JP4957568B2 - Joining method - Google Patents
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Description
本発明は、摩擦攪拌を利用した金属部材の接合方法に関する。 The present invention relates to a method for joining metal members using friction stirring.
金属部材同士を接合する方法として、摩擦攪拌接合(FSW=Friction Stir Welding)が知られている。摩擦攪拌接合は、回転ツールを回転させつつ金属部材同士の突合部に沿って移動させ、回転ツールと金属部材との摩擦熱により突合部の金属を塑性流動させることで、金属部材同士を固相接合させるものである。なお、回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部の下端面に攪拌ピン(プローブ)を突設してなるものが一般的である。 Friction stir welding (FSW = Friction Stir Welding) is known as a method for joining metal members. Friction stir welding is a process of rotating a rotating tool along the abutting portion between metal members, and plastically flowing the metal at the abutting portion by frictional heat between the rotating tool and the metal member, so that the metal members are solid-phased. It is what is joined. In general, the rotating tool is formed by protruding a stirring pin (probe) on the lower end surface of a cylindrical shoulder portion.
例えば、一対の金属部材の突合部に対して回転ツールを用いて摩擦攪拌を行う場合、当該摩擦攪拌によって形成された塑性化領域の内部にトンネル状の空洞欠陥(以下、トンネル欠陥ともいう)が形成される可能性がある。また、例えば、一対の金属部材の突合部に対して回転ツールを用いて摩擦攪拌を行う場合、当該突合部の両側面に一対のタブ材を用いて、当該タブ材に摩擦攪拌の開始位置及び終了位置を設定する場合がある。かかる場合には、摩擦攪拌を行うことにより、タブ材と金属部材との間に形成される酸化皮膜を金属部材内に巻き込む可能性がある。
いずれの場合も、接合された金属部材に接合欠陥が形成される可能性があり、金属部材の気密性及び水密性が低下するという問題があった。
For example, when the friction stirrer is performed using a rotary tool on the abutting part of a pair of metal members, a tunnel-like cavity defect (hereinafter also referred to as a tunnel defect) is formed inside the plasticized region formed by the friction stirrer. It may be formed. In addition, for example, when friction stirrer is performed using a rotary tool for the abutting portions of a pair of metal members, a pair of tab members are used on both side surfaces of the abutting portion, and the friction stirring start position and An end position may be set. In such a case, there is a possibility that an oxide film formed between the tab material and the metal member is wound into the metal member by performing frictional stirring.
In either case, there is a possibility that a bonding defect may be formed in the bonded metal member, and there is a problem that the air tightness and water tightness of the metal member are lowered.
そこで、特許文献1には、摩擦攪拌によって形成された塑性化領域に対して再度摩擦攪拌を行うことにより、塑性化領域の内部に形成された接合欠陥を補修する発明が開示されている。
Therefore,
ここで、摩擦攪拌を行う場合、回転ツールのショルダ部の下端を金属部材に所定の深さで押し込んで金属部材を押圧しながら回転ツールを移動させる。したがって、接合された後の金属部材の表面には、塑性化領域を底面とする溝が発生してしまう。
ここで、特許文献1に係る発明のように、当該塑性化領域の表面に回転ツールを押し込んで、再度摩擦攪拌を行うと、補修を行った部分にさらに溝が形成されるため、溝の深さが大きくなってしまうという問題があった。
Here, when performing frictional stirring, the rotating tool is moved while pushing the lower end of the shoulder portion of the rotating tool into the metal member at a predetermined depth and pressing the metal member. Therefore, the groove | channel which makes a plasticization area | region a bottom face will generate | occur | produce in the surface of the metal member after joining.
Here, as in the invention according to
このような観点から、本発明は、塑性化領域に形成される接合欠陥を確実に密閉するとともに、補修を行う際に形成される溝の発生を抑制することが可能な接合方法を提供することを課題とする。 From such a point of view, the present invention provides a joining method capable of reliably sealing a joining defect formed in a plasticized region and suppressing the formation of a groove formed when repairing. Is an issue.
このような課題を解決する本発明に係る接合方法は、金属部材同士の突合部に対して摩擦攪拌を行う本接合工程と、前記本接合工程で形成された塑性化領域に対して肉盛溶接を行う溶接工程と、前記溶接工程により形成された溶接金属及び前記塑性化領域に対して摩擦攪拌を行う補修工程と、を含んだ接合方法であって、前記本接合工程で用いる回転ツールを右回転させた場合は、前記回転ツールの進行方向左側の前記塑性化領域に対して前記溶接工程及び前記補修工程を行い、前記本接合工程で用いる回転ツールを左回転させた場合は、前記回転ツールの進行方向右側の前記塑性化領域に対して前記溶接工程及び前記補修工程を行うことを特徴とする。 The joining method according to the present invention that solves such a problem includes a main joining step in which friction stir is performed on a butt portion between metal members, and overlay welding on a plasticized region formed in the main joining step. A welding method including a welding step and a repair step in which friction stir is performed on the weld metal formed by the welding step and the plasticized region, and the rotating tool used in the main joining step is When the rotating tool is rotated, the welding process and the repairing process are performed on the plasticizing region on the left side in the traveling direction of the rotating tool, and when the rotating tool used in the main joining process is rotated counterclockwise, the rotating tool The welding step and the repairing step are performed on the plasticized region on the right side in the traveling direction.
かかる接合方法によれば、摩擦攪拌によって形成された塑性化領域の内部の接合欠陥に対して溶接金属を押し込みながら摩擦攪拌を行うため、接合欠陥を確実に密閉することができる。即ち、塑性化領域の進行方向右側又は左側に対して、回転ツールの回転方向に応じて適宜溶接及び摩擦攪拌(補修工程)を行うことで、塑性化領域の内部に形成された空洞欠陥を確実に密閉し、金属部材の気密性及び水密性を高めることができる。また、補修工程を行う前に肉盛溶接を行って、塑性化領域の表面に溶接金属を形成することで、本接合工程の際に形成された溝に金属が補充されることになるので、補修工程を行う際の溝の発生を抑制することができる。 According to this joining method, since the friction stir is performed while the weld metal is pushed into the joint defect inside the plasticized region formed by the friction stir, the joint defect can be reliably sealed. That is, by appropriately welding and friction stir (repair process) according to the rotation direction of the rotating tool on the right or left side of the plasticizing region in the traveling direction, the cavity defects formed inside the plasticizing region can be reliably obtained. It is possible to improve the air tightness and water tightness of the metal member. Also, by performing build-up welding before performing the repair process, and forming the weld metal on the surface of the plasticized region, the metal will be replenished to the groove formed during the main joining process, The generation of grooves during the repair process can be suppressed.
また、本発明は、金属部材同士の突合部に対して摩擦攪拌を行う本接合工程と、前記本接合工程で形成された塑性化領域に対して肉盛溶接を行う溶接工程と、前記溶接工程により形成された溶接金属及び前記塑性化領域に対して摩擦攪拌を行う補修工程と、を含んだ接合方法であって、前記本接合工程では、前記金属部材同士の前記突合部の側方に配置されたタブ材に摩擦攪拌の開始位置を設け、少なくとも前記タブ材に隣接する前記塑性化領域に対して、前記溶接工程及び前記補修工程を行うことを特徴とすることが好ましい。 The present invention also includes a main joining step in which friction stir is performed on the abutting portion between the metal members, a welding step in which overlay welding is performed on the plasticized region formed in the main joining step, and the welding step. And a repairing step of performing friction stir with respect to the weld metal formed by the method and the plasticizing region, and in the main joining step, disposed on the side of the butt portion between the metal members It is preferable that a friction stirring start position is provided in the tab material, and the welding step and the repairing step are performed on at least the plasticizing region adjacent to the tab material.
かかる接合方法によれば、摩擦攪拌によって塑性化領域の内部に巻き込んだ酸化皮膜に対して溶接金属を押し込みながら摩擦攪拌を行うため、接合欠陥を確実に密閉することができる。また、補修工程を行う前に肉盛溶接を行って、塑性化領域の表面に溶接金属を形成することで、本接合工程の際に形成された溝に金属が補充されることになるので、補修工程を行う際の溝の発生を抑制することができる。 According to such a joining method, since the friction stir is performed while the weld metal is pushed into the oxide film wound inside the plasticized region by the friction stir, the joining defect can be reliably sealed. Also, by performing build-up welding before performing the repair process, and forming the weld metal on the surface of the plasticized region, the metal will be replenished to the groove formed during the main joining process, The generation of grooves during the repair process can be suppressed.
また、前記本接合工程で用いる回転ツールを右回転させた場合は、前記回転ツールの進行方向左側の前記塑性化領域に対して前記溶接工程及び前記補修工程を行い、前記本接合工程で用いる回転ツールを左回転させた場合は、前記回転ツールの進行方向右側の前記塑性化領域に対して前記溶接工程及び前記補修工程を行うことが好ましい。このように、接合欠陥の発生する可能性が高い領域に応じて、補修を行うことで作業効率を高めることができる。 Further, when the rotating tool used in the main joining process is rotated to the right, the welding process and the repairing process are performed on the plasticizing region on the left side in the traveling direction of the rotating tool, and the rotation used in the main joining process is performed. When the tool is rotated counterclockwise, it is preferable to perform the welding step and the repairing step on the plasticizing region on the right side in the traveling direction of the rotary tool. Thus, work efficiency can be improved by repairing according to the area | region where possibility that a joint defect will generate | occur | produce is high.
また、本発明は、金属部材同士の突合部に対して摩擦攪拌を行う本接合工程と、前記本接合工程で形成された塑性化領域に対して肉盛溶接を行う溶接工程と、前記溶接工程により形成された溶接金属及び前記塑性化領域に対して摩擦攪拌を行う補修工程と、を含んだ接合方法であって、前記本接合工程では、前記金属部材同士の前記突合部の側方に配置されたタブ材に摩擦攪拌の終了位置を設け、少なくとも前記タブ材に隣接する前記塑性化領域に対して、前記溶接工程及び前記補修工程を行うことが好ましい。 The present invention also includes a main joining step in which friction stir is performed on the abutting portion between the metal members, a welding step in which overlay welding is performed on the plasticized region formed in the main joining step, and the welding step. And a repairing step of performing friction stir with respect to the weld metal formed by the method and the plasticizing region, and in the main joining step, disposed on the side of the butt portion between the metal members It is preferable that a friction stir end position is provided in the tab material, and the welding step and the repairing step are performed at least on the plasticized region adjacent to the tab material.
かかる接合方法によれば、摩擦攪拌によって塑性化領域の内部に巻き込んだ酸化皮膜に対して溶接金属を押し込みながら摩擦攪拌を行うため、接合欠陥を確実に密閉することができる。また、補修工程を行う前に肉盛溶接を行って、塑性化領域の表面に溶接金属を形成することで、本接合工程の際に形成された溝に金属が補充されることになるので、補修工程を行う際の溝の発生を抑制することができる。 According to such a joining method, since the friction stir is performed while the weld metal is pushed into the oxide film wound inside the plasticized region by the friction stir, the joining defect can be reliably sealed. Also, by performing build-up welding before performing the repair process, and forming the weld metal on the surface of the plasticized region, the metal will be replenished to the groove formed during the main joining process, The generation of grooves during the repair process can be suppressed.
また、前記本接合工程で用いる回転ツールを右回転させた場合は、前記回転ツールの進行方向右側の前記塑性化領域に対して前記溶接工程及び前記補修工程を行い、前記本接合工程で用いる回転ツールを左回転させた場合は、前記回転ツールの進行方向左側の前記塑性化領域に対して前記溶接工程及び前記補修工程を行うことが好ましい。このように、接合欠陥の発生する可能性が高い領域に応じて、補修を行うことで作業効率を高めることができる。 Further, when the rotating tool used in the main joining process is rotated to the right, the welding process and the repairing process are performed on the plasticizing region on the right side in the traveling direction of the rotating tool, and the rotation used in the main joining process is performed. When the tool is rotated counterclockwise, it is preferable to perform the welding step and the repairing step on the plasticized region on the left side in the traveling direction of the rotary tool. Thus, work efficiency can be improved by repairing according to the area | region where possibility that a joint defect will generate | occur | produce is high.
また、本発明は、前記本接合工程で用いる回転ツールよりも小型の回転ツールを用いて、前記補修工程を行うことが好ましい。かかる接合方法によれば、補修工程をスムーズに行うことができる。 Moreover, it is preferable that this invention performs the said repair process using a rotary tool smaller than the rotary tool used at the said main joining process. According to this joining method, the repair process can be performed smoothly.
また、本発明は、前記本接合工程を行う前に、前記金属部材同士の前記突合部に対して摩擦攪拌を行う仮接合工程を含むことが好ましい。かかる接合方法によれば、本接合工程を行う際の金属部材同士の目開きを防止することができる。 Moreover, it is preferable that this invention includes the temporary joining process of performing friction stirring with respect to the said butt | matching part of the said metal members, before performing the said main joining process. According to this joining method, it is possible to prevent the opening of the metal members when performing the main joining step.
本発明に係る接合方法によれば、塑性化領域に形成される接合欠陥を確実に密閉するとともに、補修を行う際に形成される溝の発生を抑制することができる。 According to the joining method according to the present invention, it is possible to reliably seal the joining defect formed in the plasticized region and to suppress the generation of grooves formed when repairing.
本発明を実施するための最良の形態として、摩擦攪拌を利用した金属部材同士の接合方法であって、金属部材同士の突合部に対して仮接合としての摩擦攪拌を行った後に、仮接合された状態の突合部に対して本接合としての摩擦攪拌を行う接合方法を例示する。 The best mode for carrying out the present invention is a method for joining metal members using friction stirrer, which is temporarily joined after performing friction stir as temporary joining to the abutting part between metal members. The joining method which performs the friction stir as the main joining with respect to the butt | matching part of the state which illustrated is illustrated.
[第一実施形態]
第一実施形態では、図1に示すように、平板状を呈する一対の第一金属部材1a及び第二金属部材1bを直線状に繋ぎ合せる場合を例示する。
まず、第一金属部材1a及び第二金属部材1bからなる被接合金属部材1を詳細に説明するとともに、この被接合金属部材1を接合する際に用いられる第一タブ材2と第二タブ材3を詳細に説明する。
[First embodiment]
In 1st embodiment, as shown in FIG. 1, the case where a pair of
First, the
第一金属部材1a及び第二金属部材1bは、略同等の形状からなる板状を呈する金属部材である。第一金属部材1a及び第二金属部材1bは、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金など摩擦攪拌可能な金属材料からなる。第一金属部材1a及び第二金属部材1bの形状・寸法に特に制限はないが、第一金属部材1a及び第二金属部材1bの端面を突き合わせて形成される突合部J1における厚さ寸法を同一にすることが望ましい。
The
第一タブ材2及び第二タブ材3は、被接合金属部材1の突合部J1を挟むように配置されるものであって、それぞれ、被接合金属部材1に添設され、被接合金属部材1の側面14側に現れる継ぎ目(境界線)を覆い隠す。第一タブ材2及び第二タブ材3の材質に特に制限はないが、本実施形態では、被接合金属部材1と同一組成の金属材料で形成している。また、第一タブ材2及び第二タブ材3の形状・寸法にも特に制限はないが、本実施形態では、その厚さ寸法を突合部J1における被接合金属部材1の厚さ寸法と同一にしている。
The
次に、図2を参照して、仮接合に用いる回転ツール(以下、「小型回転ツールF」という。)及び本接合に用いる回転ツール(以下、「大型回転ツールG」という。)を詳細に説明する。 Next, referring to FIG. 2, a rotary tool used for temporary joining (hereinafter referred to as “small rotating tool F”) and a rotating tool used for main joining (hereinafter referred to as “large rotating tool G”) are described in detail. explain.
図2の(a)に示す小型回転ツールFは、工具鋼など被接合金属部材1よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部F1と、このショルダ部F1の下端面F11に突設された攪拌ピン(プローブ)F2とを備えて構成されている。小型回転ツールFの寸法・形状は、被接合金属部材1の材質や厚さ等に応じて設定すればよいが、少なくとも、後記する本接合工程で用いる大型回転ツールG(図2の(b)参照)よりも小型にする。このようにすると、本接合よりも小さな負荷で仮接合を行うことが可能となるので、仮接合時に摩擦攪拌装置に掛かる負荷を低減することが可能となり、さらには、小型回転ツールFの移動速度(送り速度)を大型回転ツールGの移動速度よりも高速にすることも可能になるので、仮接合に要する作業時間やコストを低減することが可能となる。
A small rotary tool F shown in FIG. 2 (a) is made of a metal material harder than the
ショルダ部F1の下端面F11は、塑性流動化した金属を押えて周囲への飛散を防止する役割を担う部位であり、本実施形態では、凹面状に成形されている。ショルダ部F1の外径X1の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、大型回転ツールGのショルダ部G1の外径Y1よりも小さくなっている。 The lower end surface F11 of the shoulder portion F1 is a portion that plays a role of pressing the plastic fluidized metal and preventing scattering to the surroundings, and is formed in a concave shape in this embodiment. There is no particular limitation on the size of the outer diameter X 1 of the shoulder portion F1, in this embodiment, is smaller than the outer diameter Y 1 of the shoulder portion G1 of a large rotating tool G.
攪拌ピンF2は、ショルダ部F1の下端面F11の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンF2の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。攪拌ピンF2の外径の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、最大外径(上端径)X2が大型回転ツールGの攪拌ピンG2の最大外径(上端径)Y2よりも小さく、かつ、最小外径(下端径)X3が攪拌ピンG2の最小外径(下端径)Y3よりも小さい。攪拌ピンF2の長さLAは、大型回転ツールGの攪拌ピンG2の長さLBよりも小さくすることが望ましい。 The stirring pin F2 hangs down from the center of the lower end surface F11 of the shoulder portion F1, and is formed into a tapered truncated cone shape in this embodiment. In addition, a stirring blade engraved in a spiral shape is formed on the peripheral surface of the stirring pin F2. There is no particular limitation on the size of the outer diameter of the stirring pin F2, in the present embodiment, than the maximum outer diameter of the maximum outer diameter of the stirring pin G2 of (upper diameter) X 2 is large rotating tool G (upper end diameter) Y 2 It is small, and the minimum outer diameter (bottom diameter) X 3 is smaller than the minimum outer diameter (bottom diameter) Y 3 of the stirring pin G2. The length L A of the stirring pin F2 is desirably smaller than the length L B of the stirring pin G2 of the large rotary tool G.
図2の(b)に示す大型回転ツールGは、工具鋼など被接合金属部材1よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部G1と、このショルダ部G1の下端面G11に突設された攪拌ピン(プローブ)G2とを備えて構成されている。
A large rotary tool G shown in FIG. 2B is made of a metal material harder than the
ショルダ部G1の下端面G11は、小型回転ツールFと同様に、凹面状に成形されている。攪拌ピンG2は、ショルダ部G1の下端面G11の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンG2の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。 The lower end surface G11 of the shoulder portion G1 is formed in a concave shape like the small rotary tool F. The stirring pin G2 hangs down from the center of the lower end surface G11 of the shoulder portion G1, and is formed into a tapered truncated cone shape in this embodiment. In addition, a stirring blade engraved in a spiral shape is formed on the peripheral surface of the stirring pin G2.
以下、本実施形態に係る接合方法を詳細に説明する。本実施形態に係る接合方法は、(1)準備工程、(2)第一予備工程、(3)第一本接合工程、(4)第一溶接工程、(5)第一補修工程、(6)第一横断補修工程、(7)第二予備工程、(8)第二本接合工程、(9)第二溶接工程、(10)第二補修工程、(11)第二横断補修工程を含むものである。なお、第一予備工程、第一本接合工程、第一溶接工程、第一補修工程及び第一横断補修工程は、被接合金属部材1の表面A(図1の(c)参照)側から実行される工程であり、第二予備工程、第二本接合工程、第二溶接工程、第二補修工程及び第二横断補修工程は、被接合金属部材1の裏面B(図1の(c)参照)側から実行される工程である。
Hereinafter, the joining method according to the present embodiment will be described in detail. The joining method according to this embodiment includes (1) a preparation step, (2) a first preliminary step, (3) a first main joining step, (4) a first welding step, (5) a first repairing step, (6 ) First transverse repair process, (7) Second preliminary process, (8) Second main joining process, (9) Second welding process, (10) Second repair process, (11) Second transverse repair process It is a waste. The first preliminary process, the first main joining process, the first welding process, the first repair process, and the first transverse repair process are performed from the surface A (see FIG. 1C) side of the
(1)準備工程
図1を参照して準備工程を説明する。準備工程は、接合すべき被接合金属部材1や摩擦攪拌の開始位置や終了位置が設けられる当て部材(第一タブ材2及び第二タブ材3)を準備する工程であり、本実施形態では、接合すべき被接合金属部材1を突き合せる突合工程と、被接合金属部材1の突合部J1の両側に第一タブ材2と第二タブ材3を配置するタブ材配置工程とを具備している。
(1) Preparatory process A preparatory process is demonstrated with reference to FIG. A preparation process is a process of preparing the to-
突合工程では、図1の(c)に示すように、第一金属部材1aの端面11に第二金属部材1bの端面11を密着させるとともに、第一金属部材1aの表面12と第二金属部材1bの表面12を面一にし、さらに、第一金属部材1aの裏面13と第二金属部材1bの裏面13を面一にする。
In the abutting step, as shown in FIG. 1C, the
タブ材配置工程では、図1の(b)に示すように、被接合金属部材1の突合部J1の一端側に第一タブ材2を配置してその当接面21を被接合金属部材1の側面14,14に当接させるとともに、突合部J1の他端側に第二タブ材3を配置してその当接面31を被接合金属部材1の側面14,14に当接させる。このとき、図1の(d)に示すように、第一タブ材2の表面22と第二タブ材3の表面32を被接合金属部材1の表面Aと面一にするとともに、第一タブ材2の裏面23と第二タブ材3の裏面33を被接合金属部材1の裏面Bと面一にする。
In the tab material arranging step, as shown in FIG. 1 (b), the
また、本実施形態では、図1の(a)及び(b)に示すように、被接合金属部材1と第一タブ材2とにより形成された入隅部2a,2a(即ち、被接合金属部材1の側面14と第一タブ材2の側面24とにより形成された角部2a,2a)を溶接して被接合金属部材1と第一タブ材2とを接合し、被接合金属部材1と第二タブ材3とにより形成された入隅部3a,3a(即ち、被接合金属部材1の側面14と第二タブ材3の側面34とにより形成された角部3a,3a)を溶接して被接合金属部材1と第二タブ材3とを接合する。なお、入隅部2a,3aの全長に亘って連続して溶接を施してもよいし、断続して溶接を施してもよい。
Moreover, in this embodiment, as shown to (a) and (b) of FIG. 1, the
準備工程が終了したら、被接合金属部材1、第一タブ材2及び第二タブ材3を図示せぬ摩擦攪拌装置の架台に載置し、クランプ等の図示せぬ治具を用いて移動不能に拘束する。なお、溶接工程を省略する場合には、図示せぬ摩擦攪拌装置の架台上で、突合工程とタブ材配置工程を実行する。
When the preparation process is completed, the
(2)第一予備工程
第一予備工程は、第一本接合工程に先立って行われる工程であり、本実施形態では、被接合金属部材1と第一タブ材2との突合部J2を接合する第一タブ材接合工程と、被接合金属部材1の突合部J1を仮接合する仮接合工程と、被接合金属部材1と第二タブ材3との突合部J3を接合する第二タブ材接合工程と、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴を形成する下穴形成工程とを具備している。
(2) First Preliminary Step The first preliminary step is a step performed prior to the first main joining step, and in this embodiment, the joining portion J2 between the
本実施形態の第一予備工程では、図4に示すように、一の小型回転ツールFを一筆書きの移動軌跡(ビード)を形成するように移動させて、突合部J1,J2,J3に対して連続して摩擦攪拌を行う。即ち、摩擦攪拌の開始位置SPに挿入した小型回転ツールFの攪拌ピンF2(図2の(b)参照)を途中で離脱させることなく終了位置EPまで移動させ、第一タブ材接合工程、仮接合工程及び第二タブ材接合工程を連続して実行する。なお、本実施形態では、第一タブ材2に摩擦攪拌の開始位置SPを設け、第二タブ材3に終了位置EPを設けているが、開始位置SPと終了位置EPの位置を限定する趣旨ではない。
In the first preliminary process of the present embodiment, as shown in FIG. 4, one small rotating tool F is moved so as to form a one-stroke writing movement trajectory (bead), and the butt portions J1, J2, J3 are moved. Then, friction stir is performed continuously. That is, the stirring pin small rotary tool F which is inserted into the start position S P output friction stir F2 is moved to the end position E P without disengaging (in see FIG. 2 (b)) to the middle, first tab member joining process The temporary joining step and the second tab material joining step are successively performed. In the present embodiment, the start position S P output friction stir
本実施形態の第一予備工程における摩擦攪拌の手順を図3及び図4を参照してより詳細に説明する。
まず、図3の(a)に示すように、第一タブ材2の適所に設けた開始位置SPの直上に小型回転ツールFを位置させ、続いて、小型回転ツールFを右回転させつつ下降させて攪拌ピンF2を開始位置SPに押し付ける。攪拌ピンF2が第一タブ材2の表面22に接触すると、摩擦熱によって攪拌ピンF2の周囲にある金属が塑性流動化し、図3の(b)に示すように、攪拌ピンF2が第一タブ材2に挿入される。
The procedure of friction stirring in the first preliminary process of this embodiment will be described in more detail with reference to FIGS.
First, as shown in (a) of FIG. 3, it is positioned a small rotary tool F immediately above the start position S P provided in place of the
攪拌ピンF2の全体が第一タブ材2に入り込み、かつ、ショルダ部F1の下端面F11の全面が第一タブ材2の表面22に接触したら、図4に示すように、小型回転ツールFを回転させつつ第一タブ材接合工程の始点s2に向けて相対移動させる。小型回転ツールFを移動させると、その攪拌ピンF2の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンF2から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化する。
When the entire stirring pin F2 enters the
小型回転ツールFを相対移動させて第一タブ材接合工程の始点s2まで連続して摩擦攪拌を行ったら、始点s2で小型回転ツールFを離脱させずにそのまま第一タブ材接合工程に移行する。 When the small rotary tool F is relatively moved and frictional stirring is continuously performed up to the starting point s2 of the first tab material joining process, the small rotating tool F is moved to the first tab material joining process as it is without detaching the small rotating tool F at the start point s2. .
第一タブ材接合工程では、第一タブ材2と被接合金属部材1との突合部J2に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材1と第一タブ材2の継ぎ目(境界線)上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールFを相対移動させることで、突合部J2に対して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、小型回転ツールFを途中で離脱させることなく第一タブ材接合工程の始点s2から終点e2まで連続して摩擦攪拌を行う。
In the first tab material joining step, friction agitation is performed on the abutting portion J2 between the
なお、小型回転ツールFを右回転させた場合には、小型回転ツールFの進行方向の左側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、小型回転ツールFの進行方向の右側に被接合金属部材1が位置するように第一タブ材接合工程の始点s2と終点e2の位置を設定することが望ましい。このようにすると、被接合金属部材1側に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
In addition, when the small rotary tool F is rotated to the right, there is a possibility that a fine bonding defect may occur on the left side in the traveling direction of the small rotating tool F. It is desirable to set the positions of the start point s2 and the end point e2 of the first tab material joining step so that the
ちなみに、小型回転ツールFを左回転させた場合には、小型回転ツールFの進行方向の右側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、小型回転ツールFの進行方向の左側に被接合金属部材1が位置するように第一タブ材接合工程の始点と終点の位置を設定することが望ましい。具体的には、図示は省略するが、小型回転ツールFを右回転させた場合の終点e2の位置に始点を設け、小型回転ツールFを右回転させた場合の始点s2の位置に終点を設ければよい。
Incidentally, when the small rotary tool F is rotated counterclockwise, there is a possibility that a fine bonding defect may occur on the right side in the traveling direction of the small rotating tool F. It is desirable to set the positions of the start point and end point of the first tab material joining step so that the
なお、小型回転ツールFの攪拌ピンF2が突合部J2に入り込むと、被接合金属部材1と第一タブ材2を引き離そうとする力が作用するが、被接合金属部材1と第一タブ材2により形成された入隅部2aを溶接により仮接合しているので、被接合金属部材1と第一タブ材2との間に目開きが発生することがない。
In addition, when the stirring pin F2 of the small rotary tool F enters the abutting portion J2, a force for separating the bonded
小型回転ツールFが第一タブ材接合工程の終点e2に達したら、終点e2で摩擦攪拌を終了させずに仮接合工程の始点s1まで連続して摩擦攪拌を行い、そのまま仮接合工程に移行する。即ち、第一タブ材接合工程の終点e2から仮接合工程の始点s1まで小型回転ツールFを離脱させずに摩擦攪拌を継続し、さらに、始点s1で小型回転ツールFを離脱させることなく仮接合工程に移行する。このようにすると、第一タブ材接合工程の終点e2での小型回転ツールFの離脱作業が不要となり、さらに、仮接合工程の始点s1での小型回転ツールFの挿入作業が不要となることから、予備的な接合作業の効率化・迅速化を図ることが可能となる。 When the small rotary tool F reaches the end point e2 of the first tab material joining process, the friction stir is continuously performed to the start point s1 of the temporary joining process without terminating the friction stirring at the end point e2, and the process proceeds to the temporary joining process as it is. . That is, friction stirring is continued without detaching the small rotary tool F from the end point e2 of the first tab material joining process to the start point s1 of the temporary joining process, and further, temporary joining is performed without detaching the small rotary tool F at the start point s1. Move to the process. This eliminates the need to remove the small rotary tool F at the end point e2 of the first tab material joining process, and further eliminates the need to insert the small rotary tool F at the start point s1 of the temporary joining process. Therefore, it is possible to improve the efficiency and speed of the preliminary joining work.
