JP5740959B2 - Joining method and joining apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、抵抗加熱および加振摩擦を用いた接合方法および接合装置に関する。   The present invention relates to a joining method and joining apparatus using resistance heating and vibration friction.

従来より、導電性の金属材料同士を互いに接合する方法として、抵抗溶接が使用されている。抵抗溶接は、導電性金属材料同士を接触させた状態で電極により挟み、電極から電流を与えることで、接合面の接触抵抗により生じる抵抗加熱により、導電性金属材料同士を溶融接合する方法である。例えば特許文献1には、接合する対の導電性金属材料を接触させた状態で加振し、表面の絶縁被覆を剥がした後に加振を停止させ、抵抗加熱により溶融接合する方法が記載されている。   Conventionally, resistance welding has been used as a method for joining conductive metal materials to each other. Resistance welding is a method in which conductive metal materials are melt-bonded by resistance heating caused by contact resistance of the joint surface by sandwiching the conductive metal materials in contact with each other and applying current from the electrodes. . For example, Patent Document 1 describes a method in which a pair of conductive metal materials to be bonded are vibrated in contact with each other, the vibration is stopped after the surface insulating coating is peeled off, and fusion bonding is performed by resistance heating. Yes.

特開平11―138275号公報JP 11-138275 A

しかしながら、上記の特許文献1に記載の方法では、電流を供給した際に、接合面における高面圧部に電流が集中するため、接合面における電流のあまり流れない部位は加熱されず、限定された面積および形状しか接合できない。   However, in the method described in Patent Document 1 described above, when current is supplied, the current concentrates on the high surface pressure portion on the joint surface, so that the portion where the current does not flow much on the joint surface is not heated and is limited. Can only be joined with different areas and shapes.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、接合面の全体を均一に接合でき、さらに好適な接合条件を容易に設定し得る接合方法および接合装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a bonding method and a bonding apparatus that can uniformly bond the entire bonding surface and can easily set a preferable bonding condition. And

上記目的を達成する本発明に係る接合方法は、導電性を備えた一対の被接合部材を接合するための接合方法である。当該接合方法は、互いに接合される前記被接合部材の接合面を対向させ、一対の前記被接合部材を相対的に摺動させつつ、前記被接合部材の一方から他方へ電極を経由して電流を流して抵抗加熱することによって、前記接合面同士を接合する接合工程を有している。前記接合工程においては、加圧手段によって前記被接合部材同士を相対的に押し付け、摺動手段によって前記被接合部材を相対的に摺動させ、電極加圧手段によって前記被接合部材と前記電極とを相対的に押し付けている。そして、前記接合工程において、(a)前記被接合部材同士を相対的に押し付ける加圧力、(b)摺動の変位、(c)前記電極を経由した通電、および(d)前記被接合部材と前記電極とを相対的に押し付ける電極加圧力のうち、時間とともに変化させるパラメータ同士を同期させて前記接合面同士を接合する。 The joining method according to the present invention that achieves the above object is a joining method for joining a pair of members to be joined having conductivity. In the bonding method, the bonding surfaces of the bonded members to be bonded to each other face each other, and a pair of the bonded members are slid relative to each other, and an electric current is passed from one of the bonded members to the other via an electrode. The joining process which joins the said joint surfaces is carried out by flowing resistance and carrying out resistance heating. In the bonding step, the members to be bonded are relatively pressed by a pressurizing unit, the members to be bonded are relatively slid by a sliding unit, and the members to be bonded and the electrodes are Is pressed relatively. In the joining step, (a) a pressure force that relatively presses the members to be joined, (b) displacement of sliding, (c) energization via the electrodes, and (d) the member to be joined Of the electrode pressing force that relatively presses the electrode, the parameters that change with time are synchronized with each other to join the joining surfaces together.

上記目的を達成する本発明に係る接合装置は、導電性を備えた一対の被接合部材を接合するための接合装置である。当該接合装置は、互いに接合される前記被接合部材の接合面を対向させ、一対の前記被接合部材を相対的に摺動させつつ、前記被接合部材の一方から他方へ電極を経由して電流を流して抵抗加熱することによって、前記接合面同士を接合する接合手段を有している。前記接合手段は、前記被接合部材同士を相対的に押し付ける加圧手段と、前記被接合部材を相対的に摺動させる摺動手段と、前記被接合部材の一方から他方へ前記電極を経由して電流を流すための電流供給手段と、前記被接合部材と前記電極とを相対的に押し付ける電極加圧手段と、前記加圧手段、前記摺動手段、前記電流供給手段、および前記電極加圧手段のそれぞれの作動を制御する制御手段と、を有している。そして、前記制御手段は、前記接合面同士を接合するときに、(a)前記被接合部材同士を相対的に押し付ける加圧力、(b)摺動の変位、(c)前記電極を経由した通電、および(d)前記被接合部材と前記電極とを相対的に押し付ける電極加圧力のうち、時間とともに変化させるパラメータ同士を同期させて、前記加圧手段、前記摺動手段、前記電流供給手段、または前記電極加圧手段の作動を制御する。   A joining device according to the present invention that achieves the above object is a joining device for joining a pair of members to be joined having conductivity. The joining apparatus is configured such that the joining surfaces of the joined members to be joined to each other face each other, and a pair of the joined members are relatively slid, while an electric current is passed from one of the joined members to the other via an electrode. And joining means for joining the joining surfaces by resistance heating. The joining means includes a pressurizing means for relatively pressing the members to be joined together, a sliding means for relatively sliding the members to be joined, and one of the members to be joined via the electrode from the other. Current supply means for flowing current, electrode pressurizing means for relatively pressing the member to be joined and the electrode, the pressurization means, the sliding means, the current supply means, and the electrode pressurization Control means for controlling the respective operations of the means. And when the said joining means joins the said joining surfaces, (a) The applied pressure which presses the said to-be-joined members relatively, (b) Displacement of a slide, (c) Current supply via the said electrode And (d) among the electrode pressurizing forces that relatively press the member to be joined and the electrodes, the parameters that change with time are synchronized with each other, the pressurizing means, the sliding means, the current supply means, Alternatively, the operation of the electrode pressurizing means is controlled.

上記のように構成した接合方法および接合装置によれば、被接合部材を摺動させつつ抵抗加熱を行って接合するため、抵抗加熱により加熱された高面圧部に摺動が作用して摩耗、塑性流動が生じ、高面圧部の面圧が低下することにより時々刻々と電流集中箇所が変化する。これにより、接合面を均一に加熱し、接合面の全体を均一に接合できる。接合面同士を接合するときには、(a)被接合部材同士を相対的に押し付ける加圧力、(b)摺動の変位、(c)電極を経由した通電、および(d)被接合部材と電極とを相対的に押し付ける電極加圧力のうち、時間とともに変化させるパラメータ同士を同期させているため、好適な接合条件を容易に設定することができる。   According to the joining method and the joining apparatus configured as described above, since the member to be joined is subjected to resistance heating while sliding, the sliding acts on the high surface pressure portion heated by the resistance heating and wears. As the plastic flow occurs and the surface pressure of the high surface pressure portion decreases, the current concentration changes from moment to moment. Thereby, a joining surface can be heated uniformly and the whole joining surface can be joined uniformly. When joining the joining surfaces, (a) a pressing force that relatively presses the members to be joined, (b) displacement of sliding, (c) energization via the electrodes, and (d) a member to be joined and the electrodes Among the electrode pressurizing force that presses relatively, the parameters that change with time are synchronized with each other, so that suitable joining conditions can be easily set.

実施の形態に係る接合装置の一例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating an example of the joining apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係る接合方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the joining method which concerns on embodiment. 電極を経由した通電を、摺動の変位に同期させた制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control which synchronized the electricity_supply via an electrode with the displacement of sliding. 電極を経由した通電を、摺動の変位に同期させた制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control which synchronized the electricity_supply via an electrode with the displacement of sliding. 電極を経由した通電を、時間とともに変化する加圧力に同期させた制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control which synchronized the energization via an electrode with the applied pressure which changes with time. 電極を経由した通電を、時間とともに変化する加圧力に同期させた制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control which synchronized the energization via an electrode with the applied pressure which changes with time. 電極を経由した通電を、時間とともに変化する電極加圧力に同期させた制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control which synchronized the electricity_supply via an electrode with the electrode pressurization force which changes with time. 電極を経由した通電を、時間とともに変化する電極加圧力に同期させた制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control which synchronized the electricity_supply via an electrode with the electrode pressurization force which changes with time. 時間とともに変化する加圧力を、摺動の変位に同期させた制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control which synchronized the applied pressure which changes with time with the displacement of sliding. 時間とともに変化する電極加圧力を、摺動の変位に同期させた制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control which synchronized the electrode pressurization force which changes with time with the displacement of sliding. 時間とともに変化する電極加圧力を、摺動の変位に同期させた制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control which synchronized the electrode pressurization force which changes with time with the displacement of sliding.

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and are different from the actual ratios.

図1は、実施の形態に係る接合装置の一例を説明するための概略図である。   Drawing 1 is a schematic diagram for explaining an example of a joining device concerning an embodiment.

実施の形態に係る接合装置40は、導電性を備えた一対の被接合部材10,20を接合するための接合装置である。接合装置40は、概説すれば、互いに接合される被接合部材10,20の接合面10a,20aを対向させ、一対の被接合部材10,20を相対的に摺動させつつ、被接合部材10,20の一方から他方へ第1と第2の電極42,44(電極に相当する)を経由して電流を流して抵抗加熱することによって、接合面10a,20a同士を接合する接合手段を有している。抵抗加熱および摩擦熱(塑性流動)を利用する接合手段は、被接合部材10,20同士を相対的に押し付ける加圧装置80(加圧手段に相当する)と、被接合部材10,20を相対的に摺動させる摺動装置70(摺動手段に相当する)と、被接合部材10,20の一方から他方へ電極42,44を経由して電流を流すための電流供給装置50(電流供給手段に相当する)と、被接合部材10,20と電極42,44とを相対的に押し付ける電極加圧装置88(電極加圧手段に相当する)と、制御装置90(制御手段に相当する)を有する。制御装置90は、加圧装置80、摺動装置70、電流供給装置50、および電極加圧装置88のそれぞれの作動を制御する。そして、制御装置90は、接合面10a,20a同士を接合するときに、(a)被接合部材10,20同士を相対的に押し付ける加圧力P1、(b)摺動の変位D、(c)電極42,44を経由した通電C、および(d)被接合部材10,20と電極42,44とを相対的に押し付ける電極加圧力P2のうち、時間とともに変化させるパラメータ同士を同期させて、加圧装置80、摺動装置70、電流供給装置50、または電極加圧装置88の作動を制御している。以下、詳述する。   The joining device 40 according to the embodiment is a joining device for joining a pair of members to be joined 10 and 20 having conductivity. In summary, the joining device 40 is configured so that the joining surfaces 10a and 20a of the joined members 10 and 20 to be joined to each other face each other and the pair of joined members 10 and 20 slide relative to each other while the joined members 10 and 20 are relatively slid. , 20 has a joining means for joining the joining surfaces 10a, 20a by flowing current from the one to the other through the first and second electrodes 42, 44 (corresponding to electrodes) and resistance heating. doing. The joining means using resistance heating and frictional heat (plastic flow) is a relative force between the pressurizing device 80 (corresponding to the pressurizing means) that presses the members to be joined 10 and 20 relative to each other and the members to be joined 10 and 20. And a current supply device 50 (current supply) for flowing a current from one of the members 10 and 20 to the other via the electrodes 42 and 44. An electrode pressurizing device 88 (corresponding to electrode pressurizing means) and a controller 90 (corresponding to control means) for relatively pressing the members 10 and 20 and the electrodes 42 and 44 to be joined. Have The control device 90 controls the operations of the pressure device 80, the sliding device 70, the current supply device 50, and the electrode pressure device 88. When the control device 90 joins the joining surfaces 10a and 20a, (a) a pressure P1 that relatively presses the joined members 10 and 20 together, (b) a sliding displacement D, and (c). Among the energization C via the electrodes 42 and 44 and (d) the electrode pressure P2 for relatively pressing the members 10 and 20 to be joined and the electrodes 42 and 44, the parameters that change with time are synchronized with each other, The operation of the pressure device 80, the sliding device 70, the current supply device 50, or the electrode pressurization device 88 is controlled. Details will be described below.

