JPH11291067A - 摩擦接合方法 - Google Patents
摩擦接合方法Info
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- JPH11291067A JPH11291067A JP9714698A JP9714698A JPH11291067A JP H11291067 A JPH11291067 A JP H11291067A JP 9714698 A JP9714698 A JP 9714698A JP 9714698 A JP9714698 A JP 9714698A JP H11291067 A JPH11291067 A JP H11291067A
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- Japan
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- joining
- workpiece
- friction
- welding
- refrigerant
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- B23K20/123—Controlling or monitoring the welding process
- B23K20/1235—Controlling or monitoring the welding process with temperature control during joining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】被加工物の接合部に接合ツールを回転させなが
ら挿入して接合面を移動することにより接合する摩擦攪
拌接合において、被加工物の変形を防止する。 【解決手段】摩擦攪拌接合では接合ツール4と塑性流動
部5とのあいだに摩擦熱が発生する。そのため、中空押
出形材1には熱より変形が発生する。この変形を防止す
るため、2対の面板2及び2つの接続板3により囲まれ
た水冷領域6に水を流して、中空押出形材1を冷却しな
がら接合する。
ら挿入して接合面を移動することにより接合する摩擦攪
拌接合において、被加工物の変形を防止する。 【解決手段】摩擦攪拌接合では接合ツール4と塑性流動
部5とのあいだに摩擦熱が発生する。そのため、中空押
出形材1には熱より変形が発生する。この変形を防止す
るため、2対の面板2及び2つの接続板3により囲まれ
た水冷領域6に水を流して、中空押出形材1を冷却しな
がら接合する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、アルミニ
ウム合金材等の摩擦攪拌接合方法に関するものである。
ウム合金材等の摩擦攪拌接合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】摩擦攪拌接合方法は、接合用の棒状の接
合ツールの先端の小径部を回転させながら接合部に挿入
し、接合ツールを接合方向に沿って移動させて、被加工
物を塑性流動させ、固相接合する方法である。この接合
は突合せ部や重ね部に適用される。これは特公表7−505
090号公報、Welding & Metal Fablication,January 1
995 13頁から16頁に示されている。
合ツールの先端の小径部を回転させながら接合部に挿入
し、接合ツールを接合方向に沿って移動させて、被加工
物を塑性流動させ、固相接合する方法である。この接合
は突合せ部や重ね部に適用される。これは特公表7−505
090号公報、Welding & Metal Fablication,January 1
995 13頁から16頁に示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記摩擦攪拌接合で
は、接合ツールは被加工物中で回転している。そのた
め、接合ツールと被加工物とのあいだには摩擦熱が発生
する。この摩擦熱は被加工物を加熱して接合するのに必
要な熱である。しかし、一方では、被加工物をも加熱す
る。そのため、被加工物に熱膨張が生じ、変形が発生す
る。
は、接合ツールは被加工物中で回転している。そのた
め、接合ツールと被加工物とのあいだには摩擦熱が発生
する。この摩擦熱は被加工物を加熱して接合するのに必
要な熱である。しかし、一方では、被加工物をも加熱す
る。そのため、被加工物に熱膨張が生じ、変形が発生す
る。
【0004】そこで、本発明の目的は、被加工物の変形
を防止して、高精度の接合を行うことにある。
を防止して、高精度の接合を行うことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、中空形材
の中空部に水を流して冷却することにより達成される。
また、接合ヘッドに取付けられたベアリングで被加工物
を治具に拘束することによって達成される。
の中空部に水を流して冷却することにより達成される。
また、接合ヘッドに取付けられたベアリングで被加工物
を治具に拘束することによって達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】(実施例1)図1は本発明の一実
施例の断面図である。摩擦攪拌接合により中空押出形材
1どうしを接合中の状況を示している。中空押出形材1
は2対の面板2とこれを接続する接続板3より構成され
る。接続板3は複数である。中空押出形材1の材質はア
ルミニウム合金のA6N01である。この中空押出形材
1どうしを突合せて接合する場合、図2に示すように面
板2同士を両面から接合する構造である。
施例の断面図である。摩擦攪拌接合により中空押出形材
1どうしを接合中の状況を示している。中空押出形材1
は2対の面板2とこれを接続する接続板3より構成され
る。接続板3は複数である。中空押出形材1の材質はア
ルミニウム合金のA6N01である。この中空押出形材
1どうしを突合せて接合する場合、図2に示すように面
板2同士を両面から接合する構造である。
【0007】この接合に摩擦攪拌接合を適用した場合、
突合せ面に接合ツール4を挿入し、回転させながら接合
面を移動させて接合する。この時、接合ツール4の周囲
には塑性流動部5が形成される。この接合ツール4およ
び塑性流動部5とのあいだには摩擦熱が発生する。その
ため、中空押出形材1には熱より変形が発生する。
突合せ面に接合ツール4を挿入し、回転させながら接合
面を移動させて接合する。この時、接合ツール4の周囲
には塑性流動部5が形成される。この接合ツール4およ
び塑性流動部5とのあいだには摩擦熱が発生する。その
ため、中空押出形材1には熱より変形が発生する。
【0008】この変形を防止するため、2対の面板2及
び2つの接続板3により囲まれた水冷領域6に冷媒を流
して、中空押出形材1を冷却しながら接合する。冷媒は
エアー,水,エアーと水の混合物のいずれでもよい。こ
の冷却により中空押出形材1の熱変形を防止して、高精
度の接合をすることができる。この冷却方法は、中空押
出形材1の中空部を利用するために、特別な冷却治具を
用いることなく簡易に中空形材を冷却することができ
る。
び2つの接続板3により囲まれた水冷領域6に冷媒を流
して、中空押出形材1を冷却しながら接合する。冷媒は
エアー,水,エアーと水の混合物のいずれでもよい。こ
の冷却により中空押出形材1の熱変形を防止して、高精
度の接合をすることができる。この冷却方法は、中空押
出形材1の中空部を利用するために、特別な冷却治具を
用いることなく簡易に中空形材を冷却することができ
る。
【0009】(実施例2)図3は本発明の一実施例の断
面図である。摩擦攪拌接合によりソリッドの押出形材8
どうしを接合中の状況を示している。押出形材8は板9
とリブ10より構成される。リブ10は板7の接合方向
に複数配置されている。また、押出形材8の材質はアル
ミニウム合金のA6N01である。
面図である。摩擦攪拌接合によりソリッドの押出形材8
どうしを接合中の状況を示している。押出形材8は板9
とリブ10より構成される。リブ10は板7の接合方向
に複数配置されている。また、押出形材8の材質はアル
ミニウム合金のA6N01である。
【0010】この押出形材8どうしを突合せて接合する
場合、図のように押出形材8の端部どうしを突合わせて
接合する構造である。摩擦攪拌接合では、接合面に接合
ツール4を挿入し、回転させながら接合面を移動させて
接合する。接合ツール4の周囲には塑性流動部5が形成
される、同時に接合ツール4と塑性流動部5との間には
摩擦熱が発生する。
場合、図のように押出形材8の端部どうしを突合わせて
接合する構造である。摩擦攪拌接合では、接合面に接合
ツール4を挿入し、回転させながら接合面を移動させて
接合する。接合ツール4の周囲には塑性流動部5が形成
される、同時に接合ツール4と塑性流動部5との間には
摩擦熱が発生する。
【0011】そのため、接合後にその摩擦熱により押出
形材8には変形が生じる。この変形を防止するため、板
7と2つのリブ10の間に囲まれた水冷領域6に水を流
して、押出形材8を冷却しながら接合する。このため、
押出形材8の変形を防止することができる。
形材8には変形が生じる。この変形を防止するため、板
7と2つのリブ10の間に囲まれた水冷領域6に水を流
して、押出形材8を冷却しながら接合する。このため、
押出形材8の変形を防止することができる。
【0012】この冷却方法は、押出形材8のリブ10を
利用して冷却するために、冷却のための特別な治具を用
いることなく簡易に押出形材8を冷却することができ
る。
利用して冷却するために、冷却のための特別な治具を用
いることなく簡易に押出形材8を冷却することができ
る。
【0013】(実施例3)図4は本発明の一実施例の斜
視図である。被加工物12どうしを突合わせて、突合せ
面の接合ツール4を回転させながら挿入して、突合せ面
に沿って接合ツール4を移動させることにより接合す
る。この接合ツール4の後方に接合ヘッド13と一体と
なった冷却ノズル14が取付けられてある。
視図である。被加工物12どうしを突合わせて、突合せ
面の接合ツール4を回転させながら挿入して、突合せ面
に沿って接合ツール4を移動させることにより接合す
る。この接合ツール4の後方に接合ヘッド13と一体と
なった冷却ノズル14が取付けられてある。
【0014】この冷却ノズル14で冷媒を吹付けて被加
工物12を冷却しながら接合する方法である。冷媒とし
ては、水またはエアーを用いる。また、水とエアーを混
合させて霧吹状にしてもよい。これにより、被加工物1
2の熱変形を防止することができる。
工物12を冷却しながら接合する方法である。冷媒とし
ては、水またはエアーを用いる。また、水とエアーを混
合させて霧吹状にしてもよい。これにより、被加工物1
2の熱変形を防止することができる。
【0015】(実施例4)図5は本発明の一実施例の斜
視図である。図3に示した押出形材8どうしを突合わせ
て、突合せ面の接合ツール4を回転させながら挿入し
て、突合せ面に沿って接合ツール4を移動させることに
より接合する。この接合ツール4の前方を接合ヘッド1
3と一体となったベアリング15により、治具11上に
配置された押出形材8を拘束する。ベアリング15と接
合ヘッド13との間には圧力シリンダー16があり、ベ
アリング15の押付け力が一定になるようにしている。
この押付け力により、押出形材8の熱による変形を防止
することができる。
視図である。図3に示した押出形材8どうしを突合わせ
て、突合せ面の接合ツール4を回転させながら挿入し
て、突合せ面に沿って接合ツール4を移動させることに
より接合する。この接合ツール4の前方を接合ヘッド1
3と一体となったベアリング15により、治具11上に
配置された押出形材8を拘束する。ベアリング15と接
合ヘッド13との間には圧力シリンダー16があり、ベ
アリング15の押付け力が一定になるようにしている。
この押付け力により、押出形材8の熱による変形を防止
することができる。
【0016】ベアリング15による拘束は、接合ツール
4近傍の押出形材8を治具11に押付けることができ、
接合ヘッド13に取付けられるため、簡易に押出形材8
を拘束できる。特に、押出形材8はリブ10があるため
に接合部近傍の拘束をすることができないが、接合前方
をベアリング15で拘束することができるので、接合に
よる熱変形を防止するのに有効である。
4近傍の押出形材8を治具11に押付けることができ、
接合ヘッド13に取付けられるため、簡易に押出形材8
を拘束できる。特に、押出形材8はリブ10があるため
に接合部近傍の拘束をすることができないが、接合前方
をベアリング15で拘束することができるので、接合に
よる熱変形を防止するのに有効である。
【0017】また、接合ヘッド13に取付けられた倣い
センサー17により接合面の倣いを制御するが、ローラ
で拘束する場合と比較して、ベアリング15で拘束した
場合には押出形材8とのあいだに倣い方向の接触抵抗が
ないため、接合ヘッド13の倣いをすることができる。
センサー17により接合面の倣いを制御するが、ローラ
で拘束する場合と比較して、ベアリング15で拘束した
場合には押出形材8とのあいだに倣い方向の接触抵抗が
ないため、接合ヘッド13の倣いをすることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、被加工物を冷却しなが
ら接合すること、または接合ヘッドに取付けられたベア
リングにより被加工物を治具に拘束することにより、被
加工物の熱変形を防止することにある。
ら接合すること、または接合ヘッドに取付けられたベア
リングにより被加工物を治具に拘束することにより、被
加工物の熱変形を防止することにある。
【図1】本発明の一実施例である摩擦接合法により中空
押出材を接合する場合の断面図である。
押出材を接合する場合の断面図である。
【図2】図1の接合前の継手の断面図である。
【図3】本発明の他の実施例である押出形材同志を摩擦
接合法で接合する場合の断面図である。
接合法で接合する場合の断面図である。
【図4】図3の摩擦接合法の実施状況を説明する斜視図
である。
である。
【図5】本発明の1実施例である摩擦接合法の実施状況
を説明する斜視図である。
を説明する斜視図である。
1…中空押出形材、2…面板、3…接続板、4…接合ツ
ール、5…塑性流動部、6…水冷領域、7…接合面、8
…押出形材、9…板、10…リブ、11…治具、12…
被加工物、13…接合ヘッド、14…冷却ノズル、15
…ベアリング、16…圧力シリンダー、17…倣いセン
サー。
ール、5…塑性流動部、6…水冷領域、7…接合面、8
…押出形材、9…板、10…リブ、11…治具、12…
被加工物、13…接合ヘッド、14…冷却ノズル、15
…ベアリング、16…圧力シリンダー、17…倣いセン
サー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 征彦 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 石丸 靖男 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 江角 昌邦 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 佐藤 章弘 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内
Claims (16)
- 【請求項1】実質的に平行な2つの板と、該2つの板と
を接続する複数の第三の部材とからなるパネルどうしの
摩擦攪拌接合において、前記それぞれのパネルの中空部
に冷媒を流しながら接合することを特徴とする摩擦接合
方法。 - 【請求項2】請求項1において、前記冷媒は水であるこ
とを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項3】請求項1において、前記冷媒はエアーであ
ることを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項4】請求項1において、前記冷媒は水とエアー
の混合物であることを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項5】請求項1において、前記パネルは押出形材
であることを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項6】板の上に複数のリブが配置された押出形材
どうしの摩擦攪拌接合において、前記リブ間に水を流し
ながら接合することを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項7】被加工物より実質的に硬い材質からなる棒
状の接合ツールを前記被加工物の接合部に回転させなが
ら挿入して接合面を移動することにより接合する摩擦攪
拌接合において、接合中に前記被加工に冷媒を吹付けな
がら接合することを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項8】請求項7において、前記ツールより接合後
方の前記被加工物に冷媒を吹付けることを特徴とする摩
擦接合方法。 - 【請求項9】請求項7において、前記ツールおよび前記
冷媒吹付け装置とが一体となって接合方向に移動しなが
ら接合することを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項10】請求項7において、前記冷媒は水である
ことを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項11】請求項7において、前記冷媒はエアーで
あることを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項12】請求項7において、前記冷媒は水とエア
ーの混合物であることを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項13】被加工物より実質的に硬い材質からなる
棒状の接合ツールを前記被加工物の接合部に回転させな
がら挿入して接合面を移動することにより接合する摩擦
攪拌接合において、前記被加工物は治具上に配置されて
おり、前記ツールおよびベアリングとが都合接合ヘッド
に取付けられており、前記被加工物を前記ベアリングに
より治具に拘束しながら接合することを特徴とする摩擦
接合方法。 - 【請求項14】請求項13において、前記接合ヘッドは
センサーにより前記接合面の倣いと、前記加工ヘッドと
前記被加工物との距離を一定にするよう倣い制御をしな
がら接合することを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項15】請求項13において、前記被加工物は板
上に配置されたリブを有する押出形材であることを特徴
とする摩擦接合方法。 - 【請求項16】請求項13において、接合部前方の前記
被加工物を拘束することを特徴とする摩擦接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9714698A JPH11291067A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 摩擦接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9714698A JPH11291067A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 摩擦接合方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11291067A true JPH11291067A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14184444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9714698A Pending JPH11291067A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 摩擦接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11291067A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1151820A2 (en) * | 2000-05-03 | 2001-11-07 | The BOC Group plc | Improvements in thermal welding |
JP2001347382A (ja) * | 2000-06-05 | 2001-12-18 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 摩擦撹拌接合における継ぎ手不良検知方法 |
EP1201348A2 (en) * | 2000-10-27 | 2002-05-02 | Hitachi, Ltd. | Friction stir welding method |
US6736305B2 (en) | 2000-09-07 | 2004-05-18 | Rolls-Royce Plc | Method and apparatus for friction welding |
JP2007044755A (ja) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Showa Denko Kk | 摩擦攪拌接合方法および中空体の製造方法 |
JP2010059649A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Japan Railway Construction Transport & Technology Agency | 融雪パネル |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP9714698A patent/JPH11291067A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1151820A2 (en) * | 2000-05-03 | 2001-11-07 | The BOC Group plc | Improvements in thermal welding |
EP1151820A3 (en) * | 2000-05-03 | 2003-07-02 | The BOC Group plc | Improvements in thermal welding |
JP2001347382A (ja) * | 2000-06-05 | 2001-12-18 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 摩擦撹拌接合における継ぎ手不良検知方法 |
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US7051916B2 (en) | 2000-10-27 | 2006-05-30 | Hitachi, Ltd. | Friction stir welding method |
EP1201348A3 (en) * | 2000-10-27 | 2004-01-02 | Hitachi, Ltd. | Friction stir welding method |
EP1201348A2 (en) * | 2000-10-27 | 2002-05-02 | Hitachi, Ltd. | Friction stir welding method |
JP2007044755A (ja) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Showa Denko Kk | 摩擦攪拌接合方法および中空体の製造方法 |
WO2007020883A1 (ja) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Showa Denko K.K. | 摩擦攪拌接合方法および中空体の製造方法 |
EP1920868A1 (en) * | 2005-08-12 | 2008-05-14 | Showa Dendo K.K. | Friction stirring-joining method and method of manufacturing hollow body |
US7721938B2 (en) | 2005-08-12 | 2010-05-25 | Showa Denko K.K. | Friction stirring-joining method and method of manufacturing hollow body |
EP1920868A4 (en) * | 2005-08-12 | 2010-07-21 | Showa Denko Kk | AGITATION METHOD AND FRICTION JUNCTION AND METHOD FOR MANUFACTURING HOLLOW BODY |
JP2010059649A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Japan Railway Construction Transport & Technology Agency | 融雪パネル |
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