JP5096213B2 - Friction stir welding material - Google Patents
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Description
本発明は、摩擦撹拌接合によって接合される摩擦攪拌接合材に関し、特に、接合部分の表面にバリを発生させることなく表面を平滑に仕上げることができる摩擦攪拌接合材に関するものである。 The present invention relates to a friction stir welding material that is joined by friction stir welding, and particularly to a friction stir welding material that can finish the surface smoothly without generating burrs on the surface of the joint portion.
アルミ合金製の押出形材同士を接合する際に、押出形材への入熱を低減して、押出形材に発生する歪みを小さくするために、近年、特許文献1に開示される摩擦攪拌接合が採用されるようになっている。かかる摩擦攪拌接合について、図6を参照して説明する。
In order to reduce the heat input to the extruded shape and reduce the distortion generated in the extruded shape when joining the extruded shapes made of aluminum alloy, the friction stirrer disclosed in
図6は、従来のアルミ合金製の押出形材(摩擦攪拌接合材)510,520及び摩擦攪拌接合工具100の斜視図であり、摩擦攪拌接合工具100を使用して押出形材510,520の接合面511,521を摩擦攪拌接合する状態を示している。
FIG. 6 is a perspective view of conventional extruded shapes (friction stir welding materials) 510, 520 and the friction
図6に示すように、摩擦撹拌接合は、押出形材510,520の接合面511,521を当接させ、その接合面511,521の接合部分500の上下面を摩擦攪拌接合工具100のピンツール101,102で挟持し、そのピンツール101,102と同軸に設けられる撹拌ピン103を接合部分500に沿って回転移動させることによって行われる。
しかしながら、押出形材510,520は押出方向で長尺であるため、その押出方向で波打ち状に変形すると共に、摩擦攪拌接合の際、接合部分500の上下面のうち、摩擦攪拌接合される箇所しかピンツール101,102で挟持しないので、押出形材510,520の接合面511,521に相対的段差が発生する。
However, since the
その結果、押出形材510,520の接合面511,521に相対的段差が発生した状態で、摩擦撹拌接合が行われると、摩擦攪拌接合後の接合部分500の表面にバリが発生すると問題点があった。
As a result, if friction stir welding is performed in a state where relative steps are generated on the
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、接合部分の表面にバリを発生させることなく表面を平滑に仕上げることができる摩擦攪拌接合材を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a friction stir welding material that can finish the surface smoothly without generating burrs on the surface of the joint portion. .
この目的を達成するために、請求項1記載の摩擦攪拌接合材は、第1接合面を有する第1接合部材と、前記第1接合面と当接される第2接合面を有する第2接合部材とを備え、前記第1接合面と前記第2接合面とが摩擦攪拌接合されるものであって、前記第1接合面は、前記第1接合面から突設され前記第1接合部材の厚み方向に配設される複数の第1凸部と、前記第1接合面に凹設され前記第1接合部材の厚み方向で前記第1凸部と交互に配設される複数の第1凹部とを備え、前記第2接合面は、前記第2接合面から突設され前記第2接合部材の厚み方向に配設されると共に前記第1接合面と前記第2接合面とが当接した場合に前記複数の第1凹部にそれぞれ係合する複数の第2凸部と、前記第2接合面に凹設され前記第2接合部材の厚み方向で前記第2凸部と交互に配設されると共に前記第1接合面と前記第2接合面とが当接した場合に前記複数の第1凸部にそれぞれ係合する複数の第2凹部とを備え、前記複数の第1凸部及び前記複数の第2凸部は略同一形状に形成されると共に、前記複数の第1凹部及び前記複数の第2凹部は略同一形状に形成され、前記第1接合面の前記第1接合部材の厚み方向における両端の縁部は、前記第1凸部の頂部及び第1凹部の底部の略中央を通る第1仮想線上に設定され、前記第2接合面の前記第2接合部材の厚み方向における両端の縁部は、前記第2凸部の頂部及び第2凹部の底部の略中央を通る第2仮想線上に設定され、前記第1接合面と前記第2接合面とが当接した場合に、前記第1接合面の前記第1接合部材の厚み方向における両端の縁部と前記第2接合面の前記第2接合部材の厚み方向における両端の縁部とが当接し、前記第1接合面及び第2接合面における両端の縁部上で前記第1仮想線と前記第2仮想線とが一致する。
In order to achieve this object, the friction stir welding material according to
請求項2記載の摩擦攪拌接合材は、請求項1記載の摩擦攪拌接合材において、前記第1凸部の頂部の突設量は、前記第2凹部の底部の凹み量より小さく設定されると共に、前記2凸部の頂部の突設量は、前記第1凹部の底部の凹み量より小さく設定されている。
The friction stir welding material according to claim 2 is the friction stir welding material according to
請求項1記載の摩擦攪拌接合材によれば、第1接合部材の第1接合面と第2接合部材の第2接合面とを当接させ、その第1接合面と第2接合面との接合部分の上下面を摩擦攪拌接合工具のピンツールで挟持し、そのピンツールと同軸に設けられる撹拌ピンを接合部分に沿って回転移動させることによって、第1接合面と第2接合面とが摩擦攪拌接合される。
According to the friction stir welding material of
ここで、請求項1記載の摩擦攪拌接合材によれば、第1接合面は、第1接合面から突設され第1接合部材の厚み方向に配設される複数の第1凸部と、第1接合面に凹設され第1接合部材の厚み方向で第1凸部と交互に配設される複数の第1凹部とを備え、第2接合面は、第2接合面から突設され第2接合部材の厚み方向に配設される複数の第2凸部と、第2接合面に凹設され第2接合部材の厚み方向で第2凸部と交互に配設される複数の第2凹部とを備えており、第1接合面と第2接合面とが当接した場合に複数の第1凸部と複数の第2凹部とがそれぞれ係合すると共に、複数の第1凹部と複数の第2凸部とがそれぞれ係合するので、第1接合面及び第2接合面に発生する相対的段差を低減することができ、第1接合面と第2接合面との接合部分を摩擦攪拌接合した場合に、第1接合面と第2接合面との接合部分の表面にバリが発生することを防止して接合部分の表面を平滑に仕上げることができるという効果がある。
