KR20140069286A - Method for manufacturing lidded container and joining method - Google Patents
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Abstract
덮개를 구비한 용기의 강도의 불균형을 작게 할 수 있는 덮개를 구비한 용기의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 저부(11)와 이 저부(11)에 기립된 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 측벽부(12)를 구비한 본체부(2)와, 본체부(2)의 개구(5)를 폐색하는 덮개부(3)를 준비하는 준비 공정과, 측벽부(12)의 상면과 덮개부(3)의 하면을 맞대어 맞댐부를 형성하면서, 상기 맞댐부의 한 변에 대해 경사지는 기준선을 따라 본체부(2) 및 덮개부(3)를 상대적 또한 직선적으로 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.And to provide a method of manufacturing a container provided with a lid capable of reducing unevenness in strength of a container provided with a lid. A main body portion 2 having a bottom portion 11 and a rectangular frame-shaped side wall portion 12 as viewed in a plan view erected on the bottom portion 11 and a cover portion 12 for closing the opening 5 of the main body portion 2. [ (2) and (3) along a reference line inclined with respect to one side of the abutting portion while abutting the lower surface of the lid part (3) with the upper surface of the side wall part (12) And a frictional pressure welding step in which the lid portion 3 is reciprocated relatively linearly to frictionally press-contact.
Description
본 발명은, 덮개를 구비한 용기의 제조 방법 및 접합 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
예를 들어, 특허문헌 1, 2에는 원기둥 형상을 나타내는 금속 부재끼리를 마찰 압접에 의해 접합하는 방법이 개시되어 있다. 이 접합 방법은, 한 쌍의 원기둥 형상의 금속 부재의 단부면끼리를 서로 근접하는 방향으로 압박하면서 중심축 주위로 고속 회전시킴으로써, 접합면에 마찰열을 발생시켜 양 부재를 접합하는 것이다. 종래의 접합 방법에서는, 금속 부재의 단부면끼리가 원 형상을 나타내므로, 중심축 주위로 금속 부재를 회전시키면 치우침 없이 마찰열을 발생시킬 수 있다.For example,
한편, 마찰 압접은, 워크의 변형이 작고, 또한 가공 속도가 빠르다고 하는 이점이 있다. 그러나, 마찰 압접은, 고상 접합이기는 하지만 동적인 프로세스를 수반하므로, 접합부에 있어서의 수밀성 및 기밀성이 불안정해지기 쉽고, 접합부에 버어가 발생한다고 하는 문제가 있었다. 예를 들어, 특허문헌 2에서는, 외측 버어에 대해 절삭날을 자동으로 위치 결정할 수 있도록 개량한, 마찰 압접기용 외측 버어 절삭 장치가 제안되어 있다.On the other hand, the friction welding has an advantage that the deformation of the work is small and the machining speed is high. However, since the friction welding is accompanied by a dynamic process even though it is a solid-phase bonding, the watertightness and the airtightness at the joint portion are liable to become unstable and there is a problem that buckling occurs at the joint portion. For example,
여기서, 도 32는 과제를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 접합 전의 분해 사시도, (b)는 접합 후의 모식 평면도이다. 여기서는, 평면에서 보아 직사각형의 본체부(201)와, 평면에서 보아 직사각형의 덮개부(202)를 마찰 압접에 의해 접합하여 덮개를 구비한 용기를 제조하는 경우를 예시한다. 본체부(201)는 저부(203)와, 저부(203)의 단부로부터 기립된 프레임 형상의 측벽부(204)를 갖는다. 덮개부(202)는 본체부(201)의 개구를 덮는 판 형상 부재이다.Here, FIG. 32 is a view for explaining a problem, (a) is an exploded perspective view before bonding, and (b) is a schematic top view after bonding. Here, a case in which a container having a lid is manufactured by joining a rectangular main body portion 201 in a plan view and a
평면에서 보아 직사각형의 부재에 대해 마찰 압접을 행할 때에는, 종래와 같이 금속 부재끼리를 회전시킬 수는 없다. 그로 인해, 측벽부(204)의 상면과 덮개부(202)의 하면을 맞댄 후, 예를 들어 도 32의 (b)에 도시하는 바와 같이, 측벽부(204)의 긴 변의 연장 방향에 대해 평행하게 본체부(201)와 덮개부(202)를 상대적으로 왕복 이동시켜 접합하는 것이 생각된다.When friction welding is applied to a rectangular member viewed from the plane, it is impossible to rotate the metal members together as in the conventional case. 32 (b), after the upper surface of the
이와 같이 하여 접합된 덮개를 구비한 용기의 M점과 N점에 있어서의 인장 강도를 측정하면, M점에 대해 N점의 인장 강도가 상당히 낮은 것을 알 수 있었다. 이것은, M점과 N점에서는 마찰 압접시에 발생하는 마찰열의 차가 커, 접합 강도에도 영향을 미치고 있다고 생각되었다.When the tensile strength at points M and N of the container having the lid thus bonded was measured, it was found that the tensile strength at point N was considerably low with respect to point M. This is considered to be because the difference in frictional heat occurring at the time of friction welding at the points M and N is large, which affects the bonding strength.
또한, 이와 같이 하여 접합된 덮개를 구비한 용기의 기밀성을 측정하면, 기밀성이 상당히 낮은 것을 알 수 있었다. 이것은, M점과 N점에서는 마찰 압접시의 마모분 이동 거리의 차가 커, 기밀성에도 영향을 미치고 있다고 생각되었다.Further, when the airtightness of the container having the lid thus bonded was measured, it was found that the airtightness was considerably low. This is considered to be because the difference in the movement distance of abrasion wear during friction welding at M point and N point is large and also affects airtightness.
한편, 특허문헌 3에서는, 절삭 가공에 의한 버어 제거에 앞서, 버어의 전체를 고주파 유도 가열에 의해 적온으로 고주파 유도 가열하고, 그 후의 버어의 절삭 제거의 용이화나 효율화를 가능하게 하는 고주파 유도 가열 코일 장치가 제안되어 있다.On the other hand,
또한, 마찰 압접시에 발생하는 버어의 절제를 불필요하게 하기 위한 방법도 제창되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 4에서는, 대향하여 파지된 한 쌍의 모재를 서로 상대 회전시키면서 접촉시켜 발열시키고, 모재 접촉 단부 용융 후 다시 모재끼리를 가압하여 접합하는 마찰 압접 방법에 있어서, 모재끼리를 압박하였을 때에 모재 접합부에 발생하는 버어를, 버어 발생 방향에 대향하여 힘을 가하여 압박 성형하는 공정을 포함하는 마찰 압접 방법이 제안되어 있다.Further, a method for eliminating the burrs generated during friction welding is also devised. For example,
그러나, 이들 방법에서는, 그 방법을 실현하는 장치의 기구가 복잡해지고, 또한 공정이 하나 증가함으로써 비용 상승의 요인으로 되고 있었다.However, in these methods, the mechanism of the apparatus realizing the method becomes complicated, and the number of processes increases, which causes a rise in cost.
이러한 관점에서, 본 발명은 덮개를 구비한 용기의 각 접합 부위에 있어서의 강도의 불균형을 작게 할 수 있고, 덮개를 구비한 용기의 수밀성 및 기밀성을 향상시킬 수 있는 덮개를 구비한 용기의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 발명은 마찰 압접에서 발생한 버어를 제거하면서, 동시에 접합 품질의 향상을 도모할 수 있는 접합 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.In view of the above, the present invention provides a method of manufacturing a container with a lid capable of reducing the unevenness of strength at each joint portion of a container having a lid and improving the watertightness and airtightness of the container provided with the lid And to provide an image processing apparatus. It is another object of the present invention to provide a joining method capable of improving bonding quality at the same time while eliminating burrs generated in friction welding.
이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 저부와 이 저부에 기립된 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 측벽부를 구비한 본체부와, 상기 본체부의 개구를 폐색하는 덮개부를 준비하는 준비 공정과, 상기 측벽부의 상면과 상기 덮개부의 하면을 맞대어 맞댐부를 형성하면서, 평면에서 본 경우에, 상기 맞댐부의 한 변에 대해 경사지는 기준선을 따라 상기 본체부 및 상기 덮개부를 상대적 또한 직선적으로 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve such a problem, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: preparing a body portion having a bottom portion and a side wall portion in a rectangular frame shape as viewed in a plane rising from the bottom portion; A friction welding is performed in which the upper surface and the lower surface of the lid portion are abutted to each other to form a butt portion and the lid portion and the main body portion are linearly reciprocated relative to each other along a reference line inclined with respect to one side of the butt portion, The process comprising the steps of:
이러한 제조 방법에 의하면, 마찰 압접 공정에서 부재끼리를 비스듬히 직선 이동시킴으로써, 각 접합 부위에 있어서의 마찰열의 차를 작게 할 수 있고, 나아가서는 덮개를 구비한 용기의 각 접합부에 있어서의 강도의 불균형을 작게 할 수 있다. 또한, 마찰 압접 공정에서 부재끼리를 비스듬히 직선 이동시킴으로써, 각 접합 부위에 있어서의 마모분 이동 거리의 차를 작게 할 수 있고, 나아가서는 덮개를 구비한 용기의 수밀성 및 기밀성을 향상시킬 수 있다.According to this manufacturing method, it is possible to reduce the difference in frictional heat between the joint portions by linearly moving the members in an oblique direction in the friction welding process, and further, it is possible to reduce the unevenness of the strength at the joint portions of the container having the lid Can be made small. Further, by diagonally moving the members obliquely in the friction welding process, it is possible to reduce the difference in the distance of movement of the abrasive particles at each joint, and further, the watertightness and airtightness of the container provided with the lid can be improved.
또한, 상기 마찰 압접 공정에 있어서 상기 맞댐부가 정사각 형상을 나타내는 경우, 상기 기준선을 상기 맞댐부의 대각선에 대해 ±30°의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다.When the abutting portion exhibits a square shape in the friction welding process, it is preferable that the baseline is set within a range of +/- 30 degrees with respect to the diagonal line of the abutting portion.
또한, 상기 마찰 압접 공정에 있어서 상기 맞댐부가 직사각 형상을 나타내는 경우, 상기 기준선을 상기 맞댐부의 대각선에 대해 ±20°의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다.When the abutting portion exhibits a rectangular shape in the friction welding process, it is preferable that the reference line is set within a range of 占 0 占 with respect to the diagonal line of the abutting portion.
또한, 상기 마찰 압접 공정에 있어서, 상기 기준선을 상기 맞댐부의 대각선과 평행해지도록 설정하는 것이 바람직하다.In the friction welding process, it is preferable that the reference line is set to be parallel to the diagonal line of the abutting portion.
이러한 제조 방법에 의하면, 본체부와 덮개를 마찰 압접할 때에 각 접합 부위에 발생하는 마찰열의 불균형을 작게 하는 것이 가능해져, 덮개를 구비한 용기의 각 접합 부위에 있어서의 강도의 불균형을 보다 작게 할 수 있다.According to this manufacturing method, it is possible to reduce the unevenness of the frictional heat generated at the joint portions when the main body portion and the lid are friction-pressure-contacted, so that the unevenness of the strength at each joint portion of the container having the lid is reduced .
또한, 상기 마찰 압접 공정에 있어서, 상기 맞댐부의 한 변과 상기 기준선이 이루는 각도를 35°∼55°로 설정하는 것이 바람직하고, 40°∼50°로 설정하는 것이 보다 바람직하고, 45°로 설정하는 것이 가장 바람직하다.In the friction welding process, it is preferable to set the angle formed by one side of the abutted portion and the reference line to 35 to 55, more preferably to 40 to 50, and to 45 .
이러한 제조 방법에 의하면, 본체부와 덮개를 마찰 압접할 때에 각 접합 부위에 있어서의 마모분 이동 거리의 불균형을 작게 하는 것이 가능해져, 덮개를 구비한 용기의 수밀성 및 기밀성을 향상시킬 수 있다.According to this manufacturing method, when the main body portion and the lid are friction-pressure-contacted, it is possible to reduce the unevenness of the distance of movement of the wearer at each joint portion, and the watertightness and airtightness of the container provided with the lid can be improved.
또한, 상기 측벽부의 상면에는, 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상으로 형성된 본체 오목 홈부와, 상기 본체 오목 홈부의 내측에 형성된 본체 내주면과, 상기 본체 오목 홈부의 외측에, 상기 본체 내주면보다도 낮은 위치에 형성된 본체 외주면이 형성되어 있고, 상기 마찰 압접 공정에서는, 상기 본체 내주면과 상기 덮개부의 하면을 맞대는 것이 바람직하다.A main body concave groove portion formed on the upper surface of the side wall portion in a rectangular frame shape in plan view; a body inner circumferential surface formed on an inner side of the body concave groove portion; The inner circumferential surface of the main body and the lower surface of the lid portion are preferably opposed to each other in the friction welding step.
또한, 상기 덮개부의 하면에는, 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상으로 형성된 덮개 오목 홈부와, 상기 덮개 오목 홈부의 내측에 형성된 덮개 내주면과, 상기 덮개 오목 홈부의 외측에, 상기 덮개 내주면보다도 높은 위치에 형성된 덮개 외주면이 형성되어 있고, 상기 마찰 압접 공정에서는, 상기 측벽부의 상면과 상기 덮개 내주면을 맞대는 것이 바람직하다.A lid recessed groove portion formed on the lower surface of the lid portion in a rectangular frame shape as viewed in a plan view; a lid inner circumferential surface formed on the inner side of the lid recessed groove portion; and a lid recessed groove portion formed on an outer side of the lid recessed groove portion, And the upper surface of the side wall portion and the lid inner circumferential surface are opposed to each other in the friction welding step.
이러한 제조 방법에 의하면, 마찰 압접에 의해 형성된 버어가 각 오목 홈부에 수납되므로, 버어를 절삭하는 수고를 생략할 수 있다.According to this manufacturing method, the burr formed by the friction welding is housed in each concave groove portion, so that labor for cutting the burr can be omitted.
또한, 본 발명은 제1 금속 부재와 제2 금속 부재를 마찰 압접하는 마찰 압접 공정과, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재 중 적어도 한쪽의 외측면에 발생한 버어를 용가재로 하여 상기 외측면끼리를 용접하는 용접 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a method of manufacturing a metal member, comprising: a friction welding step of frictionally pressing a first metal member and a second metal member; And a welding step of welding the two members together.
또한, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 대향면 중 적어도 한쪽에 오목부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 제1 금속 부재와 제2 금속 부재로 구성되는 중공 용기의 수밀성 및 기밀성을 향상시킬 수 있다.It is preferable that a concave portion is formed on at least one of opposite surfaces of the first metal member and the second metal member. According to this configuration, the watertightness and airtightness of the hollow container composed of the first metal member and the second metal member can be improved.
또한, 상기 용접 공정에서는, 레이저 용접을 행하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 용접 공정을 용이하게 행할 수 있다.Further, in the welding step, it is preferable to perform laser welding. With this configuration, the welding process can be easily performed.
또한, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 경량이며 내식성이 우수한 중공 용기를 제조할 수 있다.It is preferable that the first metal member and the second metal member are made of aluminum or an aluminum alloy. According to this constitution, a hollow container which is lightweight and excellent in corrosion resistance can be produced.
마찰 압접은, 고상 접합이기는 하지만 동적인 프로세스를 수반하므로, 접합부에 있어서의 수밀성 및 기밀성이 불안정해지기 쉽고, 접합부에 버어가 발생한다고 하는 문제가 있지만, 그 접합 품질은, 피접합재 내부의 핀홀, 맞댐면에 있어서의 간극, 산화 피막, 오염 등의 영향을 받기 어렵다고 하는 이점이 있다.Although the friction welding is a solid phase bonding, it involves a dynamic process, so that the watertightness and airtightness at the joint are liable to become unstable and burrs are generated in the joint portion. There is an advantage that it is hardly affected by the gap, the oxide film, the contamination, etc. on the abutting surface.
한편, 용접은, 아크나 레이저 등의 열원에 의한 용가재, 피접합재 표면의 용융을 수반하므로, 그 접합 품질은, 피접합재 내부의 핀홀, 맞댐면에 있어서의 간극, 산화 피막, 오염 등의 영향을 받기 쉽다고 하는 문제가 있지만, 수밀성 및 기밀성이 양호해짐과 함께, 접합면이 비교적 매끄럽다고 하는 이점이 있다.On the other hand, since welding involves the melting of the surface of the filler material and the material to be welded by a heat source such as an arc or a laser, the quality of the joint is influenced by the influence of the pinhole, the gap in the contact surface, There is a problem that it is easy to receive, but watertightness and airtightness are improved, and there is an advantage that the bonding surface is comparatively smooth.
따라서, 본 발명의 발명자는, 마찰 압접, 용접의 상호의 이점을 최대한으로 살리면서, 마찰 압접, 용접의 상호의 기술 과제를 보충하는 것이 가능해지는 프로세스를 고안하여, 이 프로세스에 의해 접합 품질(기밀성)을 현저하게 향상시키는 것에 성공하였다.Therefore, the inventor of the present invention has devised a process capable of supplementing the mutual technical problems of friction welding and welding while taking advantage of mutual advantages of friction welding and welding, and by this process, ). ≪ / RTI >
본 발명에 관한 덮개를 구비한 용기의 제조 방법에 의하면, 덮개를 구비한 용기의 각 접합 부위에 있어서의 강도의 불균형을 작게 할 수 있어, 덮개를 구비한 용기의 수밀성 및 기밀성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 접합 방법에 의하면, 마찰 압접에서 발생한 버어를 제거하면서, 동시에 접합 품질의 향상을 도모할 수 있다.According to the method for manufacturing a container provided with the lid according to the present invention, it is possible to reduce the unevenness of the strength at each joint portion of the container provided with the lid, thereby improving the watertightness and airtightness of the container provided with the lid . Further, according to the joining method of the present invention, it is possible to improve the joining quality at the same time while removing burrs generated in the friction welding.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기의 분해 사시도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 본체부의 단면도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 덮개부의 사시도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 덮개부의 단면도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 있어서 맞댄 상태를 도시하는 단면도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 마찰 압접 공정을 도시하는 평면도이다.
도 7은 제1 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기를 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 마찰 압접 공정을 도시하는 평면도이다.
도 9는 제1 변형예를 도시하는 도면이며, (a)는 접합 전, (b)는 접합 후를 도시한다.
도 10은 제2 변형예를 도시하는 도면이며, (a)는 접합 전, (b)는 접합 후를 도시한다.
도 11은 제3 변형예를 도시하는 도면이며, (a)는 접합 전, (b)는 접합 후를 도시한다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기의 분해 사시도이다.
도 13은 제3 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기의 단면도이다.
도 14의 (a)는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기의 평면도이고, (b)는 제4 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기의 단면도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재의 사시도이다.
도 16의 (a)는 제5 실시 형태에 관한 마찰 압접 공정을 도시하는 단면도이고, (b)는 본 실시 형태에 관한 용접 공정을 도시하는 단면도이다.
도 17은 실시예 1을 설명하기 위한 도면이며, (a)는 평면도, (b)는 마찰 각도와 인장 강도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 18은 실시예 2를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 평면도, (b)는 마찰 각도와 인장 강도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 19는 실시예 2의 각 조건에 있어서의 맞댐부의 단면도이다.
도 20은 실시예 3의 접합 조건을 정리한 표이다.
도 21은 실시예 3에 있어서의 마찰 각도와 압력 저하율의 관계를 나타내는 그래프로, (a)는 직사각형 시험체의 결과를 나타내고, (b)는 정사각형 시험체의 결과를 나타낸다.
도 22는 간헐 마찰부의 면적과 마찰 각도의 관계, 마모분 이동 거리와 마찰 각도의 관계를 계산하기 위한 전제 조건을 나타내는 테이블이다.
도 23은 간헐 마찰부를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 본체부와 덮개부를 맞댄 상태의 모식 평면도이고, (b)는 (a)의 A부에 있어서 본체부에 대해 덮개부를 이동시킨 상태의 확대 모식 평면도이다.
도 24의 (a)는 직사각형 용기(긴 변과 짧은 변의 어스펙트비는 3:1)의 본체부와 덮개를 마찰 압접하는 경우의 간헐 마찰부의 면적과 마찰 각도의 관계를 나타내는 그래프이고, (b)는 정사각형 용기의 본체부와 덮개를 마찰 압접하는 경우의 간헐 마찰부의 면적과 마찰 각도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 25는 마모분 이동 거리를 설명하기 위한 도면이며, 도 23의 (a)의 A부에 있어서 본체부에 대해 덮개부를 이동시킨 상태의 확대 모식 평면도이다.
도 26의 (a)는 직사각형 용기(긴 변과 짧은 변의 어스펙트비는 3:1)의 본체부와 덮개를 마찰 압접하는 경우의 마모분 이동 거리와 마찰 각도의 관계를 나타내는 그래프이고, (b)는 정사각형 용기의 본체부와 덮개를 마찰 압접하는 경우의 마모분 이동 거리와 마찰 각도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 27은 실시예 4에 관한 시험체 G, H를 도시하는 도면이며, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 I-I 단면도이다.
도 28은 실시예 4에 관한 시험체 I∼M을 도시하는 도면이며, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 II-II 단면도이다.
도 29는 (a)는 시험체 G, H의 용접 조건을 나타내고, (b)는 시험체 I, K의 용접 조건을 나타내고, (c)는 시험체 L, M의 용접 조건을 나타낸다.
도 30의 (a)는 시험체 G의 마찰 압접 공정 후에 있어서의 건전한 부분의 모식 단면도이고, (b)는 시험체 G의 마찰 압접 공정 후에 있어서의 접합 결함을 포함하는 부분의 모식 단면도이고, (c)는 시험체 G의 용접 공정 후에 있어서의 모식 단면도이다.
도 31은 실시예 4의 조건 및 압력 저하율을 나타내는 표이다.
도 32는 과제를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 접합 전의 분해 사시도, (b)는 접합 후의 모식 평면도이다.1 is an exploded perspective view of a container provided with a lid according to a first embodiment of the present invention.
2 is a sectional view of the main body according to the first embodiment.
3 is a perspective view of the lid portion according to the first embodiment.
4 is a cross-sectional view of the lid portion according to the first embodiment.
Fig. 5 is a cross-sectional view showing a state of returning in the first embodiment. Fig.
6 is a plan view showing a friction welding process according to the first embodiment.
7 is a cross-sectional view showing a container having a lid according to the first embodiment.
8 is a plan view showing a friction welding process according to the second embodiment of the present invention.
Fig. 9 is a view showing a first modification, wherein (a) shows a state before bonding, and (b) shows a state after bonding.
10 is a view showing a second modification, wherein (a) shows a state before bonding, and (b) shows a state after bonding.
Fig. 11 is a view showing a third modification, wherein (a) shows a state before bonding, and (b) shows a state after bonding.
12 is an exploded perspective view of a container provided with a lid according to a third embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view of a container provided with a lid according to the third embodiment.
FIG. 14A is a plan view of a container having a lid according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 14B is a sectional view of a container having a lid according to the fourth embodiment.
15 is a perspective view of a first metal member and a second metal member according to a fifth embodiment of the present invention.
16A is a cross-sectional view showing a friction welding process according to a fifth embodiment, and FIG. 16B is a cross-sectional view showing a welding process according to the present embodiment.
17 is a view for explaining
Fig. 18 is a view for explaining a second embodiment, wherein (a) is a plan view and (b) is a graph showing the relationship between a friction angle and a tensile strength.
Fig. 19 is a cross-sectional view of a butt portion in each condition of Example 2; Fig.
20 is a table summarizing the bonding conditions of Example 3. Fig.
Fig. 21 is a graph showing the relationship between the friction angle and the pressure drop ratio in Example 3, wherein (a) shows the results of the rectangular test pieces, and (b) shows the results of the square test pieces.
FIG. 22 is a table showing the relationship between the area of the intermittent friction portion and the friction angle, and the precondition for calculating the relationship between the wear amount movement distance and the friction angle.
Fig. 23 is a schematic plan view for explaining the intermittent friction portion, wherein Fig. 23 (a) is a schematic plan view showing a state in which the main body portion and the lid portion are in contact with each other, FIG.
24A is a graph showing the relationship between the area of the intermittent frictional portion and the frictional angle when the lid body is friction-pressure-contacted with the main body portion of the rectangular container (the aspect ratio of the long side and the short side is 3: 1) Is a graph showing the relationship between the area of the intermittent frictional portion and the frictional angle when frictional pressure contact is made between the main body of the square container and the lid.
25 is an enlarged schematic plan view showing a state in which the lid part is moved with respect to the main body part in part A of Fig.
26 (a) is a graph showing a relationship between a wear amount of a wearer and a frictional angle when a lid body is friction-pressure-contacted with a rectangular container (aspect ratio of a long side and a short side is 3: 1) Is a graph showing the relationship between the wear distance and the friction angle when the main body of the square container and the lid are friction-pressure-contacted.
Fig. 27 is a view showing the specimens G and H according to Example 4, wherein (a) is a plan view and (b) is a II cross-sectional view of (a).
Fig. 28 is a view showing the test bodies I to M according to the fourth embodiment, wherein (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along the line II-II in Fig.
Fig. 29 (a) shows the welding conditions of the specimens G and H, Fig. 29 (b) shows the welding conditions of the specimens I and K, and Fig.
Fig. 30 (a) is a schematic cross-sectional view of a sound portion after the friction welding process of the test piece G, Fig. 30 (b) is a schematic cross-sectional view of a portion including bonding defects after the friction welding process of the test piece G, Is a schematic cross-sectional view of the specimen G after the welding process.
31 is a table showing the condition and the pressure decrease rate in Example 4. Fig.
Fig. 32 is a view for explaining a problem, (a) is an exploded perspective view before bonding, and (b) is a schematic top view after bonding.
[제1 실시 형태][First Embodiment]
본 발명의 실시 형태의 덮개를 구비한 용기의 제조 방법에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기는, 예를 들어 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 기기에 탑재되는 냉각 시스템의 구성 부품이며 CPU(전자 부품) 등을 냉각하는 부품이다. 덮개를 구비한 용기의 내부에 냉각수를 흘림으로써, CPU의 열을 저하시킬 수 있다.A method of manufacturing a container having a cover according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The container provided with the lid according to the present embodiment is a component of a cooling system mounted on an electronic device such as a personal computer and is a component for cooling a CPU (electronic component) or the like. By flowing cooling water through the inside of the container having the lid, the heat of the CPU can be lowered.
덮개를 구비한 용기(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 본체부(2)와, 덮개부(3)를 갖는다. 본체부(2) 및 덮개부(3)는 모두 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 본체부(2) 및 덮개부(3)는 마찰 압접이 가능한 재료이면 되고, 다른 금속 재료나 수지여도 된다. 우선, 제조하기 전의 본체부(2)와 덮개부(3)의 구성에 대해 설명한다. 본체부(2) 및 덮개부(3)는, 예를 들어 볼 밀이나 엔드밀 등을 사용하여 절삭 가공에 의해 성형되어 있다.The
본체부(2)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 평면에서 보아 직사각형을 나타낸다. 본체부(2)는, 상자 형상 부재(4)와, 상자 형상 부재(4)에 형성된 개구(5)와, 상자 형상 부재(4)의 내부에 형성된 복수의 핀(6)을 갖는다. 상자 형상 부재(4)는 저부(11)와, 저부(11)에 기립된 프레임 형상의 측벽부(12)로 구성되어 있다. 본체부(2)의 어스펙트비(종횡비)는 3:1로 되어 있다.As shown in Fig. 1, the
측벽부(12)는, 4개의 측벽으로 구성되어 있고, 각 측벽은 동등한 단형 형상으로 되어 있다. 측벽부(12)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 내면(13)과, 외면(14)과 상면(15)을 구비하고 있다. 내면(13) 및 외면(14)은 저부(11)에 대해 수직으로 되어 있다. 상면(15)에는, 개구(5)의 주위에 형성된 본체 내주면(16)과, 본체 내주면(16)의 외측에 형성된 본체 오목 홈부(17)와, 본체 오목 홈부(17)의 외측에 형성된 본체 외주면(18)이 형성되어 있다.The
본체 내주면(16)은 개구(5)의 주위에 평면에서 보아 직사각형의 프레임 형상으로 형성되어 있다. 본체 내주면(16)은 수평면이며, 일정한 폭으로 형성되어 있다.The body inner
본체 오목 홈부(17)는, 본체 내주면(16)의 주위를 따라 평면에서 보아 직사각형의 프레임 형상으로 형성된 홈이다. 본체 오목 홈부(17)는 단면에서 보아 반원 형상으로 형성되고, 상방이 개방되어 있다.The main body
본체 외주면(18)은, 본체 오목 홈부(17)의 주위를 따라 평면에서 보아 직사각형의 프레임 형상으로 형성되어 있다. 본체 외주면(18)은 수평면이며, 일정한 폭으로 형성되어 있다. 본체 외주면(18)은 본체 내주면(16)보다도 한층 낮은 위치에 형성되어 있다.The main
핀(6)은, 판 형상을 나타내고 저부(11)의 상면에 수직으로 기립 설치되어 있다. 핀(6)은 본 실시 형태에서는 6매 설치되어 있고, 사이를 두고 평행하게 병설되어 있다. 핀(6)의 매수는 한정되는 것은 아니다.The
덮개부(3)는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 평면에서 보아 직사각형을 나타내고, 본체부(2)와 동일한 크기로 되어 있다. 덮개부(3)는, 판 형상을 나타내고, 상면(21)과, 4개의 측면(22)과, 하면(23)을 갖는다. 하면(23)에는, 중앙에 형성된 덮개 중앙면(24)과, 덮개 중앙면(24)의 주위에 형성된 덮개 내측 오목 홈부(25)와, 덮개 내측 오목 홈부(25)의 주위에 형성된 덮개 내주면(26)과, 덮개 내주면(26)의 주위에 형성된 덮개 외측 오목 홈부(27)와, 덮개 외측 오목 홈부(27)의 주위에 형성된 덮개 외주면(28)이 형성되어 있다.As shown in Figs. 3 and 4, the
덮개 중앙면(24)은 평면에서 보아 직사각형을 나타내고, 덮개부(3)의 중앙에 형성되어 있다. 덮개 중앙면(24)은 수평면으로 되어 있다. 덮개 내측 오목 홈부(25)는, 덮개 중앙면(24)의 주위를 따라 프레임 형상으로 형성된 홈이다. 덮개 내측 오목 홈부(25)는 단면에서 보아 반원 형상으로 형성되고, 하방이 개방되어 있다.The
덮개 내주면(26)은, 덮개 내측 오목 홈부(25)의 주위를 따라 평면에서 보아 직사각형의 프레임 형상으로 형성되어 있다. 덮개 내주면(26)은 수평면으로 되어 있다. 덮개 내주면(26)의 형상 및 폭은 본체 내주면(16)과 동일하게 되어 있다. 즉, 덮개 내주면(26)과 본체 내주면(16)은 과부족 없이 면 접촉하도록 되어 있다. 덮개 내주면(26)은 덮개 중앙면(24)보다도 한층 낮은 위치에 형성되어 있다.The lid inner
덮개 외측 오목 홈부(27)는, 덮개 내주면(26)의 주위를 따라 평면에서 보아 직사각형의 프레임 형상으로 형성된 홈이다. 덮개 외측 오목 홈부(27)는 단면에서 보아 반원 형상으로 형성되고, 하방이 개방되어 있다.The cover outer
덮개 외주면(28)은, 덮개 외측 오목 홈부(27)의 주위를 따라 평면에서 보아 직사각형의 프레임 형상으로 형성되어 있다. 덮개 외주면(28)은 수평면으로 되어 있다. 덮개 외주면(28)의 형상 및 폭은 본체 외주면(18)과 동일하게 되어 있다. 덮개 외주면(28)은 덮개 중앙면(24)과 동일한 높이 위치에 형성되어 있다.The lid outer
다음으로, 구체적인 접합 방법에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기의 제조 방법은, 준비 공정과, 마찰 압접 공정을 행한다.Next, a specific joining method will be described. In the method of manufacturing a container provided with the lid according to the present embodiment, a preparing step and a friction welding step are performed.
준비 공정에서는, 금속 부재를 가공하여 상기한 본체부(2) 및 덮개부(3)를 준비한다.In the preparation step, the metal member is processed to prepare the
마찰 압접 공정에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 본체부(2)와 덮개부(3)를 각각 마찰 압접 장치(도시 생략)에 지그로 고정한 후, 측벽부(12)의 본체 내주면(16)과, 덮개부(3)의 덮개 내주면(26)을 면 접촉시킨다. 본체 내주면(16)과 덮개 내주면(26)이 맞대어진 부위를 「맞댐부(J)」라고도 한다. 맞댐부(J)는, 평면에서 보아 직사각형의 프레임 형상을 나타냄과 함께, 본체부(2) 및 덮개부(3)의 외형과 대략 상사(相似)로 된다.5, the
또한, 마찰 압접 공정에서는, 마찰 공정과 압접 공정을 행한다. 마찰 공정에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 본체부(2)와 덮개부(3)를 서로 근접하는 방향으로 압박하면서, 평면에서 본 경우에, 맞댐부(J)의 한 변에 대해 경사지는 기준선 C3을 따라 본체부(2) 및 덮개부(3)를 상대적 또한 직선적으로 왕복 이동시킨다. 본 실시 형태에서는, 기준선 C3을 맞댐부(J)의 대각선과 평행해지도록 설정하고 있다.In the friction welding process, a friction process and a pressure welding process are performed. In the friction process, as shown in Fig. 6, when viewed from a plane, while pressing the
또한, 본 실시 형태에서는, 본체부(2)는 이동시키지 않고, 덮개부(3)만을 직선적으로 왕복 이동시키고 있다. 마찰 공정에 있어서의 조건은 적절하게 설정하면 되지만, 예를 들어 주파수 50㎐, 진폭 2.0㎜, 마찰 압력 40㎫로 설정한다. 마찰 공정 시간은 5∼10초 정도로 설정한다.Further, in the present embodiment, only the
또한, 본 실시 형태에서는 기준선 C3을, 맞댐부(J)의 대각선과 평행해지도록 설정하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 맞댐부(J)의 전후 방향의 중심을 지나는 중심선 C1의 위치를 0°, 맞댐부(J)의 좌우 방향의 중심을 지나는 중심선 C2의 위치를 90°, 중심선 C1로부터 기준선 C3까지의 각도를 마찰 각도 α로 한다. 마찰 공정에 있어서의 기준선 C3은, 마찰 각도 α가 0°또는 90°이외로 되도록 설정하면 된다.In the present embodiment, the reference line C3 is set to be parallel to the diagonal line of the butt portion J, but the present invention is not limited to this. 6, the position of the center line C1 passing through the center of the butted portion J in the anteroposterior direction is set to 0, the position of the center line C2 passing through the center of the butted portion J in the right and left direction is set to 90, The angle from the center line C1 to the reference line C3 is defined as the friction angle alpha. The reference line C3 in the rubbing step may be set so that the friction angle alpha is not 0 or 90 degrees.
즉, 맞댐부(J)를 구성하는 한 변에 대해 본체부(2) 및 덮개부(3) 중 어느 한쪽의 이동 방향이 비스듬해지도록 마찰 각도 α를 설정하면 된다. 기준선 C3은, 맞댐부(J)가 평면에서 보아 직사각 형상인 경우, 맞댐부(J)의 대각선에 대해 ±20°의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하고, 맞댐부(J)의 대각선에 대해 ±10°의 범위 내로 설정하는 것이 보다 바람직하고, 대각선과 평행하게 설정하는 것이 가장 바람직하다.That is, the frictional angle? May be set so that the moving direction of either the
압접 공정에서는, 마찰 공정이 종료된 후에, 본체부(2) 및 덮개부(3)를 상대 이동시키지 않고 서로 근접하는 방향으로 압박한다. 압접 공정에 있어서의 조건은 적절하게 설정하면 되지만, 예를 들어 압력을 80㎫로 설정한다. 압접 공정 시간은 3∼5초 정도로 설정한다.In the pressure welding step, after the friction process is completed, the
도 7은, 제1 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기를 도시한 단면도이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 상기한 마찰 공정에 의해 맞댐부(J)에 마찰열이 발생한다. 그 후, 진폭을 정지시켜, 압접 공정에 의해 가압시킴으로써 맞댐부(J)에 분자간 인력이 작용하여 본체 내주면(16)과 덮개 내주면(26)이 결합된다. 마찰 공정시에는, 본체 내주면(16) 및 덮개 내주면(26)이 서로 마찰됨으로써 버어(P1, P2)가 발생한다. 맞댐부(J)보다도 내측에 발생한 버어(P1)는, 본체부(2)와 덮개부(3)가 결합되어 형성된 중공부에 수납된다. 한편, 맞댐부(J)보다도 외측에 발생한 버어(P2)는, 본체 오목 홈부(17)와 덮개 외측 오목 홈부(27)로 둘러싸인 공간에 수납된다.7 is a cross-sectional view showing a container provided with a lid according to the first embodiment. As shown in Fig. 7, frictional heat is generated in the abutted portion J by the above-described friction process. Thereafter, by stopping the amplitude and pressing by the pressure welding step, an intermolecular attractive force acts on the abutting portion J to couple the inner
본체 내주면(16) 및 덮개 내주면(26)이 서로 마찰되었을 때에 버어(P1, P2)가 발생하므로, 본체 내주면(16) 및 덮개 내주면(26)의 높이가 약간 작아진다. 그로 인해, 덮개 중앙면(24)과 핀(6)의 상면이 접촉하거나, 혹은 미세한 간극을 두고 근접한다. 또한, 본체 외주면(18)과 덮개 외주면(28)이 접촉하거나, 혹은 미세한 간극을 두고 근접한다. 본체 내주면(16)이 본체 외주면(18)보다도 상방에 위치하고 있고, 덮개 내주면(26)이 덮개 외주면(28)보다도 하방에 위치하고 있는 것은 마찰 압접 공정에 있어서의 수축 여유를 확보하기 위함이다. 이상의 공정에 의해 덮개를 구비한 용기(1)가 형성된다.The burrs P1 and P2 are generated when the main body inner
이상 설명한 덮개를 구비한 용기의 제조 방법에 의하면, 마찰 압접 공정에서 부재끼리를 비스듬히 왕복 이동시킴으로써, 마찰열의 온도의 불균형을 작게 할 수 있고, 나아가서는 덮개를 구비한 용기의 각 접합 부위에 있어서의 강도의 불균형을 작게 할 수 있다. 근거에 대해서는 후기한다.According to the above-described method for manufacturing a container having a lid, it is possible to reduce the unevenness in the temperature of the frictional heat by reciprocatingly moving the members in the frictional pressure welding step at an oblique angle. In addition, The unbalance of the strength can be reduced. The grounds are as follows.
또한, 마찰 압접 공정에 의해 형성된 버어(P2)는, 본체 외주면(18)과 덮개 외주면(28)이 폐쇄되는 동시에, 본체 오목 홈부(17) 및 덮개 외측 오목 홈부(27)로 둘러싸인 공간에 수납되므로 버어(P2)가 외부에 노출되지 않는다. 이로 인해, 접합 후에 버어(P2)를 제거하는 작업을 생략할 수 있다.The burr P2 formed by the friction welding process is housed in a space surrounded by the main body
[제2 실시 형태][Second Embodiment]
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기의 제조 방법에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 평면에서 보아 정사각형의 덮개를 구비한 용기(1A)를 제조하는 점에서 제1 실시 형태와 다르다. 맞댐부(J1)는, 평면에서 보아 대략 정사각형의 프레임 형상을 나타낸다. 덮개를 구비한 용기(1A)의 형상 이외에는 제1 실시 형태와 동등한 구성이므로, 중복되는 부분에 대해서는 동등한 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described. The method of manufacturing a container with a lid according to the second embodiment differs from that of the first embodiment in that a
본 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기의 제조 방법은, 준비 공정과, 마찰 압접 공정을 행한다. 준비 공정은, 제1 실시 형태와 동등한 요령으로 행한다.In the method of manufacturing a container provided with the lid according to the present embodiment, a preparing step and a friction welding step are performed. The preparation process is performed in the same manner as in the first embodiment.
마찰 압접 공정에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 본체부(2)와 덮개부(3)가 서로 근접하는 방향으로 압박하면서, 평면에서 본 경우에, 맞댐부(J1)의 한 변에 대해 경사지는 기준선 C3을 따라 본체부(2) 및 덮개부(3)를 상대적 또한 직선적으로 왕복 이동시킨다. 본 실시 형태에서는 기준선 C3을 맞댐부(J1)의 대각선과 평행해지도록 설정한다. 본 실시 형태에서는, 맞댐부(J1)가 정사각 형상(인접하는 변끼리의 길이의 비가 1:1)이므로 마찰 각도는 45°로 된다.In the friction welding step, as shown in Fig. 8, when viewed from a plane while pressing in the direction in which the
이와 같이, 맞댐부(J1)를 구성하는 변 중, 인접하는 1변의 비가 동등한 경우라도 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.As described above, even when the ratios of the adjoining sides among the sides constituting the abutted portion J1 are equal, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
또한, 기준선 C3은, 맞댐부(J)가 평면에서 보아 직사각 형상인 경우, 맞댐부(J)의 대각선에 대해 ±30°의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하고, 맞댐부(J)의 대각선에 대해 ±20°의 범위 내로 설정하는 것이 보다 바람직하고, 대각선과 평행하게 설정하는 것이 가장 바람직하다.It is preferable that the reference line C3 is set within a range of +/- 30 degrees with respect to the diagonal line of the butted portion J when the abutted portion J has a rectangular shape in plan view, More preferably within a range of + -20 [deg.], And it is most preferable to set it parallel to the diagonal line.
다음으로, 본 발명의 변형예에 대해 설명한다. 본체부(2)와 덮개부(3)의 형상은 제1 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 변형예 1∼3과 같이 해도 된다.Next, a modification of the present invention will be described. The shapes of the
[변형예 1][Modified Example 1]
도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이, 변형예 1의 본체부(2)는 제1 실시 형태와 동등하지만, 덮개부(3)의 하면(23)이 평활한 점에서 제1 실시 형태와 다르다. 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 마찰 압접 공정에 의해 발생한 버어(P1)는, 본체부(2)와 덮개부(3)가 결합하여 형성된 중공부에 수납되고, 버어(P2)는 본체 오목 홈부(17)에 수납된다. 변형예 1에 의하면, 본체 외주면(18)과 하면(23)이 폐쇄됨과 함께, 본체 오목 홈부(17)에 버어(P2)가 수납되므로, 버어(P2)의 절삭 작업을 생략할 수 있다. 또한, 덮개부(3)의 하면(23)에 오목 홈부를 형성할 필요가 없으므로, 작업 수고를 생략할 수 있다.As shown in Fig. 9A, the
[변형예 2][Modified example 2]
도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이, 변형예 2의 덮개부(3)는 제1 실시 형태와 동등하지만, 본체부(2)의 측벽부(12)의 상면(15)이 평활한 점에서 제1 실시 형태와 다르다. 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이, 마찰 압접 공정에 의해 발생한 버어(P1)는, 본체부(2)와 덮개부(3)가 결합하여 형성된 중공부에 수납된다. 또한, 버어(P2)는 덮개 외측 오목 홈부(27)에 수납된다. 변형예 2에 의하면, 상면(15)과 덮개 외주면(28)이 폐쇄됨과 함께, 덮개 외측 오목 홈부(27)에 버어(P2)가 수납되므로, 버어의 절삭 작업을 생략할 수 있다. 또한, 측벽부(12)의 상면(15)에 오목 홈부 등을 형성할 필요가 없으므로, 작업 수고를 생략할 수 있다.10 (a), the
[변형예 3][Modification 3]
도 11의 (a)에 도시하는 바와 같이, 변형예 3의 측벽부(12)의 상면(15)이 평활함과 함께, 덮개부(3)의 하면(23)도 평활한 점에서 제1 실시 형태와 다르다. 도 11의 (b)에 도시하는 바와 같이, 마찰 압접 공정에 의해 발생한 버어(P1)는, 본체부(2)와 덮개부(3)가 결합하여 형성된 중공부에 수납되고, 버어(P2)는 측벽부(12)의 외면(14)과 덮개부(3)의 측면(22)의 외부에 노출된다. 버어(P2)에 대해서는, 마찰 압접 공정을 행한 후에 절삭한다. 변형예 3에 의하면, 측벽부(12)의 상면(15)이나, 덮개부(3)의 하면(23)에 오목 홈부 등을 형성할 필요가 없으므로, 작업 수고를 생략할 수 있다.The
[제3 실시 형태][Third embodiment]
다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 제3 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기(1B)는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 대략 동등한 형상으로 이루어지는 본체부(2)와 덮개부(3)를 접합하여 제조되어 있다. 우선은, 본체부(2)와 덮개부(3)의 개략에 대해 설명한다.Next, a third embodiment of the present invention will be described. The
본체부(2)는 저부(11)와, 저부(11)에 기립된 측벽부(12)로 구성되어 있다. 측벽부(12)는, 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상을 나타낸다. 측벽부(12)의 종횡비는 특별히 제한되지 않지만, 본 실시 형태에서는 3:1로 되어 있다. 측벽부(12)의 벽 두께 T1은 4변 모두 동일한 치수로 되어 있다. 측벽부(12)의 4구석의 외부 코너부에는 둥글게 모따기된 모따기부(31)가 형성되어 있다. 모따기부(31)는, 높이 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다.The
덮개부(3)는 저부(11)와, 저부(11)에 기립된 측벽부(12)로 구성되어 있다. 측벽부(12)는, 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상을 나타낸다. 덮개부(3)는 측벽부(12)의 높이가, 본체부(2)의 측벽부(12)의 높이의 절반 정도로 되어 있는 점을 제외하고는, 본체부(2)와 동등한 형상으로 되어 있다.The
도 13에 도시하는 바와 같이, 마찰 압접 공정에서는, 본체부(2)의 측벽부(12)의 상면(단부면)과, 덮개부(3)의 측벽부(12)의 하면(단부면)을 맞대어, 맞댐부(J2)를 형성한다. 측벽부(12, 12)끼리의 외면은 동일 높이의 면으로 되도록 한다. 맞댐부(J2)의 평면 형상은, 측벽부(12)의 단부면과 동등한 형상으로 된다.13, the upper surface (end surface) of the
또한, 마찰 압접 공정에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 맞댐부(J2)의 한 변에 대해 비스듬히 왕복 이동시킨다. 제3 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기의 제조 방법에 의하면, 제1 실시 형태와 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본체부(2)뿐만 아니라 덮개부(3)에도 오목부가 형성되어 있으므로, 보다 큰 중공부를 구비한 덮개를 구비한 용기를 제조할 수 있다.Further, in the friction welding step, as in the first embodiment, it is reciprocated obliquely with respect to one side of the butted portion J2. According to the method for manufacturing a container having a lid according to the third embodiment, substantially the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Since the concave portion is formed not only in the
[제4 실시 형태][Fourth Embodiment]
다음으로, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 제4 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기(1C)는, 도 14의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 평면 형상이 대략 정사각형으로 되는 점에서 제3 실시 형태와 다르다.Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The
본체부(2)는 저부(11)와, 저부(11)에 기립된 측벽부(12)로 구성되어 있다. 측벽부(12)는 평면에서 보아 정사각형 프레임 형상을 나타낸다. 측벽부(12)의 벽 두께 T1은, 4변 모두 동일한 치수로 되어 있다. 측벽부(12)의 4구석의 외측 코너부에는 둥글게 모따기된 모따기부(31)가 형성되어 있다. 모따기부(31)는, 높이 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다.The
덮개부(3)는 저부(11)와, 저부(11)에 기립된 측벽부(12)로 구성되어 있다. 측벽부(12)는 평면에서 보아 정사각 프레임 형상을 나타낸다. 덮개부(3)는 측벽부(12)의 높이가, 본체부(2)의 측벽부(12)의 높이의 절반 정도로 되어 있는 점을 제외하고는, 본체부(2)와 동등한 형상으로 되어 있다.The
도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이, 마찰 압접 공정에서는, 본체부(2)의 측벽부(12)의 상면(단부면)과, 덮개부(3)의 측벽부(12)의 하면(단부면)을 맞대어, 맞댐부(J2)를 형성한다. 마찰 압접 공정에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 맞댐부(J2)의 한 변에 대해 비스듬히 왕복 이동시킨다.14 (b), the upper surface (end surface) of the
제4 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기의 제조 방법에 의하면, 제1 실시 형태와 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본체부(2)뿐만 아니라 덮개부(3)에도 오목부가 형성되어 있으므로, 보다 큰 중공부를 구비한 덮개를 구비한 용기를 제조할 수 있다.According to the method for manufacturing a container having a lid according to the fourth embodiment, substantially the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Since the concave portion is formed not only in the
또한, 제3 실시 형태 및 제4 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기(1B, 1C)에서는, 둥글게 모따기된 모따기부(31)를 설치하고 있지만, 예를 들어 45°모따기 등 다른 모따기 가공을 실시해도 된다. 또한, 모따기부를 설치하지 않아도 된다.In the
또한, 제3 실시 형태 및 제4 실시 형태의 경우에는, 마찰 압접 공정 후에 측벽부(12, 12)의 외면에 버어가 불가피적으로 발생한다. 이 버어에 대해서는, 커터 장치 등으로 절제해도 되지만, 예를 들어 버어를 용가재로 하여 외면끼리를 용접해도 된다. 용접함으로써 버어가 제거됨과 함께, 마무리면을 깔끔하게 성형할 수 있다. 또한, 가령, 마찰 압접 공정 후에 맞댐부(J2)에 접합 결함이 있는 경우라도, 용접에 의해 그 접합 결함을 보수할 수 있다. 용접의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 레이저 용접을 행하는 것이 바람직하다.In the third and fourth embodiments, burrs are inevitably generated on the outer surfaces of the
〔제5 실시 형태〕[Fifth Embodiment]
본 발명의 제5 실시 형태에 관한 접합 방법에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 접합 방법에서는 내부에 중공부를 갖는 금속제의 중공 용기(101)를 제조하는 경우를 예시한다. 우선은, 접합하는 제1 금속 부재(102) 및 제2 금속 부재(103)에 대해 설명한다. 이하의 설명에 있어서의 「상」, 「하」는, 도 15, 도 16의 상태를 기준으로 하고 있지만, 편의적인 것이며, 마찰 압접이나 용접시의 방향을 한정하는 것은 아니다.A joining method according to a fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in Fig. 15, the joining method according to the present embodiment exemplifies the case of manufacturing a metal
도 15에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 부재(102)는 저부(111)와, 저부(111)에 수직으로 기립되는 측벽부(112)로 구성되어 있다. 측벽부(112)는 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상을 나타내고, 그 상면이 평탄하게 되어 있다. 측벽부(112)의 벽 두께 T의 치수는 각 벽 모두 동등하게 되어 있다. 제1 금속 부재(102) 중, 제2 금속 부재(103)와 대향하는 대향면의 중앙에는 오목부(113)가 형성되어 있다. 오목부(113)는, 본 실시 형태에서는 직육면체를 나타내는 중공부로 되어 있다.As shown in Fig. 15, the
제2 금속 부재(103)는, 저부(121)와, 저부(121)에 수직으로 기립되는 측벽부(122)로 구성되어 있다. 제2 금속 부재(103)는, 제1 금속 부재(102)와 동일한 형상으로 되어 있다. 측벽부(122)는, 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상을 나타내고, 그 하면이 평탄하게 되어 있다. 측벽부(122)의 벽 두께 T의 치수는 각 벽 모두 동등하게 되어 있다. 제2 금속 부재(103) 중, 제1 금속 부재(102)와 대향하는 대향면의 중앙에는 오목부(123)가 형성되어 있다. 오목부(123)는, 본 실시 형태에서는, 직육면체를 나타내는 중공부로 되어 있다. 제1 금속 부재(102) 및 제2 금속 부재(103)는, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 등 마찰 압접 가능한 재료이면 특별히 제한되지 않지만, 본 실시 형태에서는 모두 알루미늄 합금으로 형성되어 있다.The
다음으로, 본 실시 형태에 관한 접합 방법에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 관한 접합 방법에서는, 마찰 압접 공정과, 용접 공정을 행한다.Next, the joining method according to the present embodiment will be described. In the joining method according to the present embodiment, a friction welding process and a welding process are performed.
마찰 압접 공정에서는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 부재(102)의 오목부(113)와, 제2 금속 부재(103)의 오목부(123)를 대향시키면서, 제1 금속 부재(102)와 제2 금속 부재(103)를 맞댄다. 구체적으로는, 제1 금속 부재(102)의 측벽부(112)의 상면과, 제2 금속 부재(103)의 측벽부(122)의 하면을 면 접촉시킨다. 이에 의해, 각 부재의 접촉 부분에는 평면에서 보아 프레임 형상의 맞댐부(J)가 형성된다[도 16의 (a) 참조].15, the
마찰 압접 공정에서는, 마찰 공정과 압접 공정을 행한다. 마찰 공정에서는, 제1 금속 부재(102)와 제2 금속 부재(103)를 서로 근접하는 방향으로 압박한 상태에서, 제1 금속 부재(102) 및 제2 금속 부재(103)를 상대적으로 왕복 이동시킨다. 이동 방향은, 특별히 제한되지 않지만, 본 실시 형태에서는, 측벽부(112)의 긴 변부와 평행한 방향을 따라 직선적으로 이동시킨다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(102)는 이동시키지 않고, 제2 금속 부재(103)만을 직선적으로 왕복 이동시키고 있다.In the friction welding process, a friction process and a pressure welding process are performed. In the friction process, the
마찰 공정에 있어서의 조건은 적절하게 설정하면 되지만, 예를 들어 주파수 100∼260㎐, 진폭 1.0∼2.0㎜, 마찰 압력 20∼60㎫로 설정한다. 마찰 공정 시간은 5∼10초 정도로 설정한다.The conditions in the friction process may be appropriately set, but are set at, for example, a frequency of 100 to 260 Hz, an amplitude of 1.0 to 2.0 mm, and a friction pressure of 20 to 60 MPa. The friction process time is set to about 5 to 10 seconds.
압접 공정에서는, 마찰 공정이 종료된 후에, 제1 금속 부재(102) 및 제2 금속 부재(103)를 상대 이동시키지 않고 서로 근접하는 방향으로 압박한다. 압접 공정에 있어서의 조건은 적절하게 설정하면 되지만, 예를 들어 압력을 60∼80㎫로 설정한다. 압접 공정 시간은 3∼5초 정도로 설정한다. 마찰 압접 공정에 의해, 측벽부(112)의 외측면(112a) 및 측벽부(122)의 외측면(122a)에는 외주 전체 또는 외주의 일부에 버어(P)가 발생한다.In the pressure welding step, the
용접 공정에서는, 도 16의 (b)에 도시하는 바와 같이, 측벽부(112) 및 측벽부(122)의 외주 전체에 걸쳐, 버어(P, P)를 용가재로 하여 외측면(112a, 122a)을 용접한다. 용접의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 본 실시 형태에서는 레이저 용접을 행한다. 용접 공정 후에는, 외측면(112a, 122a)에 용접 금속(Q)이 형성된다. 이상에 의해 내부에 중공부를 구비한 중공 용기(101)가 제조된다.In the welding step, as shown in Fig. 16 (b), the
이상 설명한 본 실시 형태에 관한 접합 방법에 의하면, 마찰 압접 공정에 의해 불가피적으로 발생하는 버어(P, P)를 용가재로 하여 외측면(112a, 122a)끼리를 용접함으로써, 버어(P)를 제거하면서 접합 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태와 같이, 내부에 중공부를 갖는 중공 용기(101)를 제조하는 경우에는, 마찰 압접 공정에 더하여 용접 공정을 행함으로써 중공 용기(101)의 수밀성 및 기밀성을 향상시킬 수 있다.According to the bonding method according to the present embodiment described above, the burrs P are removed by welding the
또한, 본 실시 형태에 따르면, 종래 행하고 있었던 버어의 절제 공정을 생략할 수 있다. 또한, 용접 공정에서 레이저 용접을 행함으로써 용이하게 용접할 수 있고, 마무리면도 깔끔하게 할 수 있다. 또한, 가령, 마찰 압접 공정에서 접합 결함이 발생한 경우라도, 용접 공정에서 그 접합 결함을 보수할 수 있다.According to the present embodiment, it is possible to omit the conventional burr cutting process. In addition, welding can be easily performed by performing laser welding in the welding process, and the finished surface can be made neat. Further, even if a bonding defect occurs in the friction welding process, for example, the bonding defect can be repaired in the welding process.
마찰 압접은, 고상 접합이기는 하지만 동적인 프로세스를 수반하므로, 접합부에 있어서의 수밀성 및 기밀성이 불안정해지기 쉽고, 접합부에 버어가 발생한다고 하는 문제가 있지만, 그 접합 품질은, 피접합재 내부의 핀홀, 맞댐면에 있어서의 간극, 산화 피막, 오염 등의 영향을 받기 어렵다고 하는 이점이 있다.Although the friction welding is a solid phase bonding, it involves a dynamic process, so that the watertightness and airtightness at the joint are liable to become unstable and burrs are generated in the joint portion. There is an advantage that it is hardly affected by the gap, the oxide film, the contamination, etc. on the abutting surface.
한편, 용접은, 아크나 레이저 등의 열원에 의한 용가재, 피접합재 표면의 용융을 수반하므로, 그 접합 품질은, 피접합재 내부의 핀홀, 맞댐면에 있어서의 간극, 산화 피막, 오염 등의 영향을 받기 쉽다고 하는 문제가 있지만, 수밀성 및 기밀성이 양호해지는 동시에, 접합면이 비교적 매끄럽다고 하는 이점이 있다.On the other hand, since welding involves the melting of the surface of the filler material and the material to be welded by a heat source such as an arc or a laser, the quality of the joint is influenced by the influence of the pinhole, the gap in the contact surface, There is a problem that it is easy to receive, but the watertightness and the airtightness are improved and the bonding surface is relatively smooth.
본원 발명과 같이, 먼저 마찰 압접을 행함으로써, 접합 강도가 높고, 접합 품질의 비교적 양호한 접합부가 얻어진다. 다음으로, 이 접합부의 외측면에 대해 용접을 행함으로써, 외측면에 발생한 버어를 용가재로 하여 용접을 행할 수 있어, 수밀성 및 기밀성이 더욱 양호해짐과 함께, 외측면이 비교적 매끄러워진다.As in the present invention, by performing friction welding first, a bonding portion having a high bonding strength and a relatively good bonding quality can be obtained. Next, by welding to the outer side surface of the joint portion, the burr formed on the outer side surface can be welded as a filler material, so that the watertightness and airtightness become better and the outer surface becomes relatively smooth.
가령, 마찰 압접 전에 있어서, 피접합재의 내부에 핀홀이 존재하거나, 맞댐면에 있어서 간극, 산화 피막, 오염 등이 존재하거나 하였다고 해도, 이들 결함 등은, 마찰 압접에 의한 재료 교반에 의해 압괴되거나, 혹은 미세하고 균일하게 분산된다. 이로 인해, 용접 공정에 있어서 블로우 홀 등의 용접 결함의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 용접 공정에 있어서의 용입이 충분하지 않아도, 수밀성 및 기밀성이 더욱 양호해진다.Even if a pinhole is present in the bonding material before the friction welding, or a gap, an oxide film, or the like is present on the contact surface, these defects may be broken by the material stirring by the friction welding, Or finely and uniformly dispersed. This makes it possible to suppress the occurrence of welding defects such as blow holes in the welding process. Further, even if the penetration in the welding process is insufficient, the watertightness and the airtightness become better.
또한, 특히 레이저 용접의 경우, 워크의 변형이 작고, 또한 가공 속도가 빠르다고 하는 마찰 압접과 공통되는 이점이 있다. 즉, 본 발명에서는, 마찰 압접 공정 및 용접 공정의 상호의 이점을 살리면서, 상호의 기술 과제를 서로 보충함으로써, 보다 고품질의 수밀성 및 기밀성을 구비한 중공 용기를 제조할 수 있다.Particularly in the case of laser welding, there is an advantage in that the deformation of the work is small and the friction welding is performed in which the processing speed is high. That is, in the present invention, it is possible to manufacture a hollow container having higher water-tightness and airtightness by complementing mutual technical problems while taking advantage of the mutual advantages of the friction welding process and the welding process.
이상 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기한 접합 방법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 실시 형태에서는, 측벽부(112)의 외측면(112a) 및 측벽부(122)의 외측면(122a)의 양쪽의 버어(P)를 이용하여 용접 공정을 행하였지만, 외측면(112a) 및 외측면(122a) 중 한쪽밖에 버어(P)가 발생하지 않은 경우는, 그 버어(P)를 이용하여 용접 공정을 행해도 된다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described bonding method. For example, in the present embodiment, the welding process is performed using the
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(102) 및 제2 금속 부재(103)에 각각 오목부(113, 123)가 있는 형태를 예시하였지만, 어느 한쪽에 오목부를 구비하는 형태여도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 제1 금속 부재(102)와 금속판을 마찰 압접하여 덮개를 구비한 중공 용기를 제조하는 경우에 본 발명을 적용해도 된다. 또한, 오목부(113, 123)의 형상은 직육면체에 한정되지 않고 다른 형상이어도 된다.Although the
또한, 오목부를 구비하고 있지 않은 금속 부재끼리를 접합하여, 중공부가 없는 제품을 제조하는 경우에 본 발명을 적용해도 된다. 또한, 마찰 압접 공정에 있어서의 진폭 방향은, 본 실시 형태에서는, 측벽부(112, 122)의 긴 변부와 평행해지도록 설정하였지만, 짧은 변부와 평행해지도록 설정해도 되고, 긴 변부에 대해 비스듬히 설정해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는 마찰 압접 공정에 있어서의 이동 방향을 직선 형상으로 설정하였지만, 예를 들어 원기둥 형상 또는 원통 형상의 금속 부재끼리를 접합하는 경우 등에는 금속 부재끼리를 회전시켜 마찰 압접 공정을 행해도 된다.Further, the present invention may be applied to a case where a metal member having no concave portion is joined to each other to produce a product without a hollow portion. The amplitude direction in the friction welding process is set so as to be parallel to the long side of the
실시예Example
다음으로, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 실시예에서는, 마찰 압접 공정에 있어서의 기준선 C3의 각도를 바꾸어, 덮개를 구비한 용기(1, 1A)를 제조하고, 각 맞댐부(J, J1)의 일부를 채취하여 인장 시험을 행하였다.Next, an embodiment of the present invention will be described. In the embodiment, the
[실시예 1][Example 1]
실시예 1에서는, 도 17의 (a)에 도시하는 바와 같이, 평면에서 보아 직사각형으로 되는 덮개를 구비한 용기(1)에 대해 시험을 행하였다. 맞댐부(J)의 어스펙트비(종횡비)는 3:1로 되어 있다. 실시예 1에서는, 본체부(2)를 알루미늄 합금 ADC12(JIS)로 형성하였다. JIS:ADC12는, Cu;1.5∼3.5%, Si;9.6∼12.0%, Mg;0.3% 이하, Zn;1.0% 이하, Fe;1.3% 이하, Mn;0.5% 이하, Ni;0.5% 이하, Ti;0.3% 이하, Pb;0.2% 이하, Sn;0.2% 이하, Al;잔량부로 구성되어 있다.In the first embodiment, as shown in Fig. 17A, the
실시예 1에서는, 덮개부(3)를 알루미늄 합금 A5052(JIS)로 형성하였다. JIS:A5052는, Si;0.25% 이하, Fe;0.40% 이하, Cu;0.10% 이하, Mn;0.10% 이하, Mg;2.2∼2.8%, Cr:0.15∼0.35%, Zn;0.10% 이하, 기타;0.15% 이하, Al;잔량부로 구성되어 있다.In Example 1, the
실시예 1에서는, 4개의 시험체를 준비하고, 마찰 각도 α(중심선 C1로부터 기준선 C3까지의 각도)를 0°, 15°, 45°, 90°로 설정하여 각각 마찰 압접 공정을 행하였다. 마찰 압접 공정을 행한 후의 덮개를 구비한 용기(1)의 맞댐부(J)에 있어서, 중심선 C1을 포함하는 영역과, 중심선 C2를 포함하는 영역을 채취하여 인장 시험을 행하였다. 중심선 C1을 포함하는 영역의 시험편을 제1 시험편 X로 하고, 중심선 C2를 포함하는 영역의 시험편을 제2 시험편 Y로 한다.In Example 1, four specimens were prepared, and frictional pressure welding processes were carried out by setting the frictional angle? (The angle from the center line C1 to the reference line C3) at 0 deg., 15 deg., 45 deg. And 90 deg. A region including the center line C1 and a region including the center line C2 were sampled and subjected to a tensile test at the butt portion J of the
도 17의 (b)는 실시예 1에 있어서, 마찰 각도와 인장 강도의 관계를 나타낸 그래프이다. 마찰 각도 α가 0°인 경우, 제2 시험편 Y의 강도가 약 75N/㎟인 것에 반해, 제1 시험편 X의 강도가 약 0N/㎟인 것을 알 수 있었다. 마찰 각도 α를 0°로 설정한 경우, 즉, 맞댐부(J)의 짧은 변의 연장 방향과 평행하게 한 경우, 덮개를 구비한 용기(1)의 맞댐부(J)의 위치에 따라 인장 강도가 크게 다른 것을 알 수 있었다. 또한, 제1 시험편 X의 인장 강도는 마찰 각도 α가 커짐에 따라서 서서히 커지는 것에 반해, 제2 시험편 Y의 인장 강도는 마찰 각도 α가 커짐에 따라서 서서히 작아지는 것을 알 수 있었다.17 (b) is a graph showing the relationship between the friction angle and the tensile strength in Example 1. Fig. When the frictional angle? Is 0 °, it is found that the strength of the first test piece X is about 0 N /
또한, 도 17의 (b)의 그래프로부터, 마찰 각도 α를 맞댐부(J)의 대각선에 가까운 약 72°로 설정하면, 제1 시험편 X 및 제2 시험편 Y의 인장 강도가 가장 근사하고, 마찰 각도 α를 72°이상으로 설정하면 제1 시험편 X의 인장 강도가, 제2 시험편 Y의 인장 강도를 상회하는 것을 알 수 있었다. 또한, 마찰 각도 α를 72°±20°의 범위 내로 설정하면, 제1 시험편 X 및 제2 시험편 Y의 인장 용도의 불균형이 대체로 작아지는 것을 알 수 있었다.17B, when the frictional angle? Is set to about 72 degrees close to the diagonal line of the butt joint J, the tensile strengths of the first test piece X and the second test piece Y are the closest, It was found that the tensile strength of the first test piece X exceeded the tensile strength of the second test piece Y when the angle? It was also found that the unbalance in the tensile application of the first test piece X and the second test piece Y was substantially reduced when the friction angle alpha was set within the range of 72 DEG +/- 20 DEG.
[실시예 2][Example 2]
실시예 2에서는, 도 18의 (a)에 도시하는 바와 같이, 평면에서 보아 정사각형으로 되는 덮개를 구비한 용기(1A)에 대해 시험을 행하였다. 사용한 재료는 실시예 1과 동등하다. 맞댐부(J1)의 어스펙트비(종횡비)는 1:1로 되어 있다.In the second embodiment, as shown in Fig. 18 (a), the
실시예 2에서는, 5개의 시험체를 준비하여, 마찰 각도 α(중심선 C1로부터 기준선 C3까지의 각도)를 0°, 15°, 45°, 75°, 90°로 설정하여 각각 마찰 압접 공정을 행하였다. 마찰 압접 공정을 행한 후의 덮개를 구비한 용기(1A)의 맞댐부(J1)에 있어서, 중심선 C1을 포함하는 영역과, 중심선 C2를 포함하는 영역을 채취하여 인장 시험을 행하였다. 중심선 C1을 포함하는 영역의 시험편을 제1 시험편 X로 하고, 중심선 C2를 포함하는 영역의 시험편을 제2 시험편 Y로 한다.In Example 2, five test specimens were prepared and frictional pressure welding processes were performed by setting the frictional angle? (The angle from the center line C1 to the reference line C3) at 0 deg., 15 deg., 45 deg., 75 deg., And 90 deg. . A region including the center line C1 and a region including the center line C2 were collected and subjected to a tensile test at the butt portion J1 of the
도 18의 (b)는, 실시예 2에 있어서, 마찰 각도와 인장 강도의 관계를 나타낸 그래프이다. 마찰 각도 α가 0°인 경우, 제2 시험편 Y의 강도가 약 80N/㎟인 것에 반해, 제1 시험편 X의 강도가 약 0N/㎟인 것을 알 수 있었다. 한편, 마찰 각도 α가 90°인 경우, 제1 시험편 X의 강도가 약 78N/㎟인 것에 반해, 제2 시험편 Y의 강도가 약 0N/㎟인 것을 알 수 있었다. 즉, 마찰 각도 α를 0° 또는 90°로 설정하는 경우, 즉, 기준선 C3을 맞댐부(J1)의 한 변의 연장 방향과 평행하게 한 경우, 덮개를 구비한 용기(1A)의 맞댐부(J1)의 위치에 따라, 인장 강도가 크게 다른 것을 알 수 있었다. 또한, 제1 시험편 X의 인장 강도는 마찰 각도 α가 커짐에 따라서 서서히 커지는 것에 반해, 제2 시험편 Y의 인장 강도는 마찰 각도 α가 커짐에 따라서 서서히 작아지는 것을 알 수 있었다.18 (b) is a graph showing the relationship between the friction angle and the tensile strength in Example 2. Fig. When the friction angle? Is 0 °, it is found that the strength of the first test piece X is about 0 N /
또한, 도 18의 (b)의 그래프로부터, 마찰 각도 α를 맞댐부(J1)의 대각선과 겹치는 45°로 설정하면, 제1 시험편 X와 제2 시험편 Y의 인장 강도가 가장 근사하는 것을 알 수 있었다. 또한, 마찰 각도 α를 45°±30°의 범위 내로 설정하면, 제1 시험편 X와 제2 시험편 Y의 인장 강도의 불균형이 대체로 작은 것을 알 수 있었다.18B shows that the tensile strengths of the first test piece X and the second test piece Y are the closest to each other when the frictional angle? Is set at 45 degrees which overlaps the diagonal line of the butt joint J1 there was. It was also found that the unevenness of the tensile strengths of the first test piece X and the second test piece Y was substantially small when the friction angle alpha was set within the range of 45 DEG +/- 30 DEG.
도 19는, 실시예 2의 각 조건에 있어서의 맞댐부의 단면도이다. 도 19에 도시하는 바와 같이, 실시예 2에 있어서 마찰 각도가 0°인 경우, 제1 시험편 X[마찰 방향과 측벽부(12)의 연장 방향이 직교하는 부위]와 제2 시험편 Y[마찰 방향과 측벽부(12)의 연장 방향이 평행한 부위]에서, 접합 상태가 다른 것을 알 수 있었다. 이것은, 마찰 각도가 0°인 경우에서는, 제1 시험편 X보다도 제2 시험편 Y에서 발생한 마찰열의 쪽이 크기 때문이라고 생각된다. 한편, 마찰 각도가 45도인 경우, 제1 시험편 X와 제2 시험편 Y가 대략 동등한 접합 상태인 것을 알 수 있었다.19 is a cross-sectional view of a butt portion in each condition of Example 2; 19, when the friction angle is 0 ° in the second embodiment, the first test piece X (the portion in which the rubbing direction and the extending direction of the
[실시예 3][Example 3]
실시예 3에서는, 도 12 및 도 13에 도시하는 제3 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기(1B)와, 도 14에 도시하는 제4 실시 형태에 관한 덮개를 구비한 용기(1C)를 조건을 바꾸어 제조하고, 그들의 압력 저하율을 계측하였다.In the third embodiment, the
실시예 3에서는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 조건이 다른 시험체를 6종류(시험체 A∼F) 준비하였다. 시험체 A∼C는, 도 12 및 도 13에 도시하는 바와 같이, 본체부(2) 및 덮개부(3)의 평면 형상이 평면에서 보아 직사각형을 나타낸다. 한편, 시험체 D∼F는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 본체부(2) 및 덮개부(3)의 평면 형상이 평면에서 보아 정사각형을 나타낸다. 벽 두께 T1은, 시험체 A∼F 모두 1.5㎜로 설정하였다.In Example 3, as shown in Fig. 20, six specimens having different conditions (specimens A to F) were prepared. As shown in Figs. 12 and 13, the test bodies A to C each have a rectangular shape in plan view as viewed from the top in the plan view of the
시험체 A, D는, 모따기부(31)의 곡률 반경 R을 0.1㎜로 설정하였다(슬라이트 챔퍼링). 시험체 A, D의 벽 두께 T1에 대한 곡률 반경 R의 비율은 7%이다.For the specimens A and D, the radius of curvature R of the
시험체 B, E는, 모따기부(31)의 곡률 반경 R을 3.0㎜로 설정하였다. 시험체 B, E의 벽 두께 T1에 대한 곡률 반경 R의 비율은 200%이다.In the specimens B and E, the radius of curvature R of the chamfered
시험체 C, F는, 모따기부(31)의 곡률 반경 R을 5.0㎜로 설정하였다. 시험체 C, F의 벽 두께 T1에 대한 곡률 반경 R의 비율은 333%이다.In the specimens C and F, the radius of curvature R of the chamfered
실시예 3의 시험체 A∼F에서는, 본체부(2)를 알루미늄 합금 A6063-T5(JIS)로 형성하였다. JIS:A6063은, Si;0.20∼0.60%, Fe;0.35% 이하, Cu;0.10% 이하, Mn;0.10% 이하, Mg;0.45∼0.90%, Cr;0.10% 이하, Zn;0.10% 이하, Ti;0.10% 이하, Al;잔량부로 구성되어 있다. T5라 함은, 열처리에 있어서, 고온 가공으로부터 냉각 후, 인공 시효한 것이다.In the test bodies A to F of Example 3, the
또한, 실시예 3의 시험체 A∼F에서는, 덮개부(3)를 알루미늄 A1050-H112(JIS)로 형성하였다. JIS:A1050은, Si;0.25% 이하, Fe;0.40% 이하, Cu;0.05% 이하, Mn;0.05% 이하, Mg;0.05% 이하, Zn;0.05% 이하, V;0.05% 이하, Ti;0.03% 이하, Al;99.50% 이상으로 구성되어 있다. H112라 함은, 적극적인 가공 경화를 추가하지 않고, 제조한 그대로의 상태에서 기계적 성질의 보증이 된 것이다.In the specimens A to F of Example 3, the
시험체 A∼C의 마찰 교반 공정의 마찰 각도는, 도 17의 (a)를 참조하는 바와 같이, 맞댐부(J2)의 짧은 변과 평행한 중심선 C1을 0°로 하고, 마찰 각도의 기준선을 0°, 15°, 45°, 75° 및 90°로 설정하고, 각각의 마찰 각도로 마찰 압접을 행하였다.As shown in Fig. 17A, the frictional angle of the frictional stirring process of the test bodies A to C is set such that the center line C1 parallel to the short side of the butt joint J2 is 0 DEG and the base line of the friction angle is 0 °, 15 °, 45 °, 75 ° and 90 °, and friction welding was performed at respective friction angles.
시험체 D∼F의 마찰 압접 공정에서는, 도 18의 (a)를 참조하는 바와 같이, 맞댐부(J2)의 한 변과 평행한 중심선 C1을 0°로 하고, 마찰 각도의 기준선을 0°, 15°, 45° 및 90°로 되도록 설정하고, 각각의 마찰 각도로 마찰 압접을 행하였다.18A, the center line C1, which is parallel to one side of the butted portion J2, is set to 0 DEG and the reference lines of the friction angle are set to 0 DEG and 15 DEG, respectively, in the friction welding process of the test bodies D to F, °, 45 °, and 90 °, and friction welding was performed at the respective friction angles.
압력 저하율이라 함은, 제조된 덮개를 구비한 용기의 일부에 천공한 구멍으로부터 에어를 공급하고, 에어를 차단한 단계로부터의 감압 속도를 의미하는 것이다. 본 실시예에서는, 덮개를 구비한 용기의 일부에 구멍을 개방하여, 그 구멍으로부터 500㎪로 에어를 공급하고, 에어의 공급을 차단하였을 때로부터 덮개를 구비한 용기의 내압이 100㎪로 될 때까지의 시간을 계측하였다. 계측 시간은 최대 60초까지로 하고, 60초를 초과해도 내압이 100㎪에 도달하지 않는 경우는, 60초 경과시의 내압을 계측하였다.The pressure reduction rate means the rate of pressure reduction from the step of supplying air from a hole formed in a part of a container provided with a manufactured lid and shutting off the air. In this embodiment, a hole is opened in a part of a container provided with a lid, air is supplied through the hole at a distance of 500 cm, and when the internal pressure of the container provided with the lid is 100 Was measured. The measurement time was set to a maximum of 60 seconds, and when the internal pressure did not reach 100 kPa even after exceeding 60 seconds, the internal pressure at the elapse of 60 seconds was measured.
압력 저하율(㎪/sec)은, 이하의 식 1로 나타내어진다.The rate of pressure decrease (㎪ / sec) is expressed by the following formula (1).
압력 저하율=(P0―Pmin)/t (식 1)Pressure decrease rate = (P 0 - P min ) / t (Equation 1)
P0 : 초기 압력(500㎪)P 0 : Initial pressure (500 ㎪)
Pmin : 최저 압력P min : Minimum pressure
t : 압력 공급 차단으로부터 최저 압력에 도달할 때까지의 시간t: Time from when the pressure supply is cut to when the minimum pressure is reached
요컨대, 압력 저하율이 낮은 값일수록, 수밀성 및 기밀성은 높은 것으로 된다.In other words, the lower the pressure decreasing rate is, the higher the watertightness and the airtightness become.
도 21의 (a)에 나타내는 바와 같이, 시험체 A∼C에서는, 마찰 각도를 0°로 설정하면 덮개를 구비한 용기(1B)의 압력 저하율이 가장 높고, 마찰 각도를 크게 함에 따라서 압력 저하율이 낮아져, 마찰 각도가 45°로 되면 압력 저하율이 가장 낮아진다. 또한, 마찰 각도를 45°보다 크게 설정함에 따라서 압력 저하율이 높아진다. 즉, 마찰 각도를 45°에 근접시킬수록 수밀성 및 기밀성이 높아지는 것을 알 수 있었다. 따라서, 마찰 각도[맞댐부(J2)의 한 변과 기준선이 이루는 각도]를 35°∼55°로 설정하는 것이 바람직하고, 40°∼50°로 설정하는 것이 보다 바람직하고, 45°로 설정하는 것이 가장 바람직하다.As shown in Fig. 21 (a), in the test bodies A to C, when the frictional angle is set to 0 deg., The pressure decrease rate of the
도 21의 (b)에 나타내는 바와 같이, 시험체 D∼F에 있어서도, 마찰 각도를 45°에 근접시킬수록 덮개를 구비한 용기(1C)의 수밀성 및 기밀성이 높아지고, 마찰 각도를 45°로 설정하면, 수밀성 및 기밀성이 가장 높은 것을 알 수 있었다. 따라서, 마찰 각도[맞댐부(J2)의 한 변과 기준선이 이루는 각도]를 35°∼55°로 설정하는 것이 바람직하고, 40°∼50°로 설정하는 것이 보다 바람직하고, 45°로 설정하는 것이 가장 바람직하다.As shown in Fig. 21 (b), as the frictional angle approaches 45 deg., The watertightness and airtightness of the
또한, 도 21의 (a)와 (b)의 결과로부터, 본체부(2) 및 덮개부(3)의 평면 형상(평면에서 보아 직사각형 형상의 어스펙트비)에 관계없이, 마찰 각도를 45°로 설정하면 덮개를 구비한 용기(1B, 1C)의 압력 저하율이 가장 낮아지는, 즉, 수밀성 및 기밀성이 가장 높아지는 것을 알 수 있다. 이것은, 마찰 각도를 45°로 설정함으로써, 마찰 압접 공정에서의 맞댐부(J2)의 각 부위에 있어서의 밀착도의 밸런스가 양호해지기 때문이라고 생각된다. 또한, 모따기부(31)의 곡률 반경 R의 크기는, 압력 저하율에 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다.21A and 21B, regardless of the plane shape (aspect ratio of the rectangular shape in plan view) of the
이상의 결과로부터, 접합 강도와 마찰 각도의 관계 및 수밀성 및 기밀성과 마찰 각도의 관계에 대해 고찰한다. 또한, 이하의 고찰에 있어서는, 도 12에 도시하는 덮개를 구비한 용기(1B)(이하, 「직사각형 용기」라 함) 및 도 14에 도시하는 덮개를 구비한 용기(1C)(이하, 「정사각형 용기」라 함)를 예시하고, 각 용기의 치수나 마찰 압접의 조건에 대해서는, 도 22에 도시하는 조건에 기초하는 것으로 한다.From the above results, the relationship between the bonding strength and the friction angle and the relationship between the watertightness and the airtightness and the friction angle will be examined. In the following discussion, a
<접합 강도와 마찰 각도의 관계>≪ Relationship between bonding strength and friction angle >
도 23의 (a)에 도시하는 바와 같이, 직사각형 용기에 있어서, 기준선 C3을 평면에서 보아 직사각형 단면의 대각선과 평행해지도록 설정하고, 기준선 C3을 따라 마찰 압접하는 경우에는, 각 접합 부위에 있어서의 간헐 마찰부의 면적이 동등해진다. 이러한 접합 방법에 의하면, 각 접합 부위에서 발생하는 마찰열은 균일해지므로, 접합 강도의 불균형이 해소된다고 생각된다. 여기서, 간헐 마찰부라 함은, 도 23의 (b)에 도시하는 바와 같이, 부재끼리의 맞댐부 중 마찰 압접시에 간헐적으로 대기에 노출되는 부위를 말하며, 간헐 마찰부의 면적이 커지면, 마찰열이 작아지는 경향이 있어 접합 강도는 저하된다. 도 23의 (b)에서는, 해치로 나타내는 부위가 간헐 마찰부이다.As shown in Fig. 23A, when the reference line C3 is set to be parallel to the diagonal line of the rectangular cross section in a plan view and friction welding is performed along the reference line C3 in the rectangular container, The area of the intermittent friction portion becomes equal. According to such a joining method, since the frictional heat generated at each joining portion becomes uniform, it is considered that the unevenness of joining strength is eliminated. Here, as shown in FIG. 23 (b), the intermittent friction portion refers to a portion of the abutting portion between the members that is intermittently exposed to the atmosphere at the time of friction welding, and when the area of the intermittent friction portion is large, The bonding strength tends to decrease. In Fig. 23 (b), the portion indicated by the hatch is the intermittent friction portion.
도 24의 (a)에, 직사각형 용기(긴 변과 짧은 변의 어스펙트비는 3:1)의 본체부와 덮개를 마찰 압접하는 경우의 간헐 마찰부의 면적과 마찰 각도의 관계를 계산한 결과를 나타낸다. 이 결과로부터도 명백한 바와 같이, 평면에서 보아 직사각형 형상의 대각선에 상당하는 마찰 각도에 있어서, 긴 변에 있어서의 간헐 마찰부의 면적 S1(간헐 마찰부 중 긴 변과 평행하게 되는 영역의 면적)과 짧은 변에 있어서의 간헐 마찰부의 면적 S2(간헐 마찰부 중 짧은 변과 평행하게 되는 영역의 면적)가 동등해진다. 즉, 평면에서 보아 직사각형 형상의 대각선에 상당하는 마찰 각도에 있어서, 각 접합 부위에서 발생하는 마찰열은 균일해지므로, 접합 강도의 불균형이 해소된다고 생각된다.24 (a) shows the result of calculation of the relationship between the area of the intermittent frictional portion and the frictional angle in the case of friction welding of the main body portion and the lid in a rectangular container (the aspect ratio of the long side and the short side is 3: 1) . As is clear from this result, in the friction angle corresponding to the diagonal line of the rectangular shape viewed from the plane, the area S1 of the intermittent frictional portion at the long side (the area of the region parallel to the long side of the intermittent frictional portion) The area S2 of the intermittent frictional portion at the sides becomes equal to the area (the area of the region parallel to the short side of the intermittent frictional portion). In other words, it is considered that the frictional heat generated at each joint portion becomes uniform in the friction angle corresponding to the diagonal line of the rectangular shape in plan view, thereby eliminating the unevenness of the joint strength.
또한, 도 24의 (b)에 나타내는 바와 같이, 정사각형 용기라도, 직사각형 용기와 마찬가지로, 평면에서 보아 직사각형 형상의 대각선에 상당하는 마찰 각도에 있어서, 한 변에 있어서의 간헐 마찰부의 면적과 상기 한 변에 수직인 다른 변에 있어서의 간헐 마찰부의 면적이 동등해진다.Also, as shown in Fig. 24 (b), even in the case of a square container, in the same manner as in the rectangular container, the friction angle corresponding to the diagonal line of the rectangular shape in plan view, The area of the intermittent frictional portion on the other side perpendicular to the center of rotation is equal.
<수밀성 및 기밀성과 마찰 각도의 관계><Relationship between water tightness and airtightness and friction angle>
도 25에 도시하는 바와 같이, 기준선 C3을 평면에서 보아 직사각형 단면의 대각선과 평행해지도록 설정하고, 기준선 C3을 따라 마찰 압접하는 경우에는, 각 접합 부위에 있어서의 마모분 이동 거리는 불균일해지므로, 수밀성 및 기밀성은 저하된다고 생각된다. 즉, 도 25에 나타내는 a부에 있어서의 마모분 이동 거리 L1과, b부에 있어서의 마모분 이동 거리 L2는 거리가 다르다. 여기서, 마모분 이동 거리라 함은, 어느 마찰 각도 및 벽 두께에 있어서, 마찰 압접 중에 본체부(2)와 덮개부(3)의 계면에 있어서 마모분(금속 부스러기)이 이동할 수 있는 최대의 거리를 말한다. 예를 들어, 도 32의 (b)를 참조하면, 마찰 방향이 측벽부(104)의 긴 변과 평행(마찰 각도=90°)하게 설정되어 있으므로, c부에 있어서의 마모분 이동 거리 L3은 측벽부(104)의 벽 두께와 동등한 치수로 되고, d부에 있어서의 마모분 이동 거리 L4는 측벽부(104)의 긴 변과 동등한 치수로 된다. 마모분 이동 거리가 길어지면, 마모분(금속 부스러기)이 접합면에 잔류하는 경향이 있어 접합면의 밀폐성은 저하된다.As shown in Fig. 25, when the reference line C3 is set to be parallel to the diagonal line of the rectangular cross section in plan view and friction welding is performed along the reference line C3, the wear distance travels at each joint portion becomes uneven, And the airtightness is lowered. That is, the abrasive wear distance L1 in the portion a shown in Fig. 25 and the abrasion wear distance L2 in the b portion are different from each other. Here, the abrasive wear distance refers to a distance at which the wear (metal abrasion) can move at the interface between the
도 26의 (a)에, 직사각형 용기(긴 변과 짧은 변의 어스펙트비는 3:1)의 본체부와 덮개를 마찰 압접하는 경우의 마모분 이동 거리와 마찰 각도의 관계를 계산한 결과를 나타낸다. 이 결과로부터도 명백한 바와 같이, 평면에서 보아 직사각형 형상의 어스펙트비와는 관계없이, 마찰 각도 45°에 있어서, 긴 변에 있어서의 마모분 이동 거리와 짧은 변에 있어서의 마모분 이동 거리가 동등해진다. 즉, 마찰 각도 45°에 있어서, 각 접합 부위에 있어서의 마모분(금속 부스러기)의 배출성이 균일해지므로, 접합면의 밀착도의 불균형이 해소된다고 생각된다.26 (a) shows the result of calculation of the relationship between the wear distance and the friction angle when friction welding is applied to the main body of the rectangular container (the aspect ratio of the long side and the short side is 3: 1) and the lid . As is evident from this result, regardless of the aspect ratio of the rectangular shape in plan view, at the friction angle of 45 degrees, the wear distance traveled on the long side and the wear distance traveled on the short side were equal It becomes. That is, at the friction angle of 45 degrees, the discharge property of the abrasion component (metal debris) at each joint portion becomes uniform, and it is considered that the imbalance in the degree of adhesion of the joint surface is eliminated.
또한, 도 26의 (b)에 나타내는 바와 같이, 정사각형 용기라도, 당연히 마찰 각도 45°에 있어서, 한 변에 있어서의 마모분 이동 거리와 상기 한 변에 수직인 다른 변에 있어서의 마모분 이동 거리가 동등해진다.26 (b), it is a matter of course that even when the container is a square container, at a friction angle of 45 degrees, the distance of wear and tear on one side and the distance of wear on the other side perpendicular to the side .
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 덮개를 구비한 용기의 각 접합 부위에 있어서의 강도의 불균형을 작게 할 수 있어, 덮개를 구비한 용기의 수밀성 및 기밀성을 향상시킬 수 있는 덮개를 구비한 용기의 제조 방법을 제공할 수 있다.Industrial Applicability As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the unevenness of the strength at the joint portions of the container having the lid and to improve the watertightness and airtightness of the container provided with the lid. A manufacturing method can be provided.
〔실시예 4〕[Example 4]
다음으로, 본 발명의 실시예 4에 대해 설명한다. 실시예 4에서는, 제1 금속 부재(102) 및 제2 금속 부재(103)의 시험체를 각 6체(시험체 G, H, I, K, L, M) 준비하여, 시험체의 크기, 재질, 용접 조건 등을 바꾸어, 각각의 시험체에 대해 상기한 접합 방법을 행하였다. 또한, 각각의 시험체에 대해 용접 공정을 행하기 전과 후의 압력 저하율을 계측하여 대비하였다. 또한, 시험체 M은, 마찰 압접 공정은 행하지 않고 용접 공정만을 행하여, 압력 저하율을 계측하였다.Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Six specimens (specimens G, H, I, K, L and M) of the
시험체 G, H는, 도 27에 도시하는 바와 같이, 길이가 짧은 금속 부재끼리[제1 금속 부재(102), 제2 금속 부재(103)]를 접합하였다. 시험체 K∼M은, 도 28에 도시하는 바와 같이, 시험체 G, H보다도 길이가 긴 금속 부재끼리[제1 금속 부재(102), 제2 금속 부재(103)]를 접합하였다. 치수선의 단위는 ㎜이다.As shown in Fig. 27, the test bodies G and H were joined to each other with short-length metal members (the
도 31에 도시하는 바와 같이, 시험체 G의 제1 금속 부재(102)의 재질은, JIS:A6063이다. 시험체 H∼M의 제1 금속 부재(102)의 재질은, JIS:A1050이다.As shown in Fig. 31, the material of the
시험체 G∼M의 제2 금속 부재(103)의 재질은, JIS:ADC12(Cu;1.5∼3.5%, Si;9.6∼12.0%, Mg;0.3% 이하, Zn;1.0% 이하, Fe;1.3% 이하, Mn;0.5% 이하, Ni;0.5% 이하, Ti;0.3% 이하, Pb;0.2% 이하, Sn;0.2% 이하, Al;잔량부)이다.The
시험체 I와 시험체 K의 마찰 압접 공정에 관한 마찰 공정에서는, 시험체 I보다도 시험체 K의 쪽의 마찰 하중을 크게 함과 함께 마찰 시간을 길게 하여 시험을 행하였다.In the friction process relating to the friction welding process between the test pieces I and K, the test was performed by increasing the frictional load of the test piece K and increasing the friction time.
시험체 G, H에 관한 용접 공정에서는, 저출력 YAG 레이저 용접 장치를 사용하여 도 29의 (a)의 조건에서 용접을 행하였다. 시험체 I, K에 관한 용접 공정에서는, 파이버 레이저 용접 장치를 사용하여 도 29의 (b)의 조건에서 용접을 행하였다. 시험체 L, M에 관한 용접 공정에서는, 고출력 YAG 레이저 용접 장치를 사용하여, 도 29의 (c)의 조건에서 용접을 행하였다.In the welding process on the specimens G and H, welding was carried out under the conditions shown in Fig. 29 (a) using a low-output YAG laser welding apparatus. In the welding process for the specimens I and K, welding was performed under the conditions shown in Fig. 29 (b) using a fiber laser welding apparatus. In the welding process with respect to the specimens L and M, welding was performed under the condition of FIG. 29 (c) using a high-output YAG laser welding apparatus.
도 30의 (a)는 시험체 G의 마찰 압접 공정 후에 있어서의 건전한 부분의 모식 단면도이다. 한편, 도 30의 (b)는 시험체 G의 마찰 압접 공정 후에 있어서의 접합 결함을 포함하는 부분의 모식 단면도이다. 도 30의 (a), (b) 모두, 측벽부(112)의 내측면 및 외측면에 버어(P)가 발생되어 있다. 도 30의 (a)에서는, 맞댐부(J)가 깔끔하게 접합되어 있지만, 도 30의 (b)에서는, 맞댐부(J)에 접합 결함(V)이 발생되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 시험체 G에서는, 제1 금속 부재(102)보다도 제2 금속 부재(103)의 쪽이 경질이므로, 제1 금속 부재(102)로부터만 버어(P)가 발생되어 있다고 생각된다.Fig. 30 (a) is a schematic sectional view of a sound portion after the friction welding process of the test piece G. Fig. On the other hand, Fig. 30 (b) is a schematic cross-sectional view of a portion including bonding defects after the friction welding process of the test piece G. Fig. 30 (a) and 30 (b), burrs P are generated on the inner side surface and the outer side surface of the
도 30의 (c)는, 시험체 G의 용접 공정 후에 있어서의 모식 단면도이다. 도 30의 (c)에서는, 용접 공정에 의해 형성된 용접 금속(Q)이 맞댐부(J) 부근의 외측면(112a, 122a)을 덮고 있다. 또한, 측벽부(112)의 외측의 버어(P)가 소실되어 있다. 또한, 접합 결함(V)도 보수되어 있다.30 (c) is a schematic sectional view after the welding process of the test piece G. Fig. 30 (c), the weld metal Q formed by the welding process covers the
도 31에 도시하는 바와 같이, 시험체 G∼시험체 L 모두 용접 공정을 행하기 전에 비해, 용접 공정을 행한 후의 쪽이, 압력 저하율이 상당히 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 마찰 압접 공정에 더하여 용접 공정을 행한 쪽이, 중공 용기의 수밀성 및 기밀성을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 시험체 M과 다른 시험체의 압력 저하율을 비교하면, 용접 공정만을 행하는 경우보다도, 마찰 압접 공정 및 용접 공정을 행한 쪽이 수밀성 및 기밀성을 향상시킬 수 있다.As shown in Fig. 31, it was confirmed that the pressure drop rate was significantly lowered after the welding process than before the welding process was performed for all of the test bodies G to L. That is, the watertightness and the airtightness of the hollow container can be significantly improved by performing the welding process in addition to the friction welding process. Comparing the pressure drop rates of the test body M and the other test bodies, water tightness and airtightness can be improved by performing the friction welding process and the welding process, as compared with the case of performing only the welding process.
1 : 덮개를 구비한 용기
1A : 덮개를 구비한 용기
2 : 본체부
3 : 덮개부
4 : 상자 형상 부재
5 : 개구
6 : 핀
11 : 저부
12 : 측벽부
15 : (측벽부의) 상면
16 : 본체 내주면
17 : 본체 오목 홈부
18 : 본체 외주면
23 : (덮개부의) 하면
24 : 덮개 중앙면
25 : 덮개 내측 오목 홈부
26 : 덮개 내주면
27 : 덮개 외측 오목 홈부
28 : 덮개 외주면
101 : 중공 용기
102 : 제1 금속 부재
103 : 제2 금속 부재
111 : 저부
112 : 측벽부
112a : 외측면
121 : 저부
122 : 측벽부
122a : 외측면
J : 맞댐부
P : 버어
Q : 용접 금속
T : 벽 두께1: container with lid
1A: container with lid
2:
3:
4: box-shaped member
5: aperture
6: pin
11:
12:
15: upper surface (of the side wall portion)
16:
17: Body concave groove
18:
23: (on the cover)
24: Center face of cover
25: Inner concave groove portion of cover
26: Inner surface of lid
27: lid outer concave groove portion
28:
101: hollow vessel
102: first metal member
103: second metal member
111:
112:
112a: Outer side
121:
122:
122a: Outer side
J: abutment part
P: Burr
Q: Weld metal
T: Wall thickness
Claims (13)
상기 측벽부의 상면과 상기 덮개부의 하면을 맞대어 맞댐부를 형성하면서, 평면에서 본 경우에, 상기 맞댐부의 한 변에 대해 경사지는 기준선을 따라 상기 본체부 및 상기 덮개부를 상대적 또한 직선적으로 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 덮개를 구비한 용기의 제조 방법.A preparation step of preparing a main body part having a bottom part and a side wall part of a rectangular frame shape as viewed in a plane rising from the bottom part and a lid part closing the opening of the main part,
The upper surface of the side wall portion and the lower surface of the lid portion are abutted to each other to form a butted portion and the main body portion and the lid portion are linearly reciprocated relative to each other along a reference line inclined with respect to one side of the butt portion, And a frictional pressure welding step of heat-sealing the container.
평면에서 보아 직사각형 프레임 형상으로 형성된 본체 오목 홈부와,
상기 본체 오목 홈부의 내측에 형성된 본체 내주면과,
상기 본체 오목 홈부의 외측에, 상기 본체 내주면보다도 낮은 위치에 형성된 본체 외주면이 형성되어 있고,
상기 마찰 압접 공정에서는, 상기 본체 내주면과 상기 덮개부의 하면을 맞대는 것을 특징으로 하는, 덮개를 구비한 용기의 제조 방법.2. The semiconductor device according to claim 1, wherein on an upper surface of the side wall portion,
A main body concave groove portion formed in a rectangular frame shape when seen in a plan view,
A main body inner circumferential surface formed on the inside of the main body recessed groove portion,
An outer circumferential surface of the main body formed at a position lower than the inner circumferential surface of the main body is formed on the outer side of the main body recessed groove,
Wherein the inner peripheral surface of the main body and the lower surface of the lid portion abut against each other in the friction welding process.
평면에서 보아 직사각형 프레임 형상으로 형성된 덮개 오목 홈부와,
상기 덮개 오목 홈부의 내측에 형성된 덮개 내주면과,
상기 덮개 오목 홈부의 외측에, 상기 덮개 내주면보다도 높은 위치에 형성된 덮개 외주면이 형성되어 있고,
상기 마찰 압접 공정에서는, 상기 측벽부의 상면과 상기 덮개 내주면을 맞대는 것을 특징으로 하는, 덮개를 구비한 용기의 제조 방법.The electronic device according to claim 1,
A cover concave groove portion formed in a rectangular frame shape when seen in a plan view,
A cover inner circumferential surface formed on the inside of the cover concave groove portion,
A lid outer circumferential surface formed at a position higher than the lid inner circumferential surface is formed on an outer side of the lid recess concave groove portion,
Wherein the upper surface of the side wall portion and the lid inner circumferential surface abut against each other in the friction welding process.
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재 중 적어도 한쪽의 외측면에 발생한 버어를 용가재로 하여 상기 외측면끼리를 용접하는 용접 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 접합 방법.A friction welding step of frictionally pressing the first metal member and the second metal member,
And a welding step of welding the outer surfaces of the burrs formed on the outer surface of at least one of the first metal member and the second metal member using the filler as a filler material.
Applications Claiming Priority (7)
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---|---|---|---|
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