JP2021115588A - Frictional agitation joining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摩擦攪拌接合方法に関する。 The present invention relates to a friction stir welding method.
金属部材同士を接合する技術として、摩擦攪拌接合が知られている。摩擦攪拌接合では、回転ツールに備えられた攪拌ピンを金属部材から引き抜く際に、引抜き穴が残ってしまうという課題がある。そこで、金属部材に引抜き穴が残らないようにする接合方法が知られている。例えば、特許文献1に係る摩擦攪拌接合方法では、攪拌ピンを移動させながら徐々に引き抜くことによって、引抜き痕を小さくする方法が開示されている。
Friction stir welding is known as a technique for joining metal members to each other. Friction stir welding has a problem that a drawing hole remains when the stirring pin provided in the rotary tool is pulled out from the metal member. Therefore, a joining method is known in which a drawing hole is not left in the metal member. For example, in the friction stir welding method according to
しかし、特許文献1の摩擦攪拌接合方法では、回転ツールを徐々に引き抜く際に、塑性化領域に引抜き痕が残ってしまうという課題がある。また、摩擦攪拌接合後に金属部材にバリが発生するという課題がある。
そこで本発明は、バリの発生を抑制するとともに、引抜き穴及び引抜き痕の発生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。
However, the friction stir welding method of
Therefore, it is an object of the present invention to provide a joining method capable of suppressing the occurrence of burrs and preventing the occurrence of pull-out holes and pull-out marks.
前記課題を解決するために、本発明は、大径部の端部に小径部を備えた柱状の第一金属部材と、前記小径部と略同等の内径を有する筒状の第二金属部材とを端部同士で突き合わせて形成された被接合金属部材の突合せ部に対して、摩擦攪拌を行う摩擦攪拌接合方法であって、前記第一金属部材は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第二金属部材は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記先端側ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、前記第一金属部材の前記大径部と前記小径部との境に近接するとともに前記第一金属部材の外周面から突出する傾斜台を形成する準備工程と、前記第二金属部材の開口部に前記第一金属部材の前記小径部を挿入することにより、前記第二金属部材の内周面と前記第一金属部材の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記第一金属部材の段差傾斜面とを突き合わせて前記突合せ部に断面V字状の隙間を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールの前記先端側ピンを前記第二金属部材の外周面に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記第二金属部材の外周面に接触させつつ前記先端側ピンの外周面を前記第一金属部材の前記段差傾斜面にわずかに接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記第二金属部材側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記第二金属部材の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部に摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るように移動させて当該傾斜面の上側で引抜く本接合工程と、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention comprises a columnar first metal member having a small diameter portion at the end of the large diameter portion, and a tubular second metal member having an inner diameter substantially equal to that of the small diameter portion. This is a friction-stirring joining method in which friction-stirring is performed on the abutting portion of a metal member to be joined, which is formed by abutting the ends of the first metal member, and the first metal member is made of a first aluminum alloy. The second metal member is formed of a second aluminum alloy, the first aluminum alloy is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy, and the rotary tool used for friction stirring is a base end side pin and a tip. A side pin is provided, and the taper angle of the base end side pin is larger than the taper angle of the tip end side pin, and a stepped pin step portion is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin. The outer peripheral surface of the tip end side pin is inclined so as to be tapered, and is close to the boundary between the large diameter portion and the small diameter portion of the first metal member and protrudes from the outer peripheral surface of the first metal member. By inserting the small diameter portion of the first metal member into the opening of the second metal member in the preparatory step of forming the inclined table, the inner peripheral surface of the second metal member and the first metal member A butt step of superimposing the step side surface and abutting the end surface of the second metal member and the step inclined surface of the first metal member to form a gap having a V-shaped cross section in the butt portion, and the rotating rotation. The tip end side pin of the tool is inserted into the outer peripheral surface of the second metal member, and the outer peripheral surface of the tip end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface of the second metal member while the outer peripheral surface of the base end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface of the second metal member. Along the set movement route set on the second metal member side of the butt portion while flowing the second aluminum alloy into the gap in a state where the metal member is slightly in contact with the stepped inclined surface. The second metal member is made to go around the outer peripheral surface of the second metal member at a predetermined depth, and after frictional stirring is performed on the abutting portion, the tip side pin is moved so as to rise along the inclined surface of the inclined table. It is characterized by including a main joining step of pulling out on the upper side of the inclined surface and an inclined table removing step of removing the inclined table.
また、本発明は、大径部の端部に小径部を備えた柱状の第一金属部材と、前記小径部と略同等の内径を有する筒状の第二金属部材とを端部同士で突き合わせて形成された被接合金属部材の突合せ部に対して、摩擦攪拌を行う摩擦攪拌接合方法であって、前記第一金属部材は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第二金属部材は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記先端側ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、前記第二金属部材の端面に近接するとともに前記第二金属部材の外周面から突出する傾斜台を形成する準備工程と、前記第二金属部材の前記傾斜台側の開口部に前記第一金属部材の前記小径部を挿入することにより、前記第二金属部材の内周面と前記第一金属部材の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記第一金属部材の段差傾斜面とを突き合わせて前記突合せ部に断面V字状の隙間を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールの前記先端側ピンを前記第二金属部材の外周面に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記第二金属部材の外周面に接触させつつ前記先端側ピンの外周面を前記第一金属部材の前記段差傾斜面にわずかに接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記第二金属部材側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記第二金属部材の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部に摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るように移動させて当該傾斜面の上側で引抜く本接合工程と、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする。 Further, in the present invention, a columnar first metal member having a small diameter portion at the end of a large diameter portion and a tubular second metal member having an inner diameter substantially equal to that of the small diameter portion are butted against each other. This is a friction-stirring joining method in which friction-stirring is performed on the abutting portion of the metal member to be joined, wherein the first metal member is made of a first aluminum alloy and the second metal member is a second metal member. It is made of two aluminum alloys, the first aluminum alloy is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy, and the rotating tool used for friction stirring includes a base end side pin and a tip end side pin, and the above The taper angle of the base end side pin is larger than the taper angle of the tip end side pin, and a stepped pin step portion is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin. The outer peripheral surface is inclined so as to be tapered, and a preparatory step of forming an inclined table that is close to the end surface of the second metal member and protrudes from the outer peripheral surface of the second metal member, and a preparatory step of forming the second metal member. By inserting the small diameter portion of the first metal member into the opening on the inclined table side, the inner peripheral surface of the second metal member and the stepped side surface of the first metal member are overlapped, and the second The abutting step of abutting the end surface of the metal member and the stepped inclined surface of the first metal member to form a gap having a V-shaped cross section in the abutting portion, and the tip side pin of the rotating tool is attached to the second metal. Inserted into the outer peripheral surface of the member, the outer peripheral surface of the tip end side pin is slightly brought into contact with the stepped inclined surface of the first metal member while the outer peripheral surface of the base end side pin is in contact with the outer peripheral surface of the second metal member. The second metal member is brought into contact with the second metal member at a predetermined depth along a set movement route set on the second metal member side of the butt portion while flowing the second aluminum alloy into the gap. After frictionally stirring the abutting portion around the outer peripheral surface of the metal, the tip side pin is moved so as to rise along the inclined surface of the inclined table and pulled out on the upper side of the inclined surface. It is characterized by including a step and a tilting table removing step of removing the tilting table.
また、本発明は、大径部の端部に小径部を備えた円柱状の第一金属部材と、前記小径部と略同等の内径を有する円筒状の第二金属部材とを端面同士で突き合わせて形成された被接合金属部材の突合せ部に対して、摩擦攪拌を行う摩擦攪拌接合方法であって、前記第一金属部材は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第二金属部材は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記先端側ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、前記第一金属部材の前記大径部と前記小径部との境に近接するとともに前記第一金属部材の外周面から突出する傾斜台を形成する準備工程と、前記第二金属部材の開口部に前記第一金属部材の前記小径部を挿入することにより、前記第二金属部材の内周面と前記第一金属部材の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記第一金属部材の段差傾斜面とを突き合わせて前記突合せ部に断面V字状の隙間を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールの前記先端側ピンを前記第二金属部材の外周面に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記第二金属部材の外周面に接触させつつ前記先端側ピンの外周面を前記第一金属部材の前記段差傾斜面にわずかに接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記第二金属部材側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記第二金属部材の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部に摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るように移動させて当該傾斜面の上側で引抜く本接合工程と、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする。 Further, in the present invention, a columnar first metal member having a small diameter portion at the end of a large diameter portion and a cylindrical second metal member having an inner diameter substantially equal to that of the small diameter portion are butted against each other. This is a friction-stirring joining method in which friction-stirring is performed on the abutting portion of the metal member to be joined, wherein the first metal member is made of a first aluminum alloy and the second metal member is a second metal member. It is made of two aluminum alloys, the first aluminum alloy is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy, and the rotating tool used for friction stirring includes a base end side pin and a tip end side pin, and the above The taper angle of the base end side pin is larger than the taper angle of the tip end side pin, and a stepped pin step portion is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin. The outer peripheral surface is inclined so as to be tapered, and forms an inclined table that is close to the boundary between the large-diameter portion and the small-diameter portion of the first metal member and protrudes from the outer peripheral surface of the first metal member. By inserting the small diameter portion of the first metal member into the opening of the second metal member in the preparatory step, the inner peripheral surface of the second metal member and the stepped side surface of the first metal member are overlapped with each other. At the same time, a butt step of abutting the end surface of the second metal member and the stepped inclined surface of the first metal member to form a gap having a V-shaped cross section in the butt portion, and the tip side pin of the rotating tool. Is inserted into the outer peripheral surface of the second metal member, and the outer peripheral surface of the tip end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface of the second metal member while the outer peripheral surface of the base end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface of the first metal member. With the second aluminum alloy flowing into the gap in a state of being slightly in contact with the inclined surface, at a predetermined depth along the set movement route set on the second metal member side of the butt portion. After frictionally stirring the abutting portion around the outer peripheral surface of the second metal member, the tip side pin is moved so as to rise along the inclined surface of the inclined table to move the upper side of the inclined surface. It is characterized by including a main joining step of pulling out in the above step and a step of removing the tilting table to remove the tilting table.
また、本発明は、大径部の端部に小径部を備えた円柱状の第一金属部材と、前記小径部と略同等の内径を有する円筒状の第二金属部材とを端面同士で突き合わせて形成された被接合金属部材の突合せ部に対して、摩擦攪拌を行う摩擦攪拌接合方法であって、前記第一金属部材は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第二金属部材は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記先端側ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、前記第二金属部材の端面に近接するとともに前記第二金属部材の外周面から突出する傾斜台を形成する準備工程と、前記第二金属部材の前記傾斜台側の開口部に前記第一金属部材の前記小径部を挿入することにより、前記第二金属部材の内周面と前記第一金属部材の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記第一金属部材の段差傾斜面とを突き合わせて前記突合せ部に断面V字状の隙間を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールの前記先端側ピンを前記第二金属部材の外周面に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記第二金属部材の外周面に接触させつつ前記先端側ピンの外周面を前記第一金属部材の前記段差傾斜面にわずかに接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記第二金属部材側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記第二金属部材の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部に摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るように移動させて当該傾斜面の上側で引抜く本接合工程と、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする。 Further, in the present invention, a columnar first metal member having a small diameter portion at the end of a large diameter portion and a cylindrical second metal member having an inner diameter substantially equal to that of the small diameter portion are butted against each other. This is a friction-stirring joining method in which friction-stirring is performed on the abutting portion of the metal member to be joined, wherein the first metal member is made of a first aluminum alloy and the second metal member is a second metal member. It is made of two aluminum alloys, the first aluminum alloy is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy, and the rotating tool used for friction stirring includes a base end side pin and a tip end side pin, and the above The taper angle of the base end side pin is larger than the taper angle of the tip end side pin, and a stepped pin step portion is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin. The outer peripheral surface is inclined so as to be tapered, and a preparatory step of forming an inclined table that is close to the end surface of the second metal member and protrudes from the outer peripheral surface of the second metal member, and a preparatory step of forming the second metal member. By inserting the small diameter portion of the first metal member into the opening on the inclined table side, the inner peripheral surface of the second metal member and the stepped side surface of the first metal member are overlapped, and the second The abutting step of abutting the end surface of the metal member and the stepped inclined surface of the first metal member to form a gap having a V-shaped cross section in the abutting portion, and the tip side pin of the rotating tool is attached to the second metal. Inserted into the outer peripheral surface of the member, the outer peripheral surface of the tip end side pin is slightly brought into contact with the stepped inclined surface of the first metal member while the outer peripheral surface of the base end side pin is in contact with the outer peripheral surface of the second metal member. The second metal member is brought into contact with the second metal member at a predetermined depth along a set movement route set on the second metal member side of the butt portion while flowing the second aluminum alloy into the gap. After frictionally stirring the abutting portion around the outer peripheral surface of the metal, the tip side pin is moved so as to rise along the inclined surface of the inclined table and pulled out on the upper side of the inclined surface. It is characterized by including a step and a tilting table removing step of removing the tilting table.
本発明にかかる摩擦攪拌接合方法によれば、バリの発生を抑制するとともに、第一金属部材及び第二金属部材に引抜き穴及び引抜き痕の発生を防ぐことができる。 According to the friction stir welding method according to the present invention, it is possible to suppress the generation of burrs and prevent the generation of pull-out holes and pull-out marks in the first metal member and the second metal member.
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。まずは、本実施形態に係る接合方法で用いる回転ツールについて説明する。回転ツールは、摩擦攪拌接合に用いられるツールである。図1に示すように、回転ツールFは、例えば工具鋼で形成されており、基軸部F1と、基端側ピンF2と、先端側ピンF3とで主に構成されている。基軸部F1は、円柱状を呈し、摩擦攪拌装置の主軸に接続される部位である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. First, the rotation tool used in the joining method according to the present embodiment will be described. The rotary tool is a tool used for friction stir welding. As shown in FIG. 1, the rotary tool F is made of, for example, tool steel, and is mainly composed of a base shaft portion F1, a base end side pin F2, and a tip end side pin F3. The base shaft portion F1 has a columnar shape and is a portion connected to the main shaft of the friction stir welder.
基端側ピンF2は、基軸部F1に連続し、先端に向けて先細りになっている。基端側ピンF2は、円錐台形状を呈する。基端側ピンF2のテーパー角度Aは適宜設定すればよいが、例えば、135〜160°になっている。テーパー角度Aが135°未満であるか、又は、160°を超えると摩擦攪拌後の接合表面粗さが大きくなる。テーパー角度Aは、後記する先端側ピンF3のテーパー角度Bよりも大きくなっている。図2に示すように、基端側ピンF2の外周面には、階段状のピン段差部F21が高さ方向の全体に亘って形成されている。ピン段差部F21は、右回り又は左回りで螺旋状に形成されている。つまり、ピン段差部F21は、平面視して螺旋状であり、側面視すると階段状になっている。回転ツールFを右回転させる場合は、ピン段差部F21は基端側から先端側に向けて左回りに設定することが好ましい。 The base end side pin F2 is continuous with the base shaft portion F1 and is tapered toward the tip end. The proximal end side pin F2 has a truncated cone shape. The taper angle A of the base end side pin F2 may be appropriately set, and is, for example, 135 to 160 °. If the taper angle A is less than 135 ° or exceeds 160 °, the joint surface roughness after friction stir welding becomes large. The taper angle A is larger than the taper angle B of the tip side pin F3, which will be described later. As shown in FIG. 2, a stepped pin step portion F21 is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin F2 over the entire height direction. The pin step portion F21 is formed in a spiral shape in a clockwise or counterclockwise direction. That is, the pin step portion F21 has a spiral shape when viewed in a plane and a step shape when viewed from a side surface. When rotating the rotation tool F clockwise, it is preferable to set the pin step portion F21 counterclockwise from the base end side to the tip end side.
なお、回転ツールFを左回転させる場合は、ピン段差部F21を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、ピン段差部F21によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属を低減することができる。ピン段差部F21は、段差底面F21aと、段差側面F21bとで構成されている。隣り合うピン段差部F21の各頂点F21c,F21cの距離X1(水平方向距離)は、後記する段差角度C及び段差側面F21bの高さY1に応じて適宜設定される。 When rotating the rotation tool F counterclockwise, it is preferable to set the pin step portion F21 clockwise from the base end side to the tip end side. As a result, the plastic fluid material is guided to the tip side by the pin step portion F21, so that the metal that overflows to the outside of the metal member to be joined can be reduced. The pin step portion F21 is composed of a step bottom surface F21a and a step side surface F21b. The distance X1 (horizontal distance) between the vertices F21c and F21c of the adjacent pin step portions F21 is appropriately set according to the step angle C and the height Y1 of the step side surface F21b described later.
段差側面F21bの高さY1は適宜設定すればよいが、例えば、0.1〜0.4mmで設定されている。高さY1が0.1mm未満であると接合表面粗さが大きくなる。一方、高さY1が0.4mmを超えると接合表面粗さが大きくなる傾向があるとともに、有効段差部数(被接合金属部材と接触しているピン段差部F21の数)も減少する。 The height Y1 of the step side surface F21b may be appropriately set, and is set to, for example, 0.1 to 0.4 mm. If the height Y1 is less than 0.1 mm, the joint surface roughness becomes large. On the other hand, when the height Y1 exceeds 0.4 mm, the joint surface roughness tends to increase, and the number of effective step portions (the number of pin step portions F21 in contact with the metal member to be joined) also decreases.
段差底面F21aと段差側面F21bとでなす段差角度Cは適宜設定すればよいが、例えば、85〜120°で設定されている。段差底面F21aは、本実施形態では水平面と平行になっている。段差底面F21aは、ツールの回転中心軸線から外周方向に向かって水平面に対して−5°〜15°内の範囲で傾斜していてもよい(マイナスは水平面に対して下方、プラスは水平面に対して上方)。距離X1、段差側面F21bの高さY1、段差角度C及び水平面に対する段差底面F21aの角度は、摩擦攪拌を行う際に、塑性流動材がピン段差部F21の内部に滞留して付着することなく外部に抜けるとともに、段差底面F21aで塑性流動材を押えて接合表面粗さを小さくすることができるように適宜設定する。 The step angle C formed by the step bottom surface F21a and the step side surface F21b may be appropriately set, but is set to, for example, 85 to 120 °. The step bottom surface F21a is parallel to the horizontal plane in this embodiment. The step bottom surface F21a may be inclined in the range of -5 ° to 15 ° with respect to the horizontal plane from the rotation center axis of the tool toward the outer peripheral direction (minus is downward with respect to the horizontal plane, plus is with respect to the horizontal plane). Above). The distance X1, the height Y1 of the step side surface F21b, the step angle C, and the angle of the step bottom surface F21a with respect to the horizontal plane are such that the plastic fluid does not stay inside the pin step portion F21 and adhere to the outside during friction stir welding. The surface roughness of the joint is appropriately set so that the plastic fluid material can be pressed by the step bottom surface F21a to reduce the roughness of the joint surface.
図1に示すように、先端側ピンF3は、基端側ピンF2に連続して形成されている。先端側ピンF3は円錐台形状を呈する。先端側ピンF3の先端は回転中心軸線に対して垂直な平坦面F4になっている。先端側ピンF3のテーパー角度Bは、基端側ピンF2のテーパー角度Aよりも小さくなっている。図2に示すように、先端側ピンF3の外周面には、螺旋溝F31が刻設されている。螺旋溝F31は、右回り、左回りのどちらでもよいが、回転ツールFを右回転させる場合は、基端側から先端側に向けて左回りに刻設することが好ましい。 As shown in FIG. 1, the distal end side pin F3 is continuously formed on the proximal end side pin F2. The tip side pin F3 has a truncated cone shape. The tip of the tip side pin F3 is a flat surface F4 perpendicular to the rotation center axis. The taper angle B of the tip end side pin F3 is smaller than the taper angle A of the base end side pin F2. As shown in FIG. 2, a spiral groove F31 is engraved on the outer peripheral surface of the tip end side pin F3. The spiral groove F31 may be clockwise or counterclockwise, but when the rotation tool F is rotated clockwise, it is preferable to engrave the spiral groove F31 counterclockwise from the base end side to the tip end side.
なお、回転ツールFを左回転させる場合は、螺旋溝F31を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、螺旋溝F31によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属を低減することができる。螺旋溝F31は、螺旋底面F31aと、螺旋側面F31bとで構成されている。隣り合う螺旋溝F31の頂点F31c,F31cの距離(水平方向距離)を長さX2とする。螺旋側面F31bの高さを高さY2とする。螺旋底面F31aと、螺旋側面F31bとで構成される螺旋角度Dは例えば、45〜90°で形成されている。螺旋溝F31は、被接合金属部材と接触することにより摩擦熱を上昇させるとともに、塑性流動材を先端側に導く役割を備えている。 When rotating the rotation tool F counterclockwise, it is preferable to set the spiral groove F31 clockwise from the base end side to the tip end side. As a result, the plastic fluid material is guided to the tip side by the spiral groove F31, so that the metal overflowing to the outside of the metal member to be joined can be reduced. The spiral groove F31 is composed of a spiral bottom surface F31a and a spiral side surface F31b. The distance (horizontal distance) between the vertices F31c and F31c of the adjacent spiral grooves F31 is defined as the length X2. The height of the spiral side surface F31b is defined as the height Y2. The spiral angle D composed of the spiral bottom surface F31a and the spiral side surface F31b is formed at, for example, 45 to 90 °. The spiral groove F31 has a role of increasing frictional heat by coming into contact with the metal member to be joined and guiding the plastic fluid material to the tip side.
回転ツールFは、適宜設計変更が可能である。図3は、本発明の回転ツールの第一変形例を示す側面図である。図3に示すように、第一変形例に係る回転ツールFAでは、ピン段差部F21の段差底面F21aと段差側面F21bとのなす段差角度Cが85°になっている。段差底面F21aは、水平面と平行である。このように、段差底面F21aは水平面と平行であるとともに、段差角度Cは、摩擦攪拌中にピン段差部F21内に塑性流動材が滞留して付着することなく外部に抜ける範囲で鋭角としてもよい。 The design of the rotation tool F can be changed as appropriate. FIG. 3 is a side view showing a first modification of the rotation tool of the present invention. As shown in FIG. 3, in the rotation tool FA according to the first modification, the step angle C formed by the step bottom surface F21a of the pin step portion F21 and the step side surface F21b is 85 °. The step bottom surface F21a is parallel to the horizontal plane. As described above, the step bottom surface F21a is parallel to the horizontal plane, and the step angle C may be an acute angle within a range in which the plastic fluid material stays in the pin step portion F21 during friction stir welding and escapes to the outside without adhering. ..
図4は、本発明の回転ツールの第二変形例を示す側面図である。図4に示すように、第二変形例に係る回転ツールFBでは、ピン段差部F21の段差角度Cが115°になっている。段差底面F21aは水平面と平行になっている。このように、段差底面F21aは水平面と平行であるとともに、ピン段差部F21として機能する範囲で段差角度Cが鈍角となってもよい。 FIG. 4 is a side view showing a second modification of the rotation tool of the present invention. As shown in FIG. 4, in the rotation tool FB according to the second modification, the step angle C of the pin step portion F21 is 115 °. The step bottom surface F21a is parallel to the horizontal plane. As described above, the step bottom surface F21a may be parallel to the horizontal plane, and the step angle C may be obtuse within the range in which the step bottom surface F21a functions as the pin step portion F21.
図5は、本発明の回転ツールの第三変形例を示す側面図である。図5に示すように、第三変形例に係る回転ツールFCでは、段差底面F21aがツールの回転中心軸線から外周方向に向かって水平面に対して10°上方に傾斜している。段差側面F21bは、鉛直面と平行になっている。このように、摩擦攪拌中に塑性流動材を押さえることができる範囲で、段差底面F21aがツールの回転中心軸線から外周方向に向かって水平面よりも上方に傾斜するように形成されていてもよい。上記の回転ツールの第一〜第三変形例によっても、下記の実施形態と同等の効果を奏することができる。 FIG. 5 is a side view showing a third modification of the rotation tool of the present invention. As shown in FIG. 5, in the rotation tool FC according to the third modification, the step bottom surface F21a is inclined 10 ° upward with respect to the horizontal plane from the rotation center axis of the tool toward the outer peripheral direction. The step side surface F21b is parallel to the vertical surface. As described above, the step bottom surface F21a may be formed so as to be inclined upward from the horizontal plane from the rotation center axis of the tool toward the outer peripheral direction within a range in which the plastic fluid material can be pressed during friction stir welding. The same effect as that of the following embodiment can be obtained by the first to third modifications of the rotation tool described above.
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る摩擦攪拌接合方法では、図6に示すように、第一金属部材1と、第二金属部材2を摩擦攪拌接合するというものである。第一金属部材1と第二金属部材2とを合わせて被接合金属部材Hとも言う。本実施形態に係る摩擦攪拌接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、本接合工程と、傾斜台除去工程とを行う。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In the friction stir welding method according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
準備工程は、傾斜台50を備えた第一金属部材1及び第二金属部材2を準備する工程である。図7に示すように、第一金属部材1は、大径部11と、小径部12を備えた中実の金属部材である。第一金属部材1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アルミニウム合金を主に含んで形成されている。第一アルミニウム合金は、例えば、JISH5302 ADC12(Al-Si-Cu系)等のアルミニウム合金鋳造材を用いている。
The preparation step is a step of preparing the
大径部11は、円柱状を呈する。小径部12は、円柱状を呈し、大径部11の先端側に同心で形成されている。大径部11と小径部12とで段差部13が形成されている。段差部13は、段差傾斜面13aと、段差側面13bとで構成されている。段差傾斜面13aは、大径部11の先端側の端面に設けられている。段差側面13bは、小径部12の外周面である。段差側面13bは、段差傾斜面13aから小径部12の先端方向に向けて立ち上がって形成されている。段差傾斜面13aは、段差側面13bと接する内周部から、大径部11の外周面11bと接する外周部へと、径外方向に向かうにつれて段差側面13bから離間する方向に傾斜している。図8に示すように、第一金属部材1の中心軸を通過する断面から見たときに、段差傾斜面13aは、第一金属部材1の中心軸と直交する面に対して、傾斜角度βをもって傾斜している。第一金属部材1と第二金属部材2とが突き合わされた際に、段差傾斜面13aは、径外方向に向かうにつれて第二金属部材2から離間する方向に傾斜している。段差傾斜面13aの傾斜角度βは、先端側ピンF3の傾斜角度α(図1参照)と同一になっている。段差側面13bは、小径部12の端面12aに対して垂直になっている。つまり、段差側面13bは、第一金属部材1の軸方向と平行になっている。
The
第二金属部材2は、円筒状を呈する金属部材である。第二金属部材2は、小径部12と略同等の内径を有するとともに、大径部11の外径よりも大きい外径を有する。第二金属部材2は、展伸材からなることが好ましい。摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第二アルミニウム合金を主に含んで形成されている。第二アルミニウム合金は、第一アルミニウム合金よりも硬度の低い材料である。第二アルミニウム合金は、例えば、JIS A1050,A1100,A6063等のアルミニウム合金展伸材で形成されている。第二金属部材2の端面21aは、外周面21b及び内周面21cに対して垂直になっている。第一金属部材1の外径と第二金属部材2の外径は同一でもよいが、本実施形態では、第二金属部材2の外径を第一金属部材1の外径よりも大きく形成している。また、第二金属部材2の内周面21cの内径は、第一金属部材1の小径部12の外径と同一又は略同一になっている。なお、本明細書において硬度はブリネル硬さをいい、JIS Z 2243に準じた方法によって測定することができる。
The
図7、図8に示すように、第一金属部材1の大径部11の外周面11bにおける大径部11と小径部12との境に近接する位置には、傾斜台50が形成されている。傾斜台50は、傾斜台側面50a、傾斜台側面50bと、傾斜面50c、背面50dとで構成されている。傾斜台側面50a,50bは、互いに対向し外周面11bから略垂直に立ち上がっている。傾斜面50cは、例えば平面視矩形状を呈し、大径部11と小径部12との境から遠ざかるにつれて上方(外周面11bから離間する方向)に傾斜している。傾斜面50cは、第一金属部材1の中心軸と平行に配置されている。背面50dは、外周面11bから垂直に立ち上がり、傾斜台側面50a,50bに対してそれぞれ垂直になっている。傾斜台50は、後記する本接合工程の本区間で突合せ部J1を摩擦攪拌接合する際に、回転ツールFと干渉しないように設置することが好ましい。傾斜台50は、回転ツールFを傾斜面50cに沿って上昇させて後記する終了位置EP1まで移動させた場合に、第一金属部材1に回転ツールFによる引抜き穴及び引抜き痕が残らない程度の厚さ(高さ)を有することが好ましい。すなわち、傾斜台50は、傾斜面50cの下端から上端に向かうにつれて厚みが増していくが、少なくとも先端側ピンF3が傾斜台50に挿入される深さよりも厚みを有する部位を持つ形状であることが好ましい。
As shown in FIGS. 7 and 8, an inclined table 50 is formed at a position close to the boundary between the
なお、傾斜面50cの平面視形状は様々な形状にすることができる。また、傾斜台50は、様々な手段によって第一金属部材1に形成することができる。例えば、第一金属部材1と傾斜台50とをダイキャスト製法等によって一体成形してもよいし、傾斜台50を第一金属部材1に後付けで接合するようにしてもよい。
The plan view shape of the
突合せ工程は、図8に示すように、第一金属部材1の傾斜台50側の先端部と、第二金属部材2の端部とを突き合わせる工程である。突合せ工程では、第一金属部材1の小径部12を、第二金属部材2の開口部22に挿入する。これにより、第一金属部材1の段差傾斜面13aと、第二金属部材2の端面21aとが突き合わされて突合せ部J1が形成される。突合せ部J1には、周方向にわたって断面V字状の隙間が形成される。また、第一金属部材1の段差側面13bと、第二金属部材2の内周面21cとが重ね合わされて突合せ部J2が形成される。
As shown in FIG. 8, the butt step is a step of butting the tip end portion of the
図9に示すように、第二金属部材2の外周面21bには、設定移動ルートL1を設定する。設定移動ルートL1は、突合せ部J1よりも第二金属部材2側に設定されており、突合せ部J1と平行になっている。設定移動ルートL1は、後記する本接合工程において、突合せ部J1を接合するために必要な回転ツールFの移動ルートである。設定移動ルートL1については追って詳述する。
As shown in FIG. 9, a set movement route L1 is set on the outer
本接合工程は、図6、図10及び図11に示すように、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。本接合工程では、回転ツールFを固定して、被接合金属部材Hを周方向に回転させてもよいし、被接合金属部材Hを固定して被接合金属部材Hの周りに回転ツールFを移動させてもよい。 As shown in FIGS. 6, 10 and 11, this joining step is a step of friction stir welding of the butt portion J1 using the rotary tool F. In this joining step, the rotation tool F may be fixed and the metal member H to be joined may be rotated in the circumferential direction, or the metal member H to be joined may be fixed and the rotation tool F may be placed around the metal member H to be joined. You may move it.
図10に示すように、本接合工程では、第二金属部材2の外周面21bに設定された開始位置SP1から中間点S1までの押入区間と、設定移動ルートL1上の中間点S1から一周廻って中間点S2までの本区間と、中間点S2から傾斜台50の傾斜面50cの上部に位置する終了位置EP1までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌接合する。中間点S1,S2は、設定移動ルートL1上に設定されている。開始位置SP1は、第二金属部材2の外周面21bにおいて、設定移動ルートL1よりも第一金属部材1から離間する側に設定されている。本実施形態では、開始位置SP1と中間点S1とを結ぶ線分と、設定移動ルートL1とのなす角度が鈍角となる位置に設定している。
As shown in FIG. 10, in the main joining step, the intrusion section from the start position SP1 set on the outer
本接合工程の押入区間では、図10及び図11に示すように、開始位置SP1から中間点S1までの摩擦攪拌を行う。押入区間では、外周面21bに対して回転中心軸線Zを垂直にしつつ、右回転させた先端側ピンF3を開始位置SP1に挿入し、中間点S1まで移動させる。つまり、回転ツールFが相対移動する間、回転中心軸線Zが第二金属部材2の外周面21bの法線と重なるように設定する。この際、図10に示すように、少なくとも中間点S1に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように先端側ピンF3を徐々に押し入れていく。つまり、回転ツールFを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールFを設定移動ルートL1に移動させながら徐々に下降させていく。ここで、「所定の深さ」とは、設定移動ルートL1上の中間点S1から一周廻って中間点S2までの本区間において、先端側ピンF3を押し入れる深さをいう。本実施形態では、先端側ピンF3の先端である平坦面F4が段差側面13bに達して、段差側面13bを突き抜けるように「所定の深さ」を設定している。
In the closet section of the main joining step, as shown in FIGS. 10 and 11, friction stir welding is performed from the start position SP1 to the intermediate point S1. In the closet section, the tip side pin F3 rotated clockwise is inserted into the start position SP1 while the rotation center axis Z is perpendicular to the outer
また、中間点S1に達した際に、基端側ピンF2の外周面を第二金属部材2の外周面21bに接触させつつ先端側ピンF3の外周面と第一金属部材1の段差傾斜面13aとがわずかに接触するように設定する。このとき、少なくとも先端側ピンF3と第一金属部材1との接触により第一金属部材1側の第一アルミニウム合金がわずかに削り取られ、第一金属部材1側からの第一アルミニウム合金が塑性流動材として第二金属部材2側に混入する。さらに、先端側ピンF3の平坦面F4が段差側面13bを突き抜けるように設定する。
Further, when the intermediate point S1 is reached, the outer peripheral surface of the base end side pin F2 is brought into contact with the outer
先端側ピンF3の外周面と第一金属部材1の段差傾斜面13aとの接触代(オフセット量)Nは、例えば、0<N≦1.0mmの間で設定し、好ましくは0<N≦0.85mmの間で設定し、より好ましくは0<N≦0.65mmの間で設定する。設定移動ルートL1は、図11に示すように、先端側ピンF3の平坦面F4の中心が通過する軌跡を示している。つまり、設定移動ルートL1は、突合せ部J1の周方向において、第一金属部材1の段差傾斜面13aと先端側ピンF3の外周面とを平行にしつつ両者がわずかに接触するように設定されている。
The contact allowance (offset amount) N between the outer peripheral surface of the tip side pin F3 and the stepped
本区間においては、上方から見た場合(外周面21b側から見た場合)に、平坦面F4の中心が、設定移動ルートL1と重なるように回転ツールFを相対移動させる。本区間においては、第二金属部材2の第二アルミニウム合金を突合せ部J1の隙間に流入させながら摩擦攪拌接合を行う。先端側ピンF3の外周面と段差傾斜面13aとが接触しないように設定すると、突合せ部J1の接合強度が低くなる。一方、先端側ピンF3の外周面と段差傾斜面13aとの接触代Nが1.0mmを超えると第一金属部材1の第一アルミニウム合金が、第二金属部材2側に大量に混入して接合不良となるおそれがある。また、先端側ピンF3を第一金属部材1及び第二金属部材2に接触させ、かつ、基端側ピンF2を第二金属部材2に接触させた状態で相対移動させる。
In this section, the rotation tool F is relatively moved so that the center of the flat surface F4 overlaps with the set movement route L1 when viewed from above (when viewed from the outer
本区間では、図6、図11に示すように、回転ツールFを一周させて先端側ピンF3が中間点S2に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。 In this section, as shown in FIGS. 6 and 11, when the rotation tool F goes around and the tip end side pin F3 reaches the intermediate point S2, the section shifts to the detachment section as it is.
図12は、第一実施形態に係る摩擦攪拌接合方法の本接合工程を示す断面図である。離脱区間では、中間点S2から終了位置EP1に向かうまでの間に先端側ピンF3を徐々に上方に移動させて(図12)、終了位置EP1で第二金属部材2から先端側ピンF3を離脱させる(図6)。つまり、回転ツールFを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールFを終了位置EP1に移動させながら第一金属部材1から離間する方向に徐々に引抜いていく。回転ツールFの移動軌跡には塑性化領域Wが形成される。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a main joining step of the friction stir welding method according to the first embodiment. In the detachment section, the tip side pin F3 is gradually moved upward from the intermediate point S2 toward the end position EP1 (FIG. 12), and the tip side pin F3 is detached from the
傾斜台除去工程は、傾斜台50を除去する工程である。傾斜台除去工程では、例えば、切削加工、研削加工により外周面11bを基準として傾斜台50をすべて除去する。
The tilting table removing step is a step of removing the tilting table 50. In the tilting table removing step, for example, the tilting table 50 is completely removed with reference to the outer
以上説明した本実施形態における摩擦攪拌接合方法によれば、回転ツールFの終了位置EP1を傾斜台50に設定するとともに、当該傾斜台50を切除する。これにより、第一金属部材1、第二金属部材2に引抜き穴及び引抜き痕が残存しない摩擦攪拌接合が可能となる。また、これにより第一金属部材1の外周面11bには引抜き穴及び引抜き痕が残存しないため、きれいに仕上げることができる。
According to the friction stir welding method in the present embodiment described above, the end position EP1 of the rotation tool F is set to the inclined table 50, and the inclined table 50 is cut off. This enables friction stir welding in which the
また、回転ツールFは傾斜台50の傾斜面50cに沿って上昇させるため、終了位置EP1まで回転ツールFを移動させると、先端側ピンF3と外周面11bとを離間させることができる。これにより、回転ツールFを離脱させた際に生じる引抜き穴は、外周面11bには残存せず、傾斜台50のみに残存させることができる。
また、本実施形態の第一金属部材1を、例えば、ダイキャストで一体成形することにより、傾斜台50を容易に成形することができる。また、傾斜台50の傾斜面50cに沿って一定の挿入深さで上昇させればよいため、回転ツールFの回転速度を変更するなどの煩雑な作業を省略することができる。
Further, since the rotation tool F is raised along the
Further, the tilting table 50 can be easily formed by integrally molding the
また、本接合工程の本区間では基端側ピンF2の外周面を、第二金属部材2の外周面21bに接触させた状態で摩擦攪拌接合を行うため、バリの発生を抑制することができる。
Further, in this section of the main joining step, since the friction stir welding is performed in a state where the outer peripheral surface of the base end side pin F2 is in contact with the outer
また、第二金属部材2と先端側ピンF3との摩擦熱によって突合せ部J1の主として第二金属部材2側の第二アルミニウム合金が攪拌されて塑性流動化され、突合せ部J1において第一金属部材1の段差傾斜面13aと、第二金属部材2の端面21aとを接合することができる。
Further, the frictional heat between the
また、先端側ピンF3の外周面を第一金属部材1の段差傾斜面13aにわずかに接触させるに留めるため、第一金属部材1から第二金属部材2への第一アルミニウム合金の混入を極力少なくすることができる。これにより、突合せ部J1においては主として第二金属部材2側の第二アルミニウム合金が摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。つまり、本接合工程では、先端側ピンF3の回転中心軸線Zに対して一方側と他方側で、先端側ピンF3が受ける材料抵抗の不均衡を極力少なくすることができる。これにより、塑性流動材がバランス良く摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。また、回転ツールFにかかる負荷を軽減することができるため、回転ツールFに大きな負荷がかからない状態で、突合せ部J1を接合することができる。
Further, in order to keep the outer peripheral surface of the tip side pin F3 slightly in contact with the stepped
また、本接合工程において、先端側ピンF3の外周面と第一金属部材1の段差傾斜面13aとが平行となるように回転ツールFの位置を設定することで、先端側ピンF3と第一金属部材1とをバランスよく接触させることができる。また、第二金属部材2の外径を、第一金属部材1の外径よりも大きく設定することにより、接合部が金属不足になるのを防ぐことができる。また、先端側ピンF3の先端を、第一金属部材1の段差側面13bに達するように設定することで、突合せ部J2も確実に摩擦攪拌できるため、接合強度を高めることができる。
Further, in this joining step, the position of the rotation tool F is set so that the outer peripheral surface of the tip side pin F3 and the stepped
ここで、先端側ピンF3を設定移動ルートL1に挿入する際、設定移動ルートL1上に摩擦攪拌の開始位置を設定して所定の深さとなるまで鉛直方向に先端側ピンF3を押入すると、開始位置における摩擦熱が過大となる。これにより、当該開始位置において、第一金属部材1側の金属が第二金属部材2側に混入しやすくなり、接合不良の一因となるという問題がある。
これに対し、本実施形態の本接合工程の押入区間では、開始位置SP1から設定移動ルートL1と重複する位置まで回転ツールFを移動させつつ所定の深さとなるまで先端側ピンF3を徐々に押入することにより、設定移動ルートL1上で回転ツールFが停止して摩擦熱が局所的に過大になるのを防ぐことができる。
Here, when the tip side pin F3 is inserted into the set movement route L1, the start position of friction stir welding is set on the set movement route L1 and the tip side pin F3 is pushed in in the vertical direction until it reaches a predetermined depth. The frictional heat at the position becomes excessive. As a result, at the start position, the metal on the
On the other hand, in the push-in section of the main joining step of the present embodiment, the tip side pin F3 is gradually pushed in while moving the rotation tool F from the start position SP1 to a position overlapping the set movement route L1 until it reaches a predetermined depth. By doing so, it is possible to prevent the rotation tool F from stopping on the set movement route L1 and causing the frictional heat to be locally excessive.
同様に、本接合工程の離脱区間では、設定移動ルートL1から終了位置EP1まで回転ツールFを移動させつつ所定の深さから先端側ピンF3を徐々に引き抜いて離脱させることにより、設定移動ルートL1上で回転ツールFの移動が停止して摩擦熱が局所的に過大になるのを防ぐことができる。これらにより、設定移動ルートL1上で摩擦熱が過大となり、第一金属部材1から第二金属部材2へ第一アルミニウム合金が過剰に混入して接合不良となるのを防ぐことができる。
Similarly, in the detachment section of the main joining step, the set movement route L1 is separated by gradually pulling out the tip side pin F3 from a predetermined depth while moving the rotation tool F from the set movement route L1 to the end position EP1. It is possible to prevent the rotation tool F from stopping and the frictional heat from becoming excessive locally. As a result, it is possible to prevent the frictional heat from becoming excessive on the set movement route L1 and excessive mixing of the first aluminum alloy from the
また、本接合工程において、開始位置SP1及び終了位置EP1の位置は適宜設定すればよい(終了位置EP1の位置は傾斜台50の設置位置を選択することで適宜設定できる)。開始位置SP1と設定移動ルートL1とのなす角度、終了位置EP1と設定移動ルートL1とのなす角度が鈍角となるように設定することにより、中間点S1,S2で回転ツールFの移動速度が低下することなくスムーズに本区間又は離脱区間に移行することができる。これにより、設定移動ルートL1上で回転ツールFが停止又は移動速度が低下することにより、摩擦熱が過大となることを防ぐことができる。なお、上方から見て回転ツールFの軌跡が円弧を描くように開始位置SP1から設定移動ルートL1に回転ツールFを移動させてもよい。同様に、上方から見て回転ツールFの軌跡が円弧を描くように設定移動ルートL1から終了位置EP1に回転ツールFを移動させてもよい。 Further, in this joining step, the positions of the start position SP1 and the end position EP1 may be appropriately set (the position of the end position EP1 can be appropriately set by selecting the installation position of the inclined table 50). By setting the angle between the start position SP1 and the set movement route L1 and the angle between the end position EP1 and the set movement route L1 to be obtuse, the movement speed of the rotation tool F decreases at the intermediate points S1 and S2. It is possible to smoothly shift to this section or the departure section without doing so. As a result, it is possible to prevent the frictional heat from becoming excessive due to the rotation tool F stopping or the moving speed decreasing on the set movement route L1. The rotation tool F may be moved from the start position SP1 to the set movement route L1 so that the locus of the rotation tool F draws an arc when viewed from above. Similarly, the rotation tool F may be moved from the set movement route L1 to the end position EP1 so that the locus of the rotation tool F draws an arc when viewed from above.
また、本接合工程では、回転ツールFの回転方向及び進行方向は適宜設定すればよいが、本実施形態では回転ツールFの移動軌跡に形成される塑性化領域Wのうち、第一金属部材1(突合せ部J1側)がシアー側となり、第二金属部材2側がフロー側となるように回転ツールFの回転方向及び進行方向を設定した。第一金属部材1側がシアー側となるように設定することで、突合せ部J1の周囲における先端側ピンF3による攪拌作用が高まり、突合せ部J1における温度上昇が期待でき、突合せ部J1において第一金属部材1の段差傾斜面13aと、第二金属部材2の端面21aとをより確実に接合することができる。
Further, in the present joining step, the rotation direction and the traveling direction of the rotation tool F may be appropriately set, but in the present embodiment, the
なお、シアー側(Advancing side)とは、被接合部に対する回転ツールの外周の相対速度が、回転ツールの外周における接線速度の大きさに移動速度の大きさを加算した値となる側を意味する。一方、フロー側(Retreating side)とは、回転ツールの移動方向の反対方向に回転ツールが回動することで、被接合部に対する回転ツールの相対速度が低速になる側を言う。 The shear side (Advancing side) means the side where the relative speed of the outer circumference of the rotating tool with respect to the jointed portion is the value obtained by adding the magnitude of the moving speed to the magnitude of the tangential velocity on the outer circumference of the rotating tool. .. On the other hand, the flow side (Retreating side) refers to the side in which the relative speed of the rotating tool with respect to the jointed portion becomes low due to the rotation of the rotating tool in the direction opposite to the moving direction of the rotating tool.
また、第一金属部材1の第一アルミニウム合金は、第二金属部材2の第二アルミニウム合金よりも硬度の高い材料になっている。これにより、第一金属部材1と第二金属部材2とを接合した被接合金属部材の耐久性を高めることができる。また、第一金属部材1の第一アルミニウム合金をアルミニウム合金鋳造材とし、第二金属部材2の第二アルミニウム合金をアルミニウム合金展伸材とすることが好ましい。第一アルミニウム合金を例えば、JISH5302 ADC12等のAl−Si−Cu系アルミニウム合金鋳造材とすることにより、第一金属部材1の鋳造性、強度、被削性等を高めることができる。また、第二アルミニウム合金を例えば、JIS A1000系又はA6000系とすることにより、加工性、熱伝導性を高めることができる。また、本実施形態では、第一金属部材1はダイキャスト材からなり、第二金属部材2は展伸材からなることで、被接合金属部材Hを容易に形成することができる。
Further, the first aluminum alloy of the
また、本接合工程においては、突合せ部J1の全周を摩擦攪拌接合するため、被接合金属部材Hの気密性及び水密性を高めることができる。また、本接合工程の終端部分において、回転ツールFが中間点S1を完全に通過してから終了位置EP1に向かうようにする。つまり、本接合工程によって形成された塑性化領域Wの各端部同士をオーバーラップさせることにより、より気密性及び水密性を高めることができる。 Further, in this joining step, since the entire circumference of the butt portion J1 is friction-stir welded, the airtightness and watertightness of the metal member H to be joined can be improved. Further, at the end portion of the main joining step, the rotation tool F is made to move toward the end position EP1 after completely passing through the intermediate point S1. That is, the airtightness and watertightness can be further improved by overlapping the ends of the plasticized region W formed by this joining step with each other.
なお、本接合工程では、回転ツールFの回転速度を一定としてもよいが、可変させてもよい。本接合工程の押入区間において、開始位置SP1における回転ツールFの回転速度をV1とし、本区間における回転ツールFの回転速度をV2とすると、V1>V2としてもよい。回転速度V2は、設定移動ルートL1における予め設定された一定の回転速度である。つまり、開始位置SP1では、回転速度を速く設定しておき、押入区間内で徐々に回転速度を低減させながら本区間に移行してもよい。 In this joining step, the rotation speed of the rotation tool F may be constant, but may be variable. In the indentation section of the main joining step, if the rotation speed of the rotation tool F at the start position SP1 is V1 and the rotation speed of the rotation tool F in this section is V2, V1> V2 may be satisfied. The rotation speed V2 is a preset constant rotation speed in the set movement route L1. That is, at the start position SP1, the rotation speed may be set high, and the rotation speed may be gradually reduced in the closet section to shift to the main section.
