JP3523983B2 - 摩擦スター溶接工具および方法 - Google Patents

摩擦スター溶接工具および方法

Info

Publication number
JP3523983B2
JP3523983B2 JP13388497A JP13388497A JP3523983B2 JP 3523983 B2 JP3523983 B2 JP 3523983B2 JP 13388497 A JP13388497 A JP 13388497A JP 13388497 A JP13388497 A JP 13388497A JP 3523983 B2 JP3523983 B2 JP 3523983B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting
rotating member
tool
cutting insert
insert
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP13388497A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH1071477A (ja
Inventor
ケビン・ジェイ・コリガン
スティーブン・ジェイ・アビラ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of JPH1071477A publication Critical patent/JPH1071477A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3523983B2 publication Critical patent/JP3523983B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/114—Single butt joints
    • B29C66/1142—Single butt to butt joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/16—Milling-cutters characterised by physical features other than shape
    • B23C5/20—Milling-cutters characterised by physical features other than shape with removable cutter bits or teeth or cutting inserts
    • B23C5/22—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1245—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
    • B23K20/1255—Tools therefor, e.g. characterised by the shape of the probe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/08—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for flash removal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
    • B29C37/02—Deburring or deflashing
    • B29C37/04—Deburring or deflashing of welded articles, e.g. deburring or deflashing in combination with welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/06—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding
    • B29C65/0681—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding created by a tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/14—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections the joint having the same thickness as the thickness of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/32—Measures for keeping the burr form under control; Avoiding burr formation; Shaping the burr
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8141—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81427—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined comprising a single ridge, e.g. for making a weakening line; comprising a single tooth
    • B29C66/81429—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined comprising a single ridge, e.g. for making a weakening line; comprising a single tooth comprising a single tooth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/818—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the cooling constructional aspects, or by the thermal or electrical insulating or conducting constructional aspects of the welding jaws or of the clamps ; comprising means for compensating for the thermal expansion of the welding jaws or of the clamps
    • B29C66/8181—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the cooling constructional aspects, or by the thermal or electrical insulating or conducting constructional aspects of the welding jaws or of the clamps ; comprising means for compensating for the thermal expansion of the welding jaws or of the clamps characterised by the cooling constructional aspects
    • B29C66/81811—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the cooling constructional aspects, or by the thermal or electrical insulating or conducting constructional aspects of the welding jaws or of the clamps ; comprising means for compensating for the thermal expansion of the welding jaws or of the clamps characterised by the cooling constructional aspects of the welding jaws
    • B29C66/81812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the cooling constructional aspects, or by the thermal or electrical insulating or conducting constructional aspects of the welding jaws or of the clamps ; comprising means for compensating for the thermal expansion of the welding jaws or of the clamps characterised by the cooling constructional aspects of the welding jaws the welding jaws being cooled from the outside, e.g. by blowing a gas or spraying a liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/836—Moving relative to and tangentially to the parts to be joined, e.g. transversely to the displacement of the parts to be joined, e.g. using a X-Y table
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8141—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81411—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat
    • B29C66/81421—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat being convex or concave
    • B29C66/81422—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat being convex or concave being convex
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/51—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling
    • Y10T29/5147—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling including composite tool
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/19—Rotary cutting tool
    • Y10T407/1906—Rotary cutting tool including holder [i.e., head] having seat for inserted tool
    • Y10T407/1908—Face or end mill
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/19—Rotary cutting tool
    • Y10T407/1946—Face or end mill

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は摩擦溶接技術に関し、かつより
詳細には摩擦スター溶接部を切削加工するための装置お
よび方法に関連する。
【０００２】
【発明の背景】摩擦スター溶接（Friction Stir Weldin
g,ＦＳＷ）は、英国ケンブリッジのウェルディング・イ
ンスティチュート（ＴＷＩ）が比較的最近発明し特許を
取得した溶接方法である。同方法および同方法を行なう
装置の詳細については特許ＷＯ９３／１０９３５号、米
国特許第５，４６０，３１７号およびＷＯ ９５／２６
２５４号に記載されている。ＦＳＷ法では、非溶回転工
具を使用して金属を突合わせ継手に沿って「かきまぜ」
る。こうすることで継手の両側からの金属が完全に混ざ
り合う。
【０００３】こうしてできた溶接部の上表面は、継手外
表面が滑らかでなければならない用途（疲労荷重がかか
るコンポーネント、空気力学的表面、精密接触結合等）
の場合には切削加工を行なう必要がある。溶接継手の切
削加工は、ひび割れや傷を検査するのにも役立つ。ＦＳ
Ｗは現在従来技術のフライス盤上で行なわれるため、溶
接部の切削加工は２次的な作業として行なうことができ
る。しかしながら、切削加工した表面を必要としない用
途の場合に比べて完成部品を製造するのに２倍の時間と
労力を要するため、プロセスにかなりのコストが付加さ
れる。
【０００４】さらに、ＦＳＷの機械は、今後特定の溶接
目的に合わせて改良され、ますますフライス盤とは異な
ったものになると予想されている。その場合、溶接を行
なった装置で溶接面を切削加工することは難しくなる。
プロセス全体に加えられる、工具にかかる費用と搭載／
積み下ろし時間が増大することになる。
【０００５】したがって、２次的な作業または第２の機
械の使用を必要としない、摩擦スター溶接部の表面切削
加工装置および方法が求められている。本発明はこのよ
うな要請を満たす技術に関連するものである。
【０００６】
【発明の要約】本発明のさまざまな局面によれば、摩擦
スター溶接工具に改良が加えられ、同改良点は１以上の
半径方向の切刃を有する切削工具を含む。同切削工具は
１以上の支持機構を介して従来技術の並進摩擦スター溶
接工具に取付けられ、この改良された溶接工具が、溶接
部が作られるのと並行してこの溶接部を切削加工するよ
うになっている。好ましい切削工具は、摩擦スター溶接
回転部材に取付けられた切削インサート等の１以上の取
外し可能な支持機構を備える。各支持機構は取付可能に
または一体に形成された切刃を有する下方端を含む。好
ましい切刃は回転部材から取外すことができる。この部
材が回転すると、切刃も回転してプローブと回転部材に
よってかき乱され生じる材料を取除く。
【０００７】本発明の他の局面に従う切削工具の第１の
実施例は、各々が一体に形成された下方端切刃を有する
１以上の切削インサートと、回転部材に形成された同数
の鉛直配向され、インサートと係合する溝と、係合した
インサートと回転部材上で密に係合するよう寸法決めさ
れたカラーと、このカラーを回転部材に固定するための
カラー取付装置と、回転部材に切削インサートを固定す
るための複数の止めねじとを含む。カラーは、切削イン
サートおよび溝の位置に対応する位置にさまざまにねじ
切られた半径方向の孔を含み得る。この孔は切削インサ
ートを押圧して切削インサートが使用中に動かないよう
にする止めねじを係合するためのものである。好ましい
カラーは各切削インサートに隣接する内部の切込みを含
む。
【０００８】本発明のさらに他の局面に従う切削工具の
第２の実施例は、部材の回転軸から離れる角度で配向さ
れた回転部材を介して延びるインサートホルダ孔と、該
インサートホルダ孔に挿入可能な切削インサートホルダ
と、回転部材に形成されたねじ切られた半径方向の孔
と、該半径方向の孔にはまり、切削インサートホルダを
押圧して、適所に保持するための１つのねじとを含む。
この切削インサートホルダは、切削インサートの下方端
に取外し可能に取付けられた角のある切削インサートを
含む。この角のある切削インサートは、切刃として機能
し得る１以上の張り出す角を含む。１つの角が鈍ると、
この角のある切削インサートは回転して、新たな角を切
刃として使用することになる。この角のある切削インサ
ートを切削インサートホルダに固定するための手段が設
けられる。
【０００９】本発明のさらなる他の局面に従う切削工具
の第３の実施例は、回転部材の下方端から半径方向に延
びる１以上のタブを含む。このタブは、溶接、成形等の
従来技術の方法を用いて回転部材に一体に取付けること
ができる。角のある切削インサートが各タブに取外し可
能に取付けられ、角がタブの最も下のポイントよりも下
まで延びる。角は回転部材とともに回転して溶接面から
切削屑を取除く。
【００１０】本発明のさらに他の局面によれば、切刃は
好ましくは回転部材のショルダに対して約０．００２か
ら０．０１０インチ（０．０５０８から０．２５４ｍ
ｍ）の深さでかつ同部材および／または同部材の下面の
外へ約０．０５０から０．１００インチ（１．２７から
２．５４ｍｍ）の間隔で同回転部材の下周縁部付近に置
かれる。可能な場合には、各切刃は回転部材の回転運動
に対してそのそれぞれの支持部の前縁に位置する。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】本発明について上に述べた局面および他の
発明に付随する利点の多くは、添付の図面とともに以下
の詳細な説明を参照することによりより良く理解される
であろう。
【００１５】
【好ましい実施例の詳細な説明】まず、先に述べた特許
に開示される摩擦スター溶接方法および装置について説
明する。ＷＯ ９３／１０９３５号、米国特許第５，４
６０，３１７号およびＷＯ ９５／２６２５４号に記載
される摩擦スター溶接工具および技術について、本発明
と関連する範囲でここに引用により援用する。次に、本
発明による、切削工具が改良された装置および方法につ
いて詳しく説明する。
【００１６】
【摩擦スター溶接】ワークピース同士を接合してその間
に接合領域を作る摩擦スター溶接技術は、ワークピース
の材料より硬い材料からなるプローブを接合領域および
接合領域の両側のワークピースの一方または両方の対向
部分に進入させ、かつプローブとワークピースとの間に
相対的循環運動を生じさせることによって摩擦熱を発生
させて該対向部分が可塑化状態になるようにするステッ
プと、接合領域に沿ってプローブを並進移動させるなど
してこのプローブを取除くステップと、該可塑化した部
分を凝固させてワークピース同士を接合するステップと
を含む。この技術によって多様なワークピースを接合す
ることができる。ワークピースの材料としては、金属、
合金、メタルマトリクス複合材（ＭＭＣ）等の成形材
料、または熱可塑性物質等の適切なプラスチック材料が
可能である。
【００１７】本発明による改良型切削工具は、回転非溶
プローブを含むものであれば概ねどのような摩擦スター
溶接工具とでも使用することができる。図１はこのよう
な工具の斜視図である。１対のワークピースすなわちプ
レート１Ａおよび１Ｂ（アルミニウム合金プレート）が
接合線２に沿って当接している。非溶プローブ３（たと
えばスチールプローブ）は上下部材５と６との間に幅が
狭い中央円筒状先端部４を有し、接合線の一端の始まる
部分へ運ばれる。各部材の基端はショルダ１０とフェー
ス１１とを含む。ワークピースは、通常溶接中は互いに
向かって付勢されることはないが、プローブが通過する
間接合領域から離れる方向に動かないようにされてい
る。
【００１８】プローブ３を備える回転部材５はモータ７
によって回転し、回転部材とプローブとはともに接合線
２に沿って８で示す方向に移動し、かつプレートはプロ
ーブ３から離れ横方向に動かないように保持される。回
転プローブ３は摩擦による加熱を生じさせかつスチール
の先端部４のまわりに高度に可塑化した材料からなる局
部領域を作り出し、かつ上部と底部は部材５および６に
よって制約される。プローブを取除く際またはプローブ
を通過させる際、これら可塑化されかき混ぜられた領域
は直ちに合着して凝固する。熱が冷める際に、この可塑
化した材料がワークピース１Ａと１Ｂとを結合する。こ
の方法では、一般的に接合する材料の標準融点より低い
混合温度で２つの当接面が混合する場合が多い。プロー
ブを備える回転部材５をプローブが移動する直線方向に
対し僅かに後方に傾けることが好ましい。プローブの傾
斜によってショルダとフェイスの一部の接合表面への接
触が助けられ、それによってその領域を可塑化しやすく
する。なお、部材５、６も接合部に密着させて、フェイ
スとショルダが可塑化した領域からの材料の損失を防ぐ
助けとなるようにする。
【００１９】代替的方法としては、上部および下部部材
５、６およびプローブ３を図２の（Ａ）に示すような１
つの回転部材またはボビンとして製造することができ
る。好ましくは、典型的には約３．３ｍｍの予め設定し
た間隙をフェイス５Ａと６Ａの間に設ける。図２の
（Ｂ）に示すとおり、このボビンはたとえばコッターピ
ン９でともに固定された２つの部品５および６′を有す
る取外し可能なものでもよい。この構成では、接合する
当接プレートに内挿部品６′の直径に相当する孔を切削
し、回転させる前にボビンの２つの部品５、６′をとも
にプレートにしっかり押しつけると都合良い。さらに、
間隙は適当なカムレバーで短い間隔で調節可能にするか
または偏心（図示せず）にして、接合する薄板の厚さの
公称値からの変動に対応するようにする。また、ボビン
のコンポーネントに適切なばねの負荷をかけて互いに対
しバイアスされるようにし、薄板の厚さで変動がわずか
な場合にも密にぴったり合った状態が維持できるように
してもよい。
【００２０】本明細書中に記載の各方法については、接
合する当接薄板部に孔を予め切削する作業を省くため、
エンドタブ１２および１４延長部を使用してもよい。こ
れら延長部またはエンドタブによって後の工程でトリミ
ングして除去し得る溶接シームに沿って開始点および停
止点ができる。同様に、接合するプレートと組成が類似
する材料からなるワッシャー型の断片を回転部材のピン
のまわりに締めつけて、接合するシートの開始端縁に押
しつけてもよい。材料が可塑化すると、材料が逃げる最
小空間が存在し、かつ接合するシームの全長にわたって
均一なゾーンが形成される。
【００２１】ボビンの当接フェイス５Ａ、６Ａのショル
ダを実質的に四角く切削加工してもよいが、好ましくは
面取り部分を設ける（図２（Ａ）を参照）。使用に際
し、上下フェイスが接合する材料に良好な接触状態にあ
るかどうかは、これらフェイスの直径幅に対応する、明
らかにかき乱されたことがわかる領域を観察することで
わかる。代替的には、また特にばねで負荷を与えるもの
については、フェイスはオーダ０．１ｍまたはそれ以上
の半径で僅かに半球形状にして、印加されたばねの負荷
に対応する接触ゾーンが十分な幅で広がるようにするこ
とができる。好ましくは、この接触ゾーンの幅は可塑化
した材料を発生させるピンの直径より少なくとも５０％
大きくする必要がある。
【００２２】以上説明した適切なボビンを用いて、回転
部材をスプライン（図示せず）を介して接合線２に沿っ
て導き、接合されている材料の表面形状に従って浮動で
きるようにする。適切なジグに予め切削加工したワーク
ピースを保持させれば、浮動部材は不要であり、かつ予
めセットしたボビンを使用することができる。
【００２３】たとえば上に説明した２部品からなるボビ
ンを使用して、摩擦スター溶接技術を利用して公称３．
２ｍｍの厚さのアルミニウムシリコンマグネシウム合金
（ＢＳ６０８２）をうまく接合できた。。熱に影響を受
けた領域の全幅はおよそ９ｍｍであり、これは使用した
面取りされたボビン上の接触ゾーンに相当する。この例
では、６ｍｍ直径のピンを１５００ｒｐｍで回転させ
（およそ０．４７ｍ／ｓｅｃの周速度）、かつ１分当り
３７０ｍｍで接合線に沿って移動させた。なお、回転ピ
ンにより与えられる加熱とともにボビンの接触フェイス
が熱の付与、および対応するゾーンの可塑化に寄与し
た。回転速度が低い場合には、移動速度も約８００ｒｐ
ｍと低くし、適切な移動速度は１分当り約１９０ｍｍ程
度が好ましい。あまり移動速度を速くすると可塑化した
材料にボイドができたりち密さが不足したりする。
【００２４】図４に示すとおり、可塑化した材料は回転
プローブ４のまわりを流れ、ボイドができる場合、回転
表面が接合部に沿った移動と同じ方向に移動する（進行
端縁）側に形成される傾向にある。他の領域、特に回転
表面が材料を通るボビンの移動の方向に反対の側（後方
端縁）では可塑化した材料の接合ゾーンを充填し、ほと
んど難なく完全なち密化が行なわれると思われる。図５
（Ａ）および図５（Ｂ）に示す摩擦スター溶接の第２の
方法において、非溶部材は、その前縁に僅かにテーパし
た円筒状のプローブ１８を有し、該プローブはプレート
１Ａと１Ｂに押しつけられかつその間に挿入された状態
になるが、被接合材料の完全な厚さにまでは到達しな
い。プローブが実際にプレートの全厚さにわたって延び
るわけではないので、下側の部材は不要である。プロー
ブを備える回転部材を直線プローブ移動方向に対し僅か
に後方へ傾けることが好ましい。当接面溶接作業の後の
プレートの上表面の様子を図５Ａおよび図５Ｃに示す。
【００２５】どの場合にも、プローブの形状が重要であ
る。プローブの先端を円錐形にすれば（図６の（Ａ））
比較的容易にプレート間に進入させることができるが、
プローブの先端付近の可塑化領域が細くなってしまう。
図６の（Ｂ）に示すような截頭円錐台は、接合する当接
シートに予め窪みを切削すれば最適である。プローブは
図６の（Ｃ）にあるような先が鈍った僅かにテーパした
円筒状のものが好ましい。この形状であれば、プローブ
をシートに対し押圧し、プレートの間に挿入させて、先
に述べたとおり接合シームに沿って移動するプローブの
まわりに可塑化した領域を形成することができる。
【００２６】図５の（Ａ）から（Ｃ）に示した方法によ
って作る厚さ６ｍｍのアルミニウム合金プレートの間の
接合部については、プローブは８５０ｒｐｍで回転さ
せ、かつ１分当り２４０ｍｍの速度で接合線に沿って移
動させることができる。１０００ｒｐｍ等のより高い回
転速度では、１秒当り約３００ｍｍまでのより高速度で
移動させることができるが、あまり移動速度を上げすぎ
ると図１の並列側面構成の場合と同様片側に沿ってポア
が形成されてしまう。代替的には、回転速度を３００ｒ
ｐｍまで抑え、移動速度も対応して下げることが可能で
ある。ある移動速度については、アルミニウムシリコン
マグネシウム合金（ＢＳ６０８２）の場合、たとえば１
秒当り４ｍｍ（１分当り２４０ｍｍ）等、許容可能な回
転速度に妥当な許容限界があり、４４０から８５０ｒｐ
ｍの回転速度で満足のいく結果が得られる。
【００２７】図７は摩擦スター溶接の他の例示的方法を
示しており、同方法ではプローブ１８に類似する非溶プ
ローブ２０、２１の対をプレート１Ａおよび１Ｂの対向
する側面上に設けている。プローブ２０、２１は互いに
向かう方向に付勢されているが、プレートの外側に向く
表面と非溶部材との間の界面で過度な加熱を生じない程
度に、プレートが適切な位置にクランプされるように、
移動の方向に間隔をあけられている。摩擦スター溶接一
般について当てはまることであるが、部材をプレート内
へ押し入れて何らかの形で溶接を行なうのに必要な熱を
生じさせることが望ましいが、過度に押し込む動作は望
ましくない。潰れてしまう程に強く押してはならない。
代替的には、図５の（Ａ）から（Ｃ）の方法を、接合す
るプレートの各側に対し別々の作業として行なうことが
できる。上記に従う両面溶接が成功した例では、作業条
件が各側１分当り２４０ｍｍの移動速度および８５０ｒ
ｐｍでアルミニウムシリコンマグネシウム合金に対して
行なわれたものがある。
【００２８】各部材２３、２４の接触フェイス２２を実
質的に四角くまたは好ましくは僅かに面取りをした状態
にしてその外側の端縁に逃げをつけることができる。回
転プローブの適切な負荷または位置決めをその後、フェ
イスがプレートと接触することによってできるかき乱さ
れたプレート表面材料の薄層によって幅を観察すること
により決定する。代替的には、回転部材のフェイスを図
２の（Ａ）および（Ｂ）のボビンのフェイスと同様に半
球状にして、ある負荷で表面接触面積がプローブ自体の
直径より少なくとも５０％大きくなるようにすることが
できる。接触ゾーンは、プローブ直径の３倍までで十分
であることがわかっている。より薄い材料の場合には、
プローブをスケーリングしてたとえば４または３ｍｍま
でにすることが好ましい。意外にも、直径が小さいプロ
ーブでは回転速度は移動速度とともに低減することが好
ましい。たとえば３．３ｍｍの直径のプローブでは、約
４４０ｒｐｍの回転速度および１分当り１２０ｍｍの移
動速度が適切である。上記すべての場合において、プロ
ーブフェイス２２の僅かなテーパとは２°前後である。
【００２９】図１、図５の（Ａ）および図７を参照して
説明したこれらの方法を、ある材料または基板に存在す
るひび割れの当接表面を接合する場合に適用してこのひ
び割れを修復することができる。このようなひび割れ
は、厚さ全長にわたるもの、材料の厚さの一部にのみわ
たるものや、母材に存在するもの、または材料の溶接部
に隣接するまたは溶接部自体に存在する熱に影響を受け
た領域などに存在するものなどがある。図５の（Ａ）の
方法は厚さの途中まで延びるひび割れに適しているが、
原則的には全厚さに到達する方法を部分的に存在するひ
び割れに使用することも可能である。この技術は既に説
明したものと同様であって、プローブは好ましくは母材
内へ（少なくともひび割れの深さまで）挿入してひび割
れの界面に沿って移動させ、摩擦による加熱によって塑
性材料を生じ、その後冷めるとひび割れが存在していた
場所に材料がち密化する。移動方向のひび割れの端部は
さまざまな形でち密化することができる。たとえば、プ
ローブを現位置に置いたままにするかまたは逆方向に通
過させて、最初の通過経路に重ね合わせて、逆方向の通
過経路の終端が当初のひび割れの位置から離れた領域に
あるようにすることができる。
【００３０】
【本発明による切削工具の改良点】上に説明した摩擦ス
ター方法に従いプレートを溶接する場合、プレートの外
側表面上に余分なざらざらした材料が蓄積する傾向があ
る。余分な材料の量は典型的には僅かだが、滑らかな外
側表面を必要とする用途では、このような余分な材料は
取除く必要がある。図８から図１６に示すとおり、本発
明は、１以上の切刃３２を従来技術の摩擦スター溶接工
具に付加して組み立てられた切削工具３０を含み、溶接
部が生じるとこの溶接部を切削加工することになる。本
発明の切削工具の切削方法は、接合部が溶接されている
間に切削工具と接合部に水または水の霧を付与して、切
刃をすばやく冷却し、材料が切刃に付着しないようにす
るステップを含む。切刃をＦＳＷ工具に付加し、ＦＳＷ
プロセスに冷却水を付与するステップを加えることで、
溶接部を作るのと同時に切削加工された溶接表面が仕上
げられる。こうして、本発明の切削工具および方法で
は、適切に切削加工された摩擦スター溶接部を作るのに
必要な工程の数が少ない。
【００３１】切削工具３０は基本的には従来技術の回転
部材３８に切刃３２を取付けるステップを含む。１以上
の支持機構を使用して切刃を回転部材の外側下周辺部付
近に取付ける。各支持機構は、一体形成されるかまたは
取付けられた切刃を有する下方端を含む。好ましくは、
切刃を従来技術の摩擦スター溶接工具の回転部材に対し
使用して、溶接シームに表面の乱れを生じさせる。たと
えば、図２の（Ｂ）のボビン構成は回転部材５および回
転部材６′双方の上にある切削工具を含む。また、各切
刃を何らかの形でその回転部材から取外し可能にしてお
き、摩耗した切刃を新しいものと簡単に取替えられるよ
うにしてもよい。本発明の切削工具は回転部材と一体の
切刃の使用をも包含するが、このような構成は好ましく
ない。
【００３２】支持機構は、回転部材に相対的に置かれ
て、各切刃が、溶接部が作られる際にできると予測され
る表面乱れの最大幅以上の距離を回転部材の中心から半
径方向にあけて位置決めされるようになっている。これ
は、切刃をフェイス１０および／またはショルダ１１領
域のすぐ外側に置く必要があることを一般に意味する。
切刃は仕上がりシーム表面の所望の高さに等しい高さで
位置決めされる。部材３８が回転すると切刃３２も回転
し、回転部材プローブ４０によりかき乱される材料を除
去する。プローブ全体が接合部２に沿って並進すると、
切刃により規定される円も並進し、これによって溶接領
域全体から残滓が取除かれる。結果として得られる切削
加工溶接部は滑らかかつ研磨されたものになる。
【００３３】本発明を利用する基本的な方法は、切削工
具３０を回転部材３８上に装着するステップと、液体供
給源８２から水を連続的に溶接接合部２に付与しかつ同
時にプローブ４０を接合部に沿って回転かつ並進させる
ステップとを含む。好ましい実施例では、水は水と空気
からなる霧状の混合物８４である。好ましい水温はおよ
そ室温、すなわち約２０℃であり、その流量は１分当り
約０．０１から０．１０ガロンである。水は圧力下に噴
出させて、切刃が材料に当たる領域または接合部に直接
付与してもよい。水を使用する上で重要なことは、切刃
の外表面を冷却するのに十分な水を供給することであ
る。なお、水を使用するのは、水が低コストで豊富に使
用できるためである。溶接部の形成に支障がなければ他
の冷却液を使用してもよい。このプロセスで使用済みの
水を、溶接部を切削加工して蓄積した金属の粉じんを取
除いて再使用してもよい。
【００３４】現在のＦＳＷプロセス同様、本発明の切削
工具を備えるプローブの方法の好ましい実施例は、直線
プローブ並進方向に対しプローブを備える回転部材を僅
かに後方に傾斜させるステップを含む。切刃を付加する
と、これら切刃は主に回転部材の引きずられるショルダ
の後ろから表面材料を切削加工する。このことによっ
て、溶接部から取除かれる材料の量は最少となり、かつ
滑らかなワークピース溶接表面が得られる。実用的に
は、好ましくはエンドタブ１２および１４延長部を用い
て接合部の開始点および停止点を設ける必要がある。こ
れについては図３を参照。これら延長部は別個の断片と
して接合部に付加するか、または接合するプレートの一
方または両方と一体に作ってもよい。溶接が完了する
と、これら延長部を取除き、溶接部の全長にわたって続
く適切に切削加工された連続表面ができる。
【００３５】３つの好ましい切削工具の実施例をここに
説明する。図８から図１０は第１の実施例に関する図で
あり、図１１から図１３は第２の実施例に関する図であ
り、かつ図１４から図１６は第３の実施例に関する図で
ある。
【００３６】まず図８には、本発明により形成される切
削工具の第１の実施例の斜視図が示される。支持機構
は、各々が下方端切刃を有する１以上の切削インサート
４２と、回転部材３８の外周縁に形成された、同数の、
垂直配向されたインサートと噛み合う溝またはキー溝４
４と、噛み合ったインサートを伴う回転部材のまわりを
密に取囲む寸法のカラー４６と、このカラーを回転部材
に固定するためのカラー取付装置と、インサート４２を
回転部材３８に固定するための複数の止めねじ４８とを
含む。
【００３７】切削インサートの４２は概して矩形の断面
を有し、その下方端切刃は丸められている。これら切刃
はこれと異なる形状に形成してもよいが、摩耗が早まる
のであまり細くしない方が良い。切刃は好ましくは高速
度鋼またはコバルト合金高速度鋼から構成される。切削
インサート毎に、回転部材の外側表面に対応する溝が形
成され、その溝に支持部が噛み合う。溝は部材の回転軸
に概して平行に配向される。各溝の深さは好ましくはイ
ンサートの断面厚さの約半分である。この寸法で、切刃
を回転部材ショルダから少し外側に置くことができ、こ
の位置は典型的にはプレート表面の乱れの最も外側の領
域を規定する。これらの溝は本発明に絶対必要なもので
はないが、これらの溝を設けることによって切削インサ
ートの抑制が助けられ、また回転中にねじられたりずれ
たりするのを防止することができるので好ましい。
【００３８】カラー４６は切削インサートと溝の位置に
対応する位置に配されたさまざまなねじ切られた半径方
向の孔５０を内部に有する連続リングの形状である。カ
ラーは、好ましくはスチールから形成される。切刃はそ
れぞれの溝内に置かれかつカラーは部材とインサートの
まわりを滑って移動する。好ましいカラー４６は各イン
サートにおいてカラーの内部表面に位置する弓型の切取
部５２を含み、インサートの一部分が回転部材の外径を
越えて延びることができるようになっている。これは、
切刃が回転部材下表面の外側半径のほんの少し外に位置
決めされることになるので有利である。カラー４６が適
所に置かれ、半径方向の孔５０にぴったり合うように寸
法決めされた止めねじ４８が孔を介してそれぞれの切削
インサートと係合する。切削インサート４２はこうして
止めねじ４８のクランプ力によって溝４４へ位置決めさ
れ固定される。カラー取付装置にはカラー４６を回転部
材３８に固定するための別個の溝５４と止めねじ５６を
含み得る。
【００３９】切削工具の第１の実施例を使用して、切削
インサート４２を回転部材の溝４４内へ入れる際の準備
として、カラー４６を部材３８と切削インサート４２上
に滑らせ、かつ止めねじ４８を締める。作業中は、切刃
を備えるＦＳＷ工具を回転させかつ水を切刃の領域に付
与する。この水によって切刃３２が低温に保たれるの
で、切刃上への熱い溶融金属の蓄積が防止される。切刃
を備えるＦＳＷ工具３０が直線的に並進して、切刃が切
刃の周縁によって規定される領域を切削加工する。
【００４０】図１１から図１３は、本発明に従い形成さ
れる切削工具の第２の実施例の図である。第２の実施例
の切削工具の支持機構は、下方端切刃を有する切削イン
サートホルダ６０と、回転部材３８を貫通して横切る方
向に延びかつ部材の回転軸６４から離れる角方向に配向
されたインサートホルダ孔６２と、回転部材３８に形成
されたねじ切られた半径方向の孔６６と、孔６６に係合
して切削インサートホルダ６０を押圧するねじ６８とを
含む。
【００４１】切削インサートホルダ６０は矩形の断面
と、角のある切削インサート７０を取外し可能に取付け
ることができる下方端とを有する。好ましい切削インサ
ート７０はたとえば四角形や三角形の断片の場合と同様
いくつかの張り出した角７２を含む。角は切刃として作
用しかつショルダ１０下の深さ約０．００２から０．０
１０インチ（０．０５０８から０．２５４ｍｍ）の位置
で回転部材３８のショルダ１０の付近に位置決めされ
る。角のある切削インサート７０は切削インサートホル
ダの前縁側、すなわちプローブの回転方向に対して最も
前側に取付ける必要がある。角のある切削インサートは
好ましくは高速度鋼またはコバルト合金高速度鋼で形成
される。角のある切削インサートの切削インサートホル
ダへの取付は、従来技術の手段、たとえば切削インサー
トを貫通するねじ、切削インサートホルダを締めるイン
サート止めクリップなどにより行なうことができる。
【００４２】インサートホルダ孔６２は回転部材を貫通
しはすに延びる。切削インサートホルダ６０は孔６２内
に挿入されかつ回転部材の半径方向の孔６６に噛み合う
ねじ６８によって適所に保持される。切削インサートホ
ルダはこれによりねじの横方向の力によりインサートホ
ルダの孔に封じ込められる。切削インサートホルダは、
切刃がショルダの外周縁から僅かにかつショルダの深さ
に近い深さ分僅かに突き出すように孔の中に配される。
切刃は、ショルダ１０の下およそ０．００２から０．０
１０インチ（０．０５０８から０．２５４ｍｍ）の位置
に、かつプローブに対して半径方向に外向きにおよそ
０．０５０から０．１００インチ（１．２７から２．５
４ｍｍ）の位置にあることが好ましい。
【００４３】第２の実施例に従い形成された切削工具を
使用する作業の間、切刃を備えるＦＳＷ工具３０を回転
させかつ同時に接合部に沿って前進させる一方、切刃が
材料に当たる領域に水を付与する。水で切刃を冷たく保
つことによって、切刃表面への熱いかき混ぜられた金属
の蓄積が防止される。切刃を備えるＦＳＷ工具の直線方
向の並進によって、切刃がその周縁によって規定される
領域を切削加工する。切刃が鈍った場合には、角のある
切削インサートを、その角が切れ味の良い新たな切刃と
なるように再配向することができる。
【００４４】図１４から図１６は、本発明に従い形成さ
れる切削工具の第３の実施例の図である。第３の実施例
による切削工具は第２の実施例の切削工具と類似する
が、第３の実施例では切削インサートホルダを使用する
代わりにショルダ付近で回転部材の周縁から半径方向に
延びる１以上の一体形成されたタブ８０を使用する。タ
ブは、放射状のフィンを模した形で回転部材に対し配向
される。図１５および図１６には２つのタブを示す。こ
れらのタブは従来技術の方法、たとえば溶接、成形、回
転部材と同一断片からの機械加工等の方法を用いて回転
部材３８に取付けることができる。各タブは１以上の切
刃として作用する角７２を有する切削インサート７０を
有する。角のある切削インサート７０の動作は第２の実
施例の工具に関し上に説明したものと本質的に同じなの
で、ここではその説明を繰返さない。
【００４５】本発明の好ましい実施例について図示かつ
説明を行なったが、本発明の精神および範囲から逸脱す
ることなく、さまざまな変更が可能である点を理解され
たい。たとえば、第１の好ましい実施例の工具の細長い
切削インサートの代わりに第２および第３の実施例によ
る切削インサートホルダおよび小さく角をとった切削イ
ンサートを使用するなどの変更が考えられる。支持部の
いずれか、カラー、または切刃にさまざまな方法で切取
り部分を設けユーザが配置しやすいようにしてもよい。
また本明細書中に詳細に説明した３つの好ましい実施例
のもの以外にもさまざまな方法を用いて切刃を回転部材
に取付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】摩擦スター溶接の第１の方法を示す等角図であ
る。
【図２】２つの異なる回転部材の側面図である。
【図３】エンドタブの斜視図である。
【図４】可塑化した材料の流れと、接合線に対し結果と
してできる表面の印を説明する平面図である。
【図５】摩擦スター溶接の第２の例示的方法のそれぞれ
等角図、側面図および平面図を含む図である。
【図６】図５の（Ａ）から（Ｃ）に示す方法とともに使
用するさまざまなタイプのプローブの形状を示す図であ
る。
【図７】溶接されているプレートの上および下の両方に
プローブ経路ができるさらなるプロセスの模式図であ
る。
【図８】本発明に従い形成される切削工具の第１の実施
例の等角図である。
【図９】図８の切削工具の側面図である。
【図１０】図８の切削工具の底面図である。
【図１１】本発明に従い形成される切削工具の第２の実
施例の等角図である。
【図１２】図１１の切削工具の側面図である。
【図１３】図１１の切削工具の底面図である。
【図１４】本発明に従い形成される切削工具の第３の実
施例の等角図である。
【図１５】図１４の切削工具の側面図である。
【図１６】図１４の切削工具の底面図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ…ワークピース ２…接合線 ３…非溶プローブ ５、６…回転部材 １２…エンドタブ １８…円筒状プローブ
フロントページの続き (72)発明者 スティーブン・ジェイ・アビラ アメリカ合衆国、98371 ワシントン州、 ピュアラプ、トゥエンティエイス・スト リート・コート・イー、8806 (56)参考文献 国際公開93／10935（ＷＯ，Ａ１) 国際公開95／25254（ＷＯ，Ａ１) 英国特許出願公開2306366（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 20/12