接合されるワークは、上方に位置する被接合部材10と、下方に位置する被接合部材20と、被接合部材10,20の間に配置される被接合部材である中間部材30とからなる。被接合部材10,20および中間部材30は、後述される振動の方向に対して一様形状を有し、接合面10a,20aの延長方向は、水平方向Hとなっている。   The workpieces to be joined include a member to be joined 10 positioned above, a member to be joined 20 located below, and an intermediate member 30 that is a member to be joined disposed between the members to be joined 10 and 20. The members to be joined 10 and 20 and the intermediate member 30 have a uniform shape with respect to the vibration direction described later, and the extending direction of the joining surfaces 10a and 20a is a horizontal direction H.

被接合部材10,20は、本実施の形態においては、アルミニウム(Al)が適用される。アルミニウムは、圧延材(例えば、A5052)や鋳造材(例えば、ADC12)を利用することが可能である。被接合部材10,20は、導電材料であれば特に限定されず、鉄(Fe)やマグネシュウム(Mg)を適用することが可能である。また、Al−Alの同材同士の接合、Al−FeやAl−Mgの異材接合に適用することも可能である。Al−FeやAl−Mgの異材接合体を得ることができるため、シリンダヘッド等の自動車用部品として適用することが容易である。   Aluminum (Al) is applied to the members to be joined 10 and 20 in the present embodiment. As the aluminum, a rolled material (for example, A5052) or a cast material (for example, ADC12) can be used. The members to be joined 10 and 20 are not particularly limited as long as they are conductive materials, and iron (Fe) or magnesium (Mg) can be applied. Moreover, it is also possible to apply to joining of the same material of Al—Al, and joining of different materials of Al—Fe or Al—Mg. Since an Al—Fe or Al—Mg dissimilar material joined body can be obtained, it can be easily applied as automotive parts such as a cylinder head.

中間部材30は、被接合部材10,20と共晶反応する共晶反応材料からなる。被接合部材10,20がアルミニウムの場合、アルミニウムと低温共晶を形成する共晶反応材料は、亜鉛(Zn)、ケイ素(Si)、銅(Cu)、錫(Sn)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)等を適用することが可能である。   The intermediate member 30 is made of a eutectic reaction material that undergoes a eutectic reaction with the bonded members 10 and 20. When the bonded members 10 and 20 are aluminum, eutectic reaction materials that form a low temperature eutectic with aluminum are zinc (Zn), silicon (Si), copper (Cu), tin (Sn), silver (Ag), Nickel (Ni) or the like can be applied.

共晶反応材料は、液相を形成し、被接合部材10,20同士および共晶反応材料と被接合部材10,20との間における相互拡散を促進するため、良好な接合強度を確保することが可能であり、かつ、形成される液相によって間隙が埋められるため、広い面積や曲面の接合においても良好な水密性を達成することが容易である。したがって、高度な水密性が要求される部位や、2次元的な曲面や大面積部位に、特に有効である。共晶反応材料の厚みは、例えば、10〜100μmであるが、特にこれに限定されず、また、厚さを部位に応じ適宜変化させることも可能である。   The eutectic reaction material forms a liquid phase and promotes interdiffusion between the members to be bonded 10 and 20 and between the eutectic reaction material and the members to be bonded 10 and 20, thereby ensuring good bonding strength. In addition, since the gap is filled with the liquid phase to be formed, it is easy to achieve good water-tightness even when joining large areas or curved surfaces. Therefore, it is particularly effective for a portion requiring high water tightness, a two-dimensional curved surface, or a large area portion. The thickness of the eutectic reaction material is, for example, 10 to 100 μm, but is not particularly limited thereto, and the thickness can be appropriately changed according to the site.

中間部材30の共晶反応により低融点で液層化し、酸素を遮断して再酸化を抑制する役割を果たすため、真空雰囲気と長時間が必要であった真空ろう付けに対し、大気中における短時間、低入熱での接合が可能となり、量産化が容易となる点でも好ましい。   Due to the eutectic reaction of the intermediate member 30 to form a liquid layer with a low melting point and to block oxygen and suppress reoxidation. It is also preferable in that it can be joined with time and low heat input, and mass production is easy.

中間部材30は、共晶反応材料以外の液相を形成する導電材料から構成することも可能である。この場合は、中間部材の選択の自由度が大きく(材料の選択範囲が広い)、また、中間部材30によって液相が形成され、被接合部材10,20同士および中間部材30と被接合部材10,20との間における相互拡散が促進されるため、良好な接合強度が確保される。そして、形成される液相によって間隙が埋められるため、広い面積や曲面の接合においても良好な水密性を達成することが容易である。共晶反応材料以外の液相を形成する導電材料としては、共晶反応材料に比較して安価で一般的なろう材や低温はんだが挙げられる。   The intermediate member 30 can also be composed of a conductive material that forms a liquid phase other than the eutectic reaction material. In this case, the degree of freedom of selection of the intermediate member is large (the material selection range is wide), and a liquid phase is formed by the intermediate member 30, so that the members to be bonded 10, 20 and the intermediate member 30 and the member to be bonded 10 are formed. , 20 is promoted, and good bonding strength is ensured. And since a gap | interval is filled up with the liquid phase formed, it is easy to achieve favorable watertightness also in joining of a large area and a curved surface. Examples of the conductive material that forms a liquid phase other than the eutectic reaction material include inexpensive and general brazing materials and low-temperature solder as compared with the eutectic reaction material.

中間部材30は、別体からなる形態に限定されず、被接合部材10,20の一方と一体化された被覆層から構成することも可能である。この場合、中間部材30を局所的に配置することが可能である。被覆は、めっき、クラッド材、塗布等により形成することが可能である。また、中間部材30は、かならずしも設けられなくてもよい。   The intermediate member 30 is not limited to the form which consists of another body, but can also be comprised from the coating layer integrated with one of the to-be-joined members 10 and 20. FIG. In this case, it is possible to arrange the intermediate member 30 locally. The coating can be formed by plating, cladding material, coating, or the like. Moreover, the intermediate member 30 does not necessarily need to be provided.

第1および第2電極42,44は、抵抗加熱によって被接合部材10,20および中間部材30(中間部材30が介在している被接合部材10,20の接合面10a,20a)を昇温し軟化させるための加熱手段であり、第1電極42は、上方に位置する被接合部材10に電気的に接続され、第2電極44は、下方に位置する被接合部材20に電気的に接続される。第1および第2電極42,44は、被接合部材10,20に直接接触する形態に限定されず、例えば、導電性を有する他の部材を介して間接的に接触させることも可能である。第1および第2電極42,44は、それぞれ複数の電極によって構成することも可能である。   The first and second electrodes 42 and 44 raise the temperature of the members to be bonded 10 and 20 and the intermediate member 30 (bonding surfaces 10a and 20a of the members 10 and 20 to which the intermediate member 30 is interposed) by resistance heating. It is a heating means for softening, and the first electrode 42 is electrically connected to the member to be bonded 10 positioned above, and the second electrode 44 is electrically connected to the member to be bonded 20 positioned below. The The 1st and 2nd electrodes 42 and 44 are not limited to the form which contacts the to-be-joined members 10 and 20 directly, For example, it is also possible to contact indirectly through the other member which has electroconductivity. Each of the first and second electrodes 42 and 44 may be composed of a plurality of electrodes.

電流供給装置50は、直流電流または交流電流を、第1電極42から、被接合部材10、中間部材30および被接合部材20を経由して第2電極44に流すための電流供給手段であり、例えば、電流値および電圧値が調整自在に構成されている。   The current supply device 50 is current supply means for causing a direct current or an alternating current to flow from the first electrode 42 to the second electrode 44 via the bonded member 10, the intermediate member 30, and the bonded member 20. For example, the current value and the voltage value are configured to be adjustable.

保持装置60は、上方に位置する可動保持部62と下方に位置する固定保持部64とを有する。可動保持部62は、被接合部材10を水平方向Hに往復動自在に保持するために使用される。固定保持部64は、被接合部材20の水平方向Hへの移動を規制し、被接合部材10に対し被接合部材20を相対的に静止した状態で維持するために使用される。   The holding device 60 has a movable holding part 62 positioned above and a fixed holding part 64 positioned below. The movable holding part 62 is used to hold the member 10 to be reciprocated in the horizontal direction H. The fixed holding portion 64 is used to restrict the movement of the member to be bonded 20 in the horizontal direction H and maintain the member to be bonded 20 in a stationary state relative to the member to be bonded 10.

摺動装置70は、被接合部材10を被接合部材20に対して相対的に摺動させ、中間部材30が介在している被接合部材10,20の接合面10a,20aに摩擦熱(塑性流動)を発生させるために使用される加振手段からなる。加振手段は、可動保持部62に保持された被接合部材10を、接合面10a,20aの延長方向に対して平行である水平方向Hに振動(加振)させるシャフト72と、シャフト72の駆動源であるモータ74と、を有する。加振手段は、加振周波数、加振振幅および加振力等を任意に制御可能となっている。例えば、加振振幅は100〜1000μmの範囲、加振周波数は10〜100Hzの範囲で調整可能に構成されている。加振機構は、特に限定されず、例えば、超音波振動、電磁式振動、油圧式加振、カム式振動を適用することが可能である。   The sliding device 70 slides the member to be bonded 10 relative to the member to be bonded 20, and generates frictional heat (plasticity) on the bonding surfaces 10a and 20a of the members to be bonded 10 and 20 on which the intermediate member 30 is interposed. (Vibrating) used to generate a flow). The vibration means vibrates (vibrates) the member to be bonded 10 held by the movable holding portion 62 in a horizontal direction H parallel to the extending direction of the bonding surfaces 10a and 20a. And a motor 74 which is a drive source. The vibration means can arbitrarily control the vibration frequency, the vibration amplitude, the vibration force, and the like. For example, the excitation amplitude is adjustable in the range of 100 to 1000 μm, and the excitation frequency is adjustable in the range of 10 to 100 Hz. The vibration mechanism is not particularly limited, and for example, ultrasonic vibration, electromagnetic vibration, hydraulic vibration, and cam vibration can be applied.

加振方向は、接合面10a,20aの延長方向に沿う1方向への往復運動であるため、接合面10a,20aの形状の自由度が向上することとなる。すなわち、1方向にさえ変位可能であれば加振できるため、接合面10a,20aの形状が平面である必要はなく、例えば、一方向に延びる溝に凸部が嵌合する形態とすることも可能である。   Since the excitation direction is a reciprocating motion in one direction along the extending direction of the joint surfaces 10a and 20a, the degree of freedom of the shape of the joint surfaces 10a and 20a is improved. That is, since vibration can be applied as long as it can be displaced in only one direction, the shape of the joint surfaces 10a and 20a does not need to be a flat surface. For example, the convex portion may be fitted in a groove extending in one direction. Is possible.

また、摺動装置70は、振動(加振機構)を利用する形態に限定されず、回転運動や、自転せずに円軌道を描くように振れ回る公転運動を適宜適用することも可能である。なお、公転運動の場合、振動と異なり、接合面10a,20a同士の相対的な運動が停止しないことから、動摩擦係数のみが作用して摩擦係数が安定し、接合面10a,20aを均一に磨耗させることが可能である。   Further, the sliding device 70 is not limited to a form using vibration (vibration mechanism), and it is also possible to appropriately apply a rotational motion or a revolving motion that swings around in a circular orbit without rotating. . In the revolving motion, unlike the vibration, the relative motion between the joint surfaces 10a and 20a does not stop. Therefore, only the dynamic friction coefficient acts to stabilize the friction coefficient, and the joint surfaces 10a and 20a are evenly worn. It is possible to make it.

加圧装置80は、上方に位置する加圧部82と下方に位置する支持構造体84とを有する。加圧部82は、プッシュロッド86に連結され、かつ、上下方向(接合面10a,20aと直交する押圧方向)Lに進退動可能となっている。加圧部82は、プッシュロッド86を介して被接合部材10,20同士を相対的に押し付ける加圧力P1を付与可能であり、被接合部材20に対する被接合部材10の押し付け面圧を調整するための面圧調整手段である。加圧部82は、例えば、油圧シリンダが組み込まれており、加圧力P1を調整自在に構成されている。例えば、加圧力P1は接合面にかかる面圧が2〜10MPaとなるように定められている。   The pressurizing device 80 includes a pressurizing unit 82 positioned above and a support structure 84 positioned below. The pressurizing part 82 is connected to the push rod 86 and can advance and retreat in the vertical direction (pressing direction orthogonal to the joint surfaces 10a and 20a) L. The pressurizing unit 82 can apply a pressure P <b> 1 that relatively presses the members to be bonded 10 and 20 through the push rod 86, and adjusts the pressing surface pressure of the member to be bonded 20 against the member to be bonded 20. The surface pressure adjusting means. The pressurizing unit 82 includes, for example, a hydraulic cylinder, and is configured to be able to adjust the pressure P1. For example, the applied pressure P1 is determined so that the surface pressure applied to the joint surface is 2 to 10 MPa.

電極加圧装置88は、第1電極42に連結され、かつ、上下方向Lに進退動可能となっている。電極加圧装置88は、第1電極42を被接合部材10に押し付ける電極加圧力P2を付与可能であり、被接合部材10に対する第1電極42の押し付け面圧を調整するため面圧調整手段である。電極加圧装置88は、例えば、油圧シリンダが組み込まれており、電極加圧力P2を調整自在に構成されている。例えば、電極加圧力P2は電極接触面にかかる面圧が2〜10MPaとなるように定められている。なお、電極加圧装置88は、加圧部82と同様に、被接合部材20に対する被接合部材10の押し付け面圧を調整するための面圧調整手段としても機能している。   The electrode pressurizing device 88 is connected to the first electrode 42 and can be moved back and forth in the vertical direction L. The electrode pressurizing device 88 can apply an electrode pressure P2 that presses the first electrode 42 against the member 10 to be bonded, and is a surface pressure adjusting means for adjusting the pressing surface pressure of the first electrode 42 against the member 10 to be bonded. is there. The electrode pressurizing device 88 includes a hydraulic cylinder, for example, and is configured to be able to adjust the electrode pressurizing force P2. For example, the electrode pressure P2 is determined such that the surface pressure applied to the electrode contact surface is 2 to 10 MPa. Note that the electrode pressurizing device 88 also functions as a surface pressure adjusting means for adjusting the pressing surface pressure of the member to be bonded 20 against the member to be bonded 20, similarly to the pressure unit 82.

支持構造体84は、被接合部材10、中間部材30および被接合部材20を介して加圧装置80の加圧力P1および電極加圧装置88の電極加圧力P2が伝達される第2電極44を、支持するために使用される。   The support structure 84 has the second electrode 44 to which the pressurizing force P1 of the pressurizing device 80 and the electrode pressurizing force P2 of the electrode pressurizing device 88 are transmitted via the member to be joined 10, the intermediate member 30, and the member to be joined 20. Used to support.

加圧部82および電極加圧装置88と、支持構造体84とを逆に配置することも可能である。この場合、下方に配置される加圧部82および電極加圧装置88によって第2電極44が押圧され、上方に配置される支持構造体84よって第1電極42が支持されることになる。また、支持構造体84の代わりに、第2の加圧部を設けることによって、面圧調整の自由度を向上させ、第2の電極加圧装置を設けることによって、第2電極44を被接合部材10に押し付ける電極加圧力の調整の自由度を向上させることも可能である。   It is also possible to dispose the pressurizing unit 82 and the electrode pressurizing device 88 and the support structure 84 in reverse. In this case, the second electrode 44 is pressed by the pressurizing unit 82 and the electrode pressurizing device 88 disposed below, and the first electrode 42 is supported by the support structure 84 disposed above. Further, instead of the support structure 84, by providing a second pressure unit, the degree of freedom in adjusting the surface pressure is improved, and by providing a second electrode pressure device, the second electrode 44 is joined. It is also possible to improve the degree of freedom in adjusting the electrode pressing force pressed against the member 10.

制御装置90は、演算部、記憶部、入力部および出力部を有するコンピュータからなる制御手段であり、加圧装置80、摺動装置70、電流供給装置50、および電極加圧装置88を統括的に制御するために使用される。制御装置90の各機能は、記憶装置に格納されているプログラムを演算部が実行することにより発揮される。   The control device 90 is a control means including a computer having a calculation unit, a storage unit, an input unit, and an output unit, and controls the pressurizing device 80, the sliding device 70, the current supply device 50, and the electrode pressurizing device 88. Used to control. Each function of the control device 90 is exhibited when the arithmetic unit executes a program stored in the storage device.

プログラムは、例えば、加圧装置80の加圧力P1および電極加圧装置88の電極加圧力P2を調整した状態で、摺動装置70によって被接合部材10を水平方向Hに振動させることによって、中間部材30が介在している被接合部材10,20の接合面10a,20aを摺動させつつ、電流供給装置50から供給される電流を、第1電極42から、被接合部材10、中間部材30および被接合部材20を経由して、第2電極44へ流して抵抗加熱することによって、中間部材30を介在させて被接合部材10,20を接合するための手順を、制御装置90に実行させるためものである。   For example, the program is performed by vibrating the joined member 10 in the horizontal direction H by the sliding device 70 in a state where the pressing force P1 of the pressing device 80 and the electrode pressing force P2 of the electrode pressing device 88 are adjusted. The current supplied from the current supply device 50 is supplied from the first electrode 42 to the joined member 10 and the intermediate member 30 while sliding the joining surfaces 10a and 20a of the joined members 10 and 20 in which the member 30 is interposed. Then, the control device 90 is caused to execute a procedure for joining the members to be joined 10 and 20 with the intermediate member 30 interposed by flowing to the second electrode 44 through the member 20 and resistance heating. For.

次に、実施の形態に係る接合方法を説明する。   Next, the joining method according to the embodiment will be described.

図2は、実施の形態に係る接合方法を説明するためのフローチャートである。図2に示されるフローチャートにより示されるアルゴリズムは、制御装置90の記憶部にプログラムとして記憶されており、制御装置90の演算部によって実行される。接合装置40を用いて被接合部材10,20を接合する方法を、図2に示すフローチャートに沿って説明する。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the joining method according to the embodiment. The algorithm shown by the flowchart shown in FIG. 2 is stored as a program in the storage unit of the control device 90, and is executed by the arithmetic unit of the control device 90. A method of joining the members to be joined 10 and 20 using the joining device 40 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

初めに、図1に示すように、互いに接合する被接合部材10,20の間に中間部材30を挟み、電極42,44の間に被接合部材10,20を保持する。被接合部材20は固定保持部64に固定され、被接合部材10は可動保持部62に振動可能に保持される。   First, as shown in FIG. 1, the intermediate member 30 is sandwiched between the members to be bonded 10 and 20 to be bonded to each other, and the members to be bonded 10 and 20 are held between the electrodes 42 and 44. The member to be bonded 20 is fixed to the fixed holding portion 64, and the member to be bonded 10 is held by the movable holding portion 62 so as to vibrate.

続いて、加圧装置80の加圧部82によって、被接合部材10,20同士を予め設定された加圧力P1で加圧する。加圧力P1は、制御装置90で調節され、接合面にかかる面圧は例えば2〜10MPa程度が好ましいが、これに限定されない。電極加圧装置88によって、第1電極42を予め設定された電極加圧力P2で加圧する。電極加圧力P2は、制御装置90で調節され、電極接触面にかかる面圧は例えば2〜10MPa程度が好ましいが、これに限定されない。   Subsequently, the members to be joined 10 and 20 are pressurized with a pressure P1 set in advance by the pressurizing unit 82 of the pressurizing device 80. The pressure P1 is adjusted by the control device 90, and the surface pressure applied to the joint surface is preferably about 2 to 10 MPa, for example, but is not limited thereto. The first electrode 42 is pressurized with a preset electrode pressure P2 by the electrode pressurizing device 88. The electrode pressure P2 is adjusted by the control device 90, and the surface pressure applied to the electrode contact surface is preferably about 2 to 10 MPa, but is not limited thereto.

次に、制御装置90により摺動装置70を駆動させて、被接合部材10を、接合面10a,20aに沿う方向へ加振して摺動させる(予備摺動工程S11)。加振周波数および加振振幅は、特に限定されないが、一例として、加振振幅は100〜1000μm程度が好ましく、加振周波数は10〜100Hz程度が好ましい。   Next, the sliding device 70 is driven by the control device 90 to vibrate and slide the member 10 to be joined in a direction along the joining surfaces 10a and 20a (preliminary sliding step S11). Although the excitation frequency and the excitation amplitude are not particularly limited, as an example, the excitation amplitude is preferably about 100 to 1000 μm, and the excitation frequency is preferably about 10 to 100 Hz.

上記のように加圧しながら摺動させる予備摺動工程S11が行われると、接合面10a,20aが摺動するとともに摩擦熱が発生して材料が軟化され、接合面10a,20aが磨耗しつつ塑性流動し、接合面10a,20aの間の面圧がある程度均一化される。更に、予備摺動工程S11は、アルミニウムの表面の酸化皮膜を除去して皮膜厚さの違いによる接触抵抗のばらつきを低減させ、後の工程で抵抗加熱した際の発熱量のばらつきを抑える効果を発揮する。したがって、接合する前に、アルミニウムである被接合部材10,20の表面を脱脂し、更にワイヤブラシによりブラッシングして表面の酸化膜を除去する等の処置が不要となり、作業性が向上する。なお、当然、予備摺動工程S11の前にブラッシング等の処置を行ってもよい。   When the pre-sliding step S11 for sliding while applying pressure as described above is performed, the joint surfaces 10a and 20a slide and frictional heat is generated, the material is softened, and the joint surfaces 10a and 20a are worn. It plastically flows and the surface pressure between the joint surfaces 10a and 20a is made uniform to some extent. Further, the preliminary sliding step S11 has the effect of reducing the variation in contact resistance due to the difference in the film thickness by removing the oxide film on the surface of the aluminum, and suppressing the variation in the amount of heat generated when resistance heating is performed in the subsequent step. Demonstrate. Therefore, before bonding, the surface of the members to be bonded 10 and 20 made of aluminum is degreased, and further, a treatment such as brushing with a wire brush to remove the oxide film on the surface becomes unnecessary, and workability is improved. Of course, a treatment such as brushing may be performed before the preliminary sliding step S11.

予備摺動工程S11の後には、第1接合工程S12を行う。第1接合工程S12では、第1電極42および第2電極44を被接合部材10,20に接触させ、摺動装置70による摺動を維持しつつ、第1電極42と第2電極44の間に電流供給装置50によって電流を供給する。このようにして、摩擦加熱および抵抗加熱の両方を併用して被接合部材10,20を加熱する。第1接合工程S12では、接合面10a,20aにおける電流が集中する高面圧部において抵抗加熱が大きく作用して加熱され、接合面10a,20aの酸化膜が強制的に剥離される。更に、抵抗加熱により加熱された高面圧部に加圧力と摺動が作用して塑性流動および材料拡散が生じ、かつ高面圧部が磨耗して時々刻々と電流集中箇所が変化する。これにより、電流の流れが分散し、接合面10a,20aが均一に加熱される。   After the preliminary sliding step S11, a first joining step S12 is performed. In the first joining step S <b> 12, the first electrode 42 and the second electrode 44 are brought into contact with the members to be joined 10, 20, and the sliding between the first electrode 42 and the second electrode 44 is maintained while maintaining sliding. A current is supplied by the current supply device 50. In this manner, the members to be joined 10 and 20 are heated by using both friction heating and resistance heating in combination. In the first bonding step S12, resistance heating acts on the high surface pressure portion where currents in the bonding surfaces 10a and 20a concentrate, and the oxide films on the bonding surfaces 10a and 20a are forcibly separated. Furthermore, pressure and sliding are applied to the high surface pressure portion heated by resistance heating to cause plastic flow and material diffusion, and the high surface pressure portion is worn and the current concentration portion changes every moment. As a result, the current flow is dispersed and the joint surfaces 10a and 20a are heated uniformly.

第1接合工程S12の後には、第2接合工程S13が行われる。第2接合工程S13では、電流供給装置50による電流の供給を減少させる一方、加圧装置80による加圧力P1を増加させることによって摩擦熱が増加させられる。これにより、抵抗加熱による発熱量が減少し、軟化された材料を摺動によって掻き混ぜるようにして一体化を促進する過程へ移行することになる。なお、電流供給装置50による電流の供給は、最終的には停止される。また、摩擦熱の増加は、摺動装置70を制御することによっても達成することが可能である。   After the first joining step S12, a second joining step S13 is performed. In the second joining step S <b> 13, the frictional heat is increased by decreasing the supply of current by the current supply device 50 and increasing the pressure P <b> 1 by the pressurizing device 80. As a result, the amount of heat generated by resistance heating is reduced, and the process proceeds to a process of promoting integration by stirring the softened material by sliding. Note that the supply of current by the current supply device 50 is finally stopped. The increase in frictional heat can also be achieved by controlling the sliding device 70.

本実施形態の第1接合工程S12、第2接合工程S13においては、後述するが、制御装置90は、(a)被接合部材10,20同士を相対的に押し付ける加圧力P1、(b)摺動の変位D、(c)電極42,44を経由した通電C、および(d)被接合部材10,20と電極42,44とを相対的に押し付ける電極加圧力P2のうち、時間とともに変化させるパラメータ同士を同期させて、加圧装置80、摺動装置70、電流供給装置50、または電極加圧装置88の作動を制御している。この点については後に詳述する。   In the first joining step S12 and the second joining step S13 of the present embodiment, as will be described later, the control device 90 performs (a) a pressure P1 for relatively pressing the members 10 and 20 to be joined together, and (b) a slide. The displacement D of the movement, (c) the energization C via the electrodes 42 and 44, and (d) the electrode pressure P2 that relatively presses the members 10 and 20 to be joined and the electrodes 42 and 44 are changed with time. The operation of the pressurizing device 80, the sliding device 70, the current supply device 50, or the electrode pressurizing device 88 is controlled by synchronizing the parameters. This point will be described in detail later.

第2接合工程S13を終了する直前には、摺動装置70を停止させるが、被接合部材10,20を望ましい相対的位置で接合するために、最終的に摺動装置70によって被接合部材10,20を望ましい位置に位置決めする。なお、加圧装置80の加圧力P1や電極加圧装置88の加圧力P2が大きいと位置決め精度が低下するため、摺動装置70を停止させる前に、加圧装置80による加圧力P1や電極加圧装置88による加圧力P2を低下させてもよい。加圧装置80による加圧力P1や電極加圧装置88による加圧力P2を低下させると、被接合部材10,20の位置決め精度が向上し、被接合部材10,20が望ましい相対的位置となった状態で摺動装置70を停止させることができる。なお、被接合部材10,20を位置決めするための他の構成を別途設けてもよい。   Immediately before ending the second joining step S13, the sliding device 70 is stopped. In order to join the members 10 and 20 to be joined at a desired relative position, the sliding member 70 is finally used by the sliding device 70. , 20 are positioned at desired positions. Note that if the pressure P1 of the pressurizing device 80 or the pressure P2 of the electrode pressurizing device 88 is large, the positioning accuracy is lowered. Therefore, before the sliding device 70 is stopped, the pressure P1 or the electrode by the pressurizing device 80 is stopped. The pressure P2 applied by the pressure device 88 may be reduced. When the pressurizing force P1 by the pressurizing device 80 and the pressurizing force P2 by the electrode pressurizing device 88 are reduced, the positioning accuracy of the members to be joined 10 and 20 is improved, and the members to be joined 10 and 20 are in a desirable relative position. The sliding device 70 can be stopped in the state. In addition, you may provide the other structure for positioning the to-be-joined member 10 and 20 separately.

第2接合工程S13の後には、冷却工程S14を行う。冷却工程S14では、制御装置90が、摺動装置70および電流供給装置50を停止させ、加圧装置80の加圧部82による加圧力P1や電極加圧装置88による加圧力P2を上昇させる。そして、予め設定した時間が経過した際に、冷却が終了したと判断し、加圧装置80および電極加圧装置88による加圧を終了させる。または、被接合部材10,20の温度を計測する温度計(不図示)から制御装置90へ入力される信号が所定値以下となった後、冷却が終了したと判断し、加圧装置80および電極加圧装置88による加圧を終了させることもできる。この後、電極42,44を後退させて、接合された被接合部材10,20が装置から取り外される。これにより、被接合部材10,20の接合が完了する。   After the second bonding step S13, a cooling step S14 is performed. In the cooling step S <b> 14, the control device 90 stops the sliding device 70 and the current supply device 50, and increases the pressurizing force P <b> 1 by the pressurizing unit 82 of the pressurizing device 80 and the pressurizing force P2 by the electrode pressurizing device 88. Then, when the preset time has elapsed, it is determined that the cooling has ended, and the pressurization by the pressurizing device 80 and the electrode pressurizing device 88 is terminated. Alternatively, after a signal input to the control device 90 from a thermometer (not shown) that measures the temperature of the members to be joined 10 and 20 becomes a predetermined value or less, it is determined that the cooling is finished, and the pressurizing device 80 and The pressurization by the electrode pressurization device 88 can also be terminated. Thereafter, the electrodes 42 and 44 are retracted, and the joined members 10 and 20 joined are removed from the apparatus. Thereby, joining of the to-be-joined members 10 and 20 is completed.

本実施形態の接合方法によって接合された被接合部材10,20の接合界面には、被接合部材10,20の材料が拡散することで接合される拡散接合面、被接合部材10,20の材料が塑性流動することで接合される塑性流動接合面、および中間部材30を介在して接合される中間層介在接合面が混在して形成される。   A diffusion bonding surface bonded by diffusion of the material of the members to be bonded 10 and 20 to the bonding interface of the members to be bonded 10 and 20 bonded by the bonding method of the present embodiment, and the material of the members to be bonded 10 and 20 Are formed by mixing a plastic flow joint surface joined by plastic flow and an intermediate layer joint surface joined via the intermediate member 30.

中間部材30は、第1接合工程S12および第2接合工程13において、共晶反応により低融点で液相化し、被接合部材10,20同士、または中間部材30の被接合部材10,20への相互拡散を促進させる。さらに、中間部材30は、酸素を遮断して接合面10a,20aの再酸化を抑制する役割を果たすため、大気中における短時間、低入熱での接合が可能となり、量産化が容易となる。   In the first joining step S <b> 12 and the second joining step 13, the intermediate member 30 becomes a liquid phase with a low melting point by a eutectic reaction, and the members to be joined 10, 20 or the intermediate member 30 to the members to be joined 10, 20 Promote interdiffusion. Further, since the intermediate member 30 plays a role of blocking oxygen and suppressing re-oxidation of the joint surfaces 10a and 20a, it can be joined in the atmosphere for a short time with low heat input, and mass production is facilitated. .

本接合方法では、摺動および抵抗加熱を併用して接合するため、接合面10a,20aに高い加圧力を付与せずとも、電流集中箇所が変化して均一な加熱が可能となり、接合面10a,20aが大面積の場合や複雑な形状の場合であっても接合することができ、かつ低歪みで均一な面接合が可能である。また、接合面10a,20aの表層のみを溶融して接合するため、加熱時間を短縮でき、更に、材料内に気体を含有している鋳造品であっても、加熱により材料内の気体が膨張、噴出し難く、良好な接合を実現できる。   In the present bonding method, since sliding and resistance heating are used in combination, the current concentration location is changed and uniform heating is possible without applying high pressure to the bonding surfaces 10a and 20a, and the bonding surface 10a. , 20a can be joined even when they have a large area or a complicated shape, and uniform surface joining is possible with low distortion. In addition, since only the surface layers of the joining surfaces 10a and 20a are melted and joined, the heating time can be shortened, and even in a cast product containing gas in the material, the gas in the material expands due to heating. Therefore, it is difficult to eject and good bonding can be realized.

なお、被接合部材10は、接合面10a,20aに沿う1方向に加振されるが、相対的に摺動するのであればこれに限定されず、例えば公転運動等のように、接合面10a,20aに沿う2方向へ加振することもできる。   The member to be joined 10 is vibrated in one direction along the joining surfaces 10a and 20a, but is not limited to this as long as it slides relatively. For example, the joining surface 10a can be a revolving motion or the like. , 20a can be vibrated in two directions.

また、予備摺動工程S11は、かならずしも設けずに省略することができる。また、予備摺動工程S11の替わり若しくは予備摺動工程S11の前に、摺動装置70により摺動させるのではなしに、電流供給装置50により電極42,44へ電流を供給することで、接合面10a,20aを抵抗加熱により軟化させてもよい。また、第1接合工程S12と第2接合工程S13の間で、電流の供給を減少させつつ加圧力を増加させることなしに、第1接合工程S12および第2接合工程S13を1つの接合工程として実施することもできる。また、冷却工程S14も、かならずしも設けずに省略することができる。   Further, the preliminary sliding step S11 can be omitted without necessarily providing it. In addition, instead of sliding by the sliding device 70 instead of the preliminary sliding step S11 or before the preliminary sliding step S11, current is supplied to the electrodes 42 and 44 by the current supply device 50, so that the joining surface is obtained. 10a and 20a may be softened by resistance heating. In addition, the first joining step S12 and the second joining step S13 can be performed as one joining step without increasing the pressure while reducing the supply of current between the first joining step S12 and the second joining step S13. It can also be implemented. Further, the cooling step S14 can be omitted without always being provided.

次に、制御装置90が実行する同期制御について説明する。上述したように、制御装置90は、接合面10a,20a同士を接合するときに、(a)被接合部材10,20同士を相対的に押し付ける加圧力P1、(b)摺動の変位D、(c)電極42,44を経由した通電C、および(d)被接合部材10,20と電極42,44とを相対的に押し付ける電極加圧力P2のうち、時間とともに変化させるパラメータ同士を同期させて、加圧装置80、摺動装置70、電流供給装置50、または電極加圧装置88の作動を制御している。かかる制御を行うことによって、以下に説明するように、好適な種々の接合条件を容易に設定することができる。加圧力P1や電極加圧力P2は、油圧加振機のサーボ機構の制御装置によって周期的に変化させることができる。なお、以下の説明において、摺動が、被接合部材10を1方向に周期的に往復運動させる振動であるときを例に挙げて説明する。   Next, synchronous control executed by the control device 90 will be described. As described above, when joining the joining surfaces 10a and 20a, the control device 90 (a) the pressure P1 that relatively presses the joined members 10 and 20 together, (b) the sliding displacement D, Of (c) energization C via the electrodes 42 and 44 and (d) the electrode pressure P2 for relatively pressing the members 10 and 20 to be joined and the electrodes 42 and 44, the parameters that change with time are synchronized with each other. Thus, the operation of the pressure device 80, the sliding device 70, the current supply device 50, or the electrode pressure device 88 is controlled. By performing such control, it is possible to easily set various suitable joining conditions as will be described below. The pressing force P1 and the electrode pressing force P2 can be periodically changed by a control device of a servo mechanism of a hydraulic exciter. In the following description, the case where the sliding is vibration that causes the member to be bonded 10 to reciprocate periodically in one direction will be described as an example.

(通電Cについての同期制御)
制御装置90は、電極42,44を経由した通電Cを、摺動の変位D、時間とともに変化する加圧力P1、または時間とともに変化する電極加圧力P2のいずれかに同期させて、電流供給装置50の作動を制御している。摺動の速度や加圧力P1が高いときに通電すると、電極42,44が発熱することによって、電極42,44の磨耗や溶着を生じ易い。電極42,44を経由した通電Cを、摺動の変位D等に同期させることによって、好適な種々の接合条件を容易に設定することができ、電極42,44の磨耗や溶着の発生を防止することも可能となる。電極42,44の溶着を防止できるため、電極42,44を被接合部材10,20に接触させる位置の制限が少なくなる。例えば、精度が要求される面に電極42,44を接触させることも可能となり、電極42,44の接触位置の選定の自由度が高まる。
(Synchronous control for energization C)
The control device 90 synchronizes the energization C via the electrodes 42 and 44 with any one of the sliding displacement D, the applied pressure P1 that changes with time, or the applied electrode pressure P2 that changes with time. 50 operations are controlled. When energized when the sliding speed and the applied pressure P1 are high, the electrodes 42 and 44 generate heat, so that the electrodes 42 and 44 are likely to be worn or welded. By synchronizing the energization C via the electrodes 42 and 44 with the sliding displacement D or the like, it is possible to easily set various suitable joining conditions and prevent the electrodes 42 and 44 from being worn or welded. It is also possible to do. Since welding of the electrodes 42 and 44 can be prevented, the restriction on the position where the electrodes 42 and 44 are brought into contact with the members to be joined 10 and 20 is reduced. For example, the electrodes 42 and 44 can be brought into contact with a surface requiring accuracy, and the degree of freedom in selecting the contact position of the electrodes 42 and 44 is increased.

図3および図4は、電極42,44を経由した通電Cを、摺動の変位Dに同期させた制御を説明するための図であり、各図(A)は摺動の変位D、各図(B)は加圧力P1、各図(C)は電極42,44を経由した通電Cの状態を示す図である。   3 and 4 are diagrams for explaining the control in which the current C passing through the electrodes 42 and 44 is synchronized with the sliding displacement D, and each figure (A) shows the sliding displacement D and each of them. FIG. 5B is a diagram showing a state of the energization C via the electrodes 42 and 44, and FIG.

図3を参照して、制御装置90は、電極42,44を経由した通電Cを、摺動の変位Dに同期させて、電流供給装置50の作動を制御している。制御装置90は、加圧力P1が一定となるように、加圧装置80の作動を制御している。制御装置90は、少なくとも、摺動の速度がゼロとなる変位Dのときにおいては通電し、摺動の速度が最大となる変位Dのときにおいては通電を停止している。   Referring to FIG. 3, the control device 90 controls the operation of the current supply device 50 by synchronizing the energization C via the electrodes 42 and 44 with the sliding displacement D. The control device 90 controls the operation of the pressurizing device 80 so that the applied pressure P1 is constant. The controller 90 is energized at least at the displacement D at which the sliding speed is zero, and is not energized at the displacement D at which the sliding speed is maximum.

本明細書において「通電する」「通電を停止する」の概念には、電流の供給を単にオン、オフする制御のほか、基準となる電流値(ゼロではない)から増減する制御つまり通電量を基準通電量に対して増減する制御も含まれる、と理解されなければならない。図3から後述する図8においては、理解の容易のために、電流の供給を単にオン、オフする制御を図示してある。   In this specification, the concept of “energize” and “stop energization” includes not only control for turning on and off the current supply but also control for increasing / decreasing from a reference current value (not zero), that is, an energization amount. It should be understood that control that increases or decreases with respect to the reference energization amount is also included. In FIG. 8 to be described later from FIG. 3, control for simply turning on and off the current supply is shown for easy understanding.

さらに、電流の供給を単にオン、オフ制御する場合であっても、多少の応答遅れは生じ得る。したがって、「少なくとも、摺動の速度がゼロとなる変位Dのときにおいては通電し、摺動の速度が最大となる変位Dのときにおいては通電を停止している」に、多少の応答遅れが生じていても何ら支障はない。   Furthermore, even when the current supply is simply on / off controlled, some response delay may occur. Therefore, there is a slight response delay in “the current is energized at least at the displacement D when the sliding speed is zero and the current is stopped at the displacement D at which the sliding speed is maximum”. There is no problem even if it occurs.

上記の制御によれば、摺動の速度が比較的低速である範囲内の変位Dのときに通電することから、抵抗加熱による温度上昇によって軟化した電極が磨耗したり、軟化した部位が電極に溶着したりすることを回避することができる。その結果、電極の交換頻度を低減することが可能である。つまり、被接合部材10,20を抵抗加熱するための電極42,44の寿命を向上させ得る、という好適な接合条件を容易に設定することができる。   According to the above control, since the current is applied when the displacement D is within the range where the sliding speed is relatively low, the softened electrode is worn by the temperature rise due to resistance heating, or the softened portion is applied to the electrode. It is possible to avoid welding. As a result, it is possible to reduce the frequency of electrode replacement. That is, it is possible to easily set a suitable joining condition that the life of the electrodes 42 and 44 for resistance heating the members to be joined 10 and 20 can be improved.

図4を参照して、制御装置90は、電極42,44を経由した通電Cを、摺動の変位Dに同期させて、電流供給装置50の作動を制御している。制御装置90は、加圧力P1が一定となるように、加圧装置80の作動を制御している。制御装置90は、少なくとも、摺動の速度が最大となる変位Dのときにおいては通電し、摺動の速度がゼロとなる変位Dのときにおいては通電を停止している。   Referring to FIG. 4, the control device 90 controls the operation of the current supply device 50 by synchronizing the energization C via the electrodes 42 and 44 with the sliding displacement D. The control device 90 controls the operation of the pressurizing device 80 so that the applied pressure P1 is constant. The controller 90 is energized at least at the displacement D at which the sliding speed is maximum, and is not energized at the displacement D at which the sliding speed is zero.

かかる制御によれば、摺動の速度が比較的高速である範囲内の変位Dのときに通電することから、抵抗加熱による温度上昇によって軟化した部位に対して、摺動による摩耗や塑性流動を一層生じさせることができる。その結果、摺動によって接合面10a,20aの形状を修正する速度を最大にすることができる。つまり、接合面10a,20aの面圧の均一化を促進させ得る、という好適な接合条件を容易に設定することができる。   According to such control, since the current is applied when the displacement D is within the range where the sliding speed is relatively high, the wear or plastic flow caused by the sliding is applied to the portion softened by the temperature rise due to the resistance heating. It can be further generated. As a result, the speed at which the shapes of the joint surfaces 10a and 20a are corrected by sliding can be maximized. That is, it is possible to easily set a suitable bonding condition that the surface pressure of the bonding surfaces 10a and 20a can be promoted.

図3において示した同期制御と、図4において示した同期制御とを組み合わせてもよい。すなわち、制御装置90は、電極42,44を経由した通電Cを、摺動の変位Dに同期させて、電流供給装置50の作動を制御している。制御装置90は、第1接合ステップ(S12)において被接合部材10,20同士の接合を開始するときには、少なくとも、摺動の速度が最大となる変位Dのときにおいては通電し、摺動の速度がゼロとなる変位Dのときにおいては通電を停止しており(図4を参照)、さらに、第1接合ステップ(S12)において被接合部材10,20同士の接合を終了するときには、少なくとも、摺動の速度がゼロとなる変位Dのときにおいては通電し、摺動の速度が最大となる変位Dのときにおいては通電を停止している(図3を参照)。制御の切り替えは、例えば、接合面10a,20aの面圧が均一となったタイミングにて行う。   The synchronization control shown in FIG. 3 may be combined with the synchronization control shown in FIG. That is, the control device 90 controls the operation of the current supply device 50 by synchronizing the current C passing through the electrodes 42 and 44 with the sliding displacement D. When starting the joining of the members to be joined 10 and 20 in the first joining step (S12), the control device 90 is energized at least at the displacement D at which the sliding speed is maximized, and the sliding speed. When the displacement D is zero, the energization is stopped (see FIG. 4). Further, when the joining of the members to be joined 10 and 20 is finished in the first joining step (S12), at least the sliding is performed. Energization is performed at the displacement D at which the moving speed is zero, and energization is stopped at the displacement D at which the sliding speed is maximum (see FIG. 3). The switching of the control is performed, for example, at a timing when the surface pressure of the joint surfaces 10a and 20a becomes uniform.

かかる制御によれば、第1接合ステップ(S12)において被接合部材10,20同士の接合を開始するときには、接合面10a,20aの面圧の均一化を促進させ、かつ、面圧を均一にした後においては被接合部材10,20を抵抗加熱するための電極42,44の寿命を向上させ得る、という好適な接合条件を容易に設定することができる。   According to such control, when the joining of the members 10 and 20 to be joined is started in the first joining step (S12), the surface pressure of the joining surfaces 10a and 20a is promoted to be uniform and the surface pressure is made uniform. After that, it is possible to easily set a suitable joining condition that the life of the electrodes 42 and 44 for resistance heating the members to be joined 10 and 20 can be improved.

図5および図6は、電極42,44を経由した通電Cを、時間とともに変化する加圧力P1に同期させた制御を説明するための図であり、各図(A)は加圧力P1、各図(B)は電極42,44を経由した通電Cの状態を示す図である。   FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining control in which the energization C via the electrodes 42 and 44 is synchronized with the applied pressure P1 that changes with time, and each figure (A) shows the applied pressure P1, FIG. (B) is a diagram showing a state of energization C via the electrodes 42 and 44.

図5を参照して、制御装置90は、電極42,44を経由した通電Cを、時間とともに変化する加圧力P1に同期させて、電流供給装置50の作動を制御している。制御装置90は、少なくとも、加圧力P1が最小となるときにおいては通電し、加圧力P1が最大となるときにおいては通電を停止している。   Referring to FIG. 5, the control device 90 controls the operation of the current supply device 50 by synchronizing the energization C via the electrodes 42 and 44 with the applied pressure P1 that changes with time. The control device 90 is energized at least when the applied pressure P1 is minimized, and is not energized when the applied pressure P1 is maximized.

かかる制御によれば、加圧力P1が最大未満であるときに通電することから、加圧力P1が比較的小さくて、接触抵抗が比較的大きくなるときに通電することによって、発熱量を増大させることができる。つまり、電流経路の制御によって発熱量の制御を図り得る、という好適な接合条件を容易に設定することができる。   According to such control, since the energization is performed when the pressure P1 is less than the maximum, the heat generation amount is increased by energizing when the pressure P1 is relatively small and the contact resistance is relatively large. Can do. That is, it is possible to easily set a suitable joining condition that the amount of generated heat can be controlled by controlling the current path.

図6を参照して、制御装置90は、電極42,44を経由した通電Cを、時間とともに変化する加圧力P1に同期させて、電流供給装置50の作動を制御している。制御装置90は、少なくとも、加圧力P1が最大となるときにおいては通電し、加圧力P1が最小となるときにおいては通電を停止している。   Referring to FIG. 6, the control device 90 controls the operation of the current supply device 50 by synchronizing the energization C that has passed through the electrodes 42 and 44 with the applied pressure P <b> 1 that changes with time. The control device 90 is energized at least when the applied pressure P1 is maximized, and is not energized when the applied pressure P1 is minimized.

かかる制御によれば、加圧力P1が最大近傍であるときに通電することから、加圧力P1が比較的大きく、接触抵抗が比較的小さくなるときに通電することによって、スパッタの発生を防止することができる。つまり、電流経路の制御によって発熱量の制御を図り得る、という好適な接合条件を容易に設定することができる。   According to such control, since energization is performed when the applied pressure P1 is in the vicinity of the maximum, generation of spatter can be prevented by energizing when the applied pressure P1 is relatively large and the contact resistance is relatively small. Can do. That is, it is possible to easily set a suitable joining condition that the amount of generated heat can be controlled by controlling the current path.

図7および図8は、電極42,44を経由した通電Cを、時間とともに変化する電極加圧力P2に同期させた制御を説明するための図であり、各図(A)は電極加圧力P2、各図(B)は電極42,44を経由した通電Cの状態を示す図である。   FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining the control in which the energization C via the electrodes 42 and 44 is synchronized with the electrode pressurization pressure P2 that changes with time, and each figure (A) shows the electrode pressurization pressure P2. Each figure (B) is a figure which shows the state of the electricity supply C which passed through the electrodes 42 and 44. FIG.

図7を参照して、制御装置90は、電極42,44を経由した通電Cを、時間とともに変化する電極加圧力P2に同期させて、電流供給装置50の作動を制御している。制御装置90は、少なくとも、電極加圧力P2が最大となるときにおいては通電し、電極加圧力P2が最小となるときにおいては通電を停止している。   Referring to FIG. 7, the control device 90 controls the operation of the current supply device 50 by synchronizing the energization C that has passed through the electrodes 42 and 44 with the electrode pressure P2 that changes with time. The control device 90 is energized at least when the electrode pressure P2 is maximum, and is not energized when the electrode pressure P2 is minimum.

かかる制御によれば、電極加圧力P2が最大近傍であるときに通電することから、電極加圧力P2が比較的大きく、第1電極42の接触抵抗が比較的小さくなるときに通電することによって、第1電極42の発熱を小さくできる。このため、抵抗加熱による温度上昇によって軟化した電極が磨耗したり、軟化した部位が電極に溶着したりすることを回避することができる。その結果、電極の交換頻度を低減することが可能である。つまり、被接合部材10,20を抵抗加熱するための電極42,44の寿命を向上させ得る、という好適な接合条件を容易に設定することができる。   According to such control, since the current is applied when the electrode pressure P2 is near the maximum, the current is applied when the electrode pressure P2 is relatively large and the contact resistance of the first electrode 42 is relatively small. The heat generation of the first electrode 42 can be reduced. For this reason, it can avoid that the electrode which softened by the temperature rise by resistance heating is abraded, or the softened site | part welds to an electrode. As a result, it is possible to reduce the frequency of electrode replacement. That is, it is possible to easily set a suitable joining condition that the life of the electrodes 42 and 44 for resistance heating the members to be joined 10 and 20 can be improved.

図8を参照して、制御装置90は、電極42,44を経由した通電Cを、時間とともに変化する電極加圧力P2に同期させて、電流供給装置50の作動を制御している。制御装置90は、電極加圧力P2が最小となるときにおいては通電し、電極加圧力P2が最大となるときにおいては通電を停止している。   Referring to FIG. 8, the control device 90 controls the operation of the current supply device 50 by synchronizing the energization C that has passed through the electrodes 42 and 44 with the electrode pressure P2 that changes with time. The control device 90 is energized when the electrode pressure P2 is minimum, and is not energized when the electrode pressure P2 is maximum.

かかる制御によれば、電極加圧力P2が最大未満であるときに通電することから、電極加圧力P2が比較的小さくて、第1電極42の接触抵抗が比較的大きくなるときに通電することによって、第1電極42の発熱量を増大させることができる。抵抗加熱による温度上昇によって軟化した部位に対して、摺動による摩耗や塑性流動を一層生じさせることができる。その結果、摺動によって接合面10a,20aの形状を修正する速度を最大にすることができる。つまり、接合面10a,20aの面圧の均一化を促進させ得る、という好適な接合条件を容易に設定することができる。   According to such control, since the current is applied when the electrode pressure P2 is less than the maximum, the current is applied when the electrode pressure P2 is relatively small and the contact resistance of the first electrode 42 is relatively large. The amount of heat generated by the first electrode 42 can be increased. Abrasion and plastic flow due to sliding can be further generated in a portion softened by a temperature rise due to resistance heating. As a result, the speed at which the shapes of the joint surfaces 10a and 20a are corrected by sliding can be maximized. That is, it is possible to easily set a suitable bonding condition that the surface pressure of the bonding surfaces 10a and 20a can be promoted.

(加圧力P1についての同期制御)
図9は、時間とともに変化する加圧力P1を、摺動の変位Dに同期させた制御を説明するための図であり、同図(A)は摺動の変位D、同図(B)は加圧力P1の状態を示す図である。
(Synchronous control for pressure P1)
FIG. 9 is a diagram for explaining control in which the pressure P1 that changes with time is synchronized with the sliding displacement D. FIG. 9A shows the sliding displacement D, and FIG. It is a figure which shows the state of the applied pressure P1.

図9を参照して、制御装置90は、時間とともに変化する加圧力P1を、摺動の変位Dに同期させて、加圧装置80の作動を制御している。制御装置90は、少なくとも、摺動の速度が最大となる変位Dのときにおいては加圧力P1を最大とし、摺動の速度がゼロとなる変位Dのときにおいては加圧力P1を最小としている。   Referring to FIG. 9, the control device 90 controls the operation of the pressurizing device 80 by synchronizing the pressure P <b> 1 that changes with time with the displacement D of the slide. The control device 90 maximizes the applied pressure P1 at least at the displacement D at which the sliding speed is maximum, and minimizes the applied pressure P1 at the displacement D at which the sliding speed is zero.

かかる制御によれば、静止摩擦係数となる折り返し地点での加圧力P1を小さくし、加圧部82のプッシュロッド86におけるスティックスリップを防止することができる。その結果、プッシュロッド86のビビリ現象によって、プッシュロッド86が接触する面に傷を付けることがない。つまり、被接合部材10の外面にスティックスリップによって傷が付くことを防止し得る、という好適な接合条件を容易に設定することができる。   According to such control, it is possible to reduce the applied pressure P1 at the turning point that becomes the static friction coefficient, and to prevent stick-slip in the push rod 86 of the pressurizing unit 82. As a result, the chatter phenomenon of the push rod 86 does not damage the surface with which the push rod 86 contacts. That is, it is possible to easily set a suitable joining condition that the outer surface of the member to be joined 10 can be prevented from being damaged by stick slip.

(電極加圧力P2についての同期制御)
図10および図11は、時間とともに変化する電極加圧力P2を、摺動の変位Dに同期させた制御を説明するための図であり、各図(A)は摺動の変位D、各図(B)は電極加圧力P2の状態を示す図である。
(Synchronous control for electrode pressure P2)
FIGS. 10 and 11 are diagrams for explaining control in which the electrode pressure P2 that changes with time is synchronized with the sliding displacement D. FIGS. 10A and 10A show the sliding displacement D and the respective drawings. (B) is a figure which shows the state of the electrode pressurizing force P2.

図10を参照して、制御装置90は、時間とともに変化する電極加圧力P2を、摺動の変位Dに同期させ、電極加圧装置88の作動を制御している。制御装置90は、少なくとも、摺動の速度がゼロとなる変位Dのときにおいては電極加圧力P2を最大とし、摺動の速度が最大となる変位Dのときにおいては電極加圧力P2を最小としている。   Referring to FIG. 10, the control device 90 controls the operation of the electrode pressurizing device 88 by synchronizing the electrode pressing force P <b> 2 that changes with time with the sliding displacement D. The control device 90 maximizes the electrode pressure P2 at least at the displacement D at which the sliding speed is zero, and minimizes the electrode pressure P2 at the displacement D at which the sliding speed is maximum. Yes.

かかる制御によれば、摺動の速度が比較的高速である範囲内の変位Dのときに電極加圧力P2が小さくなることから、第1電極42の接触圧力を小さくして磨耗を回避することができる。その結果、電極の交換頻度を低減することが可能である。つまり、被接合部材10,20を抵抗加熱するための電極42,44の寿命を向上させ得る、という好適な接合条件を容易に設定することができる。   According to such control, the electrode pressure P2 is reduced when the displacement D is within the range where the sliding speed is relatively high, so that the contact pressure of the first electrode 42 is reduced to avoid wear. Can do. As a result, it is possible to reduce the frequency of electrode replacement. That is, it is possible to easily set a suitable joining condition that the life of the electrodes 42 and 44 for resistance heating the members to be joined 10 and 20 can be improved.

図11を参照して、制御装置90は、時間とともに変化する電極加圧力P2を、摺動の変位Dに同期させ、電極加圧装置88の作動を制御している。制御装置90は、少なくとも、摺動の速度が最大となる変位Dのときにおいては電極加圧力P2を最大とし、摺動の速度がゼロとなる変位Dのときにおいては電極加圧力P2を最小としている。   Referring to FIG. 11, the control device 90 controls the operation of the electrode pressurizing device 88 by synchronizing the electrode pressing force P <b> 2 that changes with time with the sliding displacement D. The control device 90 minimizes the electrode pressure P2 at least when the displacement D has the maximum sliding speed, and minimizes the electrode pressure P2 at the displacement D at which the sliding speed becomes zero. Yes.

かかる制御によれば、摺動の速度が比較的高速である範囲内の変位Dのときに電極加圧力P2が大きくなることから、抵抗加熱による温度上昇によって軟化した部位に対して、摺動による摩耗や塑性流動を一層生じさせることができる。その結果、摺動によって接合面10a,20aの形状を修正する速度を最大にすることができる。つまり、接合面10a,20aの面圧の均一化を促進させ得る、という好適な接合条件を容易に設定することができる。   According to such control, the electrode pressure P2 increases when the displacement D is within a range where the sliding speed is relatively high, so that the portion softened by the temperature rise due to resistance heating is caused by sliding. Wear and plastic flow can be further generated. As a result, the speed at which the shapes of the joint surfaces 10a and 20a are corrected by sliding can be maximized. That is, it is possible to easily set a suitable bonding condition that the surface pressure of the bonding surfaces 10a and 20a can be promoted.

以上説明したように、本実施形態の接合方法は、導電性を備えた一対の被接合部材10,20を接合するための接合方法であって、互いに接合される被接合部材10,20の接合面10a,20aを対向させ、一対の被接合部材10,20を相対的に摺動させつつ、被接合部材10,20の一方から他方へ電極42,44を経由して電流を流して抵抗加熱することによって、接合面10a,20a同士を接合する接合工程を有している。そして、その接合工程においては、(a)被接合部材10,20同士を相対的に押し付ける加圧力P1、(b)摺動の変位D、(c)電極を経由した通電C、および(d)被接合部材10,20と電極とを相対的に押し付ける電極加圧力P2のうち、時間とともに変化させるパラメータ同士を同期させて接合面10a,20a同士を接合している。かかる接合方法によれば、被接合部材10,20を摺動させつつ抵抗加熱を行って接合するため、抵抗加熱により加熱された高面圧部に摺動が作用して摩耗、塑性流動が生じ、高面圧部の面圧が低下することにより時々刻々と電流集中箇所が変化する。これにより、接合面10a,20aを均一に加熱し、接合面10a,20aの全体を均一に接合できる。接合面10a,20a同士を接合するときには、(a)被接合部材10,20同士を相対的に押し付ける加圧力P1、(b)摺動の変位D、(c)電極を経由した通電C、および(d)被接合部材10,20と電極42,43とを相対的に押し付ける電極加圧力P2のうち、時間とともに変化させるパラメータ同士を同期させているため、好適な接合条件を容易に設定することができる。また、本実施形態の接合方法を具現化した接合装置40についても、同様に、接合面10a,20aを均一に加熱し、接合面10a,20aの全体を均一に接合できる。さらに、制御装置90は、(a)加圧力P1、(b)摺動の変位D、(c)電極を経由した通電C、および(d)電極加圧力P2のうち、時間とともに変化させるパラメータ同士を同期させているため、好適な接合条件を容易に設定することができる。   As described above, the joining method of the present embodiment is a joining method for joining a pair of joined members 10 and 20 having conductivity, and joining the joined members 10 and 20 joined to each other. The surfaces 10a and 20a are opposed to each other, and a pair of members to be bonded 10 and 20 are relatively slid, and a current is passed from one of the members to be bonded 10 and 20 to the other via the electrodes 42 and 44 to perform resistance heating. By doing so, it has the joining process which joins joining surface 10a, 20a. In the joining process, (a) a pressure P1 that relatively presses the members to be joined 10 and 20 together, (b) a sliding displacement D, (c) an energization C via the electrodes, and (d) Of the electrode pressure P2 that presses the members to be joined 10 and 20 and the electrodes relatively, parameters that change with time are synchronized with each other, and the joining surfaces 10a and 20a are joined together. According to such a joining method, since the joined members 10 and 20 are slid and joined by resistance heating, the sliding acts on the high surface pressure portion heated by the resistance heating, thereby causing wear and plastic flow. As the surface pressure of the high surface pressure portion decreases, the current concentration location changes from moment to moment. Thereby, the joining surfaces 10a and 20a can be heated uniformly, and the whole joining surfaces 10a and 20a can be joined uniformly. When joining the joining surfaces 10a and 20a, (a) a pressure P1 that relatively presses the joined members 10 and 20 together, (b) a sliding displacement D, (c) an energization C via an electrode, and (D) Of the electrode pressure P2 that relatively presses the members to be joined 10 and 20 and the electrodes 42 and 43, the parameters that change with time are synchronized with each other, so that suitable joining conditions are easily set. Can do. Similarly, with respect to the bonding apparatus 40 that embodies the bonding method of the present embodiment, the bonding surfaces 10a and 20a can be uniformly heated to uniformly bond the entire bonding surfaces 10a and 20a. Further, the control device 90 is configured to change parameters of (a) the applied pressure P1, (b) the sliding displacement D, (c) the energization C via the electrode, and (d) the electrode applied pressure P2 that change with time. Therefore, suitable joining conditions can be easily set.

また、電極42,44を経由した通電Cを、摺動の変位D、時間とともに変化する加圧力P1、または時間とともに変化する電極加圧力P2のいずれかに同期させているため、好適な種々の接合条件を容易に設定することができ、電極42,44の磨耗や溶着の発生を防止することも可能となる。電極42,44の溶着を防止できるため、電極42,44の接触位置の選定の自由度を高めることができる。   In addition, since the energization C via the electrodes 42 and 44 is synchronized with either the sliding displacement D, the pressure P1 that changes with time, or the electrode pressure P2 that changes with time, various suitable types The joining conditions can be easily set, and it is possible to prevent the electrodes 42 and 44 from being worn or welded. Since welding of the electrodes 42 and 44 can be prevented, the degree of freedom in selecting the contact position of the electrodes 42 and 44 can be increased.

(その他の変形例)
本発明に係る接合方法および接合装置は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜改変可能である。加圧装置80によって加圧力P1を付与し、電極加圧装置88によって電極加圧力P2を付与する形態を示したが、加圧装置80が第1電極42を介して加圧力P1を付与する形態としてもよい。この形態にあっては、加圧力P1と電極加圧力P2とが等しくなる。この場合においても、例えば、電極42,44を経由した通電Cを、摺動の変位D、時間とともに変化する加圧力P1(=時間とともに変化する電極加圧力P2)のいずれかに同期させて制御することができる。
(Other variations)
The joining method and joining apparatus according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate. Although the configuration in which the pressing force P1 is applied by the pressing device 80 and the electrode pressing force P2 is applied by the electrode pressing device 88 is shown, the pressing device 80 applies the pressing force P1 through the first electrode 42. It is good. In this form, the applied pressure P1 and the electrode applied pressure P2 are equal. Also in this case, for example, the energization C via the electrodes 42 and 44 is controlled in synchronization with either the sliding displacement D or the applied pressure P1 that changes with time (= the applied electrode pressure P2 that changes with time). can do.

摺動が、被接合部材10を1方向に周期的に往復運動させる振動であるときを例に挙げて、制御装置90が実行する同期制御を説明したが、本発明の適用は上記の振動に限定されるものではない。前述したように、摺動装置70は、振動(加振機構)を利用する形態に限定されず、回転運動や、自転せずに円軌道を描くように振れ回る公転運動を適宜適用することも可能である。このような摺動形態の場合においては、ある変位Dにおいて、その他の変位のときに比べて摺動の速度が小さくなるときには、その変位Dが「摺動の速度がゼロとなる変位」とみなして、本発明に係る同期制御を適用することができる。すなわち、「摺動の速度がゼロとなる変位」は、摺動の速度がゼロとなる変位のほか、ある変位Dにおいて、その他の変位のときに比べて摺動の速度が小さくなるときの当該変位Dを含む概念である。   The case where the sliding is a vibration that periodically reciprocates the member 10 to be joined in one direction has been described as an example, and the synchronous control executed by the control device 90 has been described. It is not limited. As described above, the sliding device 70 is not limited to a form using vibration (vibration mechanism), and may appropriately apply a rotational motion or a revolving motion that swings in a circular orbit without rotating. Is possible. In the case of such a sliding form, when a sliding speed is smaller at a certain displacement D than at other displacements, the displacement D is regarded as “a displacement at which the sliding speed becomes zero”. Thus, the synchronization control according to the present invention can be applied. That is, the “displacement at which the sliding speed becomes zero” means that the displacement at which the sliding speed becomes zero as well as the displacement at which the sliding speed becomes smaller than that at other displacements. This is a concept including the displacement D.

10,20 被接合部材、
10a,20a 接合面、
30 中間部材、
40 接合装置、
42 第1電極(電極)、
44 第2電極(電極)、
50 電流供給装置(電流供給手段)、
60 保持装置、
70 摺動装置(摺動手段)、
80 加圧装置(加圧手段)、
82 加圧部、
84 支持構造体、
86 プッシュロッド、
88 電極加圧装置(電極加圧手段)、
90 制御装置(制御手段)、
P1 被接合部材同士を相対的に押し付ける加圧力、
P2 被接合部材と電極とを相対的に押し付ける電極加圧力、
C 電極を経由した通電、
D 摺動の変位。
10, 20 member to be joined,
10a, 20a joint surface,
30 intermediate member,
40 joining device,
42 1st electrode (electrode),
44 Second electrode (electrode),
50 Current supply device (current supply means),
60 holding device,
70 Sliding device (sliding means),
80 Pressurizing device (pressurizing means),
82 pressurizing part,
84 support structure,
86 Push rod,
88 Electrode pressurization device (electrode pressurization means),
90 control device (control means),
P1 Pressurizing force to relatively press the members to be joined together,
P2 electrode pressing force for relatively pressing the member to be joined and the electrode,
Energization via the C electrode,
D Sliding displacement.

Claims (14)

導電性を備えた一対の被接合部材を接合するための接合方法であって、
互いに接合される前記被接合部材の接合面を対向させ、一対の前記被接合部材を相対的に摺動させつつ、前記被接合部材の一方から他方へ電極を経由して電流を流して抵抗加熱することによって、前記接合面同士を接合する接合工程を有し、
前記接合工程においては、加圧手段によって前記被接合部材同士を相対的に押し付け、摺動手段によって前記被接合部材を相対的に摺動させ、電極加圧手段によって前記被接合部材と前記電極とを相対的に押し付け、
前記接合工程において、(a)前記被接合部材同士を相対的に押し付ける加圧力、(b)摺動の変位、(c)前記電極を経由した通電、および(d)前記被接合部材と前記電極とを相対的に押し付ける電極加圧力のうち、時間とともに変化させるパラメータ同士を同期させて前記接合面同士を接合する接合方法。
A joining method for joining a pair of members to be joined having conductivity,
Resistance heating by flowing current from one of the members to be joined to the other through electrodes while facing the joining surfaces of the members to be joined to each other and relatively sliding the pair of members to be joined. By having a joining step of joining the joining surfaces together,
In the bonding step, the members to be bonded are relatively pressed by a pressurizing unit, the members to be bonded are relatively slid by a sliding unit, and the members to be bonded and the electrodes are Press relatively,
In the joining step, (a) a pressing force for relatively pressing the members to be joined, (b) displacement of sliding, (c) energization via the electrodes, and (d) the members to be joined and the electrodes Among the electrode pressurizing pressures that relatively press each other, the joining surfaces are joined together by synchronizing parameters that change with time.
前記電極を経由した通電を、摺動の変位、時間とともに変化する加圧力、または時間とともに変化する電極加圧力のいずれかに同期させて前記接合面同士を接合する請求項1に記載の接合方法。   The joining method according to claim 1, wherein the joining surfaces are joined to each other in synchronization with any one of sliding displacement, applied pressure changing with time, and applied electrode pressure changing with time. . 前記電極を経由した通電を、摺動の変位に同期させ、
少なくとも、摺動の速度がゼロとなる変位のときにおいては通電し、摺動の速度が最大となる変位のときにおいては通電を停止している請求項2に記載の接合方法。
Energization through the electrode is synchronized with the displacement of the slide,
3. The joining method according to claim 2, wherein energization is performed at least when the displacement becomes zero and the energization is stopped when the displacement becomes maximum.
前記電極を経由した通電を、摺動の変位に同期させ、
少なくとも、摺動の速度が最大となる変位のときにおいては通電し、摺動の速度がゼロとなる変位のときにおいては通電を停止している請求項2に記載の接合方法。
Energization through the electrode is synchronized with the displacement of the slide,
3. The joining method according to claim 2, wherein energization is performed at least when the displacement has a maximum sliding speed, and energization is stopped when the displacement has a zero sliding speed.
前記電極を経由した通電を、摺動の変位に同期させ、
前記被接合部材同士の接合を開始するときには、少なくとも、摺動の速度が最大となる変位のときにおいては通電し、摺動の速度がゼロとなる変位のときにおいては通電を停止しており、
前記被接合部材同士の接合を終了するときには、少なくとも、摺動の速度がゼロとなる変位のときにおいては通電し、摺動の速度が最大となる変位のときにおいては通電を停止している請求項2に記載の接合方法。
Energization through the electrode is synchronized with the displacement of the slide,
When starting the joining of the members to be joined, at least in the case of a displacement where the sliding speed is maximum, energization is stopped, and in the case of a displacement where the sliding speed is zero, energization is stopped,
When the joining of the members to be joined is terminated, at least when the displacement is such that the sliding speed is zero, energization is performed, and when the displacement is such that the sliding speed is maximum, the energization is stopped. Item 3. The joining method according to Item 2.
前記電極を経由した通電を、時間とともに変化する加圧力に同期させ、
少なくとも、加圧力が最小となるときにおいては通電し、加圧力が最大となるときにおいては通電を停止している請求項2に記載の接合方法。
Synchronizing the energization via the electrodes with the applied pressure changing with time,
The joining method according to claim 2, wherein energization is performed at least when the applied pressure is minimized, and the energization is stopped when the applied pressure is maximized.
前記電極を経由した通電を、時間とともに変化する加圧力に同期させ、
少なくとも、加圧力が最大となるときにおいては通電し、加圧力が最小となるときにおいては通電を停止している請求項2に記載の接合方法。
Synchronizing the energization via the electrodes with the applied pressure changing with time,
The joining method according to claim 2, wherein energization is performed at least when the applied pressure is maximized, and the energization is stopped when the applied pressure is minimized.
前記電極を経由した通電を、時間とともに変化する電極加圧力に同期させ、
少なくとも、電極加圧力が最大となるときにおいては通電し、電極加圧力が最小となるときにおいては通電を停止している請求項2に記載の接合方法。
Synchronizing the energization via the electrodes with the electrode pressure that changes over time,
The joining method according to claim 2, wherein energization is performed at least when the electrode pressurizing force is maximized, and the energization is stopped when the electrode pressurizing force is minimized.
前記電極を経由した通電を、時間とともに変化する電極加圧力に同期させ、
少なくとも、電極加圧力が最小となるときにおいては通電し、電極加圧力が最大となるときにおいては通電を停止している請求項2に記載の接合方法。
Synchronizing the energization via the electrodes with the electrode pressure that changes over time,
The joining method according to claim 2, wherein energization is performed at least when the electrode pressurizing force is minimized, and the energization is stopped when the electrode pressurizing force is maximized.
時間とともに変化する加圧力を、摺動の変位に同期させ、
少なくとも、摺動の速度が最大となる変位のときにおいては加圧力を最大とし、摺動の速度がゼロとなる変位のときにおいては加圧力を最小としている請求項1に記載の接合方法。
Synchronize the pressure that changes over time with the displacement of the slide,
The joining method according to claim 1, wherein the pressing force is maximized at least when the displacement has a maximum sliding speed, and minimized when the displacement has a sliding speed of zero.
時間とともに変化する電極加圧力を、摺動の変位に同期させ、
少なくとも、摺動の速度がゼロとなる変位のときにおいては電極加圧力を最大とし、摺動の速度が最大となる変位のときにおいては電極加圧力を最小としている請求項1に記載の接合方法。
Synchronize the electrode pressure that changes over time with the displacement of the slide,
2. The joining method according to claim 1, wherein the electrode pressing force is maximized at least when the sliding speed is zero and the electrode pressing force is minimized when the sliding speed is maximum. .
時間とともに変化する電極加圧力を、摺動の変位に同期させ、
少なくとも、摺動の速度が最大となる変位のときにおいては電極加圧力を最大とし、摺動の速度がゼロとなる変位のときにおいては電極加圧力を最小としている請求項1に記載の接合方法。
Synchronize the electrode pressure that changes over time with the displacement of the slide,
2. The joining method according to claim 1, wherein the electrode pressing force is maximized at a displacement at which the sliding speed is maximum, and the electrode pressing force is minimized at a displacement at which the sliding speed is zero. .
導電性を備えた一対の被接合部材を接合するための接合装置であって、
互いに接合される前記被接合部材の接合面を対向させ、一対の前記被接合部材を相対的に摺動させつつ、前記被接合部材の一方から他方へ電極を経由して電流を流して抵抗加熱することによって、前記接合面同士を接合する接合手段を有し、
前記接合手段は、
前記被接合部材同士を相対的に押し付ける加圧手段と、
前記被接合部材を相対的に摺動させる摺動手段と、
前記被接合部材の一方から他方へ前記電極を経由して電流を流すための電流供給手段と、
前記被接合部材と前記電極とを相対的に押し付ける電極加圧手段と、
前記加圧手段、前記摺動手段、前記電流供給手段、および前記電極加圧手段のそれぞれの作動を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記接合面同士を接合するときに、(a)前記被接合部材同士を相対的に押し付ける加圧力、(b)摺動の変位、(c)前記電極を経由した通電、および(d)前記被接合部材と前記電極とを相対的に押し付ける電極加圧力のうち、時間とともに変化させるパラメータ同士を同期させて、前記加圧手段、前記摺動手段、前記電流供給手段、または前記電極加圧手段の作動を制御する接合装置。
A joining device for joining a pair of members to be joined having conductivity,
Resistance heating by flowing current from one of the members to be joined to the other through electrodes while facing the joining surfaces of the members to be joined to each other and relatively sliding the pair of members to be joined. By having a joining means for joining the joining surfaces together,
The joining means includes
Pressurizing means for relatively pressing the members to be joined;
Sliding means for relatively sliding the member to be joined;
Current supply means for flowing a current from one of the members to be joined to the other via the electrode;
An electrode pressing means for relatively pressing the member to be joined and the electrode;
Control means for controlling the operation of the pressurizing means, the sliding means, the current supply means, and the electrode pressurizing means,
The control means, when joining the joining surfaces, (a) a pressing force for relatively pressing the members to be joined, (b) sliding displacement, (c) energization via the electrodes, and (D) Of the electrode pressurizing force that relatively presses the member to be joined and the electrode, the parameters that change with time are synchronized with each other to synchronize the pressurizing means, the sliding means, the current supply means, or the A joining device for controlling the operation of the electrode pressurizing means.
前記制御手段は、前記電極を経由した通電を、摺動の変位、時間とともに変化する加圧力、または時間とともに変化する電極加圧力のいずれかに同期させて、前記電流供給手段の作動を制御する請求項13に記載の接合装置。   The control means controls the operation of the current supply means in synchronism with the energization via the electrodes, either by sliding displacement, applied pressure changing with time, or applied electrode pressure changing with time. The joining apparatus according to claim 13.
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