KR20060011284A - 마찰교반접합방법 - Google Patents

Abstract

본원 발명의 목적은, 간극에 충전재를 삽입한 경우에 있어서, 회전공구의 삽입위치의 산출방법을 제공하는 것에 있다.

2개의 부재(11, 12)를 맞대고, 맞댐부를 커터(20)로 절삭하여 슬릿(14)을 설치하고, 그 슬릿(14)에 롤러(22, 23, 25)로 충전재(21)를 삽입하고, 상기 충전재(21)와 그 양쪽의 상기 2개의 부재(11, 12)를 회전공구(35)로 마찰교반접합하면서 상기 회전공구(35)의 회전방향에 있어서, 상류측의 상기 충전재(21)의 끝부와 상기 회전방향의 상류측의 한쪽의 상기 부재(11b)와의 간극의 위치를 광학센서(35)로 구하고, 상기 위치에 대하여 상기 충전재(21)의 폭의 절반을 가산하고, 그 가산한 위치를 상기 회전공구(35)의 위치로 한다.

Description

마찰교반접합방법{FRICTION STIR WELDING METHOD}

도 1은 본 발명의 일 실시예의 마찰교반접합 도중의 종단면도,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11, 12 : 부재 11b, 12b : 볼록부

20 : 커터 21 : 충전재

31, 33 : 광학센서 35 : 회전공구

본 발명은 맞댐부의 마찰교반접합방법에 관한 것이다.

맞댐부의 마찰교반접합방법에서는, 특허문헌 1과 같이, 맞댐부의 1쌍의 부재에 볼록부를 설치하고, 볼록부측으로부터 회전공구를 회전시키면서 삽입하고, 접합선을 따라 이동하여 접합한다. 1쌍의 맞댐부재 사이의 간극에 볼록부의 금속을 이동시켜 간극을 메운다. 이를 위하여 간극의 폭을 검출하여, 그 중심에 회전공구의 중심을 일치시키고 있다.

또한 특허문헌 2와 같이 간극을 따라 맞댐부의 1쌍의 부재를 절삭하고, 절삭에 의하여 생긴 간극에 띠형상의 충전재를 삽입하여, 맞댐부와 상기 충전재의 3자를 마찰교반접합하고 있다.

이 경우, 회전공구를 삽입하는 위치를 구하는 방법에 대해서는 개시되어 있지 않다.

[특허문헌 1]

일본국 특개평11-90655호 공보(미국특허제6474533호)

[특허문헌 2]

일본국 특개2002-210571호 공보(유럽특허출원공개제1224998A2호)

본원 발명의 목적은, 간극에 충전재를 삽입한 경우에 있어서, 회전공구의 삽입위치의 산출방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적은, 2개의 부재를 맞대어 맞댐부를 절삭하여 슬릿을 설치하고, 상기 슬릿에 충전재를 삽입하여 상기 충전재와 그 양쪽의 상기 2개의 부재를 회전공구로 마찰교반접하면서 상기 회전공구의 회전방향에 있어서, 상류측의 상기 충전재의 끝부와 상기 회전방향의 상류측의 한쪽의 상기 부재와의 간극의 위치를 구하고, 상기 위치에 대하여 상기 충전재의 폭의 절반을 가산하여 그 가산한 위치를 상기 회전공구의 위치로 함으로써 달성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 3에 의하여 설명한다. 도 3은 회전공 구(35)를 아울러 나타낸다.

상기 특허문헌 2와 같이 2개의 부재(11, 12)를 맞대고, 맞댐부를 슬릿커터(13)로 절삭하여 슬릿(14)을 설치하고, 그 슬릿(14)에 띠형상의 충전재(21)를 삽입한다. 충전재(21)의 폭은 슬릿(14)의 폭보다도 약간 작다. 22, 23은 릴(도시 생략)에 감은 충전재(21)를 유도하는 롤러이다. 25, 26은 슬릿(14)에 삽입한 충전재(21)를 가압하는 롤러이다. 부재(11, 12), 충전재(21)는 알루미늄합금이다.

맞댐부의 부재(11, 12)의 끝부는 두꺼워져 볼록부(11b, 12b)가 있다. 볼록부(11b)와 볼록부(12b)가 맞대어져 있다. 볼록부(11b, 12b)는 부재(11, 12)의 상면 (11c, 12c)으로부터 위쪽으로 돌출되어 있다.

롤러(25)의 약간 뒤쪽에 있는 회전공구(35)로 슬릿(14)에 삽입한 충전재(21)와 부재(11, 12)의 3자를 마찰교반접합한다. 이와 같이 슬릿(14)을 절삭가공하면서 마찰교반접합이 행하여진다. 회전공구(35) 선단의 작은 지름부의 지름은 간극의 폭보다도 크고, 충전재(21) 및 볼록부(11b, 12b)에 걸쳐져 있다. 회전공구(35) 바로 앞의 충전재(21)는 홈의 중앙부에는 없고, 회전공구(35)의 회전방향의 하류측으로 밀려 충전재(21)는 한쪽의 볼록부(11b, 12b)에 접촉하고 있다.

회전공구(35)의 앞쪽에 광학센서(31, 33)가 있다. 광학센서(31, 33)는 충전재(21)와 볼록부(11b, 12b)의 상면, 부재(11c, 12c)의 상면을 주사한다. 광학센서 (31)는 커터(20)의 중심위치를 구하기 위한 것이다. 1쌍의 볼록부(11b, 12b)의 폭을 구하여 그 중심위치를 커터(20)의 중심위치로 한다. 이에 의하여 맞댐부 이외를 절삭하는 일이 없다.

또, 광학센서(33)는 회전공구(35)의 중심위치를 정하기 위한 것이다. 회전공구(35)의 이동방향(도 1 있어서, 오른쪽으로부터 왼쪽으로 이동한다)의 하류측(미교반접합부)에 있어서, 회전공구(35)의 회전방향에 있어서, 상류측 충전재(21)의 끝부와 상기 회전방향 상류측의 한쪽의 상기 부재(12b)와의 간극의 위치를 구한다. 이것은 회전공구(35)의 회전에 의하여 충전재(21)가 회전공구(35)의 회전방향의 하류측으로 밀려 있기 때문이다. 상기 위치에 종래의 충전재(21) 폭의 절반을 가산한 값을 회전공구(35)의 중심위치로 하여 회전공구(35)에 출력한다. 충전재(21) 양쪽에 간극을 발견할 수 있으면 양쪽의 간극으로부터 회전공구(35)의 중심위치를 산출하여도 좋다.

또, 부재(11c, 12c) 상면의 위치, 볼록부(11b, 12b) 상면의 위치를 구한다. 이에 의하여 회전공구(35)의 큰 지름부와 작은 지름부의 경계위치, 즉 회전공구(35)의 삽입량을 구한다. 이에 의하면 상기 경계는 상면(11c, 12c)보다도 아래쪽이 되지 않기 때문에, 볼록부(11b, 12b)를 절삭으로 제거하면 상면(11c, 12)은 평활해진다.

이와 같은 구성에 있어서, 광학센서(31)로 절삭위치를 구하여 절삭한다. 다음에 광학센서(33)로 충전재의 위치를 구하고, 회전공구(35)의 삽입위치, 깊이를 구하여 마찰교반접합을 한다.

본 발명에 의하면, 광학센서로 절삭위치를 구하여 맞댐부 이외를 절삭하는 일이 없고, 또, 광학센서로 회전공구의 삽입위치, 깊이를 구하여 마찰교반접합을 행하기 때문에, 보다 확실한 접합을 할 수 있다.

Claims (3)

1. 2개의 부재를 맞대고, 맞댐부를 절삭하여 슬릿을 설치하고,

   상기 슬릿에 충전재를 삽입하고,

   상기 충전재와 그 양쪽의 상기 2개의 부재를 회전공구로 마찰교반접합하면서,

   상기 회전공구의 회전방향에 있어서, 상류측의 상기 충전재의 끝부와 상기 회전방향의 상류측의 한쪽의 상기 부재와의 간극의 위치를 구하고, 그 위치에 대하여 상기 충전재 폭의 절반을 가산하여, 상기 가산한 위치를 상기 회전공구의 위치로 하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 상류측의 상기 충전재의 끝부와 상기 회전방향의 상류측의 한쪽의 상기 부재와의 간극의 위치는, 상기 충전재의 끝부의 위치인 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 상류측의 상기 충전재의 끝부의 위치는, 상기 상류측으로부터 하류측을 행하여 주사하여 구하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.

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