JP6662207B2 - Joining method - Google Patents
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Description
本発明は、接合方法に関する。 The present invention relates to a joining method.
貫通孔を備えた壁部材と、前記貫通孔にフランジ部付きの筒状部材を挿入して両者を接合する接合方法が知られている(特許文献1)。当該接合方法は、壁部材の表面とフランジ部の表面とが重ね合わされた重合部を回転ツールで摩擦攪拌接合するというものである。 There is known a joining method in which a wall member having a through hole and a tubular member with a flange portion are inserted into the through hole to join the two members together (Patent Document 1). In this joining method, the overlapped portion where the surface of the wall member and the surface of the flange portion are overlapped is friction stir welded with a rotary tool.
従来の接合方法では、摩擦攪拌接合後にバリが発生するため、切削工具等を用いてバリを除去する作業が煩雑になるという問題がある。 In the conventional joining method, burrs are generated after friction stir welding, so that there is a problem that the operation of removing burrs using a cutting tool or the like becomes complicated.
そこで、本発明は、バリを容易に除去することができる接合方法を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a bonding method that can easily remove burrs.
このような課題を解決するために本発明は、貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、前記貫通孔に前記筒状部材の他端側を挿入して前記フランジ部の表面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、回転ツールを前記フランジ部の裏面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で、前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明は、貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、前記貫通孔に前記筒状部材の他端側を挿入して前記フランジ部の表面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、回転ツールを前記壁部材の表面から挿入した後に前記フランジ部に突入させるとともに、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で、前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明は、貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、前記貫通孔と前記筒状部材の中空部とを連通させつつ、前記フランジ部の裏面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、回転ツールを前記フランジ部の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明は、貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、前記貫通孔と前記筒状部材の中空部とを連通させつつ、前記フランジ部の裏面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、回転ツールを前記壁部材の表面から挿入した後に前記フランジ部に突入させるとともに、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする。
In order to solve such a problem, the present invention provides a wall member having a through hole, a preparation step of preparing a cylindrical member having a flange portion on one end side, and the other end side of the cylindrical member in the through hole. An arrangement step of inserting and superimposing the surface of the flange portion and the surface of the wall member to form an overlapped portion, and inserting a rotating tool from the back surface of the flange portion, and only the stirring pin of the rotating tool is A joining step of performing relative friction stir welding to the overlapped portion by relatively moving the rotating tool along the periphery of the flange portion in a state of being in contact with only the flange portion or both the flange portion and the wall member. And a removing step of cutting off a surplus piece outside the flange together with burrs at a boundary of the groove formed in the plasticized region in the joining step.
Also, the present invention provides a wall member having a through hole, a preparing step of preparing a cylindrical member having a flange portion on one end side, and inserting the other end side of the cylindrical member into the through hole to form the flange portion. An arrangement step of superimposing the surface of the wall member and the surface of the wall member to form a superimposed portion, and inserting the rotating tool from the surface of the wall member and then protruding into the flange portion, and using only the stirring pin of the rotating tool. Joining in which the rotary tool is relatively moved along the periphery of the flange portion in a state of being in contact with only the flange portion or both the flange portion and the wall member to perform friction stir welding on the overlapped portion. And a removing step of cutting off a surplus piece part outside the flange part together with a burr at a boundary of the concave groove formed in the plasticized region in the joining step.
Also, the present invention provides a wall member having a through hole, a preparation step of preparing a cylindrical member having a flange portion at one end side, and the flange member while allowing the through hole to communicate with the hollow portion of the cylindrical member. An arrangement step of superimposing the back surface of the portion and the surface of the wall member to form an overlapped portion, inserting a rotating tool from the surface of the flange portion, and only stirring the stirring pin of the rotating tool only the flange portion, or A joining step in which the rotary tool is relatively moved along a peripheral edge of the flange portion in a state of being in contact with both the flange portion and the wall member to perform friction stir welding on the overlapped portion; And removing a surplus piece part outside the flange part together with a burr at a boundary of the concave groove formed in the formation region.
Also, the present invention provides a wall member having a through hole, a preparation step of preparing a cylindrical member having a flange portion at one end side, and the flange member while allowing the through hole to communicate with the hollow portion of the cylindrical member. An arrangement step of superimposing the back surface of the portion and the surface of the wall member to form an overlapped portion, and inserting the rotary tool from the surface of the wall member and then protruding into the flange portion, and only the stirring pin of the rotary tool. The friction stir welding is performed on the overlapping portion by relatively moving the rotating tool along the peripheral edge of the flange portion in a state where the flange portion is in contact with only the flange portion or both the flange portion and the wall member. And a removing step of cutting off a surplus piece part outside the flange part together with a burr at a boundary of the concave groove formed in the plasticized region in the joining step.
かかる接合方法によれば、フランジ部の外側の余剰片部を凹溝を境に折り曲げるなどして、バリを余剰片部ごと容易に除去することができる。 According to such a joining method, the burr can be easily removed together with the surplus piece by bending the surplus piece outside the flange portion at the groove.
また、前記接合工程では、前記フランジ部の外側にバリが発生するように接合条件を設定することが好ましい。 In the joining step, it is preferable to set joining conditions so that burrs are generated outside the flange portion.
かかる接合方法によれば、余剰片部にバリを集約することができるため、除去工程をより容易に行うことができる。 According to such a joining method, since burrs can be concentrated on the surplus piece portion, the removing step can be performed more easily.
本発明に係る接合方法によれば、バリを容易に除去することができる。 According to the joining method of the present invention, burrs can be easily removed.
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態に係る接合方法を図面を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態に係る接合方法は、壁部材10と筒状部材20とを摩擦攪拌で接合するものである。本実施形態に係る接合方法では、準備工程と、配置工程と、接合工程と、除去工程とを行う。なお、以下の説明における「表面」とは「裏面」の反対側の面という意味である。
[First embodiment]
A joining method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the joining method according to the present embodiment joins the
準備工程は、壁部材10及び筒状部材20を用意する工程である。壁部材10は、平面視円形の貫通孔11を備えた板状部材である。壁部材10は、本実施形態ではアルミニウム合金で形成されている。壁部材10の材料は、例えば、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、マグネシウム合金等の摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。
The preparation step is a step of preparing the
筒状部材20は、筒部21と、フランジ部22とで構成されている。筒状部材20は、摩擦攪拌可能な金属であればよいが、本実施形態では壁部材10と同じ金属で形成されている。筒部21は、円筒状を呈する。筒部21の外径は、貫通孔11の内径と略同等になっている。フランジ部22は、筒部21の端部において筒部21から垂直に外側に張り出しており、板状を呈する。
The
配置工程は、図2に示すように、壁部材10に筒状部材20を配置する工程である。配置工程では、壁部材10の貫通孔11に筒状部材20の筒部21を挿入するとともに、壁部材10の表面10aと、フランジ部22の表面22aとを重ね合わせて重合部J1を形成する。重合部J1は、貫通孔11の周囲にリング状に形成される。
The arranging step is a step of arranging the
接合工程は、図3及び図4に示すように接合用回転ツールFを用いて重合部J1を摩擦攪拌接合する工程である。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。接合用回転ツールFは、特許請求の範囲の「回転ツール」に相当する。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、摩擦攪拌装置の回転軸に連結される部位である。連結部F1は円柱状を呈する。 The joining step is a step of friction stir welding the overlapped portion J1 using the joining rotary tool F as shown in FIGS. The joining rotary tool F includes a connecting portion F1 and a stirring pin F2. The joining rotary tool F corresponds to a “rotating tool” in the claims. The joining rotary tool F is made of, for example, tool steel. The connection part F1 is a part connected to the rotating shaft of the friction stirrer. The connecting portion F1 has a columnar shape.
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の長さは、フランジ部22の板厚よりも大きくなっている。攪拌ピンF2の外周面には螺旋溝が刻設されている。本実施形態では、接合用回転ツールFを右回転させるため、螺旋溝は、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 tapers as it moves away from the connecting portion F1. The length of the stirring pin F2 is larger than the thickness of the
なお、接合用回転ツールFを左回転させる場合は、螺旋溝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F2の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材(壁部材10及び筒状部材20)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 joining rotary tool F counterclockwise, it is preferable to form the spiral groove clockwise from the base end toward the tip end. By setting the spiral groove in this way, the metal plastically fluidized at the time of friction stirring is guided to the tip side of the stirring pin F2 by the spiral groove. Thereby, the amount of metal that overflows to the outside of the metal members to be joined (the
接合工程では、右回転させた接合用回転ツールFをフランジ部22の裏面22bに挿入し、重合部J1に沿って(フランジ部22の外周縁に沿って)一周させて重合部J1を接合する。図4に示すように、接合工程では、連結部F1をフランジ部22に接触させない状態で、つまり、攪拌ピンF2の基端側を露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。即ち、接合用回転ツールFの挿入深さは、本実施形態では、壁部材10及びフランジ部22の両方に攪拌ピンF2が接触するように設定する。なお、接合工程では、攪拌ピンF2が壁部材10に達しない程度に、つまり、攪拌ピンF2のみをフランジ部22のみと接触させた状態で接合してもよい。この場合は、攪拌ピンF2とフランジ部22との摩擦熱によって重合部J1が塑性流動化して接合される。
In the joining step, the joining rotating tool F that has been rotated clockwise is inserted into the
接合用回転ツールFの移動軌跡には塑性化領域W1が形成される。接合工程では、塑性化領域W1が平面視円形の閉ループとなるように接合用回転ツールFを相対移動させる。接合用回転ツールFはどちら周りに移動させてもよいが、本実施形態では、中心軸Xに対して左回りとなるように接合用回転ツールFを移動させている。 A plasticizing region W1 is formed on the movement trajectory of the joining rotary tool F. In the joining step, the joining rotary tool F is relatively moved so that the plasticized region W1 becomes a circular closed loop in plan view. The joining rotary tool F may be moved in any direction, but in this embodiment, the joining rotary tool F is moved so as to be counterclockwise with respect to the central axis X.
本実施形態では、接合用回転ツールFのシアー側(advancing side:回転ツールの外周における接線速度に回転ツールの移動速度が加算される側)がフランジ部22の内側となるように接合用回転ツールFの移動方向と回転方向を設定している。接合用回転ツールFの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。
In this embodiment, the joining rotary tool F is arranged such that the shear side (advancing side: the side on which the moving speed of the rotating tool is added to the tangential speed on the outer periphery of the rotating tool) of the joining rotary tool F is located inside the
例えば、接合用回転ツールFの回転速度が遅い場合では、フランジ部22のフロー側(retreating side:回転ツールの外周における接線速度から回転ツールの移動速度が減算される側)に比べてシアー側の方が塑性流動材の温度が上昇しやすくなるため、塑性化領域W1内のシアー側に凹溝が発生し、塑性化領域W1外のシアー側にバリVが多く発生する傾向にある。一方、例えば、接合用回転ツールFの回転速度が速い場合、シアー側の方が塑性流動材の温度が上昇するものの、回転速度が速い分、塑性化領域W1内のフロー側に凹溝が発生し、塑性化領域W1外のフロー側にバリVが多く発生する傾向にある。 For example, when the rotation speed of the joining rotary tool F is low, the shear side is closer to the flow side of the flange portion 22 (retreating side: the side on which the moving speed of the rotary tool is subtracted from the tangential speed on the outer periphery of the rotary tool). Since the temperature of the plastic fluidized material tends to rise more easily, a concave groove is formed on the shear side in the plasticized region W1, and a lot of burrs V tend to be generated on the shear side outside the plasticized region W1. On the other hand, for example, when the rotation speed of the joining rotary tool F is high, although the temperature of the plastic flow material increases on the shear side, a groove is generated on the flow side in the plasticization region W1 due to the high rotation speed. However, a large amount of burrs V tend to be generated on the flow side outside the plasticizing region W1.
本実施形態では、接合用回転ツールFの回転速度を速く設定しているため、図5に示すように、塑性化領域W1内のフロー側に凹溝Dが発生し、塑性化領域W1外のフロー側にバリVが多く発生する傾向にある。凹溝Dは、塑性化領域W1のうち、より深くえぐれる部位である。また、接合用回転ツールFの回転速度を速く設定することにより、接合用回転ツールFの移動速度(送り速度)を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。 In the present embodiment, since the rotation speed of the joining rotary tool F is set to be high, a concave groove D is generated on the flow side in the plasticized region W1 as shown in FIG. Many burrs V tend to occur on the flow side. The concave groove D is a part of the plasticized region W1 that is deepened. Further, by setting the rotation speed of the joining rotary tool F to be high, the moving speed (feeding speed) of the joining rotary tool F can be increased. Thereby, the joining cycle can be shortened.
接合工程の際に、接合用回転ツールFの進行方向のどちら側にバリVが発生するかは接合条件によって異なる。当該接合条件とは、接合用回転ツールFの回転速度、回転方向、移動速度(送り速度)、攪拌ピンF2の傾斜角度(テーパー角度)、壁部材10及び筒状部材20の材質、壁部材10及びフランジ部22の厚さ等の各要素とこれらの要素の組合せで決定される。接合条件に応じて、バリVが発生する側又はバリVが多く発生する側がフランジ部22の外縁側となるように設定すれば、塑性化領域W1内に形成される凹溝Dもフランジ部22の外側に形成される傾向があるので、後記する除去工程を容易に行うことができるため好ましい。
In the joining step, on which side in the traveling direction of the joining rotary tool F the burrs V are generated depends on the joining conditions. The joining conditions include the rotation speed, the rotation direction, the moving speed (feed speed) of the joining rotary tool F, the inclination angle (taper angle) of the stirring pin F2, the material of the
接合工程では、接合用回転ツールFを一周させて、塑性化領域W1内で接合用回転ツールFを離脱させる。接合工程では、塑性化領域W1の始端と後端が重複するようにする。 In the joining step, the joining rotary tool F is caused to make one round to separate the joining rotary tool F in the plasticized region W1. In the joining step, the start end and the rear end of the plasticized region W1 are made to overlap.
除去工程は、図5に示すように、フランジ部22の一部である余剰片部23を切除する工程である。余剰片部23とは、フランジ部22において、塑性化領域W1を境にして切除される部位である。本実施形態では、フランジ部22に形成された凹溝Dよりも外側の部位を余剰片部23としている。
As shown in FIG. 5, the removing step is a step of cutting off the
除去工程では、余剰片部23の端部をめくり上げつつ、折り曲げるようにして除去する。これにより、図6及び図7に示すように、フランジ部22の外周縁は塑性化領域W1で縁どりされる。除去工程では、装置を用いて余剰片部23を折り曲げてもよいが、本実施形態では、手作業で折り曲げて切除している。以上により、壁部材10と筒状部材20とが接合される。
In the removing step, the
以上説明した接合方法によれば、フランジ部22の外側の余剰片部23を折り曲げるなどして、バリVを余剰片部23ごと容易に除去することができる。また、図6及び図7に示すように、フランジ部22の外周縁が塑性化領域W1で縁取りされるため、切削工具等を用いて別途バリを除去する工程を行わなくてもきれいに仕上げることができる。
According to the joining method described above, the burr V can be easily removed together with the
また、図5に示すように、本実施形態によれば、凹溝Dは塑性化領域W1内で、かつ、接合中心線Cの外側(フランジ部22に対して外側)に形成される。また、バリVは塑性化領域W1外で、かつ、接合中心線Cの外側に形成されるので、余剰片部23とともにバリVを効率よく切除することができる。これにより、切除する余剰片部23を小さくすることができるとともに、接合部(塑性化領域W1)を大きく残存させることができるため、接合強度を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 5, according to the present embodiment, the concave groove D is formed in the plasticized region W1 and outside the joining center line C (outside the flange portion 22). Further, since the burrs V are formed outside the plasticized region W1 and outside the joining center line C, the burrs V can be efficiently removed together with the
また、接合工程では、攪拌ピンF2のみを壁部材10及びフランジ部22に接触させた状態で重合部J1に沿って相対移動させて摩擦攪拌接合するか、又はフランジ部22のみに接触させた状態で重合部J1に沿って相対移動させて摩擦攪拌接合するため、摩擦攪拌装置に大きな負荷をかけずに深い位置にある重合部J1を接合することができる。
In the joining step, friction stir welding is performed by relatively moving along the overlapping portion J1 while only the stirring pin F2 is in contact with the
また、接合工程では、攪拌ピンF2のみを壁部材10及びフランジ部22に接触させた状態で摩擦攪拌接合するか、又はフランジ部22のみに接触させた状態で摩擦攪拌接合するため、ショルダ部を壁部材10及びフランジ部22に押し込む場合に比べて塑性化領域W1の幅を小さくすることができる。これにより、フランジ部22の幅(張り出し長さ)を大きくしなくても接合代を確保することができる。これにより、筒状部材20(フランジ部22)の設計の自由度を高めることができる。
In addition, in the joining step, friction stir welding is performed in a state where only the stirring pin F2 is in contact with the
図8は、第一実施形態に係る変形例の接合工程を示す斜視図である。図8に示すように、変形例の接合工程では、接合用回転ツールFの開始位置Spを壁部材10の表面10aに設定している。当該接合工程では、開始位置Spに右回転させた接合用回転ツールFを挿入した後、フランジ部22に突入させ、重合部J1に沿って接合用回転ツールFを相対移動させる。
FIG. 8 is a perspective view illustrating a joining process of a modification according to the first embodiment. As shown in FIG. 8, in the joining step of the modification, the starting position Sp of the joining rotary tool F is set on the
また、フランジ部22の縁部にスリット25を形成してもよい。スリット25は、フランジ部22の縁部から中心方向に向けて延設されている。接合工程を行う際には、塑性化領域W1の一部がスリット25に接触するように、接合用回転ツールFの移動ルートを設定する。除去工程を行う際には、スリット25を起点にめくるようにして折り曲げることで、除去工程をより容易に行うことができる。なお、変形例では、他の工程は第一実施形態と同等であるため共通する部分の説明は省略する。
Further, a
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態に係る接合方法について説明する。第二実施形態に係る接合方法では、準備工程と、配置工程と、接合工程と、除去工程を行う。第二実施形態に係る接合方法では、主に配置工程が第一実施形態と相違する。
[Second embodiment]
Next, a joining method according to a second embodiment of the present invention will be described. In the bonding method according to the second embodiment, a preparation step, an arrangement step, a bonding step, and a removing step are performed. In the joining method according to the second embodiment, an arrangement step is different from that of the first embodiment.
配置工程は、図9に示すように、壁部材10に筒状部材20を配置する工程である。配置工程では、壁部材10の貫通孔11と筒状部材20の筒部21の中空部とを連通させつつ、壁部材10の表面10aに、フランジ部22の裏面22bを重ね合わせる。壁部材10の表面10aとフランジ部22の裏面22bとが重ね合わされて重合部J2が形成される。
The arranging step is a step of arranging the
接合工程は、図10及び図11に示すように、接合用回転ツールFを用いて重合部J2を摩擦攪拌接合する工程である。接合工程では、図10に示すように、壁部材10の表面10aに設定された開始位置Spに左回転させた接合用回転ツールFを挿入した後、フランジ部22に突入させて重合部J2に沿って筒部21周りに一周させる。本実施形態では、接合用回転ツールFを左回転させるため、筒部21に対して左回りとなるように接合用回転ツールFを相対移動させる。接合用回転ツールFの移動軌跡には塑性化領域W2が形成される。また、本実施形態では、接合用回転ツールFを左回転させるため、攪拌ピンF2の螺旋溝は基端側から先端側に向けて右回りとなるように形成されている。
The joining step is, as shown in FIGS. 10 and 11, a friction stir welding of the overlapped portion J2 using the rotating tool F for joining. In the joining step, as shown in FIG. 10, after inserting the joining rotating tool F that has been rotated counterclockwise to the start position Sp set on the
図11に示すように、接合工程では、連結部F1をフランジ部22に接触させない状態で、つまり、攪拌ピンF2の基端側を露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。即ち、接合用回転ツールFの挿入深さは、本実施形態では、壁部材10及びフランジ部22の両方に攪拌ピンF2が接触するように設定する。なお、接合工程では、攪拌ピンF2が壁部材10に達しない程度に、つまり、攪拌ピンF2のみをフランジ部22のみと接触させた状態で接合してもよい。この場合は、攪拌ピンF2とフランジ部22との摩擦熱によって重合部J2が塑性流動化して接合される。
As shown in FIG. 11, in the joining step, friction stir welding is performed in a state where the connecting portion F1 is not in contact with the
除去工程は、図12に示すように、フランジ部22の一部である余剰片部23を切除する工程である。余剰片部23とは、フランジ部22において、塑性化領域W2を境にして切除される部位である。本実施形態では、フランジ部22に形成された凹溝Dよりも外側の部位を余剰片部23としている。
As shown in FIG. 12, the removing step is a step of cutting off the
除去工程では、余剰片部23の端部をめくり上げつつ、折り曲げるようにして除去する。これにより、フランジ部22の外周縁は塑性化領域W2で縁どりされる。除去工程では、装置を用いて余剰片部23を折り曲げてもよいが、本実施形態では、手作業で折り曲げて切除している。以上により、壁部材10と筒状部材20とが接合される。なお、前記した変形例のように、フランジ部22にスリットを設け、当該スリットを起点に余剰片部23をめくり上げるようにして余剰片部23を除去してもよい。
In the removing step, the
以上説明した第二実施形態に係る接合方法でも、第一実施形態と同じ効果を奏することができる。なお、第二実施形態の接合工程では、フランジ部22の表面22aに直接接合用回転ツールFを挿入してもよい。
The bonding method according to the second embodiment described above can also achieve the same effects as the first embodiment. In the joining step of the second embodiment, the joining rotary tool F may be directly inserted into the
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、接合工程に先だって、重合部J1に仮接合を行う仮接合工程を含むようにしてもよい。仮接合工程は、溶接でもよいし、回転ツールを用いて摩擦攪拌で行ってもよい。これにより、接合工程の際の重合部J1,J2の目開きを防ぐことができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, design changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, before the joining step, a temporary joining step of temporarily joining the overlapped portion J1 may be included. The temporary joining step may be performed by welding or by friction stirring using a rotating tool. Thereby, it is possible to prevent the overlap of the overlapping portions J1 and J2 in the joining step.
また、本実施形態では、筒部21を円筒にしたが、断面楕円形状又は断面多角形状の筒状としてもよい。その際は、筒部21の形状に合わせて貫通孔11も変更する。また、接合工程は、接合用回転ツールFの回転中心軸を外側(中心軸Xに対して外側)に傾斜させた状態で行ってもよい。これにより、連結部F1及び摩擦攪拌装置と筒部21との接触を回避することができるとともに、フランジ部22の幅も小さくすることができる。この際、接合用回転ツールFは、先端にスピンドルユニット等の駆動手段を備えたアームロボットに取り付けることが好ましい。これにより、接合用回転ツールFの回転中心軸を容易に傾斜させることができる。
Further, in the present embodiment, the
10 壁部材
10a 表面
10b 裏面
11 貫通孔
20 筒状部材
21 筒部
22 フランジ部
22a 表面
22b 裏面
23 余剰片部
D 凹溝
F 接合用回転ツール(回転ツール)
J1 重合部
V バリ
W1 塑性化領域
DESCRIPTION OF
J1 overlapped part V burr W1 plasticized area
Claims (6)
前記貫通孔に前記筒状部材の他端側を挿入して前記フランジ部の表面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、
回転ツールを前記フランジ部の裏面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で、前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、
前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。 A wall member having a through-hole, a preparation step of preparing a cylindrical member having a flange portion on one end side,
An arrangement step of inserting the other end side of the tubular member into the through-hole and superimposing the surface of the flange portion and the surface of the wall member to form an overlapped portion;
Insert the rotating tool from the back of the flange, along the periphery of the flange, with only the stirring pin of the rotating tool in contact with only the flange, or both the flange and the wall member A joining step of relatively moving the rotating tool to perform friction stir welding on the overlapped portion,
A removing step of cutting off a surplus piece part outside the flange part together with a burr at a boundary of the concave groove formed in the plasticized region in the joining step.
前記貫通孔に前記筒状部材の他端側を挿入して前記フランジ部の表面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、
回転ツールを前記壁部材の表面から挿入した後に前記フランジ部に突入させるとともに、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で、前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、
前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。 A wall member having a through-hole, a preparation step of preparing a cylindrical member having a flange portion on one end side,
An arrangement step of inserting the other end side of the tubular member into the through-hole and superimposing the surface of the flange portion and the surface of the wall member to form an overlapped portion;
While inserting the rotating tool from the surface of the wall member and then protruding into the flange portion, with only the stirring pin of the rotating tool contacting only the flange portion or both the flange portion and the wall member, A joining step of relatively moving the rotating tool along the periphery of the flange portion to perform friction stir welding on the overlapped portion;
A removing step of cutting off a surplus piece part outside the flange part together with a burr at a boundary of the concave groove formed in the plasticized region in the joining step.
前記貫通孔と前記筒状部材の中空部とを連通させつつ、前記フランジ部の裏面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、
回転ツールを前記フランジ部の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、
前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。 A wall member having a through-hole, a preparation step of preparing a cylindrical member having a flange portion on one end side,
An arrangement step of overlapping the back surface of the flange portion and the surface of the wall member to form an overlapped portion while allowing the through-hole and the hollow portion of the tubular member to communicate with each other,
A rotary tool is inserted from the surface of the flange portion, and only the stirring pin of the rotary tool is brought into contact with only the flange portion or both of the flange portion and the wall member along the peripheral edge of the flange portion. A joining step of relatively moving the rotating tool to perform friction stir welding on the overlapped portion,
A removing step of cutting off a surplus piece part outside the flange part together with a burr at a boundary of the concave groove formed in the plasticized region in the joining step.
前記貫通孔と前記筒状部材の中空部とを連通させつつ、前記フランジ部の裏面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、
回転ツールを前記壁部材の表面から挿入した後に前記フランジ部に突入させるとともに、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、
前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。 A wall member having a through-hole, a preparation step of preparing a cylindrical member having a flange portion on one end side,
An arrangement step of overlapping the back surface of the flange portion and the surface of the wall member to form an overlapped portion while allowing the through-hole and the hollow portion of the tubular member to communicate with each other,
While inserting the rotary tool from the surface of the wall member and then rushing into the flange portion, only the stirring pin of the rotary tool is in contact with only the flange portion or both the flange portion and the wall member. A joining step of relatively moving the rotary tool along the periphery of the flange portion to perform friction stir welding on the overlapped portion;
A removing step of cutting off a surplus piece part outside the flange part together with a burr at a boundary of the concave groove formed in the plasticized region in the joining step.
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