JP6273821B2 - Joining method - Google Patents
Joining method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6273821B2 JP6273821B2 JP2013261659A JP2013261659A JP6273821B2 JP 6273821 B2 JP6273821 B2 JP 6273821B2 JP 2013261659 A JP2013261659 A JP 2013261659A JP 2013261659 A JP2013261659 A JP 2013261659A JP 6273821 B2 JP6273821 B2 JP 6273821B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal member
- stirring
- main
- joining
- main joining
- 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.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、摩擦攪拌によって金属部材を接合する接合方法に関する。 The present invention relates to a joining method for joining metal members by friction stirring.
一対の金属部材同士を接合する方法として、摩擦攪拌接合(FSW=Friction Stir Welding)が知られている。摩擦攪拌接合は、回転ツールを金属部材同士の突合部に沿って移動させ、回転ツールと金属部材との摩擦熱により突合部の金属を塑性流動させることで、金属部材同士を固相接合するものである。なお、回転ツールは、円柱状を呈するショルダの下端面に攪拌ピン(プローブ)を突設してなるものが一般的である。 Friction stir welding (FSW = Friction Stir Welding) is known as a method for joining a pair of metal members. In friction stir welding, metal members are solid-phase bonded by moving the rotating tool along the abutting part between metal members and plastically flowing the metal at the abutting part by frictional heat between the rotating tool and the metal member. It is. In general, the rotating tool is formed by projecting a stirring pin (probe) on the lower end surface of a cylindrical shoulder.
例えば、特許文献1には、ベース部材と蓋板とを摩擦攪拌により接合して伝熱板を形成する発明が記載されている。図11の(a)に示すように、ベース部材101は、蓋溝102と、蓋溝102の底面に形成された凹溝103とを有している。蓋板110は、凹溝103を覆うように蓋溝102に配置される。特許文献1に係る発明では、凹溝103と蓋板110との突合部に沿って回転ツールGを移動させて摩擦攪拌接合を行う。回転ツールGは、ショルダG1と、ショルダG1の下端面に形成された攪拌ピンG2とを備えている。回転ツールGの移動軌跡には塑性化領域Wが形成される。
For example,
上記のように摩擦攪拌接合を行うと、熱収縮によってベース部材101の表面101Aが凹状となるように反ってしまう。そのため、特許文献1に係る発明では、図11の(b)に示すように、ベース部材101の裏面101Bに対して回転ツールGによって摩擦攪拌を行う技術が開示されている。このような工程を行うと、裏面101Bにも熱収縮が発生するため、伝熱板の平坦性を高めることができる。
When friction stir welding is performed as described above, the
しかし、図11の(b)に示すように、ベース部材101が裏面101Bに凸状となるように反っているため、E1方向に回転ツールGを移動させる際には、ショルダG1の下端面のうち進行方向前側が裏面101Bに当接する。また、E2方向に回転ツールを移動させる際には、ショルダG1の下端面のうち進行方向後側が裏面101Bに当接する。これにより、回転ツールGの操作性が低下するという問題がある。
However, as shown in FIG. 11B, since the
そこで、本発明は、金属部材同士を平坦に接合することができるとともに、回転ツールの操作性を向上させることができる接合方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the joining method which can improve the operativity of a rotary tool while being able to join metal members flatly.
前記課題を解決するために、本発明は、金属部材同士の突合部に対して攪拌ピン及びショルダを備えた第一の回転ツールを相対移動させて前記金属部材の表面側から摩擦攪拌を行う第一の本接合工程と、前記突合部に対して攪拌ピンを備えた第二の回転ツールを相対移動させて前記金属部材の裏面側から摩擦攪拌を行う第二の本接合工程と、を含む接合方法であって、前記第二の回転ツールの前記攪拌ピンの外周面には螺旋溝が刻設されており、前記第二の回転ツールを右回転させる場合は、前記螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて左回りに形成し、前記第二の回転ツールを左回転させる場合は、前記螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて右回りに形成し、前記第一の本接合工程では、回転した前記第一の回転ツールの前記攪拌ピンを前記突合部に挿入し、前記攪拌ピン及び前記ショルダを前記金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌を行い、前記第一本接合工程の後に前記金属部材の変形量を計測し、前記第二の本接合工程では、回転した前記第二の回転ツールの前記攪拌ピンを前記突合部に挿入し、前記攪拌ピンのみを前記金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌を行うとともに前記攪拌ピンの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is configured to perform friction stir from the surface side of the metal member by relatively moving the first rotary tool including the stirring pin and the shoulder with respect to the abutting portion between the metal members. A first main joining step, and a second main joining step in which friction stir is performed from the back side of the metal member by relatively moving a second rotary tool having a stirring pin with respect to the abutting portion. In the method, a spiral groove is engraved on the outer peripheral surface of the stirring pin of the second rotary tool, and when the second rotary tool is rotated clockwise, the spiral groove is moved from the proximal end to the distal end. When the second rotating tool is rotated counterclockwise, the spiral groove is formed clockwise as it goes from the proximal end to the distal end . the stirring pin of said first rotary tool Insert the serial butting portion, the stirring pin and the shoulder perform friction stir being in contact with the metal member, the amount of deformation of the metallic member is measured after the first one bonding step, the second In the main joining step, the stirring pin of the rotated second rotating tool is inserted into the abutting portion, and friction stirring is performed in a state where only the stirring pin is in contact with the metal member, and the insertion depth of the stirring pin is set. Friction stirring is performed while adjusting the thickness according to the amount of deformation .
かかる製造方法によれば、第一の本接合工程によって金属部材同士が表面側に凹状に変形するが、第二の本接合工程による熱収縮によって接合された金属部材同士を平坦にすることができる。また、第二の本接合工程において、第二の回転ツールのうちの攪拌ピンのみが金属部材に接触することになるので、金属部材の裏面が凸状に反っていたとしても第二の回転ツールの操作性を向上させることができる。また、金属部材同士に対する攪拌ピンの深さ位置を一定に保つことができる。さらに、螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンの先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材1の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。
According to this manufacturing method, the metal members are deformed in a concave shape on the surface side by the first main joining step, but the metal members joined by heat shrinkage by the second main joining step can be flattened. . Further, in the second main joining step, only the stirring pin of the second rotary tool comes into contact with the metal member, so even if the back surface of the metal member is warped convexly, the second rotary tool The operability can be improved. Moreover, the depth position of the stirring pin with respect to the metal members can be kept constant. Furthermore, by setting the spiral groove in this manner, the plastic fluidized metal during the frictional stirring is guided to the tip side of the stirring pin by the spiral groove. Thereby, the quantity of the metal which overflows to the exterior of the to-be-joined
また、第二の本接合工程では、従来の接合方法と比べて接合する金属部材と第二の回転ツールとの摩擦を軽減することができ、摩擦攪拌装置にかかる負荷を小さくすることができる。これにより、突合部の深い位置まで容易に摩擦攪拌接合することができる。 Further, in the second main joining step, friction between the metal member to be joined and the second rotary tool can be reduced as compared with the conventional joining method, and the load applied to the friction stirrer can be reduced. Thereby, friction stir welding can be easily performed up to a deep position of the abutting portion.
また、前記第二の本接合工程における摩擦攪拌による入熱量が、前記第一の本接合工程における摩擦攪拌による入熱量よりも小さいことが好ましい。かかる接合方法によれば、金属部材同士への入熱量のバランスがとれるため、金属部材同士をより平坦にすることができる。 Moreover, it is preferable that the heat input amount by friction stirring in said 2nd main joining process is smaller than the heat input amount by friction stirring in said 1st main joining process. According to this joining method, since the heat input to the metal members can be balanced, the metal members can be made flatter.
また、前記第二の本接合工程において、前記第一の本接合工程で形成された塑性化領域に前記第二の回転ツールの攪拌ピンを入り込ませつつ摩擦攪拌を行うことが好ましい。 Further, in the second main joining step, it is preferable that the friction stir is performed while the stirring pin of the second rotary tool is inserted into the plasticized region formed in the first main joining step.
かかる接合方法によれば、金属部材同士の水密性及び気密性を向上させることができる。 According to such a joining method, the water tightness and air tightness between metal members can be improved.
また、前記本接合工程を行う前に、前記金属部材同士の仮接合を行う仮接合工程を含むことが好ましい。かかる接合方法によれば、本接合工程の際の突合部の目開きを防止することができる。 Moreover, it is preferable to include the temporary joining process which performs temporary joining of the said metal members before performing the said main joining process. According to this joining method, it is possible to prevent the opening of the abutting portion during the main joining step.
また、前記突合部の脇に配置されたタブ材に下穴を設けた後、前記下穴に前記攪拌ピンを挿入して前記本接合工程を行うことが好ましい。かかる接合方法によれば、タブ材を用いることで、金属部材同士の接合面をきれいにすることができる。また、下穴を形成することで、第一の回転ツール及び第二の回転ツールを容易に挿入することができる。 Moreover, it is preferable to perform the said main joining process by inserting the said stirring pin in the said prepared hole after providing a prepared hole in the tab material arrange | positioned beside the said abutting part. According to this joining method, it is possible to clean the joining surface between the metal members by using the tab material. Further, by forming the prepared hole, the first rotating tool and the second rotating tool can be easily inserted.
本発明に係る接合方法によれば、金属部材同士を平坦に接合することができるとともに回転ツールの操作性を向上させることができる。 According to the joining method concerning the present invention, metal members can be joined together flatly, and the operativity of a rotation tool can be improved.
[第一の実施形態]
本発明の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、図1に示すように、金属部材1a,1bを直線状に繋ぎ合せて接合する場合を例示する。まず、接合すべき金属部材1a,1bを詳細に説明するとともに、この金属部材1a,1bを接合する際に用いられる第一タブ材2、第二タブ材3を詳細に説明する。
[First embodiment]
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the case where the
金属部材1a,1bは、断面視矩形を呈する板状部材であって、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金など摩擦攪拌可能な金属材料からなる。本実施形態では、一方の金属部材1a及び他方の金属部材1bを、同一組成の金属材料で形成している。金属部材1a,1bの形状・寸法に特に制限はないが、少なくとも突合部J1における厚さ寸法を同一にすることが望ましい。なお、金属部材1a及び金属部材1bを突き合わせた金属部材を被接合金属部材1といい、被接合金属部材1の表面を表面A、裏面を裏面B、一方の側面を第一側面C及び他方の側面を第二側面Dともいう。
The
第一タブ材2及び第二タブ材3は、被接合金属部材1の突合部J1を挟むように配置されるものであって、それぞれ、被接合金属部材1に添設され、被接合金属部材1の側面に現れる継ぎ目(境界線)を覆い隠す。第一タブ材2及び第二タブ材3の材質に特に制限はないが、本実施形態では、被接合金属部材1と同一組成の金属材料で形成している。また、第一タブ材2及び第二タブ材3の形状・寸法にも特に制限はないが、本実施形態では、その厚さ寸法を突合部J1における被接合金属部材1の厚さ寸法と同一にしている。
The
次に、図2を参照して、仮接合工程で用いる回転ツール(以下、「仮接合用回転ツールH」という。)及び本接合工程で用いる2つの回転ツール(以下、「第一の本接合用回転ツールG」、「第二の本接合用回転ツールF」という。)を詳細に説明する。 Next, referring to FIG. 2, a rotary tool used in the temporary joining process (hereinafter referred to as “temporary joining rotary tool H”) and two rotary tools used in the main joining process (hereinafter referred to as “first main joining”). Rotating Tool G ”and“ Second Main Joining Rotating Tool F ”) will be described in detail.
図2の(a)に示す仮接合用回転ツールHは、工具鋼など被接合金属部材1よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダH1と、このショルダH1の下端面H11に突設された攪拌ピン(プローブ)H2とを備えて構成されている。仮接合用回転ツールHの寸法・形状は、被接合金属部材1の材質や厚さ等に応じて設定すればよいが、少なくとも、後記する第一の本接合工程で用いる第一の本接合用回転ツールG(図2の(b)参照)よりも小型にする。このようにすると、本接合よりも小さな負荷で仮接合を行うことが可能となるので、仮接合時に摩擦攪拌装置に掛かる負荷を低減することが可能となり、さらには、仮接合用回転ツールHの移動速度(送り速度)を第一の本接合用回転ツールGの移動速度よりも高速にすることも可能になるので、仮接合に要する作業時間やコストを低減することが可能となる。
A temporary tool for temporary joining H shown in FIG. 2A is made of a metal material harder than the
ショルダH1の下端面H11は、塑性流動化した金属を押えて周囲への飛散を防止する役割を担う部位であり、本実施形態では、凹面状に成形されている。ショルダH1の外径X1の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、第一の本接合用回転ツールGのショルダG1の外径Y1よりも小さくなっている。 The lower end surface H11 of the shoulder H1 is a part that plays a role of preventing the scattering to the surroundings by pressing the plastic fluidized metal, and is formed in a concave shape in the present embodiment. There is no particular limitation on the size of the outer diameter X 1 of the shoulder H1, in this embodiment, is smaller than the outer diameter Y 1 of the shoulder G1 of the first aspect of the present joining rotation tool G.
攪拌ピンH2は、ショルダH1の下端面H11の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンH2の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。 The stirring pin H2 hangs down from the center of the lower end surface H11 of the shoulder H1, and in the present embodiment, is formed in a tapered truncated cone shape. In addition, a stirring blade engraved in a spiral shape is formed on the peripheral surface of the stirring pin H2.
図2の(b)に示す第一の本接合用回転ツールGは、工具鋼など被接合金属部材1よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダG1と、このショルダG1の下端面G11に突設された攪拌ピン(プローブ)G2とを備えて構成されている。第一の本接合用回転ツールGは、特許請求の範囲の「第一の回転ツール」に相当する。
The first main rotating tool G shown in FIG. 2B is made of a metal material harder than the
ショルダG1の下端面G11は、仮接合用回転ツールHと同様に、凹面状に成形されている。攪拌ピンG2は、ショルダG1の下端面G11の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンG2の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。 The lower end surface G11 of the shoulder G1 is formed in a concave shape like the temporary joining rotary tool H. The stirring pin G2 hangs down from the center of the lower end surface G11 of the shoulder G1, and in the present embodiment, is formed in a tapered truncated cone shape. In addition, a stirring blade engraved in a spiral shape is formed on the peripheral surface of the stirring pin G2.
図3の(a)に示すように、第二の本接合用回転ツールFは、連結部F1と、攪拌ピンF2とで構成されている。第二の本接合用回転ツールFは、特許請求の範囲の「第二の回転ツール」に相当する。第二の本接合用回転ツールFは、例えば工具鋼で形成されている。連結部F1は、図3の(b)に示す摩擦攪拌装置の回転軸Tに連結される部位である。連結部F1は円柱状を呈し、ボルトが締結されるネジ孔BH,BHが形成されている。 As shown to (a) of FIG. 3, the 2nd main rotation tool F for main joining is comprised by the connection part F1 and the stirring pin F2. The second main joining rotary tool F corresponds to a “second rotary tool” in the claims. The second main joining rotary tool F is made of, for example, tool steel. The connection part F1 is a part connected to the rotating shaft T of the friction stirrer shown in FIG. The connecting portion F1 has a cylindrical shape, and is formed with screw holes BH and BH to which bolts are fastened.
攪拌ピンF2は、連結部F1から垂下しており、連結部F1と同軸になっている。攪拌ピンF2は連結部F1から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンF2の外周面には螺旋溝F3が刻設されている。本実施形態では、第二の本接合用回転ツールFを右回転させるため、螺旋溝F3は、基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。 The stirring pin F2 hangs down from the connecting portion F1 and is coaxial with the connecting portion F1. The stirring pin F2 is tapered as it is separated from the connecting portion F1. A spiral groove F3 is formed on the outer peripheral surface of the stirring pin F2. In the present embodiment, the spiral groove F3 is formed in a counterclockwise direction from the base end toward the tip end in order to rotate the second main joining rotary tool F to the right.
なお、第二の本接合用回転ツールFを左回転させる場合は、螺旋溝F3を基端から先端に向かうにつれて右回りに形成することが好ましい。螺旋溝F3をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝F3によって攪拌ピンF2の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材1の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。
In addition, when rotating the 2nd main joining rotation tool F counterclockwise, it is preferable to form the spiral groove F3 clockwise as it goes to a front-end | tip from a base end. By setting the spiral groove F3 in this way, the plastic fluidized metal at the time of frictional stirring is guided to the tip side of the stirring pin F2 by the spiral groove F3. Thereby, the quantity of the metal which overflows the exterior of the to-
図3の(b)に示すように、第二の本接合用回転ツールFを用いて摩擦攪拌接合をする際には、被接合金属部材1に回転した攪拌ピンF2のみを挿入し、被接合金属部材1と連結部F1とは離間させつつ移動させる。言い換えると、攪拌ピンF2の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。第二の本接合用回転ツールFの移動軌跡には摩擦攪拌された金属が硬化することにより塑性化領域W3(裏面側塑性化領域W3)が形成される。
As shown in FIG. 3B, when performing friction stir welding using the second main rotating tool F for main welding, only the rotated stirring pin F2 is inserted into the
以下、本実施形態に係る接合方法を詳細に説明する。本実施形態に係る接合方法は、(1)第一の準備工程、(2)第一の予備工程、(3)第一の本接合工程、(4)第二の準備工程、(5)第二の予備工程、(6)第二の本接合工程、を含むものである。なお、第一の予備工程、第一の本接合工程は、被接合金属部材1の表面A側から実行される工程であり、第二の予備工程、第二の本接合工程は、被接合金属部材1の裏面B側から実行される工程である。
Hereinafter, the joining method according to the present embodiment will be described in detail. The bonding method according to this embodiment includes (1) a first preparation step, (2) a first preliminary step, (3) a first main bonding step, (4) a second preparation step, and (5) a first. Including a second preliminary step and (6) a second main joining step. The first preliminary step and the first main joining step are steps executed from the surface A side of the
(1)第一の準備工程
図1を参照して第一の準備工程を説明する。第一の準備工程は、接合すべき被接合金属部材1の摩擦攪拌の開始位置や終了位置が設けられる当て部材(第一タブ材2及び第二タブ材3)を準備する工程であり、本実施形態では、金属部材1a,1b、第一タブ材2及び第二タブ材3の油脂分等の汚れを取り除く脱脂工程と、金属部材1a,1bを突き合せる突合工程と、被接合金属部材1の突合部J1の両側に第一タブ材2、第二タブ材3を配置するタブ材配置工程と、第一タブ材2、第二タブ材3を溶接により被接合金属部材1に仮接合する溶接工程と、被接合金属部材1をテーブルに固定する固定工程を具備している。
(1) First Preparation Step The first preparation step will be described with reference to FIG. The first preparation step is a step of preparing a contact member (
脱脂工程では、面削加工された金属部材1a,1b、第一タブ材2及び第二タブ材3を脱脂処理液内に浸けて、各部材が突き合わされる面に付着した加工油等の油脂分や汚れを取り除く。具体的には、金属部材1aと金属部材1bとが突き合わされる端面11,11や、被接合金属部材1と第一タブ材2及び第二タブ材3とが突き合わされる金属部材1a,1bの側面14、第一タブ材2の当接面21、第二タブ材3の当接面31に対してそれぞれ脱脂処理を行う。脱脂工程は、少なくとも各部材が突き合わされる面に対して処理を行えばよいが、突合せ面に隣接する面に対して脱脂処理を行ってもよい。
In the degreasing process, the
突合工程では、図1の(c)に示すように、一方の金属部材1aの端面11に他方の金属部材1bの端面11を密着させるとともに、一方の金属部材1aの表面12と他方の金属部材1bの表面12を面一にし、さらに、一方の金属部材1aの裏面13と他方の金属部材1bの裏面13を面一にする。また、一方の金属部材1aの側面14,14と他方の金属部材1bの側面14,14をそれぞれ面一にする。
In the abutting process, as shown in FIG. 1C, the
タブ材配置工程では、図1の(b)に示すように、被接合金属部材1の突合部J1の一端側に第一タブ材2を配置してその当接面21を被接合金属部材1の第二側面Dに当接させるとともに、突合部J1の他端側に第二タブ材3を配置してその当接面31を被接合金属部材1の第一側面Cに当接させる。このとき、図1の(d)に示すように、第一タブ材2の表面22と第二タブ材3の表面32を被接合金属部材1の表面Aと面一にするとともに、第一タブ材2の裏面23と第二タブ材3の裏面33を被接合金属部材1の裏面Bと面一にする。
In the tab material arranging step, as shown in FIG. 1 (b), the
溶接工程では、図1の(a)及び(b)に示すように、被接合金属部材1と第一タブ材2とにより形成された入隅部2a,2a(即ち、金属部材1a,1bの側面14と第一タブ材2の側面24とにより形成された角部)を溶接して被接合金属部材1と第一タブ材2とを接合し、被接合金属部材1と第二タブ材3とにより形成された入隅部3a,3a(即ち、金属部材1a,1bの側面14と第二タブ材3の側面34とにより形成された角部)を溶接して被接合金属部材1と第二タブ材3とを接合する。なお、各入隅部の全長に亘って連続して溶接を施してもよいし、断続して溶接を施してもよい。
In the welding process, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
固定工程では、図4に示すように、被接合金属部材1を摩擦攪拌装置のテーブル(架台)10に載置し、クランプ等の固定治具15を用いて移動不能に拘束する。固定治具15の形態は、特に制限されないが、被接合金属部材1の表面Aに当接する当て金具15aと、当て金具15aに挿通されるボルト15bと、ボルト15bが螺入されるネジ孔15cとからなる。本実施形態では4つの固定治具15を用いたが、数量を限定するものではない。
In the fixing step, as shown in FIG. 4, the
(2)第一の予備工程
第一の予備工程は、第一の本接合工程に先立って行われる工程であり、本実施形態では、被接合金属部材1と第一タブ材2との突合部J2を接合する第一タブ材接合工程と、被接合金属部材1の突合部J1を仮接合する第一の仮接合工程と、被接合金属部材1と第二タブ材3との突合部J3を接合する第二タブ材接合工程と、第一の本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴を形成する下穴形成工程とを具備している。
(2) First preliminary step The first preliminary step is a step performed prior to the first main joining step, and in this embodiment, the abutting portion between the
第一の予備工程では、図5に示すように、一の仮接合用回転ツールHを一筆書きの移動軌跡(ビード)を形成するように移動させて、突合部J2,J1,J3に対して連続して摩擦攪拌を行う。即ち、摩擦攪拌の開始位置SPに挿入した仮接合用回転ツールHの攪拌ピンH2(図2の(a)参照)を途中で離脱させることなく終了位置EPまで移動させ、第一タブ材接合工程、第一の仮接合工程及び第二タブ材接合工程を連続して実行する。なお、本実施形態では、第一タブ材2に摩擦攪拌の開始位置SPを設け、第二タブ材3に終了位置EPを設けているが、開始位置SPと終了位置EPの位置を限定する趣旨ではない。
In the first preliminary process, as shown in FIG. 5, one temporary joining rotary tool H is moved so as to form a one-stroke writing movement trajectory (bead), and with respect to the abutting portions J2, J1, and J3. Friction stirring is performed continuously. That is, the stirring pin start position S P to the inserted rotating temporary welding tool H for friction stir H2 is moved to the end position E P without disengaging (in see FIG. 2 (a)) to the middle, first tab member A joining process, a 1st temporary joining process, and a 2nd tab material joining process are performed continuously. In the present embodiment, the start position S P output friction stir
仮接合用回転ツールHが終了位置EPに達したら、仮接合用回転ツールHを回転させつつ上昇させて攪拌ピンH2を終了位置EPから離脱させる。図6に示すように、高速回転した仮接合用回転ツールHが被接合金属部材1に挿入されると、被接合金属部材1内に摩擦熱が伝達される(入熱)。被接合金属部材1がテーブル10に面接触しているため、摩擦熱の一部は、矢印Nに示すように被接合金属部材1の裏面Bの全体からテーブル10側に放出(抜熱)される。
Upon reaching the temporary joining rotation tool H is the end position E P, it is raised while rotating the rotating tool H for temporary joining disengaging the stirring pin H2 from the end position E P with. As shown in FIG. 6, when the temporary bonding rotary tool H rotated at high speed is inserted into the
続いて、下穴形成工程を実行する。下穴形成工程は、図2の(b)に示すように、第一の本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM1に下穴P1を形成する工程である。即ち、下穴形成工程は、第一の本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2の挿入予定位置に下穴P1を形成する工程である。 Then, a pilot hole formation process is performed. Prepared hole forming step, as shown in FIG. 2 (b), a step of forming a prepared hole P1 at the start position S M1 of the friction stir in the first of the welding process. That is, the pilot hole forming step is a step of forming the pilot hole P1 at the planned insertion position of the agitation pin G2 of the first main welding rotary tool G.
下穴P1は、第一の本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2の挿入抵抗(圧入抵抗)を低減する目的で設けられるものであり、本実施形態では、仮接合用回転ツールHの攪拌ピンH2(図2の(a)参照)を離脱させたときに形成される抜き穴h1を図示せぬドリルなどで拡径することで形成される。抜き穴h1を利用すれば、下穴P1の形成工程を簡略化することが可能となるので、作業時間を短縮することが可能となる。下穴P1の形態に特に制限はないが、本実施形態では、円筒状としている。また、下穴P1の幅Z1及び深さZ2は、攪拌ピンG2の大きさ、形状に応じて適宜設定すればよい。 The pilot hole P1 is provided for the purpose of reducing the insertion resistance (press-fit resistance) of the agitation pin G2 of the first main joining rotary tool G. In this embodiment, the agitation pin of the temporary welding rotary tool H is provided. It is formed by expanding the diameter of the punched hole h1 formed when the H2 (see FIG. 2A) is removed with a drill or the like (not shown). If the punch hole h1 is used, the process of forming the pilot hole P1 can be simplified, and the working time can be shortened. Although there is no restriction | limiting in particular in the form of the pilot hole P1, In this embodiment, it is cylindrical. The width Z 1 and depth Z 2 of the prepared hole P1 is stirring pin G2 of the size may be appropriately set according to the shape.
なお、本実施形態では、第二タブ材3に下穴P1を形成しているが、下穴P1の位置に特に制限はなく、第一タブ材2に形成してもよいし、突合部J2,J3に形成してもよいが、好適には、本実施形態の如く被接合金属部材1の表面A側に現れる被接合金属部材1の継ぎ目(境界線)の延長線上に形成することが望ましい。
In addition, in this embodiment, although the pilot hole P1 is formed in the
(3)第一の本接合工程
第一の本接合工程は、被接合金属部材1の突合部J1を表面A側から本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第一の本接合工程では、図2の(b)に示す第一の本接合用回転ツールGを使用し、仮接合された状態の突合部J1に対して被接合金属部材1の表面A側から摩擦攪拌を行う。
(3) 1st main joining process A 1st main joining process is a process of joining the butting part J1 of the to-
第一の本接合工程では、図7の(a)〜(c)に示すように、開始位置SM1に形成した下穴P1に第一の本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2を挿入(圧入)し、挿入した攪拌ピンG2を途中で離脱させることなく終了位置EM1まで移動させる。即ち、第一の本接合工程では、下穴P1から摩擦攪拌を開始し、終了位置EM1まで連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、第二タブ材3に摩擦攪拌の開始位置SM1を設け、第一タブ材2に終了位置EM1を設けているが、開始位置SM1と終了位置EM1の位置を限定する趣旨ではない。
In the first main joining step, as shown in FIGS. 7A to 7C, the stirring pin G2 of the first main joining rotary tool G is inserted into the pilot hole P1 formed at the start position SM1 ( The inserted stirring pin G2 is moved to the end position E M1 without being removed in the middle. That is, in the first main joining process, the friction stirring is started from the pilot hole P1, and the friction stirring is continuously performed up to the end position E M1 . In this embodiment, the friction stir start position S M1 is provided on the
図7の(a)〜(c)を参照して第一の本接合工程をより詳細に説明する。
まず、図7の(a)に示すように、下穴P1(開始位置SM1)の直上に第一の本接合用回転ツールGを位置させ、続いて、第一の本接合用回転ツールGを右回転させつつ下降させて攪拌ピンG2の先端を下穴P1に挿入する。攪拌ピンG2を下穴P1に入り込ませると、攪拌ピンG2の周面(側面)が下穴P1の穴壁に当接し、穴壁から金属が塑性流動化する。このような状態になると、塑性流動化した金属を攪拌ピンG2の周面で押し退けながら、攪拌ピンG2が圧入されることになるので、圧入初期段階における圧入抵抗を低減することが可能となる。
The first main joining process will be described in more detail with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 7A, the first main joining rotary tool G is positioned immediately above the pilot hole P1 (start position S M1 ), and then the first main joining rotary tool G is provided. Is rotated downward and the tip of the stirring pin G2 is inserted into the pilot hole P1. When the stirring pin G2 enters the pilot hole P1, the peripheral surface (side surface) of the stirring pin G2 comes into contact with the hole wall of the pilot hole P1, and the metal fluidizes plastically from the hole wall. In such a state, the agitation pin G2 is press-fitted while the plastic fluidized metal is pushed away by the peripheral surface of the agitation pin G2, so that the press-fitting resistance in the initial press-fitting stage can be reduced.
攪拌ピンG2の全体が第二タブ材3に入り込み、かつ、ショルダG1の下端面G11の全面が第二タブ材3の表面に接触したら、図7の(b)に示すように、摩擦攪拌を行いながら被接合金属部材1の突合部J1の一端に向けて第一の本接合用回転ツールGを相対移動させ、さらに、突合部J3を横切らせて突合部J1に突入させる。第一の本接合用回転ツールGを移動させると、その攪拌ピンG2の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンG2から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化して塑性化領域W1(以下、「表面側塑性化領域W1」という。)が形成される。
When the entire stirring pin G2 enters the
被接合金属部材1への入熱量が過大になる虞がある場合には、第一の本接合用回転ツールGの周囲に表面A側から水を供給するなどして冷却することが望ましい。なお、被接合金属部材1の突合部J1間に冷却水が入り込むと、接合面に酸化皮膜を発生させる虞があるが、本実施形態においては、第一の仮接合工程を実行して被接合金属部材1間の目地を閉塞しているので、被接合金属部材1の突合部J1に冷却水が入り込み難く、したがって、接合部の品質を劣化させる虞がない。
When there is a possibility that the amount of heat input to the
被接合金属部材1の突合部J1では、被接合金属部材1の継ぎ目上(第一の仮接合工程における移動軌跡上)に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って第一の本接合用回転ツールGを相対移動させることで、突合部J1の一端から他端まで連続して摩擦攪拌を行う。突合部J1の他端まで第一の本接合用回転ツールGを相対移動させたら、摩擦攪拌を行いながら突合部J2を横切らせ、そのまま終了位置EM1に向けて相対移動させる。
At the abutting portion J1 of the
なお、本実施形態では、被接合金属部材1の表面A側に現れる継ぎ目(境界線)の延長線上に摩擦攪拌の終了位置EM1を設定しているので、第一の本接合工程における摩擦攪拌のルートを一直線にすることができる。摩擦攪拌のルートを一直線にすると、第一の本接合用回転ツールGの移動距離を最小限に抑えることができるので、第一の本接合工程を効率よく行うことが可能となり、さらには、第一の本接合用回転ツールGの磨耗量を低減することが可能となる。
In the present embodiment, since the friction stirring end position E M1 is set on the extension line of the seam (boundary line) appearing on the surface A side of the
第一の本接合用回転ツールGが終了位置EM1に達したら、図7の(c)に示すように、第一の本接合用回転ツールGを回転させつつ上昇させて攪拌ピンG2を終了位置EM1(図7の(b)参照)から離脱させる。なお、終了位置EM1において攪拌ピンG2を上方に離脱させると、攪拌ピンG2と略同形の抜き穴Q1が不可避的に形成されることになるが、本実施形態では、そのまま残置する。 When the first main joining rotary tool G reaches the end position EM1 , as shown in FIG. 7C, the first main joining rotary tool G is raised while rotating to finish the stirring pin G2. It is made to detach | leave from position E M1 (refer FIG.7 (b)). If the stirring pin G2 is separated upward at the end position E M1 , a punch hole Q1 having the same shape as the stirring pin G2 is inevitably formed. However, in this embodiment, it is left as it is.
図7(b)及び(c)に示すように、高速回転した第一の本接合用回転ツールGが被接合金属部材1に挿入されると、被接合金属部材1内に摩擦熱が伝達される(入熱)。被接合金属部材1がテーブル10に面接触しているため、摩擦熱の一部は、矢印Nに示すように被接合金属部材1の裏面Bからテーブル10側に放出(抜熱)される。
As shown in FIGS. 7 (b) and 7 (c), when the first main rotation tool G rotated at high speed is inserted into the
なお、本実施形態では、図7の(b)及び(c)に示すように、第一の本接合用回転ツールGを右回転させて第一の本接合工程を行ったため、進行方向左側、即ち、金属部材1bにトンネル状の接合欠陥が形成される可能性がある。摩擦攪拌を行う際に、進行方向左側はシアー側(被接合部に対する回転ツールの外周の相対速さが、回転ツールの外周における接線速度の大きさに移動速度の大きさを加算した値となる側)であるため、メタルが強く攪拌されて高温軟化し、バリとなって排出され易いと考えられる。このため、進行方向左側はメタルが不足するので、接合欠陥が形成される可能性がある。また、進行方向右側、即ち、金属部材1a側は、フロー側(被接合部に対する回転ツールの外周の相対速さが、回転ツールの外周における接線速度の大きさから移動速度の大きさを減算した値となる側)であるため、メタルの攪拌が比較的弱く、バリとなって排出され難いと考えられ、比較的緻密な塑性化領域が形成される。
In this embodiment, as shown in FIGS. 7B and 7C, the first main joining rotation tool G is rotated to the right and the first main joining process is performed. That is, a tunnel-like junction defect may be formed in the
ちなみに、第一の本接合用回転ツールGを左回転させると、進行方向右側は、シアー側となるため進行方向右側に接合欠陥が形成される可能性がある。一方、進行方向左側は、フロー側となるため、比較的緻密な塑性化領域が形成される。かかる接合欠陥などの接合欠陥が被接合金属部材1に形成されると、被接合金属部材1の気密性及び水密性を低下させる原因となる。
By the way, when the first main rotating tool G is rotated counterclockwise, the right side in the traveling direction becomes the shear side, so that a bonding defect may be formed on the right side in the traveling direction. On the other hand, since the left side in the traveling direction is the flow side, a relatively dense plasticized region is formed. When such a joining defect such as a joining defect is formed in the
第一の本接合工程が終了したら、第一予備工程、第一の本接合工程における摩擦攪拌で発生したバリを除去する。さらに、固定治具15から被接合金属部材1を解除する。
When the first main joining process is completed, burrs generated by friction stirring in the first preliminary process and the first main joining process are removed. Further, the
図8は、第一の実施形態に係る第一の本接合工程後を示した斜視図である。図8に示すように、前記した第一の予備工程及び第一の本接合工程を行うと、被接合金属部材1が冷却されて熱収縮を起こすため、被接合金属部材1の表面A側に凹状に変形する。
FIG. 8 is a perspective view showing the first main bonding step after the first embodiment. As shown in FIG. 8, when the first preliminary process and the first main bonding process described above are performed, the
(4)第二の準備工程
第二の準備工程は、第二の予備工程に先立って行われる工程であり、本実施形態では、被接合金属部材1の表裏を逆にして、被接合金属部材1を固定治具15(図4参照)でテーブル10に固定する。図9を参照するように、被接合金属部材1は、熱収縮により反って(歪んで)いるため、被接合金属部材1の縁部U,Uとテーブル10とが当接し、テーブル10と被接合金属部材1の表面Aとの間に隙間Pが形成される。被接合金属部材1の裏面Bには、引張応力が作用した状態となる。
(4) Second Preparatory Step The second preparatory step is a step performed prior to the second preliminary step. In the present embodiment, the metal member to be bonded is obtained by reversing the front and back of the
(5)第二の予備工程
第二の予備工程は、第二の本接合工程に先だって行われる工程であり、本実施形態では、被接合金属部材1と第一タブ材2との突合部J2を接合する第一タブ材接合工程と、被接合金属部材1の突合部J1を仮接合する第二の仮接合工程と、被接合金属部材1と第二タブ材3との突合部J3を接合する第二タブ材接合工程と、第二の本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴を形成する下穴形成工程とを具備している。第二の予備工程は、被接合金属部材1の表裏を除いては、前記した第一の予備工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。第二の仮接合工程によって、被接合金属部材1の裏面Bには、裏面側塑性化領域W2が形成される(図9参照)。
(5) Second Preliminary Step The second preliminary step is a step that is performed prior to the second main joining step, and in this embodiment, the abutting portion J2 between the
(6)第二の本接合工程
第二の本接合工程は、被接合金属部材1の突合部J1を裏面B側から本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第二の本接合工程では、図9の(a)〜(c)に示すように、第二の本接合用回転ツールFを使用して、突合部J1に対して被接合金属部材1の裏面B側から摩擦攪拌を行う。
(6) Second Main Joining Step The second main joining step is a step of fully joining the abutting portion J1 of the
第二の本接合工程では、第二の本接合用回転ツールFの攪拌ピンF2を、第二タブ材3に設けた下穴P2(開始位置SM2)に挿入(圧入)し、挿入した攪拌ピンH2を途中で離脱させることなく第一タブ材2に設けた終了位置EM2まで移動させる。即ち、第二の本接合工程では、下穴P2から摩擦攪拌を開始し、終了位置EM2まで連続して摩擦攪拌を行う。
In the second main joining step, the stirring pin F2 of the second main joining rotating tool F is inserted (press-fitted) into the pilot hole P2 (starting position S M2 ) provided in the
図9の(a)〜(c)を参照して第二の本接合工程をより詳細に説明する。
まず、図9の(a)に示すように、下穴P2の直上に第二の本接合用回転ツールFを位置させ、続いて、第二の本接合用回転ツールFを右回転させつつ下降させて攪拌ピンF2の先端を下穴P2に挿入する。
The second main joining process will be described in more detail with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 9 (a), the second main welding rotary tool F is positioned immediately above the pilot hole P2, and then the second main welding rotary tool F is lowered while rotating clockwise. The tip of the stirring pin F2 is inserted into the pilot hole P2.
図9の(b)に示すように、第二の本接合用回転ツールFの挿入深さは、適宜設定すればよいが、本実施形態のように攪拌ピンF2の先端が、表面側塑性化領域W1に接触するか又は入り込む程度に設定して、被接合金属部材1の突合部J1の一端に向けて相対移動させる。第二の本接合工程では、攪拌ピンF2の先端が表面側塑性化領域W1に達しても、連結部F1が被接合金属部材1に当接しない。つまり、第二の本接合工程では、連結部F1の下面で被接合金属部材1の表面Aを押えない。第二の本接合用回転ツールFの移動軌跡には、裏面側塑性化領域W3が形成される。
As shown in FIG. 9B, the insertion depth of the second final joining rotary tool F may be set as appropriate, but the tip of the stirring pin F2 is made plastic on the surface side as in this embodiment. It is set to such an extent that it comes into contact with or enters the region W1, and is relatively moved toward one end of the abutting portion J1 of the
攪拌ピンF2の先端を表面側塑性化領域W1に入り込ませると、表面側塑性化領域W1の先端側を再度摩擦攪拌することができるため、表面側塑性化領域W1の先端側に接合欠陥が形成されている場合、当該欠陥を補修することができる。また、少なくとも表面側塑性化領域W1と裏面側塑性化領域W3とを接触させることで、突合部J1の深さ方向全体が摩擦攪拌されるため、被接合金属部材1の水密性及び気密性を向上させることができる。
If the tip of the agitation pin F2 is inserted into the surface side plasticization region W1, the tip side of the surface side plasticization region W1 can be frictionally stirred again, so that a bonding defect is formed on the tip side of the surface side plasticization region W1. If so, the defect can be repaired. In addition, since the entire depth direction of the abutting portion J1 is frictionally stirred by bringing at least the front surface side plasticized region W1 and the back surface side plasticized region W3 into contact with each other, the watertightness and airtightness of the
さらに、本接合工程では、本接合工程の前に、テーブル10に固定された被接合金属部材1の高さ方向の変形量を計測しておき、第二の本接合工程において当該変形量に合わせて攪拌ピンF2の挿入深さを調節しながら摩擦攪拌を行うことが好ましい。つまり、被接合金属部材1の表面Aの曲面に沿って第二の本接合用回転ツールFの移動軌跡が曲線となるように移動させる。このようにすることで、裏面側塑性化領域W3の深さ及び幅を一定にすることができる。
Further, in the main joining step, the deformation amount in the height direction of the
なお、被接合金属部材1の変形量の計測については、公知の高さ検知装置を用いればよい。また、例えば、テーブル10から被接合金属部材1の表面Aまでの高さを検知する検知装置が装備された摩擦攪拌装置を用いて、被接合金属部材1の変形量を検知しながら本接合工程を行ってもよい。
In addition, what is necessary is just to use a well-known height detection apparatus about the measurement of the deformation amount of the to-
図9の(c)に示すように、第二の本接合用回転ツールFが終了位置EM2に達したら、第二の本接合用回転ツールFを回転させつつ上昇させて攪拌ピンF2を終了位置EM2から離脱させる(図9の(c)参照)。 As shown in FIG. 9C, when the second final joining rotary tool F reaches the end position EM2 , the second final joining rotary tool F is raised while rotating to finish the stirring pin F2. Detach from the position E M2 (see FIG. 9C).
図9の(b)及び(c)に示すように、高速回転した第二の本接合用回転ツールFが被接合金属部材1に挿入されると、被接合金属部材1内に摩擦熱が伝達される(入熱)。また、摩擦熱の一部は、矢印Nに示すように被接合金属部材1の縁部U,Uからテーブル10に放出(抜熱)される。
As shown in FIGS. 9B and 9C, when the second main rotation tool F rotated at high speed is inserted into the
第二の本接合工程では、隙間Pが形成されているため第一の本接合工程に比べて抜熱量が少ない。また、第二の本接合工程では、攪拌ピンF2のみで摩擦攪拌しているため、第一の本接合工程に比べて入熱量も少ない。 Since the gap P is formed in the second main joining process, the amount of heat removal is less than that in the first main joining process. Further, in the second main joining step, the friction stir is performed only by the stirring pin F2, so that the amount of heat input is less than that in the first main joining step.
第二の本接合工程を終了したら、タブ材を切除する。なお、各工程を終えた後は、被接合金属部材1に形成されたバリを除去することが好ましい。
When the second main joining process is completed, the tab material is cut off. In addition, it is preferable to remove the burr | flash formed in the to-
以上説明した第一実施形態によれば、図10に示すように、第二の本接合後に固定治具15(図4参照)から被接合金属部材1を解除して放置すると、熱収縮によって被接合金属部材1が平坦になる。つまり、第二の本接合工程前においては、第一の本接合工程後の熱収縮で被接合金属部材1の裏面B側が凸となるように反っていたが、第二の本接合工程後の熱収縮によって反りが是正され、被接合金属部材1を平坦にすることができる。また、第二の本接合工程において、第二の本接合用回転ツールFのうちの攪拌ピンF2のみが被接合金属部材1に接触することになる。これにより、被接合金属部材1の裏面Bが凸状に反っていたとしても第二の本接合工程では第二の本接合用回転ツールFの操作性を向上させることができる。
According to the first embodiment described above, as shown in FIG. 10, if the
前記したように、隙間Pが発生することにより第二の本接合工程では抜熱量が少ない。また、第二の本接合工程では攪拌ピンF2のみで摩擦攪拌を行うものであるから、第二の本接合工程における入熱量を第一の本接合工程における入熱量よりも小さく設定することが容易である。以上のことから、第一の本接合工程における被接合金属部材1の(入熱量−抜熱量)と、第二の本接合工程における被接合金属部材1の(入熱量−抜熱量)との均衡を図ることが可能となり、被接合金属部材1を平坦にすることができる。
As described above, since the gap P is generated, the amount of heat removal is small in the second main joining step. Further, in the second main joining step, the friction stir is performed only by the stirring pin F2, and therefore, it is easy to set the heat input amount in the second main joining step smaller than the heat input amount in the first main joining step. It is. From the above, the balance between (heat input-heat extraction) of the
また、第二の本接合工程では、第一の本接合工程で形成された表面側塑性化領域W1に第二の本接合用回転ツールFの先端を入り込ませることにより、表面側塑性化領域W1を再度摩擦攪拌することができる。これにより、塑性化領域に発生する可能性がある接合欠陥を補修し、水密性及び気密性を高めることができる。 Further, in the second main joining step, the front side plasticizing region W1 is formed by inserting the tip of the second main joining rotating tool F into the surface side plasticizing region W1 formed in the first main joining step. Can be friction-stirred again. Thereby, the joining defect which may generate | occur | produce in a plasticization area | region can be repaired, and watertightness and airtightness can be improved.
また、第二の本接合工程では、従来の接合方法と比べて接合する被接合金属部材1と第二の本接合用回転ツールFとの摩擦を軽減することができ、摩擦攪拌装置にかかる負担を小さくすることができる。また、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるため、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、突合部J1の深い位置まで接合することができる。
Further, in the second main joining step, it is possible to reduce the friction between the
また、本実施形態では、本接合工程に先だって仮接合工程をするため、金属部材1a,1b同士が離間することなく摩擦攪拌接合を行うことができる。
Moreover, in this embodiment, since the temporary joining process is performed prior to the main joining process, the friction stir welding can be performed without separating the
なお、第一の実施形態では、回転ツールの種類を変更することにより被接合金属部材1の表面側及び裏面側の入熱量を調節したが、これに限定されるものではない。例えば、裏面B側の回転ツールの移動速度を表面A側の回転ツールの移動速度より速めることで、裏面B側の回転ツールの入熱量を少なくすることができる。また、回転ツールを移動させる軌跡の長さ(摩擦攪拌の軌跡の長さの和)を、被接合金属部材1の表面A側よりも裏面B側を短くすることで、裏面B側の入熱量を少なくすることができる。第二の本接合工程で行う摩擦攪拌については、第一の本接合工程の入熱量、抜熱量及び隙間Pの大きさ、さらには被接合金属部材1の厚み等を考慮して設定すればよい。
In the first embodiment, the amount of heat input on the front surface side and the back surface side of the
また、第一の本接合工程及び第二の本接合工程を行った後に、被接合金属部材1に反りが残る場合には、被接合金属部材1の表面A又は裏面Bから矯正工程を行ってもよい。矯正工程では、矯正用回転ツール(図示省略)を用いて、被接合金属部材1の表面A又は裏面Bのうち、凸状になっている面側から摩擦攪拌を行う。矯正用回転ツールは、第一の本接合用回転ツールGよりも小さい矯正用回転ツール(図示省略)を用いる。摩擦攪拌の移動軌跡は特に限定されるものではなく、突合部に対して行ってもよいし、反りが大きい部分に重点的に行ってもよい。
In addition, after the first main joining step and the second main joining step, if the
また、第二の本接合工程後に、摩擦攪拌によって形成される溝が大きくなった場合には、当該溝に肉盛溶接を行って補修してもよい。若しくは、当該溝に蓋部材を配置して、当該蓋部材と被接合金属部材1とを摩擦攪拌等によって接合して補修してもよい。
Moreover, when the groove | channel formed by friction stirring becomes large after a 2nd main joining process, you may repair by performing build-up welding to the said groove | channel. Alternatively, the lid member may be disposed in the groove and repaired by joining the lid member and the
1 接合金属部材
1a 金属部材
1b 金属部材
2 第一タブ材
3 第二タブ材
J1〜J3 突合部
A 表面
B 裏面
C 第一側面
D 第二側面
H 仮接合用回転ツール
H1 ショルダ
H2 攪拌ピン
G 第一の本接合用回転ツール
G1 ショルダ
G2 攪拌ピン
F 第二の本接合用回転ツール
F1 ショルダ
F2 攪拌ピン
W1,W2 塑性化領域
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記突合部に対して攪拌ピンを備えた第二の回転ツールを相対移動させて前記金属部材の裏面側から摩擦攪拌を行う第二の本接合工程と、を含む接合方法であって、
前記第二の回転ツールの前記攪拌ピンの外周面には螺旋溝が刻設されており、前記第二の回転ツールを右回転させる場合は、前記螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて左回りに形成し、前記第二の回転ツールを左回転させる場合は、前記螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて右回りに形成し、
前記第一の本接合工程では、回転した前記第一の回転ツールの前記攪拌ピンを前記突合部に挿入し、前記攪拌ピン及び前記ショルダを前記金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌を行い、
前記第一本接合工程の後に前記金属部材の変形量を計測し、
前記第二の本接合工程では、回転した前記第二の回転ツールの前記攪拌ピンを前記突合部に挿入し、前記攪拌ピンのみを前記金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌を行うとともに前記攪拌ピンの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする接合方法。 A first main joining step of performing frictional stirring from the surface side of the metal member by relatively moving the first rotating tool provided with the stirring pin and the shoulder with respect to the abutting portion between the metal members;
A second main joining step in which friction stirring is performed from the back side of the metal member by relatively moving a second rotating tool provided with a stirring pin with respect to the abutting portion, and a joining method including:
A spiral groove is engraved on the outer peripheral surface of the stirring pin of the second rotary tool, and when the second rotary tool is rotated clockwise, the spiral groove is turned counterclockwise as it goes from the proximal end to the distal end. When the second rotating tool is rotated counterclockwise, the spiral groove is formed clockwise as it goes from the proximal end to the distal end.
In the first main joining step, the stirring pin of the rotated first rotating tool is inserted into the abutting portion, and friction stirring is performed in a state where the stirring pin and the shoulder are in contact with the metal member,
Measure the deformation of the metal member after the first main joining step,
And in the second of the welding process, the stirring with the stirring pin of rotation and said second rotary tool the insert into butting portion performs friction stir only the stirring pin being in contact with the metal member Friction stirring is performed while adjusting the insertion depth of the pin in accordance with the deformation amount .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013261659A JP6273821B2 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Joining method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013261659A JP6273821B2 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Joining method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015116593A JP2015116593A (en) | 2015-06-25 |
JP6273821B2 true JP6273821B2 (en) | 2018-02-07 |
Family
ID=53529826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013261659A Active JP6273821B2 (en) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Joining method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6273821B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210006173A (en) * | 2019-07-08 | 2021-01-18 | (주) 성부 | Automatic supply and cutting system for dummy |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022089015A (en) * | 2020-12-03 | 2022-06-15 | 日本軽金属株式会社 | Joining apparatus and joining method |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5381344B2 (en) * | 2009-06-01 | 2014-01-08 | 日本軽金属株式会社 | Joining method |
JP5957719B2 (en) * | 2011-08-19 | 2016-07-27 | 日本軽金属株式会社 | Friction stir welding method |
-
2013
- 2013-12-18 JP JP2013261659A patent/JP6273821B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210006173A (en) * | 2019-07-08 | 2021-01-18 | (주) 성부 | Automatic supply and cutting system for dummy |
KR102267017B1 (en) | 2019-07-08 | 2021-06-18 | (주) 성부 | Apparatus for auto supplying dummy and Method for cutting dummy using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015116593A (en) | 2015-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5381344B2 (en) | Joining method | |
JP6248790B2 (en) | Friction stir welding method | |
JP2010125495A (en) | Joining method | |
JP4882867B2 (en) | Joining method | |
JP5915802B2 (en) | Friction stir welding method | |
JP6505364B2 (en) | Friction stir welding method | |
JP2008087036A (en) | Joining method | |
JP2012115908A (en) | Joining method | |
JP6273821B2 (en) | Joining method | |
JP2013255946A (en) | Joining method | |
JP5459416B2 (en) | Joining method | |
JP5141094B2 (en) | Joining method | |
JP5641117B2 (en) | Joining method | |
JP4844329B2 (en) | Joining method | |
JP5082364B2 (en) | Joining method | |
JP5962807B2 (en) | Friction stir welding method | |
JP2009279595A (en) | Joining method | |
JP4957160B2 (en) | Joining method | |
JP2009172650A (en) | Manufacturing method of joined structure | |
JP2018051563A (en) | Joint method | |
JP5915796B2 (en) | Friction stir welding method | |
JP2018118281A (en) | Joining method | |
JP4844328B2 (en) | Joining method | |
JP4935282B2 (en) | Friction stirring method | |
JP5338884B2 (en) | Joining method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20160628 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160804 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170515 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170523 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170712 |
|
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: 20171212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6273821 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |