JP4727691B2 - 摩擦圧接方法 - Google Patents
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Description
7N01アルミニウム合金製パイプ部材と2014アルミニウム製棒部材とを上記の方法で摩擦圧接し、得られた接合材の断面組織状態の観察と、引張試験を行った。接合部の断面写真を図4に示し、引張試験後の破断した接合材の外観写真を図5に示す。
<パイプ部材>
外径:22mm、内径:16mm、厚み:3mm
<棒部材>
外径:22mm
突出部の外径:基端;14mm、先端;10mm 突出量:10mm
<治具>
材料:S45C、収容空間内径:22.1mm
<補助工具>
材料:S45C、挿入部外径:15.8mm
<摩擦圧接条件>
装置:日東制機株式会社製 摩擦圧接機
回転数:2000rpm
第1の押圧力(摩擦荷重):13000N
第2の押圧力(アプセット荷重):26000N(第1の押圧力の2倍)
<引張試験>
JIS Z3121の2号試験片に基づいて行った。
上記実施の形態では、パイプ部材10の端面11と棒部材20の端面21とが当接すると同時に、突出部22の先端面23と補助工具40の端面43とが当接するように設計したが、これに限らず、例えばパイプ部材10と棒部材20との熱伝導率や熱容量が異なる場合は、両棒部材20の端面21と突出部22の先端面23の接触タイミングを異ならせることも好ましい。具体的には、パイプ部材10が棒部材20よりも熱伝導率や熱容量が高く軟化しやすい場合は、棒部材20の端面21がパイプ部材10の端面11に当接する前に、突出部22の先端面23を補助工具40の端面43に当接するように設計することが好ましい。逆に棒部材20がパイプ部材10よりも熱伝導率や熱容量が高く軟化しやすい場合は、突出部22の先端面23を補助工具40の端面43に当接する前に、棒部材20の端面21がパイプ部材10の端面11に当接するように設計することが好ましい。
11 パイプ部材の端面
11a パイプ部材の端部
12 空洞
20 棒部材
21 端面
21a 棒部材の端部(圧接部)
22 突出部
23 突出部の先端面
23a 突出部の先端部
30 治具
31 収容空間
40 補助工具
41 挿入部
43 挿入部の端面
100 接合部
P1 第1の押圧力
P2 第2の押圧力
Claims (2)
- 少なくとも中空パイプ状の圧接部を有する接合部材と、少なくとも中実棒状の圧接部を有する接合部材との圧接部同士を突き合わせた状態で、互いに相対回転させながら押圧し、その摩擦熱により圧接部が軟化塑性変形ないし液相化することによって圧接させる摩擦圧接方法であって、
前記パイプ状圧接部と棒状圧接部とは、該パイプ状圧接部及び棒状圧接部の外径より僅かに大きい内径で両端が開口する収納空間を有する治具の、前記収納空間内において突き合わされて相対的に回転され、
前記2つの接合部材の軟化温度ないし融点は互いに同等であり、
前記棒状圧接部の端面には、前記パイプ状圧接部の空洞内に挿通可能な突出部が一体的に突出形成されており、
前記パイプ状圧接部の空洞内に、前記2つの接合部材より軟化温度が高い材料からなる補助工具を挿入した状態で、前記パイプ部材の空洞内に前記突出部を挿入しながら前記パイプ状圧接部の端面と前記棒状圧接部の端面とを相対回転させながら突き合わせていき、
前記パイプ状圧接部の端部は、前記棒状圧接部の端面との摩擦熱によって軟化ないし液相化して径方向内方へ塑性変形ないし流動すると共に、前記突出部の先端部は、前記補助工具の端面との摩擦熱によって軟化ないし液相化して径方向外方へ塑性変形ないし流動することを特徴とする摩擦圧接方法。 - 前記パイプ状圧接部の端面と前記棒状圧接部の端面とを付き合わせたとき、前記突出部の先端面と前記補助工具の端面とが当接しており、
前記パイプ状圧接部と前記棒状圧接部とを相対回転させながら第1の押圧力よって突き合わせていき、前記パイプ状圧接部の端部と前記棒状圧接部の端部、及び前記突出部の先端部と前記補助工具の端面と両者が互いの摩擦熱によって軟化ないし液相化した後、前記パイプ状圧接部と前記棒状圧接部との間に、前記第1の押圧力よりも大きな第2の押圧力を負荷させて両者を塑性変形ないし流動させることを特徴とする、請求項1に記載の摩擦圧接方法。
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