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転部材に取付けられる非溶回転プロー
    ブを有する摩擦スター溶接工具であって、 （ａ） １以上の切刃と、 （ｂ） 切刃を前記回転部材に装着するための１以上の
    支持機構とを含み、 前記回転部材と前記非溶回転プローブの回転によって前
    記１以上の切刃が回転し、それによって前記１以上の切
    刃が摩擦スター溶接部の外側表面を切削加工する、工
    具。
  2. 【請求項２】 前記切刃を装着するための前記１以上の
    支持機構が前記切刃を回転部材の位置より下におよそ
    ０．００２から０．０１０インチ（０．０５０８から
    ０．２５４ｍｍ）の深さで前記回転部材の外側周辺付近
    に位置決めする、請求項１に記載の工具。
  3. 【請求項３】 前記切刃を装着するための前記１以上の
    支持機構が、 （ａ） 各々がその下方端に切刃を有する１以上の切削
    インサートと、 （ｂ） 前記切削インサートを前記回転部材の外側周縁
    に取外し可能に装着するための手段とを含む、請求項１
    に記載の工具。
  4. 【請求項４】 前記切削インサートを取外し可能に装着
    するための前記手段が、 （ａ） 前記回転部材に形成された１以上の溝を含み、
    各切削インサートが溝に係合可能で、さらに （ｂ） 前記回転部材の外側周縁に取付可能で、前記回
    転部材に各切削インサートを固定するためのカラーと、 （ｃ） 前記切削インサートを前記溝内の所望の位置に
    固定するための手段とを含む、請求項３に記載の工具。
  5. 【請求項５】 前記カラーが各切削インサートの位置に
    内側の切込部を含み、異なる寸法の切削インサートを使
    用できるようにする、請求項４に記載の工具。
  6. 【請求項６】 前記切削インサートを固定するための前
    記手段が、前記カラーに形成された半径方向の孔を介し
    てねじ切られかつ前記切削インサートを前記溝内に押し
    入れるための止めねじを含む、請求項４に記載の工具。
  7. 【請求項７】 前記切刃が前記回転部材の位置に対し約
    ０．００２から０．０１０インチ（０．０５０８から
    ０．２５４ｍｍ）の深さで、かつ前記回転部材の側面に
    対し約０．０５０から０．１００インチ（１．２７から
    ２．５４ｍｍ）外側に離れた位置にある、請求項３に記
    載の工具。
  8. 【請求項８】 前記切刃を装着するための前記１以上の
    支持機構が、 （ａ） 各々１以上の切刃を有する１以上の、角のある
    切削インサートと、 （ｂ） 前記回転部材の外側周縁付近に前記１以上の、
    角のある切削インサートを装着するための手段とを含
    む、請求項１に記載の工具。
  9. 【請求項９】 前記１以上の角のある切削インサートが
    １つの、角のある切削インサートであり、かつ前記角の
    ある切削インサートを装着するための前記手段が、 （ａ） 下方端を有する切削インサートホルダと、 （ｂ） 前記回転部材に形成されたインサートホルダ孔
    を含み、前記切削インサートホルダが前記インサートホ
    ルダ孔に係合可能であり、さらに、 （ｃ） 前記インサートホルダ孔内の所望の位置に前記
    切削インサートホルダを固定するための手段と、 （ｄ） 前記角のある切削インサートを前記切削インサ
    ートホルダの下方端に取付けるための手段とを含む、請
    求項８に記載の工具。
  10. 【請求項１０】 前記角のある切削インサートが切刃と
    して作用可能な４つの角を有する、請求項９に記載の工
    具。
  11. 【請求項１１】 前記角のある切削インサートがねじ装
    置によって前記切削インサートホルダに取外し可能に取
    付けられる、請求項９に記載の工具。
  12. 【請求項１２】 前記取付手段が、前記回転部材内の半
    径方向の孔を介してねじ切られかつ前記切削インサート
    ホルダを押圧して前記切削インサートホルダを使用中特
    定の位置に固定するための止めねじを含む、請求項９に
    記載の工具。
  13. 【請求項１３】 前記切刃が前記回転部材の位置に対し
    下におよそ０．００２から０．０１０インチ（０．０５
    ０８から０．２５４ｍｍ）の深さでかつ前記回転部材の
    側部に対し約０．０５０から０．１００インチ（１．２
    ７から２．５４ｍｍ）外側に離れた位置にある、請求項
    ９に記載の工具。
  14. 【請求項１４】 前記１以上の、角のある切削インサー
    トを装着するための前記手段が、 （ａ） 前記回転部材の前記下方端から半径方向に延び
    る１以上のタブと、 （ｂ） 各角のある切削インサートをタブに固定するた
    めの手段とを含む、請求項８に記載の工具。
  15. 【請求項１５】 前記角のある切削インサートが前記１
    以上の切刃として作用する１以上の角を有する、請求項
    １４に記載の工具。
  16. 【請求項１６】 前記角のある切削インサートは中央の
    ねじ装置によりそれぞれのタブに対し取外し可能に取付
    けられる、請求項１４に記載の工具。
  17. 【請求項１７】 前記切刃が前記回転部材の位置に対し
    およそ０．００２から０．０１０インチ（０．０５０８
    から０．２５４ｍｍ）の深さでかつ前記回転部材の側部
    に対し約０．０５０から０．１００インチ（１．２７か
    ら２．５４ｍｍ）外側に離れた位置にある、請求項１４
    に記載の工具。
  18. 【請求項１８】 前記１以上のタブが前記回転部材と一
    体に形成される、請求項１４に記載の工具。
  19. 【請求項１９】 前記切刃がそれぞれのタブの前縁表面
    に取付けられる、請求項１４に記載の工具。
JP13388497A 1996-05-31 1997-05-23 摩擦スター溶接工具および方法 Expired - Lifetime JP3523983B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/655,839 US5794835A (en) 1996-05-31 1996-05-31 Friction stir welding
US08/655839 1996-05-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1071477A JPH1071477A (ja) 1998-03-17
JP3523983B2 true JP3523983B2 (ja) 2004-04-26

Family

ID=24630591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13388497A Expired - Lifetime JP3523983B2 (ja) 1996-05-31 1997-05-23 摩擦スター溶接工具および方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5794835A (ja)
EP (1) EP0810055B1 (ja)
JP (1) JP3523983B2 (ja)
KR (1) KR100492835B1 (ja)
CN (1) CN1084655C (ja)
CA (1) CA2204571C (ja)
DE (1) DE69700975T2 (ja)

Families Citing this family (152)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100475411C (zh) * 1996-03-19 2009-04-08 株式会社日立制作所 摩擦焊接方法及使用摩擦焊接方法的结构体
SE512230C2 (sv) * 1996-06-20 2000-02-14 Esab Ab Anläggning för friktionsomrörningssvetsning
US6325273B1 (en) * 1996-12-06 2001-12-04 The Lead Sheet Association Friction welding apparatus and method
JP3070735B2 (ja) * 1997-07-23 2000-07-31 株式会社日立製作所 摩擦攪拌接合方法
JP3589863B2 (ja) 1997-07-23 2004-11-17 株式会社日立製作所 構造体および摩擦攪拌接合方法
SE9704800D0 (sv) * 1997-12-19 1997-12-19 Esab Ab Anordning för svetsning
US6045027A (en) * 1998-03-04 2000-04-04 The Boeing Company Friction stir welding interlocking joint design and method
KR19990083213A (ko) * 1998-04-16 1999-11-25 구마모토 마사히로 진공챔버부재와 그 제조방법
US6168067B1 (en) * 1998-06-23 2001-01-02 Mcdonnell Douglas Corporation High strength friction stir welding
US6138895A (en) * 1998-06-25 2000-10-31 The Boeing Company Manual adjustable probe tool for friction stir welding
DE19830550C1 (de) * 1998-07-08 2000-09-07 Siemens Ag Verfahren zum Verbinden metallischer Teile
DE69943391D1 (de) * 1998-07-09 2011-06-09 Mts System Corp Schweisskopf
US6227432B1 (en) * 1999-02-18 2001-05-08 Showa Aluminum Corporation Friction agitation jointing method of metal workpieces
US6168066B1 (en) 1999-04-21 2001-01-02 Lockheed Martin Corp. Friction stir conduction controller
NL1011908C1 (nl) * 1999-04-27 2000-10-30 Fokker Aerostructures Bv Wrijvingsroerlassen.
TW460346B (en) * 1999-05-28 2001-10-21 Hitachi Ltd A manufacturing method of a structure body and a manufacturing apparatus of a structure body
JP3868695B2 (ja) * 1999-05-28 2007-01-17 株式会社日立製作所 構造体の製作方法
JP2000343245A (ja) * 1999-05-31 2000-12-12 Hitachi Ltd 構造体の製作方法
DE19957136C1 (de) * 1999-11-18 2001-02-08 Geesthacht Gkss Forschung Vorrichtung zum Verbinden von Werkstücken nach der Methode des Reibrührschweißens
US6237835B1 (en) * 2000-02-29 2001-05-29 The Boeing Company Method and apparatus for backing up a friction stir weld joint
JP3575748B2 (ja) 2000-03-06 2004-10-13 株式会社日立製作所 摩擦攪拌接合方法
EP1147846A1 (en) * 2000-04-11 2001-10-24 British Aerospace Public Limited Company Solid phase welding
JP3400409B2 (ja) * 2000-04-28 2003-04-28 マツダ株式会社 接合方法及び接合装置
US6302315B1 (en) * 2000-05-01 2001-10-16 General Tool Company Friction stir welding machine and method
AU2001261365A1 (en) * 2000-05-08 2001-11-20 Brigham Young University Friction stir weldin of metal matrix composites, ferrous alloys, non-ferrous alloys, and superalloys using superabrasive tool
JP2001340976A (ja) * 2000-05-31 2001-12-11 Showa Denko Kk 摩擦撹拌接合工具及び摩擦撹拌接合法
DE10035332C1 (de) * 2000-07-20 2002-02-28 Eads Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Reibrührschweißen
US6352193B1 (en) * 2000-08-01 2002-03-05 General Electric Company Apparatus for joining electrically conductive materials
JP2002086281A (ja) * 2000-09-13 2002-03-26 Hitachi Ltd 摩擦攪拌接合方法
JP3763734B2 (ja) 2000-10-27 2006-04-05 株式会社日立製作所 パネル部材の加工方法
JP3538378B2 (ja) 2000-10-27 2004-06-14 株式会社日立製作所 摩擦攪拌接合方法
US6712916B2 (en) 2000-12-22 2004-03-30 The Curators Of The University Of Missouri Metal superplasticity enhancement and forming process
US6998752B2 (en) * 2000-12-27 2006-02-14 Hitachi, Ltd. Dynamo-electric machine
US6676004B1 (en) 2001-02-13 2004-01-13 Edison Welding Institute, Inc. Tool for friction stir welding
US6732901B2 (en) * 2001-06-12 2004-05-11 Brigham Young University Technology Transfer Office Anvil for friction stir welding high temperature materials
AU2002315399A1 (en) * 2001-06-21 2003-01-08 Black And Decker Inc. Method and apparatus for fastening steel framing by crimping
US7165710B2 (en) * 2001-06-21 2007-01-23 Black & Decker Inc. Method and apparatus for fastening steel framing with a spin weld pin
US6719512B2 (en) * 2001-06-21 2004-04-13 Black & Decker Inc. Method and apparatus for fastening steel framing with nails
JP2003039181A (ja) * 2001-07-24 2003-02-12 Hitachi Ltd 摩擦攪拌接合方法および回転工具
US6660106B1 (en) * 2001-08-22 2003-12-09 The Boeing Company Methods of manufacture of spin-forming blanks, particularly for fabrication of rocket domes
JP3753641B2 (ja) * 2001-09-25 2006-03-08 株式会社日立製作所 非破壊検査方法
CN1421295A (zh) * 2001-11-27 2003-06-04 川崎重工业株式会社 磨擦搅拌焊接的旋转工具及磨擦搅拌焊接方法和装置
US6910616B2 (en) * 2002-03-07 2005-06-28 The Boeing Company Preforms for forming machined structural assemblies
US6655575B2 (en) 2002-04-16 2003-12-02 The Curators Of University Of Missouri Superplastic forming of micro components
US6908690B2 (en) * 2002-04-29 2005-06-21 The Boeing Company Method and apparatus for friction stir welding
US6669075B2 (en) * 2002-05-07 2003-12-30 Concurrent Technologies Corporation Tapered friction stir welding tool
JP4217430B2 (ja) * 2002-06-17 2009-02-04 新明和工業株式会社 中空組立構造物、航空機の動翼、及び中空組立構造物の製造方法
JP4647179B2 (ja) * 2002-09-11 2011-03-09 株式会社日立製作所 加工方法
US6923362B2 (en) * 2002-09-30 2005-08-02 The Curators Of University Of Missouri Integral channels in metal components and fabrication thereof
GB0225518D0 (en) 2002-11-01 2002-12-11 Airbus Uk Ltd Welding method
JP4216048B2 (ja) * 2002-11-11 2009-01-28 三菱重工業株式会社 ボビンツールを用いた摩擦攪拌接合装置とその接合方法
US20060108394A1 (en) * 2002-11-13 2006-05-25 Shigeru Okaniwa Method for joining aluminum power alloy
JP3820393B2 (ja) * 2002-12-06 2006-09-13 本田技研工業株式会社 円筒体製造用治具
AU2003289204A1 (en) * 2002-12-06 2004-06-30 Honda Motor Co., Ltd. Method of manufacturing cylindrical body, friction stir welding method, and friction stir welding device
US6779708B2 (en) 2002-12-13 2004-08-24 The Boeing Company Joining structural members by friction welding
WO2004067218A2 (en) * 2003-01-30 2004-08-12 Smith International, Inc. Out-of-position stir welding of high melting temperature alloys
US6758382B1 (en) 2003-05-02 2004-07-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Auto-adjustable tool for self-reacting and conventional friction stir welding
US7530486B2 (en) * 2003-05-05 2009-05-12 Sii Megadiamond, Inc. Applications of friction stir welding using a superabrasive tool
US6933057B2 (en) * 2003-07-17 2005-08-23 The Boeing Company Friction stir welded assembly and method of forming a friction stir welded assembly
WO2005084162A2 (en) * 2003-08-04 2005-09-15 Smith International, Inc. Crack repair using friction stir welding on materials including metal matrix composites, ferrous alloys, non-ferrous alloys, and superalloys
US6955283B2 (en) * 2003-09-08 2005-10-18 The Boeing Company Adaptable mandrel for spin forming
US20050070374A1 (en) * 2003-09-29 2005-03-31 Technology Licensing, Llc Enhanced golf club performance via friction stir processing
US7128948B2 (en) * 2003-10-20 2006-10-31 The Boeing Company Sprayed preforms for forming structural members
KR100619615B1 (ko) * 2003-10-27 2006-09-01 더 보잉 컴파니 마찰교반용접 작업을 행하는 시스템 및 연관된마찰교반용접(ｆｓｗ) 어셈블리, 콘트롤러 및 방법
US20050116012A1 (en) * 2003-11-26 2005-06-02 Packer Scott M. Method for metal and alloy joining using bulk friction stir welding
US7225967B2 (en) * 2003-12-16 2007-06-05 The Boeing Company Structural assemblies and preforms therefor formed by linear friction welding
US7398911B2 (en) 2003-12-16 2008-07-15 The Boeing Company Structural assemblies and preforms therefor formed by friction welding
WO2005094274A2 (en) * 2004-03-24 2005-10-13 Smith International, Inc. Solid state processing of hand-held knife blades to improve blade performance
EP1735125A4 (en) * 2004-03-24 2009-10-28 Smith International SOLID STATE TREATMENT OF MATERIALS BY FRICTION TREATMENT MIXING AND MIXING BY FRICTION MIXING
US20060049234A1 (en) * 2004-05-21 2006-03-09 Flak Richard A Friction stirring and its application to drill bits, oil field and mining tools, and components in other industrial applications
US20100078224A1 (en) 2004-05-21 2010-04-01 Smith International, Inc. Ball hole welding using the friction stir welding (fsw) process
US7275675B1 (en) 2004-08-20 2007-10-02 United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Friction stir weld tools
US20060054655A1 (en) * 2004-08-26 2006-03-16 Mishra Rajiv S Selective reinforcement of metallic bodies
CA2582732C (en) * 2004-10-05 2012-09-11 Sii Megadiamond, Inc. Expandable mandrel for use in friction stir welding
US20060157531A1 (en) * 2004-12-17 2006-07-20 Packer Scott M Single body friction stir welding tool for high melting temperature materials