本実施形態では、第一タブ材接合工程の終点e2から仮接合工程の始点s1に至る摩擦攪拌のルートを第一タブ材2に設定し、小型回転ツールFを第一タブ材接合工程の終点e2から仮接合工程の始点s1に移動させる際の移動軌跡を第一タブ材2に形成する。このようにすると、第一タブ材接合工程の終点e2から仮接合工程の始点s1に至る工程中において、被接合金属部材1に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
In this embodiment, the friction stir route from the end point e2 of the first tab material joining process to the start point s1 of the temporary joining process is set to the
仮接合工程では、被接合金属部材1の突合部J1に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材1の継ぎ目(境界線)上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールFを相対移動させることで、突合部J1の全長に亘って連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、小型回転ツールFを途中で離脱させることなく仮接合工程の始点s1から終点e1まで連続して摩擦攪拌を行う。このようにすると、仮接合工程中における小型回転ツールFの離脱作業が一切不要となることから、予備的な接合作業のより一層の効率化・迅速化を図ることが可能となる。
In the temporary joining step, friction agitation is performed on the abutting portion J1 of the
小型回転ツールFが仮接合工程の終点e1に達したら、終点e1で摩擦攪拌を終了させずに第二タブ材接合工程の始点s3まで連続して摩擦攪拌を行い、そのまま第二タブ材接合工程に移行する。即ち、仮接合工程の終点e1から第二タブ材接合工程の始点s3まで小型回転ツールFを離脱させずに摩擦攪拌を継続し、さらに、始点s3で小型回転ツールFを離脱させることなく第二タブ材接合工程に移行する。このようにすると、仮接合工程の終点e1での小型回転ツールFの離脱作業が不要となり、さらに、第二タブ材接合工程の始点s3での小型回転ツールFの挿入作業が不要となることから、予備的な接合作業のより一層の効率化・迅速化を図ることが可能となる。 When the small rotary tool F reaches the end point e1 of the temporary joining step, the friction stir is not completed at the end point e1 and the friction stir is continuously performed until the start point s3 of the second tab member joining step, and the second tab material joining step is performed as it is. Migrate to That is, friction stirring is continued without detaching the small rotary tool F from the end point e1 of the temporary joining process to the start point s3 of the second tab member joining process, and further, the second without detaching the small rotary tool F at the start point s3. Transition to the tab material joining process. This eliminates the need to remove the small rotary tool F at the end point e1 of the temporary joining process, and further eliminates the need to insert the small rotary tool F at the start point s3 of the second tab material joining process. Further, it is possible to further improve the efficiency and speed of the preliminary joining work.
本実施形態では、仮接合工程の終点e1から第二タブ材接合工程の始点s3に至る摩擦攪拌のルートを第二タブ材3に設定し、小型回転ツールFを仮接合工程の終点e1から第二タブ材接合工程の始点s3に移動させる際の移動軌跡を第二タブ材3に形成する。このようにすると、仮接合工程の終点e1から第二タブ材接合工程の始点s3に至る工程中において、被接合金属部材1に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
In the present embodiment, the friction stir route from the end point e1 of the temporary joining step to the start point s3 of the second tab member joining step is set to the
第二タブ材接合工程では、被接合金属部材1と第二タブ材3との突合部J3に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材1と第二タブ材3の継ぎ目(境界線)上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールFを相対移動させることで、突合部J3に対して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、小型回転ツールFを途中で離脱させることなく第二タブ材接合工程の始点s3から終点e3まで連続して摩擦攪拌を行う。
In the second tab material joining step, friction agitation is performed on the abutting portion J3 between the
なお、小型回転ツールFを右回転させているので、小型回転ツールFの進行方向の右側に被接合金属部材1が位置するように第二タブ材接合工程の始点s3と終点e3の位置を設定する。このようにすると、被接合金属部材1側に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。ちなみに、小型回転ツールFを左回転させた場合には、小型回転ツールFの進行方向の左側に被接合金属部材1が位置するように第二タブ材接合工程の始点と終点の位置を設定することが望ましい。
Since the small rotary tool F is rotated to the right, the positions of the start point s3 and the end point e3 of the second tab material joining process are set so that the
なお、小型回転ツールFの攪拌ピンF2(図2の(a)参照)が突合部J3に入り込むと、被接合金属部材1と第二タブ材3を引き離そうとする力が作用するが、被接合金属部材1と第二タブ材3の入隅部3aを溶接により仮接合しているので、被接合金属部材1と第二タブ材3との間に目開きが発生することがない。
Note that when the stirring pin F2 (see FIG. 2A) of the small rotary tool F enters the abutting portion J3, a force acts to separate the to-
小型回転ツールFが第二タブ材接合工程の終点e3に達したら、終点e3で摩擦攪拌を終了させずに、第二タブ材3に設けた終了位置EPまで連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、被接合金属部材1の表面A側に現れる被接合金属部材1の継ぎ目(境界線)の延長線上に終了位置EPを設けている。ちなみに、終了位置EPは、後記する第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM1でもある。
When small rotary tool F reaches the end point e3 of the second tab member joining process, carried out without terminating the friction stir at the end point e3, the friction stir continuously until the end position E P provided on the
小型回転ツールFが終了位置EPに達したら、小型回転ツールFを回転させつつ上昇させて攪拌ピンF2(図2の(a)参照)を終了位置EPから離脱させる。 When small rotary tool F reaches the end position E P, it is detached small rotary tool F is raised while rotating the stirring pin F2 (in see FIG. 2 (a)) from the end position E P.
下穴形成工程は、図2の(b)に示すように、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM1に下穴P1を形成する工程である。即ち、下穴形成工程は、大型回転ツールGの攪拌ピンG2の挿入予定位置に下穴P1を形成する工程である。 Prepared hole forming step, as shown in FIG. 2 (b), a step of forming a prepared hole P1 at the start position S M1 of the friction stir in the single bonding step. That is, the pilot hole forming step is a step of forming the pilot hole P1 at a position where the stirring pin G2 of the large rotary tool G is to be inserted.
下穴P1は、大型回転ツールGの攪拌ピンG2の挿入抵抗(圧入抵抗)を低減する目的で設けられるものであり、本実施形態では、小型回転ツールFの攪拌ピンF2(図2の(a)参照)を離脱させたときに形成される抜き穴H1を図示せぬドリルなどで拡径することで形成される。抜き穴H1を利用すれば、下穴P1の形成工程を簡略化することが可能となるので、作業時間を短縮することが可能となる。下穴P1の形態に特に制限はないが、本実施形態では、円筒状としている。なお、本実施形態では、第二タブ材3に下穴P1を形成しているが、下穴P1の位置に特に制限はなく、第一タブ材2に形成してもよいし、突合部J2,J3に形成してもよいが、好適には、本実施形態の如く被接合金属部材1の表面A側に現れる継ぎ目(境界線)の延長線上に形成することが望ましい。
The pilot hole P1 is provided for the purpose of reducing the insertion resistance (press-fit resistance) of the stirring pin G2 of the large rotary tool G. In this embodiment, the stirring pin F2 of the small rotary tool F ((a of FIG. ) See)) is formed by expanding the diameter of the hole H1 formed by a drill (not shown). If the punch hole H1 is used, the process of forming the pilot hole P1 can be simplified, and the working time can be shortened. Although there is no restriction | limiting in particular in the form of the pilot hole P1, In this embodiment, it is cylindrical. In addition, in this embodiment, although the pilot hole P1 is formed in the
(3)第一本接合工程
第一本接合工程は、被接合金属部材1の突合部J1を本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第一本接合工程では、図2の(b)に示す大型回転ツールGを使用し、仮接合された状態の突合部J1に対して被接合金属部材1の表面A側から摩擦攪拌を行う。
(3) 1st main joining process A 1st main joining process is a process of joining the butt | matching part J1 of the to-
第一本接合工程では、図5の(a)〜(c)に示すように、開始位置SM1に形成した下穴P1に大型回転ツールGの攪拌ピンG2を挿入(圧入)し、挿入した攪拌ピンG2を途中で離脱させることなく終了位置EM1まで移動させる。即ち、第一本接合工程では、下穴P1から摩擦攪拌を開始し、終了位置EM1まで連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、第二タブ材3に摩擦攪拌の開始位置SM1を設け、第一タブ材2に終了位置EM1を設けているが、開始位置SM1と終了位置EM1の位置を限定する趣旨ではない。
In the first one bonding step, as shown in (a) ~ (c) of FIG. 5, the stirring pin G2 of the large rotating tool G inserted (press-fitted) into the prepared hole P1 formed in the start position S M1, inserted The stirring pin G2 is moved to the end position E M1 without being removed halfway. That is, in the first main joining process, the friction stirring is started from the pilot hole P1, and the friction stirring is continuously performed up to the end position EM1 . In this embodiment, the friction stir start position S M1 is provided on the
図5の(a)〜(c)を参照して第一本接合工程をより詳細に説明する。
まず、図5の(a)に示すように、下穴P1(開始位置SM1)の直上に大型回転ツールGを位置させ、続いて、大型回転ツールGを右回転させつつ下降させて攪拌ピンG2の先端を下穴P1に挿入する。攪拌ピンG2を下穴P1に入り込ませると、攪拌ピンG2の周面(側面)が下穴P1の穴壁に当接し、穴壁から金属が塑性流動化する。このような状態になると、塑性流動化した金属を攪拌ピンG2の周面で押し退けながら、攪拌ピンG2が圧入されることになるので、圧入初期段階における圧入抵抗を低減することが可能となり、また、大型回転ツールGのショルダ部G1が第二タブ材3の表面32に当接する前に攪拌ピンG2が下穴P1の穴壁に当接して摩擦熱が発生するので、塑性流動化するまでの時間を短縮することが可能となる。つまり、摩擦攪拌装置の負荷を低減することが可能となり、加えて、本接合に要する作業時間を短縮することが可能となる。
The first main joining process will be described in more detail with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 5 (a), the large rotary tool G is positioned immediately above the pilot hole P1 (start position S M1 ), and then the large rotary tool G is moved downward while being rotated to the right. Insert the tip of G2 into the pilot hole P1. When the stirring pin G2 enters the pilot hole P1, the peripheral surface (side surface) of the stirring pin G2 comes into contact with the hole wall of the pilot hole P1, and the metal fluidizes plastically from the hole wall. In such a state, the agitation pin G2 is press-fitted while pushing the plastic fluidized metal away from the peripheral surface of the agitation pin G2, so that it is possible to reduce the press-fitting resistance in the initial press-fitting stage. Since the stirring pin G2 contacts the hole wall of the pilot hole P1 before the shoulder part G1 of the large rotary tool G contacts the
攪拌ピンG2の全体が第二タブ材3に入り込み、かつ、ショルダ部G1の下端面G11の全面が第二タブ材3の表面32に接触したら、図5の(b)に示すように、摩擦攪拌を行いながら被接合金属部材1の突合部J1の一端に向けて大型回転ツールGを相対移動させ、さらに、突合部J3を横切らせて突合部J1に突入させる。大型回転ツールGを移動させると、その攪拌ピンG2の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンG2から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化して塑性化領域W1(以下、「表側塑性化領域W1」という。)が形成される。
When the entire stirring pin G2 enters the
被接合金属部材1への入熱量が過大になる虞がある場合には、大型回転ツールGの周囲に水を供給するなどして冷却することが望ましい。なお、第一金属部材1aと第二金属部材1bとの間に冷却水が入り込むと、接合面(端面11,11)に酸化皮膜を発生させる虞があるが、本実施形態においては、仮接合工程を実行して被接合金属部材1間の目地を閉塞しているので、被接合金属部材1間に冷却水が入り込み難く、したがって、接合部の品質を劣化させる虞がない。
When there is a possibility that the amount of heat input to the
被接合金属部材1の突合部J1では、被接合金属部材1の継ぎ目上(仮接合工程における移動軌跡上)に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って大型回転ツールGを相対移動させることで、突合部J1の一端から他端まで連続して摩擦攪拌を行う。突合部J1の他端まで大型回転ツールGを相対移動させたら、摩擦攪拌を行いながら突合部J2を横切らせ、そのまま終了位置EM1に向けて相対移動させる。
At the abutting portion J1 of the
なお、本実施形態では、被接合金属部材1の表面A側に現れる被接合金属部材1の継ぎ目(境界線)の延長線上に摩擦攪拌の開始位置SM1を設定しているので、第一本接合工程における摩擦攪拌のルートが一直線にすることができる。摩擦攪拌のルートを一直線にすると、大型回転ツールGの移動距離を最小限に抑えることができるので、第一本接合工程を効率よく行うことが可能となり、さらには、大型回転ツールGの磨耗量を低減することが可能となる。
In the present embodiment, the friction stirring start position S M1 is set on the extension line of the joint (boundary line) of the
大型回転ツールGが終了位置EM1に達したら、図5の(c)に示すように、大型回転ツールGを回転させつつ上昇させて攪拌ピンG2を終了位置EM1(図5の(b)参照)から離脱させる。なお、終了位置EM1において攪拌ピンG2を上方に離脱させると、攪拌ピンG2と略同形の抜き穴Q1が不可避的に形成されることになるが、本実施形態では、そのまま残置する。
When the large rotary tool G reaches the end position E M1 , as shown in FIG. 5C, the large rotary tool G is raised while rotating to move the stirring pin G <
ここで、第一本接合工程においては、大型回転ツールGのショルダ部G1を被接合金属部材1に押し込んで摩擦攪拌を行うため、被接合金属部材1の表面Aには、溝50が形成される。
Here, in the first main joining step, the shoulder portion G1 of the large rotary tool G is pushed into the
(4)第一溶接工程
第一溶接工程は、第一本接合工程により被接合金属部材1の表面Aに形成された表側塑性化領域W1に対して溶接を行う工程である。本実施形態に係る第一溶接工程では、図6の(a)及び(b)に示すように、表側塑性化領域W1のうち、少なくとも、第一補修領域R1、第二補修領域R2及び第三補修領域R3に対して溶接を行う。
(4) 1st welding process A 1st welding process is a process of welding with respect to the front side plasticization area | region W1 formed in the surface A of the to-
第一補修領域R1は、表側塑性化領域W1のうちトンネル欠陥が形成される慮りのある領域をいう。即ち、大型回転ツールGを右回転させた場合にはその進行方向の左側にトンネル欠陥が発生する虞があり、左回転させた場合には進行方向の右側にトンネル欠陥が発生する虞があるので、大型回転ツールGを右回転させた本実施形態においては、平面視して進行方向の左側に位置する表側塑性化領域W1の上部を少なくとも含むように第一補修領域R1を設定するとよい。 The first repair region R1 refers to a region in which tunnel defects are formed in the front side plasticized region W1. That is, when the large rotating tool G is rotated to the right, there is a risk that a tunnel defect will occur on the left side of the traveling direction, and when it is rotated to the left, a tunnel defect may be generated on the right side of the traveling direction. In this embodiment in which the large rotary tool G is rotated to the right, the first repair region R1 may be set so as to include at least the upper portion of the front side plasticizing region W1 located on the left side in the traveling direction in plan view.
第二補修領域R2は、表側塑性化領域W1のうち大型回転ツールGが突合部J2を横切る際に酸化皮膜(被接合金属部材1の側面14と第一タブ材2の当接面21に形成されていた酸化皮膜)が巻き込まれる慮りのある領域をいう。即ち、本実施形態の如く本接合工程における摩擦攪拌の終了位置EM1を第一タブ材2に設けた場合、大型回転ツールGを右回転させた場合にはその進行方向の右側にある表側塑性化領域W1の上部に酸化皮膜が巻き込まれている可能性が高く、左回転させた場合には進行方向の左側にある表側塑性化領域W1の上部に酸化皮膜が巻き込まれている可能性が高いので、大型回転ツールGを右回転させた本実施形態においては、第一タブ材2に隣接する表側塑性化領域W1のうち、平面視して進行方向の右側に位置する表側塑性化領域W1の上部を少なくとも含むように第二補修領域R2を設定するとよい。なお、被接合金属部材1と第一タブ材2の継ぎ目から第二補修領域R2の被接合金属部材1側の縁辺までの距離d4は、大型回転ツールGの攪拌ピンG2の最大外径Y2よりも大きくすることが望ましい。
The second repair region R2 is formed on the oxide film (the
第三補修領域R3は、表側塑性化領域W1のうち大型回転ツールGが突合部J3を横切る際に酸化皮膜(被接合金属部材1の側面14と第二タブ材3の当接面31に形成されていた酸化皮膜)が巻き込まれる慮りのある領域をいう。即ち、本実施形態の如く本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM1を第二タブ材3に設けた場合、大型回転ツールGを右回転させた場合にはその進行方向の左側にある表側塑性化領域W1の上部に酸化皮膜が巻き込まれている可能性が高く、左回転させた場合には進行方向の右側にある表側塑性化領域W1の上部に酸化皮膜が巻き込まれている可能性が高いので、大型回転ツールGを右回転させた本実施形態においては、第二タブ材3に隣接する表側塑性化領域W1のうち、平面視して進行方向の左側に位置する表側塑性化領域W1の上部を少なくとも含むように第三補修領域R3を設定するとよい。なお、被接合金属部材1と第二タブ材3の継ぎ目から第三補修領域R3の被接合金属部材1側の縁辺までの距離d5は、大型回転ツールGの攪拌ピンG2の最大外径Y2よりも大きくすることが望ましい。
The third repair region R3 is formed on the oxide film (the
第一溶接工程では、第一補修領域R1、第二補修領域R2及び第三補修領域R3を設定したら、図6の(b)に示すように、これらの補修領域に対してTIG溶接又はMIG溶接などの肉盛溶接を行う。即ち、図6の(c)に示すように、被接合金属部材1の表面Aには、表側塑性化領域W1の表面を底面とし、ショルダ部G1の外径Y1と略同等の幅からなる溝50が形成されている。そのため、溝50の底面(表側塑性化領域W1の表面)に対して肉盛溶接を行う。第一溶接工程で用いる溶加材は、被接合金属部材1と同等の組成であることが好ましい。
なお、図7に示すように、第一補修領域R1、第二補修領域R2及び第三補修領域R3にそれぞれ形成された溶接金属を溶接金属T1、溶接金属T2及び溶接金属T3とする。
In the first welding process, when the first repair region R1, the second repair region R2, and the third repair region R3 are set, as shown in FIG. 6B, these repair regions are subjected to TIG welding or MIG welding. Overlay welding is performed. That is, as shown in (c) of FIG. 6, the surface A to be joined
In addition, as shown in FIG. 7, let the weld metal formed in 1st repair area | region R1, 2nd repair area | region R2, and 3rd repair area | region R3 be the weld metal T1, the weld metal T2, and the weld metal T3, respectively.
(5)第一補修工程
第一補修工程は、第一本接合工程により被接合金属部材1に形成された表側塑性化領域W1及び溶接金属T1〜T3に対して摩擦攪拌を行う工程であり、表側塑性化領域W1に含まれている可能性がある接合欠陥を補修する目的で行われるものである。
(5) First repairing step The first repairing step is a step of performing frictional stirring on the front side plasticized region W1 and the weld metals T1 to T3 formed on the bonded
本実施形態に係る第一補修工程では、図7及び図8に示すように、表側塑性化領域W1のうち、少なくとも、第一補修領域R1、第二補修領域R2及び第三補修領域R3に対して摩擦攪拌を行う。第一補修領域R1に対する摩擦攪拌は、大型回転ツールGの進行方向に沿って形成される虞のあるトンネル欠陥を分断することを目的として行われるものである。また、第二補修領域R2及び第三補修領域R3に対する摩擦攪拌は、大型回転ツールGが突合部J2又はJ3を横切る際に表側塑性化領域W1に巻き込まれた酸化皮膜を分断することを目的として行われるものである。 In the first repair process according to the present embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, at least the first repair region R1, the second repair region R2, and the third repair region R3 in the front side plasticized region W1. And friction stir. Friction stirring with respect to the first repair region R1 is performed for the purpose of dividing a tunnel defect that may be formed along the traveling direction of the large rotary tool G. Moreover, the friction stir with respect to 2nd repair area | region R2 and 3rd repair area | region R3 aims at parting the oxide film caught in the front side plasticization area | region W1 when the large sized rotary tool G crosses the butt | matching part J2 or J3. Is to be done.
本実施形態に係る第一補修工程では、大型回転ツールGよりも小型の補修用回転ツールE(図7参照)を用いて摩擦攪拌を行う。このようにすると、塑性化領域が必要以上に広がることを防止することが可能となる。 In the first repairing process according to the present embodiment, friction stirring is performed using a repairing rotating tool E (see FIG. 7) that is smaller than the large rotating tool G. If it does in this way, it will become possible to prevent that a plasticization area | region spreads more than necessary.
補修用回転ツールEは、工具鋼など被接合金属部材1よりも硬質の金属材料からなり、図7に示すように、円柱状を呈するショルダ部E1と、このショルダ部E1の下端面に突設された攪拌ピン(プローブ)E2とを備えて構成されている。
The repair rotary tool E is made of a metal material harder than the
ショルダ部E1の外径は、本実施形態では、大型回転ツールGのショルダ部G1の二分の一程度に設定している。攪拌ピンE2は、ショルダ部E1の下端面から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンE2の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。大型回転ツールGによる接合欠陥は、攪拌ピンG2の上端から1/3までの範囲に形成されることが多いので、補修用回転ツールEの攪拌ピンE2の長さは、大型回転ツールGの攪拌ピンG2の長さLB(図2の(b)参照)の1/3以上とすることが望ましいが、1/2よりも大きくなると、塑性化領域が必要以上に広がる虞があるので、1/2以下とすることが望ましい。なお、攪拌ピンE2の最大外径(上端径)及び最小外径(下端径)の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、それぞれ、大型回転ツールGの攪拌ピンG2の最大外径(上端径)Y2及び最小外径(下端径)Y3よりも小さくなっている。 In this embodiment, the outer diameter of the shoulder portion E1 is set to about one half of the shoulder portion G1 of the large rotary tool G. The stirring pin E2 hangs down from the lower end surface of the shoulder portion E1, and is formed in a tapered truncated cone shape in the present embodiment. In addition, a stirring blade engraved in a spiral shape is formed on the peripheral surface of the stirring pin E2. Since the joining defect due to the large rotating tool G is often formed in the range from the upper end of the stirring pin G2 to 1/3, the length of the stirring pin E2 of the repair rotating tool E is equal to that of the large rotating tool G. Although it is desirable to set it to 1/3 or more of the length L B of the pin G2 (see FIG. 2B), if it exceeds 1/2, the plasticized region may spread more than necessary. / 2 or less is desirable. In addition, although there is no restriction | limiting in particular in the magnitude | size of the maximum outer diameter (upper end diameter) and minimum outer diameter (lower end diameter) of the stirring pin E2, in this embodiment, the maximum outer diameter of the stirring pin G2 of the large sized rotary tool G, respectively. It is smaller than (upper end diameter) Y 2 and minimum outer diameter (bottom diameter) Y 3.
第一補修工程では、一の補修領域に対する摩擦攪拌が終了する度に補修用回転ツールEを離脱させてもよいし、補修領域ごとに形態の異なる補修用回転ツールEを使用してもよいが、本実施形態では、図8に示すように、一の補修用回転ツールEを一筆書きの移動軌跡(ビード)を形成するように移動させて、第一補修領域R1、第二補修領域R2及び第三補修領域R3に対して連続して摩擦攪拌を行う。
即ち、本実施形態に係る第一補修工程では、摩擦攪拌の開始位置SRに挿入した補修用回転ツールEの攪拌ピンE2を途中で離脱させることなく終了位置ERまで移動させる。なお、本実施形態では、第一タブ材2に摩擦攪拌の開始位置SRを設けるとともに、第二タブ材3に終了位置ERを設け、第二補修領域R2、第一補修領域R1、第三補修領域R3の順序で摩擦攪拌を行う場合を例示するが、開始位置SRと終了位置ERの位置や摩擦攪拌の順序を限定する趣旨ではない。
In the first repair process, the repair rotary tool E may be detached every time friction stirring for one repair area is completed, or a repair rotary tool E having a different form may be used for each repair area. In this embodiment, as shown in FIG. 8, one repair rotary tool E is moved so as to form a one-stroke writing movement trajectory (bead), and the first
That is, a first repairing step according to the present embodiment, is moved to the end position E R without disengaging the stirring pin E2 of repairing rotating tool E inserted into the starting position S R of the friction stir halfway. In the present embodiment, provided with a starting position S R of the friction stir in the
第一補修工程における摩擦攪拌の手順を、図8を参照してより詳細に説明する。
まず、第一タブ材2の適所に設けた開始位置SRに補修用回転ツールEの攪拌ピンE2を挿入(圧入)する。補修用回転ツールEの下端面E11(図7参照)を溶接金属T2に押し込むとともに、撹拌ピンE2が表面塑性化領域W1に達するように押込み量を設定する。この際、補修用回転ツールEの下端面E11を溶接金属T2中にもぐり込ませて、補修用回転ツールEの下端面E11と、表側塑性化領域W1の表面が接する程度に押し込むのが好ましい。これにより、摩擦攪拌を行う際の押し込み圧(押圧力)を確保するとともに、第一補修工程によって形成された塑性化領域と、表側塑性化領域W1の表面を面一に形成することができる。そして、補修用回転ツールEを相対移動させて第二補修領域R2に対して摩擦攪拌を行う。
The friction stir procedure in the first repair process will be described in more detail with reference to FIG.
First, inserting the stirring pin E2 of repairing rotating tool E to the starting position S R provided in place of the first tab member 2 (pressed). The lower end surface E11 (see FIG. 7) of the repair rotary tool E is pushed into the weld metal T2, and the pushing amount is set so that the stirring pin E2 reaches the surface plasticizing region W1. At this time, it is preferable to push the lower end surface E11 of the repair rotary tool E into the weld metal T2 so that the lower end surface E11 of the repair rotary tool E comes into contact with the surface of the front plasticizing region W1. Accordingly, it is possible to ensure the indentation pressure (pressing force) when performing frictional stirring, and to form the surface of the plasticized region formed by the first repair process and the surface of the front side plasticized region W1 flush with each other. Then, the rotating tool E for repair is relatively moved to perform friction stirring on the second repair region R2.
第二補修領域R2に対して溶接金属T2を押し込みながら摩擦攪拌を行うと、被接合金属部材1の側面14と第一タブ材2の当接面21にある酸化皮膜が表側塑性化領域W1に巻き込まれた場合であっても、当該酸化皮膜を確実に分断することが可能となるので、第一タブ材2に隣接する表側塑性化領域W1においても接合欠陥が発生し難くなる。なお、補修用回転ツールEで摩擦攪拌できる領域に比して第二補修領域R2が大きい場合には、摩擦攪拌のルートをずらしつつ補修用回転ツールEを何度かUターンさせればよい。
When friction stir is performed while the weld metal T2 is being pushed into the second repair region R2, the oxide film on the
第二補修領域R2に対する摩擦攪拌が終了したら、補修用回転ツールEを離脱させずにそのまま第一補修領域R1に移動させ、前記した第一本接合工程における摩擦攪拌のルートに沿って連続して摩擦攪拌を行う。第一補修領域R1に対して溶接金属T1を押し込みながら摩擦攪拌を行うと、本接合工程における摩擦攪拌のルートに沿ってトンネル欠陥が連続して形成された場合であっても、これを確実に分断することが可能となるので、接合欠陥が発生し難くなる。 When the friction agitation for the second repair region R2 is completed, the repair rotary tool E is moved to the first repair region R1 as it is without being detached, and continuously along the friction agitation route in the first main joining step. Friction stirring is performed. When the friction stir is performed while the weld metal T1 is being pushed into the first repair region R1, even if tunnel defects are continuously formed along the route of the friction stir in the main joining process, this is ensured. Since it becomes possible to divide, it becomes difficult to produce a joint defect.
第一補修領域R1に対する摩擦攪拌が終了したら、補修用回転ツールEを離脱させずにそのまま第三補修領域R3に移動させ、第三補修領域R3に対して摩擦攪拌を行う。第三補修領域R3に対して溶接金属T3を押し込みながら摩擦攪拌を行うと、被接合金属部材1の側面14と第二タブ材3の当接面31にある酸化皮膜が表側塑性化領域W1に巻き込まれた場合であっても、当該酸化皮膜を確実に分断することが可能となるので、第二タブ材3に隣接する表側塑性化領域W1においても接合欠陥が発生し難くなる。なお、補修用回転ツールEで摩擦攪拌できる領域に比して第三補修領域R3が大きい場合には、摩擦攪拌のルートをずらしつつ補修用回転ツールEを何度かUターンさせればよい。
When the friction agitation with respect to the first repair region R1 is completed, the repair rotary tool E is moved to the third repair region R3 without being detached, and the friction agitation is performed with respect to the third repair region R3. When the friction stir is performed while pushing the weld metal T3 against the third repair region R3, the oxide film on the
第三補修領域R3に対する摩擦攪拌が終了したら、補修用回転ツールEを終了位置ERに移動させ、補修用回転ツールEを回転させつつ上昇させて攪拌ピンE2(図7参照)を終了位置ERから離脱させる。 When the friction stir for the third repairing region R3 is finished, move the repairing rotating tool E to the end position E R, is raised while rotating the repairing rotating tool E and stirring pin E2 (see FIG. 7) to the end position E Remove from R.
(6)第一横断補修工程
第一横断補修工程も、第一本接合工程により被接合金属部材1に形成された表側塑性化領域W1に対して摩擦攪拌を行う工程であり、突合部J1の接合強度を高めるために行うものである。
(6) First transverse repair process The first transverse repair process is also a process of performing frictional stirring on the front side plasticized region W1 formed in the
本実施形態に係る第一横断補修工程では、図9に示すように、表側塑性化領域W1を複数回横断するように補修用回転ツールEを移動させることで、表側塑性化領域W1に対して摩擦攪拌を行う。即ち、第一横断補修工程では、表側塑性化領域W1を複数回横断するように摩擦攪拌のルートを設定する。このようにすると、表側塑性化領域W1に沿ってトンネル欠陥が形成されていたとしても、当該トンネル欠陥を充分な確実性をもって分断することが可能となる。 In the first transverse repair process according to the present embodiment, as shown in FIG. 9, the repair rotary tool E is moved so as to cross the front plasticization region W1 a plurality of times, so that the front plasticization region W1 is moved. Friction stirring is performed. That is, in the first transverse repair process, a friction stir route is set so as to traverse the front side plasticized region W1 a plurality of times. In this way, even if a tunnel defect is formed along the front-side plasticized region W1, the tunnel defect can be divided with sufficient certainty.
