JP2018134668A - Joining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属部材同士を摩擦攪拌で接合する接合方法に関する。 The present invention relates to a joining method for joining metal members together by friction stirring.
例えば、特許文献1には、第一金属部材と第二金属部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法が開示されている。当該接合方法では、第一金属部材と第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成した後、回転ツールの攪拌ピンのみを第一金属部材及び第二金属部材に接触させた状態で突合せ部に対して摩擦攪拌を行うというものである。
For example,
従来の接合方法であると、塑性流動化した金属を回転ツールのショルダ部で押さえないため、塑性流動化した金属が外部に溢れ出し接合部が金属不足になるという問題がある。 In the conventional joining method, since the plastic fluidized metal is not pressed by the shoulder portion of the rotary tool, there is a problem that the plastic fluidized metal overflows to the outside and the joint becomes insufficient.
そこで、本発明は、接合部の金属不足を防ぐことができる接合方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the joining method which can prevent the metal shortage of a junction part.
前記課題を解決するために、本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材の端面と前記第二金属部材の端面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記第一金属部材又は前記第二金属部材の表面に面接触するように第一補助部材を配置する第一配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記第一補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材を接合する第一摩擦攪拌工程と、前記第一摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第一補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する第一除去工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を裏返す裏返し工程と、前記第一金属部材又は前記第二金属部材の裏面に面接触するように第二補助部材を配置する第二配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記第二補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材を接合する第二摩擦攪拌工程と、前記第二摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第二補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する第二除去工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a joining method for joining a first metal member and a second metal member using a rotary tool provided with a stirring pin, the end surface of the first metal member, and the A butting step of butting the end surface of the second metal member to form a butting portion; a first disposing step of disposing the first auxiliary member so as to be in surface contact with the surface of the first metal member or the second metal member; The rotating agitation pin is inserted from the surface side of the first auxiliary member, and only the agitation pin is in contact with the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member, and the butt portion A burr was formed by the first friction stirring step and the first friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member and the first auxiliary member by relatively moving the rotary tool along The first auxiliary member is A first removing step for removing from one metal member or the second metal member, a turning step for turning over the first metal member and the second metal member, and a back surface of the first metal member or the second metal member. A second disposing step of disposing the second auxiliary member so as to contact, and the rotating stirring pin is inserted from the surface side of the second auxiliary member, and only the stirring pin is inserted into the first metal member and the second metal Second friction for joining the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member by relatively moving the rotary tool along the abutting portion in contact with the member and the second auxiliary member. A stirring step and a second removal step of removing the second auxiliary member formed with burrs by the second friction stirring step from the first metal member or the second metal member.
かかる接合方法によれば、第一金属部材と第二金属部材とが接合されるとともに、第一金属部材及び第二金属部材に加え、第一補助部材又は第二補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。また、第一摩擦攪拌工程による熱歪みが発生し、第一金属部材及び第二金属部材が反ってしまうおそれがあるが、第一金属部材及び第二金属部材の裏側からも摩擦攪拌接合を行うため、当該反りを解消して第一金属部材及び第二金属部材の平坦性を高めることができる。また、第一摩擦攪拌工程及び第二摩擦攪拌工程では、攪拌ピンのみを第一金属部材及び第二金属部材に接触させるため、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができる。 According to this joining method, the first metal member and the second metal member are joined, and the first auxiliary member or the second auxiliary member is simultaneously friction stir welded in addition to the first metal member and the second metal member. As a result, it is possible to prevent metal shortage at the joint. Moreover, although the thermal distortion by a 1st friction stirring process generate | occur | produces and there exists a possibility that a 1st metal member and a 2nd metal member may warp, a friction stir welding is also performed from the back side of a 1st metal member and a 2nd metal member. Therefore, the warpage can be eliminated and the flatness of the first metal member and the second metal member can be improved. In the first friction stirring step and the second friction stirring step, only the stirring pin is brought into contact with the first metal member and the second metal member, so that the load on the friction stirring device can be reduced.
また、前記第一摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記第一補助部材に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。
また、前記第二摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記第二補助部材に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。
In the first friction agitation step, it is preferable to set the joining conditions so that burrs generated in the friction stir welding are formed on the first auxiliary member.
In the second friction stirring step, it is preferable to set the joining conditions so that burrs generated in the friction stir welding are formed on the second auxiliary member.
かかる接合方法によれば、第一補助部材又は第二補助部材にバリを集約することができるため、第一補助部材又は第二補助部材ごとバリを容易に除去することができる。 According to this joining method, since burrs can be collected on the first auxiliary member or the second auxiliary member, the burrs can be easily removed together with the first auxiliary member or the second auxiliary member.
また、本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材の端面と前記第二金属部材の端面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の表面に面接触するように第一補助部材を配置する第一配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記第一補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材を接合する第一摩擦攪拌工程と、前記第一摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第一補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する第一除去工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を裏返す裏返し工程と、前記第一金属部材又は前記第二金属部材の裏面に面接触するように第二補助部材を配置する第二配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記第二補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材を接合する第二摩擦攪拌工程と、前記第二摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第二補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する第二除去工程と、を含むことを特徴とする。 Moreover, this invention is a joining method which joins a 1st metal member and a 2nd metal member using the rotary tool provided with the stirring pin, Comprising: The end surface of said 1st metal member, and the end surface of said 2nd metal member And a first placement step of placing the first auxiliary member in surface contact with the surfaces of the first metal member and the second metal member, and the rotating stirring pin Is inserted from the surface side of the first auxiliary member, and only the stirring pin is in contact with the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member, and the rotating tool along the abutting portion. A first friction stirrer step for joining the first metal member, the second metal member and the first auxiliary member by relative movement, and the first auxiliary member on which burrs are formed by the first friction stirrer step. The first metal member and the A first removal step of removing from the two metal members, a turnover step of turning over the first metal member and the second metal member, and a second contact with the back surface of the first metal member or the second metal member. A second arrangement step of arranging an auxiliary member, and the rotating stirring pin is inserted from the surface side of the second auxiliary member, and only the stirring pin is inserted into the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary. A second friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member by relatively moving the rotary tool along the abutting portion in contact with the member; And a second removal step of removing the second auxiliary member in which burrs are formed by the two-friction stirring step from the first metal member or the second metal member.
かかる接合方法によれば、第一金属部材と第二金属部材とが接合されるとともに、第一金属部材及び第二金属部材に加え、第一補助部材又は第二補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。また、第一摩擦攪拌工程による熱歪みが発生し、第一金属部材及び第二金属部材が反ってしまうおそれがあるが、第一金属部材及び第二金属部材の裏側からも摩擦攪拌接合を行うため、当該反りを解消して第一金属部材及び第二金属部材の平坦性を高めることができる。また、第一摩擦攪拌工程及び第二摩擦攪拌工程では、攪拌ピンのみを第一金属部材及び第二金属部材に接触させるため、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができる。 According to this joining method, the first metal member and the second metal member are joined, and the first auxiliary member or the second auxiliary member is simultaneously friction stir welded in addition to the first metal member and the second metal member. As a result, it is possible to prevent metal shortage at the joint. Moreover, although the thermal distortion by a 1st friction stirring process generate | occur | produces and there exists a possibility that a 1st metal member and a 2nd metal member may warp, a friction stir welding is also performed from the back side of a 1st metal member and a 2nd metal member. Therefore, the warpage can be eliminated and the flatness of the first metal member and the second metal member can be improved. In the first friction stirring step and the second friction stirring step, only the stirring pin is brought into contact with the first metal member and the second metal member, so that the load on the friction stirring device can be reduced.
また、前記第一配置工程では、前記第一補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材の表面のいずれか一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、前記第一摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記第一補助部材のうち前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。 Further, in the first arrangement step, the first auxiliary member is disposed on one of the surfaces of the first metal member and the second metal member, and slightly protrudes to the other side with the butting portion interposed therebetween. In the first friction stirring step, burrs generated in the friction stir welding are formed on either one of the first metal member and the second metal member in the first auxiliary member. It is preferable to set the joining conditions.
かかる接合方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。また、突合せ部を挟んで他方側にわずかに補助部材を突出させる分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。 According to such a joining method, the work of removing burrs can be performed more easily. Moreover, since the auxiliary member is slightly protruded on the other side across the butting portion, it is possible to more reliably prevent metal shortage at the joint portion.
また、前記第二摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌工程で発生するバリが前記第二補助部材に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。 In the second friction stirring step, it is preferable to set the joining conditions so that burrs generated in the friction stirring step are formed on the second auxiliary member.
かかる接合方法によれば、第二補助部材にバリを集約することができるため、第二補助部材ごとバリを容易に除去することができる。 According to this joining method, since burrs can be concentrated on the second auxiliary member, the burrs can be easily removed together with the second auxiliary member.
また、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材の端面と前記第二金属部材の端面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記第一金属部材又は前記第二金属部材の表面に面接触するように第一補助部材を配置する第一配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記第一補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材を接合する第一摩擦攪拌工程と、前記第一摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第一補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する第一除去工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を裏返す裏返し工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の裏面に面接触するように第二補助部材を配置する第二配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記第二補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材を接合する第二摩擦攪拌工程と、前記第二摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第二補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する第二除去工程と、を含むことを特徴とする。 Moreover, it is a joining method which joins a 1st metal member and a 2nd metal member using the rotary tool provided with the stirring pin, Comprising: The end surface of the said 1st metal member and the end surface of the said 2nd metal member are faced | matched A butting step for forming a butting portion, a first disposing step for disposing a first auxiliary member so as to be in surface contact with the surface of the first metal member or the second metal member, and the rotating stirring pin for the first The rotary tool is inserted from the surface side of the auxiliary member, and the rotary tool is relatively moved along the abutting portion in a state where only the stirring pin is in contact with the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member. The first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member are joined to each other, and the first auxiliary member in which burrs are formed by the first friction member is used as the first metal. Member or said second metal part Removing the first auxiliary member from the first metal member and the second metal member, the second metal member and the second metal member so as to be in surface contact with the back surface of the first metal member and the second metal member. A second arrangement step to be arranged and the rotating stirring pin are inserted from the surface side of the second auxiliary member, and only the stirring pin contacts the first metal member, the second metal member and the second auxiliary member A second friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member by relatively moving the rotary tool along the abutting portion in the state of being brought into contact, and the second friction stirring And a second removal step of removing the second auxiliary member having the burr formed by the step from the first metal member and the second metal member.
かかる接合方法によれば、第一金属部材と第二金属部材とが接合されるとともに、第一金属部材及び第二金属部材に加え、第一補助部材又は第二補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。また、第一摩擦攪拌工程による熱歪みが発生し、第一金属部材及び第二金属部材が反ってしまうおそれがあるが、第一金属部材及び第二金属部材の裏側からも摩擦攪拌接合を行うため、当該反りを解消して第一金属部材及び第二金属部材の平坦性を高めることができる。また、第一摩擦攪拌工程及び第二摩擦攪拌工程では、攪拌ピンのみを第一金属部材及び第二金属部材に接触させるため、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができる。 According to this joining method, the first metal member and the second metal member are joined, and the first auxiliary member or the second auxiliary member is simultaneously friction stir welded in addition to the first metal member and the second metal member. As a result, it is possible to prevent metal shortage at the joint. Moreover, although the thermal distortion by a 1st friction stirring process generate | occur | produces and there exists a possibility that a 1st metal member and a 2nd metal member may warp, a friction stir welding is also performed from the back side of a 1st metal member and a 2nd metal member. Therefore, the warpage can be eliminated and the flatness of the first metal member and the second metal member can be improved. In the first friction stirring step and the second friction stirring step, only the stirring pin is brought into contact with the first metal member and the second metal member, so that the load on the friction stirring device can be reduced.
また、前記第一摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記第一補助部材に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。 In the first friction agitation step, it is preferable to set the joining conditions so that burrs generated in the friction stir welding are formed on the first auxiliary member.
かかる接合方法によれば、第一補助部材にバリを集約することができるため、第一補助部材ごとバリを容易に除去することができる。 According to this joining method, since burrs can be concentrated on the first auxiliary member, the burrs can be easily removed together with the first auxiliary member.
また、本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材の端面と前記第二金属部材の端面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の表面に面接触するように第一補助部材を配置する第一配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記第一補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材を接合する第一摩擦攪拌工程と、前記第一摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第一補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する第一除去工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を裏返す裏返し工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の裏面に面接触するように第二補助部材を配置する第二配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記第二補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材を接合する第二摩擦攪拌工程と、前記第二摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第二補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する第二除去工程と、を含むことを特徴とする。 Moreover, this invention is a joining method which joins a 1st metal member and a 2nd metal member using the rotary tool provided with the stirring pin, Comprising: The end surface of said 1st metal member, and the end surface of said 2nd metal member And a first placement step of placing the first auxiliary member in surface contact with the surfaces of the first metal member and the second metal member, and the rotating stirring pin Is inserted from the surface side of the first auxiliary member, and only the stirring pin is in contact with the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member, and the rotating tool along the abutting portion. A first friction stirrer step for joining the first metal member, the second metal member and the first auxiliary member by relative movement, and the first auxiliary member on which burrs are formed by the first friction stirrer step. The first metal member and the A first removal step of removing from the two metal members, a turnover step of turning the first metal member and the second metal member over, and a second contact with the back surfaces of the first metal member and the second metal member. A second arrangement step of arranging an auxiliary member, and the rotating stirring pin is inserted from the surface side of the second auxiliary member, and only the stirring pin is inserted into the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary. A second friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member by relatively moving the rotary tool along the abutting portion in contact with the member; And a second removing step of removing the second auxiliary member having the burr formed by the two-friction stirring step from the first metal member and the second metal member.
かかる接合方法によれば、第一金属部材と第二金属部材とが接合されるとともに、第一金属部材及び第二金属部材に加え、第一補助部材又は第二補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。また、第一摩擦攪拌工程による熱歪みが発生し、第一金属部材及び第二金属部材が反ってしまうおそれがあるが、第一金属部材及び第二金属部材の裏側からも摩擦攪拌接合を行うため、当該反りを解消して第一金属部材及び第二金属部材の平坦性を高めることができる。また、第一摩擦攪拌工程及び第二摩擦攪拌工程では、攪拌ピンのみを第一金属部材及び第二金属部材に接触させるため、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができる。 According to this joining method, the first metal member and the second metal member are joined, and the first auxiliary member or the second auxiliary member is simultaneously friction stir welded in addition to the first metal member and the second metal member. As a result, it is possible to prevent metal shortage at the joint. Moreover, although the thermal distortion by a 1st friction stirring process generate | occur | produces and there exists a possibility that a 1st metal member and a 2nd metal member may warp, a friction stir welding is also performed from the back side of a 1st metal member and a 2nd metal member. Therefore, the warpage can be eliminated and the flatness of the first metal member and the second metal member can be improved. In the first friction stirring step and the second friction stirring step, only the stirring pin is brought into contact with the first metal member and the second metal member, so that the load on the friction stirring device can be reduced.
また、前記第一配置工程では、前記第一補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材の表面のいずれか一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、前記第一摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記第一補助部材のうち前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。 Further, in the first arrangement step, the first auxiliary member is disposed on one of the surfaces of the first metal member and the second metal member, and slightly protrudes to the other side with the butting portion interposed therebetween. In the first friction stirring step, burrs generated in the friction stir welding are formed on either one of the first metal member and the second metal member in the first auxiliary member. It is preferable to set the joining conditions.
かかる接合方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。また、突合せ部を挟んで他方側にわずかに補助部材を突出させる分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。 According to such a joining method, the work of removing burrs can be performed more easily. Moreover, since the auxiliary member is slightly protruded on the other side across the butting portion, it is possible to more reliably prevent metal shortage at the joint portion.
本発明に係る接合方法によれば、接合部の金属不足を防ぐことができる。 According to the joining method according to the present invention, metal shortage at the joint can be prevented.
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態に係る接合方法について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、第一配置工程と、第一摩擦攪拌工程と、第一除去工程と、裏返し工程と、第二配置工程と、第二摩擦攪拌工程と、第二除去工程と、を行う。なお、以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面という意味である。
[First embodiment]
A joining method according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the joining method according to the present embodiment, the butting process, the first arrangement process, the first friction stirring process, the first removal process, the turnover process, the second arrangement process, the second friction stirring process, And two removal steps. In the following description, “front surface” means a surface opposite to the “back surface”.
突合せ工程は、図1に示すように第一金属部材1と第二金属部材2とを突き合わせる工程である。第一金属部材1及び第二金属部材2は、金属製の板状部材である。第一金属部材1及び第二金属部材2の材料は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等から適宜選択すればよい。第一金属部材1及び第二金属部材2の板厚は同等になっている。第一金属部材1及び第二金属部材2の板厚は適宜設定すればよい。
A butt | matching process is a process of butt | matching the
突合せ工程では、第一金属部材1の端面1aと、第二金属部材2の端面2aとを突き合わせて突合せ部J1を形成する。第一金属部材1の表面1bと、第二金属部材2の表面2bとは面一になる。
In the butting step, the
第一配置工程は、第一金属部材1又は第二金属部材2に第一補助部材10を配置する工程である。第一補助部材10は金属製の板状部材である。第一補助部材10は摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第一金属部材1及び第二金属部材2と同じ材料になっている。第一補助部材10の板厚は、後記する第一摩擦攪拌工程後の塑性化領域W1が金属不足にならないように適宜設定する。本実施形態では、第一補助部材10の板厚は第一金属部材1よりも薄く設定している。
The first arrangement step is a step of arranging the first
本実施形態の第一配置工程では、第一補助部材10の裏面10cと第二金属部材2の表面2bとを面接触させる。第一補助部材10は、第二金属部材2(又は第一金属部材1)のみと面接触するように配置する。本実施形態では、第一補助部材10の端面10aと第二金属部材2の端面2aとが面一となるように配置する。また、第一金属部材1、第二金属部材2及び第一補助部材10を治具T1,T1を用いて架台Tに移動不能に拘束する。なお、第一補助部材10は本実施形態では板状としているが、他の形状であってもよい。
In the first arrangement step of the present embodiment, the
第一摩擦攪拌工程は、図2に示すように、接合用回転ツールFを用いて第一金属部材1と第二金属部材2との突合せ部J1を摩擦攪拌によって接合する工程である。接合用回転ツールFは、連結部F1と、攪拌ピンF2とで構成されている。接合用回転ツールFは、特許請求の範囲の「回転ツール」に相当する。接合用回転ツールFは、例えば工具鋼で形成されている。連結部F1は、摩擦攪拌装置の回転軸(図示省略)に連結される部位である。連結部F1は円柱状を呈している。
As shown in FIG. 2, the first friction agitation step is a step of joining the butted portion J <b> 1 between the
攪拌ピンF2は、連結部F1から垂下しており、連結部F1と同軸になっている。攪拌ピンF2は連結部F1から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンF2の外周面には螺旋溝が刻設されている。本実施形態では、接合用回転ツールFを左回転させるため、螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて右回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て右回りに形成されている。 The stirring pin F2 hangs down from the connecting portion F1 and is coaxial with the connecting portion F1. The stirring pin F2 is tapered as it is separated from the connecting portion F1. A spiral groove is formed on the outer peripheral surface of the stirring pin F2. In the present embodiment, the spiral groove is formed clockwise as it goes from the proximal end to the distal end in order to rotate the joining rotary tool F counterclockwise. In other words, when the spiral groove is traced from the proximal end to the distal end, the spiral groove is formed clockwise when viewed from above.
なお、接合用回転ツールFを右回転させる場合は、螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて左回りに形成することが好ましい。言い換えると、この場合の螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て左回りに形成されている。螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンF2の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材(第一金属部材1、第二金属部材2及び第一補助部材10)の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。螺旋溝は省略してもよい。
In addition, when rotating the rotation tool F for joining clockwise, it is preferable to form a spiral groove counterclockwise as it goes to the front-end | tip from a base end. In other words, the spiral groove in this case is formed counterclockwise as viewed from above when the spiral groove is traced from the base end to the tip end. By setting the spiral groove in this way, the metal plastically fluidized during friction stirring is guided to the tip side of the stirring pin F2 by the spiral groove. Thereby, the quantity of the metal which overflows outside the to-be-joined metal member (the
第一摩擦攪拌工程では、第一補助部材10の表面10bから左回転させた攪拌ピンF2のみを挿入し、被接合金属部材と連結部F1とは離間させつつ相対移動させる。言い換えると、攪拌ピンF2の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。そして、第一金属部材1、第二金属部材2及び第一補助部材10と攪拌ピンF2とを接触させた状態で突合せ部J1に沿って接合用回転ツールFを相対移動させる。本実施形態では、接合用回転ツールFの進行方向左側に第一補助部材10が位置するように接合用回転ツールFの進行方向を設定する。つまり、本実施形態では、図2の手前側から奥側に接合用回転ツールFを相対移動させる。
In the first friction stirring step, only the stirring pin F2 rotated counterclockwise from the
接合用回転ツールFの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。例えば、接合用回転ツールFの進行方向左側に第一補助部材10を配置しつつ、接合用回転ツールFを右回転させてもよい。もしくは、接合用回転ツールFの進行方向右側に第一補助部材10を配置しつつ、接合用回転ツールFを左右いずれかに回転させてもよい。接合用回転ツールFの回転方向等の条件と第一補助部材10の好ましい位置関係については後記する。
The rotation direction and the traveling direction of the joining rotary tool F are not limited to those described above, and may be set as appropriate. For example, the joining rotary tool F may be rotated to the right while the first
攪拌ピンF2の挿入深さは、攪拌ピンF2と突合せ部J1とを接触させつつ、第一金属部材1及び第二金属部材2の板厚等に応じて適宜設定すればよい。本実施形態では、第一金属部材1及び第二金属部材2の板厚の半分程度まで攪拌ピンF2を挿入している。接合用回転ツールFの移動軌跡には塑性化領域W1が形成される。第一摩擦攪拌工程後は、図3に示すように、第一補助部材10の端部にバリVが形成される。
What is necessary is just to set the insertion depth of the stirring pin F2 suitably according to the plate | board thickness etc. of the
第一除去工程は、図4に示すように、第一補助部材10を第二金属部材2から除去する工程である。第一除去工程では、例えば手作業により、バリVが形成された第一補助部材10を第二金属部材2から離間する方向に折り曲げて、バリVごと第二金属部材2から除去する。
The first removal step is a step of removing the first
図5に示すように、第一除去工程を終えた後、治具T1,T1を解除すると、第一金属部材1及び第二金属部材2の熱収縮により熱歪みが発生し、第一金属部材1の表面1b及び第二金属部材2の表面2b側が凹となるように反りが発生する。また、突合せ部J1の裏側にはわずかな隙間が形成される。
As shown in FIG. 5, when the jigs T1 and T1 are released after finishing the first removal step, thermal distortion occurs due to thermal contraction of the
裏返し工程は、図6に示すように、第一金属部材1及び第二金属部材2を裏返し、治具T1,T1を用いて架台Tに固定する工程である。
As shown in FIG. 6, the inside-out process is a process in which the
第二配置工程は、図6に示すように、第一金属部材1の裏面1cに第二補助部材20を配置するとともに、第二金属部材2の裏面2cに第二補助部材20を配置する。第二補助部材20は摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第一金属部材1及び第二金属部材2と同じ材料になっている。第二補助部材20の板厚は、後記する第二摩擦攪拌工程後の塑性化領域W2が金属不足にならないように適宜設定する。本実施形態では、第二補助部材20の板厚は第一金属部材1よりも薄く設定している。
In the second arrangement step, the second
本実施形態の第二配置工程では、一方の第二補助部材20の裏面20cと第一金属部材1の裏面1cを面接触させるとともに、他方の第二補助部材20の裏面20cと第二金属部材2の裏面2cを面接触させる。本実施形態では、第二補助部材20,20同士を隙間をあけて配置させているが、当接させて配置してもよい。また、第二補助部材20,20は、2つの板状部材で構成したが、第一金属部材1及び第二金属部材2を跨ぐように配置された単一の第二補助部材としてもよい。また、この場合、第一金属部材1及び第二金属部材2の反りに合わせて当該第二補助部材を形成してもよい。
In the second arrangement step of the present embodiment, the
第二摩擦攪拌工程は、図7に示すように、接合用回転ツールFを用いて第一金属部材1と第二金属部材2との突合せ部J1を摩擦攪拌によって接合する工程である。第二摩擦攪拌工程では、第二補助部材20の表面20b,20b側から接合用回転ツールFを挿入し、図7の手前側から奥側に向けて接合用回転ツールFを相対移動させる。攪拌ピンF2の挿入深さは適宜設定すればよいが、本実施形態では攪拌ピンF2と塑性化領域W1とが接触するように設定している。接合用回転ツールFの移動軌跡には、塑性化領域W2が形成される。なお、第二摩擦攪拌工程では、分断された第二補助部材20,20のそれぞれにバリVが発生するようにしたが、分断された第二補助部材20,20の一方にバリVが集約するように接合条件を設定してもよい。
As shown in FIG. 7, the second friction stirring step is a step of joining the butted portion J <b> 1 between the
第二除去工程は、図8に示すように、第二補助部材20,20を第一金属部材1及び第二金属部材2から除去する工程である。第二除去工程では、例えば手作業により、バリVが形成された第二補助部材20,20を第一金属部材1及び第二金属部材2から離間する方向に折り曲げて、バリVごと第一金属部材1及び第二金属部材2から除去する。
The second removal step is a step of removing the second
図9に示すように、第二除去工程を終えた後、第一金属部材1及び第二金属部材2を治具T1,T1(図8参照)から解除すると、第二摩擦攪拌工程(塑性化領域W2)による熱収縮が発生する。これにより、第一摩擦攪拌工程で発生した反りが解消し第一金属部材1及び第二金属部材2が平坦になる。
As shown in FIG. 9, after the second removal step is finished, the
以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材1と第二金属部材2とが接合されるとともに、第一金属部材1及び第二金属部材2に加え、第一補助部材10も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部(塑性化領域W1)の金属不足を防ぐことができる。第一摩擦攪拌工程によれば、第一金属部材1及び第二金属部材2の両方ではなく、片側のみに第一補助部材10を配置するだけで金属不足を防ぐことができる。
According to the joining method according to the present embodiment described above, the
また、第二摩擦攪拌工程によれば、第一金属部材1及び第二金属部材2に加え、第二補助部材20,20も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部(塑性化領域W2)の金属不足を防ぐことができる。また、突合せ部J1の高さ方向全体が摩擦攪拌されるため、接合強度を高めることができる。
Further, according to the second friction stirring step, in addition to the
また、本実施形態では、第一摩擦攪拌工程による熱歪みが発生し、第一金属部材1及び第二金属部材2が反ってしまうおそれがあるが、第一金属部材1及び第二金属部材2の裏側からも摩擦攪拌接合を行うため、当該反りを解消して第一金属部材1及び第二金属部材2の平坦性を高めることができる。また、第一摩擦攪拌工程及び第二摩擦攪拌工程では、攪拌ピンF2のみを第一金属部材1及び第二金属部材2に接触させるため、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができる。
Moreover, in this embodiment, although the thermal distortion by a 1st friction stirring process generate | occur | produces and there exists a possibility that the
ここで、本実施形態に係る接合方法では、第一補助部材10、第二補助部材20,20を第一金属部材1及び第二金属部材2よりも薄く設定しているため、従来のようにショルダ部を金属部材に押し込みながら摩擦攪拌を行うと、ショルダ部と各補助部材との接触により各補助部材が外部に飛ばされてしまい接合部の金属不足を補うことができない。しかし、本実施形態では、接合用回転ツールFの攪拌ピンF2のみを第一金属部材1、第二金属部材2及び各補助部材に接触させつつ摩擦攪拌を行うため、各補助部材が外部に飛ばされることなく接合部の金属不足を補うことができる。
Here, in the joining method according to the present embodiment, the first
また、従前のようにショルダ部と攪拌ピンからなる回転ツールを用いて摩擦攪拌接合を行うと、塑性化領域にトンネル状の空洞欠陥が発生するおそれがある。しかし、本実施形態では、攪拌ピンF2のみを第一金属部材1及び第二金属部材2に接触させて摩擦攪拌を行うため、塑性化領域W1,W2にトンネル状の空洞欠陥が発生するのを防ぐことができる。これにより、当該空洞欠陥を補修する補修工程を省略することができる。
In addition, when friction stir welding is performed using a rotary tool including a shoulder portion and a stirring pin as in the conventional case, a tunnel-shaped cavity defect may occur in the plasticized region. However, in this embodiment, since only the stirring pin F2 is brought into contact with the
また、図2に示すように、本実施形態に係る第一摩擦攪拌工程では進行方向左側に第一補助部材10を配置するとともに接合用回転ツールFを左回転させるため、第一補助部材10側がRe側(Retreating side)となる。Re側とは、接合用回転ツールFの外周における接線速度の大きさから送り速度の大きさが減算される側である。一方、Re側の反対側がAd側(Advancing side)となる。Ad側とは、接合用回転ツールFの外周における接線速度の大きさから送り速度の大きさが加算される側である。
In addition, as shown in FIG. 2, in the first friction stirring step according to the present embodiment, the first
例えば、接合用回転ツールFの回転速度が遅い場合では、塑性化領域W1のRe側に比べてAd側の方が塑性流動材の温度が上昇しやすくなるため、Ad側にバリVが多く発生する傾向にある。一方、例えば、接合用回転ツールFの回転速度が速い場合、Ad側の方が塑性流動材の温度が上昇するものの、回転速度が速い分、Re側にバリVが発生する傾向にある。 For example, when the rotational speed of the welding rotary tool F is low, the temperature of the plastic fluidized material is more likely to rise on the Ad side than on the Re side of the plasticizing region W1, so that more burrs V are generated on the Ad side. Tend to. On the other hand, for example, when the rotational speed of the bonding rotary tool F is high, the temperature of the plastic fluidized material increases on the Ad side, but there is a tendency that burrs V are generated on the Re side due to the higher rotational speed.
本実施形態では、接合用回転ツールFの回転速度を速く設定しているため、Re側即ち第一補助部材10側にバリVが発生する。つまり、本実施形態ではバリVが第一補助部材10側に多く形成されるように接合用回転ツールFの回転速度、回転方向及び進行方向等を設定している。これにより、第一補助部材10に形成されたバリVは、第一補助部材10ごと除去されるため、第一除去工程をより容易に行うことができる。また、接合用回転ツールFの回転速度を速く設定することにより、接合用回転ツールFの移動速度(送り速度)を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。
In this embodiment, since the rotational speed of the joining rotary tool F is set to be high, burrs V are generated on the Re side, that is, the first
上記したように、第一摩擦攪拌工程の際に、接合用回転ツールFの進行方向のどちら側にバリVが発生するかは接合条件によって異なる。当該接合条件とは、接合用回転ツールFの回転速度、回転方向、移動方向、移動速度(送り速度)、攪拌ピンF2の傾斜角度、第一金属部材1、第二金属部材2及び第一補助部材10の材料、各部材の厚さ等の各要素とこれらの要素の組み合わせで決定される。接合条件に応じて、バリVが発生する側又はバリVが多く発生する側に第一補助部材10を配置するようにすれば、第一除去工程を容易に行うことができるため好ましい。
As described above, in the first friction stirring process, on which side of the traveling direction of the welding rotary tool F the burr V is generated depends on the joining conditions. The joining conditions include the rotational speed, rotational direction, moving direction, moving speed (feeding speed) of the rotating tool F for joining, the inclination angle of the stirring pin F2, the
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態に係る接合方法について説明する。第二実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、第一配置工程と、第一摩擦攪拌工程と、第一除去工程と、裏返し工程と、第二配置工程と、第二摩擦攪拌工程と、第二除去工程と、を行う。第二実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
[Second Embodiment]
Next, the joining method according to the second embodiment of the present invention will be described. In the joining method according to the second embodiment, the butting step, the first placement step, the first friction stirring step, the first removal step, the inside out step, the second placement step, the second friction stirring step, A second removal step. In the second embodiment, the description will focus on the parts that are different from the first embodiment.
突合せ工程は、第一実施形態と同一である。第一配置工程は、図10に示すように、第一金属部材1及び第二金属部材2に第一補助部材10を配置する工程である。第一配置工程では、第一補助部材10が突合せ部J1を跨ぐように配置する。
The matching process is the same as in the first embodiment. The first arrangement step is a step of arranging the first
第一摩擦攪拌工程は、図11に示すように、接合用回転ツールFを用いて突合せ部J1を摩擦攪拌接合する工程である。第一摩擦攪拌工程では、回転する攪拌ピンF2を第一補助部材10の表面10bから挿入し、突合せ部J1に沿って接合用回転ツールFを相対移動させる。第一摩擦攪拌工程では、攪拌ピンF2のみを第一金属部材1、第二金属部材2及び第一補助部材10に接触させて摩擦攪拌接合を行う。接合用回転ツールFの移動軌跡には塑性化領域W1が形成される。また、図12に示すように、第一摩擦攪拌工程後には、分断された第一補助部材10,10の端部にそれぞれバリV,Vが形成される。バリVは、分断された第一補助部材10,10の一方に集約するように接合条件を設定してもよい。
As shown in FIG. 11, the first friction stirring step is a step of friction stir welding of the butt joint J <b> 1 using the rotating tool F for bonding. In the first friction stirring step, the rotating stirring pin F2 is inserted from the
第一除去工程は、第一金属部材1及び第二金属部材2から第一補助部材10を除去する工程である。第一除去工程では、分断された第一補助部材10,10の端部を折り曲げるなどして、バリV,Vごと第一補助部材10,10を除去する。
The first removal step is a step of removing the first
第一除去工程を終えた後、治具T1,T1を解除すると、第一金属部材1及び第二金属部材2の熱収縮により熱歪みが発生し、第一金属部材1の表面1b及び第二金属部材2の表面2b側が凹となるように反りが発生する(図5参照)。
When the jigs T1 and T1 are released after finishing the first removal step, thermal distortion occurs due to thermal contraction of the
裏返し工程、第二配置工程と、第二摩擦攪拌工程と、第二除去工程は、第一実施形態と同一であるため説明を省略する。 Since the inside-out process, the second arrangement process, the second friction stirring process, and the second removal process are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
以上説明した第二実施形態に係る接合方法によっても、第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。第二実施形態に係る第一配置工程及び第一摩擦攪拌工程のように、第一金属部材1及び第二金属部材2に跨るように第一補助部材10を配置して、摩擦攪拌接合を行ってもよい。本実施形態の第一摩擦攪拌工程では、第一補助部材10に攪拌ピンF2を容易に挿入することができる。
Also by the joining method according to the second embodiment described above, substantially the same effect as the first embodiment can be obtained. Like the 1st arrangement | positioning process and 1st friction stirring process which concern on 2nd embodiment, the 1st
[第二実施形態の変形例]
次に、第二実施形態の変形例について説明する。当該変形例では、第一配置工程、第一摩擦攪拌工程、第一除去工程が第二実施形態と相違する。当該変形例に係る第一配置工程では、図13に示すように、第一補助部材10を第一金属部材1及び第二金属部材2の両方に接触するように配置しつつ、第一補助部材10に対する第一金属部材1と第二金属部材2との接触割合を変更する。
[Modification of Second Embodiment]
Next, a modification of the second embodiment will be described. In the said modification, a 1st arrangement | positioning process, a 1st friction stirring process, and a 1st removal process differ from 2nd embodiment. In the first arrangement step according to the modification, as shown in FIG. 13, the first
第一配置工程では、第一補助部材10の9割程度を第二金属部材2に配置し、残りの1割程度を第一金属部材1に配置する。つまり、突合せ部J1に対して第一補助部材10が第一金属部材1側にわずかに突出するように配置する。第一補助部材10の配置位置は、第一補助部材10が第一金属部材1及び第二金属部材2の両方に面接触するように配置するとともに、後記する第一摩擦攪拌工程を行った後に第一金属部材1側(第一補助部材10との接触面積が少ない側)に第一補助部材10が残存しないように調節する。
In the first arrangement step, about 90% of the first
第一摩擦攪拌工程では、図13及び図14に示すように、第一補助部材10の表面10bから回転する攪拌ピンF2を挿入し、突合せ部J1に沿って接合用回転ツールFを相対移動させる。第一摩擦攪拌工程では、バリVが第一補助部材10のうち第二金属部材2側に集約されるように接合条件を設定する。ここでは、接合用回転ツールFを高速で左回転させるとともに、図14の手前側から奥側に相対移動させて突合せ部J1に対して摩擦攪拌接合を行う。
In the first friction stirring step, as shown in FIGS. 13 and 14, a stirring pin F2 that rotates from the
以上説明した第二実施形態の変形例でも第二実施形態と略同等の効果を奏することができる。ここで、図2に示すように、第一補助部材10を第二金属部材2(又は第一金属部材1)のみに接触させるように配置すると、第一摩擦攪拌工程の際に、塑性化領域W1のバランスが悪くなるおそれがある。しかし、当該変形例によれば、突合せ部J1に対して第一補助部材10を第一金属部材1側にわずかに突出させることにより、塑性化領域W1の金属不足をバランスよく補充することができる。また、当該変形例では、第一金属部材1側には第一補助部材10が残存しないため、第一除去工程を容易に行うことができる。また、突合せ部J1に対して第一補助部材10を第一金属部材1側にわずかに突出させて配置しているため、第一補助部材10に攪拌ピンF2を容易に挿入することができる。
The modified example of the second embodiment described above can achieve substantially the same effect as the second embodiment. Here, as shown in FIG. 2, when the first
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態に係る接合方法について説明する。第三実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、第一配置工程と、第一摩擦攪拌工程と、第一除去工程と、裏返し工程と、第二配置工程と、第二摩擦攪拌工程と、第二除去工程と、を行う。第三実施形態では、第二実施形態と相違する部分を中心に説明する。
[Third embodiment]
Next, the joining method according to the third embodiment of the present invention will be described. In the joining method according to the third embodiment, the butting step, the first placement step, the first friction stirring step, the first removal step, the inside out step, the second placement step, the second friction stirring step, A second removal step. The third embodiment will be described with a focus on the differences from the second embodiment.
第三実施形態の突合せ工程、第一配置工程、第一摩擦攪拌工程、第一除去工程及び裏返し工程は、第二実施形態の第一配置工程、第一摩擦攪拌工程、第一除去工程及び裏返し工程と同一である。 The butting process, the first arrangement process, the first friction agitation process, the first removal process and the flipping process of the third embodiment are the first arrangement process, the first friction stirring process, the first removal process and the flipping of the second embodiment. It is the same as the process.
本実施形態に係る第二配置工程は、図15に示すように、第一金属部材1のみ(又は第二金属部材2のみ)に第二補助部材20を配置する工程である。第二配置工程では、第二補助部材20の裏面20cを第一金属部材1の裏面1cに面接触させる。また、第二補助部材20の端面20aと、第一金属部材1の端面1aとが面一になるように配置する。
The 2nd arrangement | positioning process which concerns on this embodiment is a process of arrange | positioning the 2nd
第二摩擦攪拌工程は、図16に示すように、第二補助部材20の表面20bから回転する攪拌ピンF2を挿入し、突合せ部J1に沿って接合用回転ツールFを相対移動させる。第二摩擦攪拌工程では、攪拌ピンF2のみを第一金属部材1、第二金属部材2及び第二補助部材20に接触させて摩擦攪拌接合を行う。第二摩擦攪拌工程では、バリVが第二補助部材20に集約されるように接合条件を設定する。ここでは、接合用回転ツールFを高速で左回転させるとともに、図16の手前側から奥側に相対移動させて突合せ部J1に対して摩擦攪拌接合を行う。
In the second friction stirring step, as shown in FIG. 16, a stirring pin F2 that rotates from the
第二切除工程では、図17に示すように、第二補助部材20を折り曲げるなどして、第一金属部材1から第二補助部材20を除去する。第二切除工程後、治具T1,T1を解除すると、第一摩擦攪拌工程で発生した熱歪みが、第二摩擦攪拌工程によって解消されるため、第一金属部材1及び第二金属部材2が平坦になる。
In the second excision step, as shown in FIG. 17, the second
以上説明した、第三実施形態に係る接合方法によっても、第二実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、本実施形態のように、第一配置工程では第一補助部材10を第一金属部材1及び第二金属部材2の両方に跨るように配置し、第二配置工程では第二補助部材20を第一金属部材1又は第二金属部材2に配置するようにしてもよい。
Also by the joining method according to the third embodiment described above, an effect substantially equivalent to that of the second embodiment can be obtained. Moreover, like this embodiment, the 1st auxiliary |
[第四実施形態]
次に、本発明の第四実施形態に係る接合方法について説明する。第四実施形態では、突合せ工程と、第一配置工程と、第一摩擦攪拌工程と、第一除去工程と、裏返し工程と、第二配置工程と、第二摩擦攪拌工程と、第二除去工程と、を行う。
[Fourth embodiment]
Next, the joining method according to the fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the butting step, the first placement step, the first friction stirring step, the first removal step, the turnover step, the second placement step, the second friction stirring step, and the second removal step And do.
第四実施形態の突合せ工程、第一配置工程、第一摩擦攪拌工程、第一除去工程及び裏返し工程は、第一実施形態の突合せ工程、第一配置工程、第一摩擦攪拌工程、第一除去工程及び裏返し工程と同一である。また、第四実施形態の第二配置工程、第二摩擦攪拌工程及び第二除去工程は、第三実施形態の第二配置工程、第二摩擦攪拌工程及び第二除去工程と同一である。 The butt process, the first arrangement process, the first friction agitation process, the first removal process and the reverse process of the fourth embodiment are the butt process, the first arrangement process, the first friction agitation process, and the first removal of the first embodiment. It is the same as a process and an inside-out process. Moreover, the 2nd arrangement | positioning process, 2nd friction stirring process, and 2nd removal process of 4th embodiment are the same as the 2nd arrangement | positioning process, 2nd friction stirring process, and 2nd removal process of 3rd embodiment.
第四実施形態によっても、第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、第四実施形態のように、第一配置工程及び第二配置工程とも、各補助部材を第一金属部材1又は第二金属部材2に配置するようにしてもよい。また、第四実施形態の第一摩擦攪拌工程及び第二摩擦攪拌工程では、第一補助部材10及び第二補助部材20にバリVが発生するように接合条件を設定することが好ましい。これにより、バリVが第一補助部材10及び第二補助部材20に集約されるため、第一除去工程及び第二除去工程を容易に行うことができる。
Also according to the fourth embodiment, substantially the same effect as the first embodiment can be obtained. Further, as in the fourth embodiment, each auxiliary member may be arranged on the
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, design changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 第一金属部材
2 第二金属部材
10 第一補助部材
20 第二補助部材
F 接合用回転ツール(回転ツール)
F1 連結部
F2 攪拌ピン
J1 突合せ部
V バリ
W1 塑性化領域
W2 塑性化領域
DESCRIPTION OF
F1 connecting portion F2 stirring pin J1 butt portion V burr W1 plasticizing region W2 plasticizing region
Claims (10)
前記第一金属部材の端面と前記第二金属部材の端面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
前記第一金属部材又は前記第二金属部材の表面に面接触するように第一補助部材を配置する第一配置工程と、
回転する前記攪拌ピンを前記第一補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材を接合する第一摩擦攪拌工程と、
前記第一摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第一補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する第一除去工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材を裏返す裏返し工程と、
前記第一金属部材又は前記第二金属部材の裏面に面接触するように第二補助部材を配置する第二配置工程と、
回転する前記攪拌ピンを前記第二補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材を接合する第二摩擦攪拌工程と、
前記第二摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第二補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する第二除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。 A joining method for joining the first metal member and the second metal member using a rotary tool equipped with a stirring pin,
A butting step of butting the end surface of the first metal member and the end surface of the second metal member to form a butting portion;
A first arrangement step of arranging the first auxiliary member so as to be in surface contact with the surface of the first metal member or the second metal member;
The rotating stirring pin is inserted from the surface side of the first auxiliary member, and only the stirring pin is in contact with the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member in the butt portion. A first friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member by relatively moving the rotary tool along;
A first removal step of removing the first auxiliary member in which burrs are formed by the first friction stirring step from the first metal member or the second metal member;
Turning over the first metal member and the second metal member;
A second disposing step of disposing a second auxiliary member so as to be in surface contact with the back surface of the first metal member or the second metal member;
The rotating stirring pin is inserted from the surface side of the second auxiliary member, and only the stirring pin is brought into contact with the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member in the butt portion. A second friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member by relatively moving the rotary tool along;
And a second removing step of removing the second auxiliary member having the burr formed by the second friction stirring step from the first metal member or the second metal member.
前記第一金属部材の端面と前記第二金属部材の端面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材の表面に面接触するように第一補助部材を配置する第一配置工程と、
回転する前記攪拌ピンを前記第一補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材を接合する第一摩擦攪拌工程と、
前記第一摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第一補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する第一除去工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材を裏返す裏返し工程と、
前記第一金属部材又は前記第二金属部材の裏面に面接触するように第二補助部材を配置する第二配置工程と、
回転する前記攪拌ピンを前記第二補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材を接合する第二摩擦攪拌工程と、
前記第二摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第二補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する第二除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。 A joining method for joining the first metal member and the second metal member using a rotary tool equipped with a stirring pin,
A butting step of butting the end surface of the first metal member and the end surface of the second metal member to form a butting portion;
A first arrangement step of arranging the first auxiliary member so as to be in surface contact with the surfaces of the first metal member and the second metal member;
The rotating stirring pin is inserted from the surface side of the first auxiliary member, and only the stirring pin is in contact with the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member in the butt portion. A first friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member by relatively moving the rotary tool along;
A first removal step of removing the first auxiliary member in which burrs are formed by the first friction stirring step from the first metal member and the second metal member;
Turning over the first metal member and the second metal member;
A second disposing step of disposing a second auxiliary member so as to be in surface contact with the back surface of the first metal member or the second metal member;
The rotating stirring pin is inserted from the surface side of the second auxiliary member, and only the stirring pin is brought into contact with the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member in the butt portion. A second friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member by relatively moving the rotary tool along;
And a second removing step of removing the second auxiliary member having the burr formed by the second friction stirring step from the first metal member or the second metal member.
前記第一摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記第一補助部材のうち前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項4に記載の接合方法。 In the first arrangement step, the first auxiliary member is disposed on one of the surfaces of the first metal member and the second metal member, and slightly protrudes to the other side with the butting portion interposed therebetween. Place and
In the first friction agitation step, the joining conditions are set so that burrs generated by friction agitation welding are formed on either the first metal member or the second metal member of the first auxiliary member. The joining method according to claim 4, wherein:
前記第一金属部材の端面と前記第二金属部材の端面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
前記第一金属部材又は前記第二金属部材の表面に面接触するように第一補助部材を配置する第一配置工程と、
回転する前記攪拌ピンを前記第一補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材を接合する第一摩擦攪拌工程と、
前記第一摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第一補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する第一除去工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材を裏返す裏返し工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材の裏面に面接触するように第二補助部材を配置する第二配置工程と、
回転する前記攪拌ピンを前記第二補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材を接合する第二摩擦攪拌工程と、
前記第二摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第二補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する第二除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。 A joining method for joining the first metal member and the second metal member using a rotary tool equipped with a stirring pin,
A butting step of butting the end surface of the first metal member and the end surface of the second metal member to form a butting portion;
A first arrangement step of arranging the first auxiliary member so as to be in surface contact with the surface of the first metal member or the second metal member;
The rotating stirring pin is inserted from the surface side of the first auxiliary member, and only the stirring pin is in contact with the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member in the butt portion. A first friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member by relatively moving the rotary tool along;
A first removal step of removing the first auxiliary member in which burrs are formed by the first friction stirring step from the first metal member or the second metal member;
Turning over the first metal member and the second metal member;
A second arrangement step of arranging a second auxiliary member so as to be in surface contact with the back surfaces of the first metal member and the second metal member;
The rotating stirring pin is inserted from the surface side of the second auxiliary member, and only the stirring pin is brought into contact with the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member in the butt portion. A second friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member by relatively moving the rotary tool along;
And a second removing step of removing the second auxiliary member having the burr formed by the second friction stirring step from the first metal member and the second metal member.
前記第一金属部材の端面と前記第二金属部材の端面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材の表面に面接触するように第一補助部材を配置する第一配置工程と、
回転する前記攪拌ピンを前記第一補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第一補助部材を接合する第一摩擦攪拌工程と、
前記第一摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第一補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する第一除去工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材を裏返す裏返し工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材の裏面に面接触するように第二補助部材を配置する第二配置工程と、
回転する前記攪拌ピンを前記第二補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記第二補助部材を接合する第二摩擦攪拌工程と、
前記第二摩擦攪拌工程によってバリが形成された前記第二補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する第二除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。 A joining method for joining the first metal member and the second metal member using a rotary tool equipped with a stirring pin,
A butting step of butting the end surface of the first metal member and the end surface of the second metal member to form a butting portion;
A first arrangement step of arranging the first auxiliary member so as to be in surface contact with the surfaces of the first metal member and the second metal member;
The rotating stirring pin is inserted from the surface side of the first auxiliary member, and only the stirring pin is in contact with the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member in the butt portion. A first friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member, and the first auxiliary member by relatively moving the rotary tool along;
A first removal step of removing the first auxiliary member in which burrs are formed by the first friction stirring step from the first metal member and the second metal member;
Turning over the first metal member and the second metal member;
A second arrangement step of arranging a second auxiliary member so as to be in surface contact with the back surfaces of the first metal member and the second metal member;
The rotating stirring pin is inserted from the surface side of the second auxiliary member, and only the stirring pin is brought into contact with the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member in the butt portion. A second friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member, and the second auxiliary member by relatively moving the rotary tool along;
And a second removing step of removing the second auxiliary member having the burr formed by the second friction stirring step from the first metal member and the second metal member.
前記第一摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記第一補助部材のうち前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項9に記載の接合方法。 In the first arrangement step, the first auxiliary member is disposed on one of the surfaces of the first metal member and the second metal member, and slightly protrudes to the other side with the butting portion interposed therebetween. Place and
In the first friction agitation step, the joining conditions are set so that burrs generated by friction agitation welding are formed on either the first metal member or the second metal member of the first auxiliary member. The joining method according to claim 9.
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- 2017-02-22 JP JP2017031579A patent/JP2018134668A/en active Pending
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