JP4754991B2 - 摩擦攪拌接合方法 - Google Patents
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Description
しかしながらその接合部材の材料の適用範囲は、AlやCuなどの低温で塑性流動し易い材料に限定されており、鉄鋼材料等の難塑性流動材への適用は制限されている。
二次導体は通常アルミや銅からなり、二次鉄心と材質が異なるため、これらを溶接で接合することができず、従って従来爆着法、または圧着法を採用し、また二次鉄心と架台とのずれを防止するため、これらを隅肉溶接していた。
また特にリニアモータカー用のリアクションプレートを構成する二次鉄心と二次導体との接合を簡易な方法で接合部の構造的な欠陥を生じることなく達成可能な摩擦攪拌法を実現することを目的とする。
軟化温度が異なる第1及び第2の金属部材の板状部を重ね合わせ接合する方法において、
軟化温度が高い方の第2の金属部材の板状部の接合箇所に溝を設け、
前記溝がスポット状をなし、該溝の内面に雌ねじが形成され、
軟化温度が低い方の第1の金属部材の該溝に対面する部位を摩擦攪拌用ツールで塑性流動を生じさせながら、該摩擦攪拌用ツールのプローブの先端を該塑性流動箇所を通して前記溝の内部に挿入し、
該プローブの先端を前記溝に挿入しながら回転させることにより塑性流動した第1の金属部材を該溝内に押し込む押し込み力を発生させて、前記第1の金属部材からなる塑性流動材を該溝の該雌ねじに対する雄ねじを形成するように充填した後、冷却固化させ、
更に前記プローブを先細りに傾斜した円錐形状とすることにより、塑性流動した第1の金属部材を前記スポット状の溝内に押し込む押し込み力を発生させることを特徴とする。
また第1の金属部材の厚さを、必要板厚に該第1の金属部材が塑性流動して前記溝に充填されることにより伴う該第1の金属部材の凹み量に相当する分の削り代を付加して設定し、摩擦攪拌接合後、該削り代を切削するようにしてもよい。
図1(a)は、本発明をリニアモータカー用のリアクションプレートの製造に適用した第1参考例の断面立面図((b)のA−A断面)、(b)は同じく平面図、図2は、第1参考例での摩擦攪拌接合法を示す説明図、図3の(a)は、同じくリアクションプレートの製造に適用した本発明の第2参考例の断面立面図((b)のB−B断面)、(b)は同じく平面図、(c)は(a)のC部拡大図である。
(参考例1)
従来二次鉄心2とアルミ、または銅からなる二次導体3との接合は、両者が異種材料であるため、爆着法、圧着法や非特許文献1に開示されたアンカーボンド法を採用していたが、爆着法は大掛かりな設備を必要とし、大きな爆発音を発し、施工が面倒であり、また圧着法、アンカーボンド法も同様に大掛かりな設備を要し施工も面倒であったが、本参考例のように摩擦攪拌接合法を採用することにより簡易な装置で容易に接合することができるとともに、接合部の強度も向上する。
本参考例では、線状溝5を架台4の長手方向に等間隔で形成し、該線状溝5で強固な接合部を形成しているので、二次導体3の二次鉄心2に対する結合力が強固なものになる。
(参考例2)
(参考例3)
その他の作用効果は、前記第2参考例と同一である。
(参考例4)
2 二次鉄心
3、12 二次導体
3a、12a、12b 塑性流動材
4、13 架台
5、14、21 線状溝
6 摩擦攪拌用ツール
6a プローブ
6b ショルダ部
7 雄ねじ部
31 スポット状溝
22 凹凸部
32 雌ねじ部
44、45 凸部
46、47 補充材
h1 塑性流動しやすい部材41の必要板厚
h2 塑性流動しやすい部材41の削り代
g 押し込み力
r 回転方向
w 隅肉溶接部
Claims (4)
- 軟化温度が異なる第1及び第2の金属部材の板状部を重ね合わせ接合する方法において、
軟化温度が高い方の第2の金属部材の板状部の接合箇所に溝を設け、
前記溝がスポット状をなし、該溝の内面に雌ねじが形成され、
軟化温度が低い方の第1の金属部材の該溝に対面する部位を摩擦攪拌用ツールで塑性流動を生じさせながら、該摩擦攪拌用ツールのプローブの先端を該塑性流動箇所を通して前記溝の内部に挿入し、
該プローブの先端を前記溝に挿入しながら回転させることにより塑性流動した第1の金属部材を該溝内に押し込む押し込み力を発生させて、前記第1の金属部材からなる塑性流動材を該溝の該雌ねじに対する雄ねじを形成するように充填した後、冷却固化させ、
更に前記プローブを先細りに傾斜した円錐形状とすることにより、塑性流動した第1の金属部材を前記スポット状の溝内に押し込む押し込み力を発生させることを特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 前記スポット状溝の内部に第1の金属部材と同じ材質の補充材を予め充填しておくことを特徴とする請求項1記載の摩擦攪拌接合方法。
- 前記第1の金属部材の厚さを、必要板厚に該第1の金属部材が塑性流動して前記スポット状の溝に充填されることにより伴う該第1の金属部材の凹み高さに相当する分の削り代を付加して設定し、摩擦攪拌接合後、該削り代を切削することを特徴とする請求項1記載の摩擦攪拌接合方法。
- 前記第1の金属部材がリニアモータカー用リアクションプレートの二次導体であり、前記第2の金属部材が該リアクションプレートの架台又は該架台に取り付けられた二次鉄心であり、該架台又は該二次鉄心と該二次導体との重ね合わせ面にスポット状の溝を形成し、該溝内に該二次導体の塑性流動材を充填することにより接合部を形成することを特徴とする請求項1記載の摩擦攪拌接合方法。
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