JPS6186086A - 摩擦圧接方法における材料の接合場所判別方法 - Google Patents
摩擦圧接方法における材料の接合場所判別方法Info
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- JPS6186086A JPS6186086A JP20747784A JP20747784A JPS6186086A JP S6186086 A JPS6186086 A JP S6186086A JP 20747784 A JP20747784 A JP 20747784A JP 20747784 A JP20747784 A JP 20747784A JP S6186086 A JPS6186086 A JP S6186086A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- materials
- thrust
- friction welding
- pressure welding
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- Pending
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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
- B23K20/121—Control circuits therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本願発明は次に述べる問題点の解決を目的とする。
（産業上の利用分野） この発明は一対の材料を相互に
圧接させると共にそれらを相対回動させて、上記圧接部
分を相対回動による相互の摩擦熱によって溶着する摩擦
圧接方法に関し、詳しくは材料相互の接合場所の良否判
別をする方法に関するものである。
圧接させると共にそれらを相対回動させて、上記圧接部
分を相対回動による相互の摩擦熱によって溶着する摩擦
圧接方法に関し、詳しくは材料相互の接合場所の良否判
別をする方法に関するものである。
（従来の技術） 上記のような判別をする一つの手段と
しては、接合されてできた製品の長さを測り、それが所
定寸法となっていることを確認することによって、接合
が適正場所で行われていることを判別する方法があった
。しかしそのような方法の場合、出来上がった製品の寸
法が所定寸法であった場合には、材料の寸法が違ってい
たり或いは材料の材質にばらつきがあったりして材料相
互の接合が適正場所で行われていなくても、適正に接合
が行われているものと誤って判断してしまう問題点があ
った。
しては、接合されてできた製品の長さを測り、それが所
定寸法となっていることを確認することによって、接合
が適正場所で行われていることを判別する方法があった
。しかしそのような方法の場合、出来上がった製品の寸
法が所定寸法であった場合には、材料の寸法が違ってい
たり或いは材料の材質にばらつきがあったりして材料相
互の接合が適正場所で行われていなくても、適正に接合
が行われているものと誤って判断してしまう問題点があ
った。
（発明が解決しようとする問題点） この発明は上記従
来の問題点を除き、材料相互の接合部分が到来するよう
に予め予定された場所においてそこの温度が適正か否か
を判別することにより、材料の寸法のばらつき、材料の
材質のばらつき等が無く全てが適正な状態で接合が行わ
れていることを判別確認することができるようにした摩
擦圧接機構における材料の接合場所判別方法を提供しよ
うとするものである。
来の問題点を除き、材料相互の接合部分が到来するよう
に予め予定された場所においてそこの温度が適正か否か
を判別することにより、材料の寸法のばらつき、材料の
材質のばらつき等が無く全てが適正な状態で接合が行わ
れていることを判別確認することができるようにした摩
擦圧接機構における材料の接合場所判別方法を提供しよ
うとするものである。
本願発明の構成は次の通りである。
（問題点を解決する為の手段） 本願発明は前記請求の
範囲記載の通りの手段を講したものであってその作用は
次の通りである。
範囲記載の通りの手段を講したものであってその作用は
次の通りである。
（作用）摩擦圧接の扱作の後、判定用測定点の温度を測
定し、その測定された温度が予め定めた温度に適合して
いた場合に両材料の接合場所が適正である旨の判定を行
なう （実施例）以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。第１図において、摩擦圧接装置は摩擦圧接機構ｌと
制？１機横２とから成る。摩擦圧接機構ｌは回転装置３
ａと圧接装置３ｂとを含む０回転装置３ａにおいて、軸
受４により回動自在に支持された回動軸５の一端には第
１の装着具６が取付である。又上記回動軸５の途中には
ブレーキ６が取付られ、更に回動軸５の他端はクランチ
ア、プーリ８、ベルト９、プーリ１０を介して電動４！
１１１１に連結しである。一方圧接装置３ｂにおいて、
軸受１２により進退自在に支持された進退杆１３の一端
には第２の装着具１４が取付である。又上記進退杆１３
の他端には油圧シリンダ１５が連結しである。
定し、その測定された温度が予め定めた温度に適合して
いた場合に両材料の接合場所が適正である旨の判定を行
なう （実施例）以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。第１図において、摩擦圧接装置は摩擦圧接機構ｌと
制？１機横２とから成る。摩擦圧接機構ｌは回転装置３
ａと圧接装置３ｂとを含む０回転装置３ａにおいて、軸
受４により回動自在に支持された回動軸５の一端には第
１の装着具６が取付である。又上記回動軸５の途中には
ブレーキ６が取付られ、更に回動軸５の他端はクランチ
ア、プーリ８、ベルト９、プーリ１０を介して電動４！
１１１１に連結しである。一方圧接装置３ｂにおいて、
軸受１２により進退自在に支持された進退杆１３の一端
には第２の装着具１４が取付である。又上記進退杆１３
の他端には油圧シリンダ１５が連結しである。
次に制御機構２は符号２１〜４１で示された周知乃至は
公知の部材をもって構成しである。
公知の部材をもって構成しである。
次に上記摩擦圧接装置の作動について説明する。
まず第１の装着具６には第１の材料１７を、第２のＶｔ
着具１４には第２の材料１８を夫々装着する。この場合
、第１の材料１７は装着具６からの突出寸法が所定の値
となるようにする。上記材料は例えば外径２６鶴Φ厚さ
１ｍの丸バイブである。上記の状態において電動機１１
を作動させて第１装置Ｆ具６を回動させると共に、油圧
シリンダ１５を作動させて第２装着具１４を第１装着具
６に向けて前進させる。
着具１４には第２の材料１８を夫々装着する。この場合
、第１の材料１７は装着具６からの突出寸法が所定の値
となるようにする。上記材料は例えば外径２６鶴Φ厚さ
１ｍの丸バイブである。上記の状態において電動機１１
を作動させて第１装置Ｆ具６を回動させると共に、油圧
シリンダ１５を作動させて第２装着具１４を第１装着具
６に向けて前進させる。
上記油圧シリンダ１５の作動は油圧ポンプ２１から送り
出される作動油を圧力制御弁２２、流量制御弁２３を通
してシリンダ１５に加えることによって行なう。
出される作動油を圧力制御弁２２、流量制御弁２３を通
してシリンダ１５に加えることによって行なう。
上記のように第２の装着具１４を前進させる過程で第２
０材料１８が第１の材料１７に接触すると油圧シリンダ
１５に加わる油圧が高まる（ｇ！擦准力）為、それは圧
力スイッチ２４に検出され、その検出信号が変位検知器
２６におけるカウンタ２７にカウント開始信号として与
えられる。一方上記第２の装着具１４の移動は進退杆１
３に付設された変位センサ２５によって検知され、その
検知信号が上記カウンタ２７に加えられる。カウンタ２
７は上記のような両信号を受は入れることにより、第２
の材料１８が第１の材料１７に接触した後の第２の材料
１８の前進移動寸法（寄り寸法）をカウントし、その信
号を変位比較器２８に向は出力する。この間第１と第２
の材料１７．１８は夫々の先端部が圧接された状態で相
対回動する為、その摩Ｉ！Ｉ熱によって溶融する。変位
比較器２８には変位設定器２９において予め設定された
変位寸法（例えば２鳳朧）の信号が入力されている。
０材料１８が第１の材料１７に接触すると油圧シリンダ
１５に加わる油圧が高まる（ｇ！擦准力）為、それは圧
力スイッチ２４に検出され、その検出信号が変位検知器
２６におけるカウンタ２７にカウント開始信号として与
えられる。一方上記第２の装着具１４の移動は進退杆１
３に付設された変位センサ２５によって検知され、その
検知信号が上記カウンタ２７に加えられる。カウンタ２
７は上記のような両信号を受は入れることにより、第２
の材料１８が第１の材料１７に接触した後の第２の材料
１８の前進移動寸法（寄り寸法）をカウントし、その信
号を変位比較器２８に向は出力する。この間第１と第２
の材料１７．１８は夫々の先端部が圧接された状態で相
対回動する為、その摩Ｉ！Ｉ熱によって溶融する。変位
比較器２８には変位設定器２９において予め設定された
変位寸法（例えば２鳳朧）の信号が入力されている。
従って変位比較器２８は、上記カウンタ２７によってカ
ウントされた変位寸法が上記設定値となった時に出力を
生ずる。この出力は圧接機構１におけるブレーキ６及び
クラッチ７に伝達され、回動軸５の回動を急速に停止さ
せて第１の材料１７の回動を停止させる。また上記出力
は圧力制御弁２３に与えられ、油圧シリンダ１５に向け
て送られる油圧を高める。その結果、第２の材料１８は
第１の材料１７に対してより大きい圧力（アプセット推
力）で押し付けられる。
ウントされた変位寸法が上記設定値となった時に出力を
生ずる。この出力は圧接機構１におけるブレーキ６及び
クラッチ７に伝達され、回動軸５の回動を急速に停止さ
せて第１の材料１７の回動を停止させる。また上記出力
は圧力制御弁２３に与えられ、油圧シリンダ１５に向け
て送られる油圧を高める。その結果、第２の材料１８は
第１の材料１７に対してより大きい圧力（アプセット推
力）で押し付けられる。
一方上記のような過程において温度測定器３１によって
判定用測定点２０（その大きさは例えば１ｕ中程度であ
る）の温度が非接触の状態で検出される。
判定用測定点２０（その大きさは例えば１ｕ中程度であ
る）の温度が非接触の状態で検出される。
上記判定用測定点２０は第１の装着具６から第２の装着
具１４の側へ所定寸法だけ寄った、両材料１７゜１８の
溶融部が到来すべき点に定めである０本例にあっては、
第１の装着具６に予め定められた状態で取付られた第１
の材料１７の先端部から所定寸法（例えば１．５ｍｍ）
だけ第１の装着具６の側に寄った位置に定めである。温
度測定器３１においては上記測定点２０から放射される
赤外線を光学系３３でもって受光器３４に集めその赤外
線の放射エネルギーを受光器３４で電気信号に変えるこ
とによって温度の測定を行なうようになっている。受光
器３４の出力信号は増幅部３５で増幅され、温度信号と
して温度判定器３７に伝えられる。尚３６は周知の放射
率調整器を示す、温度判定器３７において上記温度信号
は表示器３８に伝えられ、上記測定点２０の温度が表示
される。父上記温度信号は温度比較器３９にも入力され
る。温度比較器３９には上下限設定器４０に予め設定さ
れた上限温度（例えば １３５０℃）と下限温度（例え
ば１２５０℃）が入力されている。そして温度比較器３
９は前記温度信号がそれら上限と下限の間にあるか否か
の判別を行ない、その判別結果に対応する信号を出力す
る。ゲート４１は前記変位比較器２８からの出力信号を
受けてその信号があった時に上記温度比較器３９からの
出力信号を判定出力として送出する。
具１４の側へ所定寸法だけ寄った、両材料１７゜１８の
溶融部が到来すべき点に定めである０本例にあっては、
第１の装着具６に予め定められた状態で取付られた第１
の材料１７の先端部から所定寸法（例えば１．５ｍｍ）
だけ第１の装着具６の側に寄った位置に定めである。温
度測定器３１においては上記測定点２０から放射される
赤外線を光学系３３でもって受光器３４に集めその赤外
線の放射エネルギーを受光器３４で電気信号に変えるこ
とによって温度の測定を行なうようになっている。受光
器３４の出力信号は増幅部３５で増幅され、温度信号と
して温度判定器３７に伝えられる。尚３６は周知の放射
率調整器を示す、温度判定器３７において上記温度信号
は表示器３８に伝えられ、上記測定点２０の温度が表示
される。父上記温度信号は温度比較器３９にも入力され
る。温度比較器３９には上下限設定器４０に予め設定さ
れた上限温度（例えば １３５０℃）と下限温度（例え
ば１２５０℃）が入力されている。そして温度比較器３
９は前記温度信号がそれら上限と下限の間にあるか否か
の判別を行ない、その判別結果に対応する信号を出力す
る。ゲート４１は前記変位比較器２８からの出力信号を
受けてその信号があった時に上記温度比較器３９からの
出力信号を判定出力として送出する。
次に上記作動を第２図及び第３図に基づき材料１７３１
８相互の状態を中心に説明する。まず第１の材料１７が
回転させられると共に第２の材料１Ｂがそれに向けて前
進させられる。やがて（ａ）の時点において第２の材料
１８の先端が第１の材料１７の先端に接触すると前述の
如く油圧シリンダ１５の推力が高まって摩擦推力ＰＩ
（例えば３ ｋｇ ／ ｍ ” ）となる。
８相互の状態を中心に説明する。まず第１の材料１７が
回転させられると共に第２の材料１Ｂがそれに向けて前
進させられる。やがて（ａ）の時点において第２の材料
１８の先端が第１の材料１７の先端に接触すると前述の
如く油圧シリンダ１５の推力が高まって摩擦推力ＰＩ
（例えば３ ｋｇ ／ ｍ ” ）となる。
この結果第１の材料１７と第２の材料１８の接触部分に
おいて摩擦熱が生じ、その部分の温度が第２図（Ａ）に
示す如く順次増大する。上記のような温度上昇により第
１の材料１７と第２の材料１Ｂの接触部が溶融する０例
えば第２図（ｂ）の時点において材料１７．１８は第３
図（ｂ）の状態となる。第２の材料１８は第１の材料１
７に向は押し付けられている為、上記溶融が進むにつれ
てその溶融部は第１の装着具６の側へ順次移動する。上
記のような状態を続けてやがて第２の材料１８の寄りし
るが所定の寸法（例えば３ＩＩ■）となったならば（第
２図（ｃ）の時点）、第１の材料１７の回転が停止せら
れる一方、第２の材料１８の推力がアプセット推力Ｐ２
（例えば１２ｋｇ／ｍ”）まで上げられる。その結
果、第２の材料１８は上記溶融部の溶融している部材を
押し出すようにして第１の材料１７に向けて僅かな寸法
（接触を開始した時から例えば３．６鰭の点まで）だけ
寄る。父上記（Ｃ）の時点において前述の如く温度判定
の結果が出力される。この判定結果は、第３図（ｃ）に
示されるように第１の材料１７と第２の材料１８の付き
合わさっている溶融部分が測定点２０に到来しており、
しかもその部分の温度が前述のように予め定められた温
度範囲（１２５０〜１３５０℃）に入っている場合のみ
良の判定結果として出力され、それ以外の時には否の判
定結果として出力される。なおその判定結果が否となる
原因は、上記両材料相互の当接部分の溶融が不十分でそ
の温度が所定温度よりも低い場合や溶融部分が過溶融で
所定温度よりも高い場合、材料の寸法不良によって材料
相互の当接部分が判定用測定点２０から外れている場合
、材料の材質の違いによる溶は代や発熱の違いによる場
合、材料の偏心により発熱不良があった場合などである
６次に上記のように圧力を上昇させた後所定時間が経過
して、上記両材料の溶融部分が冷えて固化したならば、
圧力を緩め第１及び第２の装着具６．１４から相互に結
合された第１及び第２の材料１７．１８を取り外す。こ
れにより一連の作業が完了する。
おいて摩擦熱が生じ、その部分の温度が第２図（Ａ）に
示す如く順次増大する。上記のような温度上昇により第
１の材料１７と第２の材料１Ｂの接触部が溶融する０例
えば第２図（ｂ）の時点において材料１７．１８は第３
図（ｂ）の状態となる。第２の材料１８は第１の材料１
７に向は押し付けられている為、上記溶融が進むにつれ
てその溶融部は第１の装着具６の側へ順次移動する。上
記のような状態を続けてやがて第２の材料１８の寄りし
るが所定の寸法（例えば３ＩＩ■）となったならば（第
２図（ｃ）の時点）、第１の材料１７の回転が停止せら
れる一方、第２の材料１８の推力がアプセット推力Ｐ２
（例えば１２ｋｇ／ｍ”）まで上げられる。その結
果、第２の材料１８は上記溶融部の溶融している部材を
押し出すようにして第１の材料１７に向けて僅かな寸法
（接触を開始した時から例えば３．６鰭の点まで）だけ
寄る。父上記（Ｃ）の時点において前述の如く温度判定
の結果が出力される。この判定結果は、第３図（ｃ）に
示されるように第１の材料１７と第２の材料１８の付き
合わさっている溶融部分が測定点２０に到来しており、
しかもその部分の温度が前述のように予め定められた温
度範囲（１２５０〜１３５０℃）に入っている場合のみ
良の判定結果として出力され、それ以外の時には否の判
定結果として出力される。なおその判定結果が否となる
原因は、上記両材料相互の当接部分の溶融が不十分でそ
の温度が所定温度よりも低い場合や溶融部分が過溶融で
所定温度よりも高い場合、材料の寸法不良によって材料
相互の当接部分が判定用測定点２０から外れている場合
、材料の材質の違いによる溶は代や発熱の違いによる場
合、材料の偏心により発熱不良があった場合などである
６次に上記のように圧力を上昇させた後所定時間が経過
して、上記両材料の溶融部分が冷えて固化したならば、
圧力を緩め第１及び第２の装着具６．１４から相互に結
合された第１及び第２の材料１７．１８を取り外す。こ
れにより一連の作業が完了する。
向上記両材料相互の回動、両材料相互の押付は相対的な
もので、第１の材料１７を固定しておいて第２の材料１
８を回動させながら第１の材料１７に押し付けてもよい
、また測定点２０は第２の材料１８の側において装着具
１４から所定寸法の場所に定めておいてもよい。
もので、第１の材料１７を固定しておいて第２の材料１
８を回動させながら第１の材料１７に押し付けてもよい
、また測定点２０は第２の材料１８の側において装着具
１４から所定寸法の場所に定めておいてもよい。
更に、上記のような動作が行われる場合、種々の部材に
おいて夫々、固有の作動遅れ時間がある場合には、周知
の手法でもってその遅れを補正するようにすればよい。
おいて夫々、固有の作動遅れ時間がある場合には、周知
の手法でもってその遅れを補正するようにすればよい。
以上のように本発明にあっては、一対の材料１７゜１８
を相互に接合したい場合、両者を相互に押し付けながら
相対回動させることにより両材料の接触部分を摩擦熱で
溶融させて両材料を接合一体化できる。
を相互に接合したい場合、両者を相互に押し付けながら
相対回動させることにより両材料の接触部分を摩擦熱で
溶融させて両材料を接合一体化できる。
しかも上記両材料の接合状態の良否判別をする場合、判
定用測定点２０において適正な温度が測定された時にの
み良の判定をするから両材料１７．１８の寸法、両袋着
具６．１４の相対移動量、装着具６゜１４に対する材料
１７．１８の装着状態、材料の品質等が全て適正で、上
記のような溶融に伴って順次動いていく溶融部が正しく
測定点２０にきておって、しかもその溶融部の温度が適
正であるときのみ良の判定をすることができ（上記測定
点において適正な温度が測定されない時には、上記のよ
うな種々の条件の内の少なくても一つが不適正で溶融部
が測定点２０に正しく到来しなかったこと、又はそこに
溶融部が到来してもその溶融部の溶融状態が不良である
ことを判別することができ）、上記のような多数の条件
の全てが適正で最も好ましい接合状態が得られているこ
とを確認できる特長がある。
定用測定点２０において適正な温度が測定された時にの
み良の判定をするから両材料１７．１８の寸法、両袋着
具６．１４の相対移動量、装着具６゜１４に対する材料
１７．１８の装着状態、材料の品質等が全て適正で、上
記のような溶融に伴って順次動いていく溶融部が正しく
測定点２０にきておって、しかもその溶融部の温度が適
正であるときのみ良の判定をすることができ（上記測定
点において適正な温度が測定されない時には、上記のよ
うな種々の条件の内の少なくても一つが不適正で溶融部
が測定点２０に正しく到来しなかったこと、又はそこに
溶融部が到来してもその溶融部の溶融状態が不良である
ことを判別することができ）、上記のような多数の条件
の全てが適正で最も好ましい接合状態が得られているこ
とを確認できる特長がある。
図面は本願の実施例を示すもので、第１図は摩擦圧接装
置の略示図、第２図は時間の経過と回転数、測定温度、
摩擦推力、材料の寄り代との関係を示すグラフ、第３図
は第２図の（ａ）〜（ｄ）の各時点における二つの材料
相互及びそれと判定用測定点との関係を示す図。 ６．１４・・・装着具、１７．１８・・・材料、２０・
・・判定用測定点。 第３図 第２図
置の略示図、第２図は時間の経過と回転数、測定温度、
摩擦推力、材料の寄り代との関係を示すグラフ、第３図
は第２図の（ａ）〜（ｄ）の各時点における二つの材料
相互及びそれと判定用測定点との関係を示す図。 ６．１４・・・装着具、１７．１８・・・材料、２０・
・・判定用測定点。 第３図 第２図
Claims (1)
- 一対の装着具に夫々装着された一対の材料の夫々の先端
部を相互に圧接させた状態で相対回動させ、その相対回
動による相互の圧接部分の摩擦熱によって両材料の先端
部を夫々溶融させ、かつ少なくとも一方の材料を他方の
材料に向って移動させて、両者を接合する摩擦圧接方法
において、一方の材料においてそれの装着具から他方の
材料の側へ所定寸法だけ離間した、両材料の溶融部が到
来すべき点を判定用測定点と定めて、摩擦圧接の操作の
後、上記判定用測定点の温度を測定し、その測定された
温度が予め定めた温度に適合していた場合に両材料の接
合場所が適正である旨の判定を行なうことを特徴とする
摩擦圧接方法における材料の接合場所判別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20747784A JPS6186086A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 摩擦圧接方法における材料の接合場所判別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20747784A JPS6186086A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 摩擦圧接方法における材料の接合場所判別方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6186086A true JPS6186086A (ja) | 1986-05-01 |
Family
ID=16540397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20747784A Pending JPS6186086A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 摩擦圧接方法における材料の接合場所判別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6186086A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006002820A2 (de) * | 2004-07-01 | 2006-01-12 | Kuka Schweissanlagen Gmbh | Pressschweissmaschine und pressschweissverfahren |
| CN102322972A (zh) * | 2011-05-26 | 2012-01-18 | 江苏科技大学 | 搅拌摩擦头内部温度检测方法及装置 |
| CN106153101A (zh) * | 2015-04-03 | 2016-11-23 | 上海航天设备制造总厂 | 在线测温、测力装置 |
| EP3760362A1 (en) * | 2019-06-13 | 2021-01-06 | Rolls-Royce plc | Method of friction welding a first component to a second component; gas turbine engine for an aircraft |
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| JPS5348957A (en) * | 1976-10-14 | 1978-05-02 | Pemtec Inc | Frictional welding method and device |
-
1984
- 1984-10-03 JP JP20747784A patent/JPS6186086A/ja active Pending
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