JP3207465B2 - Aluminum or aluminum alloy friction welding method - Google Patents

Aluminum or aluminum alloy friction welding method

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JP3207465B2
JP3207465B2 JP24682491A JP24682491A JP3207465B2 JP 3207465 B2 JP3207465 B2 JP 3207465B2 JP 24682491 A JP24682491 A JP 24682491A JP 24682491 A JP24682491 A JP 24682491A JP 3207465 B2 JP3207465 B2 JP 3207465B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は各種の強度部材として使
用されるアルミニウム又はアルミニウム合金を相互に摩
擦接合するアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接
合方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of frictionally joining aluminum or aluminum alloy used for various strength members to frictionally join aluminum or aluminum alloy to each other.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、自動車等の軽量化の要求により、
その強度部材としてアルミニウム又はアルミニウム合金
(以下、アルミニウム材という)の適用が拡大されてい
る。特に、自動車のプロペラシャフトとユニバーサルジ
ョイントのヨークとしてアルミニウム材を使用するよう
になってきており、この場合にプロペラシャフトとヨー
クとを構成するアルミニウム材同士を接合する必要があ
る。従来のように、鋼材を使用していた場合には、両者
を熱影響が少ない摩擦圧接により接合していた。しかし
ながら、鋼材同士の摩擦圧接条件をそのままアルミニウ
ム材に適用しても十分な接合強度を得ることができな
い。
2. Description of the Related Art Recently, due to a demand for lightening of an automobile or the like,
The application of aluminum or an aluminum alloy (hereinafter, referred to as an aluminum material) as the strength member has been expanded. Particularly, an aluminum material has been used as a yoke for a propeller shaft of an automobile and a universal joint. In this case, it is necessary to join the aluminum materials constituting the propeller shaft and the yoke. In the case where a steel material is used as in the related art, the two members are joined by friction welding with little heat influence. However, sufficient joining strength cannot be obtained even if the conditions of friction welding between steel materials are applied to aluminum materials as they are.

【0003】アルミニウム材同士の接合方法としては、
この摩擦圧接による方法の外に、アーク溶接法、電子ビ
ーム溶接法、及びろう付け法がある。
[0003] As a joining method of aluminum materials,
In addition to the friction welding method, there are an arc welding method, an electron beam welding method, and a brazing method.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の接合方法には、以下に示す欠点がある。
However, these conventional joining methods have the following disadvantages.

【0005】先ず、アーク溶接法の場合には、溶接によ
る熱影響が比較的大きいため、母材の熱影響部が広い範
囲に生じる。このため、継ぎ手部の近傍の母材の軟化が
激しく、母材の非熱影響部と同等の継ぎ手強度を得るこ
とが困難である。また、高張力アルミニウム合金の場合
には、溶接性の面から所謂共金溶接ができないため、同
様に母材並の継ぎ手強度を得ることができない。
[0005] First, in the case of the arc welding method, since the heat effect of welding is relatively large, the heat-affected zone of the base material occurs in a wide range. For this reason, the base material near the joint portion is severely softened, and it is difficult to obtain a joint strength equivalent to that of the non-heat-affected zone of the base material. In the case of a high-tensile aluminum alloy, so-called common metal welding cannot be performed from the viewpoint of weldability, so that a joint strength equivalent to that of the base material cannot be obtained.

【0006】また、電子ビーム溶接法の場合には、溶接
による熱影響部はアーク溶接に比して小さいものの、母
材の熱影響部の軟化は回避できず、同様に継ぎ手部にお
いて、母材並の強度を得ることはできない。また、この
方法は基本的には共金溶接であるため、合金の種類によ
っては溶接金属に割れが発生する虞がある。
Further, in the case of the electron beam welding method, although the heat-affected zone due to welding is smaller than that of arc welding, softening of the heat-affected zone of the base material cannot be avoided. You cannot get average strength. Further, since this method is basically a common metal welding, there is a possibility that cracks may occur in the weld metal depending on the type of the alloy.

