JP5949071B2 - 摩擦攪拌接合工具及び異質部材の摩擦攪拌接合方法 - Google Patents
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通常は図7に示すようなプローブ部(ピン部とも呼ばれる)とショルダ部からなる接合工具を用いる。
裸鋼板とアルミニウム合金などの異質部材を接合する場合にも、裸鋼板の接合界面の酸化皮膜を破壊するため同様のプロセスをとるが、めっき鋼板の場合には、酸化皮膜に加え、めっき層を除去する必要があるために、より接合は困難となる。
一方、プローブ部の直径を大きくして接合面積を増大させることは可能であるが、その場合でも、プローブをめっき鋼板の表面から0.1mm程度のところまで近づける必要があるため、プローブ直下の部材の厚さが薄くなり、その部材の厚さが薄い部分が破断箇所となり易く、剥離方向の接合強度の向上は小さい。
前記軸対称形状の凸部の高さは、前記同心円状の凸部の高さよりも高く、
前記軸対称形状の凸部が半球状であり、
前記同心円状の凸部の断面形状が、逆台形状である
ことを特徴とする摩擦攪拌接合工具。
(a)接合箇所の接合部材に、前記(1)〜(2)の何れかに記載の摩擦攪拌接合工具を、回転しつつ押し当てて接合する
ことを特徴とする異質部材の摩擦攪拌接合方法。
(a)接合箇所の接合部材に、前記(1)〜(3)の何れかに記載の摩擦攪拌接合工具を、回転しつつ押し当て、
(b)上記接合工具の先端面が受ける反力の変化に応じて上記接合工具の移動及び/又は回転を制御して接合する
ことを特徴とする異質部材の摩擦攪拌接合方法。
2 プローブ部(ピン部)
3 鋼部材
4 軽金属部材
5 亀裂
6 薄肉部
7 昇温部
11 接合工具
12 軸対称形状の凸部
13 同心円状の凸部
20 ショルダ部
21 酸化皮膜、めっき層
22 強固な接合領域
23 弱接合領域
24 新生面
Claims (6)
- 軸心周りに回転する円柱状の摩擦攪拌接合工具において、接合部材に当接する先端面の中心部に、軸対称形状の凸部を備え、かつ、該凸部の周囲に、該凸部と同心円状の凸部を備え、
前記軸対称形状の凸部の高さは、前記同心円状の凸部の高さよりも高く、
前記軸対称形状の凸部が半球状であり、
前記同心円状の凸部の断面形状が、逆台形状である
ことを特徴とする摩擦攪拌接合工具。 - 前記摩擦攪拌接合工具の軸心部に、摩擦攪拌接合時、該接合工具の先端面が受ける反力を測定する反力測定器が組み込まれていることを特徴とする請求項1に記載の摩擦攪拌接合用工具。
- 金属部材と、金属部材の塑性流動性より高い塑性流動性を有する接合部材を摩擦攪拌接合で接合する方法において、
(a)接合箇所の接合部材に、請求項1〜2の何れか1項に記載の摩擦攪拌接合工具を、回転しつつ押し当てて接合する
ことを特徴とする異質部材の摩擦攪拌接合方法。 - 金属部材と、金属部材の塑性流動性より高い塑性流動性を有する接合部材を摩擦攪拌接合で接合する方法において、
(a)接合箇所の接合部材に、請求項1〜3の何れか1項に記載の摩擦攪拌接合工具を、回転しつつ押し当て、
(b)上記接合工具の先端面が受ける反力の変化に応じて上記接合工具の移動及び/又は回転を制御して接合する
ことを特徴とする異質部材の摩擦攪拌接合方法。 - 前記金属部材が、鉄又はチタンの板材であり、前記接合部材が、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、又は、合成樹脂の板材であることを特徴とする請求項3又は4に記載の異質部材の摩擦攪拌接合方法。
- 前記金属部材がめっき鋼板であり、前記接合部材が、アルミニウム、マグネシウム、アルミニウム合金、又は、マグネシウム合金の板材であることを特徴とする請求項3又は4に記載の異質部材の摩擦攪拌接合方法。
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