KR20020038443A - 마찰교반접합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 겹쳐진 부재를 마찰교반접합하는 경우에 겹침면에 노치가 발생하는 것을 억제하는 데 있다.

이를 위하여 본 발명에서는 판(10)과 판(20)을 중첩하였을 때, 판(10)의 겹침면측에 홈(12)을 가진다. 다른쪽 판(20)의 외부에는 볼록부(22)를 가진다. 볼록부(22)측으로부터 회전공구(50)를 삽입하여 마찰교반접합한다. 홈(12)은 마찰교반접합에 의해 메워지고, 그 금속의 원재료는 볼록부(22)이다. 이에 의하면 접합부의 압력이 과대해 지지 않기 때문에 겹침면의 노치의 발생이 억제된다. 경량이고 양호한 접합을 할 수 있는 마찰교반접합방법을 제공한다.

Description

마찰교반접합방법{FRICTION STIR WELDING METHOD}

본 발명은 겹침면의 마찰교반접합방법에 관한 것이다.

마찰교반접합방법은 접합부에 삽입한 둥근 막대(회전공구라 함)를 회전시키면서 접합선을 따라 이동시켜 접합부를 발열, 연화시키고, 소성유동시켜, 고체상 접합하는 방법이다. 회전공구는 큰 지름부와 작은 지름부로 이루어진다. 작은 지름부를 접합해야 할 부재에 삽입하고 큰 지름부의 끝면을 상기 부재에 접촉시키고있다. 작은 지름부에는 나사를 설치하고 있다.

또 접합해야 할 2개의 부재의 회전공구의 삽입측에 볼록부를 설치하고, 이 볼록부의 금속으로 2개의 부재 사이의 간극을 메우도록 하고 있다. 회전공구의 큰 지름부를 볼록부내에 넣고 있다. 이들은 일본국 특개평11-90655호 공보(USP 6050474)에 나타나 있다.

마찰교반접합은 겹침면의 접합에도 이용할 수 있다. 겹쳐진 부재를 마찰교반접합하면, 겹침면에 노치가 생기기 쉽다. 이것을 도 4에 나타낸다. 도 4(a)는 마찰교반접합 도중의 종단면도를 나타내고, 도 4(b)는 마찰교반접합 후의 종단면도를 나타내고 있다. 도 4(b)는 모식적으로 나타낸다. 이와 같이 겹친 부재에 대하여 위쪽측으로부터 회전공구(50)를 삽입하여 마찰교반접합을 하고있다. 빗금부분으로 나타내는 교반영역과 2개 부재의 겹침면이 위쪽측의 솟아 오른 노치(B)가 된다.

본 발명의 목적은 겹침면에 노치의 발생을 억제하는 마찰교반접합방법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 접합부의 종단면도,

도 2는 도 1의 접합도중의 종단면도,

도 3은 도 1의 접합 후의 종단면도,

도 4는 종래의 접합방법을 나타내는 종단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 판 12 : 홈

22 : 볼록부 50 : 회전공구

51 : 큰 지름부 52 : 작은 지름부

본 발명은 제 1 부재와 제 2 부재를 겹치고, 상기 제 1 부재의 상기 겹침면에는 마찰교반접합의 방향을 따라 홈이 있고, 상기 홈의 폭보다도 큰 지름의 작은 지름부를 가지는 회전공구로 상기 홈을 따라 상기 겹침면을 마찰교반접합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 3에 따라 설명한다. 도 3의 빗금부분의 교반영역은 모식적으로 나타낸다. 판(10)과 판(20)을 겹치고 있다. 판(10)의 겹침(위쪽측의 면)에는 실질적으로 사각형의 홈(12)이 있다. 판(20)의 상면에는 볼록부 (22)가 있다. 판(10)은 가대(100)에 얹어져 있고, 판(10)과 함께 가대 (100)에 고정되어 있다. 판(10, 20)은 압출형재이다.

마찰교반접합은 위쪽 판(20)의 위쪽으로부터 회전공구(50)를 삽입하여 행한다. 회전공구(50)는 큰 지름부(51)의 선단에 작은 지름부(52)를 설치하고 있다. 작은 지름부(52)에는 나사를 설치하고 있다. 회전공구(50)의 중심을 볼록부(22)의 폭의 중심에 삽입한다. 이 중심에 홈(12)의 중심이 있다. 큰 지름부(51)의 지름은 볼록부(22)의 폭보다 작다. 홈(12)의 폭은 큰 지름부(51)의 지름 및 작은 지름부(52)의 지름보다 작다.

마찰교반접합에 있어서 큰 지름부(51)의 하단을 판(20)의 볼록부측의 면의 연장선과 볼록부(22)의 정점부 사이에 위치시킨다. 작은 지름부(52)의 선단은 홈 (12)의 바닥부보다 깊게 삽입한다. 이 상태에서 회전공구(50)를 회전시키면서 접합해야 할 선을 따라 이동시킨다. 회전공구(50)의 축심은 작은 지름부(62)측이 큰 지름부(51)측보다도 이동방향의 앞쪽에 위치한다.

이에 의하면, 홈(12)인 공간이 있기 때문에 교반영역의 압력은 과대해지지 않아 상기 노치(B)의 발생이 억제된다. 또한 홈(12)은 교반에 의해 메워진다. 볼록부(22)의 금속이 홈(12)을 메우는 금속의 원자재가 된다. 볼록부(22)가 없는 경우는 판(20)의 상면이 깎여져 얇아지나, 볼록부(22)에 의해 이것을 보완할 수 있어결과적으로 판두께를 얇게 할 수 있는 것이다.

본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위의 각 청구항에 기재된 문언 또는 과제를 해결하기 위한 수단의 항에 기재된 문언에 한정되지 않고, 당업자가 그것으로부터 용이하게 치환할 수 있는 범위에도 미치는 것이다.

본 발명에 의하면, 경량이고 양호한 마찰교반접합을 할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 제 1 부재와 제 2 부재를 겹치고,

   상기 제 1 부재의 상기 겹침면에는 마찰교반접합의 방향을 따라 홈이 있으며,

   상기 홈의 폭보다 큰 지름의 작은 지름부를 가지는 회전공구로 상기 홈을 따라 상기 겹침면을 마찰교반접합하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 부재측으로부터 상기 홈의 깊이보다 깊게 상기 작은 지름부를 삽입하여 상기 마찰교반접합을 행하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
3. 다른 부재와 겹쳐지는 면이 있고, 이 면은 상기 다른 부재와 마찰교반접합하는 면으로서 압출방향을 따라 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 압출형재.