JP7413690B2 - Joining method - Google Patents

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本発明は、接合方法に関する。 The present invention relates to a joining method.

金属部材同士を接合する技術として、摩擦攪拌接合が知られている。摩擦攪拌接合では、回転ツールに備えられた攪拌ピンを金属部材から引き抜く際に、引抜き穴が残ってしまうという課題がある。そこで、金属部材に引抜き穴が残らないような接合方法が知られている。 Friction stir welding is known as a technique for joining metal members together. Friction stir welding has a problem in that when a stirring pin provided on a rotating tool is pulled out from a metal member, a pull-out hole remains. Therefore, a joining method is known that does not leave any pull-out holes in the metal members.

例えば、特許文献1に係る接合方法では、攪拌ピンを移動させながら徐々に引き抜くことによって、引抜き痕を小さくする方法が開示されている。 For example, a joining method according to Patent Document 1 discloses a method in which the stirring pin is gradually pulled out while moving, thereby reducing the pullout marks.

特開2016-87649号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-87649

しかし、特許文献1の接合方法では、回転ツールを徐々に引き抜く際に、塑性化領域に引抜き痕が残ってしまうという問題がある。 However, the joining method of Patent Document 1 has a problem in that when the rotary tool is gradually pulled out, pull-out marks remain in the plasticized region.

そこで本発明は、凹部を備える本体と蓋部材とを摩擦攪拌によって接合する際に、引抜き穴及び引抜き痕の発生を防ぐことができる接合方法を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a joining method that can prevent the occurrence of pull-out holes and pull-out marks when joining a main body having a recessed portion and a lid member by friction stirring.

本発明は、凹部を備える本体と、前記凹部の開口部を封止する蓋部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法であって、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きく、前記基端側ピンの外周面には階段状の段差部が形成されており、前記本体は、底部と前記底部の周縁部から立ち上がる周壁部とを有し、前記周壁部の内周壁に前記周壁部の端面から一段下がった段差底面と、当該段差底面から立ち上がる段差側面と、を有する周壁段差部を形成し、下端が前記周壁部の端面と接するとともに方向を変えながら緩やかに湾曲して傾斜しているアプローチ部と、前記アプローチ部の上端と接して徐々に上昇する斜面である傾斜面とを有し、前記段差側面に近接する傾斜台を有する本体を準備する準備工程と、前記本体に前記蓋部材を載置することにより、前記周壁段差部の段差側面と前記蓋部材の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記蓋部材の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、回転する前記先端側ピンを前記第一突合せ部に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記周壁部の端面及び前記蓋部材の表面に接触させた状態で前記第一突合せ部に沿って前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行った後、前記回転ツールを前記アプローチ部に移動させ、前記アプローチ部から前記傾斜面に移動させながら、前記先端側ピンを前記傾斜面に沿って昇るようにして移動させ、前記傾斜面の上側で前記先端側ピンを引抜く本接合工程と、前記本接合工程の後に、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする。
The present invention provides a joining method for joining a main body having a recessed portion and a lid member for sealing an opening of the recessed portion by friction stirring, and a rotary tool used in the friction stirring has a base end pin and a distal end pin. The taper angle of the proximal pin is larger than the taper angle of the distal pin, a stepped portion is formed on the outer peripheral surface of the proximal pin, and the main body has a bottom portion. and a peripheral wall portion rising from a peripheral edge of the bottom portion, and a peripheral wall stepped portion having a stepped bottom surface that is one step lower from an end surface of the peripheral wall portion on an inner peripheral wall of the peripheral wall portion, and a stepped side surface that rises from the stepped bottom surface. an approach part whose lower end contacts the end surface of the peripheral wall part and is gently curved and inclined while changing direction; and an inclined surface which is a slope that contacts the upper end of the approach part and gradually rises. The step side surface of the peripheral wall step portion and the side surface of the lid member are separated by a preparation step of preparing a main body having a slope close to the stepped side surface and by placing the lid member on the main body. a mounting step of abutting against each other to form a first abutting portion, and overlapping the bottom surface of the stepped portion of the peripheral wall step portion with the back surface of the lid member to form a second abutting portion; The rotary tool is inserted into one abutment part, and the rotary tool is moved along the first abutment part with the outer circumferential surface of the proximal pin in contact with the end face of the peripheral wall part and the surface of the lid member to perform friction stirring. After performing this, the rotary tool is moved to the approach section, and while being moved from the approach section to the inclined surface, the distal end pin is moved upward along the inclined surface, and the tip side pin is moved upwardly along the inclined surface. The present invention is characterized in that it includes a main joining step of pulling out the tip side pin above the main joining step, and an inclined table removal step of removing the inclined table after the main joining step.

また、本発明は、凹部を備える本体と、前記凹部の開口部を封止する蓋部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法であって、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きく、前記基端側ピンの外周面には階段状の段差部が形成されており、前記本体は、底部と前記底部の周縁部から立ち上がる周壁部とを有し、前記周壁部の内周壁に前記周壁部の端面から一段下がった段差底面と、当該段差底面から立ち上がる段差側面と、を有する周壁段差部を形成し、下端が前記蓋部材の表面と接するとともに方向を変えながら緩やかに湾曲して傾斜しているアプローチ部と、前記アプローチ部の上端と接して徐々に上昇する斜面である傾斜面とを有し、前記蓋部材の側面に近接する傾斜台を有する蓋部材を準備する準備工程と、前記本体に前記蓋部材を載置することにより、前記周壁段差部の段差側面と前記蓋部材の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記蓋部材の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、回転する前記先端側ピンを前記第一突合せ部に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記周壁部の端面及び前記蓋部材の表面に接触させた状態で前記第一突合せ部に沿って前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行った後、前記回転ツールを前記アプローチ部に移動させ、前記アプローチ部から前記傾斜面に移動させながら、前記先端側ピンを前記傾斜面に沿って昇るようにして移動させ、前記傾斜面の上側で前記先端側ピンを引抜く本接合工程と、前記本接合工程の後に、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする。 Further, the present invention provides a joining method for joining a main body having a recess and a lid member for sealing an opening of the recess by friction stirring, and a rotary tool used in the friction stirring includes a proximal pin and a distal end pin. a side pin, the taper angle of the proximal pin is larger than the taper angle of the distal pin, a stepped portion is formed on the outer peripheral surface of the proximal pin, and the main body , a peripheral wall step having a bottom portion and a peripheral wall portion rising from a peripheral edge of the bottom portion, and having a stepped bottom surface that is one step lower from an end surface of the peripheral wall portion on an inner peripheral wall of the peripheral wall portion, and a stepped side surface rising from the step bottom surface. an approach part whose lower end contacts the surface of the lid member and is gently curved and inclined while changing direction; and an inclined surface which is a slope that contacts the upper end of the approach part and gradually rises. a preparation step of preparing a lid member having a slope close to a side surface of the lid member, and placing the lid member on the main body so that the stepped side surface of the peripheral wall step portion and the lid a placing step of abutting the side surfaces of the members to form a first abutting portion, and overlapping the step bottom surface of the peripheral wall step portion and the back surface of the lid member to form a second abutting portion; Inserting a side pin into the first abutment part, and moving the rotary tool along the first abutment part with the outer circumferential surface of the proximal pin in contact with the end face of the peripheral wall part and the surface of the lid member. After moving and performing friction stirring, the rotary tool is moved to the approach section, and while being moved from the approach section to the inclined surface, the tip end side pin is moved so as to rise along the inclined surface. The present invention is characterized in that it includes a main joining step of pulling out the tip side pin above the inclined surface, and a ramp removal step of removing the ramp after the main joining step.

かかる接合方法によれば、摩擦攪拌接合を行った後、第一突合せ部とは別の位置に設けられた傾斜台で先端側ピンを引き抜くことができる。また、傾斜台は周壁部または蓋部材から切除することができる。これにより、先端側ピンによる引抜き穴及び引抜き痕の発生を防ぐことができる。また、かかる接合方法によれば、テーパー角度の大きい基端側ピンの外周面を周壁部の端面及び蓋部材の表面に接触させた状態で摩擦攪拌を行うため、バリの発生を抑制することができる。 According to this welding method, after friction stir welding is performed, the tip side pin can be pulled out using a tilt table provided at a position different from the first abutting portion. Moreover, the ramp can be cut out from the peripheral wall or the lid member. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of a pull-out hole and a pull-out mark caused by the tip side pin. Further, according to this joining method, since friction stirring is performed with the outer circumferential surface of the proximal pin having a large taper angle in contact with the end surface of the peripheral wall and the surface of the lid member, it is possible to suppress the generation of burrs. can.

本発明によると、凹部を備える本体と蓋部材を摩擦攪拌によって接合する際に、引抜き穴及び引抜き痕の発生を防ぐことができる。 According to the present invention, when a main body having a concave portion and a lid member are joined by friction stirring, it is possible to prevent the occurrence of a pull-out hole and a pull-out mark.

本発明の実施形態に係る回転ツールを示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing a rotary tool according to an embodiment of the present invention. 回転ツールの拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the rotary tool. 回転ツールの第一変形例を示す断面図である。It is a sectional view showing a first modification of a rotary tool. 回転ツールの第二変形例を示す断面図である。It is a sectional view showing a second modification of the rotary tool. 回転ツールの第三変形例を示す断面図である。It is a sectional view showing a third modification of a rotary tool. 本発明の第一実施形態に係る接合方法の準備工程を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a preparation step of the joining method according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態に係る接合方法の載置工程を示す断面図である。It is a sectional view showing a mounting process of a joining method concerning a first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態に係る接合方法の本接合工程を示す平面図である。It is a top view showing the main joining process of the joining method concerning a first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態に係る接合方法の本接合工程を示す断面図である。It is a sectional view showing the main joining process of the joining method concerning a first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態に係る接合方法の本接合工程の終了位置の斜視図である。It is a perspective view of the end position of the main joining process of the joining method concerning a first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態に係る接合方法の本接合工程の終了位置の断面図である。It is a sectional view of the end position of the main joining process of the joining method concerning a first embodiment of the present invention. 本発明の第二実施形態に係る接合方法を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a joining method according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第三実施形態に係る接合方法を示す斜視図である。It is a perspective view showing the joining method concerning a third embodiment of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態を、図等を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、「裏面」の反対側の面を「表面」と言う。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to figures and the like. In addition, in the following description, the surface opposite to the "back surface" will be referred to as the "front surface."

まずは、本実施形態に係る接合方法で用いる回転ツールについて説明する。回転ツールは、摩擦攪拌接合に用いられるツールである。図1に示すように、回転ツールFは、例えば工具鋼で形成されており、基軸部F1と、基端側ピンF2と、先端側ピンF3とで主に構成されている。基軸部F1は、円柱状を呈し、摩擦攪拌装置の主軸に接続される部位である。 First, a rotary tool used in the joining method according to this embodiment will be explained. A rotary tool is a tool used for friction stir welding. As shown in FIG. 1, the rotary tool F is made of tool steel, for example, and mainly includes a base shaft portion F1, a proximal pin F2, and a distal pin F3. The base shaft portion F1 has a cylindrical shape and is a portion connected to the main shaft of the friction stirrer.

基端側ピンF2は、基軸部F1に連続し、先端に向けて先細りになっている。基端側ピンF2は、円錐台形状を呈する。基端側ピンF2のテーパー角度Aは適宜設定すればよいが、例えば、135~160°になっている。テーパー角度Aが135°未満であるか、又は、160°を超えると摩擦攪拌後の接合表面粗さが大きくなる。テーパー角度Aは、後記する先端側ピンF3のテーパー角度Bよりも大きくなっている。図2に示すように、基端側ピンF2の外周面には、階段状のピン段差部F21が高さ方向の全体に亘って形成されている。ピン段差部F21は、右回り又は左回りで螺旋状に形成されている。つまり、ピン段差部F21は、平面視して螺旋状であり、側面視すると階段状になっている。本第一実施形態では、回転ツールFを右回転させるため、ピン段差部F21は基端側から先端側に向けて左回りに設定している。 The proximal pin F2 is continuous with the base shaft portion F1 and tapers toward the distal end. The proximal pin F2 has a truncated cone shape. The taper angle A of the proximal pin F2 may be set as appropriate, and is, for example, 135 to 160°. When the taper angle A is less than 135° or more than 160°, the bonded surface roughness after friction stirring becomes large. The taper angle A is larger than the taper angle B of the tip end pin F3, which will be described later. As shown in FIG. 2, a step-like pin stepped portion F21 is formed on the outer peripheral surface of the proximal pin F2 over the entire height direction. The pin step portion F21 is spirally formed clockwise or counterclockwise. That is, the pin stepped portion F21 has a spiral shape when viewed from above, and has a stepped shape when viewed from the side. In the first embodiment, in order to rotate the rotary tool F clockwise, the pin stepped portion F21 is set counterclockwise from the base end side to the distal end side.

なお、回転ツールFを左回転させる場合は、ピン段差部F21を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、ピン段差部F21によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属を低減することができる。ピン段差部F21は、段差底面F21aと、段差側面F21bとで構成されている。隣り合うピン段差部F21の各頂点F21c,F21cの距離X1(水平方向距離)は、後記する段差角度C及び段差側面F21bの高さY1に応じて適宜設定される。 In addition, when rotating the rotary tool F to the left, it is preferable to set the pin step part F21 clockwise from the base end side to the distal end side. As a result, the plastic flow material is guided to the tip side by the pin stepped portion F21, so it is possible to reduce metal overflowing to the outside of the metal members to be welded. The pin step portion F21 includes a step bottom surface F21a and a step side surface F21b. The distance X1 (horizontal distance) between the vertices F21c and F21c of the adjacent pin step portions F21 is appropriately set according to the step angle C and the height Y1 of the step side surface F21b, which will be described later.

段差側面F21bの高さY1は適宜設定すればよいが、例えば、0.1~0.4mmで設定されている。高さY1が0.1mm未満であると接合表面粗さが大きくなる。一方、高さY1が0.4mmを超えると接合表面粗さが大きくなる傾向があるとともに、有効段差部数(被接合金属部材と接触しているピン段差部F21の数)も減少する。 The height Y1 of the stepped side surface F21b may be set as appropriate, and is set to, for example, 0.1 to 0.4 mm. When the height Y1 is less than 0.1 mm, the bonding surface roughness becomes large. On the other hand, if the height Y1 exceeds 0.4 mm, the bonding surface roughness tends to increase, and the number of effective step portions (the number of pin step portions F21 in contact with the metal member to be welded) also decreases.

段差底面F21aと段差側面F21bとでなす段差角度Cは適宜設定すればよいが、例えば、85~120°で設定されている。段差底面F21aは、本実施形態では水平面と平行になっている。段差底面F21aは、ツールの回転軸から外周方向に向かって水平面に対して-5°~15°内の範囲で傾斜していてもよい(マイナスは水平面に対して下方、プラスは水平面に対して上方)。距離X1、段差側面F21bの高さY1、段差角度C及び水平面に対する段差底面F21aの角度は、摩擦攪拌を行う際に、塑性流動材がピン段差部F21の内部に滞留して付着することなく外部に抜けるとともに、段差底面F21aで塑性流動材を押えて接合表面粗さを小さくすることができるように適宜設定する。 The step angle C formed between the step bottom surface F21a and the step side surface F21b may be set as appropriate, but is set to 85 to 120 degrees, for example. In this embodiment, the step bottom surface F21a is parallel to the horizontal plane. The step bottom surface F21a may be inclined within a range of -5° to 15° with respect to the horizontal plane from the rotation axis of the tool toward the outer circumference (minus indicates downward with respect to the horizontal plane, positive indicates downward with respect to the horizontal plane). above). The distance X1, the height Y1 of the step side surface F21b, the step angle C, and the angle of the step bottom surface F21a with respect to the horizontal plane are such that when friction stirring is performed, the plastic fluid material does not stay inside the pin step portion F21 and adhere to the outside. It is appropriately set so that the joint surface roughness can be reduced by pressing the plastic flow material at the bottom surface F21a of the step.

図1に示すように、先端側ピンF3は、基端側ピンF2に連続して形成されている。先端側ピンF3は円錐台形状を呈する。先端側ピンF3の先端は回転軸に対して垂直な平坦面F4になっている。先端側ピンF3のテーパー角度Bは、基端側ピンF2のテーパー角度Aよりも小さくなっている。図2に示すように、先端側ピンF3の外周面には、螺旋溝F31が刻設されている。螺旋溝F31は、右回り、左回りのどちらでもよいが、本第一実施形態では回転ツールFを右回転させるため、基端側から先端側に向けて左回りに刻設されている。 As shown in FIG. 1, the distal pin F3 is formed continuously from the proximal pin F2. The tip side pin F3 has a truncated cone shape. The tip of the tip side pin F3 is a flat surface F4 perpendicular to the rotation axis. The taper angle B of the distal pin F3 is smaller than the taper angle A of the proximal pin F2. As shown in FIG. 2, a spiral groove F31 is carved on the outer circumferential surface of the tip end pin F3. The spiral groove F31 may be clockwise or counterclockwise, but in the first embodiment, in order to rotate the rotary tool F clockwise, it is carved counterclockwise from the base end toward the distal end.

なお、回転ツールFを左回転させる場合は、螺旋溝F31を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、螺旋溝F31によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属を低減することができる。螺旋溝F31は、螺旋底面F31aと、螺旋側面F31bとで構成されている。隣り合う螺旋溝F31の頂点F31c,F31cの距離(水平方向距離)を長さX2とする。螺旋側面F31bの高さを高さY2とする。螺旋底面F31aと、螺旋側面F31bとで構成される螺旋角度Dは例えば、45~90°で形成されている。螺旋溝F31は、被接合金属部材と接触することにより摩擦熱を上昇させるとともに、塑性流動材を先端側に導く役割を備えている。また、回転ツールFは、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたロボットアームに取り付けてもよい。 In addition, when rotating the rotary tool F counterclockwise, it is preferable to set the spiral groove F31 clockwise from the base end side to the distal end side. As a result, the plastic flow material is guided to the tip side by the spiral groove F31, so it is possible to reduce metal overflowing to the outside of the metal members to be welded. The spiral groove F31 includes a spiral bottom surface F31a and a spiral side surface F31b. The distance (horizontal distance) between the vertices F31c and F31c of adjacent spiral grooves F31 is defined as length X2. The height of the spiral side surface F31b is defined as a height Y2. The spiral angle D formed by the spiral bottom surface F31a and the spiral side surface F31b is, for example, 45 to 90 degrees. The spiral groove F31 has the role of increasing frictional heat by contacting the metal member to be welded and guiding the plastic fluid material to the tip side. Further, the rotary tool F may be attached to a robot arm having a rotary drive means such as a spindle unit at its tip.

回転ツールFは、適宜設計変更が可能である。図3は、本発明の回転ツールの第一変形例を示す側面図である。図3に示すように、第一変形例に係る回転ツールFAでは、ピン段差部F21の段差底面F21aと段差側面F21bとのなす段差角度Cが85°になっている。段差底面F21aは、水平面と平行である。このように、段差底面F21aは水平面と平行であるとともに、段差角度Cは、摩擦攪拌中にピン段差部F21内に塑性流動材が滞留して付着することなく外部に抜ける範囲で鋭角としてもよい。 The design of the rotary tool F can be changed as appropriate. FIG. 3 is a side view showing a first modification of the rotary tool of the present invention. As shown in FIG. 3, in the rotary tool FA according to the first modification, the step angle C between the step bottom surface F21a and the step side surface F21b of the pin step portion F21 is 85 degrees. The step bottom surface F21a is parallel to the horizontal surface. In this way, the step bottom surface F21a is parallel to the horizontal plane, and the step angle C may be an acute angle within a range where the plastic fluid material stays in the pin step portion F21 during friction stirring and escapes to the outside without sticking. .

図4は、本発明の回転ツールの第二変形例を示す側面図である。図4に示すように、第二変形例に係る回転ツールFBでは、ピン段差部F21の段差角度Cが115°になっている。段差底面F21aは水平面と平行になっている。このように、段差底面F21aは水平面と平行であるとともに、ピン段差部F21として機能する範囲で段差角度Cが鈍角となってもよい。 FIG. 4 is a side view showing a second modification of the rotary tool of the present invention. As shown in FIG. 4, in the rotary tool FB according to the second modification, the step angle C of the pin step portion F21 is 115°. The step bottom surface F21a is parallel to the horizontal surface. In this way, the step bottom surface F21a may be parallel to the horizontal plane, and the step angle C may be an obtuse angle within the range that functions as the pin step portion F21.

図5は、本発明の回転ツールの第三変形例を示す側面図である。図5に示すように、第三変形例に係る回転ツールFCでは、段差底面F21aがツールの回転軸から外周方向に向かって水平面に対して10°上方に傾斜している。段差側面F21bは、鉛直面と平行になっている。このように、摩擦攪拌中に塑性流動材を押さえることができる範囲で、段差底面F21aがツールの回転軸から外周方向に向かって水平面よりも上方に傾斜するように形成されていてもよい。上記の回転ツールの第一~第三変形例によっても、下記の実施形態と同等の効果を奏することができる。 FIG. 5 is a side view showing a third modification of the rotary tool of the present invention. As shown in FIG. 5, in the rotary tool FC according to the third modification, the step bottom surface F21a is inclined upward by 10 degrees with respect to the horizontal plane toward the outer circumferential direction from the rotation axis of the tool. The stepped side surface F21b is parallel to the vertical plane. In this way, the step bottom surface F21a may be formed to be inclined upward from the horizontal plane toward the outer circumferential direction from the rotation axis of the tool within a range that can suppress the plastic flow material during friction stirring. The first to third modified examples of the rotary tool described above can also provide effects similar to those of the embodiment described below.

[第一実施形態]
図6に示すように、本実施形態に係る接合方法では、金属製の本体1と、金属製の蓋部材2とを摩擦攪拌接合で接合して中空容器を形成する。
[First embodiment]
As shown in FIG. 6, in the joining method according to this embodiment, a metal main body 1 and a metal lid member 2 are joined by friction stir welding to form a hollow container.

本体1は、上方が開口された箱状体である。本体1は、底部10と、周壁部11と、傾斜台3とで構成されている。本体1は、本実施形態ではアルミニウム合金で形成されているが、摩擦攪拌可能な金属から適宜選択することができる。例えば、本体1は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金、アルミニウム、マグネシウム、チタン等で形成することができる。 The main body 1 is a box-shaped body that is open at the top. The main body 1 is composed of a bottom portion 10, a peripheral wall portion 11, and an inclined table 3. Although the main body 1 is made of an aluminum alloy in this embodiment, it can be appropriately selected from metals that can be friction stirred. For example, the main body 1 can be formed of aluminum alloy, magnesium alloy, copper alloy, aluminum, magnesium, titanium, or the like.

底部10は、平面視矩形の板状を呈する。周壁部11は、底部10の周縁に立設されており、平面視矩形枠状を呈する。周壁部11は、同じ板厚からなる壁部11A,11B,11C,11Dで構成されている。壁部11A,11Cは、短辺部となっており、互いに対向している。壁部11B,11Dは、長辺部となっており、互いに対向している。底部10及び周壁部11の内部には凹部12が形成されている。 The bottom portion 10 has a rectangular plate shape in plan view. The peripheral wall portion 11 is erected on the periphery of the bottom portion 10 and has a rectangular frame shape in plan view. The peripheral wall portion 11 is composed of wall portions 11A, 11B, 11C, and 11D having the same thickness. The wall portions 11A and 11C are short side portions and are opposed to each other. The wall portions 11B and 11D have long sides and face each other. A recess 12 is formed inside the bottom portion 10 and the peripheral wall portion 11 .

周壁部11の端面となる端面11aには、本体1の周壁部11の内周縁に沿って周壁段差部13が形成される。周壁段差部13は、段差底面13aと、段差底面13aから立ち上がる段差側面13bとで構成される。段差底面13aは、端面11aから一段下がった位置に形成されている。 A peripheral wall step portion 13 is formed on the end surface 11 a of the peripheral wall portion 11 along the inner peripheral edge of the peripheral wall portion 11 of the main body 1 . The peripheral wall step portion 13 includes a step bottom surface 13a and a step side surface 13b rising from the step bottom surface 13a. The stepped bottom surface 13a is formed at a position one step lower than the end surface 11a.

傾斜台3は、端面11aに設けられている。傾斜台3は、傾斜台側面3aと、傾斜台側面3bと、傾斜面3cと、背面3dとで構成される。傾斜台側面3a及び傾斜台側面3bは傾斜台3の側面であり、互いに対向している。傾斜台3は、傾斜面3cの傾斜方向が凹部12に臨むように配置されている。また、傾斜面3cの下端が周壁部11の内周縁と平行になっている。背面3dは、端面11aから垂直に立ち上がるとともに、傾斜台側面3a及び傾斜台側面3bに対して垂直になっている。傾斜面3cの下端と段差側面13bとは接触させてもよいが、本接合工程の際に回転ツールFと接触しないように離間させてもよい(図6参照)。 The inclined table 3 is provided on the end surface 11a. The slope 3 includes a slope side 3a, a slope side 3b, a slope 3c, and a back surface 3d. The slope side surface 3a and the slope side surface 3b are side surfaces of the slope table 3, and are opposed to each other. The inclined table 3 is arranged so that the inclined direction of the inclined surface 3c faces the recess 12. Further, the lower end of the inclined surface 3c is parallel to the inner peripheral edge of the peripheral wall portion 11. The back surface 3d rises perpendicularly from the end surface 11a and is perpendicular to the slope side surface 3a and the slope side surface 3b. The lower end of the inclined surface 3c and the stepped side surface 13b may be brought into contact with each other, but may be separated so as not to come into contact with the rotary tool F during the main joining process (see FIG. 6).

傾斜面3cは、徐々に上昇する斜面であればよく、平面であっても、曲面であってもよい。なお、本実施形態では、傾斜台3は、壁部11Dの端面11aに設けられているが、壁部11A,11B,11Cの端面11aであってもよい。傾斜台3は、回転ツールFを傾斜面3cに沿って上昇させて後述する終了位置Epまで移動させた場合に、本体1に回転ツールFによる引抜き穴及び引抜き痕が残らない程度の厚さ(高さ)を有することが好ましい。すなわち、傾斜台3は、傾斜面3cの下端から上端に向かうにつれて厚みが増していくが、少なくとも先端側ピンF3が傾斜台3に挿入される深さよりも厚みを有する部位を持つ形状であることが好ましい。 The slope 3c may be a slope that gradually rises, and may be a flat surface or a curved surface. In this embodiment, the inclined table 3 is provided on the end surface 11a of the wall portion 11D, but it may be provided on the end surface 11a of the wall portions 11A, 11B, and 11C. The inclined table 3 has a thickness (such that when the rotating tool F is raised along the inclined surface 3c and moved to the end position Ep, which will be described later), no pull-out holes and pull-out marks are left on the main body 1 by the rotating tool F ( height). That is, the slope 3 has a shape that increases in thickness from the lower end to the upper end of the slope 3c, and has a portion that is thicker than at least the depth at which the tip end pin F3 is inserted into the slope 3. is preferred.

本体1は、例えばダイキャストで形成するのが好ましい。ダイキャストによれば傾斜台3が設けられた本体1を容易に一体形成することができる。 The main body 1 is preferably formed by die casting, for example. By die casting, the main body 1 provided with the inclined table 3 can be easily formed integrally.

蓋部材2は、本体1の開口部を封止する平面視矩形の板部材である。蓋部材2の材料は、本体1と同じ金属でもよいし、異なる金属であってもよい。また、蓋部材2の材料は、本体1と同種の金属とし、その硬度を変えてもよい。蓋部材2は、周壁段差部13にほぼ隙間なく載置される大きさで形成されている。蓋部材2の板厚寸法は、段差側面13bの高さ寸法より大きくしてもよい。 The lid member 2 is a plate member that is rectangular in plan view and seals the opening of the main body 1 . The material of the lid member 2 may be the same metal as the main body 1, or may be a different metal. Further, the material of the lid member 2 may be the same type of metal as the main body 1, and the hardness thereof may be changed. The lid member 2 is formed in a size that allows it to be placed on the peripheral wall stepped portion 13 with almost no gap. The plate thickness dimension of the lid member 2 may be larger than the height dimension of the stepped side surface 13b.

次に、本実施形態に係る接合方法について説明する。本実施形態に係る接合方法は、準備工程と、載置工程と、本接合工程と、傾斜台除去工程とを行う。 Next, a joining method according to this embodiment will be explained. The bonding method according to this embodiment includes a preparation process, a mounting process, a main bonding process, and a slope removal process.

準備工程は、図6に示すように、傾斜台3及び凹部12を備えた本体1と、本体1に載置する蓋部材2とを形成する工程である。本体1は、例えばダイキャストで形成する。 The preparation process is a process of forming a main body 1 having a tilting table 3 and a recess 12, and a lid member 2 to be placed on the main body 1, as shown in FIG. The main body 1 is formed by die casting, for example.

載置工程は、図7に示すように、本体1に形成される周壁段差部13に、蓋部材2を載置する工程である。周壁段差部13の段差側面13bと、蓋部材2の側面2cとが突き合わされて第一突合せ部J1が形成される。さらに、周壁段差部13の段差底面13aと、蓋部材2の底面2bとが突き合わされて第二突合せ部J2が形成される。周壁部11の端面11aと、蓋部材2の表面2aとは面一になっている。 The placing step is a step of placing the lid member 2 on the peripheral wall stepped portion 13 formed on the main body 1, as shown in FIG. The stepped side surface 13b of the peripheral wall stepped portion 13 and the side surface 2c of the lid member 2 are butted against each other to form a first abutting portion J1. Further, the stepped bottom surface 13a of the peripheral wall stepped portion 13 and the bottom surface 2b of the lid member 2 are butted against each other to form a second abutting portion J2. The end surface 11a of the peripheral wall portion 11 and the surface 2a of the lid member 2 are flush with each other.

本接合工程は、図8に示すように、本体1と蓋部材2とを摩擦攪拌接合する工程である。本実施形態における本接合工程は、開始位置Spから一周させて中間点S1までの本工程と、中間点S1から終了位置Epまでの離脱工程とを行う。本工程では、回転ツールFを用いて、第一突合せ部J1に沿って摩擦攪拌接合を行う。回転ツールFを任意に設定した開始位置Spに挿入し、回転ツールFを第一突合せ部J1に沿って右回りに移動させる。 The main joining process is a process of friction stir welding the main body 1 and the lid member 2, as shown in FIG. The main joining process in this embodiment includes a main process from the start position Sp to the intermediate point S1, and a separation process from the intermediate point S1 to the end position Ep. In this step, friction stir welding is performed using a rotating tool F along the first abutting portion J1. The rotary tool F is inserted into an arbitrarily set starting position Sp, and the rotary tool F is moved clockwise along the first butt portion J1.

図9に示すように、先端側ピンF3の挿入の深さは、先端側ピンF3の先端が周壁段差部13の段差底面13aに達するように設定するとともに、基端側ピンF2の外周面が周壁部11の端面11a及び蓋部材2の表面2aに接触するように設定する。そして、回転ツールFを一定の高さ位置を保った状態で第一突合せ部J1をなぞるようにして移動させる。 As shown in FIG. 9, the insertion depth of the distal pin F3 is set so that the distal end of the distal pin F3 reaches the step bottom surface 13a of the peripheral wall stepped portion 13, and the outer circumferential surface of the proximal pin F2 is It is set so as to contact the end surface 11a of the peripheral wall portion 11 and the surface 2a of the lid member 2. Then, the rotary tool F is moved to trace the first abutting portion J1 while maintaining a constant height position.

回転ツールFの移動軌跡には、塑性化領域Wが形成される。開始位置Spからスタートした回転ツールFが一周して開始位置Spに達したら、塑性化領域Wをオーバーラップさせて、中間点S1まで移動させる。回転ツールFが中間点S1に達したら、回転ツールFを離脱させずにそのまま離脱工程に移行する。 A plasticized region W is formed on the movement locus of the rotary tool F. When the rotary tool F that started from the starting position Sp makes one revolution and reaches the starting position Sp, the plasticizing regions W are overlapped and moved to the intermediate point S1. When the rotary tool F reaches the intermediate point S1, the rotary tool F is not detached and moves directly to the detachment step.

離脱工程は、図10に示すように、中間点S1から終了位置Epまで回転ツールFを移動させて、傾斜台3で離脱させる工程である。離脱工程では、回転ツールFの挿入深さを一定に保ちながら傾斜台3の傾斜面3cに移動させる。その後、回転ツールFを端面11aから徐々に離間させながら、傾斜面3cに沿って移動させる。回転ツールFが終了位置Epに達したら、回転ツールFを上昇させて、傾斜台3から回転ツールFを離脱させる。 The detachment step is a step of moving the rotary tool F from the intermediate point S1 to the end position Ep and detaching it on the inclined table 3, as shown in FIG. In the detachment process, the rotating tool F is moved to the inclined surface 3c of the inclined table 3 while keeping the insertion depth constant. Thereafter, the rotary tool F is moved along the inclined surface 3c while gradually separating from the end surface 11a. When the rotary tool F reaches the end position Ep, the rotary tool F is raised and removed from the inclined table 3.

図11に示すように、回転ツールFは傾斜面3cに沿って上昇させるため、終了位置Epまで回転ツールFを移動させると、先端側ピンF3と端面11aとを離間させることができる。これにより、回転ツールFを離脱させた際に生じる引抜き穴は、本体1には残存せず、傾斜台3のみに残存させることができる。 As shown in FIG. 11, since the rotary tool F is raised along the inclined surface 3c, when the rotary tool F is moved to the end position Ep, the tip side pin F3 and the end surface 11a can be separated. Thereby, the pull-out hole created when the rotary tool F is removed does not remain in the main body 1, but can remain only in the inclined table 3.

傾斜台除去工程は、本体1から傾斜台3を除去する工程である。傾斜台除去工程では、例えば、切削加工、研削加工により端面11aを基準として傾斜台3をすべて除去する。 The slope removal process is a process of removing the slope 3 from the main body 1. In the slope removal step, the slope 3 is completely removed using the end face 11a as a reference, for example, by cutting or grinding.

以上説明した、本実施形態に係る接合方法によれば、回転ツールFの終了位置Epを傾斜台3に設定するとともに、当該傾斜台3を切除する。これにより、本体1に引抜き穴及び引抜き痕が残存するのを防ぐことができる。また、これにより本体1の表面には引抜き穴及び引抜き痕が残存しないため、きれいに仕上げることができる。 According to the joining method according to the present embodiment described above, the end position Ep of the rotary tool F is set on the inclined table 3, and the inclined table 3 is cut off. Thereby, it is possible to prevent a pull-out hole and a pull-out trace from remaining in the main body 1. Furthermore, since no pull-out holes or pull-out marks remain on the surface of the main body 1, a clean finish can be achieved.

また、本実施形態では、本接合工程において、図9に示すように基端側ピンF2の外周面と周壁部11の端面11a及び蓋部材2の表面2aとを接触させ、塑性流動材を押さえながら摩擦攪拌を行うため、バリの発生を抑制することができる。また、基端側ピンF2の外周面で塑性流動材を押えることができるため、接合表面(本体1の端面11a及び蓋部材2の表面2a)に形成される段差凹溝を小さくすることができるとともに、段差凹溝の脇に形成される膨出部を無くすかもしくは小さくすることができる。 In addition, in the present embodiment, in the main joining process, the outer circumferential surface of the proximal pin F2 is brought into contact with the end surface 11a of the peripheral wall portion 11 and the surface 2a of the lid member 2, as shown in FIG. However, since friction stirring is performed, the occurrence of burrs can be suppressed. In addition, since the plastic flow material can be held down by the outer circumferential surface of the proximal pin F2, the stepped groove formed on the joining surfaces (the end surface 11a of the main body 1 and the surface 2a of the lid member 2) can be made smaller. At the same time, the bulge formed on the sides of the stepped groove can be eliminated or made smaller.

また、基端側ピンF2の階段状のピン段差部F21は浅く、かつ、出口が広いため、塑性流動材を段差底面F21aで押えつつ塑性流動材がピン段差部F21の外部に抜けやすくなっている。そのため、基端側ピンF2で塑性流動材を押えても基端側ピンF2の外周面に塑性流動材が付着し難い。よって、接合表面粗さを小さくすることができるとともに、接合品質を好適に安定させることができる。 Furthermore, since the step-like pin step portion F21 of the proximal pin F2 is shallow and has a wide outlet, the plastic fluid material can easily escape to the outside of the pin step portion F21 while being held down by the step bottom surface F21a. There is. Therefore, even if the plastic flow material is held down by the base pin F2, the plastic flow material is difficult to adhere to the outer circumferential surface of the base pin F2. Therefore, it is possible to reduce the bonding surface roughness and to suitably stabilize the bonding quality.

[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。本実施形態では、傾斜台が蓋部材2に形成されている点で第一実施形態と相違する。本実施形態では、第一実施形態と相違する部分について説明する。
[Second embodiment]
Next, a joining method according to a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment differs from the first embodiment in that a tilt table is formed on the lid member 2. In this embodiment, parts that are different from the first embodiment will be explained.

図12に示すように、本実施形態では、傾斜台3Bが蓋部材2の表面2a上に突出して形成されている。傾斜台3は、傾斜台側面3aと、傾斜台側面3bと、傾斜面3cとで構成される。傾斜台側面3a及び傾斜台側面3bは傾斜台3の側面であり、互いに対向している。傾斜面3cの傾斜方向は、第一突合せ部J1に対して垂直に形成されている。傾斜面3cの下端と側面2cとは、本接合工程の際に回転ツールFと接触しないように離間させてもよい。 As shown in FIG. 12, in this embodiment, an inclined table 3B is formed to protrude above the surface 2a of the lid member 2. The slope 3 includes a slope side 3a, a slope side 3b, and a slope 3c. The slope side surface 3a and the slope side surface 3b are side surfaces of the slope table 3, and are opposed to each other. The inclined direction of the inclined surface 3c is perpendicular to the first abutting portion J1. The lower end of the inclined surface 3c and the side surface 2c may be separated from each other so as not to come into contact with the rotary tool F during the main joining process.

蓋部材2の傾斜台3Bは、第一実施形態と同様に、例えば、ダイキャストで形成することができる。これにより、傾斜台3Bと蓋部材2とを容易に一体形成することができる。 The inclined base 3B of the lid member 2 can be formed by die-casting, for example, similarly to the first embodiment. Thereby, the inclined table 3B and the lid member 2 can be easily formed integrally.

本接合工程については、傾斜台3Bで離脱させることを除いては、第一実施形態と同様である。また、その他の工程についても、第一実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。このように、第二実施形態に係る接合方法であっても、第一実施形態と概ね同等の効果を奏することができる。 This joining process is the same as that of the first embodiment except that it is separated on the inclined table 3B. Further, since the other steps are the same as those in the first embodiment, detailed explanations will be omitted. In this way, even with the joining method according to the second embodiment, substantially the same effects as those of the first embodiment can be achieved.

[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態に係る接合方法について説明する。本実施形態では、傾斜台が形成される方向が第二実施形態と相違する。本実施形態では、第二実施形態と相違する部分について説明する。
[Third embodiment]
Next, a joining method according to a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the second embodiment in the direction in which the slope is formed. In this embodiment, parts that are different from the second embodiment will be explained.

本実施形態では、図13に示すように、傾斜台3Cの傾斜方向は、第一突合せ部J1に対して平行に形成されている。 In this embodiment, as shown in FIG. 13, the tilting direction of the tilting table 3C is formed parallel to the first abutting portion J1.

傾斜台3Cは、蓋部材2に設けられている。傾斜台3Cは、傾斜台側面3aと、傾斜台側面3bと、傾斜面3cと、アプローチ部3eとで構成される。傾斜台側面3a及び傾斜台側面3bは傾斜台3の側面であり、互いに対向している。傾斜台側面3aは、蓋部材2の側面2cから離間した位置に形成されている。傾斜台側面3aから蓋部材2の側面2cまでの距離は、本接合工程を行う際に、回転ツールFと傾斜台3とが干渉しないように設定することが好ましい。 The tilt table 3C is provided on the lid member 2. The slope 3C includes a slope side 3a, a slope side 3b, a slope 3c, and an approach portion 3e. The slope side surface 3a and the slope side surface 3b are side surfaces of the slope table 3, and are opposed to each other. The slope side surface 3a is formed at a position spaced apart from the side surface 2c of the lid member 2. The distance from the side surface 3a of the slope table 2 to the side surface 2c of the lid member 2 is preferably set so that the rotary tool F and the slope table 3 do not interfere with each other when performing the main joining process.

傾斜面3cは、徐々に上昇する斜面であればよく、平面であっても、曲面であってもよい。アプローチ部3eは、下端が蓋部材2の表面2aと接するとともに上端が傾斜面3cに接し、90°方向を変えながら緩やかに湾曲して傾斜している。アプローチ部3eの下端と蓋部材2の側面2cとは、本接合工程の際に回転ツールFと接触しないように離間させてもよい。 The slope 3c may be a slope that gradually rises, and may be a flat surface or a curved surface. The approach portion 3e has a lower end in contact with the surface 2a of the lid member 2 and an upper end in contact with the inclined surface 3c, and is gently curved and inclined while changing its direction by 90 degrees. The lower end of the approach portion 3e and the side surface 2c of the lid member 2 may be separated from each other so as not to come into contact with the rotary tool F during the main joining process.

本接合工程については、傾斜台3Cで離脱させることを除いては、第一実施形態と同様である。また、その他の工程についても、第一実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。 This joining process is the same as that of the first embodiment except that it is separated on the inclined table 3C. Further, since the other steps are the same as those in the first embodiment, detailed explanations will be omitted.

以上説明した接合方法であっても、第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、傾斜台3にアプローチ部3eを設けることにより、第一突合せ部J1から傾斜台3へ回転ツールFの移動速度を落とすことなくスムーズに移動させることができる。なお、本実施形態の傾斜台3Cは、蓋部材2に形成されているが、第一実施形態に係る本体1の端面11aに形成してもよい。 Even with the joining method described above, substantially the same effects as in the first embodiment can be achieved. Further, by providing the approach portion 3e on the inclined table 3, it is possible to smoothly move the rotary tool F from the first abutting portion J1 to the inclined table 3 without reducing the moving speed. Note that although the tilt table 3C of this embodiment is formed on the lid member 2, it may be formed on the end surface 11a of the main body 1 according to the first embodiment.

以上、本発明について説明したが、本発明は、前記の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
上記実施形態では、傾斜台3を本体1と一体形成する場合を例示したが、本体1を形成した後に本体1に傾斜台を後付けすることで、傾斜台3を有する本体1を準備するようにしてもよい。例えば、別に形成した傾斜台3を本体1に配置することで、本体1に傾斜台3を設けることができる。このとき、本体1に配置した傾斜台3を溶接により仮付けすることが好ましい。同様に、傾斜台3を蓋部材2の表面2a上に突出して形成する場合、蓋部材2を形成した後に傾斜台を後付けすることで、傾斜台3を有する蓋部材2を準備するようにしてもよい。このとき、蓋部材2に配置した傾斜台3を溶接により仮付けすることが好ましい。
Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to the embodiments and modified examples described above, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the case where the inclined table 3 is integrally formed with the main body 1 is illustrated, but the main body 1 having the inclined table 3 can be prepared by attaching the inclined table to the main body 1 after forming the main body 1. You can. For example, the inclined table 3 can be provided in the main body 1 by arranging the separately formed inclined table 3 on the main body 1. At this time, it is preferable to temporarily attach the inclined table 3 placed on the main body 1 by welding. Similarly, when forming the slope 3 so as to protrude above the surface 2a of the lid member 2, the lid member 2 having the slope 3 is prepared by attaching the slope later after forming the lid member 2. Good too. At this time, it is preferable to temporarily attach the inclined table 3 placed on the lid member 2 by welding.

1 本体
2 蓋部材
3,3B,3C 傾斜台
10 底部
11 周壁部
11a 端面
11A 壁部
11B 壁部
11C 壁部
11D 壁部
12 凹部
13 周壁段差部
13a 段差底面
13b 段差側面
J1 第一突合せ部
J2 第二突合せ部
F 回転ツール
F2 基端側ピン
F3 先端側ピン
F4 平坦面
W 塑性化領域
1 Main body 2 Lid member 3, 3B, 3C Inclined table 10 Bottom part 11 Peripheral wall part 11a End surface 11A Wall part 11B Wall part 11C Wall part 11D Wall part 12 Recessed part 13 Peripheral wall step part 13a Step bottom surface 13b Step side surface J1 First butt part J2 Second Two butt parts F Rotating tool F2 Proximal pin F3 Distal pin F4 Flat surface W Plasticized area

Claims (2)

凹部を備える本体と、前記凹部の開口部を封止する蓋部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法であって、
摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きく、前記基端側ピンの外周面には階段状の段差部が形成されており、
前記本体は、底部と前記底部の周縁部から立ち上がる周壁部とを有し、前記周壁部の内周壁に前記周壁部の端面から一段下がった段差底面と、当該段差底面から立ち上がる段差側面と、を有する周壁段差部を形成し、下端が前記周壁部の端面と接するとともに方向を変えながら緩やかに湾曲して傾斜しているアプローチ部と、前記アプローチ部の上端と接して徐々に上昇する斜面である傾斜面とを有し、前記段差側面に近接する傾斜台を有する本体を準備する準備工程と、
前記本体に前記蓋部材を載置することにより、前記周壁段差部の段差側面と前記蓋部材の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記蓋部材の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記先端側ピンを前記第一突合せ部に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記周壁部の端面及び前記蓋部材の表面に接触させた状態で前記第一突合せ部に沿って前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行った後、前記回転ツールを前記アプローチ部に移動させ、前記アプローチ部から前記傾斜面に移動させながら、前記先端側ピンを前記傾斜面に沿って昇るようにして移動させ、前記傾斜面の上側で前記先端側ピンを引抜く本接合工程と、
前記本接合工程の後に、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
A joining method for joining a main body having a recess and a lid member for sealing an opening of the recess by friction stirring, the method comprising:
A rotary tool used in friction stirring includes a proximal pin and a distal pin, the proximal pin has a taper angle larger than the distal pin, and the proximal pin has an outer circumferential surface. A step-like step is formed,
The main body has a bottom and a peripheral wall rising from a peripheral edge of the bottom, and an inner peripheral wall of the peripheral wall includes a stepped bottom surface that is one step lower than an end surface of the peripheral wall, and a stepped side surface that rises from the stepped bottom surface. an approach part whose lower end contacts the end surface of the peripheral wall and is gently curved and inclined while changing direction; and a slope which contacts the upper end of the approach part and gradually rises. a preparation step of preparing a main body having a slope and a slope close to the stepped side surface;
By placing the lid member on the main body, the stepped side surface of the peripheral wall stepped portion and the side surface of the lid member are abutted against each other to form a first abutting portion, and the stepped bottom surface of the peripheral wall stepped portion and the lid member are abutted against each other. a placing step of forming a second abutting portion by overlapping the back side of the
Insert the rotating distal end pin into the first abutment part, and move along the first abutment part with the outer circumferential surface of the proximal pin in contact with the end face of the peripheral wall part and the surface of the lid member. After moving the rotary tool to perform friction stirring, the rotary tool is moved to the approach section, and while being moved from the approach section to the inclined surface, the tip side pin is raised along the inclined surface. a main joining step of moving the pin in this manner and pulling out the tip end pin above the inclined surface;
A joining method comprising, after the main joining step, a slope removal step of removing the slope.
凹部を備える本体と、前記凹部の開口部を封止する蓋部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法であって、
摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きく、前記基端側ピンの外周面には階段状の段差部が形成されており、
前記本体は、底部と前記底部の周縁部から立ち上がる周壁部とを有し、前記周壁部の内周壁に前記周壁部の端面から一段下がった段差底面と、当該段差底面から立ち上がる段差側面と、を有する周壁段差部を形成し、下端が前記蓋部材の表面と接するとともに方向を変えながら緩やかに湾曲して傾斜しているアプローチ部と、前記アプローチ部の上端と接して徐々に上昇する斜面である傾斜面とを有し、前記蓋部材の側面に近接する傾斜台を有する蓋部材を準備する準備工程と、
前記本体に前記蓋部材を載置することにより、前記周壁段差部の段差側面と前記蓋部材の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記蓋部材の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記先端側ピンを前記第一突合せ部に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記周壁部の端面及び前記蓋部材の表面に接触させた状態で前記第一突合せ部に沿って前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行った後、前記回転ツールを前記アプローチ部に移動させ、前記アプローチ部から前記傾斜面に移動させながら、前記先端側ピンを前記傾斜面に沿って昇るようにして移動させ、前記傾斜面の上側で前記先端側ピンを引抜く本接合工程と、
前記本接合工程の後に、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
A joining method for joining a main body having a recess and a lid member for sealing an opening of the recess by friction stirring, the method comprising:
A rotary tool used in friction stirring includes a proximal pin and a distal pin, the proximal pin has a taper angle larger than the distal pin, and the proximal pin has an outer circumferential surface. A step-like step is formed,
The main body has a bottom and a peripheral wall rising from a peripheral edge of the bottom, and an inner peripheral wall of the peripheral wall includes a stepped bottom surface that is one step lower than an end surface of the peripheral wall, and a stepped side surface that rises from the stepped bottom surface. an approach portion whose lower end contacts the surface of the lid member and is gently curved and inclined while changing direction; and an inclined surface that contacts the upper end of the approach portion and gradually rises. a preparation step of preparing a lid member having an inclined surface and a slope proximate to a side surface of the lid member;
By placing the lid member on the main body, the stepped side surface of the peripheral wall stepped portion and the side surface of the lid member are abutted against each other to form a first abutting portion, and the stepped bottom surface of the peripheral wall stepped portion and the lid member are abutted against each other. a placing step of forming a second abutting portion by overlapping the back side of the
Insert the rotating distal end pin into the first abutting part, and move along the first abutting part with the outer circumferential surface of the proximal pin in contact with the end face of the peripheral wall part and the surface of the lid member. After moving the rotary tool to perform friction stirring, the rotary tool is moved to the approach section, and while being moved from the approach section to the inclined surface, the tip side pin is raised along the inclined surface. a main joining step of moving the pin in this manner and pulling out the tip end pin above the inclined surface;
A joining method comprising, after the main joining step, a slope removal step of removing the slope.
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