JPH0596385A - アルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合方法 - Google Patents
アルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合方法Info
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- JPH0596385A JPH0596385A JP24682491A JP24682491A JPH0596385A JP H0596385 A JPH0596385 A JP H0596385A JP 24682491 A JP24682491 A JP 24682491A JP 24682491 A JP24682491 A JP 24682491A JP H0596385 A JPH0596385 A JP H0596385A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱影響が少なく、接合により軟化しにくく、
母材と同程度の高強度の接合強度を有する継ぎ手を得る
ことができるアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦
接合方法を提供することを目的とする。 【構成】 回転している部材に他の部材を接近移動さ
せ、両者が接触する時点又はそれよりも前の時点で、ア
プセットのタイミングをとる。これにより、予熱（摩
擦）工程がなくなり、回転部材を駆動するモータの回転
が停止するまでの極めて短い時間、最初からアプセット
圧力が印加されて両部材が摩擦接合する。これにより、
熱影響を受ける領域が極めて狭く、これに伴う継ぎ手部
近傍の母材の軟化を抑制することができ、高強度の継ぎ
手を得ることができる。
母材と同程度の高強度の接合強度を有する継ぎ手を得る
ことができるアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦
接合方法を提供することを目的とする。 【構成】 回転している部材に他の部材を接近移動さ
せ、両者が接触する時点又はそれよりも前の時点で、ア
プセットのタイミングをとる。これにより、予熱（摩
擦）工程がなくなり、回転部材を駆動するモータの回転
が停止するまでの極めて短い時間、最初からアプセット
圧力が印加されて両部材が摩擦接合する。これにより、
熱影響を受ける領域が極めて狭く、これに伴う継ぎ手部
近傍の母材の軟化を抑制することができ、高強度の継ぎ
手を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種の強度部材として使
用されるアルミニウム又はアルミニウム合金を相互に摩
擦接合するアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接
合方法に関する。
用されるアルミニウム又はアルミニウム合金を相互に摩
擦接合するアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接
合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、自動車等の軽量化の要求により、
その強度部材としてアルミニウム又はアルミニウム合金
（以下、アルミニウム材という）の適用が拡大されてい
る。特に、自動車のプロペラシャフトとユニバーサルジ
ョイントのヨークとしてアルミニウム材を使用するよう
になってきており、この場合にプロペラシャフトとヨー
クとを構成するアルミニウム材同士を接合する必要があ
る。従来のように、鋼材を使用していた場合には、両者
を熱影響が少ない摩擦圧接により接合していた。しかし
ながら、鋼材同士の摩擦圧接条件をそのままアルミニウ
ム材に適用しても十分な接合強度を得ることができな
い。
その強度部材としてアルミニウム又はアルミニウム合金
（以下、アルミニウム材という）の適用が拡大されてい
る。特に、自動車のプロペラシャフトとユニバーサルジ
ョイントのヨークとしてアルミニウム材を使用するよう
になってきており、この場合にプロペラシャフトとヨー
クとを構成するアルミニウム材同士を接合する必要があ
る。従来のように、鋼材を使用していた場合には、両者
を熱影響が少ない摩擦圧接により接合していた。しかし
ながら、鋼材同士の摩擦圧接条件をそのままアルミニウ
ム材に適用しても十分な接合強度を得ることができな
い。
【０００３】アルミニウム材同士の接合方法としては、
この摩擦圧接による方法の外に、アーク溶接法、電子ビ
ーム溶接法、及びろう付け法がある。
この摩擦圧接による方法の外に、アーク溶接法、電子ビ
ーム溶接法、及びろう付け法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の接合方法には、以下に示す欠点がある。
の従来の接合方法には、以下に示す欠点がある。
【０００５】先ず、アーク溶接法の場合には、溶接によ
る熱影響が比較的大きいため、母材の熱影響部が広い範
囲に生じる。このため、継ぎ手部の近傍の母材の軟化が
激しく、母材の非熱影響部と同等の継ぎ手強度を得るこ
とが困難である。また、高張力アルミニウム合金の場合
には、溶接性の面から所謂共金溶接ができないため、同
様に母材並の継ぎ手強度を得ることができない。
る熱影響が比較的大きいため、母材の熱影響部が広い範
囲に生じる。このため、継ぎ手部の近傍の母材の軟化が
激しく、母材の非熱影響部と同等の継ぎ手強度を得るこ
とが困難である。また、高張力アルミニウム合金の場合
には、溶接性の面から所謂共金溶接ができないため、同
様に母材並の継ぎ手強度を得ることができない。
【０００６】また、電子ビーム溶接法の場合には、溶接
による熱影響部はアーク溶接に比して小さいものの、母
材の熱影響部の軟化は回避できず、同様に継ぎ手部にお
いて、母材並の強度を得ることはできない。また、この
方法は基本的には共金溶接であるため、合金の種類によ
っては溶接金属に割れが発生する虞がある。
による熱影響部はアーク溶接に比して小さいものの、母
材の熱影響部の軟化は回避できず、同様に継ぎ手部にお
いて、母材並の強度を得ることはできない。また、この
方法は基本的には共金溶接であるため、合金の種類によ
っては溶接金属に割れが発生する虞がある。
【０００７】ろう付け法は、接合部全体をろう付け温度
に加熱する必要があるため、母材が最も軟化しやすい方
法である。このため、加工硬化及び熱処理で強化された
材料には不向きの接合方法である。
に加熱する必要があるため、母材が最も軟化しやすい方
法である。このため、加工硬化及び熱処理で強化された
材料には不向きの接合方法である。
【０００８】一方、前述の摩擦圧接方法は、これらの方
法に比して最も熱影響が少ない方法である。このため、
割れ等の欠陥も発生しにくいが、加工硬化又は熱処理で
強化されたアルミニウム材を摩擦接合しようとすると、
軟化部が生成してしまい、母材並の継ぎ手強度を得るこ
とはできない。
法に比して最も熱影響が少ない方法である。このため、
割れ等の欠陥も発生しにくいが、加工硬化又は熱処理で
強化されたアルミニウム材を摩擦接合しようとすると、
軟化部が生成してしまい、母材並の継ぎ手強度を得るこ
とはできない。
【０００９】以上の如く、従来のアルミニウム材の接合
方法では、加工硬化又は熱処理で強化されたアルミニウ
ム材を母材並の強度で接合し、母材に対して強度の低下
がない継ぎ手部を得ることは困難である。
方法では、加工硬化又は熱処理で強化されたアルミニウ
ム材を母材並の強度で接合し、母材に対して強度の低下
がない継ぎ手部を得ることは困難である。
【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、加工硬化又は熱処理により強化されたアル
ミニウム材を母材並の継ぎ手強度で接合することがで
き、強度部材としてのアルミニウム材の適用範囲を拡大
させることができるアルミニウム又はアルミニウム合金
の摩擦接合方法を提供することを目的とする。
のであって、加工硬化又は熱処理により強化されたアル
ミニウム材を母材並の継ぎ手強度で接合することがで
き、強度部材としてのアルミニウム材の適用範囲を拡大
させることができるアルミニウム又はアルミニウム合金
の摩擦接合方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム又はアルミニウム合金の摩擦接合方法は、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金からなる第１及び第２の部材を
相対的に回転させつつ、一方の部材を他方の部材に相対
的に接近移動させ、加圧接触時の摩擦熱により両部材を
接合するアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合
方法において、前記第１及び第２の部材が相互に接触し
た後、０．７秒以内に前記第１及び第２の部材の相対的
回転が停止することを特徴とする。
ム又はアルミニウム合金の摩擦接合方法は、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金からなる第１及び第２の部材を
相対的に回転させつつ、一方の部材を他方の部材に相対
的に接近移動させ、加圧接触時の摩擦熱により両部材を
接合するアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合
方法において、前記第１及び第２の部材が相互に接触し
た後、０．７秒以内に前記第１及び第２の部材の相対的
回転が停止することを特徴とする。
【００１２】また、本発明に係る他のアルミニウム又は
アルミニウム合金の摩擦接合方法は、アルミニウム又は
アルミニウム合金からなる第１及び第２の部材を相対的
に回転させつつ、一方の部材を他方の部材に相対的に接
近移動させ、加圧接触時の摩擦熱により両部材を接合す
るアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合方法に
おいて、前記第１及び第２の部材が相互に接触する時
点、又はこの接触時点よりも前の時点でアプセットのタ
イミングをとることを特徴とする。
アルミニウム合金の摩擦接合方法は、アルミニウム又は
アルミニウム合金からなる第１及び第２の部材を相対的
に回転させつつ、一方の部材を他方の部材に相対的に接
近移動させ、加圧接触時の摩擦熱により両部材を接合す
るアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合方法に
おいて、前記第１及び第２の部材が相互に接触する時
点、又はこの接触時点よりも前の時点でアプセットのタ
イミングをとることを特徴とする。
【００１３】本発明において、アプセットのタイミング
をとるとは、部材間に接合時の圧力を印加すると共に、
部材を回転駆動するモータを停止させるための指令を出
すことをいう。
をとるとは、部材間に接合時の圧力を印加すると共に、
部材を回転駆動するモータを停止させるための指令を出
すことをいう。
【００１４】
【作用】本願発明者等は、近時、強度部材として鋼に替
わって使用されつつある加工硬化又は熱処理硬化型アル
ミニウム材を、高い継ぎ手強度を確保して接合できる方
法を開発すべく種々実験研究を繰り返した結果、摩擦接
合せんとする両部材を相互に接触させる時点よりも前の
時点で、アプセットタイミングをとることにより、継ぎ
手部の軟化が抑制され、継ぎ手強度を高めることができ
ることを見いだした。即ち、アプセットタイミングは両
部材を所定の圧力で相互に押しつけ、この押圧力を印加
するタイミングであるが、このように両部材が接触する
時点より前の時点でアプセットタイミングをとることに
より、両部材の全体の摩擦時間を短縮し、熱影響を軽減
できる。
わって使用されつつある加工硬化又は熱処理硬化型アル
ミニウム材を、高い継ぎ手強度を確保して接合できる方
法を開発すべく種々実験研究を繰り返した結果、摩擦接
合せんとする両部材を相互に接触させる時点よりも前の
時点で、アプセットタイミングをとることにより、継ぎ
手部の軟化が抑制され、継ぎ手強度を高めることができ
ることを見いだした。即ち、アプセットタイミングは両
部材を所定の圧力で相互に押しつけ、この押圧力を印加
するタイミングであるが、このように両部材が接触する
時点より前の時点でアプセットタイミングをとることに
より、両部材の全体の摩擦時間を短縮し、熱影響を軽減
できる。
【００１５】図１は全摩擦時間を示すグラフ図、図２は
摩擦接合工程を示すタイミングチャート図である。図２
に示すように、鋼を始めとして金属を摩擦接合する場
合、従来は、一方の部材をモータにより高速で回転駆動
し、その回転数が一定になった後、他方の部材を回転し
ている前記一方の部材に接近移動させ（図中、寄り代で
示す）、両者間に比較的低い圧力の摩擦圧力Ｐ1を印加
する。これにより、両部材は相互に摩擦摺動し、摩擦力
により加熱されて両部材は予熱される。この摩擦時間Ｔ
1が経過すると、所謂アプセットを開始し、両部材間の
圧力をアプセット圧力Ｐ2にステップ状に上げると共
に、モータの回転を停止させる。これにより、両部材の
接合面は所定の接合温度に達し、接合される。なお、従
来、鉄系材料の摩擦接合の場合には、摩擦時間、即ち接
合せんとする部材を予熱する時間を約１０秒としてい
た。
摩擦接合工程を示すタイミングチャート図である。図２
に示すように、鋼を始めとして金属を摩擦接合する場
合、従来は、一方の部材をモータにより高速で回転駆動
し、その回転数が一定になった後、他方の部材を回転し
ている前記一方の部材に接近移動させ（図中、寄り代で
示す）、両者間に比較的低い圧力の摩擦圧力Ｐ1を印加
する。これにより、両部材は相互に摩擦摺動し、摩擦力
により加熱されて両部材は予熱される。この摩擦時間Ｔ
1が経過すると、所謂アプセットを開始し、両部材間の
圧力をアプセット圧力Ｐ2にステップ状に上げると共
に、モータの回転を停止させる。これにより、両部材の
接合面は所定の接合温度に達し、接合される。なお、従
来、鉄系材料の摩擦接合の場合には、摩擦時間、即ち接
合せんとする部材を予熱する時間を約１０秒としてい
た。
【００１６】この摩擦接合に及ぼす条件因子としては、
部材の回転数の外に、摩擦工程の摩擦圧力及び摩擦時
間、並びにアプセット工程のアプセット圧力及びアプセ
ット時間（アプセット後の保持時間）がある。これらの
条件は被接合材の材質及び形状により異なり、鋼材は摩
擦圧力及びアプセット圧力が高く、摩擦時間が長いが、
アルミニウム材は摩擦圧力及びアプセット圧力が低く、
摩擦時間が鋼に比して短くても十分に接合する。本発明
はこの考えを更に一歩進め、従来必須の工程と考えられ
ていた摩擦工程の時間をなくしてしまうことにより、熱
影響部が母材に広く拡大することを回避し、熱影響を接
合部のみに止めることにより、継ぎ手強度を高めるよう
にしたものである。このため、本発明においては、前記
他方の部材を、回転中の前記一方の部材に接近移動させ
て、接触させると同時に、又は接触する前にアプセット
のタイミングをとる。このアプセットタイミングによ
り、モータの回転駆動を停止し、モータにブレーキをか
けるが、モータが完全に停止するまでには、例えば、
０．３秒程度の極めて短い時間が必要である。
部材の回転数の外に、摩擦工程の摩擦圧力及び摩擦時
間、並びにアプセット工程のアプセット圧力及びアプセ
ット時間（アプセット後の保持時間）がある。これらの
条件は被接合材の材質及び形状により異なり、鋼材は摩
擦圧力及びアプセット圧力が高く、摩擦時間が長いが、
アルミニウム材は摩擦圧力及びアプセット圧力が低く、
摩擦時間が鋼に比して短くても十分に接合する。本発明
はこの考えを更に一歩進め、従来必須の工程と考えられ
ていた摩擦工程の時間をなくしてしまうことにより、熱
影響部が母材に広く拡大することを回避し、熱影響を接
合部のみに止めることにより、継ぎ手強度を高めるよう
にしたものである。このため、本発明においては、前記
他方の部材を、回転中の前記一方の部材に接近移動させ
て、接触させると同時に、又は接触する前にアプセット
のタイミングをとる。このアプセットタイミングによ
り、モータの回転駆動を停止し、モータにブレーキをか
けるが、モータが完全に停止するまでには、例えば、
０．３秒程度の極めて短い時間が必要である。
【００１７】図１は、その横軸の左半分が、部材同士が
接触する時点よりも前でアプセットタイミングをとった
場合のアプセット開始時点から接触するまでの距離を負
数字で現したものであり、横軸の右半分が、従来と同様
に、接触した後アプセットタイミングをとるまでの時間
間隔（摩擦時間）を現し、縦軸が全摩擦時間を示す。こ
の図１から明らかなように、接触と同時にアプセットタ
イミングをとった場合でも、即ち、摩擦工程をなくした
場合でも、約０．７秒の摩擦接触時間が存在する。これ
は、部材の接触によりアプセットタイミングをとった
後、アプセット圧力Ｐ1が立ち上がるまでに、一例とし
て、約０．３秒かかり、アプセット圧力が立ち上がった
後、モータのブレーキがかかり始めるまでに約０．１５
秒必要であり、更にブレーキがかかり始めた後、モータ
が完全に停止するまでに、約０．１７乃至０．２秒かか
るからである。
接触する時点よりも前でアプセットタイミングをとった
場合のアプセット開始時点から接触するまでの距離を負
数字で現したものであり、横軸の右半分が、従来と同様
に、接触した後アプセットタイミングをとるまでの時間
間隔（摩擦時間）を現し、縦軸が全摩擦時間を示す。こ
の図１から明らかなように、接触と同時にアプセットタ
イミングをとった場合でも、即ち、摩擦工程をなくした
場合でも、約０．７秒の摩擦接触時間が存在する。これ
は、部材の接触によりアプセットタイミングをとった
後、アプセット圧力Ｐ1が立ち上がるまでに、一例とし
て、約０．３秒かかり、アプセット圧力が立ち上がった
後、モータのブレーキがかかり始めるまでに約０．１５
秒必要であり、更にブレーキがかかり始めた後、モータ
が完全に停止するまでに、約０．１７乃至０．２秒かか
るからである。
【００１８】そして、本願発明者等による実験研究の結
果、アルミニウム材の場合は、摩擦時間による予熱工程
をなくし、アプセット圧力を最初から印加して、０．７
秒以下の極めて短いアプセット時間で摩擦圧接しても、
十分に接合可能な温度に達することが判明した。
果、アルミニウム材の場合は、摩擦時間による予熱工程
をなくし、アプセット圧力を最初から印加して、０．７
秒以下の極めて短いアプセット時間で摩擦圧接しても、
十分に接合可能な温度に達することが判明した。
【００１９】本願発明はこのような実験研究の結果、完
成したものであり、従来と全く発想を異にし、接合せん
とする部材が接触する時点で、又はそれよりも前の時点
でアプセットを開始する。これにより、摩擦工程をなく
し、両部材が接触した後、少なくとも０．７秒以内に部
材の回転が停止し、過剰の熱が発生して母材に影響を及
ぼす前に摩擦接合が終了する。
成したものであり、従来と全く発想を異にし、接合せん
とする部材が接触する時点で、又はそれよりも前の時点
でアプセットを開始する。これにより、摩擦工程をなく
し、両部材が接触した後、少なくとも０．７秒以内に部
材の回転が停止し、過剰の熱が発生して母材に影響を及
ぼす前に摩擦接合が終了する。
【００２０】このような方法で摩擦接合すると、従来の
摩擦接合方法の場合に比して、熱影響部が飛躍的に小さ
くなり、母材と同程度の強度を有する継ぎ手部が得られ
る。一方、従来方法の場合は、例え、摩擦時間を０．１
秒と短くしても、実際上、圧力検知、リレー及び油圧系
統のタイムラグに上述のモータ制動時間が加わるため、
真の摩擦時間は約０．７５秒になる。このため、接合部
の軟化が問題となる。
摩擦接合方法の場合に比して、熱影響部が飛躍的に小さ
くなり、母材と同程度の強度を有する継ぎ手部が得られ
る。一方、従来方法の場合は、例え、摩擦時間を０．１
秒と短くしても、実際上、圧力検知、リレー及び油圧系
統のタイムラグに上述のモータ制動時間が加わるため、
真の摩擦時間は約０．７５秒になる。このため、接合部
の軟化が問題となる。
【００２１】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。実施例１； アルミニウム合金パイプの摩擦圧接試験 熱処理型アルミニウム合金であるＡ６０６１のパイプ
（外径40mm、厚さ3mm、長さ100mm）同士を摩擦圧接試験
した。この摩擦圧接試験はブレーキ式のものを使用し
た。この摩擦圧接条件を下記表１に示す。本発明の実施
例方法は、圧接圧力Ｐ2が9kgf/mm2又は7kgf/mm2であ
り、従来方法の場合は摩擦圧力Ｐ1が4kgf/mm2又は2kgf/
mm2であり、圧接圧力は実施例の場合と同じである。本
実施例におけるアプセットタイミングは、端面同士が接
触する手前の位置を負の数字で現したものであり、例え
ば、-3mmとは、端面同士が接触する位置よりも3mm手前
でアプセットし、圧接圧力Ｐ2を印加すると同時にモー
タのブレーキをかけた場合のものである。従来方法の摩
擦時間は、部材の端面が接触した後の摩擦工程の時間で
ある。圧接後、継ぎ手部が中心となるようにして、図３
に示す引張り試験片を採取し、その継ぎ手強度を試験し
た。
（外径40mm、厚さ3mm、長さ100mm）同士を摩擦圧接試験
した。この摩擦圧接試験はブレーキ式のものを使用し
た。この摩擦圧接条件を下記表１に示す。本発明の実施
例方法は、圧接圧力Ｐ2が9kgf/mm2又は7kgf/mm2であ
り、従来方法の場合は摩擦圧力Ｐ1が4kgf/mm2又は2kgf/
mm2であり、圧接圧力は実施例の場合と同じである。本
実施例におけるアプセットタイミングは、端面同士が接
触する手前の位置を負の数字で現したものであり、例え
ば、-3mmとは、端面同士が接触する位置よりも3mm手前
でアプセットし、圧接圧力Ｐ2を印加すると同時にモー
タのブレーキをかけた場合のものである。従来方法の摩
擦時間は、部材の端面が接触した後の摩擦工程の時間で
ある。圧接後、継ぎ手部が中心となるようにして、図３
に示す引張り試験片を採取し、その継ぎ手強度を試験し
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】図４はこの引張り試験にて求められた０．
２％耐力と圧接条件（アプセットタイミング）との関係
を示すグラフ図である。この図に示すように、従来方法
の場合には、摩擦時間が長くなるほど、継ぎ手の耐力が
低下し、この摩擦時間を最も短くした場合でも耐力は20
kgf/mm2又は21kgf/mm2である。これに対して本実施例に
よる場合は、22kgf/mm2以上の耐力が得られ、28kgf/mm2
の耐力が得られたものもある。これは、母材と同等の耐
力である。
２％耐力と圧接条件（アプセットタイミング）との関係
を示すグラフ図である。この図に示すように、従来方法
の場合には、摩擦時間が長くなるほど、継ぎ手の耐力が
低下し、この摩擦時間を最も短くした場合でも耐力は20
kgf/mm2又は21kgf/mm2である。これに対して本実施例に
よる場合は、22kgf/mm2以上の耐力が得られ、28kgf/mm2
の耐力が得られたものもある。これは、母材と同等の耐
力である。
【００２４】図５は同じくこの引張り試験で求められた
引張り強さと圧接条件との関係を示すグラフ図である。
この図から明らかなように、引張り強さにおいても、本
実施例方法の場合には、従来方法よりも極めて高い強度
が得られている。
引張り強さと圧接条件との関係を示すグラフ図である。
この図から明らかなように、引張り強さにおいても、本
実施例方法の場合には、従来方法よりも極めて高い強度
が得られている。
【００２５】図６は表１における本実施例のNo.10の条
件で摩擦接合された継ぎ手部の硬度分布を示す。また、
図７は表１の従来例のNo.14の条件で摩擦接合された継
ぎ手部の硬度分布を示す。従来方法の場合には、継ぎ手
部における軟化が広範囲に生じているのに対し、本実施
例の場合には、極めて狭い領域で若干軟化しているもの
の、この軟化の程度も小さく、極めて優れた特性の硬度
分布を有している。実施例２；薄肉大径アルミニウム合金パイプの摩擦圧接
試験 アルミニウム合金製駆動軸を開発するために、Ａ６０６
１のパイプ（外径80mm、厚さ2.5mm、長さ400mm）と、圧
接部のみ直径が80mm、厚さが2.5mmに加工したヨーク相
当部材とを摩擦接合した。この試験材の形状を図８に示
す。摩擦圧接条件を下記表２に示す。そして、圧接試験
後、接合部のバリを除去した後、引張り試験を行った。
下記表３に引張り試験の結果を示す。なお、同表には、
５１８３溶加材を使用したＭＩＧ溶接による接合材の引
張り試験結果も併せて示す。
件で摩擦接合された継ぎ手部の硬度分布を示す。また、
図７は表１の従来例のNo.14の条件で摩擦接合された継
ぎ手部の硬度分布を示す。従来方法の場合には、継ぎ手
部における軟化が広範囲に生じているのに対し、本実施
例の場合には、極めて狭い領域で若干軟化しているもの
の、この軟化の程度も小さく、極めて優れた特性の硬度
分布を有している。実施例２；薄肉大径アルミニウム合金パイプの摩擦圧接
試験 アルミニウム合金製駆動軸を開発するために、Ａ６０６
１のパイプ（外径80mm、厚さ2.5mm、長さ400mm）と、圧
接部のみ直径が80mm、厚さが2.5mmに加工したヨーク相
当部材とを摩擦接合した。この試験材の形状を図８に示
す。摩擦圧接条件を下記表２に示す。そして、圧接試験
後、接合部のバリを除去した後、引張り試験を行った。
下記表３に引張り試験の結果を示す。なお、同表には、
５１８３溶加材を使用したＭＩＧ溶接による接合材の引
張り試験結果も併せて示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】この表３から明らかなように、ＭＩＧ溶接
による場合に比して従来の摩擦圧接法による場合は高強
度の継ぎ手が得られているが、しかし母材の強度（約30
kgf/mm2）よりもかなり低いものである。これに対し、
本実施例による場合は、約30kgf/mm2と母材とほぼ同程
度の強度の継ぎ手が得られている。
による場合に比して従来の摩擦圧接法による場合は高強
度の継ぎ手が得られているが、しかし母材の強度（約30
kgf/mm2）よりもかなり低いものである。これに対し、
本実施例による場合は、約30kgf/mm2と母材とほぼ同程
度の強度の継ぎ手が得られている。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
摩擦接合時の熱による軟化領域が極めて狭く、またその
軟化の程度も極めて小さく、高強度の継ぎ手部を得るこ
とができ、母材の強度と同程度の接合強度を得ることが
できる。このため、加工硬化又は熱処理硬化型アルミニ
ウム合金等の用途が拡大され、種々の強度部材としてそ
の軽量性を生かした適用が可能となり、本発明は産業上
極めて有益である。
摩擦接合時の熱による軟化領域が極めて狭く、またその
軟化の程度も極めて小さく、高強度の継ぎ手部を得るこ
とができ、母材の強度と同程度の接合強度を得ることが
できる。このため、加工硬化又は熱処理硬化型アルミニ
ウム合金等の用途が拡大され、種々の強度部材としてそ
の軽量性を生かした適用が可能となり、本発明は産業上
極めて有益である。
【図１】アプセットタイミングと全摩擦時間との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図２】摩擦圧接のタイミングチャート図である。
【図３】引張り試験片を示す平面図である。
【図４】アプセットタイミングと０．２％耐力との関係
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
【図５】アプセットタイミングと引張り強さとの関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図６】本実施例の硬度分布を示すグラフ図である。
【図７】従来の摩擦圧接方法の場合の硬度分布を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
【図８】圧接試験材を示す模式図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金から
なる第１及び第２の部材を相対的に回転させつつ、一方
の部材を他方の部材に相対的に接近移動させ、加圧接触
時の摩擦熱により両部材を接合するアルミニウム又はア
ルミニウム合金の摩擦接合方法において、前記第１及び
第２の部材が相互に接触した後、０．７秒以内に前記第
１及び第２の部材の相対的回転が停止することを特徴と
するアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合方
法。 - 【請求項２】 アルミニウム又はアルミニウム合金から
なる第１及び第２の部材を相対的に回転させつつ、一方
の部材を他方の部材に相対的に接近移動させ、加圧接触
時の摩擦熱により両部材を接合するアルミニウム又はア
ルミニウム合金の摩擦接合方法において、前記第１及び
第２の部材が相互に接触する時点、又はこの接触時点よ
りも前の時点でアプセットのタイミングをとることを特
徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24682491A JP3207465B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | アルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24682491A JP3207465B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | アルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0596385A true JPH0596385A (ja) | 1993-04-20 |
| JP3207465B2 JP3207465B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=17154243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24682491A Expired - Fee Related JP3207465B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | アルミニウム又はアルミニウム合金の摩擦接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3207465B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6105849A (en) * | 1997-12-02 | 2000-08-22 | Nippon Light Metal Company Ltd. | Friction welding of aluminum alloy hollow members |
| WO2008010265A1 (fr) * | 2006-07-19 | 2008-01-24 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | piÈce soudée par friction et procédé de soudage par friction |
| EP2098325A1 (en) | 2008-03-05 | 2009-09-09 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki | Friction welding methods and friction welding apparatuses |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP24682491A patent/JP3207465B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPWO2008010265A1 (ja) * | 2006-07-19 | 2009-12-10 | 日本軽金属株式会社 | 摩擦圧接部品および摩擦圧接方法 |
| JP5081153B2 (ja) * | 2006-07-19 | 2012-11-21 | 日本軽金属株式会社 | 摩擦圧接方法 |
| US8740042B2 (en) | 2006-07-19 | 2014-06-03 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Friction-welded part and method of friction welding |
| EP2098325A1 (en) | 2008-03-05 | 2009-09-09 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki | Friction welding methods and friction welding apparatuses |
| JP2009233745A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-10-15 | Toyota Industries Corp | 摩擦圧接方法および摩擦圧接装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3207465B2 (ja) | 2001-09-10 |
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Legal Events
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