【0007】ろう付け法は、接合部全体をろう付け温度
に加熱する必要があるため、母材が最も軟化しやすい方
法である。このため、加工硬化及び熱処理で強化された
材料には不向きの接合方法である。
[0007] The brazing method is a method in which the base material is most easily softened because the entire joint must be heated to the brazing temperature. Therefore, the bonding method is not suitable for a material reinforced by work hardening and heat treatment.

【0008】一方、前述の摩擦圧接方法は、これらの方
法に比して最も熱影響が少ない方法である。このため、
割れ等の欠陥も発生しにくいが、加工硬化又は熱処理で
強化されたアルミニウム材を摩擦接合しようとすると、
軟化部が生成してしまい、母材並の継ぎ手強度を得るこ
とはできない。
On the other hand, the above-described friction welding method is a method which has the least thermal influence as compared with these methods. For this reason,
Defects such as cracks are unlikely to occur, but when trying to frictionally join aluminum materials reinforced by work hardening or heat treatment,
A softened portion is generated, and a joint strength equal to that of the base material cannot be obtained.

【0009】以上の如く、従来のアルミニウム材の接合
方法では、加工硬化又は熱処理で強化されたアルミニウ
ム材を母材並の強度で接合し、母材に対して強度の低下
がない継ぎ手部を得ることは困難である。
As described above, in the conventional method for joining aluminum materials, an aluminum material reinforced by work hardening or heat treatment is joined with a strength equal to that of the base material, and a joint portion having no decrease in strength with respect to the base material is obtained. It is difficult.

【0010】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、加工硬化又は熱処理により強化されたアル
ミニウム材を母材並の継ぎ手強度で接合することがで
き、強度部材としてのアルミニウム材の適用範囲を拡大
させることができるアルミニウム又はアルミニウム合金
の摩擦接合方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and can join an aluminum material reinforced by work hardening or heat treatment with a joint strength similar to that of a base material. It is an object of the present invention to provide a friction welding method of aluminum or an aluminum alloy that can expand the applicable range.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム又はアルミニウム合金の摩擦接合方法は、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金からなる第1及び第2の部材を
相対的に回転させつつ、一方の部材を他方の部材に相対
的に接近移動させ、加圧接触時の摩擦熱により両部材を
接合するアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合
方法において、摩擦による予熱工程を経ることなく前記
第1及び第2の部材にアプセット圧力を印加して、前記
第1及び第2の部材が相互に接触した後、0.7秒以内
に前記第1及び第2の部材の相対的回転が停止すること
を特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a friction welding method for aluminum or an aluminum alloy, in which a first member and a second member made of aluminum or an aluminum alloy are relatively rotated while one member is being rotated by the other. In a frictional joining method of aluminum or an aluminum alloy in which the two members are relatively moved toward and joined to each other by frictional heat at the time of press contact, the preheating step by friction is not required.
After the upset pressure is applied to the first and second members, the relative rotation of the first and second members stops within 0.7 seconds after the first and second members contact each other. It is characterized by doing.

【0012】また、本発明に係る他のアルミニウム又は
アルミニウム合金の摩擦接合方法は、アルミニウム又は
アルミニウム合金からなる第1及び第2の部材を相対的
に回転させつつ、一方の部材を他方の部材に相対的に接
近移動させ、加圧接触時の摩擦熱により両部材を接合す
るアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合方法に
おいて、前記第1及び第2の部材が相互に接触する時
点、又はこの接触時点よりも前の時点でアプセットのタ
イミングをとることを特徴とする。
Further, in another friction joining method of aluminum or aluminum alloy according to the present invention, the first member and the second member made of aluminum or aluminum alloy are relatively rotated while one member is joined to the other member. In the aluminum or aluminum alloy friction joining method of moving the members relatively close to each other and joining the two members by frictional heat at the time of press contact, the time when the first and second members come into contact with each other, or Is characterized in that the upset timing is taken at the previous time.

【0013】本発明において、アプセットのタイミング
をとるとは、部材間に接合時の圧力を印加すると共に、
部材を回転駆動するモータを停止させるための指令を出
すことをいう。
In the present invention, the timing of the upset means that the pressure at the time of joining is applied between the members,
This means issuing a command to stop the motor that drives the members to rotate.

【0014】[0014]

【作用】本願発明者等は、近時、強度部材として鋼に替
わって使用されつつある加工硬化又は熱処理硬化型アル
ミニウム材を、高い継ぎ手強度を確保して接合できる方
法を開発すべく種々実験研究を繰り返した結果、摩擦接
合せんとする両部材を相互に接触させる時点よりも前の
時点で、アプセットタイミングをとることにより、継ぎ
手部の軟化が抑制され、継ぎ手強度を高めることができ
ることを見いだした。即ち、アプセットタイミングは両
部材を所定の圧力で相互に押しつけ、この押圧力を印加
するタイミングであるが、このように両部材が接触する
時点より前の時点でアプセットタイミングをとることに
より、両部材の全体の摩擦時間を短縮し、熱影響を軽減
できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present inventors have conducted various experimental studies to develop a method for joining work hardening or heat treatment hardening type aluminum materials, which are recently being used in place of steel as a strength member, while ensuring high joint strength. As a result of repetition of the above, it was found that the softening of the joint part was suppressed and the joint strength could be increased by taking the upset timing at a time before the two members to be frictionally joined to contact each other. . That is, the upset timing is a timing in which the two members are pressed against each other with a predetermined pressure and the pressing force is applied. In this way, by taking the upset timing before the time when the two members come into contact with each other, the both members are set. The overall friction time can be reduced and the heat effect can be reduced.

【0015】図1は全摩擦時間を示すグラフ図、図2は
摩擦接合工程を示すタイミングチャート図である。図2
に示すように、鋼を始めとして金属を摩擦接合する場
合、従来は、一方の部材をモータにより高速で回転駆動
し、その回転数が一定になった後、他方の部材を回転し
ている前記一方の部材に接近移動させ(図中、寄り代で
示す)、両者間に比較的低い圧力の摩擦圧力P1を印加
する。これにより、両部材は相互に摩擦摺動し、摩擦力
により加熱されて両部材は予熱される。この摩擦時間T
1が経過すると、所謂アプセットを開始し、両部材間の
圧力をアプセット圧力P2にステップ状に上げると共
に、モータの回転を停止させる。これにより、両部材の
接合面は所定の接合温度に達し、接合される。なお、従
来、鉄系材料の摩擦接合の場合には、摩擦時間、即ち接
合せんとする部材を予熱する時間を約10秒としてい
た。
FIG. 1 is a graph showing the total friction time, and FIG. 2 is a timing chart showing the friction joining process. FIG.
As shown in the above, when frictionally joining metals including steel, conventionally, one member is driven to rotate at a high speed by a motor, and after the number of rotations becomes constant, the other member is rotated. It is moved closer to the one member (in the figure, indicated by the approach margin), applying a friction pressure P 1 of the relatively low pressure therebetween. As a result, both members frictionally slide with each other, and are heated by the frictional force, so that both members are preheated. This friction time T
When one has passed, it starts a so-called upset, the pressure between the two members to upset pressure P 2 with increased stepwise to stop the rotation of the motor. Thereby, the joining surface of both members reaches a predetermined joining temperature and is joined. Conventionally, in the case of friction joining of an iron-based material, a friction time, that is, a time for preheating a member to be joined was set to about 10 seconds.

【0016】この摩擦接合に及ぼす条件因子としては、
部材の回転数の外に、摩擦工程の摩擦圧力及び摩擦時
間、並びにアプセット工程のアプセット圧力及びアプセ
ット時間(アプセット後の保持時間)がある。これらの
条件は被接合材の材質及び形状により異なり、鋼材は摩
擦圧力及びアプセット圧力が高く、摩擦時間が長いが、
アルミニウム材は摩擦圧力及びアプセット圧力が低く、
摩擦時間が鋼に比して短くても十分に接合する。本発明
はこの考えを更に一歩進め、従来必須の工程と考えられ
ていた摩擦工程の時間をなくしてしまうことにより、熱
影響部が母材に広く拡大することを回避し、熱影響を接
合部のみに止めることにより、継ぎ手強度を高めるよう
にしたものである。このため、本発明においては、前記
他方の部材を、回転中の前記一方の部材に接近移動させ
て、接触させると同時に、又は接触する前にアプセット
のタイミングをとる。このアプセットタイミングによ
り、モータの回転駆動を停止し、モータにブレーキをか
けるが、モータが完全に停止するまでには、例えば、
0.3秒程度の極めて短い時間が必要である。
The condition factors affecting the friction welding include:
In addition to the number of rotations of the member, there are the friction pressure and the friction time in the friction process, and the upset pressure and the upset time (retention time after upset) in the upset process. These conditions differ depending on the material and shape of the materials to be joined. Steel materials have high friction pressure and upset pressure, and the friction time is long,
Aluminum material has low friction pressure and upset pressure,
Even if the friction time is shorter than that of steel, sufficient bonding can be achieved. The present invention takes this idea one step further and eliminates the time required for the friction step, which was conventionally considered an essential step, thereby preventing the heat-affected zone from spreading widely into the base material and reducing the heat-affected zone at the joint. The joint strength is increased by limiting the joint strength only. Therefore, in the present invention, the other member is moved closer to the rotating one member, and the upset is performed at the same time as or before the contact. By this upset timing, the rotation drive of the motor is stopped and the brake is applied to the motor, but by the time the motor is completely stopped, for example,
An extremely short time of about 0.3 seconds is required.

【0017】図1は、その横軸の左半分が、部材同士が
接触する時点よりも前でアプセットタイミングをとった
場合のアプセット開始時点から接触するまでの距離を負
数字で現したものであり、横軸の右半分が、従来と同様
に、接触した後アプセットタイミングをとるまでの時間
間隔(摩擦時間)を現し、縦軸が全摩擦時間を示す。こ
の図1から明らかなように、接触と同時にアプセットタ
イミングをとった場合でも、即ち、摩擦工程をなくした
場合でも、約0.7秒の摩擦接触時間が存在する。これ
は、部材の接触によりアプセットタイミングをとった
後、アプセット圧力P1が立ち上がるまでに、一例とし
て、約0.3秒かかり、アプセット圧力が立ち上がった
後、モータのブレーキがかかり始めるまでに約0.15
秒必要であり、更にブレーキがかかり始めた後、モータ
が完全に停止するまでに、約0.17乃至0.2秒かか
るからである。
FIG. 1 shows the distance from the start of the upset to the contact in the case where the left half of the horizontal axis takes the upset timing before the contact of the members, with a negative number. The right half of the horizontal axis represents the time interval (friction time) from contact to the upset timing, as in the prior art, and the vertical axis represents the total friction time. As is apparent from FIG. 1, even when the upset timing is set at the same time as the contact, that is, even when the friction step is eliminated, there is a friction contact time of about 0.7 seconds. This is after taking upset timing by contact members, until upset pressure P 1 rises, as an example, it takes about 0.3 seconds, after the rise of the upset pressure, about the and the start of the motor brake 0 .15
Seconds are required, and it takes about 0.17 to 0.2 seconds after the brake starts to be applied until the motor completely stops.

【0018】そして、本願発明者等による実験研究の結
果、アルミニウム材の場合は、摩擦時間による予熱工程
をなくし、アプセット圧力を最初から印加して、0.7
秒以下の極めて短いアプセット時間で摩擦圧接しても、
十分に接合可能な温度に達することが判明した。
As a result of an experimental study by the present inventors, in the case of aluminum material, the preheating step based on friction time was eliminated, and the upset pressure was applied from the beginning to increase the 0.7 mm.
Even if friction welding is performed with an extremely short upset time of less than seconds,
It has been found that a temperature at which sufficient bonding can be achieved is reached.

