JP4207306B2 - 穴部の肉盛り装置 - Google Patents
穴部の肉盛り装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4207306B2 JP4207306B2 JP11017199A JP11017199A JP4207306B2 JP 4207306 B2 JP4207306 B2 JP 4207306B2 JP 11017199 A JP11017199 A JP 11017199A JP 11017199 A JP11017199 A JP 11017199A JP 4207306 B2 JP4207306 B2 JP 4207306B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- friction rod
- welding material
- base material
- press
- 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 - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K25/00—Uniting components to form integral members, e.g. turbine wheels and shafts, caulks with inserts, with or without shaping of the components
- B21K25/005—Uniting components to form integral members, e.g. turbine wheels and shafts, caulks with inserts, with or without shaping of the components by friction heat forging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J15/00—Riveting
- B21J15/02—Riveting procedures
- B21J15/027—Setting rivets by friction heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
- B21J5/063—Friction heat forging
-
- 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
- B23K20/1265—Non-butt welded joints, e.g. overlap-joints, T-joints or spot welds
-
- 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
- B23K20/1275—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 involving metallurgical change
-
- 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
- B23K20/128—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 making use of additional material
-
- 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
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/18—Sheet panels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩耗やクラック修理のため等に母材の穴部に肉盛りを行う穴部の肉盛り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械部品等の穴部の摩耗やクラック修理のために、穴部の内側に肉盛りを行う場合があるが、母材がアルミ合金等においても他の金属と同様に、ＴＩＧ溶接法（タングステン電極を用いる不活性ガスアーク溶接法）等の溶融溶接により当該穴部の肉盛りを行っていた。
【０００３】
アルミ合金等の軽金属の穴部の修理の際、ＴＩＧ溶接等の溶融溶接による肉盛りを実施すると、かなりの高温になるため、熱によって部品の変形や材料の機械強度低下が発生してしまい、肉盛り不良が生じる場合があった。
この対策として、例えば、図２の（ａ）に示すように、アルミ合金で形成された母材３に空けられた比較的小さな穴部３ａの内側を肉盛りして修理する手段として、母材３の下面側において穴部３ａの開口端を閉塞するように当て板５を当てがい、穴部３ａ内に溶接材４を入れ、穴部３ａの底に載置した状態で、摩擦棒１を回転させるとともに、図２に（ｂ）に示すように、穴部３ａ内に圧入させる手段が提案されている。
【０００４】
この手段によれば、高速回転する摩擦棒１と溶接材４との間、もしくは溶接材４と当て板５との間で瞬間的に大きな摩擦熱を発生させるので、塑性化された溶接材４は、摩擦棒１によって塑性流動し、摩擦棒１と母材３との隙間に押し出されて該隙間を埋めるとともに、溶接材４と母材３とが混合、接合し、穴部３ａの内側が肉盛りされる。
このような穴部の肉盛り手段では、母材３の融点まで温度を上昇させず、瞬時に溶接材４を塑性流動させるため、変形や強度低下が抑えられ、穴部３ａの良好な肉盛りが可能となるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の肉盛り手段では、以下のような課題が残されている。すなわち、溶接材が摩擦棒によって押し出される際に、穴部の底で径方向への流れが発生し、この部分で穴部の変形が生じるおそれがあるとともに、母材と当て板との境界に溶接材が侵入するおそれがあった。また、溶接材の流動部と母材とが擦れることによる酸化被膜除去効果が小さくなってしまい、酸化被膜の残留により接合不良等が発生するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、穴部の底での変形等を防止するとともに、酸化被膜の残留を防いで良好な接合を得ることができる穴部の肉盛り装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の構成を採用した。すなわち、請求項１記載の穴部の肉盛り装置では、貫通した穴部の一方を塞ぐ当て部材と、穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒と、摩擦棒を回転させるとともに穴部に圧入する駆動手段と、を備えた穴部の肉盛り装置であって、前記当て部材には、前記穴部とほぼ同径の有底穴が設けられている技術が採用される。
【０００８】
この穴部の肉盛り装置では、当て部材に穴部とほぼ同径の有底穴が設けられているので、摩擦棒の回転、圧入に伴って、有底穴の中で塑性流動した溶接材が径方向に流動するとともに穴の軸方向上方に流れが向けられ、この後に穴部と摩擦棒との間に流動させられる。したがって、穴部では、軸方向にのみ溶接材が流動することにより、穴部の底において変形等が低減されるとともに、酸化被膜の除去が良好に行われる。
【０００９】
請求項２記載の穴部の肉盛り装置では、請求項１記載の穴部の肉盛り装置において、前記摩擦棒は、その先端面が圧入方向に向けて凸状に形成されている技術が採用される。
【００１０】
この穴部の肉盛り装置では、摩擦棒の先端面が圧入方向に向けて凸状に形成されているので、摩擦棒の回転、圧入によって塑性化した溶接材が先端面に沿って流動することにより、径方向の流れをスムーズに軸方向へ変えることができる。
【００１１】
請求項３記載の穴部の肉盛り装置では、請求項１又は２記載の穴部の肉盛り装置において、前記有底穴は、その底面が前記摩擦棒の先端面形状に応じた凹状に形成されている技術が採用される。
【００１２】
この穴部の肉盛り装置では、有底穴の底面が摩擦棒の先端面形状に応じた凹状に形成されているので、塑性化した溶接材が摩擦棒の先端面に沿って流動するとともに、有底穴の底面に沿っても流動することにより、径方向の流れをさらにスムーズに軸方向へ変えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る穴部の肉盛り装置の一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
この図において、符号１１は摩擦棒、１２は駆動手段、１３は当て板である。
【００１４】
本実施形態の肉盛り装置は、図１に示すように、例えば、アルミ合金で形成された母材３（本実施形態では、厚さが均一な板状のもの）に空けられた比較的小さな貫通状態の穴部３ａ（例えば、ピン用の穴部）の内側を肉盛りして修理するものであって、工具鋼で形成され回転可能なプラグである摩擦棒１１と、該摩擦棒１１を所定の回転数で回転駆動するとともに軸方向に進退させる駆動手段１２と、母材３の下面側において穴部３ａの開口端を閉塞するように当てがう当て板（当て部材）１３とを備えている。
【００１５】
前記摩擦棒１１は、その先端面１１ａが先端側（圧入方向）に向けて凸状、すなわち先端に向けて暫時外径が小さくされたテーパ状に形成されている。
前記当て板１３は、穴部３ａに当てる位置に該穴部３ａとほぼ同じ内径の有底穴１３ａが形成され、該有底穴１３ａは、その底面１３ｂが摩擦棒１１の先端面１１ａの形状に応じた凹状、すなわち暫時内径が深さ方向に向けて小さくなるように形成されている。
【００１６】
本実施形態の肉盛り装置における穴部３ａの肉盛り方法を、以下に説明する。
まず、母材３の下面側において穴部３ａの開口端を閉塞するように、穴部３ａに有底穴１３ａを一致させて当て板１３を当てがう。
さらに、穴部３ａ内にその内径より小さい外径の円柱状に成形された溶接材４を入れ、穴部３ａ内（当て板１３の有底穴１３ａの底面）に載置する。
なお、前記溶接材４は、母材３と同じ材料であるアルミ合金で形成されている。
また、摩擦棒１１は、その外径が肉盛りに必要な厚さだけ穴部３ａの穴径より小さく設定され、かつ穴部３ａと軸線を一致させて配されている。
【００１７】
次に、この状態で、摩擦棒１１を駆動手段１２によって、所定の回転数で回転させるとともに、図１の（ａ）に示すように、穴部３ａ内に圧入させる。
このとき、主に高速回転する摩擦棒１１の先端面１１ａが溶接材４に接触して、摩擦棒１１と溶接材４との間、もしくは溶接材４と当て板１３の有底穴１３ａとの間で瞬間的に大きな摩擦熱を発生させる。
なお、溶接材４および母材３は、この摩擦熱によって溶接材４および母材３を形成するアルミ合金の融点より低い温度で、かつ塑性流動させるのに十分な温度まで加熱される。
【００１８】
そして、塑性化された溶接材４は、図１の（ｂ）に示すように、摩擦棒１１の回転、圧入に伴って、有底穴１３ａの中で径方向に流動するとともに穴の軸方向上方に流れが向けられ、この後に穴部３ａと摩擦棒１１との間に流動させられ、摩擦棒１１と母材３との隙間に押し出されて該隙間を埋める。この際、溶接材４と母材３とが混合、接合し、穴部３ａの内側が肉盛りされる。なお、溶接材４は、摩擦棒１１と母材３との隙間を十分に埋めることができるだけの量のものが採用される。
このように、穴部３ａでは、軸方向にのみ溶接材４が流動することにより、穴部３ａの底（開口端部分）において変形等が低減されるとともに、酸化被膜の除去が良好に行われる。
【００１９】