第一横断補修工程における摩擦攪拌のルートは、表側塑性化領域W1に形成される複数の塑性化領域(以下、「再塑性化領域」という。)W3,W3,…が第一本接合工程における摩擦攪拌のルート(即ち、表側塑性化領域W1の中央線)上において互いに離間するように設定する。 The friction stir route in the first transverse repair process is that a plurality of plasticization regions (hereinafter referred to as “replasticization regions”) W3, W3,... Formed in the front side plasticization region W1 are in the first main joining step. It sets so that it may mutually space apart on the route (namely, center line of the front side plasticization area | region W1) of friction stirring.
第一横断補修工程における摩擦攪拌のルートには、表側塑性化領域W1を横切る複数の交差ルートF12と、隣り合う交差ルートF12,F12の同側の端部同士を繋ぐ移行ルートF13とが設けられている。即ち、第一横断補修工程における摩擦攪拌のルートは、表側塑性化領域W1の側方から始まって表側塑性化領域W1を挟んで反対側に向かうように設定される第一の交差ルートF12と、この交差ルートF12の終点e10から始まって第一本接合工程における摩擦攪拌のルート(被接合金属部材1の継ぎ目)に沿うように設定される移行ルートF13と、この移行ルートF13の終点s10から始まって表側塑性化領域W1を挟んで反対側に向かうように設定される第二の交差ルートF12と、を少なくとも備えている。
The friction stir route in the first transverse repair process is provided with a plurality of intersecting routes F12 crossing the front side plasticizing region W1 and a transition route F13 connecting the ends on the same side of the adjacent intersecting routes F12 and F12. ing. That is, the friction stir route in the first transverse repair process starts from the side of the front side plasticization region W1 and is set to go to the opposite side across the front side plasticization region W1, Starting from the end point e10 of this intersection route F12, starting from the transition route F13 set along the friction stir route (joint of the
交差ルートF12は、表側塑性化領域W1を横切るように設定された摩擦攪拌のルートであり、本実施形態では、第一本接合工程における摩擦攪拌のルートと直交している。交差ルートF12の始点s10と終点e10は、表側塑性化領域W1の側方に位置しており、表側塑性化領域W1を挟んで対向している。 The intersection route F12 is a friction stir route set so as to cross the front side plasticization region W1, and is orthogonal to the friction stir route in the first main joining step in the present embodiment. The start point s10 and the end point e10 of the intersection route F12 are located on the side of the front side plasticization region W1, and face each other across the front side plasticization region W1.
交差ルートF12の始点s10と終点e10の位置は、補修用回転ツールEの全体が表側塑性化領域W1から抜け出るような位置に設定することが望ましいが、表側塑性化領域W1から必要以上に離れた位置に設定すると、補修用回転ツールEの移動距離が増大してしまうので、本実施形態では、始点s10から表側塑性化領域W1の側縁までの距離及び表側塑性化領域W1の側縁から終点e10までの距離が、補修用回転ツールEのショルダ部E1の外径X4(図10参照)の半分と等しくなるような位置に設定している。つまり、交差ルートF12の長さ(始点s10から終点e10までの距離)は、表側塑性化領域W1の幅寸法d6に、ショルダ部E1の外径X4を加えた値と等しくなる。ちなみに、補修用回転ツールEにより形成される塑性化領域の幅寸法d9は、ショルダ部D2の外径X4と略等しくなるので、交差ルートF12の長さは、表側塑性化領域W1の幅寸法d6に、補修用回転ツールEにより形成される塑性化領域の幅寸法d9を加えた値と略等しくなる。 The positions of the start point s10 and the end point e10 of the intersection route F12 are preferably set so that the entire repair rotary tool E exits from the front side plasticization region W1, but is more than necessary from the front side plasticization region W1. When the position is set, the moving distance of the repair rotary tool E is increased. Therefore, in the present embodiment, the distance from the start point s10 to the side edge of the front plasticizing region W1 and the end point from the side edge of the front plasticizing region W1. distance to e10 is the outer diameter X 4 of the shoulder portion E1 of repairing rotating tool E is set to half the equal such a position (see FIG. 10). That is, (the distance from the start point s10 to end point e10) the length of the cross route F12 is the width d 6 of the front plasticized region W1, equal to the value obtained by adding the outside diameter X 4 of the shoulder portion E1. Incidentally, plasticized region width d of 9 formed by repairing rotating tool E, since substantially equal to the outer diameter X 4 of the shoulder portion D2, the length of the cross route F12, the width of the front plasticized region W1 This is approximately equal to the value obtained by adding the width d 9 of the plasticized region formed by the repair rotary tool E to the dimension d 6 .
隣り合う交差ルートF12,F12の離隔距離d7は、第一本接合工程における摩擦攪拌のルート(即ち、表側塑性化領域W1の中央線)上において再塑性化領域W3,W3,…が互いに離間するような大きさに設定する。なお、隣り合う再塑性化領域W3,W3の離間距離d8は、再塑性化領域W3の幅寸法d9以上、より好適には幅寸法d9の2倍以上確保することが望ましい。 Distance d 7 between the adjacent cross route F12, F12 is the root of the friction stir in the single bonding step (i.e., the center line of the front plasticized region W1) re plasticized region W3, W3, ... are spaced apart from each other on the Set to the size you want. Incidentally, the distance d 8 of the re-plasticized region W3, W3 Adjacent than the width d 9 of re-plasticized region W3, more preferably it is desirable to secure more than twice the width dimension d 9.
移行ルートF13は、一の交差ルートF12の終点e10からこの交差ルートF12よりも摩擦攪拌の終了位置EC側に位置する他の交差ルートF12の始点s10に至る摩擦攪拌のルートであり、本実施形態では、表側塑性化領域W1の右側あるいは左側に設けられていて、かつ、第一本接合工程における摩擦攪拌のルートと平行になっている。 The transition route F13 is a friction stir route from the end point e10 of one cross route F12 to the start point s10 of another cross route F12 located on the friction stir end position E C side from the cross route F12. In the form, it is provided on the right side or the left side of the front side plasticizing region W1 and is parallel to the route of friction stirring in the first main joining step.
移行ルートF13は、移行ルートF13に沿って補修用回転ツールEを移動させることで形成される塑性化領域W4が表側塑性化領域W1の側縁に接触するような位置に設定することが望ましい。なお、本実施形態では、前記したように、移行ルートF13の始点である交差ルートF12の終点e10と表側塑性化領域W1の側縁との距離及び移行ルートF13の終点である交差ルートF12の始点s10と表側塑性化領域W1の側縁との距離が、それぞれ補修用回転ツールEにより形成される塑性化領域の幅寸法d9の半分と等しくなっているので、塑性化領域W4は、必然的に、表側塑性化領域W1の側縁に接触することになる。 The transition route F13 is desirably set to a position where the plasticized region W4 formed by moving the repair rotary tool E along the transition route F13 contacts the side edge of the front-side plasticized region W1. In the present embodiment, as described above, the distance between the end point e10 of the intersection route F12 that is the start point of the transition route F13 and the side edge of the front plasticizing region W1 and the start point of the intersection route F12 that is the end point of the transition route F13. the distance between the side edges of s10 and front plasticized region W1 is because is equal to the half of the plasticized region of width d 9 which are respectively formed by repairing rotating tool E, plasticized region W4 is necessarily In addition, the side edge of the front side plasticized region W1 comes into contact.
以上のように、第一横断補修工程のルートを設定したら、補修用回転ツールEをルートに沿って相対移動させて開始位置SCから終了位置SEまで連続的に摩擦攪拌を行う。第一横断補修工程が終了したら、第一本接合工程、第一補修工程及び第一横断補修工程における摩擦攪拌で発生したバリを除去し、さらに、図11に示すように、被接合金属部材1を裏返し、裏面Bを上にする。 As described above, after setting the routes of the first transverse repairing step, the continuous friction stir from the start position S C to the end position S E is relatively moved along the repairing rotating tool E the route. When the first transverse repair process is completed, burrs generated by friction stir in the first main joining process, the first repair process, and the first transverse repair process are removed, and as shown in FIG. Turn over and face B up.
(7)第二予備工程
第二予備工程は、第二本接合工程に先立って行われる工程であり、本実施形態では、図11に示すように、第二本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM2に下穴P2を形成する下穴形成工程を具備している。なお、第二予備工程の中に、前記した第一タブ材接合工程、仮接合工程及び第二タブ材接合工程を含ませてもよい。
(7) Second preliminary step The second preliminary step is a step performed prior to the second main joining step, and in this embodiment, as shown in FIG. 11, the friction stirring start position in the second main joining step. A pilot hole forming step of forming pilot holes P2 in S M2 is provided. In addition, you may include an above described 1st tab material joining process, a temporary joining process, and a 2nd tab material joining process in a 2nd preliminary | backup process.
(8)第二本接合工程
第二本接合工程は、被接合金属部材1の突合部J1を本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第二本接合工程では、図11の(a)及び(b)に示すように、第一本接合工程で使用した大型回転ツールGを使用して、突合部J1に対して被接合金属部材1の裏面B側から摩擦攪拌を行う。
(8) 2nd main joining process A 2nd main joining process is a process of joining the butt | matching part J1 of the to-
第二本接合工程では、第二タブ材3に設けた下穴P2(開始位置SM2)に大型回転ツールGの攪拌ピンG2を挿入(圧入)し、挿入した攪拌ピンG2を途中で離脱させることなく第一タブ材2に設けた終了位置EM2まで移動させる。即ち、第二本接合工程では、下穴P2から摩擦攪拌を開始し、終了位置EM2まで連続して摩擦攪拌を行う。
In the second main joining step, the stirring pin G2 of the large rotary tool G is inserted (press-fitted) into the pilot hole P2 (starting position S M2 ) provided in the
図11の(a)〜(c)を参照して第二本接合工程をより詳細に説明する。
まず、図11の(a)に示すように、下穴P2の直上に大型回転ツールGを位置させ、続いて、大型回転ツールGを右回転させつつ下降させて攪拌ピンG2の先端を下穴P2に挿入する。
The second main joining process will be described in more detail with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 11 (a), the large rotary tool G is positioned immediately above the pilot hole P2, and then the large rotary tool G is lowered while rotating clockwise, so that the tip of the stirring pin G2 is positioned at the pilot hole. Insert into P2.
攪拌ピンG2の全体が第二タブ材3に入り込み、かつ、ショルダ部G1の下端面G11の全面が第二タブ材3の表面に接触したら、図11の(b)に示すように、摩擦攪拌を行いながら大型回転ツールGを被接合金属部材1の突合部J1の一端に向けて相対移動させる。大型回転ツールGを移動させると、その攪拌ピンG2の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンG2から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化して塑性化領域W2(以下、「裏側塑性化領域W2」という。)が形成される。
When the entire stirring pin G2 enters the
被接合金属部材1の突合部J1の一端に到達したら、被接合金属部材1の継ぎ目に沿って大型回転ツールGを相対移動させて突合部J1の他端まで連続して摩擦攪拌を行い、さらに、摩擦攪拌を行いながら終了位置EM2まで相対移動させる。
When reaching one end of the butted portion J1 of the
突合部J1に対して摩擦攪拌を行う際には、第一本接合工程で形成された表側塑性化領域W1に大型回転ツールGの攪拌ピンG2を入り込ませつつ摩擦攪拌を行う。このようにすると、第一本接合工程で形成された表側塑性化領域W1の深部が、攪拌ピンG2によって再び摩擦攪拌されることになるので、表側塑性化領域W1の深部に接合欠陥が連続的に形成されていたとしても、当該接合欠陥を分断して不連続にすることが可能となり、ひいては、接合部における気密性や水密性を向上させることが可能となる。 When the friction stir is performed on the abutting portion J1, the friction stir is performed while the stirring pin G2 of the large rotary tool G enters the front side plasticizing region W1 formed in the first main joining process. In this way, the deep portion of the front side plasticized region W1 formed in the first main joining step is frictionally stirred again by the stirring pin G2, so that the joint defects are continuously formed in the deep portion of the front side plasticized region W1. Even if it is formed in this manner, it becomes possible to divide the junction defect and make it discontinuous, and as a result, it is possible to improve the air tightness and water tightness at the joint.
大型回転ツールGが終了位置EM2に達したら、大型回転ツールGを回転させつつ上昇させて攪拌ピンG2を終了位置EM2から離脱させる(図11の(c)参照)。
ここで、第二本接合工程においては、大型回転ツールGのショルダ部G1を被接合金属部材1に押し込んで摩擦攪拌を行うため、被接合金属部材1の裏面Bには、溝51が形成される。
When the large rotary tool G reaches the end position E M2 , the large rotary tool G is raised while rotating to disengage the stirring pin G2 from the end position E M2 (see FIG. 11C).
Here, in the second main joining step, the
第一本接合工程と第二本接合工程とで異なる形態の大型回転ツールを用いる場合には、例えば図12の(a)及び(b)に示すように、第一本接合工程で用いる大型回転ツールGの攪拌ピンG2の長さLBと第二本接合工程で用いる大型回転ツールG’の攪拌ピンG2’の長さLB’の和を、突合部J1における被接合金属部材1の肉厚t以上に設定することが望ましい。なお、攪拌ピンG2,G2’の長さLB,LB’が、それぞれ肉厚t未満であることは言うまでもない。このようにすれば、第一本接合工程で形成された表側塑性化領域W1の深部が、第二本接合工程で使用する大型回転ツールG’の攪拌ピンG2’によって再び摩擦攪拌されることになるので、表側塑性化領域W1の深部に接合欠陥が連続的に形成されていたとしても、当該接合欠陥を分断して不連続にすることが可能となり、ひいては、接合部における気密性や水密性を向上させることが可能となる。
When using a large rotary tool having a different form in the first main joining step and the second main joining step, for example, as shown in FIGS. 12A and 12B, a large rotation used in the first main joining step. large rotating tools G 'stirring pin G2 of' the sum of the length L B ', to be joined
なお、より好適には、図12の(a)及び(b)に示すように、大型回転ツールG,G’の攪拌ピンG2,G2’の長さLB,LB’を、それぞれ、突合部J1における被接合金属部材1の肉厚tの1/2以上に設定することが望ましく、さらには、肉厚tの3/4以下に設定することが望ましい。攪拌ピンG2,G2’の長さLB,LB’を、肉厚tの1/2以上に設定すると、表側塑性化領域W1と裏側塑性化領域W2とが被接合金属部材1の肉厚方向の中央部において重複するとともに、表側塑性化領域W1の断面積と裏側塑性化領域W2の断面積との差が小さくなるので、接合部の品質が均質になり、攪拌ピンG2,G2’の長さLB,LB’を、肉厚tの3/4以下に設定すると、摩擦攪拌を行う際に裏当材が不要となるので、作業効率を向上させることが可能となる。
Incidentally, more preferably, as shown in FIG. 12 (a) and 12 (b), large rotating tool G, 'stirring pin G2 of, G2' G length of L B, the L B ', respectively, butting It is desirable to set it to 1/2 or more of the thickness t of the
より好適には、攪拌ピンG2,G2’の長さLB,LB’を、1.01≦(LB+LB’)/t≦1.10という関係を満たすように設定するとよい。(LB+LB’)/tを1.01以上にしておけば、被接合金属部材1に寸法公差等があったとしても、第二本接合工程において、攪拌ピンG2’を確実に表側塑性化領域W1に入り込ませることが可能となる。また、(LB+LB’)/tを1.10よりも大きくすると、各回転ツールが必要以上に大きくなって摩擦攪拌装置に掛かる負荷が大きくなるが、(LB+LB’)/tを1.10以下にしておけば、摩擦攪拌装置に掛かる負荷が小さいものとなる。
More preferably, the lengths L B and L B ′ of the stirring pins G2 and G2 ′ may be set so as to satisfy the relationship of 1.01 ≦ (L B + L B ′ ) /t≦1.10. If (L B + L B ′ ) / t is set to 1.01 or more, even if there is a dimensional tolerance or the like in the
(9)第二溶接工程
第二溶接工程は、第二本接合工程により被接合金属部材1の裏面Bに形成された裏側塑性化領域W2の所定の領域に対して溶接を行う工程である。本実施形態に係る第二溶接工程は、被接合金属部材1の裏面Bから溶接を行う点以外は、前記した第一溶接工程と同様であるので、詳細な説明は省略する。
(9) Second welding step The second welding step is a step of performing welding on a predetermined region of the back side plasticized region W2 formed on the back surface B of the
(10)第二補修工程
第二補修工程は、第二本接合工程により被接合金属部材1に形成された裏側塑性化領域W2及び第二溶接工程で形成された溶接金属に対して摩擦攪拌を行う工程であり、裏側塑性化領域W2に含まれている可能性がある接合欠陥を補修する目的で行われるものである。第二補修工程は、被接合金属部材1の裏面B側から摩擦攪拌を行うという点以外は、前記した第一補修工程と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
(10) Second repairing step The second repairing step is friction stirring on the back side plasticized region W2 formed on the
(11)第二横断補修工程
第二横断補修工程は、第二本接合工程により被接合金属部材1に形成された裏側塑性化領域W2に対して摩擦攪拌を行う工程であり、突合部J1の接合強度を高めるために行うものである。第二横断補修工程は、被接合金属部材1の裏面B側から摩擦攪拌を行うという点以外は、前記した第一横断補修工程と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
(11) Second transverse repair process The second transverse repair process is a process in which friction agitation is performed on the back side plasticized region W2 formed in the
第二横断補修工程が終了したら、第二本接合工程、第二補修工程及び第二横断補修工程における摩擦攪拌で発生したバリを除去し、さらに、第一タブ材2及び第二タブ材3を切除する。
When the second transverse repair process is completed, burrs generated by friction stir in the second main joining process, the second repair process, and the second transverse repair process are removed, and the
以上のような(1)〜(11)の工程を経ることで、本接合工程によって形成された塑性化領域W1の内部の接合欠陥に対して溶接金属T1,T2,T3を押し込みながら摩擦攪拌を行うため、接合欠陥を確実に密閉することができる。
即ち、本実施形態においては、大型回転ツールGを右回転させているため、表側塑性化領域W1の進行方向左側に設定した補修領域R1(溶接金属T1)に対して摩擦攪拌(補修工程)を行うことで、表側塑性化領域W1の内部に形成されたトンネル欠陥を確実に密閉し、被接合金属部材1の気密性及び水密性を高めることができる。
また、表側塑性化領域W1の補修領域R2,R3に対して摩擦攪拌(補修工程)を行うことで、表側塑性化領域W1の内部に形成された酸化皮膜を確実に密閉し、被接合金属部材1の気密性及び水密性を高めることができる。
By going through the steps (1) to (11) as described above, friction stir is performed while pushing the weld metals T1, T2, T3 against the joining defects inside the plasticized region W1 formed by the main joining step. As a result, the bonding defects can be reliably sealed.
That is, in this embodiment, since the large-sized rotary tool G is rotated to the right, the friction stir (repair process) is performed on the repair region R1 (welded metal T1) set on the left side in the traveling direction of the front side plasticization region W1. By performing, the tunnel defect formed in the inside of the front side plasticization area | region W1 can be sealed reliably, and the airtightness and watertightness of the to-
Further, by performing friction stir (repair process) on the repair regions R2 and R3 of the front side plasticization region W1, the oxide film formed inside the front side plasticization region W1 is surely sealed, and the metal member to be joined 1 airtightness and watertightness can be enhanced.
また、補修工程を行う前に溶接を行って、表側塑性化領域W1の表面に肉盛溶接を行った後に摩擦攪拌するため、補修工程によって発生する溝の発生を抑制することができる。即ち、本接合工程の際に形成された溝50に金属が補充されることになるので、補修工程を行う際の溝の発生を抑制することができる。これにより、被接合金属部材1の表面Aを平滑に成形する作業を容易に行うことができる。なお、具体的な図示はしないが、被接合金属部材1の裏面B側においても、表面A側と同等の効果を得ることができる。
Moreover, since welding is performed before performing the repairing process, and after performing overlay welding on the surface of the front-side plasticized region W1, the generation of grooves generated by the repairing process can be suppressed. That is, since the metal is replenished to the
また、第一本接合工程及び第二本接合工程によれば、表側塑性化領域W1及び裏側塑性化領域W2の先端側を重複させることができるため、被接合金属部材1の水密性及び気密性をより高めることができる。
Further, according to the first main joining step and the second main joining step, the front end side of the front side plasticizing region W1 and the back side plasticizing region W2 can be overlapped, so that the water tightness and air tightness of the
なお、本実施形態における摩擦攪拌においては、前記したような摩擦攪拌ルートを例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のルートを設定してもよい。例えば、前記した横断補修工程では、摩擦攪拌のルートの一部である交差ルートF12を本接合工程における摩擦攪拌のルートに直交させた場合を例示したが(図9参照)、交差ルートF12を斜交させてもよい。交差ルートF12を斜交させることにより、方向転換の回数を削減することができるので、補修用回転ツールEの動きにより一層無駄がなくなり、トンネル欠陥をより一層効率よく分断することが可能となる。 In addition, although the friction stirring route as described above has been described as an example in the friction stirring in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and another route may be set. For example, in the above-described transverse repair process, the cross route F12 that is a part of the friction stir route is illustrated as being orthogonal to the friction stir route in the main joining step (see FIG. 9). You may let them cross. By making the intersection route F12 obliquely crossed, the number of direction changes can be reduced, so that the movement of the repair rotary tool E can be further eliminated, and tunnel defects can be more efficiently divided.
[変形例]
また、前記した補修工程では、第一補修領域R1、第二補修領域R2及び第三補修領域R3に対して摩擦攪拌を行ったが(図8参照)、第二補修領域R2と第三補修領域R3に対してのみ摩擦攪拌を行ってもよい。
[Modification]
In the above-described repair process, friction stir was performed on the first repair region R1, the second repair region R2, and the third repair region R3 (see FIG. 8), but the second repair region R2 and the third repair region. Friction stirring may be performed only on R3.
この場合には、図13に示すように、突合部J1の両端部のそれぞれにおいて、本接合工程で形成された塑性化領域に設定した第二補修領域R2(溶接金属T2)又は第三補修領域R3(溶接金属T3)を横切るように補修用回転ツールE’を移動させればよい。即ち、突合部J1の一方の端部において、突合部J2に沿って補修用回転ツールE’を移動させることで、第二補修領域R2に対して摩擦攪拌を行い、突合部J1の他方の端部において、突合部J3に沿って補修用回転ツールE’を移動させることで、第三補修領域R3に対して摩擦攪拌を行えばよい。具体的には、摩擦攪拌の開始位置SRを第一金属部材1aに設け、第二金属部材1bに向かって補修用回転ツールE’を移動させることで、被接合金属部材1の側縁部に対して摩擦攪拌を行えばよい。このようにしても、大型回転ツールGが突合部J2,J3を横切る際に巻き込んだ酸化皮膜が分断されることになるので、接合欠陥の極めて少ない接合体を得ることが可能になる。
In this case, as shown in FIG. 13, the second repair region R2 (welded metal T2) or the third repair region set in the plasticizing region formed in the main joining process at each of both ends of the abutting portion J1. The repair rotary tool E ′ may be moved so as to cross R3 (welded metal T3). That is, by moving the repair rotary tool E ′ along the abutting portion J2 at one end of the abutting portion J1, friction stir is performed on the second repair region R2, and the other end of the abutting portion J1 is performed. In the part, the frictional stirring may be performed on the third repair region R3 by moving the repair rotary tool E ′ along the abutting part J3. Specifically, provided the starting position S R of the friction stir in the
なお、突合部J2に沿って摩擦攪拌を行う際に、補修用回転ツールE’を右回転させた場合には、進行方向の左側に第一タブ材2が位置するように摩擦攪拌のルートを設定し、図示のように左回転させた場合には、進行方向の右側に第一タブ材2が位置するように摩擦攪拌のルートを設定する。同様に、突合部J3に沿って摩擦攪拌を行う際に、図示のように補修用回転ツールE’を右回転させた場合には、進行方向の左側に第二タブ材3が位置するように摩擦攪拌のルートを設定し、左回転させた場合には、進行方向の右側に第二タブ材3が位置するように摩擦攪拌のルートを設定する。いずれの場合も、摩擦攪拌の終了位置ERは、補修用回転ツールE’の攪拌ピンの抜き穴が被接合金属部材1に残らないように、第一タブ材2又は第二タブ材3に設けるとよい。
In addition, when performing the friction stir along the abutting portion J2, when the repair rotating tool E ′ is rotated to the right, the friction stir route is set so that the
[第二実施形態]
前記した第一実施形態では、被接合金属部材1を直線状に繋ぎ合せる場合を例示したが、被接合金属部材1をL字状やT字状に繋ぎ合せる場合にも前記した手法を適用することができる。なお、以下では、被接合金属部材1をL字状に繋ぎ合せる場合を例示する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment described above, the case where the
第二実施形態に係る接合方法も、第一実施形態に係る接合方法と同じように、(1)準備工程、(2)第一予備工程、(3)第一本接合工程、(4)第一溶接工程、(5)第一補修工程、(6)第一横断補修工程、(7)第二予備工程、(8)第二本接合工程、(9)第二溶接工程、(10)第二補修工程、(11)第二横断補修工程を含んでいる。なお、第一予備工程、第一本接合工程、第一溶接工程、第一補修工程及び第一横断補修工程は、被接合金属部材1の表面A側から実行される工程であり、第二予備工程、第二本接合工程、第二溶接工程、第二補修工程及び第二横断補修工程は、被接合金属部材1の裏面B側から実行される工程である。
Similarly to the bonding method according to the first embodiment, the bonding method according to the second embodiment is (1) a preparation step, (2) a first preliminary step, (3) a first main bonding step, and (4) a first. One welding process, (5) first repair process, (6) first transverse repair process, (7) second preliminary process, (8) second main joining process, (9) second welding process, (10) first It includes two repair steps, (11) a second transverse repair step. Note that the first preliminary process, the first main joining process, the first welding process, the first repair process, and the first transverse repair process are executed from the surface A side of the
(1)準備工程
図14を参照して準備工程を説明する。本実施形態に係る準備工程は、第一金属部材1aと第二金属部材1bとを突き合せる突合工程と、被接合金属部材1の突合部J1の両側に第一タブ材2と第二タブ材3を配置するタブ材配置工程とを具備している。
(1) Preparatory process A preparatory process is demonstrated with reference to FIG. The preparatory process according to the present embodiment includes a butting process in which the
突合工程では、第一金属部材1aと第二金属部材1bをL字状に配置し、第一金属部材1aの側面に第二金属部材1bの端面を密着させて被接合金属部材10を形成する。なお、被接合金属部材10の表面を表面A、裏面を裏面Bともいう。
In the abutting step, the
タブ材配置工程では、被接合金属部材10の突合部J1の一端側(外側)に第一タブ材2を配置して第一タブ材2の当接面21(図14の(b)参照)を被接合金属部材10の外側の側面に当接させるとともに、突合部J1の他端側に第二タブ材3を配置して第二タブ材3の当接面31,31(図14の(b)参照)を被接合金属部材10の内側の側面に当接させる。なお、被接合金属部材10をL字状に組み合わせた場合には、第一タブ材2及び第二タブ材3の一方(本実施形態では第二タブ材3)を、被接合金属部材10により形成された入隅部(被接合金属部材10の内側の側面により形成された角部)に配置する。
In the tab material arranging step, the
また本実施形態では、被接合金属部材10と第一タブ材2とにより形成された入隅部2a,2aを溶接して被接合金属部材10と第一タブ材2とを接合し、被接合金属部材10と第二タブ材3とにより形成された入隅部3a,3aを溶接して被接合金属部材10と第二タブ材3とを接合する。
Moreover, in this embodiment, the
準備工程が終了したら、被接合金属部材10、第一タブ材2及び第二タブ材3を図示せぬ摩擦攪拌装置の架台に載置し、クランプ等の図示せぬ治具を用いて移動不能に拘束する。
When the preparation process is completed, the
(2)第一予備工程
第一予備工程は、被接合金属部材10と第一タブ材2との突合部J2を接合する第一タブ材接合工程と、被接合金属部材10の突合部J1を仮接合する仮接合工程と、被接合金属部材10と第二タブ材3との突合部J3を接合する第二タブ材接合工程と、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴を形成する下穴形成工程とを具備している。
(2) First Preliminary Step The first preliminary step includes a first tab material joining step for joining the abutting portion J2 between the
本実施形態の第一予備接合工程でも、図15の(a)及び(b)に示すように、一の小型回転ツールFを一筆書きの移動軌跡(ビード)を形成するように移動させて、突合部J1,J2,J3に対して連続して摩擦攪拌を行う。 Even in the first preliminary joining step of the present embodiment, as shown in FIGS. 15A and 15B, the one small rotary tool F is moved so as to form a one-stroke writing movement trajectory (bead), Friction stirring is continuously performed on the abutting portions J1, J2, and J3.
本実施形態の第一予備接合工程における摩擦攪拌の手順をより詳細に説明する。
まず、小型回転ツールFの攪拌ピンF2を左回転させながら第一タブ材2の適所に設けた開始位置SPに挿入して摩擦攪拌を開始し、小型回転ツールFを第一タブ材接合工程の始点s2に向けて相対移動させる。
The procedure of friction stirring in the first pre-joining step of this embodiment will be described in more detail.
First, a small rotating tool stirring pin F2 of F is inserted into the start position S P provided in place of the
小型回転ツールFを相対移動させて第一タブ材接合工程の始点s2まで連続して摩擦攪拌を行ったら、始点s2で小型回転ツールFを離脱させることなくそのまま第一タブ材接合工程に移行する。 When the small rotary tool F is relatively moved and frictional stirring is continuously performed up to the start point s2 of the first tab material joining process, the process proceeds to the first tab material joining process without removing the small rotary tool F at the start point s2. .
第一タブ材接合工程では、第一タブ材2と被接合金属部材10との突合部J2に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材10と第一タブ材2との継ぎ目上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールFを相対移動させることで、突合部J2に対して摩擦攪拌を行う。本実施形態では、小型回転ツールFを途中で離脱させることなく第一タブ材接合工程の始点s2から終点e2まで連続して摩擦攪拌を行う。
In the first tab material joining step, friction agitation is performed on the abutting portion J2 between the
なお、小型回転ツールFを左回転させた場合には、進行方向の右側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、小型回転ツールFの進行方向の左側に被接合金属部材10が位置するように第一タブ材接合工程の始点s2と終点e2の位置を設定することが望ましい。このようにすると、被接合金属部材1側に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
When the small rotary tool F is rotated counterclockwise, there is a possibility that a fine bonding defect may occur on the right side in the traveling direction. Therefore, the
小型回転ツールFが第一タブ材接合工程の終点e2に達したら、終点e2で摩擦攪拌を終了させずに仮接合工程の始点s1まで連続して摩擦攪拌を行い、そのまま仮接合工程に移行する。なお、本実施形態では、第一タブ材接合工程の終点e2から仮接合工程の始点s1に至る摩擦攪拌のルートを第一タブ材2に設定している。
When the small rotary tool F reaches the end point e2 of the first tab material joining process, the friction stir is continuously performed to the start point s1 of the temporary joining process without terminating the friction stirring at the end point e2, and the process proceeds to the temporary joining process as it is. . In the present embodiment, the friction stir route from the end point e2 of the first tab material joining process to the start point s1 of the temporary joining process is set to the
仮接合工程では、被接合金属部材10の突合部J1に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材10の継ぎ目上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールFを相対移動させることで、突合部J1に対して摩擦攪拌を行う。本実施形態では、小型回転ツールFを途中で離脱させることなく仮接合工程の始点s1から終点e1まで連続して摩擦攪拌を行う。
In the temporary joining step, friction agitation is performed on the abutting portion J1 of the
小型回転ツールFが仮接合工程の終点e1に達したら、そのまま第二タブ材接合工程に移行する。即ち、第二タブ材接合工程の始点s3でもある仮接合工程の終点e1で小型回転ツールFを離脱させることなく第二タブ材接合工程に移行する。 When the small rotary tool F reaches the end point e1 of the temporary joining process, the process proceeds to the second tab material joining process as it is. That is, the process proceeds to the second tab material joining step without detaching the small rotary tool F at the end point e1 of the temporary joining step which is also the starting point s3 of the second tab material joining step.
第二タブ材接合工程では、被接合金属部材10と第二タブ材3との突合部J3,J3に対して摩擦攪拌を行う。本実施形態では、第二タブ材接合工程の始点s3が、突合部J3,J3の中間に位置しているので、第二タブ材接合工程の始点s3から終点e3に至る摩擦攪拌のルートに折返し点m3を設け、小型回転ツールFを始点s3から折返し点m3に移動させた後に(図15の(a)参照)、小型回転ツールFを折返し点m3から終点e3に移動させることで(図15の(b)参照)、第二タブ材接合工程の始点s3から終点e3まで連続して摩擦攪拌を行う。即ち、小型回転ツールFを始点s3〜折返し点m3間で往復させた後に、小型回転ツールFを終点e3まで移動させることで、第二タブ材接合工程の始点s3から終点e3まで連続して摩擦攪拌を行う。なお、始点s3から折返し点m3に至る摩擦攪拌のルート及び折返し点m3から終点e3に至る摩擦攪拌のルートは、それぞれ、被接合金属部材10と第二タブ材3との継ぎ目上に設定する。
In the second tab material joining step, friction agitation is performed on the abutting portions J3 and J3 between the metal member to be joined 10 and the
始点s3、折返し点m3及び終点e3の位置関係に特に制限はないが、本実施形の如く小型回転ツールFを左回転させている場合には、少なくとも折返し点m3から終点e3に至る摩擦攪拌のルートにおいて小型回転ツールFの進行方向の左側に被接合金属部材10が位置するように、第二タブ材接合工程の始点s3、折返し点m3及び終点e3の位置を設定することが望ましい。この場合、始点s3〜折返し点m3間においては、往路においても復路においても被接合金属部材10と第二タブ材3との継ぎ目上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールFを移動させることが望ましい。このようにすると、始点s3から折返し点m3に至るまでの間に、小型回転ツールFの進行方向の右側に被接合金属部材10が位置し、被接合金属部材10側に接合欠陥が発生したとしても、その後に行われる折返し点m3から終点e3に至る摩擦攪拌において小型回転ツールFの進行方向の左側に被接合金属部材10が位置することになるので、前記した接合欠陥が是正され、高品質の接合体を得ることが可能となる。
There is no particular limitation on the positional relationship between the start point s3, the turning point m3, and the end point e3. However, when the small rotary tool F is rotated counterclockwise as in the present embodiment, the friction stir from at least the turning point m3 to the end point e3 is performed. It is desirable to set the positions of the start point s3, the turning point m3, and the end point e3 of the second tab member joining step so that the
ちなみに、小型回転ツールFを右回転させた場合には、折返し点から終点に至る摩擦攪拌のルートにおいて小型回転ツールFの進行方向の右側に被接合金属部材10が位置するように、第二タブ材接合工程の始点、折返し点及び終点の位置を設定することが望ましい。具体的には、図示は省略するが、小型回転ツールFを左回転させた場合の終点e3の位置に折返しを設け、小型回転ツールFを左回転させた場合の折返し点m3の位置に終点を設ければよい。
By the way, when the small rotating tool F is rotated to the right, the second tab is arranged so that the
図15の(b)に示すように、小型回転ツールFが第二タブ材接合工程の終点e3に達したら、終点e3で摩擦攪拌を終了させずに、第二タブ材3に設けた終了位置EPまで連続して摩擦攪拌を行う。小型回転ツールFが終了位置EPに達したら、小型回転ツールFを回転させつつ上昇させて攪拌ピンF2を終了位置EPから離脱させる。
As shown in FIG. 15B, when the small rotary tool F reaches the end point e3 of the second tab material joining step, the end position provided on the
続いて、下穴形成工程を実行する。下穴形成工程は、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴P1を形成する工程である。本実施形態に係る下穴形成工程では、被接合金属部材10と第二タブ材3との突合部J3に形成する。
Then, a pilot hole formation process is performed. The pilot hole forming step is a step of forming the pilot hole P1 at the friction stirring start position in the first main joining step. In the prepared hole forming step according to the present embodiment, the hole is formed at the abutting portion J3 between the metal member to be bonded 10 and the
下穴P1の形成方法に制限はなく、例えば、図示せぬ公知のドリルを回転挿入することで形成することができるが、このほか、小型回転ツールFの攪拌ピンF2(図2の(a)参照)よりも大型で且つ大型回転ツールGの攪拌ピンG2(図2の(b)参照)よりも小型の攪拌ピンを有する回転ツールを回転させつつ抜き差しすることでも形成することができる。 The formation method of the pilot hole P1 is not limited. For example, it can be formed by rotating and inserting a known drill (not shown), but in addition, the stirring pin F2 of the small rotary tool F ((a) in FIG. 2) It can also be formed by inserting and removing while rotating a rotating tool that is larger than the agitating pin G2 of the large rotating tool G (see (b) of FIG. 2).
また、下穴P1の位置(即ち、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置)にも制限はなく、第一タブ材2や第二タブ材3に形成してもよいし、突合部J2に形成してもよいが、本実施形態の如く被接合金属部材10の表面A側に現れる被接合金属部材10の継ぎ目(境界線)の延長線上か、あるいは、図示は省略するが、被接合金属部材10の継ぎ目の端部(即ち、突合部J1の端部)に形成することが望ましい。
Further, the position of the pilot hole P1 (that is, the friction stirring start position in the first main joining process) is not limited, and may be formed on the
なお、被接合金属部材10の継ぎ目の延長線上に下穴P1を形成する場合には、図16に示すように、当該延長線上に第一予備工程における摩擦攪拌の終了位置EPを設け、小型回転ツールFの攪拌ピンF2を離脱させたときに形成される抜き穴をそのまま下穴とするか、あるいは抜き穴を図示せぬドリルなどで拡径して下穴を形成してもよい。このようにすると、下穴の加工作業を省略あるいは簡略化することが可能となるので、作業時間を短縮することが可能となる。
When forming a prepared hole P1 on an extension of the seam to be joined
(3)第一本接合工程
第一予備工程が終了したら、被接合金属部材10の突合部J1を本格的に接合する第一本接合工程を実行する。本実施形態に係る第一本接合工程では、図2の(a)に示す大型回転ツールGを使用し、仮接合された状態の突合部J1に対して被接合金属部材10の表面A側から摩擦攪拌を行う。
(3) 1st main joining process After the 1st preliminary process is completed, the 1st main joining process which joins butt part J1 of joined
第一本接合工程では、まず、図17に示すように、大型回転ツールGを左回転させつつ攪拌ピンG2を開始位置SM1(即ち、図15の(b)に示す下穴P1)に挿入し、摩擦攪拌を開始する。本実施形態では、被接合金属部材10と第二タブ材3との突合部J3に開始位置SM1を設けているので、大型回転ツールGの攪拌ピンG2を圧入する際に、塑性流動化した金属の一部が被接合金属部材10と第二タブ材3との間にある微細な隙間に流れ込み、その後に塑性流動化した金属の前記した隙間への逸散が緩和されるので、肉不足による接合欠陥が生じ難くなる。
In the first main joining step, first, as shown in FIG. 17, the stirring pin G2 is inserted into the start position S M1 (that is, the pilot hole P1 shown in FIG. 15B) while rotating the large rotary tool G counterclockwise. Then, friction stirring is started. In the present embodiment, since the start position S M1 provided in the butting portion J3 between the bonded
なお、下穴P1に大型回転ツールGの攪拌ピンG2を圧入すると、被接合金属部材10と第二タブ材3とを引き離そうとする力が作用するが、被接合金属部材10と第二タブ材3とにより形成された入隅部3a,3aを溶接により仮接合しているので、被接合金属部材10と第二タブ材3との間に目開きが発生することがない。
Note that, when the stirring pin G2 of the large rotary tool G is press-fitted into the prepared hole P1, a force for separating the bonded
被接合金属部材10の突合部J1の一端まで摩擦攪拌を行ったら、そのまま大型回転ツールGを突合部J1に突入させ、被接合金属部材10の継ぎ目上に設定された摩擦攪拌のルートに沿って大型回転ツールGを相対移動させることで、突合部J1の一端から他端まで連続して摩擦攪拌を行う。突合部J1の他端まで大型回転ツールGを相対移動させたら、摩擦攪拌を行いながら突合部J2を横切らせ、そのまま終了位置EM1に向けて相対移動させる。
When the friction stir is performed up to one end of the abutting portion J1 of the
大型回転ツールGが終了位置EM1に達したら、大型回転ツールGを回転させながら上昇させて攪拌ピンG2を終了位置EM1から離脱させる。ここで、第一本接合工程においては、大型回転ツールGのショルダ部G1を被接合金属部材1に押し込んで摩擦攪拌を行うため、被接合金属部材1の表面Aには、溝50(図19の(c)参照)が形成される。なお、終了位置EM1において攪拌ピンG2を上方に離脱させると、攪拌ピンG2と略同形の抜き穴Q1が不可避的に形成されることになるが、本実施形態では、そのまま残置する。
When the large rotary tool G reaches the end position E M1 , the large rotary tool G is raised while rotating to disengage the stirring pin G2 from the end position E M1 . Here, in the first main joining step, the shoulder portion G1 of the large rotary tool G is pushed into the
なお、本実施形態においては、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置を突合部J3に設けた場合を例示したが、図18の(a)に示すように、第二タブ材3に設けてもよいし、図18の(b)に示すように、第一タブ材2に設けてもよい。
In the present embodiment, the case where the friction stirring start position in the first main joining step is provided in the abutting portion J3 is illustrated, but the
(4)第一溶接工程
第一溶接工程は、第一本接合工程により被接合金属部材10の表面Aに形成された表側塑性化領域W1に対して溶接を行う工程である。本実施形態に係る第一溶接工程では、図19の(a)及び(b)に示すように、表側塑性化領域W1のうち、少なくとも、第一補修領域R1、第二補修領域R2に対して溶接を行う。
(4) 1st welding process A 1st welding process is a process of welding with respect to the front side plasticization area | region W1 formed in the surface A of the to-
第一補修領域R1は、表側塑性化領域W1のうちトンネル欠陥が形成される慮りのある領域をいう。即ち、大型回転ツールGを右回転させた場合にはその進行方向の左側にトンネル欠陥が発生する虞があり、左回転させた場合には進行方向の右側にトンネル欠陥が発生する虞があるので、大型回転ツールGを左回転させた本実施形態においては、平面視して進行方向の右側に位置する表側塑性化領域W1の上部を少なくとも含むように第一補修領域R1を設定するとよい。 The first repair region R1 refers to a region in which tunnel defects are formed in the front side plasticized region W1. That is, when the large rotating tool G is rotated to the right, there is a risk that a tunnel defect will occur on the left side of the traveling direction, and when it is rotated to the left, a tunnel defect may be generated on the right side of the traveling direction. In the present embodiment in which the large rotary tool G is rotated to the left, the first repair region R1 may be set so as to include at least the upper portion of the front side plasticizing region W1 located on the right side in the traveling direction in plan view.
第二補修領域R2は、表側塑性化領域W1のうち大型回転ツールGが突合部J2を横切る際に酸化皮膜(被接合金属部材10の側面14と第一タブ材2の当接面21に形成されていた酸化皮膜)が巻き込まれる慮りのある領域をいう。即ち、本実施形態の如く本接合工程における摩擦攪拌の終了位置EM1を第一タブ材2に設けた場合、大型回転ツールGを右回転させた場合にはその進行方向の右側にある表側塑性化領域W1の上部に酸化皮膜が巻き込まれている可能性が高く、左回転させた場合には進行方向の左側にある表側塑性化領域W1の上部に酸化皮膜が巻き込まれている可能性が高いので、大型回転ツールGを左回転させた本実施形態においては、第一タブ材2に隣接する表側塑性化領域W1のうち、平面視して進行方向の左側に位置する表側塑性化領域W1の上部を少なくとも含むように第二補修領域R2を設定するとよい。
The second repair region R2 is formed on the oxide film (the
第一溶接工程では、第一補修領域R1及び第二補修領域R2を設定したら、図19の(c)に示すように、これらの補修領域に対してTIG溶接又はMIG溶接などの肉盛溶接を行う。即ち、図19の(c)に示すように、被接合金属部材1の表面Aには、表側塑性化領域W1の表面を底面とし、ショルダ部G1の外径Y1と略同等の幅からなる溝50が形成されている。そのため、そのため、溝50の底面(表側塑性化領域W1の表面)に対して肉盛溶接を行う。第一溶接工程で用いる溶加材は、被接合金属部材1と同等の組成であることが好ましい。
なお、図19の(b)に示すように、第一補修領域R1及び第二補修領域R2にそれぞれ形成された溶接金属を溶接金属T1及び溶接金属T2とする。
In the first welding process, when the first repair region R1 and the second repair region R2 are set, as shown in FIG. 19C, overlay welding such as TIG welding or MIG welding is performed on these repair regions. Do. That is, as shown in (c) of FIG. 19, on the surface A of the
As shown in FIG. 19B, the weld metals formed in the first repair region R1 and the second repair region R2, respectively, are referred to as a weld metal T1 and a weld metal T2.
(5)第一補修工程
第一補修工程は、第一本接合工程により被接合金属部材10に形成された表側塑性化領域W1及び溶接金属T1及びT2に対して摩擦攪拌を行う工程であり、表側塑性化領域W1に含まれている可能性のある接合欠陥を補修する目的で行われるものである。
(5) 1st repair process The 1st repair process is a process of carrying out friction stir with respect to front side plasticization field W1 and weld metal T1 and T2 which were formed in to-
本実施形態に係る第一補修工程では、図20に示すように、表側塑性化領域W1のうち、少なくとも、第一補修領域R1及び第二補修領域R2に対して摩擦攪拌を行う。第一補修領域R1に対する摩擦攪拌は、大型回転ツールGの進行方向に沿って形成される虞のあるトンネル欠陥を分断することを目的として行われるものである。また、第二補修領域R2に対する摩擦攪拌は、大型回転ツールGが突合部J2を横切る際に表側塑性化領域W1に巻き込まれた酸化皮膜を分断することを目的として行われるものである。 In the first repair process according to the present embodiment, as shown in FIG. 20, friction stir is performed on at least the first repair region R1 and the second repair region R2 in the front side plasticized region W1. Friction stirring with respect to the first repair region R1 is performed for the purpose of dividing a tunnel defect that may be formed along the traveling direction of the large rotary tool G. Further, the friction agitation with respect to the second repair region R2 is performed for the purpose of dividing the oxide film caught in the front side plasticizing region W1 when the large rotary tool G crosses the abutting portion J2.
本実施形態に係る第一補修工程では、大型回転ツールGよりも小型の補修用回転ツールE(図7参照)を用いて摩擦攪拌を行う。このようにすると、塑性化領域が必要以上に広がることを防止することが可能となる。補修用回転ツールEは、第一実施形態と同等であるため、詳細な説明は省略する。 In the first repairing process according to the present embodiment, friction stirring is performed using a repairing rotating tool E (see FIG. 7) that is smaller than the large rotating tool G. If it does in this way, it will become possible to prevent that a plasticization area | region spreads more than necessary. Since the repair rotary tool E is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
第一補修工程では、図20に示すように、一の補修用回転ツールEを一筆書きの移動軌跡(ビード)を形成するように移動させて、第一補修領域R1(溶接金属T1)及び第二補修領域R2(溶接金属T2)に対して連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、第一補修領域R1、第二補修領域R2の順序で摩擦攪拌を行う場合を例示するが、摩擦攪拌の順序を限定する趣旨ではない。 In the first repairing process, as shown in FIG. 20, one repairing rotating tool E is moved so as to form a one-stroke writing trajectory (bead), and the first repairing region R1 (welded metal T1) and the first repairing tool are moved. Friction stirring is continuously performed on the second repair region R2 (welded metal T2). In addition, in this embodiment, although the case where friction stirring is performed in the order of 1st repair area | region R1 and 2nd repair area | region R2 is illustrated, it is not the meaning which limits the order of friction stirring.
第一補修工程における摩擦攪拌の手順を図20を参照してより詳細に説明する。
まず、被接合金属部材1の適所に設けた開始位置SRに補修用回転ツールEの攪拌ピンを挿入(圧入)して摩擦攪拌を開始し、第一補修領域R1(図20参照)に対して摩擦攪拌を行う。本実施形態では、本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM1(図17参照)の近傍に開始位置SRを設けるとともに、開始位置SRを挟んで終了位置ERと反対側に折返し点MRを設け、補修用回転ツールEを折返し点MRに向かって相対移動させた後に、折返し点MRで折り返し、その後、突合部J1(図17参照)に沿って相対移動させることで、第一補修領域R1(図20参照)に対して摩擦攪拌を行う。開始位置SRから折返し点MRまでを摩擦攪拌することで、大型回転ツールGの攪拌ピンG2を開始位置SM1(図17参照)に挿入する際に巻き込まれた酸化皮膜を分断することが可能となる。
The friction stir procedure in the first repair process will be described in more detail with reference to FIG.
First, to insert the stirring pin repair rotation tool E to the starting position S R provided in place of the bonding metal member 1 (press-fit) to the start of friction stir, first repairing region R1 (see FIG. 20) And friction stir. In the present embodiment, the start position S M1 of the friction stir in the welding process is provided with the starting position S R in the vicinity (see FIG. 17), the start position S across the R end position E R opposite the turning point on the side M the R provided, after moved relative toward the folding point M R a repairing rotating tool E, folded at folding points M R, then, by relative movement along the butting portion J1 (see FIG. 17), the Friction stirring is performed on the repair region R1 (see FIG. 20). From the start position S R to the turn-around point M R by the friction stir, that dividing the oxide film caught when inserting the stirring pin G2 of the large rotating tool G to the starting position S M1 (see FIG. 17) It becomes possible.
なお、補修用回転ツールEの押込み量は、撹拌ピンE2(図7参照)が表面塑性化領域W1に達するように押込み量を設定する。この際、補修用回転ツールEの下端面E11を溶接金属T1中にもぐり込ませて、補修用回転ツールEの下端面E11と、表側塑性化領域W1の表面が接する程度に押し込むのが好ましい。これにより、摩擦攪拌を行う際の押し込み圧(押圧力)を確保するとともに、第一補修工程によって形成された塑性化領域と、表側塑性化領域W1の表面を面一に形成することができる。 The pushing amount of the repair rotary tool E is set so that the stirring pin E2 (see FIG. 7) reaches the surface plasticization region W1. At this time, it is preferable to push the lower end surface E11 of the repair rotary tool E into the weld metal T1 so that the lower end surface E11 of the repair rotary tool E and the surface of the front side plasticizing region W1 are in contact with each other. Accordingly, it is possible to ensure the indentation pressure (pressing force) when performing frictional stirring, and to form the surface of the plasticized region formed by the first repair process and the surface of the front side plasticized region W1 flush with each other.
第一補修領域R1に対する摩擦攪拌が終了したら、補修用回転ツールEを離脱させずにそのまま第二補修領域R2に移動させ、第二補修領域R2に対して摩擦攪拌を行う。なお、補修用回転ツールEで摩擦攪拌できる領域に比して第二補修領域R2が大きい場合には、摩擦攪拌のルートをずらしつつ補修用回転ツールEを何度かUターンさせればよい。 When the friction agitation for the first repair region R1 is completed, the repair rotary tool E is moved to the second repair region R2 without being detached, and the friction agitation is performed on the second repair region R2. If the second repair region R2 is larger than the region where frictional stirring can be performed with the repairing rotary tool E, the repairing rotary tool E may be U-turned several times while shifting the frictional stirring route.
第二補修領域R2に対する摩擦攪拌が終了したら、補修用回転ツールEを終了位置ERに移動させ、補修用回転ツールEを回転させつつ上昇させて攪拌ピンE2を終了位置ERから離脱させる。 When the second repairing region R2 friction stir is finished for, moving the repairing rotating tool E to the end position E R, is raised while rotating the repairing rotating tool E disengaging the stirring pin E2 from the end position E R.
(6)第一横断補修工程
第一補修工程が終了したら、表側塑性化領域W1を複数回横断するように補修用回転ツールEを移動させて、表側塑性化領域W1に対して摩擦攪拌を行う第一横断補修工程を行う。第一横断補修工程については、第一実施形態に係る第一横断補修工程と略同等であるから、詳細な説明は省略する。
(6) First transverse repair process When the first repair process is completed, the repair rotary tool E is moved so as to cross the front plasticization region W1 a plurality of times, and friction stirring is performed on the front plasticization region W1. Perform the first crossing repair process. Since the first transverse repair process is substantially the same as the first transverse repair process according to the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
第一横断補修工程が終了したら、第一予備接合工程、第一本接合工程、第一補修工程及び第一横断補修工程における摩擦攪拌で発生したバリを除去し、さらに、図21に示すように、被接合金属部材10を裏返し、裏面Bを上にする。
When the first transverse repair process is completed, burrs generated by friction stir in the first preliminary joining process, the first main joining process, the first repair process, and the first transverse repair process are removed, and as shown in FIG. The
(7)第二予備工程
被接合金属部材10を裏返したら、第二予備工程を実行する。本実施形態に係る第二予備工程は、第二本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM2に下穴(図示略)を形成する下穴形成工程を具備している。
(7) Second Preliminary Step When the metal member to be bonded 10 is turned over, the second preliminary step is executed. Second preliminary step of the present embodiment is provided with a prepared hole forming step of forming a prepared hole in the start position S M2 friction stir in the two bonding step (not shown).
(8)第二本接合工程
第二予備工程が終了したら、図21に示すように、第一本接合工程で使用した大型回転ツールGを左回転させて、突合部J1に対して被接合金属部材10の裏面B側から摩擦攪拌を行う第二本接合工程を実行する。本実施形態においては、突合部J3上であり、かつ、突合部J1の延長線上に開始位置SM2を設定し、第一タブ材2上の終了位置EM2まで連続して摩擦攪拌を行う。第二本接合工程の手順等は、前記した第一実施形態に係る第二本接合工程の場合と略同様であるので、その詳細な説明は省略する。
(8) Second Main Joining Step When the second preliminary step is completed, as shown in FIG. 21, the large rotating tool G used in the first main joining step is rotated counterclockwise, and the metal to be joined to the abutting portion J1. A second main joining step in which friction stirring is performed from the back surface B side of the
(9)第二溶接工程
第二本接合工程が終了したら、図21に示すように、第二本接合工程により被接合金属部材10の裏面Bに形成された裏側塑性化領域W2のうち、第一補修領域R1及び第二補修領域R2に対して溶接を行う。第二本接合工程は、前記した第一実施形態に係る第二溶接工程の場合と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
(9) Second Welding Step When the second main joining step is completed, as shown in FIG. 21, the second side joining step among the back side plasticized regions W2 formed on the back surface B of the
(10)第二補修工程
第二溶接工程が終了したら、溶接金属T1,T2及び裏側塑性化領域W2に対して摩擦攪拌を行う第二補修工程を実行する。第二補修工程は、被接合金属部材10の裏面B側から摩擦攪拌を行うという点以外は、前記した第一補修工程と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
(10) Second repair process When the second welding process is completed, a second repair process is performed in which friction stir is performed on the weld metals T1 and T2 and the back side plasticized region W2. Since the second repair process is the same as the first repair process described above except that the friction stir is performed from the back surface B side of the
(11)第二横断補修工程
第二補修工程が終了したら、第二本接合工程により被接合金属部材10に形成された裏側塑性化領域W2に対して摩擦攪拌を行う第二横断補修工程を実行する。第二横断補修工程は、被接合金属部材10の裏面B側から摩擦攪拌を行うという点以外は、前記した第一横断補修工程と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
(11) Second transverse repair process When the second repair process is completed, a second transverse repair process is performed in which friction stir is performed on the back side plasticized region W2 formed in the
第二横断補修工程が終了したら、第二本接合工程、第二補修工程及び第二横断補修工程における摩擦攪拌で発生したバリを除去し、さらに、第一タブ材2及び第二タブ材3を切除する。
When the second transverse repair process is completed, burrs generated by friction stir in the second main joining process, the second repair process, and the second transverse repair process are removed, and the
以上のような(1)〜(11)の工程を経ることで、第一実施形態と略同等の効果を得るとともに、一対の金属部材をL字状に接合する場合にも対応することができる。 Through the steps (1) to (11) as described above, it is possible to obtain substantially the same effect as that of the first embodiment, and to cope with a case where a pair of metal members are joined in an L shape. .
1 被接合金属部材
1a 第一金属部材
1b 第二金属部材
2 第一タブ材
3 第二タブ材
E 補修用回転ツール
F 小型回転ツール
F1 ショルダ部
F2 攪拌ピン
G 大型回転ツール
G1 ショルダ部
G2 攪拌ピン
J1〜J3 突合部
R 補修領域
T 溶接金属
W1,W2 塑性化領域
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記本接合工程で形成された塑性化領域に対して肉盛溶接を行う溶接工程と、
前記溶接工程により形成された溶接金属及び前記塑性化領域に対して摩擦攪拌を行う補修工程と、を含んだ接合方法であって、
前記本接合工程で用いる回転ツールを右回転させた場合は、前記回転ツールの進行方向左側の前記塑性化領域に対して前記溶接工程及び前記補修工程を行い、
前記本接合工程で用いる回転ツールを左回転させた場合は、前記回転ツールの進行方向右側の前記塑性化領域に対して前記溶接工程及び前記補修工程を行うことを特徴とする接合方法。 A main joining step in which friction stir is performed on the abutting portion between the metal members;
A welding step of performing overlay welding on the plasticized region formed in the main joining step;
A repairing step of performing frictional stirring on the weld metal formed by the welding step and the plasticized region,
When the rotating tool used in the main joining process is rotated to the right, the welding process and the repairing process are performed on the plasticized region on the left side in the traveling direction of the rotating tool,
When the rotating tool used in the main joining process is rotated counterclockwise, the welding process and the repairing process are performed on the plasticized region on the right side in the traveling direction of the rotating tool.
前記本接合工程で形成された塑性化領域に対して肉盛溶接を行う溶接工程と、
前記溶接工程により形成された溶接金属及び前記塑性化領域に対して摩擦攪拌を行う補修工程と、を含んだ接合方法であって、
前記本接合工程では、前記金属部材同士の前記突合部の側方に配置されたタブ材に摩擦攪拌の開始位置を設け、少なくとも前記タブ材に隣接する前記塑性化領域に対して、前記溶接工程及び前記補修工程を行うことを特徴とする接合方法。 A main joining step in which friction stir is performed on the abutting portion between the metal members;
A welding step of performing overlay welding on the plasticized region formed in the main joining step;
A repairing step of performing frictional stirring on the weld metal formed by the welding step and the plasticized region,
In the main joining step, a friction stir starting position is provided on a tab member disposed on the side of the abutting portion between the metal members, and at least the plasticizing region adjacent to the tab member is the welding step. And performing the repair step.
前記本接合工程で用いる回転ツールを左回転させた場合は、前記回転ツールの進行方向右側の前記塑性化領域に対して前記溶接工程及び前記補修工程を行うことを特徴とする請求項2に記載の接合方法。 When the rotating tool used in the main joining process is rotated to the right, the welding process and the repairing process are performed on the plasticized region on the left side in the traveling direction of the rotating tool,
The said welding process and the said repair process are performed with respect to the said plasticization area | region of the advancing direction of the said rotation tool when the rotation tool used at the said main joining process is rotated counterclockwise. Joining method.
前記本接合工程で形成された塑性化領域に対して肉盛溶接を行う溶接工程と、
前記溶接工程により形成された溶接金属及び前記塑性化領域に対して摩擦攪拌を行う補修工程と、を含んだ接合方法であって、
前記本接合工程では、前記金属部材同士の前記突合部の側方に配置されたタブ材に摩擦攪拌の終了位置を設け、少なくとも前記タブ材に隣接する前記塑性化領域に対して、前記溶接工程及び前記補修工程を行うことを特徴とする接合方法。 A main joining step in which friction stir is performed on the abutting portion between the metal members;
A welding step of performing overlay welding on the plasticized region formed in the main joining step;
A repairing step of performing frictional stirring on the weld metal formed by the welding step and the plasticized region,
In the main joining step, a friction stir end position is provided on a tab member arranged on the side of the abutting portion between the metal members, and at least the plasticizing region adjacent to the tab member is the welding step. And performing the repair step.
前記本接合工程で用いる回転ツールを左回転させた場合は、前記回転ツールの進行方向左側の前記塑性化領域に対して前記溶接工程及び前記補修工程を行うことを特徴とする請求項4に記載の接合方法。 When the rotating tool used in the main joining process is rotated to the right, the welding process and the repairing process are performed on the plasticized region on the right side in the traveling direction of the rotating tool,
The said welding process and the said repair process are performed with respect to the said plasticization area | region on the left side of the advancing direction of the said rotation tool when the rotation tool used at the said main joining process is rotated counterclockwise. Joining method.
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