Here, according to the friction stir welding material according to
即ち、第1接合面と第2接合面とが当接した場合に複数の第1凸部と複数の第2凹部とがそれぞれ係合すると共に、複数の第1凹部と複数の第2凸部とがそれぞれ係合することにより、第1接合面(第2接合面)の全体が平坦な場合に比べて、第1接合面及び第2接合面が、第1接合部材及び第2接合部材の厚み方向でずれることなく位置決めされた状態で当接される。 That is, when the first joint surface and the second joint surface come into contact with each other, the plurality of first convex portions and the plurality of second concave portions are engaged with each other, and the plurality of first concave portions and the plurality of second convex portions are engaged. And the first joint surface and the second joint surface of the first joint member and the second joint member as compared with the case where the entire first joint surface (second joint surface) is flat. The contact is made in a positioned state without shifting in the thickness direction.
これにより、複数の第1凸部と複数の第2凹部とがそれぞれ係合すると共に、複数の第1凹部と複数の第2凸部とがそれぞれ係合することにより、第1接合面及び第2接合面に発生する相対的段差を低減することができる。 Accordingly, the plurality of first convex portions and the plurality of second concave portions are engaged with each other, and the plurality of first concave portions and the plurality of second convex portions are engaged with each other, whereby the first joint surface and the second It is possible to reduce the relative level difference generated on the two joint surfaces.
よって、第1接合面と第2接合面との接合部分の上下面のみを摩擦攪拌接合工具のピンツールで挟持した場合であっても、第1接合面及び第2接合面に発生する相対的段差を低減することができる。従って、第1接合面及び第2接合面の接合部分を摩擦攪拌接合する際に、第1接合面及び第2接合面を仮止めする作業等を不要とすることができるという効果がある。 Therefore, even when only the upper and lower surfaces of the joint portion between the first joint surface and the second joint surface are clamped by the pin tool of the friction stir welding tool, the relative occurrence that occurs on the first joint surface and the second joint surface. The step can be reduced. Therefore, there is an effect that it is unnecessary to temporarily fix the first joint surface and the second joint surface when the joint portions of the first joint surface and the second joint surface are friction stir welded.
また、複数の第1凸部及び複数の第2凸部は略同一形状に形成されると共に、複数の第1凹部及び複数の第2凹部は略同一形状に形成され、第1接合面と第2接合面とが当接した場合に、第1凸部の頂部及び第1凹部の底部の略中央を通る第1仮想線と第2凸部の頂部及び第2凹部の底部の略中央を通る第2仮想線とが一致するので、その第1仮想線上に設定される第1接合面の厚み方向における縁部(又は第2仮想線上に設定される第2接合面の厚み方向における縁部)をセンサーにて検知して、これらの縁部に沿って回転工具の攪拌ピンを回転移動させることにより、第1接合面と第2接合面との間に内部欠損が生じるのを防止することができるという効果がある。 The second protrusion first convex portion more and more together when formed into substantially the same shape, a plurality of first recesses and a plurality of second recesses are formed in substantially the same shape, and the first joint surface When the second joint surface comes into contact, the first imaginary line passing through the approximate center of the top of the first protrusion and the bottom of the first recess and the approximate center of the top of the second protrusion and the bottom of the second recess Since the second imaginary line that passes through matches the edge in the thickness direction of the first joint surface set on the first imaginary line (or the edge in the thickness direction of the second joint surface set on the second imaginary line) ) Is detected by the sensor, and the internal pin is prevented from being generated between the first joint surface and the second joint surface by rotating the stirring pin of the rotary tool along these edges. There is an effect that can be.
即ち、複数の第1凸部及び複数の第2凸部は略同一形状に形成されると共に、複数の第1凹部及び複数の第2凹部は略同一形状に形成され、第1接合面と第2接合面とが当接した場合に第1凸部の頂部及び第1凹部の底部の略中央を通る第1仮想線と第2凸部の頂部及び第2凹部の底部の略中央を通る第2仮想線とが一致するので、第1仮想線上に設定される第1接合面の厚み方向における縁部と第2仮想線上に設定される第2接合面の厚み方向における縁部とが当接する。よって、第1仮想線上に設定される第1接合面の厚み方向における縁部(又は第2仮想線上に設定される第2接合面の厚み方向における縁部)に沿って攪拌ピンが回転移動することにより、第1凸部と第2凹部との係合部分及び第2凸部と第1凹部との係合部分を均等に塑性流動させることができ、第1接合面と第2接合面との間に内部欠損が生じるのを防止することができる。 That is, first convex portions and a plurality of second protrusions plurality of both Once formed into substantially the same shape, a plurality of first recesses and a plurality of second recesses are formed in substantially the same shape, and the first joint surface When the second bonding surface comes into contact, the first imaginary line passing through the approximate center of the top of the first convex part and the bottom of the first concave part passes through the approximate center of the top of the second convex part and the bottom of the second concave part. Since the second virtual line coincides with the edge in the thickness direction of the first joint surface set on the first virtual line and the edge in the thickness direction of the second joint surface set on the second virtual line. Touch. Therefore, the stirring pin rotates and moves along the edge in the thickness direction of the first joint surface set on the first imaginary line (or the edge in the thickness direction of the second joint surface set on the second imaginary line). Thus, the engaging portion between the first convex portion and the second concave portion and the engaging portion between the second convex portion and the first concave portion can be plastically flowed uniformly, and the first joint surface and the second joint surface It is possible to prevent internal defects from occurring between the two.
加えて、第1接合面の厚み方向における両端の縁部を第1仮想線上に設定した場合及び第2接合面の厚み方向における両端の縁部を第2仮想線上に設定した場合は、第1接合部材及び第2接合部材の両端の縁部のいずれか一方をセンサーにて検知すればよい。よって、第1接合部材及び第2接合部材の表裏面のいずれからも摩擦攪拌接合することができ、摩擦攪拌接合の作業性を向上させることができるという効果がある。 In addition, when the edges at both ends in the thickness direction of the first joint surface are set on the first imaginary line and when the edges at both ends in the thickness direction of the second joint surface are set on the second imaginary line, the first What is necessary is just to detect either one of the edge part of the both ends of a joining member and a 2nd joining member with a sensor. Therefore, friction stir welding can be performed from both the front and back surfaces of the first bonding member and the second bonding member, and the workability of the friction stir welding can be improved.
請求項2記載の摩擦攪拌接合材によれば、請求項1記載の摩擦攪拌接合材の奏する効果に加え、第1凸部の頂部の突設量は、第2凹部の底部の凹み量より小さく設定されると共に、第2凸部の頂部の突設量は、第1凹部の底部の凹み量より小さく設定されるので、第1当接面の厚み方向における縁部と第2接合面の厚み方向における縁部とを密着させることができるという効果がある。
According to the friction stir welding material according to claim 2 , in addition to the effect exhibited by the friction stir welding material according to
即ち、第1凸部の頂部(又は第2凸部の頂部)の突設量は、第2凹部の底部(又は第1凹部の底部)の凹み量より小さく設定されるので、複数の第1凸部の頂部(又は第2凸部の頂部)と複数の第2凹部の底部(又は第1凹部の底部)とを互いに近接する方向に移動させて係合させると、第1凸部(又は第2凸部)の全体が第2凹部(又は第1凹部)の内部に入り込む。これにより、第1当接面の厚み方向における縁部と第2接合面の厚み方向における縁部とを確実に密着させることができる。 That is, the protruding amount of the top portion of the first convex portion (or the top portion of the second convex portion) is set smaller than the concave amount of the bottom portion of the second concave portion (or the bottom portion of the first concave portion). When the top part of the convex part (or the top part of the second convex part) and the bottom parts of the plurality of second concave parts (or the bottom parts of the first concave part) are moved and engaged in a direction close to each other, the first convex part (or The entirety of the second convex portion enters the second concave portion (or the first concave portion). Thereby, the edge part in the thickness direction of a 1st contact surface and the edge part in the thickness direction of a 2nd junction surface can be stuck firmly.
その結果、第1接合面と第2接合面との間に内部欠損が生じるのを防止することができるという効果がある。 As a result, there is an effect that internal defects can be prevented from occurring between the first joint surface and the second joint surface.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の第一実施の形態における摩擦攪拌接合材1の正面図であり、図1(a)は、第1接合部材10と第2接合部材20とを当接させる前の摩擦攪拌接合材1の正面図であり、図1(b)は、第1接合部材10と第2接合部材20とを当接させた後の摩擦攪拌接合材1の正面図である。なお、図1(a)及び図1(b)において、第1凹部14の底部14a及び第1凸部15の頂部15aの略中央を通る第1仮想線X1と、第2凸部25の頂部25a及び第2凹部24の底部24aの略中央を通る第2仮想線X2とを2点鎖線で示している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view of the friction
まず、図1を参照して、摩擦攪拌接合材1について説明する。摩擦攪拌接合材1は、アルミ合金製の押出形材で形成され、図1(a)で示すように、図示しない台座に搭載され後述する摩擦攪拌接合工具100(図2参照)により摩擦攪拌接合される第1接合部材10と第2接合部材20とにより構成されている。
First, the friction
第1接合部材10は、台座(図示せず)と当接する第1裏面12と、第1裏面12と相対向する第1表面11と、第1表面11及び第1裏面12とを連結する側面であって前側(紙面手前側)に配設される第1前面10aと、第1表面11及び第1裏面12とを連結する側面であって後側(紙面奥側)に配設される第1背面(図示せず)と、第1表面11及び第1裏面12とを連結する側面であって内側(図1(a)右側)に配設される第1接合面13と、第1表面11及び第1接合面13を区画する縁である第1表側縁部16と、第1裏面12及び第1接合面13を区画する縁である第1裏側縁部17とを備えて構成されている。
The
また、第1接合面13は、第1表面11及び第1裏面12に直交し第1表側縁部16を上縁とする第1表側端面13aと、第1表面11及び第1裏面12に直交し第1裏側縁部17を下縁とする第1裏側端面13bと、第1接合部材10の厚み方向(図1左右方向)に凹設されると共に第1接合部材10の前後方向(図1紙面手前から奥方向)に延設される3つの第1凹部14と、第1接合部材10の厚み方向(図1左右方向)に突設されると共に第1接合部材10の前後方向(図1紙面手前から奥方向)に延設される2つの第1凸部15とを備えて構成されている。これらの第1凹部14と第1凸部15とは交互に連続して配設されている。なお、第1表側端面13a及び第1裏側端面13bは、第1凹部14の底部14a及び第1凸部15の頂部15aの略中央を通る第1仮想線X1上に形成されている。
The
第1凹部14は、第1仮想線X1を含む面を基準として、外側(図1左側)に凹設され、正面視で底部14aを頂点とする三角形状に形成されている。また、底部14aから第1表側端面13aまでの第1接合部材10の幅方向(図1(a)左右方向)における距離(第1凹部14の底部14aの凹み量)はL1に設定されている。
The
第1凸部15は、第1仮想線X1を含む面を基準として、内側(図1右側)に突設され、正面視で頂部15aを頂点とする三角形状に形成されている。また、頂部15aから第1表側端面13aまでの第1接合部材10の幅方向(図1(a)左右方向)における距離(第1凸部15の頂部15aの突設量)はL2に設定されている。なお、このL2はL1と同一に設定され、第1凹部14の三角形状と第1凸部15の三角形状は略同一形状に形成されている。
The first
第2接合部材20は、第1接合部材10と厚さ方向(図1(a)上下方向)、幅方向(図1(a)左右方向)及び長さ方向(図1(a)紙面手前から奥方向)で略同一に形成され、台座(図示せず)と当接する第2裏面22と、第2裏面22と相対向する第2表面21と、第2表面21及び第2裏面22とを連結する側面であって前側(紙面手前側)に配設される第2前面20aと、第2表面21及び第2裏面22とを連結する側面であって後側(紙面奥側)に配設される第2背面(図示せず)と、第2表面21及び第2裏面22とを連結する側面であって内側(図1(a)左側)に配設される第2接合面23と、第2表面21及び第2接合面23を区画する縁である第2表側縁部26と、第2裏面22及び第2接合面23を区画する縁である第2裏側縁部27とを備えて構成されている。
The second joining
また、第2接合面23は、第2表面21及び第2裏面22に直交し第2表側縁部26を上縁とする第2表側端面23aと、第2表面21及び第2裏面22に直交し第2裏側縁部27を下縁とする裏側端面23bと、第2接合部材20の厚み方向に凹設されると共に第2接合部材20の前後方向(図1紙面手前から奥方向)に延設される3つの第2凸部25と、第2接合部材20の厚み方向に突設されると共に第2接合部材10の前後方向(図1紙面手前から奥方向)に延設される2つの第2凹部24とを備えて構成されている。第2凹部24と第2凸部25とは交互に連続して配設されている。なお、第2表側端面23a及び第2裏側端面23bは、第2凸部25の頂部25a及び第2凹部24の底部24aの略中央を通る第2仮想線X2上に形成されている。
The
第2凸部25は、第2仮想線X2を含む面を基準として、内側(図1左側)に突設され、正面視で頂部25aを頂点とする三角形状に形成されている。また、頂部25aから第2表側端面23aまでの第2接合部材20の幅方向(図1(a)左右方向)における距離(第2凸部25の頂部25aの突設量)はL3に設定されている。
The second
第2凹部24は、第2仮想線X2を含む面を基準として、外側(図1右側)に凹設され、正面視で底部24aを頂点とする三角形状に形成されている。また、底部24aから第2表側端面23aまでの第2接合部材20の幅方向(図1(a)左右方向)における距離(第2凹部24の底部24aの凹み量)はL4に設定されている。
The
なお、このL4はL3と同一に設定され、第2凹部24の三角形状と第2凸部25の三角形状は略同一形状に形成されている。なお、L1、L2、L3及びL4は等しく設定され、第1凸部15(第2凸部25)の三角形状と第1凹部14(第2凹部24)の三角形状とは同一に形成されている。
This L4 is set to be the same as L3, and the triangular shape of the second
摩擦攪拌接合する前に、図1(b)で示すように、第1接合部材10と第2接合部材20とを互いに近接する方向に移動させて、第1接合面13及び第2接合面23を当接させると、第1凹部14(第2凹部24)と第2凸部25(第1凹部14)とが係合し、第1仮想線X1と第2仮想線X2とが一致(第1接合面13の第1表側端面13a及び第2接合面23の第2表側端面23aが当接すると共に第1接合面13の第1裏側端面13b及び第2接合面23の第2裏側端面23bが当接)し、第1仮想線X1(第2仮想線X2)上で第1表側縁部16及び第2表側縁部26が当接すると共に第1仮想線X1(第2仮想線X2)上で第1裏側縁部17及び第2裏側縁部27が当接する。
Prior to the friction stir welding, as shown in FIG. 1B, the first joining
次に、図2を参照して、摩擦攪拌接合工具100を使用して第1接合部材10と第2接合部材20とを摩擦攪拌接合する工程について説明する。図2は、摩擦攪拌接合工具100を使用して、第1接合面13及び第2接合面23が摩擦攪拌接合される状態を示しており、図2(a)は、第1接合面13及び第2接合面23が当接された後であって摩擦攪拌接合される前の摩擦攪拌接合材1の正面図であり、図2(b)は、第1接合面13及び第2接合面23の接合部分が摩擦攪拌接合されている途中の摩擦攪拌接合材1の正面図であり、図2(c)は、第1接合面13及び第2接合面23の接合部分が摩擦攪拌接合された後の摩擦攪拌接合材1の正面図である。
Next, with reference to FIG. 2, the process of carrying out the friction stir welding of the
摩擦攪拌接合材1を摩擦攪拌接合する前に、図2(a)で示すように、第1接合面13及び第2接合面23を当接させると、複数の第1凹部14及び複数の第2凸部25が係合すると共に複数の第1凸部15及び複数の第2凹部24が係合し、第1仮想線X1と第2仮想線X2とが一致する。そして、第1仮想線X1上に設定される第1表側縁部16及び第2仮想線X2上に設定される第2表側縁部26が当接すると共に第1仮想線X1上に設定される第1裏側縁部17及び第2仮想線X2上に設定される第2裏側縁部27が当接する。その後、摩擦攪拌接合工具100の攪拌ピン103の中心線Yを第1表側縁部16(第2表側縁部26)のライン上、即ち第1仮想線X1(第2仮想線X2)上に設定する。
Before the friction
そして、図2(b)で示すように、ピンツール101,102で第1接合面13及び第2接合面23の接合部分の表面11,21及び裏面12,22を挟み込み、攪拌ピン103を第1接合面13及び第2接合面23の接合部分の前面10a(20a)に配設する。この攪拌ピン103は、センサー(図示せず)が検出する溶接線、即ち第1仮想線X1(第2仮想線X2)上に設定される第1表側縁部16(第2表側縁部26)のラインに沿って、第1接合部材10及び第2接合部材20の接合部分の前面10a(20a)側から背面(図示せず)側(図2(b)紙面手前から奥側)に回転移動することにより、第1接合面13及び第2接合面23の接合部分が発熱して軟化する。これにより、図2(c)で示すように、第1接合面13及び第2接合面23の接合部分が塑性流動してできた可塑性材によって第1接合面13及び第2接合面23が固相接合され、第1接合面13及び第2接合面23の接合部分が摩擦攪拌接合される。
Then, as shown in FIG. 2B, the
よって、第1接合面13及び第2接合面23を当接させると、第1凹部14(第2凹部24)と第2凸部25(第1凹部14)とが係合するので、第1接合面13(第2接合面23)の全体が平坦な場合に比べて、第1接合面13及び第2接合面23が、第1接合部材10及び第2接合部材20の厚み方向でずれることなく位置決めされた状態で当接され、第1接合面13及び第2接合面23に発生する相対的段差を低減することができる。
Therefore, when the first
従って、第1接合面13及び第2接合面の接合部分の表面11,21及び裏面12,22のみを摩擦攪拌接合工具100のピンツール101,102,(図2参照)で挟持するだけであっても、第1接合面13及び第2接合面23に発生する相対的段差を低減することができる。
Therefore, only the
このように、第1接合面13及び第2接合面23に発生する相対的段差を低減することができるので、第1接合面13及び第2接合面23の接合部分を摩擦攪拌接合した場合に、第1接合面13及び第2接合面23の接合部分の表面11,21(裏面12,22)にバリが発生することを防止して接合部分の表面11,21(裏面12,22)を平滑に仕上げることができる。
Thus, since the relative level | step difference which generate | occur | produces in the
加えて、第1凹部14(第2凹部24)と第2凸部25(第1凹部14)とが係合すると、第1接合面13と第2接合面23とが、第1接合部材10及び第2接合部材20の厚み方向でずれることなく位置決めされた状態で当接されるので、第1接合面13及び第2接合面23の接合部分を摩擦攪拌接合する際に、第1接合面13及び第2接合面23を仮止めする作業等を不要とすることができる。
In addition, when the first concave portion 14 (second concave portion 24) and the second convex portion 25 (first concave portion 14) engage with each other, the first
また、複数の第1凸部15及び複数の第2凸部25は略同一形状に形成されると共に、複数の第1凹部14及び複数の第2凹部24は略同一形状に形成され、第1表側縁部16(第2表側縁部26)が第1仮想線X1(第2仮想線X2)上に設定される。よって、第1接合面13と第2接合面23とが当接した場合に第1仮想線X1と第2仮想線X2とが一致し、第1仮想線X1上に設定される第1表側縁部16及び第2仮想線X2上に設定される第2表側縁部26が当接すると共に第1仮想線X1上に設定される第1裏側縁部17及び第2仮想線X2上に設定される第2裏側縁部27が当接する。
Further, a plurality of first
従って、第1仮想線X1上に設定される第1表側縁部16(第2表側縁部26)のラインに沿って攪拌ピン103が回転移動することにより、第1接合面13及び第2接合面の接合部分、即ち第1凸部15と第2凹部24との係合部分及び第2凸部25と第1凹部14との係合部分を均等に塑性流動させることができ、第1接合面13と第2接合面23との間に内部欠損が生じるのを防止することができる。
Accordingly, when the stirring
加えて、第1接合面13の厚み方向における両端の縁部である第1表側縁部16及び第1裏側縁部17を第1仮想線上X1に設定すると共に第2接合面23の厚み方向における両端の縁部である第2表側縁部26及び第2裏側縁部27を第2仮想線X2上に設定するので、摩擦攪拌接合する際に第1接合部材10の第1裏側縁部17(第2接合部材20の第2裏側縁部27)のラインをセンサーにて検知してもよい。よって、第1接合部材10及び第2接合部材20の表面11,21及び裏面12,22のいずれからも摩擦攪拌接合することができ、摩擦攪拌接合の作業性を向上させることができる。
In addition, the first front
次に、図3を参照して、本発明の第二実施の形態における摩擦攪拌接合材201について説明する。図3は、本発明の第二実施の形態における摩擦攪拌接合材201の正面図であり、図3(a)は第1接合部材210と第2接合部材220とを当接させる前の摩擦攪拌接合材201の正面図であり、図3(b)は第1接合部材210と第2接合部材220とを当接させた後の摩擦攪拌接合材201の正面図である。また、図3において第1仮想線X1と第2仮想線X2とを2点鎖線で示している。なお、上記した第一実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。
Next, the friction
第一実施の形態における摩擦攪拌接合材1は、第1仮想線X1上に第1表側端面13a及び第1裏側端面13bが形成されると共に、第2仮想線X2上に第2表側端面23a及び第2裏側端面23bが形成されるのに対して、第二実施の形態における摩擦攪拌接合材201は、図3(a)及び図3(b)で示すように、第1仮想線X1より第2接合面223側(図3右側)に第1表側端面213aが突設されると共に、第1仮想線X1より第2接合面223側(図3右側)に第1裏側端面213bが突設され、第2仮想線X2より第2接合部材220の外側面(図示せず)側(図3右側)に第1表側端面213aに係合する第2表側端面223aが凹設されると共に第1裏側端面213bに係合する第2裏側端面223bが凹設されている。
In the friction
また、第1表側端面213a及び第1裏側端面213bがガイドとなって、第2表面221側(図3上側)の第2凸部25及び第2裏面222側(図3下側)の第2凸部25を第1凹部14にそれぞれ簡易に係合させることができる。従って、第1凹部14と第2凸部25との係合作業を簡易に行うことができる。
The first front
次に、図4を参照して、本発明の第三実施の形態における摩擦攪拌接合材301について説明する。図4は、本発明の第三実施の形態における摩擦攪拌接合材301の正面図であり、図4(a)は、第1接合部材310と第2接合部材320とを当接させる前の摩擦攪拌接合材301の正面図であり、図4(b)は、第1接合部材310と第2接合部材320とを当接させた後の摩擦攪拌接合材301の正面図である。なお、図4(a)及び図4(b)において、第1凹部314の底部314a及び第1凸部315の頂部315aの略中央を通る第3仮想線X3と、第2凸部325の頂部325a及び第2凹部324の底部324aの略中央を通る第4仮想線X4とを2点鎖線で示している。第1凹部314の底部314aの凹み量L5と、第1凸部315の頂部315aの突設量L6と、第2凸部325の頂部325aの突設量L7と、第2凹部324の底部324aの凹み量L8とは略同一に設定されている。
Next, the friction
第一実施の形態における摩擦攪拌接合材1は、第1凹部14,第1凸部15,第2凹部24及び第2凸部25が三角形状に形成されるのに対して、図4(a)及び図4(b)で示すように第三実施の形態における摩擦攪拌接合材301は、第1凹部314,第1凸部315,第2凸部325及び第2凹部324が半円状に形成されている。
In the friction
加えて、第一実施の形態における摩擦攪拌接合材1は、第1仮想線X1上に第1表側端面13a及び第1裏側端面13bが形成されると共に、第2仮想線X2上に第2表側端面23a及び第2裏側端面23bが形成されるのに対して、第三実施の形態における摩擦攪拌接合材301は、図4(a)及び図4(b)で示すように、第1仮想線X3より第2接合面323側(図4右側)に第1表側端面313aが突設されると共に、第1仮想線X1より第2接合面323側(図4右側)に第1裏側端面313bが突設され、第2仮想線X4より第2接合部材320の外側面(図示せず)側(図4右側)に第1表側端面313aに係合する第2表側端面323aが凹設されると共に第1裏側端面313bに係合する第2裏側端面323bが凹設されている。
In addition, the friction
よって、第1凹部314,第1凸部315,第2凸部325及び第2凹部324が半円状に形成されているので、アルミ合金製の押出形材で形成される第1接合部材310及び第2接合部材320の型を簡易に形成することができる。
Therefore, since the first
次に、図5を参照して、本発明の第四実施の形態における摩擦攪拌接合材401について説明する。図5は、本発明の第四実施の形態における摩擦攪拌接合材401の正面図であり、図5(a)は第1接合部材410と第2接合部材420とを当接させる前の摩擦攪拌接合材401の正面図であり、図5(b)は第1接合部材410と第2接合部材420とを当接させた後の摩擦攪拌接合材401の正面図である。なお、図5(a)及び図5(b)では、第1仮想線X5と、第2仮想線X6とを2点鎖線で示している。
Next, a friction
第一実施の形態における摩擦攪拌接合材1は、第1凹部14の底部14a,第1凸部15の頂部15a,第2凹部24の底部24a及第2凸部25の頂部25aの外縁が鋭角状に形成されるのに対して、第四実施の形態における摩擦攪拌接合材401は、第1凸部415の頂部415a及び第2凸部425の頂部425aの外縁が円弧状に形成されている。
In the friction
よって、また、第1凸部415の頂部415aの突設量L9は、第2凹部24の底部24aの凹み量L4より小さく設定されると共に、第2凸部425の頂部425aの突設量L10は、第1凹部14の底部14aの凹み量L1より小さく設定される。従って、複数の第1凸部415の頂部415a(又は第2凸部425の頂部425a)と複数の第2凹部24の底部24a(又は第1凹部14の底部14a)とを互いに近接する方向に移動させて係合させると、第1凸部415(又は第2凸部425)の全体が第2凹部24(又は第1凹部14)の内部に入り込むので、第1表側縁部16(第1裏側縁部17)と第2表側縁部26(第2裏側縁部27)とを確実に密着させることができる。
Accordingly, the protruding amount L9 of the
また、第1表側縁部16(第1裏側縁部17)と第2表側縁部26(第2裏側縁部27)とを密着させると、第1表側端面13aと第2表側端面23aとが必ず当接し、第1仮想線X5と第4仮想線X6とが必ず一致する。よって、第1凸部415(第2凸部425)と第2凹部24(第1凹部14)とを係合させるだけで、第1接合面413と第2接合面423との全体を簡易に当接させることができる。その結果、第1接合面413と第2接合面423との間に内部欠損が生じるのを防止することができる。
Moreover, when the 1st front side edge part 16 (1st back side edge part 17 ) and the 2nd front side edge part 26 (2nd back side edge part 27 ) are closely_contact | adhered, the 1st front
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。 The present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be easily made without departing from the spirit of the present invention. Can be inferred.
例えば、本発明の各実施の形態においては、第1接合面13(第2接合面23)に第1凹部14(第2凹部24)と第1凸部15(第2凸部25)とを交互に連続して配設したが、第1凹部14(第2凹部24)と第1凸部15(第2凸部25)との間に第1表面11(第2表面21)及び第1裏面12(第2裏面22)に直交する水平面部を設けてもよい。 For example, in each embodiment of the present invention, the first concave portion 14 (second concave portion 24) and the first convex portion 15 (second convex portion 25) are provided on the first joint surface 13 (second joint surface 23). Although arranged alternately and continuously, the first surface 11 (second surface 21) and the first surface between the first concave portion 14 (second concave portion 24) and the first convex portion 15 (second convex portion 25). You may provide the horizontal surface part orthogonal to the back surface 12 (2nd back surface 22).
また、第1接合面13には、第1接合部材10の厚み方向に凹設される3つの第1凹部14と、第1接合部材10の厚み方向に突設され第1凹部14と交互に配設される2つの第1凸部15とを設けたが、第2接合面に、3つの第2凹部24と2つの第1凸部15とを設けてもよく、第1凹部14と第1凸部15とを同じ数に設定してもよい。また、第1凹部14、第1凸部15、第1凹部14に係合する第1凸部15及び15に係合する第2表側縁部26の数は、本発明の各実施の形態の場合に限られず、いくつであってもよい。
The first
1,201,301,401 摩擦攪拌接合材
10,210,310,410 第1接合部材
13,213,313,413 第1接合面
14,314 第1凹部
14a,314a 底部(第1接合部材の底部)
15,315,415 第1凸部
15a,315a,415a 頂部(第1接合部材の頂部)
16,216,316,416 第1表側縁部(第1接合面の第1接合部材の厚み方向における縁部)
17,217,317,417 第1裏側縁部(第1接合面の第1接合部材の厚み方向における縁部)
20,220,320,420 第2接合部材
23,223,323,423 第2接合面
24,324 第2凹部
24a,324a 底部(第2凹部の底部)
25,325,425 第2凸部
25a,325a,425a 頂部(第2凸部の頂部)
26,226,326,426 第2表側縁部(第2接合面の第2接合部材の厚み方向における縁部)
27,227,327,427 第2裏側縁部(第2接合面の第2接合部材の厚み方向における縁部)
X1 第1仮想線
X2 第2仮想線
X3 第3仮想線(第1仮想線)
X4 第4仮想線(第2仮想線)
1, 201, 301, 401 Friction
15,315,415 1st
16, 216, 316, 416 First front side edge (edge in thickness direction of first joining member of first joining surface)
17, 217, 317, 417 First back side edge (edge in the thickness direction of the first bonding member of the first bonding surface)
20, 220, 320, 420 Second
25, 325, 425 Second
26,226,326,426 Second front side edge (edge in the thickness direction of the second bonding member of the second bonding surface)
27, 227, 327, 427 second back side edge (edge in the thickness direction of the second bonding member of the second bonding surface)
X1 first virtual line X2 second virtual line X3 third virtual line (first virtual line)
X4 Fourth imaginary line (second imaginary line)
Claims (2)
前記第1接合面は、前記第1接合面から突設され前記第1接合部材の厚み方向に配設される複数の第1凸部と、
前記第1接合面に凹設され前記第1接合部材の厚み方向で前記第1凸部と交互に配設される複数の第1凹部とを備え、
前記第2接合面は、前記第2接合面から突設され前記第2接合部材の厚み方向に配設されると共に前記第1接合面と前記第2接合面とが当接した場合に前記複数の第1凹部にそれぞれ係合する複数の第2凸部と、
前記第2接合面に凹設され前記第2接合部材の厚み方向で前記第2凸部と交互に配設されると共に前記第1接合面と前記第2接合面とが当接した場合に前記複数の第1凸部にそれぞれ係合する複数の第2凹部とを備え、
前記複数の第1凸部及び前記複数の第2凸部は略同一形状に形成されると共に、前記複数の第1凹部及び前記複数の第2凹部は略同一形状に形成され、
前記第1接合面の前記第1接合部材の厚み方向における両端の縁部は、前記第1凸部の頂部及び第1凹部の底部の略中央を通る第1仮想線上に設定され、前記第2接合面の前記第2接合部材の厚み方向における両端の縁部は、前記第2凸部の頂部及び第2凹部の底部の略中央を通る第2仮想線上に設定され、
前記第1接合面と前記第2接合面とが当接した場合に、前記第1接合面の前記第1接合部材の厚み方向における両端の縁部と前記第2接合面の前記第2接合部材の厚み方向における両端の縁部とが当接し、前記第1接合面及び第2接合面における両端の縁部上で前記第1仮想線と前記第2仮想線とが一致することを特徴とする摩擦攪拌接合材。 A first joining member having a first joining surface; and a second joining member having a second joining surface abutting on the first joining surface, wherein the first joining surface and the second joining surface are in friction. In friction stir welding materials to be stir welded,
The first joint surface protrudes from the first joint surface and is disposed in the thickness direction of the first joint member;
A plurality of first recesses that are recessed in the first bonding surface and are arranged alternately with the first protrusions in the thickness direction of the first bonding member;
The second joint surface protrudes from the second joint surface and is disposed in the thickness direction of the second joint member, and when the first joint surface and the second joint surface are in contact with each other, A plurality of second convex portions respectively engaged with the first concave portions of
When the first joint surface and the second joint surface abut on the second joint surface and are alternately disposed with the second convex portions in the thickness direction of the second joint member. A plurality of second recesses respectively engaged with the plurality of first protrusions ,
The plurality of first protrusions and the plurality of second protrusions are formed in substantially the same shape, and the plurality of first recesses and the plurality of second recesses are formed in substantially the same shape,
Edges at both ends of the first joint surface in the thickness direction of the first joint member are set on a first imaginary line passing through substantially the center of the top part of the first convex part and the bottom part of the first concave part, and the second Edges at both ends of the joining surface in the thickness direction of the second joining member are set on a second imaginary line passing through substantially the center of the top of the second convex part and the bottom of the second concave part,
When the first joint surface and the second joint surface are in contact with each other, edges of both ends of the first joint surface in the thickness direction of the first joint member and the second joint member of the second joint surface contact with both end edge portions in the thickness direction of those, and features that you match the first joining surface and the second the first virtual line on the edge of both ends in the joint surface and said second imaginary line Friction stir welding material.
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