JP6286579B2 - 摩擦攪拌接合における溶接線の質を向上させるための方法及び装置 - Google Patents
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Description
a)摩擦溶接チップを受け入れるための駆動ヘッド及びスピンドルベアリングを有するレセプタクル板であって、スピンドルベアリング中に塗布された不要な材料を排出するように作用する螺旋状に加工された搬送ねじが、外部に向かって斜めに案内された開口に通じており;
b)垂直方向に関してスピンドルベアリングの長手方向の軸が2.8乃至3.2度の角度だけ傾斜しており;
c)回転するスピンドルの摺動面は、平面の摺動面と、特に、湾曲した継ぎ目を溶接するために、いずれの場合にも、2つの対向する側面に隣接し、前記摺動面に向かって鋭角に傾斜した本質的にアーチ型に湾曲した1つの摺動面からなり;
d)摩擦溶接チップは、被覆領域が中央で立ち上がるように先端が切り取られた円錐状を有しており、先端が切り取られた円錐の表面領域は、6つの台形領域片で形成され、そのうちの3つの領域片は、外周が一様に分布するように、且つ、円周の1/6以上の割合を占めるように、120度の角度で互いに反対向くように位置している。
a)駆動ヘッド(2)を有するレセプタクル板(1)であって、前記駆動ヘッドは、釣り鐘状の取り付け座(3)を受け入れるためのレセプタクルフランジ(19)を有し、前記取り付け座(3)には、溶接ピンチップ(5)を有する溶接シュー(4)が結合ナット(7)によって結合されており;
b)前記溶接シュー(4)は、基礎部分が円形を有し、その上には断面を横断し、前記基礎部分に対して直角に立ち上がった横方向ウエブが設置され、該横方向ウエブは前記基礎部分の直径の約1/4乃至1/5の幅を有し、アーチ状のシュー摺動面兼シュー平滑面(9)を有し、このシュー摺動面兼シュー平滑面(9)の両側の周囲領域には、切り欠きテーパー(段階的に先が細くなるように形成された小平面からなる斜面)(16)が配置されており;
c)前記溶接ピンチップ(5)は、鋭く傾斜したねじ山状の表面構造を有しており、このねじ山状の表面構造は、完全な円形となるようには配置されておらず、各ねじ山のピッチは、円周上に分布された3つの平坦な場所を有しており、これらの平坦な場所の中心は互いに120度の角度で設置されており、これらのねじ山状の表面構造のリード(頂上の幅)は0.5mmで、側面の高さは0.25mmから0.05mmの間で変化している。
a)溶接工程の開始にあたって、ピン突き刺し経路(10)において、取り付け座(3)の駆動ヘッド(2)によって溶接工具として案内された溶接シュー(4)の溶接ピンチップ(5)が、被接合部材(6)中に突き刺され;
b)その後すぐ、計画された溶接線が完全に処理されるまで、垂直方向に対して溶接工具の設定角度(12)を溶接経路(11)の終端まで維持しながら、溶接経路(11)中で、実際の溶接処理が実行され;
c)それに続くピン走行経路(13)において、前記ピン走行経路(13)の終端に至るまで、前記設定角度(12)が、ゆっくりと、且つ、連続的にピン空転角度(15)まで増加されながら、前記溶接工具は前記被接合部材(6)から再び引き抜かれ;
d)それに続くピン空転経路(14)において、前記溶接工具は、前記ピン空転経路(14)の開始位置での垂直方向に対する前記空転角度(15)をさらに増加させ、穴を形成することなく、前記被接合部材(6)から連続して離れるように、前記被接合部材(6)から取り除かれる。
2 駆動ヘッド
3 工具用の釣り鐘型の取り付け座
4 溶接シュー
5 溶接ピンチップ
6 被接合部材
7 溶接シューを取り付けるための結合ナット
8 溶接材料の排出領域
9 シュー摺動面兼シュー平滑面
10 ピン差し込み経路
11 溶接経路(継ぎ目)
12 溶接工具の設定角度
13 ピン走行経路
14 ピン空転経路(設定角度の増大)
15 ピン空転角度
16 シュー平滑面の切り欠きテーパー
17 ピンシャフト
18 溶接シューにおけるピン取り付け部
19 釣り鐘型取り付け座3用のレセプタクルフランジ
20 釣り鐘型取り付け座3用の円錐部を有する取り付けねじ
21 ピン固定用の取り付けねじ
22 ピン長さ用の調節部材
23 溶接シューのひねり防止用のロック部材
24 溶接ピン取り付け円錐体
25 溶接ピン用のカウンターベアリング
26 ピンネック
Claims (10)
- 摩擦攪拌接合における溶接線の質を向上させるための装置であって:
駆動ヘッド(2)を有するレセプタクル板(1)であって、前記駆動ヘッド(2)は、釣り鐘状の取り付け座(3)を受け入れるためのレセプタクルフランジ(19)を有し、前記取り付け座(3)には、溶接ピンチップ(5)を有する溶接シュー(4)が結合ナット(7)によって結合されており;
前記溶接シュー(4)は、基礎部分が円形を有し、その上には断面を横断し、前記基礎部分に対して直角に立ち上がった横方向ウエブが設置され、該横方向ウエブは前記基礎部分の直径の約1/4乃至1/5の幅を有し、アーチ状のシュー摺動面兼シュー平滑面(9)を有し、このシュー摺動面兼シュー平滑面(9)の両側の周囲領域には、切り欠きテーパー(段階的に先が細くなるように形成された小平面からなる斜面)(16)が配置されており;
前記溶接ピンチップ(5)は、鋭く傾斜したねじ山状の表面構造を有しており、このねじ山状の表面構造は、完全な円形となるようには配置されておらず、各ねじ山のピッチは、円周上に分布された3つの平坦な場所を有しており、これらの平坦な場所の中心は互いに120度の角度で設置されており、これらのねじ山状の表面構造のリード(頂上の幅)は0.5mmで、側面の高さは0.25mmから0.05mmの間で変化している
ことを特徴とする装置。 - 前記切り欠きテーパー(16)はそれぞれ数ミリメートルの高さを有する段をなすように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記レセプタクルフランジ(19)は、前記取り付け座(3)の中心となるように取り付けられた溶接ピン取り付け円錐体(24)を有し、前記溶接ピン取り付け円錐体(24)と前記取り付け座(3)の間の両側に存在する隙間に圧力発生装置によって正圧を発生させ、それによって前記溶接シュー(4)の溶接材料用の排出領域(8)の汚染物を効果的に取り除き、さらに逆圧を測定することによって、前記溶接シュー(4)の前記排出領域(8)が詰まっているか詰まっていないかを判定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の装置。
- 前記シュー摺動面兼シュー平滑面(9)の接触圧が調節可能であり、それぞれの調節が測定され、且つ、表示されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の装置。
- 溶接工程の結果が任意にモニタされることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の装置。
- 摩擦攪拌接合における溶接線の質を向上させるための方法であって:
溶接ピンチップ(5)を有し、基礎部分が円形を有し、その上には断面を横断し、前記基礎部分に対して直角に立ち上がった横方向ウエブが設置され、該横方向ウエブは前記基礎部分の直径の約1/4乃至1/5の幅を有し、アーチ状のシュー摺動面兼シュー平滑面(9)を有し、このシュー摺動面兼シュー平滑面(9)の両側の周囲領域には、切り欠きテーパー(段階的に先が細くなるように形成された小平面からなる斜面)(16)が配置された溶接シュー(4)を用い、前記溶接ピンチップ(5)は、鋭く傾斜したねじ山状の表面構造を有しており、このねじ山状の表面構造は、完全な円形となるようには配置されておらず、各ねじ山のピッチは、円周上に分布された3つの平坦な場所を有しており、これらの平坦な場所の中心は互いに120度の角度で設置されており、これらのねじ山状の表面構造のリード(頂上の幅)は0.5mmで、側面の高さは0.25mmから0.05mmの間で変化しており、
溶接工程の開始にあたって、ピン突き刺し経路(10)において、取り付け座(3)の駆動ヘッド(2)によって溶接工具として案内された前記溶接シュー(4)の前記溶接ピンチップ(5)が、被接合部材(6)中に突き刺され;
その後すぐ、計画された溶接線が完全に処理されるまで、垂直方向に対して溶接工具の設定角度(12)を溶接経路(11)の終端まで維持しながら、溶接経路(11)中で、実際の溶接処理が実行され;
それに続くピン走行経路(13)において、前記ピン走行経路(13)の終端に至るまで、前記設定角度(12)が、ゆっくりと、且つ、連続的にピン空転角度(15)まで増加されながら、前記溶接工具は前記被接合部材(6)から再び引き抜かれ;
それに続くピン空転経路(14)において、前記溶接工具は、前記ピン空転経路(14)の開始位置での垂直方向に対する前記空転角度(15)をさらに増加させ、穴を形成することなく、前記被接合部材(6)から連続して離れるように、前記被接合部材(6)から取り除かれる
ことを特徴とする方法。 - 前記取り付け座(3)とその中心となるように取り付けられた溶接ピン取り付け円錐体(24)の間の両側に存在する隙間に圧力発生装置によって正圧を発生させ、それによって前記溶接シュー(4)の溶接材料用の排出領域(8)の汚染物を効果的に取り除き、さらに逆圧を測定することによって、前記溶接シュー(4)の前記排出領域(8)が詰まっているか詰まっていないかを判定することを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記シュー摺動面兼シュー平滑面(9)の接触圧が調節可能であり、それぞれの調節が測定され、制御され、且つ、表示されることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の方法。
- このプログラムがコンピュータで実行されたときに、請求項6乃至8のいずれか一項に記載された方法を実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
- このプログラムがコンピュータで実行されたときに、請求項6乃至8のいずれか一項に記載された方法を実施できるようにコンピュータプログラムのプログラムコードを有する機械で読み取り可能な媒体。
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