JP3318610B2 - 摩擦充填接合方法 - Google Patents
摩擦充填接合方法Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦充填接合方法
に関し、レールや鉄筋等を接合対象物（ワーク）として
それを簡便かつ確実に接合しようとするものである。
に関し、レールや鉄筋等を接合対象物（ワーク）として
それを簡便かつ確実に接合しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】レール等をその端面で相互につなぎ合わ
せて長尺化を図る場合、従来はアーク溶接やガス圧接法
などの接合方式が採用されていたが、上記のような従来
の接合方式は、何れの場合も接合部位を一たん溶融させ
て接合するものであることから、溶接欠陥が生じたり脆
化組織の発生が不可避であった。
せて長尺化を図る場合、従来はアーク溶接やガス圧接法
などの接合方式が採用されていたが、上記のような従来
の接合方式は、何れの場合も接合部位を一たん溶融させ
て接合するものであることから、溶接欠陥が生じたり脆
化組織の発生が不可避であった。
【０００３】上記のような接合方式の欠点を解消するも
のとしては、近年、回転式の摩擦圧接法が開発されてき
ており、この点に関しては、例えば「溶接・接合便覧」
（溶接学会偏 発行所 丸善株式会社 第480〜489頁）
が参照される。
のとしては、近年、回転式の摩擦圧接法が開発されてき
ており、この点に関しては、例えば「溶接・接合便覧」
（溶接学会偏 発行所 丸善株式会社 第480〜489頁）
が参照される。
【０００４】しかしながら、かかる回転式の摩擦圧接法
は、接合すべきワークのうちの少なくとも一方を回転さ
せることによって接合に必要な熱エネルギーを発生させ
るものであって、とくにワークの大型化、長尺化を伴う
場合や異形断面を有する部材を対象とする場合にワーク
自体を回転させるには技術的な面で困難があり実用的で
はないところに問題を残している。
は、接合すべきワークのうちの少なくとも一方を回転さ
せることによって接合に必要な熱エネルギーを発生させ
るものであって、とくにワークの大型化、長尺化を伴う
場合や異形断面を有する部材を対象とする場合にワーク
自体を回転させるには技術的な面で困難があり実用的で
はないところに問題を残している。
【０００５】本発明の課題は、ワークのサイズや形状に
規制を受けたり、溶接欠陥を伴うことなしに簡便かつ確
実に接合できる新規な摩擦充填接合方法を提案するとこ
ろにある。
規制を受けたり、溶接欠陥を伴うことなしに簡便かつ確
実に接合できる新規な摩擦充填接合方法を提案するとこ
ろにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも２
つのワークをそれらの端面で相互に接合するに当たり、
各ワークの端面相互間に充填材として中間部材を配置
し、該中間部材を高速回転若しくは高速振動させるとと
もに、各ワークをそれぞれ下記の条件下に中間部材に押
し当ててその相互にて摩擦圧力を発生させ、次いで、該
中間部材の回転若しくは振動を停止させると同時に各ワ
ークを下記の条件下に中間部材に向けてアップセットす
ることを特徴とする摩擦充填接合方法である。記 摩擦圧力を発生させる際のワークの寄り速度：0.01mm／
s 〜5mm／s アップセットする際のワークの寄り速度：0.01mm／s 〜
5mm／s
つのワークをそれらの端面で相互に接合するに当たり、
各ワークの端面相互間に充填材として中間部材を配置
し、該中間部材を高速回転若しくは高速振動させるとと
もに、各ワークをそれぞれ下記の条件下に中間部材に押
し当ててその相互にて摩擦圧力を発生させ、次いで、該
中間部材の回転若しくは振動を停止させると同時に各ワ
ークを下記の条件下に中間部材に向けてアップセットす
ることを特徴とする摩擦充填接合方法である。記 摩擦圧力を発生させる際のワークの寄り速度：0.01mm／
s 〜5mm／s アップセットする際のワークの寄り速度：0.01mm／s 〜
5mm／s
【０００７】本発明においてワークの寄り速度とはワー
クに外力を付与して中間部材に押しつける速度をいうも
のとする。また、中間部材を回転させる場合には、100
〜10000rpmとすることが、また、中間部材を振動させる
場合には10〜1000Hzとすることが好ましい。
クに外力を付与して中間部材に押しつける速度をいうも
のとする。また、中間部材を回転させる場合には、100
〜10000rpmとすることが、また、中間部材を振動させる
場合には10〜1000Hzとすることが好ましい。
【０００８】アップセットに際しては接合部の健全性を
確保することと、継手の強度を図るため中間部材を十分
に変形させる必要がある。そのためアップセットの際の
圧力は、中間部材の高速回転若しくは高速振動下におい
て生じる摩擦圧力と同等とするかそれよりも大きくする
のが望ましい。
確保することと、継手の強度を図るため中間部材を十分
に変形させる必要がある。そのためアップセットの際の
圧力は、中間部材の高速回転若しくは高速振動下におい
て生じる摩擦圧力と同等とするかそれよりも大きくする
のが望ましい。
【０００９】ワークを高速回転若しくは高速振動中の中
間部材に押し当てる時間は1〜1000秒とすることが、ま
た、アップセットの際の時間は1〜100秒とすることが特
に好ましい。
間部材に押し当てる時間は1〜1000秒とすることが、ま
た、アップセットの際の時間は1〜100秒とすることが特
に好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】充填材（フィラー）としてこれを
高速回転若しくは高速振動させて、ここに接合すべきワ
ークの端面を押し当てて接合に必要な摩擦圧力を確保す
る。
高速回転若しくは高速振動させて、ここに接合すべきワ
ークの端面を押し当てて接合に必要な摩擦圧力を確保す
る。
【００１１】
【実施例】以下、図面を用いて本発明をより具体的に説
明する。図１（ａ）（ｂ）〜図３は本発明に従う接合方
法の一例を示したものである。図において、１は充填
材、２は接合すべきワークである。
明する。図１（ａ）（ｂ）〜図３は本発明に従う接合方
法の一例を示したものである。図において、１は充填
材、２は接合すべきワークである。
【００１２】ワーク２をその端面で相互に接合するに
は、まず、図１に示すように充填材１を高速回転させ
る。
は、まず、図１に示すように充填材１を高速回転させ
る。
【００１３】そして、次の段階として図２に示すように
ワーク２を制御された寄り速度Ｖ1のもとで充填材１に
所定の摩擦力が得られるように押し当て、次いで、図３
に示すように充填材１の回転を停止すると同時にワーク
２を制御された寄り速度Ｖ1で充填材１に向けてアップ
セットする。アップセット後におけるワーク２と充填材
１は図４あるいは図５に示すような状態を呈することに
なる。
ワーク２を制御された寄り速度Ｖ1のもとで充填材１に
所定の摩擦力が得られるように押し当て、次いで、図３
に示すように充填材１の回転を停止すると同時にワーク
２を制御された寄り速度Ｖ1で充填材１に向けてアップ
セットする。アップセット後におけるワーク２と充填材
１は図４あるいは図５に示すような状態を呈することに
なる。
【００１４】本発明に適用し得るワークとしては、鋼等
の金属材料を用いることができる他、プラスチック等の
有機材料を適用することができる。
の金属材料を用いることができる他、プラスチック等の
有機材料を適用することができる。
【００１５】ワークが金属材料の場合、充填材としては
同種系の金属材料やその合金を用いることができ、ま
た、ワークがプラスチック等の有機材料である場合に
は、同種の有機材料や繊維等で強化したいわゆる複合材
料等を充填材とすることができる。中間部材に関しては
基本的にはワークと同等のものを使用するが、本発明で
は、異種材料の接合についても適用し得る。例えば、ワ
ークとして鉄と銅を、中間部材としてニッケル等を選択
した場合、鉄とニッケル及び銅とニッケルは状態図的に
は脆い金属間化合物を生成しにくく、かかるワークの接
合が可能であり、ろう付け技術で用いられているような
フィラーメタル等を用いることができ、ワーク、中間部
材ともにその材質等に限定されない。
同種系の金属材料やその合金を用いることができ、ま
た、ワークがプラスチック等の有機材料である場合に
は、同種の有機材料や繊維等で強化したいわゆる複合材
料等を充填材とすることができる。中間部材に関しては
基本的にはワークと同等のものを使用するが、本発明で
は、異種材料の接合についても適用し得る。例えば、ワ
ークとして鉄と銅を、中間部材としてニッケル等を選択
した場合、鉄とニッケル及び銅とニッケルは状態図的に
は脆い金属間化合物を生成しにくく、かかるワークの接
合が可能であり、ろう付け技術で用いられているような
フィラーメタル等を用いることができ、ワーク、中間部
材ともにその材質等に限定されない。
【００１６】ワーク２と充填材１の相互間で発生させる
摩擦圧力は、ワークの端面を十分な温度域に加熱、昇温
する観点から１０〜５００ＭＰａ程度とするのがよい。
摩擦圧力は、ワークの端面を十分な温度域に加熱、昇温
する観点から１０〜５００ＭＰａ程度とするのがよい。
【００１７】アップセット圧力については、接合部の健
全性、継手の十分な強度を確保するため１０〜１０００
ＭＰａ程度とする。
全性、継手の十分な強度を確保するため１０〜１０００
ＭＰａ程度とする。
【００１８】本発明においては、アップセット時におけ
る圧力は摩擦圧力と同等とするかそれよりも大きくする
必要があるが、その理由はアップセット時に摩擦圧力と
同等かもしくはそれ以上の圧力を付与することによって
接合部の強度と健全性を確保できるからである。とく
に、アップセット時における中間部材の変形の程度は、
中間部材の元径の９５％以下、より好ましくは９５〜１
０％程度とするのがよい。
る圧力は摩擦圧力と同等とするかそれよりも大きくする
必要があるが、その理由はアップセット時に摩擦圧力と
同等かもしくはそれ以上の圧力を付与することによって
接合部の強度と健全性を確保できるからである。とく
に、アップセット時における中間部材の変形の程度は、
中間部材の元径の９５％以下、より好ましくは９５〜１
０％程度とするのがよい。
【００１９】摩擦圧力を発生させる際やアップセット時
においてはワーク２を充填材１に向けて押圧する必要が
あるがそのための具体的手段としては、油圧ジャッキー
あるいは電動ジャッキーを用いる。
においてはワーク２を充填材１に向けて押圧する必要が
あるがそのための具体的手段としては、油圧ジャッキー
あるいは電動ジャッキーを用いる。
【００２０】本発明においては、充填材を高速回転させ
る場合、基本的には丸棒を用いるが、充填材に例えばそ
の軸芯に沿う振動を与えて摩擦圧力を発生させる場合に
は、矩形断面のものを適用することもできる。
る場合、基本的には丸棒を用いるが、充填材に例えばそ
の軸芯に沿う振動を与えて摩擦圧力を発生させる場合に
は、矩形断面のものを適用することもできる。
【００２１】充填材は、ワークのより確実な接合を導く
ために、ワークの端面の断面積と同等とするかそれより
も大きな径あるいは断面積を有するものを適用するのが
よい。
ために、ワークの端面の断面積と同等とするかそれより
も大きな径あるいは断面積を有するものを適用するのが
よい。
【００２２】本発明においては、ワーク２の接合過程で
充填材の破断を防ぎ、かつ、接合部付近への入熱量を増
大させるとともに温度分布の均一化を図るために充填材
１の周りに図６に示すよな切り欠き部Ｋを複数設けるこ
とができる。この切り欠き部Kはその深さを３mm程度と
するがその深さや切り欠き幅についてはとくに限定され
ない。また、断面形状に関してもＶ形、Ｕ形、溝形等何
れの形状を適用してもよい。ただし、アップセット後に
おける切り欠き部Kの温度が充填材１の破断強さを超え
るような温度となるサイズ、形状としておくことによ
り、アップセットされている間に切り欠き部Kで充填材
１が自動的に切断されるので、接合部における仕上げ加
工の簡便化を図ることができる利点がある。
充填材の破断を防ぎ、かつ、接合部付近への入熱量を増
大させるとともに温度分布の均一化を図るために充填材
１の周りに図６に示すよな切り欠き部Ｋを複数設けるこ
とができる。この切り欠き部Kはその深さを３mm程度と
するがその深さや切り欠き幅についてはとくに限定され
ない。また、断面形状に関してもＶ形、Ｕ形、溝形等何
れの形状を適用してもよい。ただし、アップセット後に
おける切り欠き部Kの温度が充填材１の破断強さを超え
るような温度となるサイズ、形状としておくことによ
り、アップセットされている間に切り欠き部Kで充填材
１が自動的に切断されるので、接合部における仕上げ加
工の簡便化を図ることができる利点がある。
【００２３】上掲図１では、ワーク２の端面が相互に同
一の断面を有するものの接合例を示したが、本発明で
は、異形断面を有するワークの接合も可能である他、例
えば断面の異なるワーク２を上下に重ね合わせ、その端
面に適合するように充填材１の外観形状を加工した図７
に示すような接合へも適用できる。
一の断面を有するものの接合例を示したが、本発明で
は、異形断面を有するワークの接合も可能である他、例
えば断面の異なるワーク２を上下に重ね合わせ、その端
面に適合するように充填材１の外観形状を加工した図７
に示すような接合へも適用できる。
【００２４】図８はワーク２を充填材１を中心にして４
軸方向から押圧して接合する例を示したものであり、ワ
ーク２の数を変えることにより多数軸の接合も可能にな
る。
軸方向から押圧して接合する例を示したものであり、ワ
ーク２の数を変えることにより多数軸の接合も可能にな
る。
【００２５】本発明では、ワーク２の端面における形状
や接合条件によっては、図９に示すようにワーク２と充
填材１の境界にかえり（burr）の如き接合欠陥が生じる
ことも懸念される。
や接合条件によっては、図９に示すようにワーク２と充
填材１の境界にかえり（burr）の如き接合欠陥が生じる
ことも懸念される。
【００２６】このため、ワーク２の接合に際しては図１
０に示すような治具を使用することができる。同図にお
いて３はベース部材、４はベース部材３に保持されワー
ク２の接合部において該ワーク２を充填材１とともに図
１１あるいは図１２のように挟み込んでガイドするタン
グステンカーバイドの如き部材からなるホルダーであ
る。
０に示すような治具を使用することができる。同図にお
いて３はベース部材、４はベース部材３に保持されワー
ク２の接合部において該ワーク２を充填材１とともに図
１１あるいは図１２のように挟み込んでガイドするタン
グステンカーバイドの如き部材からなるホルダーであ
る。
【００２７】かかる治具を使用してワーク２の接合を行
なうことにより上掲図９に示すような欠陥は効果的に回
避される。
なうことにより上掲図９に示すような欠陥は効果的に回
避される。
【００２８】図１３は図１０に示したようなホルダー４
に替えて欠陥の発生する部位にのみ押し当てる押圧部材
５を適用した例であるが、本発明ではこのような押圧部
材５を使用してもよい。
に替えて欠陥の発生する部位にのみ押し当てる押圧部材
５を適用した例であるが、本発明ではこのような押圧部
材５を使用してもよい。
【００２９】ワーク２の接合に際して接合部近傍域にお
ける酸化が欠陥の原因になり得るようなことが想定され
る場合には、充填材１を含むワーク２の端面を図１４の
如く取り囲みその中にセラミック粒子Ｃを充填してお
き、これによって酸化を防止するか、あるいは該セラミ
ック粒子Ｃを還元剤として作用させつつ接合することも
できる。
ける酸化が欠陥の原因になり得るようなことが想定され
る場合には、充填材１を含むワーク２の端面を図１４の
如く取り囲みその中にセラミック粒子Ｃを充填してお
き、これによって酸化を防止するか、あるいは該セラミ
ック粒子Ｃを還元剤として作用させつつ接合することも
できる。
【００３０】この他、本発明では、コンクリート柱を構
成する例えば図１５（ａ）（ｂ）に示すような鉄筋材を
閉ループとして接合することも可能であり、フラッシュ
バット溶接やガス圧接などの接合法に比較し現場におけ
る施工が容易になる。
成する例えば図１５（ａ）（ｂ）に示すような鉄筋材を
閉ループとして接合することも可能であり、フラッシュ
バット溶接やガス圧接などの接合法に比較し現場におけ
る施工が容易になる。
【００３１】図１６は充填材１としてＳ４５Ｃの丸棒を
用い、ワーク２としてＳ４００の板材を用いて深さ３mm
になる切り欠部を設けた場合とそうでない場合につき、
同一条件でワークの接合を試み、その接合部位近傍域の
硬さについて調査した結果を示したものである。
用い、ワーク２としてＳ４００の板材を用いて深さ３mm
になる切り欠部を設けた場合とそうでない場合につき、
同一条件でワークの接合を試み、その接合部位近傍域の
硬さについて調査した結果を示したものである。
【００３２】充填材に切り欠を設けた場合、接合部近傍
域において硬化域が大きくなり組織観察では微細化域も
広がっており入熱に関し好影響を与えている。
域において硬化域が大きくなり組織観察では微細化域も
広がっており入熱に関し好影響を与えている。
【００３３】直径２０mm、２５mmになるＳ４５Ｃ（引張
強度５７０ＭＰａ）の丸棒をそれぞれ充填材とし、断面
積が２０×２０mm２になるＳ４００（引張強度４００〜
５００ＭＰａ）の板材をワークとして下記の条件で接合
を行い、得られた継手につき、プロジェクターによるマ
クロ観察、光学顕微鏡による組織観察及び引張試験を行
い継手性能の評価を行なった。
強度５７０ＭＰａ）の丸棒をそれぞれ充填材とし、断面
積が２０×２０mm２になるＳ４００（引張強度４００〜
５００ＭＰａ）の板材をワークとして下記の条件で接合
を行い、得られた継手につき、プロジェクターによるマ
クロ観察、光学顕微鏡による組織観察及び引張試験を行
い継手性能の評価を行なった。
【００３４】接合条件 充填材の回転数：２０００ｒｐｍ 摩擦圧力 ：３８．０ＭＰａ 摩擦圧力寄り速度：０．２ｍｍ／ｓ 摩擦時間 ：３０秒、６０秒 アップセット圧力寄り速度：１．０ｍｍ／ｓ アップセット圧力：６０．１ＭＰａ アップセット時間：２０秒
【００３５】図１７、図１８はＡ継手（直径２０mmの充
填材を使用して摩擦時間ｔ１を３０秒）、Ｂ継手（直径
２５mmの充填材を使用して摩擦時間ｔ１を６０秒）の横
断面及び縦断面のマクロスケッチをそれぞれ示したもの
であるが、何れの継手においても端部において多少の欠
陥が観察されたが他の部分では良好な接合状態となって
いる。
填材を使用して摩擦時間ｔ１を３０秒）、Ｂ継手（直径
２５mmの充填材を使用して摩擦時間ｔ１を６０秒）の横
断面及び縦断面のマクロスケッチをそれぞれ示したもの
であるが、何れの継手においても端部において多少の欠
陥が観察されたが他の部分では良好な接合状態となって
いる。
【００３６】図１９に上掲図１７に示したＡ継手の金属
組織写真を、また、図２０、図２１にアップセット直後
におけるＡ継手Ｂ継手の外観写真をそれぞれ示す。
組織写真を、また、図２０、図２１にアップセット直後
におけるＡ継手Ｂ継手の外観写真をそれぞれ示す。
【００３７】Ａ継手、Ｂ継手、深さ３mmの切り欠を設け
た直径２０mmの丸棒（Ｓ４５Ｃ）を充填材として用い、
摩擦時間ｔ１を5０秒とした他は全てＡ継手、Ｂ継手と
同様の条件で接合したＣ継手及び深さ３mmの切り欠き部
を全周に設けた直径２０mmの丸棒（Ｓ４５Ｃ）を充填材
として用いた他はＣ継手と同様の条件で接合したＤ継手
につき、それらの継手の上部、中心部および下部より引
張試験片を切り出し、各試験片についての引張強度を調
査した結果を図２２に示す。図２２より明らかなよう
に、何れの継手においても継手の中心部で最も高い引張
強度を示し、最高で母材の８０％程度の強度を確保でき
ることが確認された。
た直径２０mmの丸棒（Ｓ４５Ｃ）を充填材として用い、
摩擦時間ｔ１を5０秒とした他は全てＡ継手、Ｂ継手と
同様の条件で接合したＣ継手及び深さ３mmの切り欠き部
を全周に設けた直径２０mmの丸棒（Ｓ４５Ｃ）を充填材
として用いた他はＣ継手と同様の条件で接合したＤ継手
につき、それらの継手の上部、中心部および下部より引
張試験片を切り出し、各試験片についての引張強度を調
査した結果を図２２に示す。図２２より明らかなよう
に、何れの継手においても継手の中心部で最も高い引張
強度を示し、最高で母材の８０％程度の強度を確保でき
ることが確認された。
【００３８】継手の上部、下部に関しては引張強度が低
下する傾向にあるが、充填材として切り欠部を設けたＤ
継手では継手上部の引張強度が上昇している。板材の断
面積２０×２０mm2に対し直径が２０mmになる充填材を
用い、摩擦時間ｔ1をＡ継手よりも長い5０秒としたＣ継
手では、引張強度に関してさほどの上昇は望め得なかっ
たが、板材の断面積２０×２０mm２に対し直径が２５mm
の中間材を用いた接合において得られたＢ継手では、と
くに継手中心部、下部の引張強度が上昇する傾向にあっ
た。
下する傾向にあるが、充填材として切り欠部を設けたＤ
継手では継手上部の引張強度が上昇している。板材の断
面積２０×２０mm2に対し直径が２０mmになる充填材を
用い、摩擦時間ｔ1をＡ継手よりも長い5０秒としたＣ継
手では、引張強度に関してさほどの上昇は望め得なかっ
たが、板材の断面積２０×２０mm２に対し直径が２５mm
の中間材を用いた接合において得られたＢ継手では、と
くに継手中心部、下部の引張強度が上昇する傾向にあっ
た。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、接合すべきワークを固
定したままにしておき、充填材としての中間部材のみを
回転あるいは振動させることにより摩擦圧力を発生させ
るので、ワークのサイズや形状（異形部材など）にかか
わりなく、ワーク同士を簡便かつ確実に接合することが
できる。
定したままにしておき、充填材としての中間部材のみを
回転あるいは振動させることにより摩擦圧力を発生させ
るので、ワークのサイズや形状（異形部材など）にかか
わりなく、ワーク同士を簡便かつ確実に接合することが
できる。
【００４０】また、本発明においては接合部が溶融する
ことがない（固相接合法）ので、溶融を伴う接合におい
て不可避な欠陥の発生がなく、接合部における品質の安
定化が可能になる。
ことがない（固相接合法）ので、溶融を伴う接合におい
て不可避な欠陥の発生がなく、接合部における品質の安
定化が可能になる。
【００４１】さらに本発明によれば、中間部材の回転機
構及びワークの押圧機構を用意するだけでよいので、接
合装置の簡素化、コンパクト化が可能であり、現地施工
への対応が容易になる。
構及びワークの押圧機構を用意するだけでよいので、接
合装置の簡素化、コンパクト化が可能であり、現地施工
への対応が容易になる。
【図１】 本発明に従う接合要領の説明図であり（ａ）
は側面を示した図であり、（ｂ）は平面を示した図であ
る。
は側面を示した図であり、（ｂ）は平面を示した図であ
る。
【図２】 本発明に従う接合要領の説明図である。
【図３】 本発明に従う接合要領の説明図である。
【図４】 ワークの接合状態をその平面で示した図であ
る。
る。
【図５】 ワークの接合状態をその平面で示した図であ
る。
る。
【図６】 充填材に切り欠き部K を設けた例を示した図
である。
である。
【図７】 本発明に従う接合要領の他の例を示した図で
ある。
ある。
【図８】 本発明に従う接合要領の他の例を示した図で
ある。
ある。
【図９】 ワークの接合部を模式的に示した図である。
【図１０】 本発明の実施に使用して好適な治具の構成
例を示した図である。
例を示した図である。
【図１１】 治具を使用した場合における接合部の平面
を示した図である。
を示した図である。
【図１２】 治具を使用した場合における接合部の平面
を示した図である。
を示した図である。
【図１３】 本発明の実施に使用して好適な治具の他の
例を示した図である。
例を示した図である。
【図１４】 本発明に従う接合要領の他の形態を示した
図である。
図である。
【図１５】 （ａ）（ｂ）は本発明を鉄筋材の接合に適
用した例を示した図である。
用した例を示した図である。
【図１６】 接合部における硬さの変動状況を示した図
である。
である。
【図１７】 （ａ）（ｂ）はＡ継手の横断面及び縦断面
のマクロスケッチを示したものである。
のマクロスケッチを示したものである。
【図１８】 （ａ）（ｂ）はＢ継手の横断面及び縦断面
のマイクロスケッチを示したものである。
のマイクロスケッチを示したものである。
【図１９】 Ａ継手の金属組織写真である。
【図２０】 Ａ継手の外観図の代用写真である。
【図２１】 Ｂ継手の外観図の代用写真である。
【図２２】 Ａ〜Ｄ継手の上部、中央部、下部の引張強
度を示したグラフである。
度を示したグラフである。
１ 充填材 ２ ワーク ３ ベース部材 ４ ホルダー ５ 押圧部材
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−176484（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−328273（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−20389（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−70133（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭39−9473（ＪＰ，Ｂ１) Ｗａｙｎｅ Ｔｈｏｍａｓ，Ｄａｖｅ Ｎｉｃｈｏｌａｓ ａｎｄ Ｒｉｃｈ ａｒｄ Ｗｉｋｔｏｒｏｗｉｃｚ，Ｆｒ ｉｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｂ ｅｎｅｆｉｔ ｆｒｏｍ ａ ｇａｓ ｓｈｉｅｌｄ，Ｗｅｌｄｉｎｇ ＆ Ｍ ｅｔａｌ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，英 国，ＤＭＧ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍｅｄ ｉａ Ｌｔｄ，1998年 ５月29日，Ｖｏ ｌ．66，Ｎｏ．４，Ｐ．７−８，10−11
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも２つのワークをそれらの端面
で相互に接合するに当たり、 各ワークの端面相互間に充填材として中間部材を配置
し、該中間部材を高速回転若しくは高速振動させるとと
もに、各ワークをそれぞれ下記の条件下に中間部材に押
し当ててその相互にて摩擦圧力を発生させ、次いで、該
中間部材の回転若しくは振動を停止させると同時に各ワ
ークを下記の条件下に中間部材に向けてアップセットす
ることを特徴とする摩擦充填接合方法。記 摩擦圧力を発生させる際のワークの寄り速度：0.01mm／
s 〜5mm／s アップセットする際のワークの寄り速度：0.01mm／s 〜
5mm／s - 【請求項２】 中間部材の回転数若しくは振動数は100
〜10000rpm若しくは10〜1000Hzである、請求項１記載の
方法。 - 【請求項３】 アップセットの際の圧力は、中間部材の
高速回転若しくは高速振動下において生じる摩擦圧力と
同等かそれより大きいものである、請求項１又は２記載
の方法。 - 【請求項４】 ワークを高速回転若しくは高速振動中の
中間部材に押し当てる時間は１〜1000秒であり、アップ
セットの際の時間は１〜100秒である、請求項１〜３の
何れかに記載の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000255440A JP3318610B2 (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 摩擦充填接合方法 |
| US09/939,124 US6641028B2 (en) | 2000-08-25 | 2001-08-24 | Friction filler welding |
| GB0120655A GB2368309B (en) | 2000-08-25 | 2001-08-28 | Friction filler welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000255440A JP3318610B2 (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 摩擦充填接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002066756A JP2002066756A (ja) | 2002-03-05 |
| JP3318610B2 true JP3318610B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=18744223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000255440A Expired - Lifetime JP3318610B2 (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 摩擦充填接合方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6641028B2 (ja) |
| JP (1) | JP3318610B2 (ja) |
| GB (1) | GB2368309B (ja) |
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| RU2325981C2 (ru) | 2002-08-07 | 2008-06-10 | Иклипс Эйвиейшн Корпорейшн | Сварные швы с полимерным уплотнителем |
| US6860419B2 (en) * | 2002-08-30 | 2005-03-01 | Agilent Technologies, Inc. | Apparatus and method for controlling movement of a device after packaging |
| EP1398106A1 (en) * | 2002-09-14 | 2004-03-17 | AEA Technology plc | Method and apparatus for welding rails with a rotating welding steel disc |
| US6779708B2 (en) * | 2002-12-13 | 2004-08-24 | The Boeing Company | Joining structural members by friction welding |
| AT501238B1 (de) * | 2004-05-21 | 2007-02-15 | Evg Entwicklung Verwert Ges | Verfahren, vorrichtung und anlage zum verschweissen von elementen nach der reibrührschweissmethode |
| DE502006000502D1 (de) * | 2005-03-03 | 2008-05-08 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zum Reibschweissfügen von einer Laufschaufel an einen Rotorgrundkörper mit Bewegung eines zwischen der Laufschaufel und dem Rotorgrundkörper angeordneten Fügeteils |
| JP5151036B2 (ja) * | 2006-02-07 | 2013-02-27 | 株式会社日立製作所 | 摩擦攪拌接合方法 |
| GB0620547D0 (en) * | 2006-10-17 | 2006-11-22 | Rolls Royce Plc | Component joining |
| US8066174B2 (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-29 | Siemens Energy, Inc. | Filler rotated friction stir welding |
| DE102011079799B4 (de) * | 2011-07-26 | 2013-11-28 | Saf-Holland Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Fahrwerkskomponenten für Nutzfahrzeuge und Achseinheit |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2109036A5 (ja) * | 1970-06-05 | 1972-05-26 | Naphtachimie Sa | |
| GB1435607A (en) | 1973-06-01 | 1976-05-12 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Method of frictionally butt welding pipes |
| US3874067A (en) * | 1973-06-07 | 1975-04-01 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Method and apparatus of butt welding pipes or the like |
| JPS5070133A (ja) | 1973-10-23 | 1975-06-11 | ||
| GB1505832A (en) * | 1974-12-02 | 1978-03-30 | Welding Inst | Friction welding methods and apparatus |
| JPS5516758A (en) * | 1978-07-24 | 1980-02-05 | Hitachi Ltd | Frictional pressure welding of small-thickness pipe |
| JPS5820389A (ja) | 1981-07-31 | 1983-02-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | パイプの摩擦溶接継手構造 |
| JPS61176484A (ja) | 1985-01-31 | 1986-08-08 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 金属板の接合方法 |
| JPH06328273A (ja) | 1993-05-20 | 1994-11-29 | Daido Steel Co Ltd | 金属棒ないし線材の接合方法 |
| JPH0810802A (ja) | 1994-04-28 | 1996-01-16 | Nippon Steel Corp | 全連続熱間圧延のシートバーのインサート回転摺動接合方法 |
| US5930332A (en) * | 1996-12-03 | 1999-07-27 | General Electric Company | Method for connecting a molybdenum-based alloy structure to a structure formed from a more ductile alloy, and related articles |
| JP2000094157A (ja) | 1998-09-21 | 2000-04-04 | Kawatetsu Techno-Construction Co Ltd | 摩擦接合工法 |
-
2000
- 2000-08-25 JP JP2000255440A patent/JP3318610B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-08-24 US US09/939,124 patent/US6641028B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-08-28 GB GB0120655A patent/GB2368309B/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
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|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6641028B2 (en) | 2003-11-04 |
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| GB2368309A (en) | 2002-05-01 |
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