また、摩擦棒１１の先端面１１ａが圧入方向に向けて凸状に形成されているとともに、有底穴１３ａの底面１３ｂが摩擦棒１１の先端面１１ａの形状に応じた凹状に形成されているので、摩擦棒１１の回転、圧入によって塑性化した溶接材４が先端面１１ａおよび底面１３ｂに沿って流動することにより、径方向の流れをスムーズに軸方向へ変えることができる。
【００２０】
本発明は、次のような実施形態をも含むものである。
（１）上記実施形態では、摩擦棒１１の先端面１１ａを先端に向けて暫時外径が小さくなるテーパ状の凸形状にしたが、圧入方向に向けて凸条に形成されていれば、他の形状でも構わない。例えば、摩擦棒の先端面が半球面状に形成されていてもよい。
【００２１】
（２）母材３と同じ材料の溶接材４を用いたが、溶接材料として肉盛りに適用可能な材料であれば、他の材料で溶接材を形成しても構わない。
（３）溶接材４の形状を円柱状にしたが、これに限るものではなく、他の形状のものを採用しても構わない。例えば、十分な摩擦熱が得られるものであれば、粒状の溶接材を適用してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）請求項１記載の穴部の肉盛り装置によれば、当て部材に穴部とほぼ同径の有底穴が設けられているので、有底穴の中で穴の軸方向上方に溶接材の流れを向けることができ、母材と溶接材の流動部とをスムーズに擦れ合わせることができる。
したがって、製品の変形を減らすことができるとともに、母材とのせん断がスムーズに行われるようになり、酸化被膜も崩壊、除去しやすくなって良好な接合を行うことができる。
【００２３】
（２）請求項２記載の穴部の肉盛り装置によれば、当て部材に穴部とほぼ同径の有底穴が設けられているので、塑性化した溶接材が先端面に沿って流動することにより、径方向の流れをスムーズに軸方向へ変えることができ、母材の変形防止および酸化被膜除去効果をより向上させることができる。
【００２４】
（３）請求項３記載の穴部の肉盛り装置によれば、有底穴の底面が摩擦棒の先端面形状に応じた凹状に形成されているので、塑性化した溶接材が摩擦棒の先端面に沿って流動するとともに、有底穴の底面に沿っても流動することにより、径方向の流れをさらにスムーズに軸方向へ変えることができる。また、摩擦棒の先端面と有底穴の底面が互いに嵌合的な形状であるため、溶接材を無駄なく穴部へと押し出して流動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る穴部の肉盛り装置の一実施形態における圧入前後の状態を示す要部を破断した斜視図である。
【図２】 本発明に係る穴部の肉盛り装置の従来例における圧入前後の状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
３ 母材
３ａ 穴部
４ 溶接材
１１ 摩擦棒
１１ａ 摩擦棒の先端面
１３ 当て板（当て部材）
１３ａ 有底穴
１３ｂ 有底穴の底面
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩耗やクラック修理のため等に母材の穴部に肉盛りを行う穴部の肉盛り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械部品等の穴部の摩耗やクラック修理のために、穴部の内側に肉盛りを行う場合があるが、母材がアルミ合金等においても他の金属と同様に、ＴＩＧ溶接法（タングステン電極を用いる不活性ガスアーク溶接法）等の溶融溶接により当該穴部の肉盛りを行っていた。
【０００３】
アルミ合金等の軽金属の穴部の修理の際、ＴＩＧ溶接等の溶融溶接による肉盛りを実施すると、かなりの高温になるため、熱によって部品の変形や材料の機械強度低下が発生してしまい、肉盛り不良が生じる場合があった。
この対策として、例えば、図２の（ａ）に示すように、アルミ合金で形成された母材３に空けられた比較的小さな穴部３ａの内側を肉盛りして修理する手段として、母材３の下面側において穴部３ａの開口端を閉塞するように当て板５を当てがい、穴部３ａ内に溶接材４を入れ、穴部３ａの底に載置した状態で、摩擦棒１を回転させるとともに、図２に（ｂ）に示すように、穴部３ａ内に圧入させる手段が提案されている。
【０００４】
この手段によれば、高速回転する摩擦棒１と溶接材４との間、もしくは溶接材４と当て板５との間で瞬間的に大きな摩擦熱を発生させるので、塑性化された溶接材４は、摩擦棒１によって塑性流動し、摩擦棒１と母材３との隙間に押し出されて該隙間を埋めるとともに、溶接材４と母材３とが混合、接合し、穴部３ａの内側が肉盛りされる。
このような穴部の肉盛り手段では、母材３の融点まで温度を上昇させず、瞬時に溶接材４を塑性流動させるため、変形や強度低下が抑えられ、穴部３ａの良好な肉盛りが可能となるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の肉盛り手段では、以下のような課題が残されている。すなわち、溶接材が摩擦棒によって押し出される際に、穴部の底で径方向への流れが発生し、この部分で穴部の変形が生じるおそれがあるとともに、母材と当て板との境界に溶接材が侵入するおそれがあった。また、溶接材の流動部と母材とが擦れることによる酸化被膜除去効果が小さくなってしまい、酸化被膜の残留により接合不良等が発生するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、穴部の底での変形等を防止するとともに、酸化被膜の残留を防いで良好な接合を得ることができる穴部の肉盛り装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の構成を採用した。すなわち、請求項１記載の穴部の肉盛り装置では、貫通した穴部の一方を塞ぐ当て部材と、穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒と、摩擦棒を回転させるとともに穴部に圧入する駆動手段と、を備えた穴部の肉盛り装置であって、前記当て部材には、前記穴部とほぼ同径の有底穴が設けられている技術が採用される。
【０００８】
この穴部の肉盛り装置では、当て部材に穴部とほぼ同径の有底穴が設けられているので、摩擦棒の回転、圧入に伴って、有底穴の中で塑性流動した溶接材が径方向に流動するとともに穴の軸方向上方に流れが向けられ、この後に穴部と摩擦棒との間に流動させられる。したがって、穴部では、軸方向にのみ溶接材が流動することにより、穴部の底において変形等が低減されるとともに、酸化被膜の除去が良好に行われる。
【０００９】
請求項２記載の穴部の肉盛り装置では、請求項１記載の穴部の肉盛り装置において、前記摩擦棒は、その先端面が圧入方向に向けて凸状に形成されている技術が採用される。
【００１０】
この穴部の肉盛り装置では、摩擦棒の先端面が圧入方向に向けて凸状に形成されているので、摩擦棒の回転、圧入によって塑性化した溶接材が先端面に沿って流動することにより、径方向の流れをスムーズに軸方向へ変えることができる。
【００１１】
請求項３記載の穴部の肉盛り装置では、請求項１又は２記載の穴部の肉盛り装置において、前記有底穴は、その底面が前記摩擦棒の先端面形状に応じた凹状に形成されている技術が採用される。
【００１２】
この穴部の肉盛り装置では、有底穴の底面が摩擦棒の先端面形状に応じた凹状に形成されているので、塑性化した溶接材が摩擦棒の先端面に沿って流動するとともに、有底穴の底面に沿っても流動することにより、径方向の流れをさらにスムーズに軸方向へ変えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る穴部の肉盛り装置の一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
この図において、符号１１は摩擦棒、１２は駆動手段、１３は当て板である。
【００１４】
本実施形態の肉盛り装置は、図１に示すように、例えば、アルミ合金で形成された母材３（本実施形態では、厚さが均一な板状のもの）に空けられた比較的小さな貫通状態の穴部３ａ（例えば、ピン用の穴部）の内側を肉盛りして修理するものであって、工具鋼で形成され回転可能なプラグである摩擦棒１１と、該摩擦棒１１を所定の回転数で回転駆動するとともに軸方向に進退させる駆動手段１２と、母材３の下面側において穴部３ａの開口端を閉塞するように当てがう当て板（当て部材）１３とを備えている。
【００１５】
前記摩擦棒１１は、その先端面１１ａが先端側（圧入方向）に向けて凸状、すなわち先端に向けて暫時外径が小さくされたテーパ状に形成されている。
前記当て板１３は、穴部３ａに当てる位置に該穴部３ａとほぼ同じ内径の有底穴１３ａが形成され、該有底穴１３ａは、その底面１３ｂが摩擦棒１１の先端面１１ａの形状に応じた凹状、すなわち暫時内径が深さ方向に向けて小さくなるように形成されている。
【００１６】
本実施形態の肉盛り装置における穴部３ａの肉盛り方法を、以下に説明する。
まず、母材３の下面側において穴部３ａの開口端を閉塞するように、穴部３ａに有底穴１３ａを一致させて当て板１３を当てがう。
さらに、穴部３ａ内にその内径より小さい外径の円柱状に成形された溶接材４を入れ、穴部３ａ内（当て板１３の有底穴１３ａの底面）に載置する。
なお、前記溶接材４は、母材３と同じ材料であるアルミ合金で形成されている。
また、摩擦棒１１は、その外径が肉盛りに必要な厚さだけ穴部３ａの穴径より小さく設定され、かつ穴部３ａと軸線を一致させて配されている。
【００１７】
次に、この状態で、摩擦棒１１を駆動手段１２によって、所定の回転数で回転させるとともに、図１の（ａ）に示すように、穴部３ａ内に圧入させる。
このとき、主に高速回転する摩擦棒１１の先端面１１ａが溶接材４に接触して、摩擦棒１１と溶接材４との間、もしくは溶接材４と当て板１３の有底穴１３ａとの間で瞬間的に大きな摩擦熱を発生させる。
なお、溶接材４および母材３は、この摩擦熱によって溶接材４および母材３を形成するアルミ合金の融点より低い温度で、かつ塑性流動させるのに十分な温度まで加熱される。
【００１８】
そして、塑性化された溶接材４は、図１の（ｂ）に示すように、摩擦棒１１の回転、圧入に伴って、有底穴１３ａの中で径方向に流動するとともに穴の軸方向上方に流れが向けられ、この後に穴部３ａと摩擦棒１１との間に流動させられ、摩擦棒１１と母材３との隙間に押し出されて該隙間を埋める。この際、溶接材４と母材３とが混合、接合し、穴部３ａの内側が肉盛りされる。なお、溶接材４は、摩擦棒１１と母材３との隙間を十分に埋めることができるだけの量のものが採用される。
このように、穴部３ａでは、軸方向にのみ溶接材４が流動することにより、穴部３ａの底（開口端部分）において変形等が低減されるとともに、酸化被膜の除去が良好に行われる。
【００１９】
また、摩擦棒１１の先端面１１ａが圧入方向に向けて凸状に形成されているとともに、有底穴１３ａの底面１３ｂが摩擦棒１１の先端面１１ａの形状に応じた凹状に形成されているので、摩擦棒１１の回転、圧入によって塑性化した溶接材４が先端面１１ａおよび底面１３ｂに沿って流動することにより、径方向の流れをスムーズに軸方向へ変えることができる。
【００２０】
本発明は、次のような実施形態をも含むものである。
（１）上記実施形態では、摩擦棒１１の先端面１１ａを先端に向けて暫時外径が小さくなるテーパ状の凸形状にしたが、圧入方向に向けて凸条に形成されていれば、他の形状でも構わない。例えば、摩擦棒の先端面が半球面状に形成されていてもよい。
【００２１】
（２）母材３と同じ材料の溶接材４を用いたが、溶接材料として肉盛りに適用可能な材料であれば、他の材料で溶接材を形成しても構わない。
（３）溶接材４の形状を円柱状にしたが、これに限るものではなく、他の形状のものを採用しても構わない。例えば、十分な摩擦熱が得られるものであれば、粒状の溶接材を適用してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）請求項１記載の穴部の肉盛り装置によれば、当て部材に穴部とほぼ同径の有底穴が設けられているので、有底穴の中で穴の軸方向上方に溶接材の流れを向けることができ、母材と溶接材の流動部とをスムーズに擦れ合わせることができる。
したがって、製品の変形を減らすことができるとともに、母材とのせん断がスムーズに行われるようになり、酸化被膜も崩壊、除去しやすくなって良好な接合を行うことができる。
【００２３】
（２）請求項２記載の穴部の肉盛り装置によれば、当て部材に穴部とほぼ同径の有底穴が設けられているので、塑性化した溶接材が先端面に沿って流動することにより、径方向の流れをスムーズに軸方向へ変えることができ、母材の変形防止および酸化被膜除去効果をより向上させることができる。
【００２４】
（３）請求項３記載の穴部の肉盛り装置によれば、有底穴の底面が摩擦棒の先端面形状に応じた凹状に形成されているので、塑性化した溶接材が摩擦棒の先端面に沿って流動するとともに、有底穴の底面に沿っても流動することにより、径方向の流れをさらにスムーズに軸方向へ変えることができる。また、摩擦棒の先端面と有底穴の底面が互いに嵌合的な形状であるため、溶接材を無駄なく穴部へと押し出して流動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る穴部の肉盛り装置の一実施形態における圧入前後の状態を示す要部を破断した斜視図である。
【図２】 本発明に係る穴部の肉盛り装置の従来例における圧入前後の状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
３ 母材
３ａ 穴部
４ 溶接材
１１ 摩擦棒
１１ａ 摩擦棒の先端面
１３ 当て板（当て部材）
１３ａ 有底穴
１３ｂ 有底穴の底面
Claims (3)
- 貫通した穴部の一方を塞ぐ当て部材と、穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒と、摩擦棒を回転させるとともに穴部に圧入する駆動手段と、を備えた穴部の肉盛り装置であって、
前記当て部材には、前記穴部とほぼ同径の有底穴が設けられている、ことを特徴とする穴部の肉盛り装置。 - 前記摩擦棒は、その先端面が圧入方向に向けて凸状に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の穴部の肉盛り装置。
- 前記有底穴は、その底面が前記摩擦棒の先端面形状に応じた凹状に形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の穴部の肉盛り装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11017199A JP4207306B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 穴部の肉盛り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11017199A JP4207306B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 穴部の肉盛り装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000301359A JP2000301359A (ja) | 2000-10-31 |
| JP4207306B2 true JP4207306B2 (ja) | 2009-01-14 |
Family
ID=14528861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11017199A Expired - Fee Related JP4207306B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 穴部の肉盛り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4207306B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106141422A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-11-23 | 山东建筑大学 | 一种提高热处理强化铝合金搅拌摩擦焊接头表面抗腐蚀性的方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008264833A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Tokyo Univ Of Marine Science & Technology | 円孔内面の成膜方法及びこれに用いる成膜装置 |
| CN102267035A (zh) * | 2011-07-18 | 2011-12-07 | 山西千军铝业有限公司 | 一种汽车发动机铸造铝合金汽缸盖的焊补方法 |
| WO2013087137A1 (de) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Hochschule Für Angewandte Wissenschaften - Fachhochschule Kempten | Verfahren zum fügen zweier im wesentlichen blechartiger werkstücke mittels reibquetschschweissen unter verwendung eines zusatzwerkstoffs |
| EP2689882B1 (en) * | 2012-07-26 | 2019-04-17 | Tata Technologies Pte Ltd | An apparatus and process for joining homogeneous and heterogeneous materials with customized interface properties |
| CN106513555A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-03-22 | 哈尔滨建成集团有限公司 | 一种使用铆接专用夹具进行铆接的方法 |
| CN110449726A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-11-15 | 东北大学秦皇岛分校 | 一种一体增材塑性成型的搅拌摩擦焊装置及其成形方法 |
-
1999
- 1999-04-16 JP JP11017199A patent/JP4207306B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106141422A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-11-23 | 山东建筑大学 | 一种提高热处理强化铝合金搅拌摩擦焊接头表面抗腐蚀性的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000301359A (ja) | 2000-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5975406A (en) | Method to repair voids in aluminum alloys | |
| US5971252A (en) | Friction stir welding process to repair voids in aluminum alloys | |
| EP2257403B1 (en) | Friction plug welding methods and systems | |
| JP3262757B2 (ja) | 摩擦撹拌接合法 | |
| JP3709972B2 (ja) | アルミニウム合金の点接合方法および装置 | |
| US20040057782A1 (en) | Method of joining metallic materials | |
| US6892924B2 (en) | Precessing rivet and method for friction stir riveting | |
| CN101080301A (zh) | 用在搅拌摩擦焊中的可扩张心轴 | |
| JP4388140B2 (ja) | 摩擦溶接接合を形成する固着部材 | |
| JP2004522591A (ja) | 摩擦攪拌溶接工具 | |
| JP4207306B2 (ja) | 穴部の肉盛り装置 | |
| JP2007185683A (ja) | 亀裂補修方法 | |
| US10272519B2 (en) | Conical pins for the structural repair of defects | |
| JP3045698B2 (ja) | 金属材の接合方法 | |
| JP2000042781A (ja) | 凹状欠陥部の補修方法 | |
| JP3295376B2 (ja) | 摩擦撹拌接合法 | |
| CN104159696B (zh) | 通过摩擦挤压焊接使用填充材料连结两个基本金属片状工件的方法 | |
| WO1995032833A1 (en) | Method for friction welding a shaft to a disk and assembly formed thereby | |
| JP4253947B2 (ja) | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 | |
| JP4281148B2 (ja) | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 | |
| JP4320489B2 (ja) | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 | |
| JP2004209499A (ja) | ガスボンベ用ライナおよびその製造方法 | |
| JP4207305B2 (ja) | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 | |
| JP4543452B2 (ja) | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 | |
| JP5316355B2 (ja) | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060328 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080919 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080930 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081013 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |