JP5494692B2 - 接合方法 - Google Patents
接合方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5494692B2 JP5494692B2 JP2012028428A JP2012028428A JP5494692B2 JP 5494692 B2 JP5494692 B2 JP 5494692B2 JP 2012028428 A JP2012028428 A JP 2012028428A JP 2012028428 A JP2012028428 A JP 2012028428A JP 5494692 B2 JP5494692 B2 JP 5494692B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main joining
- main
- friction stir
- metal element
- abutting portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Straightening Metal Sheet-Like Bodies (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
請求項10に係る発明は、請求項1乃至請求項9のいずれか1項において、前記第一の本接合工程では、本接合用回転ツールを移動させる際に、前記本接合用回転ツールのショルダ部の軸線を鉛直にすることを特徴とする。
まず、接合すべき金属部材1,1を詳細に説明するとともに、この金属部材1,1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。
図1を参照して準備工程を説明する。準備工程は、接合すべき金属部材1,1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および第二タブ材3)を準備する工程であり、本実施形態では、接合すべき金属部材1,1を突き合せる突合工程と、金属部材1,1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、第一タブ材2と第二タブ材3を溶接により金属部材1,1に仮接合する溶接工程とを具備している。
第一の予備工程は、第一の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、摩擦攪拌接合によって仮接合する。
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の直上に仮接合用回転ツールAを位置させ、続いて、仮接合用回転ツールAを右回転させつつ下降させて攪拌ピンA2を開始位置SPに押し付ける。攪拌ピンA2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A2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A2が第一タブ材2に挿入される。
第一の本接合工程は、金属部材1,1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の本接合工程では、図2の(b)に示す本接合用回転ツールBを使用し、仮接合された状態の突合部J1に対して金属部材1の表面12側から摩擦攪拌を行う。
まず、図5の(a)に示すように、開始位置SM1の直上に本接合用回転ツールBを位置させ、続いて、本接合用回転ツールBを右回転させつつ下降させて攪拌ピンB2の先端を第二タブ材3の表面32に当接すると、第二タブ材3の表面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B2の周面で押し退けながら、攪拌ピンB2が圧入される。
第一の補修工程は、第一の本接合工程により金属部材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、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。
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Aの攪拌ピンA2(図6の(b)参照)を挿入(圧入)して摩擦攪拌を開始し、第二の補修領域R2に対して摩擦攪拌を行う。
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Aの攪拌ピンA2(図2の(a)参照)を挿入(圧入)して摩擦攪拌を開始し、第二の補修領域R2に対して摩擦攪拌を行う。
ところで、表側塑性化領域W1は、温度が下がってくると収縮する。そのため、図8の(a)に示すように、VI-VI断面(横方向)において下に凸の反り、つまり、裏面13側に凸かつ表面12側に凹の反りを生じてしまう。また、図8の(a)(b)に示すように、V−V断面(縦方向)において下に凸の反り、つまり、裏面13側に凸(表面12側に凹)の反りを生じてしまう。
また、第一タブ材2や第二タブ材3を取り除いた金属部材1にロール矯正を行って、反りを矯正するようにしてもよい。また、補助部材Q1,Q2,Q3としては、金属部材1よりも軟質の材料であればよく、例えば、アルミニウム合金、硬質ゴム、プラスチック、木材を用いることができる。
続いて、歪矯正工程を経て横方向の反りの矯正が終わると、第二の本接合工程を行う。この第二の本接合工程は、金属部材1,1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の本接合工程では、図10の(a)および(b)に示すように、第一の本接合工程で使用した本接合用回転ツールB(図2参照)を使用して、突合部J1に対して金属部材1の裏面13側から摩擦攪拌を行う。ところが、前記したように、突合部J1には、縦方向の反りが生じている。そこで、この実施形態では、後記するように、突合部J1の途中であって反りの頂上から端部に向かって摩擦攪拌接合を行う。そこで、まず、摩擦攪拌接合の平面視における様子について説明する。
まず、図11Aの(a)に示すように、開始位置SM1の直上に本接合用回転ツールBを位置させ、続いて、本接合用回転ツールBを右回転させつつ下降させて攪拌ピンB2の先端を挿入(圧入)する。
第二の補修工程は、第二の本接合工程により金属部材1に形成された裏側塑性化領域W21,22に対して摩擦攪拌を行う工程であり、裏側塑性化領域W21,22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。この第二の補修工程では、第一の補修工程と同様に、本接合用回転ツールBよりも小型の仮接合用回転ツールAを補修用の回転ツールとして用いて摩擦攪拌を行う。以下、ここでも、第二の補修工程で用いる仮接合用回転ツールAを補修用回転ツールAと称して説明することとする。
