JPH10230376A - 金属製板状接合体 - Google Patents
金属製板状接合体Info
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- JPH10230376A JPH10230376A JP3730197A JP3730197A JPH10230376A JP H10230376 A JPH10230376 A JP H10230376A JP 3730197 A JP3730197 A JP 3730197A JP 3730197 A JP3730197 A JP 3730197A JP H10230376 A JPH10230376 A JP H10230376A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/1265—Non-butt welded joints, e.g. overlap-joints, T-joints or spot welds
Abstract
ことがなく、かつ、接合部材端部の形状等を厳密に管理
することなく、接合部材を摩擦撹拌接合して得られる金
属製板状接合体の提供。 【解決手段】 2枚の板状の金属製接合部材1、2の端
部どうしを接合して得られる板状の接合体であって、一
方の接合部材1端部に、当該端部が厚さ方向に平行状に
屈曲された屈曲部10を設け、両接合部材1、2の一方
の面が同一平面上に配置されるように、前記屈曲部10
の内側に他方の接合部材の端部20を重ね合せた状態と
し、屈曲部10の外側から回転するピン状のプローブ3
2を重ね合せ方向に挿入して、当該重ね合せ部4を摩擦
撹拌接合し金属製板状接合体を得る。
Description
車両用の構造材、その他構造材として用いられる金属製
板状接合体に関する。
構造材として、複数の金属製の板状接合部材を接合した
板状の接合体が用いられることがある。
うに、板状の金属製接合部材(101)(102)の端
部を突き合わせ、この突き合わせ部をアルゴン溶接等の
溶融溶接によって接合することにより製造されていた。
合は、その接合強度は接合部材(101)(102)の
板厚(T)に影響されるため、接合強度を向上させるた
めには、接合部材(101)(102)の接合にかかる
端部のみ板厚(T)を厚くして接合面積を大きくする加
工が必要であった。また、前記溶融溶接は、突き合わせ
部を適当な開先形状にする必要があり、このための工程
が増えるとか、溶融部分の組織や組成が変化して接合体
の機械的強度が低下するとか、接合部材の材種によって
は接合が困難または不可能となる等の欠点を有してい
た。
相接合法の一つである摩擦撹拌接合法を用いて前記金属
製板状接合体を製造することが提案されている。
ある。即ち、図5に示すように、径大の円柱状回転子
(130)の端面(131)軸線上に、接合部材(10
1)(102)よりも硬質の径小のピン状プローブ(1
32)が突出して一体に設けられた接合装置(103)
を用い、前記回転子(130)を回転させつつ、突き合
わせた2枚の接合部材(101)(102)の突き合わ
せ部に前記プローブ(132)を挿入する。挿入は、一
般には、回転子(130)のプローブ(132)が設け
られている端面(131)が接合部材に当接するまで行
う。そして、プローブ挿入状態のまま突き合わせ部に沿
ってプローブ(132)を接合部材(101)(10
2)に対して相対的に移動させる。プローブ(132)
の回転と接合部材(101)(102)の摺擦により発
生する摩擦熱、あるいはさらに回転子(130)の端面
(131)と接合部材(101)(102)との摺擦に
伴い発生する摩擦熱により、プローブ(132)との接
触部分近傍において接合部材(101)(102)が軟
化しかつプローブ(132)により撹拌されるととも
に、プローブ(132)の移動に伴って、軟化撹拌部分
がプローブ(132)の進行圧力を受けてプローブ(1
32)の通過溝を埋めるようにプローブ(132)の進
行方向後方へと回り込む態様で塑性流動したのち摩擦熱
を急速に失って冷却固化される。この現象がプローブ
(132)の移動に伴って順次繰り返されていき、最終
的に接合部材が突き合わせ部において接合されるもので
ある。
用いて板状の接合体を製造すれば、接合部材端部に溶融
溶接用の開先形状を加工する必要がなく、また、接合部
材である金属材の種類に制限を受けないとか、接合時の
熱による組成や組織の変形が少ない等、溶融溶接特有の
欠点を解消することができる。ところが、摩擦撹拌接合
法を用いても、接合強度は溶融溶接と同様突き合わせ面
積、即ち、接合部材の板厚(T)に依存するため、図5
に示すように、接合強度を向上させるためには突き合わ
せ部の板厚を厚く加工する必要が依然として残ってい
た。さらに、突き合わせ状態で摩擦撹拌接合を行う場合
は、突き合わせ部に隙間や目違いがあれば接合不良の原
因となり、接合部材に反りや曲りがあると接合作業が阻
害されるため、接合部材の端部形状を厳密に管理する必
要があった。
のであり、接合体の接合強度が板厚によって制限される
ことがなく、かつ、接合部材端部の形状等を厳密に管理
することなく、接合部材を摩擦撹拌接合して得られる金
属製板状接合体の提供を目的とする。
めに、この発明にかかる金属製板状接合体は、2枚の板
状の金属製接合部材の端部どうしを接合して得られる板
状の接合体であって、一方の接合部材の端部に、当該端
部が厚さ方向に平行状に屈曲された屈曲部が設けられ、
両接合部材の一方の面が同一平面上に配置されるよう
に、前記屈曲部の内側において他方の接合部材の端部が
重ね合された状態で、屈曲部の外側から回転するピン状
のプローブを重ね合せ方向に挿入して、重ね合せ部が摩
擦撹拌接合されてなることを特徴とするものである。
法である摩擦撹拌接合法によって製造されてなるもので
あるから、接合部やその近傍に組織や組成の変化が見ら
れず、全体として機械的強度の高い接合体となされる。
また、その製造工程においては、接合部材の屈曲部と端
部を重ね合せた状態で、かつ、同一平面上に配置された
面と反対の面からプローブが挿入されて摩擦撹拌接合さ
れているため、両接合部材の面どうしが常に接触した状
態で接合される。したがって、接合部材端部の形状等を
厳密に管理しなくても接合不良のない接合体が製造され
る。さらに、接合部材端部の重ね合せ面積を設定するこ
とで、接合強度を任意に設定することができるため、接
合部材の板厚に影響されることなく所定の接合強度を有
する金属製板状接合体とすることができる。
態を図中の符号を参照しつつ説明する。
端部が重ね合され、接合装置(3)により当該重ね合せ
部(4)が接合されている状態を示した図である。
ルミニウム製の板状の部材であり、一方の接合部材
(1)の幅方向の端部には、当該端部が厚さ方向に平行
状に屈曲された屈曲部(10)が長さ方向全体にわたっ
て設けられている。また、前記屈曲部(10)の屈曲の
程度は、その内側に他方の接合部材(2)の端部(2
0)が重ね合された状態で、両接合部材(1)(2)の
表面(11)(21)が同一平面となるように設定され
ている。
子(30)の端部軸線上に、接合部材(1)(2)より
も硬質の径小のピン状プローブ(32)が突出して一体
に設けられたものであり、前記プローブ(32)を回転
させつつ、2枚の接合部材(1)(2)の重ね合せ部
(4)に挿入し移動させることで、接合部材(1)
(2)を重ね合せ状態で接合するものである。
合体は、接合部材(1)の屈曲部(10)の内側に端部
(20)が重ね合わされた状態で、前記接合装置(3)
によって重ね合せ方向に摩擦撹拌接合されてなるもので
あり、接合体の一面は平坦となされている。
方法を説明する。
させて屈曲部(10)を形成した後、前記屈曲部(1
0)の内側に接合部材(2)の端部(20)を重ね合
せ、接合部材(1)と(2)の表面(11)(21)を
同一平面上に配置する。
0)を回転させつつ、重ね合せ部(4)の裏面(12)
(22)側から重ね合せ部(4)にプローブ(32)を
挿入する。挿入は、回転子(30)のプローブ(32)
が設けられた端面(31)が屈曲部(10)表面を押し
付けるまで行う。この状態でプローブ(32)は一方の
接合部材(1)を貫通し、他方の接合部材(2)の表面
(21)近傍に達している。そして、前記状態のまま重
ね合せ部(4)に沿って回転子(30)及びプローブ
(32)を接合部材(1)(2)の長さ方向に相対的に
移動させ、回転子(30)の端面(31)によって重ね
合せ部(4)を重ね合せ方向に押圧し接合部材(1)
(2)の面を密着させつつ接合する。プローブ(32)
の回転と接合部材(1)(2)の摺擦により発生する摩
擦熱、あるいはさらに回転子(30)の端面(31)と
一方の接合部材(1)との摺擦に伴い発生する摩擦熱に
より、プローブ (32)との接触部分近傍において接
合部材(1)(2)が軟化しかつプローブ(32)によ
り撹拌されるとともに、プローブ(32)の移動に伴っ
て、軟化撹拌部分がプローブ(32)の進行圧力を受け
てプローブ(32)の通過溝を埋めるようにプローブ
(32)の進行方向後方へと回り込む態様で塑性流動し
たのち摩擦熱を急速に失って冷却固化される。この現象
がプローブ(32)の移動に伴って順次繰り返されてい
き、最終的に接合部材(1)(2)の重ね合わせ部
(4)が長さ方向全体にわたって摩擦攪拌接合され、金
属製板状接合体が得られる。
製造工程においては、接合部材(1)(2)の重ね合せ
部(4)が回転子(30)の端面(31)によって重ね
合せ方向に押し付けられつつ接合されるため、前記押し
付け力によって接合部材(1)(2)の端部に反りや曲
りがあっても矯正されつつ接合され、接合部材(1)
(2)の面が常に密着状態で接合される。したがって、
得られた金属製板状接合体は、接合部材(1)(2)の
端部の状態を厳密に管理する必要がないにもかかわら
ず、接合不良のない良好な接合体となされる。さらに、
接合部材(1)(2)の接合側と反対側の表面(11)
(21)は同一平面上に配置されているためルート割れ
等が発生することもない。したがって、得られた接合体
は、一面が平坦で意匠性の高い接合体となされる。
法により接合部材(1)(2)を接合して得られたもの
であるから、接合部は塑性流動するのみで溶融しておら
ず、接合部やその近傍に組織や組成の変化がなく、接合
体全体として高い機械的強度を有することができる。
部(4)の接触面積を適宜設定し、プローブ(32)の
形状を変えたりプローブ(32)の移動を蛇行させるこ
とで、接合強度を任意に設定することができ、接合部材
(1)(2)の板厚に影響されることなく所定の接合強
度を有する金属製板状接合体とすることができる。
(11)(21)側に存在する隙間部(40)を充填す
る目的で、または、接合を強化する目的も兼ねて、図3
に示すように、前記隙間部(40)またはその近傍に表
面(11)(21)側から摩擦撹拌接合やその他溶接等
を施すものとしても良い。
るわけではない。例えば、接合体の材質はアルミニウム
やその合金に限定されるわけではなく、鋼板や銅板等あ
らゆる金属や合金でも良い。また板厚や材種が異なる接
合部材を摩擦撹拌接合して得られた金属製板状接合体で
あっても構わない。
上述の次第で、一方の接合部材に屈曲部を設けるととも
に、両接合部材の一方の面が同一平面上に配置されるよ
うに前記屈曲部と他方の接合部材の端部を重ね合せ、当
該重ね合せ部を摩擦撹拌接合して得られたものである。
したがって、接合部やその近傍に組織や組成の変化が見
られない機械的強度の高い接合体となされている。ま
た、接合部材の屈曲部と端部が重ね合せ状態となされ、
かつ、屈曲部の外側からピンを挿入されて重ね合わせ部
が摩擦撹拌接合されているため、両接合部材の面どうし
が常に密着した状態で接合され、接合部材端部の形状等
を厳密に管理しなくても接合不良のない接合体とするこ
とができる。さらに、接合部材端部の重ね合せ面積を設
定することで、接合面積ひいては接合強度を任意に設定
することができるため、接合部材の板厚に影響されるこ
となく所定の接合強度を有する金属製板状接合体となし
うる。
面斜視図である。
示した断面図である。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 2枚の板状の金属製接合部材の端部どう
しを接合して得られる板状の接合体であって、 一方の接合部材の端部に、当該端部が厚さ方向に平行状
に屈曲された屈曲部が設けられ、 両接合部材の一方の面が同一平面上に配置されるよう
に、前記屈曲部の内側において他方の接合部材の端部が
重ね合された状態で、 屈曲部の外側から回転するピン状のプローブを重ね合せ
方向に挿入して、重ね合せ部が摩擦撹拌接合されてなる
ことを特徴とする金属製板状接合体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3730197A JPH10230376A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 金属製板状接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3730197A JPH10230376A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 金属製板状接合体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10230376A true JPH10230376A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12493892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3730197A Pending JPH10230376A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 金属製板状接合体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10230376A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN109317814A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-12 | 平高集团有限公司 | 一种筒体焊缝的搅拌摩擦焊方法 |
-
1997
- 1997-02-21 JP JP3730197A patent/JPH10230376A/ja active Pending
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