JP4729921B2 - 摩擦点接合方法およびその装置 - Google Patents
摩擦点接合方法およびその装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4729921B2 JP4729921B2 JP2004373187A JP2004373187A JP4729921B2 JP 4729921 B2 JP4729921 B2 JP 4729921B2 JP 2004373187 A JP2004373187 A JP 2004373187A JP 2004373187 A JP2004373187 A JP 2004373187A JP 4729921 B2 JP4729921 B2 JP 4729921B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal member
- rotary tool
- tool
- rotating
- joining
- 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
- 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
- B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
- B23K20/227—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded with ferrous layer
- B23K20/2275—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded with ferrous layer the other layer being aluminium
-
- 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
- B23K20/123—Controlling or monitoring the welding process
-
- 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
- B23K20/128—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
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
まず、図16に示すように、接合強度試験の試験方法として、十字引っ張り試験を採用した。すなわち、第1、第2金属部材W1,W2を十字形状に重ね合せてクランプした状態で、第1金属部材W1の上側から十字の中央部の接合部Pの位置に摩擦接合を行った後、第1金属部材W1を上方向矢印M1の向きに引っ張り、第2金属部材W2を下方向矢印M2の向きに引っ張って、両金属部材W1,W2が剥離したときの引っ張り力(剥離強度)を調べた。接合の条件を図17に示し、剥離強度の測定結果を図18に示す。なお、この図18に示した剥離強度の結果は、上記十字引っ張り試験を3回行ったときの剥離強度の値の平均値を示しており、第1金属部材W1にアルミ6000系合金(厚さ1.4mm)を用い、第2金属部材W2に亜鉛メッキ鋼板(厚さ1.0mm)を用いた。
次に、異種の金属部材である第1金属部材(アルミ合金板)W1と第2金属部材(鋼板)W2とを摩擦点接合した場合における接合強度の試験を、同じく3段目の加圧時間をそれぞれ0s、0.5s、1.5sに設定して行った。
また、図30のグラフから、上板W1に6000系アルミ合金C(銅の添加なし、厚さ1.4mm)を用いた場合と、6000系アルミ合金D(銅の添加あり、厚さ1.4mm)を用いた場合とでは、第1、第2金属部材W1,W2の温度(接合部Pの温度)に大きな違いは見られなかった。
10 接合ガン(加圧力制御手段)
14 加圧用モータ(移動手段)
15 回転用モータ(回転手段)
16 回転ツール
16b ショルダ部
16c ピン部
17 受け具
P 接合部
W1 第1金属部材
W2 第2金属部材
Claims (6)
- 第1金属部材と該第1金属部材より融点の高い第2金属部材とを重ね合せたワークに第1金属部材の側から回転ツールを押し込んで該回転ツールの回転及び加圧動作により発生する摩擦熱で第1金属部材を軟化及び塑性流動させて両金属部材を摩擦点接合する方法であって、回転ツールとして、ワークと対向するショルダ部と、回転ツールの回転軸心上に位置して上記ショルダ部からワークの側に突出するピン部とを有するものを用い、該回転ツールを回転させながらワークに押し込んでいく過程において、該ツールの上記ピン部又は上記ピン部及びショルダ部が第1金属部材に当接して該第1金属部材が軟化するまでは第1の加圧力で回転ツールを押し込む第1の工程と、回転ツールの上記ピン部の先端が第1金属部材と第2金属部材との接合境界面に所定の距離に近接するまでは上記第1の加圧力より大きい第2の加圧力で回転ツールを押し込む第2の工程と、上記ピン部の先端が上記接合境界面に所定の距離まで近接したのち所定の時間が経過するまでは回転ツールの加圧力を上記第2の加圧力より小さい第3の加圧力に保持する第3の工程とを経ることを特徴とする摩擦点接合方法。
- 第1の加圧力は1.47kN以上、3.43kN以下であり、第2の加圧力は1.74kN以上、5.88kN以下であり、第3の加圧力は0.49kN以上、1.47kN以下であることを特徴とする請求項1に記載の摩擦点接合方法。
- 第1の工程では回転ツールを2500rpm以上3500rpm未満の回転速度で回転させ、第2の工程では2000rpm以上3000rpm未満であって上記第1の工程の回転速度以下の回転速度で回転させ、第3の工程では1500rpm以上3500rpm未満の回転速度で回転させることを特徴とする請求項1又は2に記載の摩擦点接合方法。
- 回転ツールとして、ピン部の周囲のショルダ部に環状の凹部を有している回転ツールを用いることを特徴とする請求項1に記載の摩擦点接合方法。
- 第1金属部材はアルミニウム合金製であり、第2金属部材は鋼製であって、両金属部材を接合境界面において固相状態で接合することを特徴とする請求項1又は2に記載の摩擦点接合方法。
- 第1金属部材と該第1金属部材より融点の高い第2金属部材とを重ね合せたワークに第1金属部材の側から回転ツールを押し込んで該回転ツールの回転及び加圧動作により発生する摩擦熱で第1金属部材を軟化及び塑性流動させて両金属部材を摩擦点接合する装置であって、回転ツールは、ワークと対向するショルダ部と、回転ツールの回転軸心上に位置して上記ショルダ部からワークの側に突出するピン部とを有するものであると共に、該回転ツールを回転させる回転手段と、該回転ツールをワークに対して進退移動させる移動手段と、上記回転手段及び移動手段で該ツールを回転させながらワークに押し込んでいく過程において、回転ツールの上記ピン部又は上記ピン部及びショルダ部が第1金属部材に当接して該第1金属部材が軟化するまでは第1の加圧力で回転ツールを押し込み、回転ツールの上記ピン部の先端が第1金属部材と第2金属部材との接合境界面に所定の距離に近接するまでは上記第1の加圧力より大きい第2の加圧力で回転ツールを押し込み、上記ピン部の先端が上記接合境界面に所定の距離まで近接したのち所定の時間が経過するまでは回転ツールの加圧力を上記第2の加圧力より小さい第3の加圧力に保持する加圧力制御手段とを備えていることを特徴とする摩擦点接合装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004373187A JP4729921B2 (ja) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | 摩擦点接合方法およびその装置 |
US11/295,615 US7523851B2 (en) | 2004-12-24 | 2005-12-07 | Frictional spot joining method and frictional spot joining apparatus |
EP05027366A EP1674188B1 (en) | 2004-12-24 | 2005-12-14 | Method for spot welding by friction stir welding |
DE602005024911T DE602005024911D1 (de) | 2004-12-24 | 2005-12-14 | Verfahren zum Punktschweissen mittels Rührreibschweissen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004373187A JP4729921B2 (ja) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | 摩擦点接合方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006175498A JP2006175498A (ja) | 2006-07-06 |
JP4729921B2 true JP4729921B2 (ja) | 2011-07-20 |
Family
ID=36127274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004373187A Expired - Fee Related JP4729921B2 (ja) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | 摩擦点接合方法およびその装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7523851B2 (ja) |
EP (1) | EP1674188B1 (ja) |
JP (1) | JP4729921B2 (ja) |
DE (1) | DE602005024911D1 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4586698B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2010-11-24 | マツダ株式会社 | 摩擦点接合装置 |
JP4851171B2 (ja) * | 2005-11-29 | 2012-01-11 | 本田技研工業株式会社 | 摩擦撹拌接合方法 |
JP5055814B2 (ja) * | 2006-04-13 | 2012-10-24 | マツダ株式会社 | 接合方法及び接合装置 |
US20080029581A1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-07 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Method of joining together dissimilar metal members |
EP1884308B1 (en) * | 2006-08-04 | 2010-04-28 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Method of friction stir welding together dissimilar metal members with a double acting rotary tool for filling of the hole created by the probe |
JP4770661B2 (ja) * | 2006-09-19 | 2011-09-14 | マツダ株式会社 | 摩擦点接合方法 |
US9095927B2 (en) * | 2011-08-19 | 2015-08-04 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Friction stir welding method |
JP6102806B2 (ja) * | 2013-03-22 | 2017-03-29 | マツダ株式会社 | 異種部材の接合方法 |
DE202014002917U1 (de) | 2014-04-07 | 2014-05-26 | Stirtec Gmbh | Punktschweißzange |
JP6098605B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2017-03-22 | マツダ株式会社 | 金属部材と樹脂部材との接合方法 |
JP6056828B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2017-01-11 | マツダ株式会社 | 金属部材と樹脂部材との接合方法およびその方法において使用される樹脂部材 |
CN105710527A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 上海航天设备制造总厂 | 一种搅拌摩擦点焊装置 |
CN105127584A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-09 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 搅拌摩擦点焊装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2409489C (en) * | 2000-05-08 | 2009-01-20 | Brigham Young University | Friction stir welding using a superabrasive tool |
KR20030005428A (ko) * | 2001-03-29 | 2003-01-17 | 마츠다 가부시키가이샤 | 마찰 교반을 이용한 접합 장치 및 접합 방법 |
US6726084B2 (en) * | 2001-06-15 | 2004-04-27 | Lockheed Martin Corporation | Friction stir heating/welding with pin tool having rough distal region |
WO2003045615A2 (en) * | 2001-11-27 | 2003-06-05 | THE UNITED STATES OF AMERICA as represented by the ADMINISTRATOR OF THE NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE | Thermal stir welding process and apparatus |
JP3546043B2 (ja) * | 2002-02-22 | 2004-07-21 | 川崎重工業株式会社 | 摩擦撹拌接合方法および装置 |
JP4772260B2 (ja) * | 2002-10-09 | 2011-09-14 | 川崎重工業株式会社 | 摩擦攪拌接合装置 |
JP3864888B2 (ja) | 2002-10-28 | 2007-01-10 | マツダ株式会社 | 摩擦撹拌を用いた接合方法 |
JP3498086B1 (ja) | 2003-05-14 | 2004-02-16 | 川崎重工業株式会社 | 摩擦撹拌接合方法および摩擦撹拌接合装置 |
US20060138197A1 (en) * | 2003-06-12 | 2006-06-29 | Kinya Aota | Friction stirring-welding method |
JP4134843B2 (ja) | 2003-08-08 | 2008-08-20 | マツダ株式会社 | 摩擦スポット接合方法および摩擦スポット接合装置 |
JP4314985B2 (ja) | 2003-12-05 | 2009-08-19 | マツダ株式会社 | 金属部材のスポット接合方法 |
JP4478940B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2010-06-09 | マツダ株式会社 | 摩擦接合装置 |
-
2004
- 2004-12-24 JP JP2004373187A patent/JP4729921B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-12-07 US US11/295,615 patent/US7523851B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-12-14 EP EP05027366A patent/EP1674188B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-12-14 DE DE602005024911T patent/DE602005024911D1/de active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE602005024911D1 (de) | 2011-01-05 |
JP2006175498A (ja) | 2006-07-06 |
US20060138198A1 (en) | 2006-06-29 |
EP1674188A2 (en) | 2006-06-28 |
US7523851B2 (en) | 2009-04-28 |
EP1674188A3 (en) | 2008-09-03 |
EP1674188B1 (en) | 2010-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4729921B2 (ja) | 摩擦点接合方法およびその装置 | |
JP4586698B2 (ja) | 摩擦点接合装置 | |
JP3726786B2 (ja) | 接合方法及び接合ツール | |
JP4134837B2 (ja) | 摩擦接合方法および摩擦接合構造 | |
US9956644B2 (en) | Method and device for improving the quality of the weld seam in friction stir welding | |
JP2004141898A (ja) | 摩擦攪拌接合方法および装置 | |
WO2020095483A1 (ja) | 液冷ジャケットの製造方法及び摩擦攪拌接合方法 | |
JP2016078081A (ja) | 摩擦攪拌接合方法 | |
JP4479416B2 (ja) | 摩擦点接合方法およびその装置 | |
KR102564724B1 (ko) | 이종 금속 용접 방법 | |
JP2008137048A (ja) | 摩擦点接合方法 | |
JP4661367B2 (ja) | 摩擦点接合方法及びその装置 | |
JP4853184B2 (ja) | 摩擦点接合装置 | |
JP4478940B2 (ja) | 摩擦接合装置 | |
JP4172343B2 (ja) | 摩擦スポット接合方法 | |
JP2006159217A (ja) | 摩擦点接合装置 | |
KR102524024B1 (ko) | 마찰 요소 용접 장치 및 방법 | |
JP2002239754A (ja) | 摩擦攪拌接合方法及びその装置 | |
JP4517760B2 (ja) | 摩擦点接合方法及びその装置 | |
JP4671523B2 (ja) | 摩擦撹拌を用いた加工管理方法及び加工管理装置 | |
CN217513050U (zh) | 摩擦搅拌接合装置 | |
JP4496942B2 (ja) | 摩擦点接合方法 | |
JP2006159275A (ja) | 摩擦接合方法およびその装置 | |
JP2006150409A (ja) | 摩擦撹拌点接合用アルミニウム又はアルミニウム合金材及び摩擦撹拌点接合方法 | |
JP2006102749A (ja) | 摩擦接合方法および摩擦接合装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071126 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20090618 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101214 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110121 |
|
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: 20110322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110404 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4729921 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |