JP5826141B2 - 摩擦撹拌接合方法 - Google Patents
摩擦撹拌接合方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5826141B2 JP5826141B2 JP2012205017A JP2012205017A JP5826141B2 JP 5826141 B2 JP5826141 B2 JP 5826141B2 JP 2012205017 A JP2012205017 A JP 2012205017A JP 2012205017 A JP2012205017 A JP 2012205017A JP 5826141 B2 JP5826141 B2 JP 5826141B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joining
- tool
- point
- start point
- friction stir
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims description 26
- 238000003756 stirring Methods 0.000 title claims description 22
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 109
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 31
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 22
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 19
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/1225—Particular aspects of welding with a non-consumable tool
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/1265—Non-butt welded joints, e.g. overlap-joints, T-joints or spot welds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/129—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding specially adapted for particular articles or workpieces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/18—Sheet panels
- B23K2101/185—Tailored blanks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/18—Dissimilar materials
- B23K2103/20—Ferrous alloys and aluminium or alloys thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Description
本発明は摩擦撹拌接合技術の改良に関する。
摩擦撹拌接合法は、高速で回転する接合ツールを被接合材に当て、発生する摩擦熱で被接合材同士を接合する接合法である。
ただし、接合ツールを被接合材に挿入する接合始点や、接合ツールを被接合材から抜く接合終点に痕が残り、そこから疲労亀裂が発生する心配がある。対策として、接合中心線から外れた位置に接合始点又は接合終点を設けることが提案されている（例えば、特許文献１（図４）参照。）。
ただし、接合ツールを被接合材に挿入する接合始点や、接合ツールを被接合材から抜く接合終点に痕が残り、そこから疲労亀裂が発生する心配がある。対策として、接合中心線から外れた位置に接合始点又は接合終点を設けることが提案されている（例えば、特許文献１（図４）参照。）。
特許文献１の図４に示されるように、接合中心線Ｘ上の接合起点（１７）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）から接合中心線Ｘに対して横方向に一定距離離れた位置にＦＳＷ開始部（３０ｅ）を定める。ＦＳＷ開始部（３０ｅ）から接合を開始し、接合起点（１７）を介して接合終点（１８）まで接合を実施する。
接合起点（１７）は、ＦＳＷ開始部（３０ｅ）から離れているため、疲労亀裂の開始点になる心配がない。
接合起点（１７）は、ＦＳＷ開始部（３０ｅ）から離れているため、疲労亀裂の開始点になる心配がない。
ところで、近年、被接合材にめっきや塗装を施したものが使用されるようになってきた。すると、めっき物や塗料が接合界面に悪影響を及ぼす。特許文献１の技術で接合しても、接合起点（１７）での接合界面における接合不良が認められた。
そこで、めっきや塗装を施した被接合材を接合する場合であっても、健全な接合、特に接合始点において健全な接合が得られる接合方法が求められる。
そこで、めっきや塗装を施した被接合材を接合する場合であっても、健全な接合、特に接合始点において健全な接合が得られる接合方法が求められる。
本発明は、めっきや塗装を施した被接合材を接合する場合であっても、健全な接合、特に接合始点において健全な接合が得られる接合方法を提供することを課題とする。
請求項１に係る発明は、母材にこの母材とは異なる物質を被せてなる第１の部材へ、第２の部材を重ね、この第２の部材側から挿入する接合ツールにより、前記第２の部材を前記第１の部材に接合する摩擦撹拌接合方法であって、第１の部材はめっき鋼板であり、母材は鋼板であり、前記母材と異なる物質はめっき層であり、接合始点と接合終点とを通る接合線上にて接合始点に接合ツールを臨ませ、この接合ツールを第２の部材へ挿入する挿入工程と、接合ツールを接合線に沿って接合始点とは逆側へ所定距離移動する後進工程と、接合始点から所定距離離れた折り返し点で折り返す折り返し工程と、折り返し工程に続いて接合ツールを接合線に沿って接合終点まで前進させる前進工程と、接合終点て接合ツールを第２の部材から抜く引き抜き工程とからなり、接合ツールは、折り返し点から接合線に沿って前進する際に接合始点に重なる位置を通過させるようにしたことを特徴とする。
請求項２に係る発明では、所定距離は、接合ツールのピン部の外径の０．７５倍〜１．５倍であることを特徴とする。
請求項１に係る発明では、接合始点と、この接合始点よりも接合終点と逆側に設定される折り返し点との間で、接合ツールを往復させる。高速で回転するピン部を往復させることで、往路で界面に留まるめっき層などが、復路で巻き上げられ溶融金属内に分散化され、結果、界面での破断は解消される。
よって、本発明によれば、めっきや塗装を施した被接合材を接合する場合であっても、健全な接合、特に接合始点において健全な接合が得られる接合方法が提供される。
よって、本発明によれば、めっきや塗装を施した被接合材を接合する場合であっても、健全な接合、特に接合始点において健全な接合が得られる接合方法が提供される。
また本発明では、第１の部材は、めっき鋼板であり、母材は鋼板であり、母材と異なる物質はめっき層である。めっき層は堅く、通常の摩擦撹拌接合では、接合始点近傍での分散化が困難である。この点、本発明は、接合ツールを往復させるため、剥離しためっき層を溶融金属に分散させることができる。
請求項２に係る発明では、所定距離は、接合ツールのピン部の外径の０．７５倍〜１．５倍である。所定距離は、ピン部の外径の１．０倍前後を基本とする。０．７５倍未満では距離が不足して撹拌不十分な領域が出現する。また、折り返し部は切除されるため、１．５倍を超えると歩留まりが低下する。歩留まりを考慮すると、１．５倍に留めたい。
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１に示すように、摩擦撹拌接合方法で製造された摩擦撹拌接合部材１０は、第１の部材１１と、第２の部材１２と、この第２の部材１２を第１の部材１１に接合するビード１３とからなる。
第１の部材１１は、例えば合金化溶融めっき鋼板（以下、めっき鋼板と記す。）である。以下、第１の部材１１をめっき鋼板１１と読み替える。
第２の部材１２は、例えばアルミニウム合金板である。アルミニウム合金板は、例えば、厚さが３．０ｍｍのＡＤＣ３−Ｔ５材である。第２の部材１２をアルミニウム合金板１２と読み替える。
第２の部材１２は、例えばアルミニウム合金板である。アルミニウム合金板は、例えば、厚さが３．０ｍｍのＡＤＣ３−Ｔ５材である。第２の部材１２をアルミニウム合金板１２と読み替える。
図２に示すように、めっき鋼板１１は、例えば、２７０ＭＰａ級亜鉛鋼板であって、母材としての鋼板１５と、この鋼板１５に被せられる、被覆としての合金溶融めっき法によるめっき層１６と、このめっき層１６に被されられる被覆としてのカチオン電着層１７とからなる。例えば、めっき鋼板１１は、厚さが２．０ｍｍである。めっき層１６の厚さは５〜６μｍであり、カチオン電着層１７の厚さは２０μｍ（上限値）である。
図３に示すように、ビード１３は、接合線１８に沿って延びるが、この接合線１８は、折り返し点１９と接合終点２１の間を連続して形成される。接合始点２２は、折り返し点１９から接合始点２２へ所定距離Ｌだけ離れた、接合線１８の途中にある。
以上に述べた摩擦撹拌接合部材１０の製造方法を次に述べる。
図４（ａ）に示すように、めっき鋼板１１にアルミニウム合金板１２を載せ、このアルミニウム合金板１２の接合始点２２の上方に接合ツール２４を臨ませる。
接合ツール２４は、ショルダ部２５とピン部２６とを備える。ピン部２６の外径は７．２ｍｍで、長さは３．１ｍｍである。
図４（ａ）に示すように、めっき鋼板１１にアルミニウム合金板１２を載せ、このアルミニウム合金板１２の接合始点２２の上方に接合ツール２４を臨ませる。
接合ツール２４は、ショルダ部２５とピン部２６とを備える。ピン部２６の外径は７．２ｍｍで、長さは３．１ｍｍである。
（ｂ）に示すように、高速回転させる接合ツール２４のピン部２６は、アルミニウム合金板１２を貫通して先端が界面に到達する（挿入工程）。
（ｂ）の要部拡大図である（ｃ）に示すように、接合ツール２４を図左へ距離Ｌだけ移動させる。この距離Ｌは、ピン部２６の外径７．２とほぼ同一の８ｍｍが適当である。
すなわち、接合ツール２４を接合始点２２から折り返し点１９まで後進させる（後進工程）。
すなわち、接合ツール２４を接合始点２２から折り返し点１９まで後進させる（後進工程）。
図５（ａ）に示すように、接合ツール２４が折り返し点１９に到達すると、接合始点２２から折り返し点１９までの間において、高速回転するピン部２６により、めっき層１６及びカチオン電着層１７が削られる。
ピンが横移動する時のピン部２６の進行方向先端部がめっき層およびカチオン電着層をかき分ける時が、効果的にめっき層およびカチオン電着層を削ることができる。それを考えると、接合始点２２近傍は挿入工程でピンが上から挿入されるのみであり、横移動によりピン部２６の進行方向先端部が掻き分けることができず、削られためっき層１６やカチオン電着層１７は、界面（めっき鋼板１１とアルミニウム合金板１２の間）に比較的多く留まると推測される。
接合ツール２４を折り返し点１６で後進から前進へ切り換える（折り返し工程）。
ピンが横移動する時のピン部２６の進行方向先端部がめっき層およびカチオン電着層をかき分ける時が、効果的にめっき層およびカチオン電着層を削ることができる。それを考えると、接合始点２２近傍は挿入工程でピンが上から挿入されるのみであり、横移動によりピン部２６の進行方向先端部が掻き分けることができず、削られためっき層１６やカチオン電着層１７は、界面（めっき鋼板１１とアルミニウム合金板１２の間）に比較的多く留まると推測される。
接合ツール２４を折り返し点１６で後進から前進へ切り換える（折り返し工程）。
（ｂ）に示すように、接合ツール２４を前進させる（前進工程）。この前進工程では、まず接合ツール２４は、折り返し点１９から接合始点２２まで前進する。接合始点２２近傍で、界面付近に留まっている、削られためっき層１６やカチオン電着層１７は、ピン部２６で改めて撹拌される。この撹拌により、界面付近のめっき層１６やカチオン電着層１７は、溶融金属内に撹拌され、分散される。
なお、接合ツール２４は、接合始点２２で止めることなく、連続的に前進させる。
なお、接合ツール２４は、接合始点２２で止めることなく、連続的に前進させる。
接合終点２１で接合ツール２４を上昇させる（引き抜き工程）。すると（ｃ）に示すように、めっき鋼板１１とアルミニウム合金板１２とビード１３とからなる摩擦撹拌接合部材１０が得られる。
本発明の後進工程、折り返し工程及び前進工程の初期工程の効果を確かめるために、次に述べる実験を行った。
（実験例）
本発明に係る実験例を以下に述べる。なお、本発明は実験例に限定されるものではない。
本発明に係る実験例を以下に述べる。なお、本発明は実験例に限定されるものではない。
○供試材：
供試材として、図６（ａ）、（ｂ）に示す２種を準備した。
図６（ａ）に示す供試材Ａは、比較例であって、接合ツール２４を接合始点２２から挿入し（挿入工程）、接合終点２１まで前進させ（前進工程）、接合終点２１で上昇させる（引き抜き工程）ことで、得たものである。
供試材として、図６（ａ）、（ｂ）に示す２種を準備した。
図６（ａ）に示す供試材Ａは、比較例であって、接合ツール２４を接合始点２２から挿入し（挿入工程）、接合終点２１まで前進させ（前進工程）、接合終点２１で上昇させる（引き抜き工程）ことで、得たものである。
（ｂ）に示す供試材Ｂは、実施例であって、接合ツール２４を接合始点２２から挿入し（挿入工程）、折り返し点１９まで後進させ（後進工程）、折り返し点１９で前進に転じ（折り返し工程）、続いて接合終点２１まで前進させ（前進工程）、接合終点２１で上昇させる（引き抜き工程）ことで、得たものである。
供試材Ａ、Ｂともに、同一条件（接合ツールの回転速度：毎分１０００回転、移動速度：毎分５００ｍｍ）で摩擦撹拌接合を実施した。
○供試材Ａからテストピース作製：
供試材Ａの溶接線の端部のうち始点に近い端部を２５ｍｍ幅で切断することによりテストピースを得た。同一条件で８回の摩擦撹拌接合を実施し、供試体Ａのテストピースは８つ製作した。
供試材Ａの溶接線の端部のうち始点に近い端部を２５ｍｍ幅で切断することによりテストピースを得た。同一条件で８回の摩擦撹拌接合を実施し、供試体Ａのテストピースは８つ製作した。
○供試材Ｂからテストピース作製：
供試材Ｂの溶接線の端部のうち始点に近い端部を２５ｍｍ幅で切断することによりテストピースを得た。同一条件で８回の摩擦撹拌接合を実施し、供試体Ｂのテストピースは８つ製作した。
供試材Ｂの溶接線の端部のうち始点に近い端部を２５ｍｍ幅で切断することによりテストピースを得た。同一条件で８回の摩擦撹拌接合を実施し、供試体Ｂのテストピースは８つ製作した。
○供試材Ａ、Ｂから得たテストピースによる引張試験：
得られたテストピース（Ｔ．Ｐ）を引張試験機にかけ、引張強度を測定した。ただし、測定値はＰａ（パスカル）ではなく、Ｗ＝２５ｍｍ当たりのＮ（ニュートン）で表示する。
測定結果を、表１に示す。
得られたテストピース（Ｔ．Ｐ）を引張試験機にかけ、引張強度を測定した。ただし、測定値はＰａ（パスカル）ではなく、Ｗ＝２５ｍｍ当たりのＮ（ニュートン）で表示する。
測定結果を、表１に示す。
供試材Ａに係るＴ．Ｐ１〜Ｔ．Ｐ８における引張強度は、最大が７３３３Ｎ、最小が５９１６Ｎ、平均が６６９３Ｎであった。
一方、供試材Ｂに係るＴ．Ｐ１〜Ｔ．Ｐ８における引張強度は、最大が９２６８Ｎ、最小が８３７６Ｎ、平均が８８０７Ｎであった。
一方、供試材Ｂに係るＴ．Ｐ１〜Ｔ．Ｐ８における引張強度は、最大が９２６８Ｎ、最小が８３７６Ｎ、平均が８８０７Ｎであった。
図７に示すように、供試材Ａでは、引張強度がバラツキが大きく且つ平均値が小さい。一方、供試材Ｂは、供試材Ａに比較して引張強度のバラツキが小さく且つ平均値が大きい。
加えて、供試材Ａに係るＴ．Ｐ１〜Ｔ．Ｐ８の破断部位は界面であった。一方、供試材Ｂに係るＴ．Ｐ１〜Ｔ．Ｐ８の破断部位は、ＴＭＡＺ（Ｔｈｅｍｏ−Ｍｅｃａｎｉｃａｌｌｙ Ａｆｆｅｃｔｅｄ Ｚｏｎｅ、塑性流動部）であり、母材に寄った部位であった。
以上のことから、供試材Ａ（図６（ａ））では、母材から剥離しためっき層などが、界面に留まっており、そのために界面で破断が起こったと推測される。
この点、本発明では、ピン部を往復させることで、往路で界面に留まるめっき層などが、復路で巻き上げられ溶融金属内に分散化され、結果、界面での破断は解消されたと考えられる。
この点、本発明では、ピン部を往復させることで、往路で界面に留まるめっき層などが、復路で巻き上げられ溶融金属内に分散化され、結果、界面での破断は解消されたと考えられる。
尚、第１の部材は、めっき鋼板の他、塗装鋼板、酸化膜被覆鋼板の他、他の金属板であってもよく、母材と異なる物質で被覆された鋼板であれば、種類は問わない。
また、第２の部材は、アルミニウム合金板の他、他の金属板であってもよく、種類は問わない。
また、第２の部材は、アルミニウム合金板の他、他の金属板であってもよく、種類は問わない。
本発明は、めっき鋼板とアルミニウム合金板とを接合する摩擦撹拌接合方法に好適である。
１０…摩擦撹拌接合部材、１１…第１の部材（めっき鋼板）、１２…第２の部材（アルミニウム合金板）、１３…ビード、１５…母材（鋼板）、１６…被覆（めっき層）、１７…被覆（カチオン電着層）、１８…接合線、１９…折り返し点、２１…接合終点、２２…接合始点、２４…接合ツール、２６…ピン部、Ｌ…所定距離。
Claims (2)
- 母材にこの母材とは異なる物質を被せてなる第１の部材へ、第２の部材を重ね、この第２の部材側から挿入する接合ツールにより、前記第２の部材を前記第１の部材に接合する摩擦撹拌接合方法であって、
前記第１の部材はめっき鋼板であり、前記母材は鋼板であり、前記母材と異なる物質はめっき層であり、
接合始点と接合終点とを通る接合線上にて前記接合始点に前記接合ツールを臨ませ、この接合ツールを前記第２の部材へ挿入する挿入工程と、
前記接合ツールを前記接合線に沿って前記接合始点とは逆側へ所定距離移動する後進工程と、
前記接合始点から所定距離離れた折り返し点で折り返す折り返し工程と、
前記折り返し工程に続いて前記接合ツールを前記接合線に沿って前記接合終点まで前進させる前進工程と、
前記接合終点にて前記接合ツールを前記第２の部材から抜く引き抜き工程とからなり、
前記接合ツールは、折り返し点から接合線に沿って前進する際に、前記接合始点に重なる位置を通過させるようにした、
ことを特徴とする摩擦撹拌接合方法。 - 前記所定距離は、前記接合ツールのピン部の外径の０．７５倍〜１．５倍であることを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌接合方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012205017A JP5826141B2 (ja) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | 摩擦撹拌接合方法 |
| CN201310424559.2A CN103658969B (zh) | 2012-09-18 | 2013-09-17 | 摩擦搅拌接合方法 |
| US14/030,328 US8840006B2 (en) | 2012-09-18 | 2013-09-18 | Friction-stir joining method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012205017A JP5826141B2 (ja) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | 摩擦撹拌接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014057987A JP2014057987A (ja) | 2014-04-03 |
| JP5826141B2 true JP5826141B2 (ja) | 2015-12-02 |
Family
ID=50273441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012205017A Expired - Fee Related JP5826141B2 (ja) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | 摩擦撹拌接合方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8840006B2 (ja) |
| JP (1) | JP5826141B2 (ja) |
| CN (1) | CN103658969B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104284750B (zh) * | 2012-04-30 | 2017-10-20 | 鲁汶大学 | 用于焊接至少两个层的方法 |
| US11383280B2 (en) | 2013-03-22 | 2022-07-12 | Battelle Memorial Institute | Devices and methods for performing shear-assisted extrusion, extrusion feedstocks, extrusion processes, and methods for preparing metal sheets |
| US11045851B2 (en) | 2013-03-22 | 2021-06-29 | Battelle Memorial Institute | Method for Forming Hollow Profile Non-Circular Extrusions Using Shear Assisted Processing and Extrusion (ShAPE) |
| US10695811B2 (en) | 2013-03-22 | 2020-06-30 | Battelle Memorial Institute | Functionally graded coatings and claddings |
| CN104772560A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-07-15 | 临沂大学 | 一种稀土镧掺杂的镀镍铝合金板材的搅拌摩擦焊方法 |
| WO2021144564A1 (en) * | 2020-01-14 | 2021-07-22 | Bae Systems Plc | Friction stir welding process |
| WO2023043839A1 (en) | 2021-09-15 | 2023-03-23 | Battelle Memorial Institute | Shear-assisted extrusion assemblies and methods |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0225518D0 (en) * | 2002-11-01 | 2002-12-11 | Airbus Uk Ltd | Welding method |
| JP4134837B2 (ja) * | 2003-07-15 | 2008-08-20 | マツダ株式会社 | 摩擦接合方法および摩擦接合構造 |
| JP4436099B2 (ja) * | 2003-09-26 | 2010-03-24 | 三菱重工業株式会社 | Ｆｓｗ重ね合わせ継手の接合方法およびｆｓｗ重ね合わせ継手 |
| US6905060B2 (en) * | 2003-10-24 | 2005-06-14 | The Boeing Company | Method and sealant for weld joints |
| JP4314985B2 (ja) * | 2003-12-05 | 2009-08-19 | マツダ株式会社 | 金属部材のスポット接合方法 |
| US7455211B2 (en) * | 2003-12-29 | 2008-11-25 | The Boeing Company | Multi-pass friction stir welding |
| JP5044128B2 (ja) * | 2006-03-22 | 2012-10-10 | 本田技研工業株式会社 | アルミ合金と鋼板との摩擦攪拌接合方法および摩擦攪拌接合部材 |
| JP5055814B2 (ja) * | 2006-04-13 | 2012-10-24 | マツダ株式会社 | 接合方法及び接合装置 |
| FR2900082B1 (fr) * | 2006-04-20 | 2008-07-18 | Eads Europ Aeronautic Defence | Procede de soudage par friction malaxage |
| US20080023527A1 (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Gerhard Brenninger | Method of permanently joining components formed from metallic materials |
| JP4961532B2 (ja) * | 2006-07-25 | 2012-06-27 | 日産自動車株式会社 | 異種金属の接合方法及び装置 |
| JP4770661B2 (ja) * | 2006-09-19 | 2011-09-14 | マツダ株式会社 | 摩擦点接合方法 |
| CN102814588B (zh) * | 2006-10-02 | 2015-03-04 | 日本轻金属株式会社 | 接合方法 |
| JP4968447B2 (ja) * | 2006-12-25 | 2012-07-04 | マツダ株式会社 | 金属構成部材の接合方法及びその接合構造 |
| JP5050674B2 (ja) * | 2007-06-11 | 2012-10-17 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法 |
| JP5262822B2 (ja) * | 2009-02-23 | 2013-08-14 | 日本軽金属株式会社 | 液冷ジャケットの製造方法 |
| JP5754569B2 (ja) * | 2009-10-14 | 2015-07-29 | 国立大学法人群馬大学 | 傾斜機能材料前駆体及び傾斜機能材料の製造方法、並びに傾斜機能材料前駆体及び傾斜機能材料 |
| KR101598733B1 (ko) * | 2010-01-15 | 2016-02-29 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 접합 부재의 제조 방법 및 마찰 교반 접합 장치 |
| JP5690331B2 (ja) * | 2010-04-02 | 2015-03-25 | 本田技研工業株式会社 | 異種材接合体及びその接合方法 |
| JP5740871B2 (ja) * | 2010-08-31 | 2015-07-01 | スズキ株式会社 | 異種金属材料の接合方法及び異種金属材料接合体 |
| JP5458031B2 (ja) * | 2011-01-21 | 2014-04-02 | 本田技研工業株式会社 | 異材接合構造体の接合方法 |
| DE112011104032T5 (de) * | 2010-12-06 | 2013-08-29 | Honda Motor Co., Ltd. | Hilfsrahmenstruktur |
| JP5863247B2 (ja) * | 2011-01-24 | 2016-02-16 | 日本車輌製造株式会社 | 摩擦撹拌接合の接合方法及び重ね合わせ継手 |
| JP5469653B2 (ja) * | 2011-12-12 | 2014-04-16 | 本田技研工業株式会社 | 非破壊検査システム |
| JP6047951B2 (ja) * | 2012-06-29 | 2016-12-21 | スズキ株式会社 | 金属材料の摩擦撹拌接合方法および金属材料接合体 |
-
2012
- 2012-09-18 JP JP2012205017A patent/JP5826141B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-09-17 CN CN201310424559.2A patent/CN103658969B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-09-18 US US14/030,328 patent/US8840006B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014057987A (ja) | 2014-04-03 |
| CN103658969B (zh) | 2017-08-08 |
| CN103658969A (zh) | 2014-03-26 |
| US20140076957A1 (en) | 2014-03-20 |
| US8840006B2 (en) | 2014-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5826141B2 (ja) | 摩擦撹拌接合方法 | |
| US10835989B2 (en) | Method for friction stir welding and friction stir welded workpiece | |
| US7234626B2 (en) | Method of friction stir welding and retractable shoulderless variable penetration friction stir welding tool for same | |
| KR101744039B1 (ko) | 용접 노치부를 가지는 시트 금속 피스 및 이를 형성하는 방법 | |
| EP2925483B1 (en) | Method of forming a weld notch in a sheet metal piece | |
| WO2016132768A1 (ja) | 接合方法及び複合圧延材の製造方法 | |
| US10589375B2 (en) | Friction stir weld tool and method | |
| Yadava et al. | Study of friction stir joining of thin aluminium sheets in lap joint configuration | |
| US8763882B2 (en) | Friction stir welding method for metal material and metal material welded body obtained thereby | |
| JP2008073693A (ja) | 摩擦点接合方法 | |
| US20140270922A1 (en) | Welded blank assembly and method | |
| JP5690331B2 (ja) | 異種材接合体及びその接合方法 | |
| CN104959726B (zh) | 一种消除前进侧Hook缺陷的搅拌摩擦搭接焊方法 | |
| JP6300077B2 (ja) | 摩擦撹拌接合方法および摩擦撹拌接合体 | |
| CN112368105A (zh) | 利用填充丝对涂覆的钢坯件进行激光焊接 | |
| EP2564969A3 (de) | Rührreibschweißverfahren zur Verbindung von plattenförmigen Werkstücken sowie Vorrichtung hierfür | |
| Lu et al. | Study of influencing factors and joint performance of laser brazing on zinc-coated steel plate | |
| JP5911172B2 (ja) | 摩擦撹拌接合方法 | |
| Karmakar et al. | A novel zero tool defect accelerated friction stir thin sheet welding technique for automotive light-weight structural component fabrication with dissimilar material | |
| JPH04504980A (ja) | 接合方法 | |
| JP4859732B2 (ja) | 異材ミグ接合継手及び異材ミグ接合方法 | |
| Chen | Refill friction stir spot welding of dissimilar alloys | |
| RU2460617C1 (ru) | Способ комбинированной фрикционной сварки | |
| EP3406390A1 (en) | Metal thin plate joining method and metal thin plate joint structure | |
| JP6578241B2 (ja) | 摩擦撹拌接合方法および摩擦撹拌接合装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140918 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150219 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150303 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150424 |
|
| 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: 20151006 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151013 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5826141 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |