JP7165315B2 - Friction stir welding method for aluminum alloy plate and steel plate - Google Patents

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本発明は、アルミニウム合金板と鋼板の接合方法に関し、具体的には、アルミニウム合金板と鋼板を重ね合わせて接合する摩擦撹拌接合方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for joining an aluminum alloy plate and a steel plate, and more specifically to a friction stir welding method for overlapping and joining an aluminum alloy plate and a steel plate.

近年、軽量化が要求される自動車などの輸送機器の分野において、アルミニウム合金と鋼を組み合わせ、それぞれの材料が有する特性を十分に活用した構造体や部品(以降、「部材」と称する)が開発されている。このようなアルミニウム合金と鋼を組み合わせた部材では、異種金属材料を接合する必要があるが、工業的に広く使用されているアーク溶接などの溶融溶接法では、接合部にアルミニウム合金と鋼を構成する主要元素からなる脆弱な金属間化合物が形成されることが多く、十分な継手強度が得られないという問題があった。 In recent years, in the field of transportation equipment such as automobiles, where weight reduction is required, structures and parts (hereinafter referred to as "members") have been developed by combining aluminum alloys and steel and making full use of the characteristics of each material. It is In a member that combines aluminum alloy and steel, it is necessary to join dissimilar metal materials. There is a problem that a brittle intermetallic compound composed of the main elements that do not exist is often formed, and sufficient joint strength cannot be obtained.

そこで、アルミニウム合金と鋼を強固に接合する方法として、拡散接合法などの溶融層を形成しない固相接合法が開発されている。しかし、拡散接合法では、材料の会合面の表面を清浄に保つための準備工程が必要で、コストの増大に繋がるため、工業的に実施するのが難しいという問題があった。 Therefore, as a method for strongly joining an aluminum alloy and steel, a solid phase joining method such as a diffusion joining method, which does not form a molten layer, has been developed. However, the diffusion bonding method requires a preparatory step for keeping the surface of the mating surface of the materials clean, which leads to an increase in cost, and thus has the problem of being difficult to implement industrially.

その他の拡散接合法としては、摩擦接合法が挙げられ、例えば、特許文献1には、一対の金属材料の両方または片方を回転させて金属材料に摩擦熱を生じさせ、軟化させながら、その軟化した部位を撹拌して塑性流動を起こさせることによって金属材料を接合する技術が開示されている。しかしながら、この技術は、接合する金属材料を回転させる必要があるため、本方法を適用する金属材料の形状や寸法には制限がある。 As another diffusion bonding method, there is a friction bonding method. A technique of joining metal materials by agitating the joined parts to cause plastic flow is disclosed. However, since this technique requires rotating the metal materials to be joined, there are limitations on the shape and size of the metal materials to which this method is applied.

ところで、近年、新たな固相接合方法として摩擦撹拌接合法が開発され、同種あるいは近似した金属材料間の突合せ接合を中心として普及が進んでいる。例えば、特許文献2には、金属板よりも硬い材質からなる回転ツールを金属板の未接合部に挿入し、この回転ツールを回転させながら接合方向に移動させ、回転ツールと金属板との間に熱と塑性流動を生じさせることによって、金属板を長手方向に連続的に接合する方法が提案されている。この方法では、金属板を固定した状態で、回転ツールを回転しながら移動させることによって金属板を接合する。そのため、無限に長い部材でも、接合方向に沿って連続的に固相接合できるという利点がある。また、回転ツールと金属板との摩擦熱による金属の塑性流動を利用した固相接合であるため、接合部を溶融することなく接合することができ、溶加材も必要としない。さらに、接合部が加熱される温度が低く、溶融しないため、接合部の変形が少なく、欠陥も少ない等、多くの利点がある。 By the way, in recent years, friction stir welding has been developed as a new solid phase welding method, and has been widely used mainly for butt welding of metal materials of the same kind or similar to each other. For example, in Patent Document 2, a rotating tool made of a material harder than the metal plate is inserted into an unbonded portion of the metal plate, and the rotating tool is moved in the joining direction while rotating to move between the rotating tool and the metal plate. A method has been proposed for continuously joining metal sheets in the longitudinal direction by generating heat and plastic flow in the joint. In this method, the metal plates are joined by rotating and moving the rotating tool while the metal plates are fixed. Therefore, there is an advantage that even an infinitely long member can be continuously solid-phase-bonded along the bonding direction. In addition, since this is a solid-state joining utilizing the plastic flow of metal due to frictional heat between the rotating tool and the metal plate, the joint can be joined without melting, and no filler material is required. Furthermore, since the temperature at which the joint is heated is low and it does not melt, there are many advantages such as less deformation of the joint and fewer defects.

摩擦撹拌接合法は、アルミニウム合金やマグネシウム合金に代表される低融点金属の接合法として、航空機、船舶、鉄道車輌および自動車等の分野での利用が広がってきている。その理由は、これらの低融点金属は、従来のアーク溶接法では満足な接合部の特性を得ることが難しいのに対して、摩擦撹拌接合法を適用した場合には、品質の高い接合部を得られるだけでなく、生産性を向上することができるためである。さらに、回転ツールにより接合界面を撹拌するので、清浄面を創出して清浄面同士を接触させることができ、拡散接合のような事前の準備工程は不要であるというメリットも期待できる。 Friction stir welding has been widely used in fields such as aircraft, ships, railway vehicles and automobiles as a method for joining low melting point metals such as aluminum alloys and magnesium alloys. The reason for this is that it is difficult to obtain satisfactory weld characteristics for these low-melting-point metals using the conventional arc welding method. This is because not only can it be obtained, but also productivity can be improved. Furthermore, since the joining interface is agitated by a rotating tool, clean surfaces can be created and the clean surfaces can be brought into contact with each other.

この摩擦撹拌接合法は、先に述べたように、同種あるいは近似した金属材料同士の接合においては極めて優れた接合方法であるが、アルミニウム合金と鋼のように特性が大きく異なる金属同士を接合する場合、接合界面において両金属が混合し、融点が低下して溶融相が生成し、粗大凝固組織が生じたり、凝固時に脆弱な金属間化合物が生成したりする等の問題があった。 As mentioned earlier, this friction stir welding method is an extremely excellent method for joining metal materials of the same kind or similar to each other. In this case, the two metals are mixed at the joint interface, the melting point is lowered, a molten phase is generated, a coarse solidification structure is generated, and brittle intermetallic compounds are generated during solidification.

この問題を解決する手段として、特許文献3には、アルミニウム合金板と鋼板をZn-5Al層またはZn溶融メッキ層を介して重ね合わせ、接合部の表面を回転工具で押圧してアルミニウム合金を摩擦によって撹拌し、塑性流動させてZn-5Al層やZn溶融メッキ層とアルミニウム合金とを相互拡散させることによって、Al、Al-Zn、Zn-Al、Fe-ZnおよびFeとからなる拡散層を形成し、さらに塑性流動させてAl-Zn-Fe合金層を形成させることで、脆弱な金属間化合物を生成することなく、アルミニウム合金板と鋼板を接合する方法が開示されている。 As a means of solving this problem, in Patent Document 3, an aluminum alloy plate and a steel plate are superimposed via a Zn-5Al layer or a Zn hot-dip layer, and the surface of the joint is pressed with a rotary tool to rub the aluminum alloy. A diffusion layer consisting of Al, Al-Zn, Zn-Al, Fe-Zn and Fe is formed by stirring and plastically flowing to cause mutual diffusion of the Zn-5Al layer or Zn hot-dip plated layer and the aluminum alloy. Then, a method of joining an aluminum alloy plate and a steel plate is disclosed by forming an Al--Zn--Fe alloy layer through plastic flow, without forming a brittle intermetallic compound.

また、特許文献4には、アルミニウム合金と鋼のような異種金属同士を重ね合わせた摩擦撹拌接合法において、接合に用いる鋼に、接合するアルミニウム合金の融点より低い低融点のメッキ層を有する低融点メッキ鋼板を用い、さらに、摩擦撹拌接合時に回転する接合ピンをアルミニウム合金の表面から押圧してアルミニウム合金と低融点メッキ鋼板が接合する接合界面の近傍まで挿入し、アルミニウム合金側に形成される塑性流動域での塑性流動によってメッキ層を拡散し、低融点メッキ鋼板の表面に新生面を露出してアルミニウム合金と低融点メッキ鋼板を固相接合する、高強度の接合継手を得る摩擦撹拌接合方法と摩擦撹拌接合部材が開示されている。 Further, Patent Document 4 describes a friction stir welding method in which dissimilar metals such as an aluminum alloy and steel are superimposed on each other. Using a melting point plated steel sheet, a joining pin that rotates during friction stir welding is pressed from the surface of the aluminum alloy and inserted to the vicinity of the joining interface where the aluminum alloy and the low melting point plated steel sheet are joined, and is formed on the aluminum alloy side. A friction stir welding method for obtaining a high-strength welded joint by solid-phase joining an aluminum alloy and a low-melting-point plated steel plate by diffusing the coating layer by plastic flow in the plastic flow region and exposing a new surface on the surface of the low-melting-point plated steel plate. and friction stir welding members are disclosed.

一方、回転工具としては、ピン部材と、当該ピン部材を内挿する中空を有する略円柱状のショルダー部材とからなる接合ツールを用いる複動式の摩擦撹拌接合法が知られている。このピン部材およびショルダー部材からなる接合ツールは、回転および進退の動作をそれぞれ別個に制御できるため、ピン部材の進退動作とショルダー部材の進退動作とのタイミングを調整することで、ピン部材の圧入により形成される凹部を埋め戻すことを可能としている。 On the other hand, as a rotating tool, a double-acting friction stir welding method using a welding tool including a pin member and a substantially cylindrical shoulder member having a hollow into which the pin member is inserted is known. Since the joining tool consisting of the pin member and the shoulder member can independently control the rotation and advance/retreat motions, by adjusting the timing of the advance/retreat motion of the pin member and the advance/retreat motion of the shoulder member, the pin member can be press-fitted. It makes it possible to backfill the formed concave portion.

上記複動式の摩擦撹拌接合法として、例えば特許文献5には、三重構造の摩擦接合工具でアルミニウム合金板より硬質な圧入ピンを、複数の重ね合わせたアルミニウム合金板に対して圧入、撹拌した後、生じた圧入穴から外方へ溢れ出たアルミニウム合金溢出部を、圧入ピンと外部リングとの間に封じ込め、圧入穴からの圧入ピンの除去工程の開始以後、摩擦接合工具の中間リングをアルミニウム合金板面まで押圧して、圧入穴にアルミニウム合金溢出部を流動、埋入するアルミニウム合金の点接合方法が開示されている。 As the double-acting friction stir welding method, for example, in Patent Document 5, a press-fitting pin harder than an aluminum alloy plate is press-fitted into a plurality of superimposed aluminum alloy plates with a friction welding tool with a triple structure and stirred. After that, the aluminum alloy spilled out from the press-fitting hole that was generated was confined between the press-fitting pin and the outer ring. A method for point joining an aluminum alloy is disclosed in which the surface of the alloy plate is pressed and the aluminum alloy overflow portion is flowed and embedded in the press-fitting hole.

さらに、複動式の摩擦撹拌接合法により異種金属部材を接合する他の方法として、例えば特許文献6には、鋼板に重ね合わせたアルミニウム板の側から、回転工具のプローブを鋼板の直上に達するように差し込み、それらのアルミニウム板と鋼板を摩擦撹拌接合する際、回転工具としてプローブとショルダー部材とが別個に軸方向に移動可能とした複動式回転工具を用い、プローブをアルミニウム板に差し込んで摩擦撹拌接合を行なった後、プローブを、アルミニウム板に形成された摩擦撹拌部から引き抜く一方、かかる引き抜きによって生じるプローブ穴を、摩擦撹拌部の他部位からの材料の流動によって、埋め込むようにする異種金属部材の接合方法が開示されている。 Furthermore, as another method for joining dissimilar metal members by a double-acting friction stir welding method, for example, in Patent Document 6, from the side of an aluminum plate superimposed on a steel plate, a probe of a rotary tool reaches directly above the steel plate. When inserting the aluminum plate and the steel plate by friction stir welding, a double-acting rotary tool in which the probe and the shoulder member can be moved separately in the axial direction is used as the rotary tool, and the probe is inserted into the aluminum plate. After performing friction stir welding, the probe is pulled out from the friction stir part formed in the aluminum plate, and the probe hole created by such pulling out is filled by material flow from other parts of the friction stir part. A method for joining metal members is disclosed.

特開昭62-183979号公報JP-A-62-183979 特表平07-505090号公報Japanese Patent Publication No. 07-505090 特開2002-066759号公報JP-A-2002-066759 特開2007-253172号公報JP 2007-253172 A 特開2001-259863号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-259863 特開2010-260109号公報JP 2010-260109 A

ところで、上記特許文献3および4には、アルミニウム合金板と鋼板のような異種金属同士を摩擦撹拌接合で接合する際に問題となる接合界面での脆弱な金属間化合物の生成を解決する方法が開示されているが、上記複動式の摩擦撹拌接合法に関する特許文献5および6では、上記問題点について何ら検討されていない。例えば、特許文献5には、アルミニウム合金板を重ね合わせた部材、特許文献6には、アルミニウム合金板と鋼板を重ね合わせた部材の接合方法に関する技術が開示されているが、いずれもピン部材の圧入により形成された凹部を埋め戻すことによって継手特性を向上することを開示するのみで、接合界面に脆弱な金属間化合物が生成する問題に対する解決方法については何ら開示されていない。 By the way, in Patent Documents 3 and 4, there is a method for solving the generation of brittle intermetallic compounds at the joint interface, which is a problem when dissimilar metals such as an aluminum alloy plate and a steel plate are joined by friction stir welding. Although disclosed, Patent Documents 5 and 6 relating to the double-acting friction stir welding method do not consider the above problems at all. For example, Patent Document 5 discloses a technique related to a member in which aluminum alloy plates are superimposed, and Patent Document 6 discloses a technique related to a joining method of a member in which an aluminum alloy plate and a steel plate are superimposed. It only discloses that the joint characteristics are improved by backfilling the recess formed by press-fitting, and does not disclose any solution to the problem of formation of fragile intermetallic compounds at the joint interface.

本発明は、従来の複動式の摩擦撹拌接合法が有する上記問題点に鑑みて開発したものであり、その目的は、アルミニウム合金板と鋼板とを摩擦撹拌接合する際、両材料の新生面同士が接触する接合界面における金属間化合物の生成を抑制し、十分な接合強度を有する接合部を効率的に形成することが可能な複動式の摩擦撹拌接合方法を提案することにある。 The present invention was developed in view of the above-mentioned problems of the conventional double-acting friction stir welding method. The object of the present invention is to propose a double-acting friction stir welding method capable of suppressing the formation of an intermetallic compound at the joint interface where the two come into contact with each other and efficiently forming a joint having sufficient joint strength.

発明者らは、上記課題を解決するべく、接合界面における温度上昇を抑制する観点から接合条件について鋭意検討を重ねた結果、以下の新たな知見を得た。
a) アルミニウム合金板と鋼板とを重ね合わせた被接合体に対し、回転ツールをアルミニウム合金板の表面から回転させながら挿入するとともに、上記回転ツールを接合方向に移動させ、摩擦撹拌により接合材料を塑性流動させることによって、アルミニウム合金板と鋼板とを摩擦撹拌接合する際、プローブの先端をアルミニウム合金板と鋼板の合せ面より鋼板側まで挿入することで、合せ面に両材料の新生面同士が接触する接合界面を形成することができ、冶金的な接合状態を確保することができる。
b) 上記接合界面が形成され、冶金的な接合状態が達成される過程において、両材料の主成分である鉄とアルミニウムが拡散し、接合界面を跨いで両材料に分布する状態となるが、この拡散範囲内に鉄とアルミニウムからなる脆弱な金属間化合物が生成した場合には、接合強度が低下する原因となる。
c) 上記金属間化合物の生成を抑制するには、接合界面を跨いで両材料に分布する鉄とアルミニウムの拡散を抑制する必要があり、そのためには、新生面同士が接触する接合界面が形成された直後のピーク温度(最高到達温度)とその後の冷却速度を適正範囲に制御する必要がある。
d) 摩擦撹拌接合においては、回転ツールで接合材料を摩擦撹拌するときに発生する摩擦発熱と塑性発熱によって接合部が加熱されるが、上記回転ツールとして、先端に同軸的に配設されたプローブとショルダーが別体に構成され、それぞれが別個に回転速度を制御可能な複動式回転ツールを用いることで、プローブおよびショルダーにより発生する熱をそれぞれ別個に制御することができる。従って、上記複動式回転ツールを、アルミニウム合金板と鋼板との摩擦撹拌接合に適用することで、接合界面のピーク温度および冷却速度を適正範囲に制御することができる。
e) 具体的には、上記回転ツールのショルダーの回転速度をプローブの回転速度より高くする場合には、プローブ先端によるアルミニウム合金板と鋼板との合せ面の摩擦撹拌を最小限に留めるとともに、上記プローブの回転による入熱不足をショルダーによる摩擦撹拌で補完することで、接合界面のピーク温度を抑制することができる。逆に、上記回転ツールのプローブの回転速度をショルダーの回転速度より高くする場合には、プローブ先端によりアルミニウム合金板と鋼板の合せ面を十分に摩擦撹拌するとともに、ショルダーによる摩擦撹拌を最小限に留めることができるので、接合界面の冷却速度を高めることができる。
本発明は、上記の新規な知見に基づき、開発したものである。
In order to solve the above problems, the inventors made extensive studies on bonding conditions from the viewpoint of suppressing the temperature rise at the bonding interface, and as a result, obtained the following new knowledge.
a) A rotating tool is inserted into an object to be joined in which an aluminum alloy plate and a steel plate are superimposed from the surface of the aluminum alloy plate while being rotated, and the rotating tool is moved in the joining direction to disperse the joining material by friction stirring. When aluminum alloy plate and steel plate are friction stir welded by plastic flow, inserting the tip of the probe from the mating surface of the aluminum alloy plate and steel plate to the steel plate side causes the new surfaces of both materials to come into contact with each other. It is possible to form a bonding interface that is compatible with each other, and to ensure a metallurgical bonding state.
b) In the process of forming the joint interface and achieving a metallurgical joint state, iron and aluminum, which are the main components of both materials, diffuse and become distributed in both materials across the joint interface. If a brittle intermetallic compound composed of iron and aluminum is generated within this diffusion range, it causes a decrease in bonding strength.
c) In order to suppress the formation of the intermetallic compound, it is necessary to suppress the diffusion of iron and aluminum distributed in both materials across the bonding interface. It is necessary to control the peak temperature (maximum temperature reached) immediately after heating and the subsequent cooling rate within an appropriate range.
d) In friction stir welding, the joint is heated by frictional heat and plastic heat generated when the material to be welded is friction-stirred by a rotating tool. The heat generated by the probe and the shoulder can be independently controlled by using a double-acting rotary tool in which the shoulder and the shoulder are separately constructed and each can independently control the rotation speed. Therefore, by applying the above-described double-acting rotary tool to friction stir welding of an aluminum alloy plate and a steel plate, the peak temperature and cooling rate of the weld interface can be controlled within appropriate ranges.
e) Specifically, when the rotation speed of the shoulder of the rotary tool is set higher than the rotation speed of the probe, frictional stirring of the mating surface between the aluminum alloy plate and the steel plate by the tip of the probe is minimized, and the above By supplementing the insufficient heat input due to the rotation of the probe with friction stirring due to the shoulder, the peak temperature at the joint interface can be suppressed. Conversely, when the rotational speed of the probe of the rotating tool is set higher than the rotational speed of the shoulder, the tip of the probe sufficiently friction stirs the mating surfaces of the aluminum alloy plate and the steel plate, while minimizing the friction stir caused by the shoulder. Since it can be held, the cooling rate of the bonding interface can be increased.
The present invention has been developed based on the above new findings.

上記知見に基づく本発明は、アルミニウム合金板と鋼板とを重ね合わせ、鋼板側に裏当て治具を当接して固定した被接合体を、回転ツールとして先端に同軸的に配設したプローブとショルダーが別体に構成され、回転速度を別個に設定可能とした複動式回転ツールを用い、上記複動式回転ツールのプローブを回転させながら被接合体のアルミニウム合金板側から鋼板側まで挿入し、かつ、上記複動式回転ツールのショルダーをアルミニウム合金板の表面に回転させながら当接した状態で、上記回転ツールを接合方向に移動させることで被接合体を摩擦撹拌し、塑性流動させて摩擦撹拌接合する方法において、上記回転ツールのショルダーの回転速度SS(回/分)とプローブの回転速度PS(回/分)とを異ならせることを特徴とする摩擦撹拌接合方法を提案する。 Based on the above knowledge, the present invention has a probe and a shoulder in which an object to be welded, which is made by laying an aluminum alloy plate and a steel plate on top of each other and fixing them by abutting a backing jig on the steel plate side, is coaxially arranged at the tip as a rotating tool. is configured separately, and a double-acting rotary tool whose rotational speed can be set separately is used, and the probe of the double-acting rotary tool is rotated and inserted from the aluminum alloy plate side of the object to be joined to the steel plate side. In addition, while the shoulder of the double-acting rotary tool is in contact with the surface of the aluminum alloy plate while being rotated, the rotary tool is moved in the joining direction to frictionally stir and plastically flow the object to be joined. A friction stir welding method is proposed in which the rotation speed SS (rotations/minute) of the shoulder of the rotary tool is different from the rotation speed PS (rotations/minute) of the probe.

本発明の摩擦撹拌接合方法は、上記ショルダーの回転速度SS(回/分)をプローブの回転速度PS(回/分)より高くすることを特徴とする。 The friction stir welding method of the present invention is characterized in that the rotational speed SS (rotations/minute) of the shoulder is higher than the rotational speed PS (rotations/minute) of the probe.

また、本発明の摩擦撹拌接合方法は、接合速度JSを50~200mm/分とし、上記ショルダーの回転速度SS(回/分)およびプローブの回転速度PS(回/分)を、それぞれ下記(1)式および(2)式を満たす値とすることを特徴とする。

1000≦SS≦1700 ・・・(1)
300≦PS≦500 ・・・(2)
In the friction stir welding method of the present invention, the welding speed JS is set to 50 to 200 mm/min, and the shoulder rotation speed SS (times/minute) and the probe rotation speed PS (times/minute) are set to the following (1 ) and (2).
Note 1000≦SS≦1700 (1)
300≦PS≦500 (2)

また、本発明の摩擦撹拌接合方法は、上記プローブの回転速度PS(回/分)をショルダーの回転速度SS(回/分)より高くすることを特徴とする。 Further, the friction stir welding method of the present invention is characterized in that the rotation speed PS (rotations/minute) of the probe is set higher than the rotation speed SS (rotations/minute) of the shoulder.

また、本発明の摩擦撹拌接合方法は、接合速度JSを50~200mm/分とし、上記ショルダーの回転速度SS(回/分)およびプローブの回転速度PS(回/分)を、それぞれ下記(3)式および(4)式を満たす値とすることを特徴とする。

300≦SS≦500 ・・・(3)
1000≦PS≦1700 ・・・(4)
In the friction stir welding method of the present invention, the welding speed JS is set to 50 to 200 mm/min, and the shoulder rotation speed SS (times/minute) and the probe rotation speed PS (times/minute) are set to the following (3 ) and (4).
Note 300≦SS≦500 (3)
1000≦PS≦1700 (4)

また、本発明の摩擦撹拌接合方法は、上記ショルダーの直径SD(mm)およびプローブの直径PD(mm)を、それぞれ下記(5)式および/または(6)式を満たす値とすることを特徴とする。

12≦SD≦18 ・・・(5)
4≦PD≦8 ・・・(6)
Further, the friction stir welding method of the present invention is characterized in that the shoulder diameter SD (mm) and the probe diameter PD (mm) are set to values that satisfy the following equations (5) and/or (6) respectively. and
Note 12≤SD≤18 (5)
4≦PD≦8 (6)

また、本発明の摩擦撹拌接合方法は、アルミニウム合金板の表面から回転させながら挿入する回転ツールのプローブ先端を、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面から鋼板側へ挿入する挿入量P(mm)を0mm超え0.5mm以下とすることを特徴とする。 In addition, in the friction stir welding method of the present invention, the probe tip of the rotating tool that is inserted from the surface of the aluminum alloy plate while rotating is inserted into the steel plate side from the mating surface of the aluminum alloy plate and the steel plate. It is characterized by being more than 0 mm and 0.5 mm or less.

また、本発明の摩擦撹拌接合方法は、アルミニウム合金板の表面から回転させながら挿入する回転ツールの回転軸を、アルミニウム合金板の表面に対する垂線に対し、接合方向とは反対側に0°超え5°以下の傾斜角度αで傾斜させることを特徴とする。 Further, in the friction stir welding method of the present invention, the rotating shaft of the rotating tool that is rotated and inserted from the surface of the aluminum alloy plate is set at an angle exceeding 0° and 5° on the side opposite to the welding direction with respect to the perpendicular line to the surface of the aluminum alloy plate. It is characterized by tilting at a tilt angle α of less than °.

本発明によれば、アルミニウム合金板と鋼板を重ね合わせ、アルミニウム合金板側から回転ツールを押圧して接合する摩擦撹拌接合方法において、上記回転ツールとして、先端に同軸的に配置したプローブとショルダーが別体に構成され、それぞれ別個に回転速度を設定可能とした複動式回転ツールを用い、上記ショルダーの回転速度とプローブの回転速度を別個かつ異なる値に設定することで接合界面の温度履歴を制御するようにしたので、接合界面における金属間化合物の生成を抑制し、高強度の接合継手を安定して得ることが可能となる。 According to the present invention, in the friction stir welding method in which an aluminum alloy plate and a steel plate are superimposed and joined by pressing a rotating tool from the aluminum alloy plate side, a probe and a shoulder are coaxially arranged at the tip as the rotating tool. By using a double-acting rotating tool that is configured separately and whose rotational speed can be set separately, the rotational speed of the shoulder and the rotational speed of the probe are set to different and different values, thereby measuring the temperature history of the joint interface. Since it is controlled, it is possible to suppress the generation of intermetallic compounds at the joint interface and stably obtain a high-strength joint.

アルミニウム合金板と鋼板の接合に用いる本発明の複動式摩擦撹拌接合方法を説明する図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the double-acting friction stir welding method of this invention used for joining an aluminum alloy plate and a steel plate. 図1のA-A断面図であり、アルミニウム合金板と鋼板を重ね合わせた被接合体を複動式の回転ツールで摩擦撹拌する領域を説明する図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and is a diagram for explaining a region where a jointed body in which an aluminum alloy plate and a steel plate are superimposed is friction-stirred by a double-acting rotating tool. 実施例で使用した複動式の回転ツールの形状、寸法を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the double-acting rotary tool used in the Example, and a dimension. 剪断強度を測定する引張試験片を説明する図である。It is a figure explaining the tensile test piece which measures a shear strength.

本発明は、アルミニウム合金板1と鋼板2を重ね合わせた被接合体を摩擦撹拌接合法で接合する技術に関するものであり、図1に示すように、先端に同軸的に配設したプローブ4とショルダー5が別体に構成され、別個に回転速度を制御可能とした複動式の回転ツール3を、図2に示したように、回転ツール3のプルーブ4の先端をアルミニウム合金板1の表面から回転させながら挿入し、該回転ツール3を接合方向に移動することで被接合体を摩擦撹拌し、塑性流動させて、両材料を接合する際、上記プローブ4の先端を両材料の合わせ面6よりも鋼板側まで挿入することで、アルミニウム合金板1と鋼板2の合わせ面6に両材料の新生面同士が接触する接合界面7を形成し、さらに、回転ツール3のプローブ4とショルダー5の回転速度を別個に設定し、プローブおよびショルダーの回転により発生する摩擦熱や塑性変形熱を別個に制御することで、接合界面7のピーク温度(最高到達温度)およびその後の冷却速度を制御し、接合界面7を跨いだ鉄とアルミニウム元素の拡散を抑制して脆弱な金属間化合物の生成を抑制することで、アルミニウム合金板と鋼板との接合強度に優れる接合部8を得ようとする技術である。なお、図中に示した9は、アルミニウム合金板1と鋼板2を重ね合わせた被接合体の鋼板側に裏当てした治具を、また、10は回転ツール3のプローブ4とショルダー5によって接合材料が塑性流動する領域を示す。 The present invention relates to a technique for joining an object to be joined in which an aluminum alloy plate 1 and a steel plate 2 are superimposed on each other by friction stir welding, and as shown in FIG. As shown in FIG. The rotating tool 3 is moved in the joining direction to frictionally agitate the object to be joined and cause plastic flow to join the two materials. By inserting to the steel plate side from 6, a joint interface 7 is formed in which the new surfaces of the aluminum alloy plate 1 and the steel plate 2 are in contact with each other on the mating surface 6 of the aluminum alloy plate 1 and the steel plate 2, and further, the probe 4 of the rotary tool 3 and the shoulder 5 By setting the rotation speed separately and separately controlling the friction heat and plastic deformation heat generated by the rotation of the probe and shoulder, the peak temperature (maximum temperature reached) of the joint interface 7 and the subsequent cooling rate are controlled, It is a technique for obtaining a joint 8 having excellent joint strength between an aluminum alloy plate and a steel plate by suppressing the diffusion of iron and aluminum elements across the joint interface 7 and suppressing the formation of brittle intermetallic compounds. be. In addition, 9 shown in the figure is a jig backing the steel plate side of the object to be joined, in which the aluminum alloy plate 1 and the steel plate 2 are superimposed, and 10 is joined by the probe 4 and the shoulder 5 of the rotary tool 3. It shows the region where the material flows plastically.

まず、本発明の上記摩擦撹拌接合方法を適用する被接合体(部材)を構成するアルミニウム合金板1と鋼板2の板厚は、本発明の効果を最大限に享受する観点から、アルミニウム合金板は1~3mm、鋼板は1~3mmの範囲内であることが好ましい。ただし、上記範囲外の板厚であってもよい。 First, the plate thickness of the aluminum alloy plate 1 and the steel plate 2 constituting the object (member) to be joined to which the friction stir welding method of the present invention is applied is determined from the viewpoint of maximizing the effect of the present invention. is preferably in the range of 1 to 3 mm, and the steel plate is preferably in the range of 1 to 3 mm. However, the plate thickness may be outside the above range.

また、本発明の摩擦撹拌接合方法に用いる、先端に同軸的に配置したプローブ4とショルダー5が別体に構成されてなる複動式の回転ツール3は、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面より鋼板側まで挿入され、鋼板と直接接触するプローブ先端は、少なくとも鋼板よりも硬い材質で形成されてなり、また、アルミニウム合金板と接触する先端以外のプローブおよびショルダーは、少なくともアルミニウム合金板よりも硬い材質で形成されてなることが必要である。 In addition, the double-acting rotary tool 3, which is used in the friction stir welding method of the present invention and has a probe 4 coaxially arranged at the tip and a shoulder 5, is configured separately from the mating surfaces of the aluminum alloy plate and the steel plate. The tip of the probe that is inserted to the steel plate side and directly contacts the steel plate is made of a material that is at least harder than the steel plate, and the probe and shoulder other than the tip that contacts the aluminum alloy plate are at least harder than the aluminum alloy plate. It must be made of material.

なお、本発明に用いる複動式の回転ツール3を構成するプローブ4とショルダー5の回転方向は、同一方向であってもよいし、逆方向であってもよい。 The rotating directions of the probe 4 and the shoulder 5 constituting the double-acting rotating tool 3 used in the present invention may be the same or opposite.

また、本発明は、アルミニウム合金板と鋼板の接合に用いる複動式の回転ツール3を構成するプローブ4の回転速度PSとショルダーの回転速度SSをそれぞれ別個にかつ異なる速度とすることが特徴であり、これによりプローブの回転による発熱とショルダーの回転による発熱をそれぞれ別個に制御し、アルミニウム合金板と鋼板との接合界面における最高到達温度と冷却速度を適正に制御し、接合界面における脆弱な金属間化合物の生成を抑止することができる。 Further, the present invention is characterized in that the rotation speed PS of the probe 4 and the rotation speed SS of the shoulder, which constitute the double-acting rotary tool 3 used for joining an aluminum alloy plate and a steel plate, are separately set to different speeds. With this, the heat generated by the rotation of the probe and the heat generated by the rotation of the shoulder are controlled separately, and the maximum temperature and cooling rate at the joint interface between the aluminum alloy plate and the steel plate are controlled appropriately, and the fragile metal at the joint interface is controlled. It is possible to suppress the generation of intermetallic compounds.

さらに、本発明のアルミニウム合金板と鋼板を重ね合わせて接合する複動式の摩擦撹拌接合方法では、以下に説明するように、接合条件を適正範囲に限定し、接合界面における金属間化合物生成の抑制することが、接合強度の向上により有効であることを見出した。 Furthermore, in the double-acting friction stir welding method for superimposing and joining an aluminum alloy plate and a steel plate according to the present invention, as described below, the joining conditions are limited to an appropriate range to prevent the formation of intermetallic compounds at the joining interface. It has been found that suppression is more effective in improving the bonding strength.

まず、本発明においては、接合速度JS(mm/分)、すなわち、アルミニウム合金板1の表面から回転させながら挿入した複動式の回転ツール3を接合方向に移動させる速度は、50mm/分以上200mm/分以下の範囲とする。回転ツールのショルダーおよびプローブの回転速度を一定に保ちながら、接合速度を変化させると、回転ツールの摩擦撹拌により発生する単位接合長さ当たりの熱量が変化するが、接合速度が50mm/分未満では、ショルダーによるアルミニウム合金板表面の摩擦撹拌による単位長さ当たりの発熱量が過多となり、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面の接合界面周辺に過度な熱量が投入されて、接合界面のピーク温度の上昇もしくは冷却速度の低下を助長し、脆弱な金属間化合物が生成するのを促進する。一方、接合速度が200mm/分を超えると、ショルダーおよびプローブの摩擦撹拌による単位長さ当たりの発熱量が不十分となり、材料の塑性流動も十分に得られず、接合部に欠陥が発生したり、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面に冶金的に接合された状態の接合界面が形成できなくなったりする。なお、好ましい接合速度JSは75~150mm/分の範囲である。 First, in the present invention, the joining speed JS (mm/min), that is, the speed at which the double-acting rotary tool 3 inserted while rotating from the surface of the aluminum alloy plate 1 is moved in the joining direction is 50 mm/min or more. The range should be 200 mm/min or less. When the welding speed is changed while the rotational speed of the shoulder of the rotating tool and the probe is kept constant, the amount of heat generated per unit welding length due to the frictional stirring of the rotating tool changes. , the amount of heat generated per unit length due to friction stirring on the surface of the aluminum alloy plate due to the shoulder becomes excessive, and an excessive amount of heat is input around the joint interface between the aluminum alloy plate and steel plate, resulting in an increase in the peak temperature of the joint interface. Alternatively, it promotes the reduction of the cooling rate and promotes the formation of brittle intermetallic compounds. On the other hand, if the welding speed exceeds 200 mm/min, the amount of heat generated per unit length due to frictional stirring of the shoulder and probe becomes insufficient, and sufficient plastic flow of the material cannot be obtained, resulting in defects in the joint. Otherwise, it becomes impossible to form a joint interface where the aluminum alloy plate and the steel plate are metallurgically joined to each other. A preferred joining speed JS is in the range of 75 to 150 mm/min.

次いで、上記班内の接合速度JSにおいて、本発明の効果を有効に享受するためには、ショルダー5の回転速度SSとプローブ4の回転速度PSとを異ならせることが必要であるが、この場合、ショルダー5の回転速度SSをプローブ4の回転速度PSより高くてもよいし、逆に、プローブ4の回転速度PSをショルダー5の回転速度SSより高くしてもよく、それぞれ異なるメカニズムで、本発明の効果を得ることができる。 Next, in order to effectively enjoy the effects of the present invention, it is necessary to differentiate the rotational speed SS of the shoulder 5 from the rotational speed PS of the probe 4 at the welding speed JS within the group. , the rotation speed SS of the shoulder 5 may be higher than the rotation speed PS of the probe 4, or conversely, the rotation speed PS of the probe 4 may be higher than the rotation speed SS of the shoulder 5, each with a different mechanism. The effects of the invention can be obtained.

まず、ショルダーの回転速度SSをプローブの回転速度PSより高くする場合は、上記ショルダーの回転速度SSおよびプローブの回転速度PSは、それぞれ下記(1)式および(2)式を満たす範囲内に制御することが重要である。

1000≦SS≦1700 ・・・(1)
300≦PS≦500 ・・・(2)
First, when the shoulder rotation speed SS is higher than the probe rotation speed PS, the shoulder rotation speed SS and the probe rotation speed PS are controlled within a range that satisfies the following equations (1) and (2), respectively. It is important to.
Note 1000≦SS≦1700 (1)
300≦PS≦500 (2)

ショルダーの回転速度SSをプローブの回転速度PSより高くすることで、プローブの先端によるアルミニウム合金板と鋼板の合せ面の摩擦撹拌を最小に留め、ショルダーによる摩擦撹拌により不足した熱量を補完することができる。これにより、接合界面のピーク温度の過度の上昇を抑止して、接合界面を跨いだ鉄とアルミニウム元素の拡散を抑制し、脆弱な金属間化合物の生成を抑制することができるので、アルミニウム合金板と鋼板の接合部の強度を向上することができる。 By making the rotation speed SS of the shoulder higher than the rotation speed PS of the probe, the frictional stirring of the mating surfaces of the aluminum alloy plate and the steel plate by the tip of the probe can be minimized, and the insufficient amount of heat can be supplemented by the frictional stirring caused by the shoulder. can. As a result, an excessive rise in the peak temperature of the joint interface can be suppressed, the diffusion of iron and aluminum elements across the joint interface can be suppressed, and the formation of brittle intermetallic compounds can be suppressed. and the strength of the joints of steel plates can be improved.

しかし、プローブの回転速度PSを300~500回/分に限定したとき、ショルダーの回転速度SSが1000回/分未満では、ショルダーによるアルミニウム合金板表面の摩擦撹拌による発熱が不十分となり、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面に冶金的に接合された状態の接合界面を形成するのが難しくなる。一方、1700回/分を超えると、ショルダーによるアルミニウム合金板表面の摩擦撹拌による発熱量が過多となり、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面の接合界面周辺に過度な熱量が投入され、接合界面でのピーク温度を上昇や、冷却速度の低下をもたらし、脆弱な金属間化合物の生成を助長するようになる。 However, when the rotation speed PS of the probe is limited to 300 to 500 times/minute, if the rotation speed SS of the shoulder is less than 1000 times/minute, heat generation due to friction stirring of the surface of the aluminum alloy plate by the shoulder becomes insufficient, and the aluminum alloy It becomes difficult to form a joint interface in a state of being metallurgically joined to the mating surfaces of the plate and steel plate. On the other hand, if it exceeds 1700 times/min, the amount of heat generated by friction stirring on the surface of the aluminum alloy plate due to the shoulder becomes excessive, and an excessive amount of heat is input around the joint interface between the aluminum alloy plate and the steel plate, and the joint interface is heated. It raises the peak temperature and lowers the cooling rate, and promotes the formation of brittle intermetallic compounds.

また、ショルダーの回転速度SSを1000~1700回/分に限定したとき、プローブの回転速度PSが300回/分未満では、プローブ周囲のアルミニウム合金板による材料の摩擦撹拌が不十分となり、接合部に欠陥が発生しやすくなる。一方、500回/分を超えると、プローブ先端で合せ面の鋼板側を過度に摩擦撹拌するため、接合界面の温度上昇を招き、脆弱な金属間化合物の生成を助長する。 In addition, when the rotation speed SS of the shoulder is limited to 1000 to 1700 times/minute, if the rotation speed PS of the probe is less than 300 times/minute, frictional stirring of the material by the aluminum alloy plate around the probe becomes insufficient, defects are more likely to occur. On the other hand, if the speed exceeds 500 times/min, the tip of the probe frictionally agitates the steel plate side of the mating surface excessively, causing a rise in the temperature of the joint interface and promoting the formation of brittle intermetallic compounds.

なお、ショルダーの回転速度SSをプローブの回転速度PSより高くする場合のより好ましいショルダーの回転速度SSおよびプローブの回転速度PSは、SS:1000~1350回/分およびPS:300~400回/分の範囲である。 When the shoulder rotation speed SS is higher than the probe rotation speed PS, more preferable shoulder rotation speed SS and probe rotation speed PS are SS: 1000 to 1350 times/minute and PS: 300 to 400 times/minute. is in the range.

一方、プローブの回転速度PSをショルダーの回転速度SSより高くする場合には、上記ショルダーの回転速度SSおよびプローブの回転速度PSは、それぞれ下記(3)式および(4)式を満たす範囲内に制御することが重要である。

300≦SS≦500 ・・・(3)
1000≦PS≦1700 ・・・(4)
On the other hand, when the rotation speed PS of the probe is higher than the rotation speed SS of the shoulder, the rotation speed SS of the shoulder and the rotation speed PS of the probe must be within the ranges satisfying the following equations (3) and (4), respectively. Control is important.
Note 300≦SS≦500 (3)
1000≦PS≦1700 (4)

プローブの回転速度PSをショルダーの回転速度SSより高くすることで、プローブ先端によってアルミニウム合金板と鋼板の合せ面を十分に摩擦撹拌する一方、ショルダーによる摩擦撹拌を最小限に留めることができるので、接合界面の冷却速度を高めて、接合界面を跨いだ鉄とアルミニウムの拡散を抑止し、脆弱な金属間化合物の生成を抑制することで、アルミニウム合金板と鋼板の重ね接合部の強度を向上することができる。 By making the rotation speed PS of the probe higher than the rotation speed SS of the shoulder, it is possible to sufficiently frictionally stir the mating surfaces of the aluminum alloy plate and the steel plate by the tip of the probe while minimizing the frictional stirring caused by the shoulder. By increasing the cooling rate of the joint interface, suppressing the diffusion of iron and aluminum across the joint interface and suppressing the formation of brittle intermetallic compounds, the strength of the lap joint between the aluminum alloy plate and the steel plate is improved. be able to.

しかし、プローブの回転速度PSを1000~1700回/分に限定したとき、ショルダーの回転速度SSが300回/分未満では、ショルダーによるアルミニウム合金板表面の摩擦撹拌による発熱が不十分となり、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面に冶金的に接合された状態の接合界面を形成することができなくなる。一方、500回/分を超えると、ショルダーによるアルミニウム合金板表面の摩擦撹拌による発熱が過度となり、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面の接合界面周辺に過度な熱量が投入され、接合界面の過度な温度上昇と、冷却速度の低下をもたらし、脆弱な金属間化合物の生成を助長する。 However, when the rotation speed PS of the probe is limited to 1000 to 1700 times/minute, if the rotation speed SS of the shoulder is less than 300 times/minute, heat generation due to friction stirring of the surface of the aluminum alloy plate by the shoulder becomes insufficient, and the aluminum alloy It becomes impossible to form a joint interface in a state of being metallurgically joined to the mating surfaces of the plate and steel plate. On the other hand, if it exceeds 500 times/minute, heat generation due to friction stirring on the surface of the aluminum alloy plate due to the shoulder becomes excessive, and an excessive amount of heat is input around the joint interface between the aluminum alloy plate and the steel plate, resulting in excessive heat at the joint interface. It raises the temperature, slows down the cooling rate, and promotes the formation of brittle intermetallic compounds.

また、ショルダーの回転速度SSを300~500回/分に限定したとき、プローブの回転速度PSが1000回/分未満では、プローブ周囲によるアルミニウム合金板の摩擦撹拌が不十分となり、接合部に欠陥が発生しやすくなる。一方、1700回/分を超えると、プローブ先端で合せ面の鋼板側を過度に摩擦撹拌することで、接合界面の過度な温度上昇を招き、脆弱な金属間化合物の生成を助長するようになる。 In addition, when the rotation speed SS of the shoulder is limited to 300 to 500 times/minute, if the rotation speed PS of the probe is less than 1000 times/minute, the friction stirring of the aluminum alloy plate around the probe becomes insufficient, resulting in defects in the joint. becomes more likely to occur. On the other hand, if it exceeds 1700 times/min, the steel plate side of the mating surface is excessively friction-stirred by the tip of the probe, which causes an excessive temperature rise at the joint interface and promotes the formation of brittle intermetallic compounds. .

なお、プローブの回転速度PSをショルダーの回転速度SSより高くする場合のより好ましいショルダーの回転速度SSおよびプローブの回転速度PSは、SS:300~400回/分およびPS:1350~1700回/分の範囲である。 When the probe rotation speed PS is higher than the shoulder rotation speed SS, more preferable shoulder rotation speed SS and probe rotation speed PS are SS: 300 to 400 times/minute and PS: 1350 to 1700 times/minute. is in the range of

また、本発明の効果をより享受するためには、複動式の回転ツール3のショルダー5の直径SD(mm)およびプローブ4の直径PD(mm)が、下記(5)式および/または(6)式を満たしていることが好ましい。

12≦SD≦18 ・・・(5)
4≦PD≦8 ・・・(6)
Further, in order to enjoy the effects of the present invention more, the diameter SD (mm) of the shoulder 5 of the double-acting rotary tool 3 and the diameter PD (mm) of the probe 4 should be the following formula (5) and/or ( 6) It is preferable that the formula is satisfied.
Note 12≤SD≤18 (5)
4≦PD≦8 (6)

複動式の回転ツールのショルダーは、アルミニウム合金板の表面に、回転させながら当接させて被接合体を摩擦撹拌することで摩擦発熱と塑性発熱を生じさせ、接合部を加熱する。そして、ショルダーの直径SDを適正な範囲とする、具体的には好ましくは12~18mmの範囲とすることで、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面に形成される接合界面が冶金的に接合される必要十分な熱量を供給するとともに、アルミニウム合金板の表面からの厚さ方向の温度分布を均一化し、接合部の欠陥発生を抑制することができる。ショルダーの直径SDが12mm未満では、厚さ方向で均質な塑性流動が得られない。一方、18mmを超えると、塑性流動が生じる領域を不必要に広げ、装置に対して過大な負荷がかかるため好ましくない。より好ましいショルダーの直径SDは14~16mmの範囲である。 The shoulder of the double-acting rotary tool is brought into contact with the surface of the aluminum alloy plate while being rotated to frictionally stir the object to be joined, thereby generating frictional heat and plastic heat to heat the joint. Then, by setting the shoulder diameter SD to an appropriate range, specifically preferably in the range of 12 to 18 mm, the joint interface formed on the mating surfaces of the aluminum alloy plate and the steel plate is metallurgically joined. A necessary and sufficient amount of heat can be supplied, and the temperature distribution in the thickness direction from the surface of the aluminum alloy plate can be made uniform, thereby suppressing the occurrence of defects in the joint. If the shoulder diameter SD is less than 12 mm, uniform plastic flow cannot be obtained in the thickness direction. On the other hand, if it exceeds 18 mm, the area where plastic flow occurs is unnecessarily widened, and an excessive load is applied to the device, which is not preferable. A more preferred shoulder diameter SD is in the range of 14-16 mm.

また、複動式回転ツールのプルーブは、アルミニウム合金板と鋼板の重ね接合を行う際に、プローブの先端をアルミニウム合金板と鋼板の合せ面よりも鋼板側まで挿入することで、合せ面に両材料の新生面同士が接触する接合界面を形成することができ、冶金的な接合状態を確保するものである。そして、プローブの直径PDを適正な範囲とする、具体的には4~8mmの範囲とすることで、両材料の合せ面に冶金的な接合状態を確保された接合界面の面積を必要十分に確保し、接合強度を高めることができる。しかし、プローブの直径PDが4mm未満では、必要十分な接合強度を得るための接合界面の面積を確保することができない。一方、8mmを超えると、接合の際に材料がプローブの周囲を流動する距離が長くなり過ぎ、材料を高度な塑性状態に維持することが困難となり、接合部に欠陥が発生し易くなる。より好ましいプローブの直径PDは5~7mmの範囲である。 In addition, the probe of the double-acting rotary tool is used when lap jointing aluminum alloy plate and steel plate by inserting the tip of the probe to the steel plate side from the mating surface of the aluminum alloy plate and steel plate. It is possible to form a bonding interface in which the new surfaces of the materials are in contact with each other, thereby ensuring a metallurgical bonding state. Then, by setting the diameter PD of the probe within an appropriate range, specifically within a range of 4 to 8 mm, the area of the bonding interface where the metallurgical bonding state is ensured between the mating surfaces of both materials is sufficiently large. can be secured and the bonding strength can be increased. However, if the diameter PD of the probe is less than 4 mm, it is not possible to secure the bonding interface area for obtaining the necessary and sufficient bonding strength. On the other hand, if it exceeds 8 mm, the distance that the material flows around the probe during joining becomes too long, it becomes difficult to maintain the material in a highly plastic state, and defects are likely to occur in the joint. A more preferred probe diameter PD is in the range of 5-7 mm.

また、本発明においては、アルミニウム合金板1の表面から回転させながら挿入するプローブ3先端の、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面から鋼板側への挿入量P(mm)は、0mm超え0.5mm以下とすることが好ましい。 Further, in the present invention, the insertion amount P (mm) of the tip of the probe 3 inserted from the surface of the aluminum alloy plate 1 while being rotated from the mating surface of the aluminum alloy plate and the steel plate to the steel plate side is more than 0 mm and 0.5 mm. It is preferable to:

アルミニウム合金板と鋼板を接合する際、プローブの先端をアルミニウム合金板と鋼板の合せ面よりも鋼板側まで挿入することで、合せ面に両材料の新生面同士が接触する接合界面を形成することができ、冶金的な接合状態を確保することができる。しかし、挿入量Pが0mm以下では、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面にプローブの先端が到達せず、プローブ先端による鋼板の撹拌が生じないため、新生面が形成されない。一方、0.5mmを超えると、プローブ先端で鋼板を過度に摩擦撹拌するため、過度な温度上昇を招き、脆弱な金属間化合物の生成を助長するようになる。なお、より好ましくい挿入量Pは0.1~0.3mmの範囲である。 When joining an aluminum alloy plate and steel plate, inserting the tip of the probe to the steel plate side of the mating surfaces of the aluminum alloy plate and steel plate forms a joint interface where the new surfaces of the two materials come into contact with each other. It is possible to secure a metallurgical bonding state. However, when the insertion amount P is 0 mm or less, the tip of the probe does not reach the mating surfaces of the aluminum alloy plate and the steel plate, and the tip of the probe does not agitate the steel plate, so no new surface is formed. On the other hand, if it exceeds 0.5 mm, the tip of the probe frictionally stirs the steel plate excessively, causing an excessive temperature rise and promoting the formation of brittle intermetallic compounds. A more preferable insertion amount P is in the range of 0.1 to 0.3 mm.

また、本発明の摩擦撹拌接合方法は、アルミニウム合金板の表面から回転させながら挿入する回転ツール3の回転軸を、アルミニウム合金板1の表面に対する垂線に対し、接合方向とは反対側に0°超え5°以下の傾斜角度αで傾斜させることが好ましい。 Further, in the friction stir welding method of the present invention, the rotation axis of the rotating tool 3 inserted while rotating from the surface of the aluminum alloy plate is set to 0° on the side opposite to the welding direction with respect to the perpendicular to the surface of the aluminum alloy plate 1. It is preferable to incline at an inclination angle α of more than 5° or less.

回転ツールの回転軸を、上記傾斜角αの範囲内で傾斜することで、回転ツールが受ける負荷を、回転軸方向の圧縮応力と、回転軸と直角方向の曲げ応力とに分け、回転ツールが受ける曲げ方向の力を低減することができるので、回転ツールの破損を防止することができる。上記効果は、傾斜角度αを0°を超えとすることで得られるが、5°を超えると、接合部の表面が凹形となり接合継手強度に悪影響を及ぼしたり、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面に対する当接が偏り、均質な新生面を形成できなくなったりする。より好ましくい傾斜角度αは2~4°の範囲である。 By tilting the rotation axis of the rotary tool within the range of the inclination angle α, the load received by the rotary tool is divided into compressive stress in the direction of the rotation axis and bending stress in the direction perpendicular to the rotation axis. Since the force in the bending direction received can be reduced, damage to the rotary tool can be prevented. The above effect can be obtained by setting the inclination angle α to exceed 0°. Contact with the surface is biased, and it becomes impossible to form a homogeneous new surface. A more preferable angle of inclination α is in the range of 2 to 4°.

なお、本発明の上記説明においては、プローブとショルダーの回転速度を別個にかつ異なる速度に設定した複動式の回転ツールのプルーブ先端をアルミニウム合金板の表面から回転させながら挿入するとともに、上記回転ツールを接合方向に移動させて摩擦撹拌接合する方法について説明してきたが、上記回転ツールを接合方向に移行させずに、両材料を重ね点接合する場合にも本発明を適用することができる。具体的には、プローブの先端を両材料の合せ面よりも鋼板側まで挿入し、合せ面に両材料の新生面同士が接触する接合界面を形成する際に、上記と同様に複動式の回転ツールのプローブとショルダーの回転数を別個に設定することで、プローブおよびショルダーで発生する熱を制御し、脆弱な金属間化合物が生成するのを抑制することで、アルミニウム合金板と鋼板の重ね点接合部の接合強度を向上することができる。 In the above description of the present invention, the tip of the probe of a double-acting rotary tool in which the rotation speeds of the probe and the shoulder are set separately and at different speeds is inserted while being rotated from the surface of the aluminum alloy plate. Although the method of friction stir welding by moving the tool in the welding direction has been described, the present invention can also be applied to lap point welding of both materials without moving the rotating tool in the welding direction. Specifically, the tip of the probe is inserted to the steel plate side of the mating surfaces of both materials, and when forming a joint interface where the new surfaces of both materials come into contact with each other, a double-acting rotation is performed in the same manner as above. By setting the rotation speed of the tool probe and shoulder separately, the heat generated in the probe and shoulder is controlled, and the formation of brittle intermetallic compounds is suppressed, thereby reducing the overlapping point of the aluminum alloy plate and the steel plate. The joint strength of the joint can be improved.

表1に示す板厚、化学成分、引張強さおよび硬さを有するアルミニウム合金板と鋼板とを重ね合わせた被接合体に対して複動式の摩擦撹拌接合法を適用し、1回の接合長さを0.3mとする接合実験を行った。
上記複動式の摩擦撹拌接合には、図3に示した形状、寸法の複動式の回転ツールを用いた。上記回転ツールのショルダーおよびプローブには、接合材料である表1に記載のアルミニウム合金板および鋼板よりも高い硬さの、ビッカース硬さHvが530の工具鋼(SKD61)を素材としたものを用いた。また、接合する際、上記複動式の回転ツールのショルダーおよびプローブは、共に時計回りに回転させた。また、その他の接合条件については表2に示した。
A double-acting friction stir welding method was applied to the object to be joined, in which an aluminum alloy plate and a steel plate having the plate thickness, chemical composition, tensile strength, and hardness shown in Table 1 were superimposed, and one time of welding was performed. A joining experiment with a length of 0.3 m was performed.
For the double-acting friction stir welding, a double-acting rotary tool having the shape and dimensions shown in FIG. 3 was used. The shoulder and probe of the rotary tool are made of tool steel (SKD61) with a Vickers hardness Hv of 530, which is harder than the aluminum alloy plates and steel plates listed in Table 1, which are the joining materials. board. During joining, both the shoulder and the probe of the double-acting rotary tool were rotated clockwise. Table 2 shows other bonding conditions.

Figure 0007165315000001
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斯くして得た,接合継手について、接合状態の成否の確認、接合界面における金属間化合物の厚さの測定および接合継手の引張試験を、以下の要領で行った。
<接合状態の成否>
接合状態の成否は、作製した接合継手が接合した後、自ずと剥離する状態であるか否かを確認した。剥離しない場合は接合状態成立をとして「〇」、剥離した場合は接合状態不成立として「×」として示した。
<金属間化合物の厚さ>
金属間化合物の厚さは、作製した接合継手を、接合部を横切る(接合方向と直角)方向に切断し、その断面に露出した接合界面中央部を、走査型電子顕微鏡を用いて5000倍で、3ヶ所以上の箇所の金属間化合物の厚さの測定し、その平均値を求めた。
<接合継手の引張試験>
接合継手の引張試験は、作製した接合継手から、図4に示したように、接合部を引張方向に対して直角になるように含む、幅20mmの引張試験片を採取し、引張試験を行い、剪断強度を測定した。
With respect to the bonded joint thus obtained, confirmation of the success or failure of the bonding state, measurement of the thickness of the intermetallic compound at the bonding interface, and tensile test of the bonded joint were performed in the following manner.
<Success or failure of bonding state>
The success or failure of the bonded state was confirmed by checking whether or not the manufactured bonded joint was in a state of spontaneous separation after bonding. When there was no peeling, the bonding state was established, and "O" was indicated.
<Thickness of intermetallic compound>
The thickness of the intermetallic compound is determined by cutting the prepared joint in the direction across the joint (perpendicular to the joint direction), and examining the central portion of the joint interface exposed in the cross section with a scanning electron microscope at a magnification of 5000. , the thickness of the intermetallic compound was measured at three or more locations, and the average value was obtained.
<Tensile test of bonded joint>
In the tensile test of the bonded joint, a tensile test piece with a width of 20 mm including the joint perpendicular to the tensile direction is taken from the manufactured bonded joint as shown in FIG. 4, and the tensile test is performed. , the shear strength was measured.

上記評価試験の結果を表2に併記した。この結果から、以下のことがわかる。
まず、本発明の条件を満たす、No.1、3および4の継手は、いずれも接合状態が成立し、かつ、接合界面の金属間化合物の厚さが0.7μm以下であり、引張強度(剪断引張強さ)も4.6kN以上の強度を得ることができた。
これに対して、No.8,10,12および14~17の比較例の継手は、プローブ先端のAl合金板と鋼板との合せ面から鋼板側への挿入量Pが本発明の範囲より小さいため、接合界面が形成されず、接合後に自ずと剥離する状態となり、接合状態が不成立であった。
また、No.7,9,13,19および20の比較例の継手は、ショルダーの回転速度SSおよびプローブの回転速度PSのいずれかが本発明の範囲の上限を超えていたため、プローブもしくはショルダーからの発熱量が過剰となり、接合状態は成立したものの、接合界面の金属間化合物の厚さが0.9μm以上になり、継手の引張強度が4.4kN以下となった。
また、No.11の比較例の継手は、プローブ先端の合せ面から鋼板側への挿入量Pが本発明の範囲より大き過ぎたため、プローブ先端による鋼板側の摩擦撹拌による発熱が過大となり、接合界面のピーク温度が上昇し過ぎたため、接合状態は成立したものの、接合界面の金属間化合物が0.9μm以上になり、継手の引張強度が4.4kN以下となった
また、No.18の比較例の継手は、ショルダーの回転速度SSが本発明の範囲の下限を下回っていたため、ショルダーによるアルミニウム合金板表面の摩擦撹拌による発熱が、冶金的に接合された接合界面を形成するのに不十分であったため、接合状態が成立し、接合界面の金属間化合物も0.7μm以下に抑制できたものの、継手の引張強度が4.4kN以下となった。
また、No.21の比較例の継手は、回転ツールの傾斜角度αが5°を超えていたため、表面が凹型となって、継手の引張強度が4.4kN以下となった。
No.22の比較例の継手は、接合速度JSが200mm/分を超えていたため、摩擦撹拌による発熱が不足して塑性流動が十分に得られず、接合状態が不成立であった。
The results of the above evaluation test are also shown in Table 2. The results show the following.
First, No. 1, which satisfies the conditions of the present invention. Joints Nos. 1 , 3 and 4 all have a jointed state, the thickness of the intermetallic compound at the joint interface is 0.7 μm or less, and the tensile strength (shear tensile strength) is 4.6 kN or more. I was able to gain strength.
On the other hand, No. In the joints of Comparative Examples 8, 10, 12, and 14 to 17, the insertion amount P from the mating surface of the Al alloy plate and the steel plate at the tip of the probe to the steel plate side was smaller than the range of the present invention, so a joint interface was not formed. However, the bonding state was not established because the bonding state was such that the substrates were peeled off by themselves after bonding.
Also, No. In the joints of Comparative Examples 7, 9, 13, 19 and 20, either the rotational speed SS of the shoulder or the rotational speed PS of the probe exceeded the upper limit of the range of the present invention. Although the bonding state was established, the thickness of the intermetallic compound at the bonding interface became 0.9 μm or more, and the tensile strength of the joint became 4.4 kN or less.
Also, No. In the joint of Comparative Example 11, the insertion amount P from the mating surface of the probe tip to the steel plate side was too large for the range of the present invention, so the heat generated by the frictional stirring of the steel plate side by the probe tip became excessive, and the peak temperature of the joint interface increased. was excessively increased, although the joint state was established, the intermetallic compound at the joint interface became 0.9 μm or more, and the tensile strength of the joint became 4.4 kN or less .
Also, No. In the joint of Comparative Example 18, the rotation speed SS of the shoulder was below the lower limit of the range of the present invention. Therefore, the joint state was established and the intermetallic compound at the joint interface was suppressed to 0.7 μm or less, but the tensile strength of the joint was 4.4 kN or less.
Also, No. In the joint of Comparative Example No. 21, since the inclination angle α of the rotary tool exceeded 5°, the surface became concave and the tensile strength of the joint was 4.4 kN or less.
No. In the joint of Comparative Example No. 22, since the joining speed JS exceeded 200 mm/min, the heat generation due to friction stirring was insufficient, and sufficient plastic flow was not obtained, and the joining state was not established.

Figure 0007165315000002
Figure 0007165315000002

本発明の技術は、自動車部材のみならず、鉄道車両、航空機、船舶、建築構造物、電気機器等にも利用することができる。 The technology of the present invention can be applied not only to automobile members, but also to railway vehicles, aircraft, ships, building structures, electrical equipment, and the like.

1:アルミニウム合金板
2:鋼板
3:複動式の回転ツール
4:プローブ
5:ショルダー
6:アルミニウム合金板と鋼板の合わせ面
7:接合界面
8:接合部
9:裏当て治具
10:塑性流動領域
1: aluminum alloy plate 2: steel plate 3: double-acting rotary tool 4: probe 5: shoulder 6: mating surface of aluminum alloy plate and steel plate 7: joint interface 8: joint 9: backing jig 10: plastic flow region

Claims (5)

アルミニウム合金板と鋼板とを重ね合わせ、鋼板側に裏当て治具を当接して固定した被接合体を、回転ツールとして先端に同軸的に配設したプローブとショルダーが別体に構成され、回転速度を別個に設定可能とした複動式回転ツールを用い、上記複動式回転ツールのプローブを回転させながら被接合体のアルミニウム合金板側から鋼板側まで挿入し、かつ、上記複動式回転ツールのショルダーをアルミニウム合金板の表面に回転させながら当接した状態で、上記回転ツールを接合方向に移動させることで被接合体を摩擦撹拌し、塑性流動させて摩擦撹拌接合する方法において、
上記回転ツールのショルダーの回転速度SS(回/分)プローブの回転速度PS(回/分)より高くすることを特徴とする摩擦撹拌接合方法。
An aluminum alloy plate and a steel plate are superimposed on each other, and a backing jig is abutted on the steel plate side to fix the object to be joined. Using a double-acting rotating tool whose speed can be set independently, the probe of the double-acting rotating tool is inserted from the aluminum alloy plate side of the object to be joined to the steel plate side while rotating, and the double-acting rotating tool is rotated. In a method for friction stir welding by moving the rotating tool in the welding direction in a state where the shoulder of the tool is in contact with the surface of the aluminum alloy plate while rotating, friction stir welding is performed on the object to be welded and plastic flow is performed,
A friction stir welding method, wherein the rotation speed SS (rotations/minute) of the shoulder of the rotating tool is higher than the rotation speed PS (rotations/minute) of the probe.
接合速度JSを50~200mm/分とし、上記ショルダーの回転速度SS(回/分)およびプローブの回転速度PS(回/分)を、それぞれ下記(1)式および(2)式を満たす値とすることを特徴とする請求項に記載摩擦撹拌接合方法。

1000≦SS≦1700 ・・・(1)
300≦PS≦500 ・・・(2)
The joining speed JS is 50 to 200 mm/min, and the shoulder rotation speed SS (times/minute) and the probe rotation speed PS (times/minute) are set to values that satisfy the following equations (1) and (2), respectively. The friction stir welding method according to claim 1 , characterized in that:
Note 1000≦SS≦1700 (1)
300≦PS≦500 (2)
上記ショルダーの直径SD(mm)およびプローブの直径PD(mm)を、それぞれ下記(5)式および/または(6)式を満たす値とすることを特徴とする請求項1または2に記載の摩擦撹拌接合方法。

12≦SD≦18 ・・・(5)
4≦PD≦8 ・・・(6)
3. The friction according to claim 1 or 2 , wherein the shoulder diameter SD (mm) and the probe diameter PD (mm) are set to values satisfying the following equations (5) and/or (6), respectively. Stir joining method.
Note 12≤SD≤18 (5)
4≦PD≦8 (6)
アルミニウム合金板の表面から回転させながら挿入する回転ツールのプローブ先端を、アルミニウム合金板と鋼板の合せ面から鋼板側へ挿入する挿入量P(mm)を0mm超え0.5mm以下とすることを特徴とする請求項1~のいずれか1項に記載の摩擦撹拌接合方法。 The insertion amount P (mm) of inserting the probe tip of the rotating tool that is inserted from the surface of the aluminum alloy plate while rotating it from the mating surface of the aluminum alloy plate and steel plate to the steel plate side is more than 0 mm and 0.5 mm or less. The friction stir welding method according to any one of claims 1 to 3 . アルミニウム合金板の表面から回転させながら挿入する回転ツールの回転軸を、アルミニウム合金板の表面に対する垂線に対し、接合方向とは反対側に0°超え5°以下の傾斜角度αで傾斜させることを特徴とする請求項1~のいずれか1項に記載の摩擦撹拌接合方法。 The rotation axis of the rotating tool that is inserted while rotating from the surface of the aluminum alloy plate is inclined at an inclination angle α of more than 0° and 5° or less in the opposite direction to the joining direction with respect to the perpendicular to the surface of the aluminum alloy plate. The friction stir welding method according to any one of claims 1 to 4 .
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001252774A (en) 2000-03-10 2001-09-18 Showa Denko Kk Method of friction stir joining
JP2003170280A (en) 2001-12-04 2003-06-17 Nippon Steel Corp Method for connecting different kinds of metallic materials
JP2006239778A (en) 2006-06-14 2006-09-14 Nippon Light Metal Co Ltd Welding method and welding tool
JP2010074165A (en) 2008-09-18 2010-04-02 Tesa Se Method for encapsulating electronic arrangement

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5540288B2 (en) * 2008-12-24 2014-07-02 国立大学法人大阪大学 Metal material processing method, structure processed by metal material processing method, and rotary tool

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001252774A (en) 2000-03-10 2001-09-18 Showa Denko Kk Method of friction stir joining
JP2003170280A (en) 2001-12-04 2003-06-17 Nippon Steel Corp Method for connecting different kinds of metallic materials
JP2006239778A (en) 2006-06-14 2006-09-14 Nippon Light Metal Co Ltd Welding method and welding tool
JP2010074165A (en) 2008-09-18 2010-04-02 Tesa Se Method for encapsulating electronic arrangement

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