【0019】本願発明はこのような実験研究の結果、完
成したものであり、従来と全く発想を異にし、接合せん
とする部材が接触する時点で、又はそれよりも前の時点
でアプセットを開始する。これにより、摩擦工程をなく
し、両部材が接触した後、少なくとも0.7秒以内に部
材の回転が停止し、過剰の熱が発生して母材に影響を及
ぼす前に摩擦接合が終了する。
The invention of the present application has been completed as a result of such experimental research, and is completely different from the conventional idea. The upset is started at the time when the members to be joined come into contact with each other or at an earlier time. I do. This eliminates the friction step and stops the rotation of the members within at least 0.7 seconds after the two members come into contact, ending the friction joining before excessive heat is generated and affects the base material.

【0020】このような方法で摩擦接合すると、従来の
摩擦接合方法の場合に比して、熱影響部が飛躍的に小さ
くなり、母材と同程度の強度を有する継ぎ手部が得られ
る。一方、従来方法の場合は、例え、摩擦時間を0.1
秒と短くしても、実際上、圧力検知、リレー及び油圧系
統のタイムラグに上述のモータ制動時間が加わるため、
真の摩擦時間は約0.75秒になる。このため、接合部
の軟化が問題となる。
When the friction welding is performed by such a method, the heat-affected zone is drastically reduced as compared with the conventional friction welding method, and a joint having the same strength as the base material can be obtained. On the other hand, in the case of the conventional method, for example, the friction time is set to 0.1.
Even if it is shortened to seconds, since the above-mentioned motor braking time is actually added to the time lag of pressure detection, relay and hydraulic system,
The true friction time amounts to about 0.75 seconds. For this reason, softening of the joint becomes a problem.

【0021】[0021]

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。実施例1; アルミニウム合金パイプの摩擦圧接試験 熱処理型アルミニウム合金であるA6061のパイプ
(外径40mm、厚さ3mm、長さ100mm)同士を摩擦圧接試験
した。この摩擦圧接試験はブレーキ式のものを使用し
た。この摩擦圧接条件を下記表1に示す。本発明の実施
例方法は、圧接圧力P2が9kgf/mm2又は7kgf/mm2であ
り、従来方法の場合は摩擦圧力P1が4kgf/mm2又は2kgf/
mm2であり、圧接圧力は実施例の場合と同じである。本
実施例におけるアプセットタイミングは、端面同士が接
触する手前の位置を負の数字で現したものであり、例え
ば、-3mmとは、端面同士が接触する位置よりも3mm手前
でアプセットし、圧接圧力P2を印加すると同時にモー
タのブレーキをかけた場合のものである。従来方法の摩
擦時間は、部材の端面が接触した後の摩擦工程の時間で
ある。圧接後、継ぎ手部が中心となるようにして、図3
に示す引張り試験片を採取し、その継ぎ手強度を試験し
た。
Next, an embodiment of the present invention will be described. Example 1 Friction welding test of aluminum alloy pipes A6061 pipes (outer diameter: 40 mm, thickness: 3 mm, length: 100 mm), which are heat-treated aluminum alloys, were subjected to a friction welding test. This friction welding test used a brake type. The friction welding conditions are shown in Table 1 below. Example methods of the present invention, pressure pressure P 2 is 9 kgf / mm 2 or 7 kgf / mm 2, in the case of conventional methods friction pressure P 1 4kgf / mm 2 or 2 kgf /
mm 2 , and the pressing pressure is the same as in the example. The upset timing in the present embodiment indicates a position before the end faces contact each other with a negative number.For example, -3 mm means that the upset is set 3 mm before the end faces contact each other, and the pressing pressure is set. those when multiplied by the motor brake at the same time applying a P 2. The friction time in the conventional method is the time of the friction step after the end faces of the members come into contact. After the pressure welding, the joint is centered, and FIG.
The tensile test pieces shown in Table 1 were sampled and their joint strength was tested.

【0022】[0022]

【表1】表1(その1) 表1(その2) [Table 1] Table 1 (Part 1) Table 1 (Part 2)

【0023】図4はこの引張り試験にて求められた0.
2%耐力と圧接条件(アプセットタイミング)との関係
を示すグラフ図である。この図に示すように、従来方法
の場合には、摩擦時間が長くなるほど、継ぎ手の耐力が
低下し、この摩擦時間を最も短くした場合でも耐力は20
kgf/mm2又は21kgf/mm2である。これに対して本実施例に
よる場合は、22kgf/mm2以上の耐力が得られ、28kgf/mm2
の耐力が得られたものもある。これは、母材と同等の耐
力である。
FIG. 4 is a graph showing the values obtained from the tensile test.
It is a graph which shows the relationship between 2% proof stress and pressure welding conditions (upset timing). As shown in this figure, in the case of the conventional method, the longer the friction time, the lower the proof stress of the joint.
It is kgf / mm 2 or 21kgf / mm 2. According to the present embodiment, on the other hand, 22 kgf / mm 2 or more yield strength is obtained, 28 kgf / mm 2
In some cases, the proof stress was obtained. This is equivalent to the yield strength of the base material.

【0024】図5は同じくこの引張り試験で求められた
引張り強さと圧接条件との関係を示すグラフ図である。
この図から明らかなように、引張り強さにおいても、本
実施例方法の場合には、従来方法よりも極めて高い強度
が得られている。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the tensile strength and the pressure welding condition obtained in the same tensile test.
As is clear from this figure, in the case of the method of the present embodiment, a significantly higher strength than that of the conventional method is obtained also in the tensile strength.

【0025】図6は表1における本実施例のNo.10の条
件で摩擦接合された継ぎ手部の硬度分布を示す。また、
図7は表1の従来例のNo.14の条件で摩擦接合された継
ぎ手部の硬度分布を示す。従来方法の場合には、継ぎ手
部における軟化が広範囲に生じているのに対し、本実施
例の場合には、極めて狭い領域で若干軟化しているもの
の、この軟化の程度も小さく、極めて優れた特性の硬度
分布を有している。実施例2;薄肉大径アルミニウム合金パイプの摩擦圧接
試験 アルミニウム合金製駆動軸を開発するために、A606
1のパイプ(外径80mm、厚さ2.5mm、長さ400mm)と、圧
接部のみ直径が80mm、厚さが2.5mmに加工したヨーク相
当部材とを摩擦接合した。この試験材の形状を図8に示
す。摩擦圧接条件を下記表2に示す。そして、圧接試験
後、接合部のバリを除去した後、引張り試験を行った。
下記表3に引張り試験の結果を示す。なお、同表には、
5183溶加材を使用したMIG溶接による接合材の引
張り試験結果も併せて示す。
FIG. 6 shows the hardness distribution of the joints frictionally joined under the No. 10 condition of this embodiment in Table 1. Also,
FIG. 7 shows the hardness distribution of the joint portion frictionally joined under the No. 14 condition of the conventional example in Table 1. In the case of the conventional method, the softening in the joint portion occurs in a wide range, whereas in the case of the present embodiment, although the softening is slightly performed in an extremely narrow region, the degree of this softening is also small, which is extremely excellent. It has a characteristic hardness distribution. Example 2: Friction welding of thin large diameter aluminum alloy pipe
In order to develop a test aluminum alloy drive shaft, A606
The pipe No. 1 (outer diameter 80 mm, thickness 2.5 mm, length 400 mm) and a yoke-equivalent member processed to have a diameter of 80 mm and a thickness of 2.5 mm only in the press-contact portion were friction-welded. FIG. 8 shows the shape of the test material. Table 2 shows the friction welding conditions. Then, after the pressure welding test, after removing the burrs at the joint, a tensile test was performed.
Table 3 below shows the results of the tensile test. In the table,
The results of a tensile test of a joining material by MIG welding using a 5183 filler material are also shown.

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】この表3から明らかなように、MIG溶接
による場合に比して従来の摩擦圧接法による場合は高強
度の継ぎ手が得られているが、しかし母材の強度(約30
kgf/mm2)よりもかなり低いものである。これに対し、
本実施例による場合は、約30kgf/mm2と母材とほぼ同程
度の強度の継ぎ手が得られている。
As is clear from Table 3, a joint having higher strength is obtained by the conventional friction welding method than by MIG welding, but the strength of the base material (about 30) is obtained.
kgf / mm 2 ). In contrast,
In the case of the present embodiment, a joint having a strength of about 30 kgf / mm 2 and almost the same strength as the base material is obtained.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
摩擦接合時の熱による軟化領域が極めて狭く、またその
軟化の程度も極めて小さく、高強度の継ぎ手部を得るこ
とができ、母材の強度と同程度の接合強度を得ることが
できる。このため、加工硬化又は熱処理硬化型アルミニ
ウム合金等の用途が拡大され、種々の強度部材としてそ
の軽量性を生かした適用が可能となり、本発明は産業上
極めて有益である。
As described above, according to the present invention,
The region softened by heat at the time of friction welding is extremely narrow, and the degree of softening is extremely small, so that a high-strength joint can be obtained, and the same joining strength as that of the base material can be obtained. For this reason, the applications of work hardening or heat treatment hardening type aluminum alloys are expanded, and it is possible to apply various strength members by taking advantage of their light weight, and the present invention is extremely useful in industry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】アプセットタイミングと全摩擦時間との関係を
示すグラフ図である。
FIG. 1 is a graph showing a relationship between an upset timing and a total friction time.

【図2】摩擦圧接のタイミングチャート図である。FIG. 2 is a timing chart of friction welding.

【図3】引張り試験片を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a tensile test piece.

【図4】アプセットタイミングと0.2%耐力との関係
を示すグラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between upset timing and 0.2% proof stress.

【図5】アプセットタイミングと引張り強さとの関係を
示すグラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between upset timing and tensile strength.

【図6】本実施例の硬度分布を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing a hardness distribution according to the present embodiment.

【図7】従来の摩擦圧接方法の場合の硬度分布を示すグ
ラフ図である。
FIG. 7 is a graph showing a hardness distribution in the case of a conventional friction welding method.

【図8】圧接試験材を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic view showing a pressure welding test material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−22651(JP,A) 特開 昭54−26945(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 20/12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-51-22651 (JP, A) JP-A-54-26945 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 20/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルミニウム又はアルミニウム合金から
なる第1及び第2の部材を相対的に回転させつつ、一方
の部材を他方の部材に相対的に接近移動させ、加圧接触
時の摩擦熱により両部材を接合するアルミニウム又はア
ルミニウム合金の摩擦接合方法において、摩擦による予
熱工程を経ることなく前記第1及び第2の部材にアプセ
ット圧力を印加して、前記第1及び第2の部材が相互に
接触した後、0.7秒以内に前記第1及び第2の部材の
相対的回転が停止することを特徴とするアルミニウム又
はアルミニウム合金の摩擦接合方法。
1. While relatively rotating first and second members made of aluminum or an aluminum alloy, one member is moved relatively close to the other member, and both members are moved by frictional heat at the time of pressure contact. a friction bonding method of an aluminum or aluminum alloy joining member, pre frictional
The first and second members are applied without heat treatment.
Wherein the relative rotation of the first and second members stops within 0.7 seconds after the first and second members come into contact with each other by applying a cut pressure. Or a friction joining method of an aluminum alloy.
【請求項2】 アルミニウム又はアルミニウム合金から
なる第1及び第2の部材を相対的に回転させつつ、一方
の部材を他方の部材に相対的に接近移動させ、加圧接触
時の摩擦熱により両部材を接合するアルミニウム又はア
ルミニウム合金の摩擦接合方法において、前記第1及び
第2の部材が相互に接触する時点、又はこの接触時点よ
りも前の時点でアプセットのタイミングをとることを特
徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合
方法。
2. While relatively rotating first and second members made of aluminum or an aluminum alloy, one member is moved relatively close to the other member, and both members are moved by frictional heat at the time of pressure contact. An aluminum or aluminum alloy friction joining method for joining members, wherein the upset timing is set at a time when the first and second members come into contact with each other or before the contact time. Or a friction joining method of an aluminum alloy.
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