また、本接合工程の離脱区間において、本区間における回転ツールFの回転速度をV2、終了位置EP1において離脱させるときの回転ツールFの回転速度をV3とすると、V3>V2としてもよい。つまり、離脱区間に移行したら、終了位置EP1に向けて徐々に回転速度を上げながら第二金属部材2から回転ツールFを離脱させてもよい。回転ツールFを第二金属部材2に押し入れる際又は第二金属部材2から離脱させる際に、前記のように設定することで、押入区間又は離脱区間時における少ない押圧力を、回転速度で補うことができるため、摩擦攪拌を好適に行うことができる。
Further, in the detachment section of the main joining step, if the rotation speed of the rotation tool F in this section is V2 and the rotation speed of the rotation tool F at the end position EP1 is V3, V3> V2 may be satisfied. That is, after shifting to the detachment section, the rotation tool F may be detached from the
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態に係る摩擦攪拌接合方法について説明する。第二実施形態では、図13に示すように、第二金属部材2の外周面21b上であって第二金属部材2の端面21aに近接する位置に、外周面21bから突出するように傾斜台50を設けている。そのため、終了位置EP1も第二金属部材2の外周面21bにおける傾斜台50となり、本接合工程の離脱区間も第二金属部材2の外周面21b上となる。これらの点で第二実施形態は第一実施形態と相違する。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 friction stir welding method according to the second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, as shown in FIG. 13, an inclined table is projected from the outer
傾斜台50は、傾斜台側面50aと、傾斜台側面50bと、傾斜面50cと、背面50dとで構成されている。傾斜台側面50a,50bは、互いに対向し外周面21bから略垂直に立ち上がっている。傾斜面50cは、例えば平面視矩形状を呈し、端面21aから遠ざかるにつれて上方(外周面21bから離間する方向)に傾斜している。傾斜面50cは、第二金属部材2の中心軸と平行に配置されている 。背面50dは、外周面21bから垂直に立ち上がり、傾斜台側面50a,50bに対してそれぞれ垂直になっている。傾斜台50は、後記する本接合工程の本区間で突合せ部J1を摩擦攪拌接合する際に、回転ツールFと干渉しないように設置することが好ましい。
The inclined table 50 is composed of an inclined
第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造では、準備工程と、突合せ工程と、本接合工程と、傾斜台除去工程とを行う。突合せ工程、傾斜台除去工程は、第一実施形態と同様である。準備工程では、第二金属部材2の外周面21b上に傾斜台50を形成する。本接合工程では、第一実施形態と同じ要領で押入区間、本区間の摩擦攪拌接合を行い、回転ツールFが中間点S2に達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、回転ツールFを第二金属部材2に配置された傾斜台50に移動させ、中間点S2から終了位置EP1に向かうまでの間に先端側ピンF3を徐々に上方に移動させて、終了位置EP1で第二金属部材2から先端側ピンF3を離脱させる。つまり、回転ツールFを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールFを終了位置EP1に移動させながら第二金属部材2から離間する方向に徐々に引抜いていく。
In the production of the liquid-cooled jacket according to the second embodiment, a preparation step, a butt step, a main joining step, and a tilting table removing step are performed. The butt step and the tilting table removing step are the same as those in the first embodiment. In the preparatory step, the inclined table 50 is formed on the outer
以上説明した本実施形態における摩擦攪拌接合方法によっても第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、本実施形態のように傾斜台50を第二金属部材2に配置してもよい。
The friction stir welding method of the present embodiment described above can also obtain substantially the same effect as that of the first embodiment. Further, the tilting table 50 may be arranged on the
また、傾斜台50を第二金属部材2と同様に第二アルミニウム合金で形成している場合は、第二アルミニウム合金は相対的に硬度が低いので、傾斜台除去工程の作業が容易になる。
Further, when the inclined table 50 is formed of the second aluminum alloy like the
[変形例]
前記実施形態の変形例について説明する。図14は、第一変形例に係る摩擦攪拌接合方法の準備工程を示す斜視図である。本変形例が第一実施形態と異なるのは、傾斜台50の傾斜面50cが上面視円弧状に形成されていることである。
[Modification example]
A modified example of the above embodiment will be described. FIG. 14 is a perspective view showing a preparatory step of the friction stir welding method according to the first modification. This modification is different from the first embodiment in that the
これにより、本接合工程の離脱区間を摩擦攪拌する際に先端側ピンF3を円弧状に相対移動させることができるので、本区間から離脱区間へ回転ツールFをスムーズに移動させることができる。なお、この場合の傾斜台50は、第一金属部材1の外周面11bに形成してもよい。
As a result, the tip side pin F3 can be relatively moved in an arc shape when the detachment section of the main joining step is frictionally agitated, so that the rotation tool F can be smoothly moved from this section to the detachment section. The tilting table 50 in this case may be formed on the outer
図15は、第二変形例に係る摩擦攪拌接合方法の本接合工程における押入区間の摩擦攪拌を示す斜視図である。本接合工程では、図15に示すように、開始位置SP1を設定移動ルートL1上に設定して、押入区間を開始位置SP1から中間点S1までとしている。第二変形例の押入区間では、回転ツールFを設定移動ルートL1上で移動させつつ、設定移動ルートL1の一点で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。本区間、離脱区間は前記の実施形態と同様である。 FIG. 15 is a perspective view showing friction stir in the closet section in the main joining step of the friction stir welding method according to the second modification. In this joining step, as shown in FIG. 15, the start position SP1 is set on the set movement route L1 and the closet section is set from the start position SP1 to the intermediate point S1. In the closet section of the second modification, it is possible to prevent the frictional heat from becoming excessive at one point of the set movement route L1 while moving the rotation tool F on the set movement route L1. This section and the withdrawal section are the same as those in the above embodiment.
1 第一金属部材
2 第二金属部材
11 大径部
11b 外周面
12 小径部
13a 段差傾斜面
13b 段差側面
21a 端面
21b 外周面
21c 内周面
22 開口部
50 傾斜台
L1 設定移動ルート
F 回転ツール
F1 基軸部
F2 基端側ピン
F3 先端側ピン
F4 平坦面
J1 突合せ部
SP1 開始位置
EP1 終了位置
W 塑性化領域
1
Claims (4)
前記第一金属部材は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第二金属部材は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、
前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記先端側ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、
前記第一金属部材の前記大径部と前記小径部との境に近接するとともに前記第一金属部材の外周面から突出する傾斜台を形成する準備工程と、
前記第二金属部材の開口部に前記第一金属部材の前記小径部を挿入することにより、前記第二金属部材の内周面と前記第一金属部材の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記第一金属部材の段差傾斜面とを突き合わせて前記突合せ部に断面V字状の隙間を形成する突合せ工程と、
回転する前記回転ツールの前記先端側ピンを前記第二金属部材の外周面に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記第二金属部材の外周面に接触させつつ前記先端側ピンの外周面を前記第一金属部材の前記段差傾斜面にわずかに接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記第二金属部材側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記第二金属部材の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部に摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るように移動させて当該傾斜面の上側で引抜く本接合工程と、
前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする摩擦攪拌接合方法。 A columnar first metal member having a small diameter portion at the end of a large diameter portion and a tubular second metal member having an inner diameter substantially equal to that of the small diameter portion are abutted against each other to be joined. This is a friction stir welding method in which friction stir welding is performed on the butt portion of a metal member.
The first metal member is formed of a first aluminum alloy, the second metal member is formed of a second aluminum alloy, and the first aluminum alloy is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy. And
The rotary tool used for friction stir welding has a base end side pin and a tip end side pin.
The taper angle of the base end side pin is larger than the taper angle of the tip end side pin, and a stepped pin step portion is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin, and the tip end side pin is formed. The outer peripheral surface of the is inclined so as to be tapered,
A preparatory step of forming an inclined table that is close to the boundary between the large-diameter portion and the small-diameter portion of the first metal member and protrudes from the outer peripheral surface of the first metal member.
By inserting the small diameter portion of the first metal member into the opening of the second metal member, the inner peripheral surface of the second metal member and the stepped side surface of the first metal member are overlapped, and the first (Ii) A butt step of abutting the end face of the metal member and the stepped inclined surface of the first metal member to form a gap having a V-shaped cross section in the butt portion.
The tip end side pin of the rotating tool is inserted into the outer peripheral surface of the second metal member, and the outer peripheral surface of the base end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface of the second metal member while the outer peripheral surface of the tip end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface. A setting set on the second metal member side with respect to the abutting portion while allowing the second aluminum alloy to flow into the gap in a state where the surface is slightly in contact with the stepped inclined surface of the first metal member. After rubbing and stirring the abutting portion around the outer peripheral surface of the second metal member at a predetermined depth along the movement route, the tip side pin rises along the inclined surface of the inclined table. The main joining process of moving and pulling out on the upper side of the inclined surface,
A friction stir welding method comprising a tilting table removing step of removing the tilting table.
前記第一金属部材は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第二金属部材は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、
前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記先端側ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、
前記第二金属部材の端面に近接するとともに前記第二金属部材の外周面から突出する傾斜台を形成する準備工程と、
前記第二金属部材の前記傾斜台側の開口部に前記第一金属部材の前記小径部を挿入することにより、前記第二金属部材の内周面と前記第一金属部材の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記第一金属部材の段差傾斜面とを突き合わせて前記突合せ部に断面V字状の隙間を形成する突合せ工程と、
回転する前記回転ツールの前記先端側ピンを前記第二金属部材の外周面に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記第二金属部材の外周面に接触させつつ前記先端側ピンの外周面を前記第一金属部材の前記段差傾斜面にわずかに接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記第二金属部材側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記第二金属部材の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部に摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るように移動させて当該傾斜面の上側で引抜く本接合工程と、
前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする摩擦攪拌接合方法。 A columnar first metal member having a small diameter portion at the end of a large diameter portion and a tubular second metal member having an inner diameter substantially equal to that of the small diameter portion are abutted against each other to be joined. This is a friction stir welding method in which friction stir welding is performed on the butt portion of a metal member.
The first metal member is formed of a first aluminum alloy, the second metal member is formed of a second aluminum alloy, and the first aluminum alloy is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy. And
The rotary tool used for friction stir welding has a base end side pin and a tip end side pin.
The taper angle of the base end side pin is larger than the taper angle of the tip end side pin, and a stepped pin step portion is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin, and the tip end side pin is formed. The outer peripheral surface of the is inclined so as to be tapered,
A preparatory step of forming an inclined table that is close to the end surface of the second metal member and protrudes from the outer peripheral surface of the second metal member.
By inserting the small diameter portion of the first metal member into the opening on the inclined table side of the second metal member, the inner peripheral surface of the second metal member and the stepped side surface of the first metal member are overlapped. A butt step of abutting the end face of the second metal member and the stepped inclined surface of the first metal member to form a gap having a V-shaped cross section in the butt portion.
The tip end side pin of the rotating tool is inserted into the outer peripheral surface of the second metal member, and the outer peripheral surface of the base end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface of the second metal member while the outer peripheral surface of the tip end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface. A setting set on the second metal member side with respect to the abutting portion while allowing the second aluminum alloy to flow into the gap in a state where the surface is slightly in contact with the stepped inclined surface of the first metal member. After rubbing and stirring the abutting portion around the outer peripheral surface of the second metal member at a predetermined depth along the movement route, the tip side pin rises along the inclined surface of the inclined table. The main joining process of moving and pulling out on the upper side of the inclined surface,
A friction stir welding method comprising a tilting table removing step of removing the tilting table.
前記第一金属部材は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第二金属部材は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、
前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記先端側ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、
前記第一金属部材の前記大径部と前記小径部との境に近接するとともに前記第一金属部材の外周面から突出する傾斜台を形成する準備工程と、
前記第二金属部材の開口部に前記第一金属部材の前記小径部を挿入することにより、前記第二金属部材の内周面と前記第一金属部材の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記第一金属部材の段差傾斜面とを突き合わせて前記突合せ部に断面V字状の隙間を形成する突合せ工程と、
回転する前記回転ツールの前記先端側ピンを前記第二金属部材の外周面に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記第二金属部材の外周面に接触させつつ前記先端側ピンの外周面を前記第一金属部材の前記段差傾斜面にわずかに接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記第二金属部材側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記第二金属部材の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部に摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るように移動させて当該傾斜面の上側で引抜く本接合工程と、
前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする摩擦攪拌接合方法。 A cylindrical first metal member having a small diameter portion at the end of a large diameter portion and a cylindrical second metal member having an inner diameter substantially equal to that of the small diameter portion are abutted against each other to be joined. This is a friction stir welding method in which friction stir welding is performed on the butt portion of a metal member.
The first metal member is formed of a first aluminum alloy, the second metal member is formed of a second aluminum alloy, and the first aluminum alloy is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy. And
The rotary tool used for friction stir welding has a base end side pin and a tip end side pin.
The taper angle of the base end side pin is larger than the taper angle of the tip end side pin, and a stepped pin step portion is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin, and the tip end side pin is formed. The outer peripheral surface of the is inclined so as to be tapered,
A preparatory step of forming an inclined table that is close to the boundary between the large-diameter portion and the small-diameter portion of the first metal member and protrudes from the outer peripheral surface of the first metal member.
By inserting the small diameter portion of the first metal member into the opening of the second metal member, the inner peripheral surface of the second metal member and the stepped side surface of the first metal member are overlapped, and the first (Ii) A butt step of abutting the end face of the metal member and the stepped inclined surface of the first metal member to form a gap having a V-shaped cross section in the butt portion.
The tip end side pin of the rotating tool is inserted into the outer peripheral surface of the second metal member, and the outer peripheral surface of the base end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface of the second metal member while the outer peripheral surface of the tip end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface. A setting set on the second metal member side with respect to the abutting portion while allowing the second aluminum alloy to flow into the gap in a state where the surface is slightly in contact with the stepped inclined surface of the first metal member. After rubbing and stirring the abutting portion around the outer peripheral surface of the second metal member at a predetermined depth along the movement route, the tip side pin rises along the inclined surface of the inclined table. The main joining process of moving and pulling out on the upper side of the inclined surface,
A friction stir welding method comprising a tilting table removing step of removing the tilting table.
前記第一金属部材は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第二金属部材は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、
前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記先端側ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、
前記第二金属部材の端面に近接するとともに前記第二金属部材の外周面から突出する傾斜台を形成する準備工程と、
前記第二金属部材の前記傾斜台側の開口部に前記第一金属部材の前記小径部を挿入することにより、前記第二金属部材の内周面と前記第一金属部材の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記第一金属部材の段差傾斜面とを突き合わせて前記突合せ部に断面V字状の隙間を形成する突合せ工程と、
回転する前記回転ツールの前記先端側ピンを前記第二金属部材の外周面に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記第二金属部材の外周面に接触させつつ前記先端側ピンの外周面を前記第一金属部材の前記段差傾斜面にわずかに接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記第二金属部材側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記第二金属部材の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部に摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るように移動させて当該傾斜面の上側で引抜く本接合工程と、
前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする摩擦攪拌接合方法。 A cylindrical first metal member having a small diameter portion at the end of a large diameter portion and a cylindrical second metal member having an inner diameter substantially equal to that of the small diameter portion are abutted against each other to be joined. This is a friction stir welding method in which friction stir welding is performed on the butt portion of a metal member.
The first metal member is formed of a first aluminum alloy, the second metal member is formed of a second aluminum alloy, and the first aluminum alloy is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy. And
The rotary tool used for friction stir welding has a base end side pin and a tip end side pin.
The taper angle of the base end side pin is larger than the taper angle of the tip end side pin, and a stepped pin step portion is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin, and the tip end side pin is formed. The outer peripheral surface of the is inclined so as to be tapered,
A preparatory step of forming an inclined table that is close to the end surface of the second metal member and protrudes from the outer peripheral surface of the second metal member.
By inserting the small diameter portion of the first metal member into the opening on the inclined table side of the second metal member, the inner peripheral surface of the second metal member and the stepped side surface of the first metal member are overlapped. A butt step of abutting the end face of the second metal member and the stepped inclined surface of the first metal member to form a gap having a V-shaped cross section in the butt portion.
The tip end side pin of the rotating tool is inserted into the outer peripheral surface of the second metal member, and the outer peripheral surface of the base end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface of the second metal member while the outer peripheral surface of the tip end side pin is brought into contact with the outer peripheral surface. A setting set on the second metal member side with respect to the abutting portion while allowing the second aluminum alloy to flow into the gap in a state where the surface is slightly in contact with the stepped inclined surface of the first metal member. After rubbing and stirring the abutting portion around the outer peripheral surface of the second metal member at a predetermined depth along the movement route, the tip side pin rises along the inclined surface of the inclined table. The main joining process of moving and pulling out on the upper side of the inclined surface,
A friction stir welding method comprising a tilting table removing step of removing the tilting table.
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