JPH10286682A

JPH10286682A - リブ付きアルミニウム製品の製造法

Info

Publication number: JPH10286682A
Application number: JP9097203A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kumagai; 正樹熊谷
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2017-04-15
Also published as: JP3886596B2

Abstract

(57)【要約】【課題】摩擦攪拌接合手法を利用して、接合部の欠陥
がなく且つ強度に優れたＴ字継手構造のリブ付きアルミ
ニウム製品を製造する方法の提供。【解決手段】リブ付きアルミニウム製品の製造に際し
て、リブ１４の、板状部１２ａに接合せしめられる側の
脚部１４ａを、該板状部の板面に対して３０度〜８０度
の角度を為すように傾斜した末広がり形状に構成すると
共に、該リブの末広がり形状の脚部の先端部の幅：Ｌ、
該末広がり形状の脚部の先端部とピン１８との間の間
隔：Ｗ、前記リブへのピン突入深さ：ｈ、及び前記板状
部の板厚：ｔが、次の関係式：０．１ｍｍ≦Ｗ≦２．０ｍｍＷ≦０．２５Ｌ０．１ｍｍ≦ｈ≦２ｔを満足するようにして、摩擦攪拌接合を行なうことから
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、リブ付きアルミニウム製品の製
造法に係り、特に、アルミニウム材料の板状部にアルミ
ニウム製のリブを摩擦攪拌接合せしめて、かかる板状部
の板面上に該リブを一体的に立設せしめてなる構造のリ
ブ付きアルミニウム製品を製造する方法に関するもので
ある。

【０００２】

【背景技術】従来から、アルミニウム若しくはアルミニ
ウム合金からなる所定形状のアルミニウム製品が、その
優れた特性を利用して、各種の用途に用いられてきてお
り、例えば、船舶や車両等の殻やフロアには、リブ付き
のアルミニウム製品が使用されている。ところで、その
ようなリブ付きアルミニウム製品は、一般に、押出等の
手法にて形成されることとなるが、押出機等の装置の大
きさには限度があるところから、アルミニウム製品とし
ては、せいぜい、６００ｍｍ幅のものが限界であり、そ
れよりも大きな製品を得ることは困難であったのであ
る。而して、近年における輸送機の軽量化や大型化が進
むにつれて、広幅の製品が強く要求されるようになり、
そのため、広幅の板状のアルミニウム材料を用意して、
その板面の所定位置に、所定のリブ材を立設、配置せし
め、Ｔ字継手構造において、そのリブ材の配設部位を隅
肉溶接（ＴＩＧ、ＭＩＧ等）せしめて、広幅のリブ付き
アルミニウム製品と為すことが考えられたが、その溶接
による歪みが大きく、そのような歪みの修正に、多大な
手間と時間を要するという問題があった。

【０００３】要するに、アルミニウムやアルミニウム合
金の、ＴＩＧ、ＭＩＧ等による溶接にあっては、その熱
膨張係数が大きいことから、大きな歪みが発生し、それ
が溶接製品に内在することとなるのであり、また、溶融
物が大気中の酸素と反応して生じる酸化皮膜が強固でも
あるところから、シールドガスとしての不活性ガスの使
用が不可欠とされているのである。そのような状況下、
アルミニウムの溶接現場では、実際に、歪みや酸化皮膜
の発生を防止し、或いはそれらを除去するために、不活
性ガスを用いると共に、多大な工数と熟練技能が必要と
されているのである。そのため、車両や船舶等の組立工
程を出来るだけ楽にする上においても、アルミニウム製
品は、素材の段階にて、出来るだけ大きくすることが望
ましいのであったが、前述せるように、今までの押出等
の製作手法においては、アルミニウム製品の大型化に
は、限界があったのである。

【０００４】なお、かかる従来の不活性ガスを用いたア
ーク溶接手法に代わる、アルミニウム若しくはアルミニ
ウム合金の他の接合方法としては、摩擦圧接法、レーザ
ー溶接法、機械的接合法、接着法等があるが、その施工
性や信頼性の面から、或いは装置コストが高い等の理由
から、それらが適用され得る分野が制限されているのが
現状である。中でも、摩擦圧接は、古くから利用されて
いる技術であって、接合する材料を相対的に高速回転さ
せて擦り合わせ、発生する摩擦熱で接合部が融点に達し
た時点で、押し付けて回転を止める方法であり、バット
のグリップの接合等において、実用化されている。しか
しながら、そのような摩擦圧接法も、材料の形状が丸棒
やパイプに限られており、アルミニウム材料のＴ字継手
構造における接合には、利用され難いものであった。