US7591057B2 (en) 2005-04-12 2009-09-22 General Electric Company Method of repairing spline and seal teeth of a mated component
US7687151B2 (en) 2005-04-12 2010-03-30 General Electric Company Overlay for repairing spline and seal teeth of a mated component
DE102005029882A1 (de) * 2005-06-27 2006-12-28 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Vorrichtung zum Reibrührschweißen
DE102005029881A1 (de) * 2005-06-27 2006-12-28 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Reibrührschweißen
US7451661B2 (en) * 2005-08-15 2008-11-18 The Boeing Company Friction stir welding load confirmation system
US20070057015A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-15 Kevin Colligan Tapered friction stir welding and processing tool
US9266191B2 (en) 2013-12-18 2016-02-23 Aeroprobe Corporation Fabrication of monolithic stiffening ribs on metallic sheets
US8875976B2 (en) 2005-09-26 2014-11-04 Aeroprobe Corporation System for continuous feeding of filler material for friction stir welding, processing and fabrication
US9511445B2 (en) 2014-12-17 2016-12-06 Aeroprobe Corporation Solid state joining using additive friction stir processing
US9511446B2 (en) 2014-12-17 2016-12-06 Aeroprobe Corporation In-situ interlocking of metals using additive friction stir processing
US8632850B2 (en) 2005-09-26 2014-01-21 Schultz-Creehan Holdings, Inc. Friction fabrication tools
US20080041921A1 (en) 2005-09-26 2008-02-21 Kevin Creehan Friction stir fabrication
US8056797B2 (en) * 2005-10-05 2011-11-15 Megastir Technologies Expandable mandrel for use in friction stir welding
US8550326B2 (en) 2005-10-05 2013-10-08 Megastir Technologies Llc Expandable mandrel for use in friction stir welding
JP4327788B2 (ja) * 2005-11-08 2009-09-09 本田技研工業株式会社 摩擦攪拌接合方法
KR100711779B1 (ko) * 2005-12-26 2007-04-30 재단법인 포항산업과학연구원 마찰 교반 점 용접장치
EP1979121A4 (en) * 2006-01-31 2009-10-28 Sii Megadiamond Inc THERMALLY ENHANCED TOOL FOR FRICTION-MIXING
WO2007146402A2 (en) * 2006-06-13 2007-12-21 Sii Megadiamond, Inc. Three-body joining using friction stir processing techniques
US8016179B2 (en) 2006-07-17 2011-09-13 Wichita State University Friction stir welding tool having a scroll-free concentric region
JP5098263B2 (ja) * 2006-09-20 2012-12-12 日本軽金属株式会社 接合方法
US20080230584A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 The Boeing Company Method for Manufacturing a Workpiece by Friction Welding to Reduce the Occurrence of Abnormal Grain Growth
US7942306B2 (en) * 2007-04-13 2011-05-17 Wichita State University Friction stir welding tool having a counterflow pin configuration
US8168306B2 (en) * 2007-09-18 2012-05-01 Exxonmobil Research And Engineering Company Weld metal compositions for joining steel structures in the oil and gas industry
US20090148719A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Alcoa Inc. Friction-stir weldments and systems and methods for producing the same
US8079276B2 (en) 2008-04-15 2011-12-20 Spirit Aerosystems, Inc. Dynamic calibration assembly for a friction stir welding machine
CN102089112B (zh) * 2008-07-09 2014-11-12 氟石科技公司 高速摩擦搅拌焊接
DE102009008328A1 (de) * 2009-02-10 2010-08-12 Technische Universität Braunschweig Carolo-Wilhelmina Verfahren und Vorrichtung zum stoffschlüssigen Fügen von Metallfolien
CN101579767B (zh) * 2009-06-08 2011-02-09 重庆理工大学 镁合金及其复合材料非真空半固态搅拌钎焊方法
JP5596306B2 (ja) * 2009-06-17 2014-09-24 日本車輌製造株式会社 摩擦攪拌接合方法及び摩擦攪拌接合体
US9541224B2 (en) * 2009-08-17 2017-01-10 Global Tubing, Llc Method of manufacturing coiled tubing using multi-pass friction stir welding
CN101670483B (zh) * 2009-10-21 2011-06-15 哈尔滨工业大学 一种焊具及利用该焊具实现填充式搅拌摩擦塞补焊的方法
CA2779075C (en) 2009-11-02 2016-05-10 Megastir Technologies Llc Out of position friction stir welding of casing and small diameter tubing or pipe
US8123104B1 (en) 2010-04-06 2012-02-28 United Launch Alliance, Llc Friction welding apparatus, system and method
US8141764B1 (en) 2010-04-06 2012-03-27 United Launch Alliance, Llc Friction stir welding apparatus, system and method
US7866532B1 (en) 2010-04-06 2011-01-11 United Launch Alliance, Llc Friction stir welding apparatus, system and method
US8066174B2 (en) * 2010-04-30 2011-11-29 Siemens Energy, Inc. Filler rotated friction stir welding
AT509066B1 (de) * 2010-08-11 2011-06-15 Stirzone Og Vorrichtung zum reibrührschweissen
US8708628B2 (en) 2010-11-23 2014-04-29 Centre De Recherche Industrielle Du Quebec Insertion component and method for inserting thereof through the surface of a workpiece
EP2643121B1 (en) 2010-11-23 2018-08-22 Centre De Recherche Industrielle Du Quebec Apparatus and method for inserting a component through the surface of a workpiece
JP5713664B2 (ja) * 2010-12-27 2015-05-07 カルソニックカンセイ株式会社 摩擦攪拌接合装置
JP5601210B2 (ja) 2011-01-14 2014-10-08 スズキ株式会社 接合方法および接合用工具
JP2012183565A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Suzuki Motor Corp 摩擦撹拌接合方法及び接合治具
WO2013002869A2 (en) 2011-04-07 2013-01-03 Schultz-Creehan Holdings, Inc. System for continuous feeding of filler material for friction stir fabrication and self-reacting friction stir welding tool
PT105628B (pt) * 2011-04-15 2013-09-24 Inst Superior Tecnico Processo de abertura de canais internos contínuos em componentes maciços sem alteração da cota de superfície processada e respectiva ferramenta modular ajustável
DE102011106505A1 (de) * 2011-06-15 2012-12-20 Eurocopter Deutschland Gmbh Schweißwerkzeug zum Verbinden von wenigstens zwei Werkstücken, Schweißverfahren sowie Werkstück
WO2013043914A1 (en) 2011-09-20 2013-03-28 David Rosal Material surface modification using friction stir welding hybrid process
WO2014024474A1 (ja) * 2012-08-06 2014-02-13 川崎重工業株式会社 複動式摩擦攪拌接合または複動式摩擦攪拌点接合に用いられる接合ツールおよびこれを用いた接合装置
US20140077668A1 (en) * 2012-09-14 2014-03-20 Apple Inc. Friction stir welding parts including one or more expendable portions
JP5988265B2 (ja) * 2012-09-24 2016-09-07 国立大学法人大阪大学 金属材の接合方法及び金属材の接合装置
DE202012011021U1 (de) * 2012-11-16 2014-02-17 Ejot Gmbh & Co. Kg Setzwerkzeugsytem
JP5863996B2 (ja) * 2012-12-19 2016-02-17 三菱重工業株式会社 接合材の製造方法、及び接合用治具
DE102013000574B4 (de) 2013-01-15 2018-03-29 Audi Ag Rührreibschweißvorrichtung sowie Verfahren zum Rührreibschweißen
CN103084731B (zh) * 2013-02-06 2015-05-27 南京航空航天大学 能去飞边的搅拌摩擦焊用一体式搅拌头
CN103223552A (zh) * 2013-04-28 2013-07-31 江苏科技大学 一种离心排水-半干式水下搅拌摩擦焊具
CN103223554B (zh) * 2013-05-06 2016-04-13 姚雪飞 搅拌摩擦焊接装置
JP6133165B2 (ja) * 2013-08-13 2017-05-24 株式会社Uacj 摩擦撹拌接合方法
WO2015022893A1 (ja) 2013-08-13 2015-02-19 株式会社Uacj 摩擦撹拌接合方法
JP6043692B2 (ja) * 2013-08-13 2016-12-14 株式会社Uacj 摩擦撹拌接合方法
JP6655868B2 (ja) * 2014-08-28 2020-03-04 三菱重工エンジニアリング株式会社 摩擦撹拌接合用のエンドタブ、及び接合材の製造方法
US10239152B2 (en) * 2016-04-26 2019-03-26 GM Global Technology Operations LLC Friction stir welding bobbin tool
CN105750725A (zh) * 2016-05-07 2016-07-13 宁波金凤焊割机械制造有限公司 可实现边焊边铣的搅拌摩擦焊的焊头
DE102016007585B3 (de) 2016-06-21 2017-11-02 Grenzebach Maschinenbau Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Verschweißen zweier Fügepartner mittels Rührreibschweißen durch die, bzw. durch das, keinerlei Kontamination der Fügepartner durch Schweiß - Rückstände erfolgt, sowie ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens
CN106112254B (zh) 2016-08-16 2018-08-10 东晓 一种3d打印设备及方法
WO2019089764A1 (en) 2017-10-31 2019-05-09 Aeroprobe Corporation Solid-state additive manufacturing system and material compositions and structures
GB201718751D0 (en) * 2017-11-13 2017-12-27 Pinweld Ltd Welding apparatus
CN108188829A (zh) * 2017-11-22 2018-06-22 安徽新荣钢构有限公司 一种机加工用的自动取水冷却装置
CN108080964B (zh) * 2018-03-05 2023-07-18 安阳市荣诚石油矿山机械有限公司 一种多功能焊接设备
CN108714738A (zh) * 2018-07-02 2018-10-30 南京航空航天大学 一种铣削角度可调的搅拌摩擦连接-铣削一体化加工工具
KR102487272B1 (ko) * 2018-08-23 2023-01-11 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 복동식 마찰 교반 접합 시스템 및 그 운전 방법
JP2020059039A (ja) * 2018-10-10 2020-04-16 日軽金アクト株式会社 回転ツール及び摩擦攪拌接合方法
US10661379B1 (en) 2018-12-21 2020-05-26 Esab Ab Friction stir welding flash removal component
EP3705221B1 (en) * 2019-03-07 2022-02-16 Infineon Technologies AG Ultrasonic joining method and arrangement with active cooling and/or heating between two succesive joining operations
JP7141359B2 (ja) * 2019-03-29 2022-09-22 本田技研工業株式会社 摩擦撹拌接合用工具
KR102267017B1 (ko) * 2019-07-08 2021-06-18 (주) 성부 접합 범위가 소재 초과시 필요로 하는 더미의 자동 공급 장치 및 이를 이용한 더미의 절단 방법
US11260468B2 (en) * 2019-07-12 2022-03-01 University Of North Texas Removable scribe friction stir welding (FSW) tool
CN111730195A (zh) * 2020-07-27 2020-10-02 爱柯迪股份有限公司 可表面处理的搅拌摩擦焊接工具及毛刺处理方法
WO2024034268A1 (ja) * 2022-08-08 2024-02-15 国立大学法人大阪大学 摩擦攪拌接合方法及び摩擦攪拌接合用ツール