最後に、第二の補修工程が終了したら、仕上げ工程に移行する。この仕上げ工程には、第二の予備工程、第二の本接合工程、および、第二の補修工程における摩擦攪拌で発生したバリを除去するバリ除去工程と、第一タブ材2および第二タブ材3を切除するタブ切除工程と、第一タブ材2および第二タブ材3を切除され、バリが除去されている金属部材1に焼きなましを行う焼きなまし工程とが含まれる。第一の本接合工程や第二の本接合工程を経て接合された金属部材1,1の接合体に焼きなまし工程を行って、図13に示すよう
に、金属部材1、第一タブ材2、第二タブ材3に生じていた反りを矯正する。
2 第一タブ材
3 第二タブ材
J1〜J3 突合部
A 仮接合用回転ツール
A1 ショルダ部
A2 攪拌ピン
B 本接合用回転ツール
B1 ショルダ部
B2 攪拌ピン
W1,W2 塑性化領域
Claims (10)
- 金属要素同士の突合部における前記金属要素の表面側から前記突合部に沿った方向としての縦方向に摩擦攪拌接合を行う第一の本接合工程と、当該第一の本接合工程の後に、前記第一の本接合工程における摩擦攪拌で前記表面側に発生したバリを除去するとともに前記第一の本接合工程における摩擦攪拌接合により形成された前記金属要素の裏面側に凸の反りを矯正する歪矯正工程とを含む接合方法であって、
前記歪矯正工程では、前記第一の本接合工程における回転ツールの移動方向である前記縦方向をロール送り方向として、ロールの相対的な移動を繰り返して前記金属要素を往復動させるロール矯正により、前記反りを矯正することを特徴とする接合方法。 - 金属要素同士の突合部における前記金属要素の表面側から前記突合部に沿った方向としての縦方向に摩擦攪拌接合を行う第一の本接合工程と、当該第一の本接合工程の後に、前記第一の本接合工程における摩擦攪拌で前記表面側に発生したバリを除去するとともに前記第一の本接合工程における摩擦攪拌接合により形成された前記金属要素の裏面側に凸の反りを矯正する歪矯正工程とを含む接合方法であって、
前記歪矯正工程では、前記第一の本接合工程における回転ツールの移動方向である前記縦方向をロール送り方向として、ロール幅が前記金属要素の横方向の寸法よりも大きい二本のロール間に前記金属要素と前記裏面側の前記突合部に沿う帯状の補助部材とを通すロール矯正により、前記反りを矯正することを特徴とする接合方法。 - 前記突合部に、前記金属要素の表面側に引張応力が発生するような曲げモーメントを作用させることで、前記反りを矯正することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の接合方法。
- 金属要素同士の突合部における前記金属要素の表面側から前記突合部に沿った方向としての縦方向に摩擦攪拌接合を行う第一の本接合工程と、当該第一の本接合工程の後に、前記第一の本接合工程における摩擦攪拌で前記表面側に発生したバリを除去するとともに前記第一の本接合工程における摩擦攪拌接合により形成された前記金属要素の裏面側に凸の反りを矯正する歪矯正工程とを含む接合方法であって、
前記歪矯正工程では、前記第一の本接合工程における回転ツールの移動方向である前記縦方向をロール送り方向とするロール矯正により、前記反りを矯正しており、
前記ロール矯正は、前記金属要素の裏面に当接する第一の補助部材を前記突合部に沿って配置するとともに、前記金属要素の表面に当接する第二および第三の補助部材を、前記突合部を挟んで両側に配置した状態で行うことを特徴とする接合方法。 - 前記各補助部材を、前記金属要素よりも硬度の低い材料によって成形してなることを特徴とする請求項4に記載の接合方法。
- 金属要素同士の突合部における前記金属要素の表面側から前記突合部に沿った方向としての縦方向に摩擦攪拌接合を行う第一の本接合工程と、当該第一の本接合工程の後に、前記第一の本接合工程における摩擦攪拌で前記表面側に発生したバリを除去するとともに前記第一の本接合工程における摩擦攪拌接合により形成された前記金属要素の裏面側に凸の反りを矯正する歪矯正工程とを含む接合方法であって、
前記歪矯正工程の後に、前記突合部における前記金属要素の裏面側から前記縦方向に摩擦攪拌接合を行う第二の本接合工程を含むことを特徴とする接合方法。 - 前記第二の本接合工程の後に、前記金属要素の反りを矯正する仕上げ工程を含むことを特徴とする請求項6に記載の接合方法。
- 前記仕上げ工程では、前記第二の本接合工程における摩擦攪拌で前記裏面側に発生したバリを除去するバリ除去工程を含むことを特徴とする請求項7に記載の接合方法。
- 前記仕上げ工程では、前記バリ除去工程の後に、前記第二の本接合工程を経て金属要素同士が接合した接合体に焼きなましを行うことを特徴とする請求項8に記載の接合方法。
- 前記第一の本接合工程では、本接合用回転ツールを移動させる際に、前記本接合用回転ツールのショルダ部の軸線を鉛直にすることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012028428A JP5494692B2 (ja) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012028428A JP5494692B2 (ja) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 接合方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007136299A Division JP5141094B2 (ja) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | 接合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012115908A JP2012115908A (ja) | 2012-06-21 |
JP5494692B2 true JP5494692B2 (ja) | 2014-05-21 |
Family
ID=46499389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012028428A Expired - Fee Related JP5494692B2 (ja) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5494692B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6056786B2 (ja) * | 2014-02-17 | 2017-01-11 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法 |
JP6260327B2 (ja) * | 2014-02-17 | 2018-01-17 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法 |
JP6036735B2 (ja) * | 2014-03-19 | 2016-11-30 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法 |
JP6060922B2 (ja) * | 2014-03-04 | 2017-01-18 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法 |
WO2015122093A1 (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-20 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法 |
DE102017102664B4 (de) | 2017-02-10 | 2023-05-04 | Gunnar Retzlaff | Verfahren zur Unterwasser-Reparatur einer Stahlkonstruktion |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63199023A (ja) * | 1987-02-12 | 1988-08-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | ロ−ラレベラ |
JPH0211223A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 2層クラッド鋼板の冷間矯正方法 |
JP3333411B2 (ja) * | 1996-12-18 | 2002-10-15 | 株式会社日立製作所 | 摩擦攪拌溶接方法および摩擦攪拌溶接装置 |
JPH10305372A (ja) * | 1997-05-07 | 1998-11-17 | Amada Co Ltd | 溶接装置 |
JP4008535B2 (ja) * | 1997-07-07 | 2007-11-14 | 昭和電工株式会社 | 摩擦撹拌接合装置及び摩擦撹拌接合方法 |
JP3307330B2 (ja) * | 1998-06-01 | 2002-07-24 | 日本軽金属株式会社 | 厚肉の被接合材の摩擦攪拌接合方法及び接合構造 |
JP2002153981A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-28 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 広幅金属材の製造方法及び広幅金属材の製造装置 |
JP4291104B2 (ja) * | 2003-10-17 | 2009-07-08 | 株式会社日立製作所 | 摩擦攪拌接合用継手構造 |
JP4281510B2 (ja) * | 2003-10-30 | 2009-06-17 | 日本軽金属株式会社 | 真空容器の製造方法 |
US7614539B2 (en) * | 2004-09-13 | 2009-11-10 | The Boeing Company | Method to improve properties of aluminum alloys processed by solid state joining |
JP4774253B2 (ja) * | 2005-08-24 | 2011-09-14 | 富士重工業株式会社 | 摩擦攪拌接合のバリ取り装置 |
-
2012
- 2012-02-13 JP JP2012028428A patent/JP5494692B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012115908A (ja) | 2012-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4882867B2 (ja) | 接合方法 | |
JP5494692B2 (ja) | 接合方法 | |
JP5381344B2 (ja) | 接合方法 | |
JP2010125495A (ja) | 接合方法 | |
JP5194906B2 (ja) | 接合方法 | |
US8763882B2 (en) | Friction stir welding method for metal material and metal material welded body obtained thereby | |
WO2015122093A1 (ja) | 接合方法 | |
JP5092333B2 (ja) | 接合方法 | |
JP5141094B2 (ja) | 接合方法 | |
JP5915802B2 (ja) | 摩擦攪拌接合方法 | |
JP6273821B2 (ja) | 接合方法 | |
JP4844329B2 (ja) | 接合方法 | |
JP5082364B2 (ja) | 接合方法 | |
JP5641117B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6112175B2 (ja) | 摩擦攪拌接合方法 | |
JP5962807B2 (ja) | 摩擦攪拌接合方法 | |
JP5508375B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6060922B2 (ja) | 接合方法 | |
JP4957160B2 (ja) | 接合方法 | |
JP4957161B2 (ja) | 摩擦攪拌方法 | |
JP2009172650A (ja) | 接合構造物の製造方法 | |
JP4844328B2 (ja) | 接合方法 | |
JP5338884B2 (ja) | 接合方法 | |
JP4935282B2 (ja) | 摩擦攪拌方法 | |
JP5915796B2 (ja) | 摩擦攪拌接合方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130404 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130409 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131008 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131022 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5494692 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |