前記突合せ面から前記マグネシウム又はマグネシウム合金材側にオフセットさせ、
前記摩擦攪拌接合用ツールのプローブ部の周速を0.17〜0.21m/sとすること、
を特徴とする異材摩擦攪拌接合方法。
A different material friction stir welding method between magnesium or magnesium alloy material and aluminum or aluminum alloy material,
The magnesium or magnesium alloy material is on the side where the rotational direction and the moving direction of the friction stir welding tool coincide (forward side), and the aluminum or aluminum alloy on the side where the rotational direction and the moving direction are opposite (reverse side) Each material is arranged to form a butt surface,
The insertion position of the friction stir welding tool is offset from the butt surface to the magnesium or magnesium alloy material side,
The peripheral speed of the probe portion of the friction stir welding tool is 0.17 to 0.21 m / s,
Dissimilar material friction stir welding method characterized by the above.
前記周速を0.17〜0.19m/sとすること、
を特徴とする請求項1に記載の異材摩擦攪拌接合方法。
The peripheral speed is 0.17 to 0.19 m / s,
The dissimilar material friction stir welding method according to claim 1.
前記オフセットの移動距離を0.5〜1.5mmとすること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の異材摩擦攪拌接合方法。
The movement distance of the offset is 0.5 to 1.5 mm,
The dissimilar material friction stir welding method according to claim 1 or 2.
前記プローブ部の直径を3〜5mmとすること、
を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の異材摩擦攪拌接合方法。
The diameter of the probe is 3 to 5 mm;
The dissimilar material friction stir welding method according to any one of claims 1 to 3.
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