JP6658446B2 - 摩擦攪拌接合方法 - Google Patents
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Description
また、本発明は、第一ショルダ部と、第二ショルダ部と、前記第一ショルダ部と前記第二ショルダ部との間に形成された攪拌ピンとで構成されたボビンツールを用いて一対の金属部材同士を接合する摩擦攪拌接合方法であって、一対の前記金属部材の端面同士を突き合わせて本突合せ部を形成する突合せ工程と、一対の前記金属部材の各側面に終了タブ材の一の側面を突き合わせて終了タブ突合せ部を形成するタブ材突合せ工程と、前記本突合せ部をなぞるように前記ボビンツールを相対移動させて前記本突合せ部を摩擦攪拌接合した後、前記終了タブ材の他の側面から前記ボビンツールを離脱させる本接合工程と、を含み、前記本接合工程では、一対の前記金属部材の端面同士と前記終了タブ材の一の側面とが突き合わされて構成された第二中間点と前記ボビンツールとが接触せず、かつ、前記終了タブ材の被膜及び前記一対の金属部材の側面の被膜が前記本突合せ部に形成される塑性化領域に巻き込まれないように前記ボビンツールを相対移動させることを特徴とする。
また、前記本接合工程では、前記本突合せ部から前記終了タブ材に向けて前記ボビンツールを相対移動させる際に、前記ボビンツールと前記終了タブ突合せ部とが接触しないように前記本突合せ部から離間する方向に前記ボビンツールを相対移動させた後、一方又は他方の前記金属部材から前記終了タブ材に前記ボビンツールを相対移動させることが好ましい。
また、前記本接合工程では、前記第二中間点と前記ボビンツールとが接触しない範囲で前記ボビンツールを折り返し、前記本突合せ部をなぞるように前記終了タブ材とは離間する方向に前記ボビンツールを相対移動させた後、前記終了タブ材に向けて前記ボビンツールを相対移動させることが好ましい。
本発明の第一実施形態に係る摩擦攪拌接合方法について図面を参照して詳細に説明する。まずは、図1に示すように、本発明で用いるボビンツールGについて説明する。ボビンツールGは、金属部材を摩擦攪拌接合するための回転ツールである。ボビンツールGは、第一ショルダ部G1と、第二ショルダ部G2と、攪拌ピンG3とで主に構成されている。ボビンツールGは、例えば、工具鋼で形成されている。
また、本接合工程では、本突合せ部J1から終了タブ材30に向けてボビンツールGを相対移動させる際に、第一ショルダ部G1及び第二ショルダ部G2と終了タブ突合せ部J3とが接触しないように本突合せ部J1から離間する方向にボビンツールGを移動させた後、第一金属部材1から終了タブ材30にボビンツールGを相対移動させる。
しかし、前記した構成によれば、図3に示す塑性化領域Wのうち、開始タブ突合せ部J2を横断する部位Z1及び終了タブ突合せ部J3を横断する部位Z2については被膜が巻き込まれるおそれがあるものの、通過点s1からs2の間、及び通過点s3からs4の間については開始タブ突合せ部J2又は終了タブ突合せ部J3から塑性化領域Wが離間するように移動ルートを設定している。そのため、第一金属部材1の端部(側面1b,1c)に被膜が巻き込まれるのを防ぐことができる。
次に、本発明の第二実施形態に係る摩擦攪拌接合方法について説明する。第二実施形態では、本接合工程におけるボビンツールGの移動ルートが第一実施形態と相違する。第二実施形態では、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。第二実施形態に係る摩擦攪拌接合方法では、突合せ工程と、タブ材突合せ工程と、本接合工程と、を行う。突合せ工程及びタブ材突合せ工程は、第一実施形態と同一であるから説明を省略する。
2 第二金属部材
10 第一大径部
11 第一テーパー部
12 第一端面
13 第二大径部
14 第二テーパー部
15 第二端面
20 開始タブ材
30 終了タブ材
G ボビンツール
G1 第一ショルダ部
G2 第二ショルダ部
G3 攪拌ピン
J1 本突合せ部
J2 開始タブ突合せ部
J3 終了タブ突合せ部
W 塑性化領域
Claims (7)
- 第一ショルダ部と、第二ショルダ部と、前記第一ショルダ部と前記第二ショルダ部との間に形成された攪拌ピンとで構成されたボビンツールを用いて一対の金属部材同士を接合する摩擦攪拌接合方法であって、
一対の前記金属部材の端面同士を突き合わせて本突合せ部を形成する突合せ工程と、
一対の前記金属部材の各側面に開始タブ材の一の側面を突き合わせて開始タブ突合せ部を形成するタブ材突合せ工程と、
前記開始タブ材の他の側面から回転する前記ボビンツールを突入させ、前記本突合せ部をなぞるように前記ボビンツールを相対移動させて前記本突合せ部を摩擦攪拌接合する本接合工程と、を含み、
前記本接合工程では、一対の前記金属部材の端面同士と前記開始タブ材の一の側面とが突き合わされて構成された第一中間点と前記ボビンツールとが接触せず、かつ、前記開始タブ材の被膜及び前記一対の金属部材の側面の被膜が前記本突合せ部に形成される塑性化領域に巻き込まれないように前記ボビンツールを相対移動させることを特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 前記本接合工程では、前記開始タブ材から一方の前記金属部材に前記ボビンツールを突入させた後、
前記本突合せ部に向けて前記ボビンツールを相対移動させる際に、前記ボビンツールと前記開始タブ突合せ部とが接触しないように前記ボビンツールを相対移動させることを特徴とする請求項1に記載の摩擦攪拌接合方法。 - 前記本接合工程では、前記攪拌ピンが前記本突合せ部に到達した後、前記本突合せ部をなぞるように前記ボビンツールを前記開始タブ材側に相対移動させ、前記第一中間点と前記ボビンツールとが接触しない範囲で前記ボビンツールを折り返し、前記開始タブ材とは離間する方向に前記ボビンツールを相対移動させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の摩擦攪拌接合方法。
- 第一ショルダ部と、第二ショルダ部と、前記第一ショルダ部と前記第二ショルダ部との間に形成された攪拌ピンとで構成されたボビンツールを用いて一対の金属部材同士を接合する摩擦攪拌接合方法であって、
一対の前記金属部材の端面同士を突き合わせて本突合せ部を形成する突合せ工程と、
一対の前記金属部材の各側面に終了タブ材の一の側面を突き合わせて終了タブ突合せ部を形成するタブ材突合せ工程と、
前記本突合せ部をなぞるように前記ボビンツールを相対移動させて前記本突合せ部を摩擦攪拌接合した後、前記終了タブ材の他の側面から前記ボビンツールを離脱させる本接合工程と、を含み、
前記本接合工程では、一対の前記金属部材の端面同士と前記終了タブ材の一の側面とが突き合わされて構成された第二中間点と前記ボビンツールとが接触せず、かつ、前記終了タブ材の被膜及び前記一対の金属部材の側面の被膜が前記本突合せ部に形成される塑性化領域に巻き込まれないように前記ボビンツールを相対移動させることを特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 前記本接合工程では、前記本突合せ部から前記終了タブ材に向けて前記ボビンツールを相対移動させる際に、前記ボビンツールと前記終了タブ突合せ部とが接触しないように前記本突合せ部から離間する方向に前記ボビンツールを相対移動させた後、
一方又は他方の前記金属部材から前記終了タブ材に前記ボビンツールを相対移動させることを特徴とする請求項4に記載の摩擦攪拌接合方法。 - 前記本接合工程では、前記第二中間点と前記ボビンツールとが接触しない範囲で前記ボビンツールを折り返し、前記本突合せ部をなぞるように前記終了タブ材とは離間する方向に前記ボビンツールを相対移動させた後、前記終了タブ材に向けて前記ボビンツールを相対移動させることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の摩擦攪拌接合方法。
- 前記第一ショルダ部は、第一大径部と、第一テーパー部と、第一端面とを備えており、当該第一テーパー部は前記第二ショルダ部側に向けて徐々に縮径しており、
前記第二ショルダ部は、第二大径部と、第二テーパー部と、第二端面とを備えており、当該第二テーパー部は前記第一ショルダ部側に向けて徐々に縮径しており、
前記第一端面及び前記第二端面の直径を同一に形成することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の摩擦攪拌接合方法。
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