【０００５】ところで、最近、上述の摩擦圧接法と同様
に、摩擦熱を利用して板を突合せ接合する方法が、米国
特許第５４６０３１７号明細書や特表平７−５０５０９
０号公報等において明らかにされている。即ち、図１に
示される如く、接合されるべき２枚の板材２ａ、２ｂよ
りも硬い材質のピン４を先端中心部に設けてなるロッド
状の回転治具６を用い、この回転治具６を高速回転せし
めつつ、その先端のピン４を、２枚の板材２ａ、２ｂの
突合せ部８部位に差し込み、相対的に該突合せ部８に沿
って移動せしめることにより、それら回転せしめられる
ピン４や回転治具６と板材２ａ、２ｂとの間に、摩擦熱
を発生せしめ、そしてその摩擦熱にて、突合せ部８の周
辺部位を塑性加工可能な状態と為し、更にピン４の高速
回転による攪拌作用にて板材２ａ、２ｂの突合せ部位
（８）の組織を入り交わらせ、以て溶融せしめることな
く、２枚の板材２ａ、２ｂを接合せしめる、所謂摩擦攪
拌接合 (Friction Stir Welding)なる方法である。

【０００６】このような摩擦攪拌接合手法によれば、従
来の溶接手法とは異なり、溶加材やシールドガス、開先
加工が不要となるのであり、また、酸化皮膜の除去も不
要であると共に、溶融接合ではなく、固相接合と考えら
れるものであるところから、接合部、更にはその周りの
組織変化が少なく、低歪みである特徴を有し、このた
め、歪みの修正作業も必要でない等の利点を有してい
る。

【０００７】しかしながら、この摩擦攪拌接合手法に
て、アルミニウム材料の板状部に対して、リブ材を、Ｔ
字継手構造において隅肉溶接することは、回転治具の移
動方向における接合部後方で、表面に流動するアルミニ
ウムを押さえることが、構造上において困難であるとこ
ろから、そのような隅肉溶接操作は、未だ、実現されて
はいないのである。

【０００８】このため、かかる摩擦攪拌接合手法にて、
Ｔ字継手の接合を行なう際には、リブ材をアルミニウム
材料の板状部の一方の側に配置すると共に、板状部の他
方の側から回転治具のピンを差し込み、重ね接合する手
法の採用が考えられ、これによって、所定のリブ材がア
ルミニウム材料の板状部の任意の位置に立設して設けら
れることとなり、押出による場合のように、高価なダイ
ス工具を新たに作製することなく、所定のリブ付きアル
ミニウム製品を得ることが出来、また、隅肉溶接により
リブ材を接合する場合に比べ、熟練技術や多大な工数を
要する歪み補修が不要であって、接合部の組織変化や軟
化が少ない等の利点を享受することが出来るものの、板
状部とリブ材との接合面に、融合不良等が発生し易く、
健全な接合部を得難いことに加えて、材料の寸法精度や
拘束状態にバラツキがある場合、接合面の凹凸やトンネ
ル状の融合不良等により、静的及び疲労強度に影響を及
ぼすことが懸念されるのである。しかも、従来のアーク
溶接（ＴＩＧ、ＭＩＧ）では、通常、溶加材が用いられ
るために、Ｔ字の隅肉溶接では、同じ板厚の素材であっ
ても、接合部に余盛が形成されることによって、ある程
度の脚長が得られ、そして、この脚長によって接合部の
強度が補償されているのであるが、摩擦攪拌接合による
場合にあっては、そのような溶加材が用いられるもので
はないところから、接合部には、有効な余盛が形成され
ず、そのために、接合部の強度が充分でないという問題
も内在しているのである。

【０００９】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、上述の如き摩擦攪拌接合手法を利用して、接合
部の欠陥がなく、且つ強度に優れたＴ字継手構造のリブ
付きアルミニウム製品を、有利に製造する方法を提供す
ることにあり、また他の課題とするところは、リブが板
状部の任意の位置に設けられ、押出による場合の如く、
高価なダイス工具を新たに作製することなく、また隅肉
溶接にて、リブを接合する場合に比べ、熟練技術や多大
な工数を要する歪み補修が不要で、接合部の組織変化や
軟化が少ない、リブ付きアルミニウム製品を製造し得る
方法を提供することにある。

【００１０】

【解決手段】そして、本発明は、かくの如き課題を解決
するために、アルミニウム材料の板状部の板面上に、該
板面に沿って一方向に延びるアルミニウム製のリブを立
設、配置せしめる一方、かかるリブの配置部位に対応す
る該板状部の裏面側部位に対して、ロッド状の回転治具
の先端に同心的に設けたピンを、該回転治具と共に回転
させつつ、前記リブに達するように差し込み、相対的に
移動させることにより、それらリブと板状部とを摩擦攪
拌接合せしめて、該板状部の板面上に該リブが立設して
接合されてなる構造のリブ付きアルミニウム製品を製造
するに際して、前記リブの前記板状部に接合せしめられ
る側の脚部を、該板状部の板面に対して３０度〜８０度
の角度を為すように傾斜した末広がり形状に構成すると
共に、該リブの末広がり形状の脚部の先端部の幅：Ｌ、
該末広がり形状の脚部の先端部と前記ピンとの間の間
隔：Ｗ、前記リブへのピン突入深さ：ｈ、及び前記板状
部の板厚：ｔが、次の関係式：０．１ｍｍ≦Ｗ≦２．０ｍｍＷ≦０．２５Ｌ０．１ｍｍ≦ｈ≦２ｔを満足するようにして、前記摩擦攪拌接合を行なうこと
を特徴とするリブ付きアルミニウム製品の製造法を、そ
の要旨とするものである。

【００１１】すなわち、このような本発明に従うリブ付
きアルミニウム製品の製造法によれば、摩擦攪拌接合手
法にて、アルミニウム材料の接合を行なうものであると
ころから、従来のアーク溶接手法とは異なり、溶加材や
シールドガス、開先加工が全く不要となるばかりでな
く、酸化皮膜の除去作業も不要となることは勿論、歪み
の小さなＴ字継手構造の製品が得られ、以て歪みの修正
等の作業も全く必要でなくなったのであり、しかも、ア
ルミニウム材料の板状部に対して摩擦攪拌接合せしめら
れるアルミニウム製のリブの接合側の端部が、所定の角
度をもって傾斜した末広がり形状の脚部とされていると
ころから、接合の後においては、そのような末広がり形
状部が、そのまま、従来の如き脚長部（余盛）として機
能することとなるのであり、それによって、接合部の強
度が有利に確保され得ることとなるのである。

【００１２】また、かかる本発明に従う製造法において
は、回転治具の先端に設けられたピンの先端部周辺の塑
性流動の状態を考慮して、接合部の形状に適したピンと
リブにおける末広がり形状の脚部との関係や、リブへの
ピン突入深さの関係等が設定されているところから、ア
ルミニウム材料の板状部とリブとの接合面に融合不良等
が発生することが効果的に抑制乃至は回避され、以て健
全な接合部が実現され得たのであり、更に、材料の寸法
精度や拘束状態にバラツキがある場合にあっても、トン
ネル状の融合不良等が惹起されることが効果的に阻止さ
れ得るものであり、以て静的及び疲労強度に影響を及ぼ
すような懸念も、全く解消されるに至ったのである。

【００１３】なお、本発明に従ってリブ付きアルミニウ
ム製品を製造するに際しては、それを与えるアルミニウ
ム材料やリブとして、熱処理型合金または加工硬化材か
らなるものが、有利に用いられることとなる。摩擦攪拌
接合のために、被接合材の組織変化が少なく、従って熱
処理型合金材や加工硬化材の材質変化を少なくして、特
性に優れたＴ字継手構造の製品を得ることが出来ること
となるからである。

【００１４】

【発明の実施の形態】ところで、かかる本発明に従うリ
ブ付きアルミニウム製品の製造法において、そのような
リブ付きアルミニウム製品を与えるアルミニウム材料や
アルミニウム製のリブとしては、通常のアルミニウム若
しくはアルミニウム合金からなる、一定の形状を有する
材料であれば、如何なるものをも用いることが出来、公
知の各種の手法にて製作された各種の形状のものが適宜
に組み合わされて、目的とするリブ付きアルミニウム製
品とされることとなるが、一般には、一定の形状が要求
されるリブとしては、押出形材が有利に用いられる一
方、そのようなリブが接合されるアルミニウム材料とし
ては、かかるリブと同様に、押出形材が用いられる他、
通常の板製造工程において得られるアルミニウム板材
も、有利に用いられることとなる。なお、本発明におい
ては、接合部の組織変化（材質変化）が少なく、且つ強
度維持が有効に為され得るところから、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍ
ｇ系（２０００系）、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系（６０００
系）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系（７０００系）の熱処理型合
金や加工硬化材からなるアルミニウム材料やリブを用い
たリブ付きアルミニウム製品の製造に、本発明が有利に
適用されることとなる。

【００１５】そして、そのようなアルミニウム材料とリ
ブとを組み合わせて、摩擦攪拌接合にて、目的とするリ
ブ付きアルミニウム製品を得るために、本発明にあって
は、図２に示される如く、所定のアルミニウム材料１２
とリブ材１４とを用い、かかるアルミニウム材料１２の
板状部１２ａの一方の板面上に、該板面に沿って一方向
に延びるように、リブ材１４を当接させた状態下におい
て立設、配置せしめて、それらを位置固定的に拘束、保
持する一方、かかるリブ材１４の配置部位に対応する板
状部１２ａの反対側（裏面側）部位に対して、ロッド状
の回転治具１６の先端に同心的に設けたピン１８を、回
転治具１６と共に高速回転させつつ差し込み、板状部１
２ａを貫通させて、リブ材１４の脚部に達するように為
し、そしてリブ材１４の配置方向（図２において紙面に
垂直な方向）に相対的に移動せしめることにより、それ
ら板状部１２ａとリブ材１４とを摩擦攪拌接合せしめる
のである。

【００１６】しかも、本発明にあっては、かくの如き摩
擦攪拌接合操作に際して、リブ材１４の脚部１４ａ、換
言すれば前記板状部１２ａの一方の側に接合せしめられ
る端部を、かかる板状部１２ａの板面に対して３０度〜
８０度の角度（θ）を為すように傾斜した末広がり形状
に構成すると共に、ピン１８を差し込んで摩擦攪拌接合
を行なう状態下において、図３に示される如く、リブ材
１４の末広がり形状の脚部１４ａの先端部の幅：Ｌと、
かかる末広がり形状の脚部１４ａの先端部とピン１８と
の間の間隔：Ｗと、リブ材１４（具体的には脚部１４
ａ）へのピン１８突入深さ：ｈと、板状部１２ａの板
厚：ｔとが、次の関係式：０．１ｍｍ≦Ｗ≦２．０ｍ
ｍ、Ｗ≦０．２５Ｌ、及び０．１ｍｍ≦ｈ≦２ｔを満足
するようにして、摩擦攪拌接合を進行せしめるようにし
たのである。

【００１７】このように、リブ材１４の脚部１４ａを所
定の末広がり形状と為すことによって、そのような脚部
１４ａにおいて、アルミニウム材料１２の板状部１２ａ
に摩擦攪拌接合されると、あたかも、従来の隅肉溶接に
おける脚長部（余盛）が形成された場合と同様な形態と
なるのであり、これによって、接合部の強度が有利に確
保されるのであり、また前記したＷ、Ｌ及びｈの規定に
より、ピン１８の先端部周辺の塑性流動が効果的に為さ
れ得ることとなることによって、板状部１２ａとリブ材
１４との接合面における融合不良等の発生が有利に回避
され、健全な接合部を形成することが出来、更には板状
部１２ａやリブ材１４の寸法精度や拘束状態にバラツキ
があっても、トンネル状の融合不良等の問題を惹起する
ことがなく、以て静的及び疲労強度が影響を受けるよう
なことも、有利に回避され得るのである。

【００１８】なお、かかるリブ材１４の脚部１４ａの末
広がり形状において、その傾斜面１２ａの板面との為す
角度：θが３０度未満となると、ピン１８の径を太くす
る必要が生じ、それによって接合時の負荷が大きくなる
問題があり、一方、８０度を越えるようになると、脚長
が小さくなり、同じ板厚の素材をＴ字接合する場合に比
べて、強度改善の効果が充分でない問題がある。また、
脚部１４ａの末広がり形状の先端部とピン１８との間の
間隔：Ｗに関しても、それが、０．１ｍｍ未満となる
と、摩擦攪拌接合操作時にアルミニウム材料１２やリブ
材１４を拘束する拘束治具に、かかる摩擦攪拌接合操作
にて攪拌流動せしめられるアルミニウム金属（合金をも
含む）が粘着して、接合後、外れ難い問題があり、一
方、２．０ｍｍを越えたり、或いは０．２５Ｌよりも大
きくなったりすると、接合面端部に融合不良等の欠陥が
惹起される問題がある。更に、リブ材１４（脚部１４
ａ）へのピン１８の突入深さ：ｈに関しても、それが、
０．１ｍｍ未満では、接合部がリブ材１４側において充
分に形成され得ず、従って接合強度が低くなる問題があ
り、一方、２ｔよりも深くなると、接合強度が飽和する
ようになると共に、いたずらに接合時の負荷を増大させ
るだけである。なお、板状部１２ａの板厚：ｔとして
は、一般に、１〜１５ｍｍ程度とされる。

【００１９】かくして、かくの如き本発明手法によれ
ば、所定のアルミニウム材料１２における板状部１２ａ
の任意の板面位置に、所定の脚部１４ａを設けてなるリ
ブ材１４を立設配置せしめ、それらを位置固定に拘束せ
しめた状態下において、ロッド状回転治具１６を高速回
転せしめつつ、その先端に設けられたピン１８を、図２
や図３に示される如く、リブ材１４の配設側とは反対側
の板状部１２ａから差し込み（突き刺し）、そしてリブ
材１４の延びる方向（図２、３において、紙面に垂直な
方向）に相対的に移動せしめることにより、そのような
ピン１８、更には回転治具１６の下部、所謂肩部（ショ
ルダー部）との接触面において摩擦熱を発生させ、以て
その周囲を可塑化せしめ、更にピン１８の高速回転に伴
う攪拌作用にて、板状部１２ａと脚部１４ａの組織を互
いに入り混じり合わせ、以て健全な接合部が形成される
こととなるのである。

【００２０】このように、アルミニウム材料１２に対し
てリブ材１４を組み合わせて摩擦攪拌接合せしめ、目的
とするリブ付きアルミニウム製品とすることによって、
任意の位置にリブが立設せしめられてなるアルミニウム
製品を容易に得ることが出来るのであり、また、歪みの
ない、若しくは歪みの少ない、そして組織変化の少な
い、接合強度に優れたリブ付きアルミニウム製品が実現
され得ることとなったのであり、更には摩擦攪拌接合の
採用によって、従来の溶接法の如き溶加材やシールドガ
スが必要でなくなり、また開先加工や酸化皮膜の除去も
不要となった他、歪みの修正作業も全く必要でない等の
特徴を発揮するのである。

【００２１】なお、本発明に従う摩擦攪拌接合操作にお
いて用いられるピン１８やロッド状の回転治具１６の少
なくとも下部は、従来と同様に、アルミニウム材料１２
やリブ材１４に高速回転下に接触せしめられても、殆ど
損耗することのない材質からなる非消費型の部材とされ
ているのであり、また、そのような回転治具１６の高速
回転は、公知の各種の回転駆動装置を用いて実現される
こととなる。

【００２２】また、例示の具体例では、アルミニウム材
料１２として、リブ付きアルミニウム製品におけるＴ字
継手構造を為す板状部１２ａ部分のみが例示されている
が、その他の部分は良く知られているように、各種の形
状において構成され得るものであり、リブの立設され得
る板状部を有する限りにおいて、各種形状のアルミニウ
ム材料を用いることが出来る。また、そのようなリブの
立設される板状部を、二つのアルミニウム材料を突き合
わせて構成することも可能であり、その場合には、二つ
のアルミニウム材料の突き合わせ接合と同時に、その接
合部にリブを立設、接合せしめることが可能である。更
に、そのようなリブを与えるリブ材１４の形状にあって
も、その脚部１４ａの構成が、本発明の条件を満たす限
りにおいて、リブ材１４の接合されない他端側の端部た
る頭部の形状については、何等の限定もなく、各種形状
のリブ材を用いることが出来る。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記した具体的構成以外にも、本発明の趣旨を逸脱しな
い限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変
更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解さ
れるべきである。

【００２４】先ず、下記表１、２に示される如き各種板
厚（ｔ）を有する、幅：１２００ｍｍ、長さ：２０００
ｍｍのアルミニウム（６Ｎ０１−Ｔ５）板材（１２）を
準備すると共に、下記表１、２に示される如き脚部先端
部幅（Ｌ）及び脚部先端部の傾斜角度（θ）にて規定さ
れる各種末広がり形状の脚部（１４ａ）を有するリブ材
（１４）を準備した。

【００２５】次いで、そのようなアルミニウム板材（１
２）とリブ材（１４）とを種々組み合わせて、図２に示
される如くＴ字型に組み付け、それらを拘束した状態下
において、下記表１、２に示されるピン（１８）の長さ
（Ｘ）、ピン径（ｄ）、回転治具径（肩部径）（Ｄ）、
脚部先端とピンとの間隔（Ｗ）、接合時のピンの深さ
（ｈ）なる条件を満足するようにして、回転治具（１
６）を高速回転せしめつつ、かかる回転治具の先端部に
設けたピン（１８）を、図３に示されるように、リブ材
（１４）の立設、配置部位に対応するアルミニウム板材
（１２）の裏面側部位に対して差し込み、そしてリブ材
（１４）の立設方向に沿って移動せしめることにより、
摩擦攪拌接合を行なった。なお、この摩擦攪拌接合操作
において、回転数：１５００ｒｐｍ、接合速度：５００
ｍｍ／分の条件を採用した。

【００２６】かくして得られた各種のリブ付きアルミニ
ウム製品について、その接合部の断面組織を観察し、そ
の結果を、下記表１、２に併せて示した。また、比較の
ために、通常のＭＩＧ溶接を行なって得られた接合材の
接合部についても、同様に評価して、その結果も、下記
表２に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】かかる表１、２の結果から明らかな如く、
実施例１〜４に示される、本発明に従って得られるリブ
付きアルミニウム製品にあっては、何れも、その断面組
織に何等の欠陥も見出されず、健全な接合部が形成され
ていることを認めたが、比較例１〜５に示される、脚部
先端部の傾斜角度（θ）や脚部先端とピンとの間隔
（Ｗ）、接合時のピン深さ（ｈ）が本発明の規定範囲か
ら外れた条件下で、摩擦攪拌接合して得られたリブ付き
アルミニウム製品にあっては、何れも、その接合部に欠
陥が認められ、またＭＩＧ溶接にて得られたリブ付きア
ルミニウム製品にあっては、著しい歪みが内在している
ことが認められた。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従うリブ付きアルミニウム製品の製造法によれば、歪
みのない若しくは歪みの少ない、且つ組織変化の少な
い、健全な接合部を有するリブ付きアルミニウム製品
を、従来の溶接手法とは異なり、溶加材やシールドガ
ス、更には開先加工や酸化皮膜の除去工程等を必要とす
ることなく、容易に得ることが出来ることとなったので
あり、また、リブが板状部の任意の位置に取り付けら
れ、且つ押出による場合のように高価なダイス工具を新
たに準備する必要もなくなり、更には、接合部の欠陥が
なく、従来のＭＩＧ溶接のような歪みのない、接合強度
に優れたＴ字継手構造のリブ付きアルミニウム製品を有
利に実現し得たのであって、そこに、本発明の大きな技
術的意義が存するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の摩擦攪拌接合方法を示す説明図である。

【図２】本発明に従う摩擦攪拌接合操作における接合材
料と回転治具との配置関係を示す説明図である。

【図３】本発明に従うリブ付きアルミニウム製品の製造
法における摩擦攪拌接合形態を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１２アルミニウム材料１２ａ板状部１４リブ１４ａ脚部１６回転治具１８ピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム材料の板状部の板面上に、
該板面に沿って一方向に延びるアルミニウム製のリブを
立設、配置せしめる一方、かかるリブの配置部位に対応
する該板状部の裏面側部位に対して、ロッド状の回転治
具の先端に同心的に設けたピンを、該回転治具と共に回
転させつつ、前記リブに達するように差し込み、相対的
に移動させることにより、それらリブと板状部とを摩擦
攪拌接合せしめて、該板状部の板面上に該リブが立設し
て接合されてなる構造のリブ付きアルミニウム製品を製
造するに際して、前記リブの前記板状部に接合せしめられる側の脚部を、
該板状部の板面に対して３０度〜８０度の角度を為すよ
うに傾斜した末広がり形状に構成すると共に、該リブの
末広がり形状の脚部の先端部の幅：Ｌ、該末広がり形状
の脚部の先端部と前記ピンとの間の間隔：Ｗ、前記リブ
へのピン突入深さ：ｈ、及び前記板状部の板厚：ｔが、
次の関係式：０．１ｍｍ≦Ｗ≦２．０ｍｍＷ≦０．２５Ｌ０．１ｍｍ≦ｈ≦２ｔを満足するようにして、前記摩擦攪拌接合を行なうこと
を特徴とするリブ付きアルミニウム製品の製造法。
【請求項２】前記アルミニウム材料及びアルミニウム
製リブが、何れも、熱処理型合金または加工硬化材から
なるものである請求項１記載の製造方法。