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2306366A (en) 1995-10-20 1997-05-07 Welding Inst Friction stir welding

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2219907A (en) * 1938-04-11 1940-10-29 Walter F Ross Tool holder assembly
US3228267A (en) * 1962-11-13 1966-01-11 Fred C Hebert Combination centering and facing tool
US3550229A (en) * 1966-11-24 1970-12-29 Carl Zenses Rasp and method for its manufacture
JPS51110455A (en) * 1975-03-25 1976-09-30 Maruma Tractor & Equip Junkatsuzaifunyugatatoratsukurinkuno nikumoryosetsuhoho oyobi sonoreikyakuhogosochi
GB9125978D0 (en) * 1991-12-06 1992-02-05 Welding Inst Hot shear butt welding
NO942790D0 (no) * 1994-03-28 1994-07-27 Norsk Hydro As Fremgangsmåte ved friksjonssveising og anordning for samme

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2306366A (en) 1995-10-20 1997-05-07 Welding Inst Friction stir welding

Also Published As

Publication number Publication date
KR100492835B1 (ko) 2005-09-02
CN1084655C (zh) 2002-05-15
CA2204571A1 (en) 1997-11-30
DE69700975D1 (de) 2000-01-27
CA2204571C (en) 2005-08-23
US5794835A (en) 1998-08-18
KR970073842A (ko) 1997-12-10
DE69700975T2 (de) 2000-05-04
CN1167024A (zh) 1997-12-10
EP0810055B1 (en) 1999-12-22
EP0810055A1 (en) 1997-12-03
JPH1071477A (ja) 1998-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3523983B2 (ja) 摩擦スター溶接工具および方法
US8393522B2 (en) Joining method and joining tool
US5971252A (en) Friction stir welding process to repair voids in aluminum alloys
US7150389B1 (en) Method and apparatus for friction stir welding
US9352425B2 (en) Material surface modification using friction stir welding hybrid process
US6543671B2 (en) Apparatus and method for friction stir welding using filler material
JP5404389B2 (ja) 摩擦撹拌方法及び該方法による一組のワークピースの接合
US20200384569A1 (en) Joining process for neutron absorbing materials
US20060157531A1 (en) Single body friction stir welding tool for high melting temperature materials
EP1614497A1 (en) Method and apparatus for repairing or building up surfaces on a workpiece while the workpiece is mounted on a machine tool
CA2571513A1 (en) Friction stir weld repair
JP2000246465A (ja) 摩擦撹拌接合用ツール
JP2000334578A (ja) 摩擦攪拌接合用工具
JP3317192B2 (ja) 摩擦溶接方法及び車両構体
JP3990770B2 (ja) 摩擦撹拌接合用ツール及び同ツールを用いたｔ継手の形成方法
JP6526052B2 (ja) 摩擦リベットを使用する材料の摩擦ビット接合
JP3452044B2 (ja) 摩擦攪拌ツールおよびこれを用いた接合方法ならびに鋳物表面の微細空隙除去方法
JP2002126884A (ja) スポット接合装置、付加材料、付加材料供給装置およびスポット接合方法
JP2004034141A (ja) 接合継手の製造方法、接合継手、摩擦撹拌接合法、接合装置及び平削り用バイト
JP2001300744A (ja) 摩擦撹拌接合法及び摩擦撹拌接合工具
JPH10305373A (ja) シーム溶接方法および装置
JP6809436B2 (ja) 接合方法及び複合圧延材の製造方法
JP6747365B2 (ja) 接合方法
JP2000225476A (ja) 金属製ワーク同士の摩擦撹拌接合方法
JP6794945B2 (ja) 接合方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040107

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040210

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090220

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090220

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100220

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100220

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110220

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140220

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term