TWI461250B - 內隅接合用旋轉工具及使用它之內隅接合方法 - Google Patents

Description

內隅接合用旋轉工具及使用它之內隅接合方法

本發明係關於一種用以對於將一對金屬構件緊靠所形成之內隅部進行摩擦攪拌接合之內隅接合用旋轉工具及使用它之內隅接合方法。

例如，在專利文獻1中係揭示有一種對垂直緊靠之一對金屬構件之內隅部進行摩擦攪拌接合之技術。此技術中之內隅接合用旋轉工具係具有：呈三角往之基塊(base block)；及貫通此基塊之攪拌銷(pin)。在此技術中，係使基塊之傾斜面分別抵接於一對金屬構件，一面將攪拌銷推入於內隅部，一面使其高速旋轉，藉此以進行摩擦攪拌接合。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻]日本專利第4240579號公報

在習知技術中，由於一面使攪拌銷高速旋轉，一面插入於金屬構件，因此會有基塊前端中與攪拌銷周圍相關之部位易於磨損之問題。由於即使是僅有此部位磨損，亦需更換基塊整體之情形，因此會有設備成本增高之問題。

從此種觀點而言，本發明之目的係提供一種具有優異經濟性之內隅接合用旋轉工具，並且提供一種使用該內隅接合用旋轉工具之內隅接合方法。

為了解決此種問題，本發明係對於將一對金屬構件緊靠所形成之內隅部進行摩擦攪拌接合之內隅接合用旋轉工具，其特徵為具有：攪拌銷(pin)，插入於前述內隅部；及基塊(base block)，支撐前述攪拌銷，並且分別抵接於一對前述金屬構件；前述基塊係具有：本體部，係形成愈朝向前端寬度愈狹窄；及肩(shoulder)部，係可裝卸形成於該本體部的前端；前述攪拌銷係貫通前述本體部及前述肩部。

依據此種構成，由於可裝卸地形成了安裝於基塊前端之肩部，因此可僅更換該肩部。藉此，即不需更換基塊整體，因此可降低設備成本。

此外，在前述本體部的前端形成有與前述內隅部相對向之對向面；前述肩部的前端係較前述對向面更朝向於前述攪拌銷的前端側突出為佳。

依據此種構成，由於前述本體部之對向面係較肩部的前端退縮(setback)，因此摩擦攪拌接合時，基塊不會卡住內隅部。藉此，即可順暢地進行摩擦攪拌接合。

此外，在前述本體部的前端，於其中一端部形成以自前述攪拌銷的前端側遠離之方式而傾斜的缺口部為佳。此外，在前述肩部的前端，於其中一端部，形成以自前述攪拌銷的前端側遠離之方式而傾斜的缺口部為佳。

在進行摩擦攪拌接合時，基塊及肩部之行進方向前側之部位雖易於卡住內隅部，惟藉由將形成於基塊及肩部之各缺口部配置於行進方向側來進行摩擦攪拌接合，即可順暢地進行基塊之移動。

此外，在前述本體部的內部係形成有朝向前端形成尖細之本體斜錐(taper)孔；在前述攪拌銷係形成有朝向前 端形成尖細之攪拌銷斜錐部；前述攪拌銷斜錐部係抵接且被支撐於前述本體斜錐孔之內周面為佳。

依據此種構成，即易於進行攪拌銷相對於基塊之深度方向之定位，並且易於裝卸基塊與攪拌銷。

此外，在前述本體部係形成有使冷卻媒體流通之冷卻孔為佳。依據此種構成，可降低基塊內部之溫度。

此外，在前述本體部與前述攪拌銷之間介設有軸承部為佳。依據此種構成，可使攪拌銷之旋轉順暢。

此外，本發明係一種內隅接合方法，其特徵為：使用上述較佳實施方式中任一實施方式之內隅接合用旋轉工具；對於將第1金屬構件與第2金屬構件緊靠所形成之內隅部進行摩擦攪拌接合。依據此種內隅接合方法，即可易於接合內隅部，並且可降低製造成本。

此外，在對前述內隅部進行摩擦攪拌接合之前，預先以熔接方式暫時裝接固定前述內隅部為佳。依據此種內隅接合方法，於摩擦攪拌接合時，可防止一對金屬構件離開，因此可提高作業性。

此外，在使前述基塊抵接於前述第1金屬構件及前述第2金屬構件之後；一面將前述攪拌銷插入於前述基塊，一面進行摩擦攪拌接合為佳。依據此種內隅接合方法，在插入阻力較大之摩擦攪拌的開始位置，可以高精確度進行內隅接合用旋轉工具之定位。

此外，在進行前述摩擦攪拌接合之後，進一步對前述內隅部進行熔接，以熔接金屬堆焊並藉由填角(fillet)賦予焊縫為佳。依據此種內隅接合方法，即可修補由摩擦攪拌接合所形成之塑性化區域。

依據本發明之內隅接合用旋轉工具及使用它之內隅接合方法，即可降低設備成本。

[第1實施形態]

茲參照圖式詳細說明本發明之實施形態。說明中之上下左右方向係遵循圖1之箭頭。如圖1所示，本實施形態之內隅接合用旋轉工具1係具有：基塊2；及貫通基塊2之攪拌銷3。

基塊2係為支撐攪拌銷3，並且分別抵接於應接合之一對金屬構件之構件。基塊2係具備：本體部4；及可裝卸地形成於本體部4之前端(下側)之肩部5。

如圖1及圖2所示，本體部4係外觀觀看大致呈梯形柱狀，且以愈朝向下方寬度愈狹窄之方式形成。本體部4係為抵接於後述之應接合之一對金屬構件，並且可旋轉保持攪拌銷3之構件。本體部4在本實施形態中，係由硬質的金屬構件所構成。本體部4係具備：天頂面11；本體部傾斜面12、13；與天頂面11平行之對向面14；及前方側面15及後方側面16。

本體部傾斜面12、13係為分別抵接於一對金屬構件之部位。在本實施形態中，由於係將後述之一對金屬構件之開啟角度(內隅部角度)設定為90度，因此本體部傾斜面12、13之開啟角度係形成為90度。本體部傾斜面12、13之開啟角度係可依據一對金屬構件之內隅部之開啟角度而適當設定。在本體部傾斜面12、13係分別形成有連通孔12a、13a(參照圖2(c))。連通孔12a、13a係與形成於本 體部4之內部之本體中空部21連通。連通孔12a、13a係為於進行摩擦攪拌接合時，用以將本體部4內之熱釋放至外部的孔。

對向面14係在本體部4之下端與天頂面11平行形成。在對向面14之中央，係形成有退縮至較對向面14更上方之設置面14a。在設置面14a之中央，係形成有與形成於本體部4之內部之本體中空部21連通之開口。此外，在設置面14a中，於本體中空部21之開口之兩側，係形成有溝孔14c、14c。另外，對向面14雖係形成為平坦，惟亦可為其他形狀。對向面14例如亦可設為凸狀曲面。

在本體部4係形成有從前方側面15貫通於後方側面16之冷卻孔17、17。冷卻孔17在本實施形態中，係以包夾本體中空部21之方式在左右方向離開而設於二處。具體圖式雖予以省略，惟經由例如連結托架(bracket)將管路(pipe)等連結於冷卻孔17，即可藉此使冷卻媒體流通於冷卻孔17。冷卻媒體雖未特別限制，惟在本實施形態中係使用冷水。藉由使冷水流通於冷卻孔17，即可抑制本體部4內之溫度上升。

在本體部4之前方側面15及後方側面16之上側中央，係形成有用以將本體部4固定於未圖示之摩擦攪拌裝置之固定治具之安裝孔18、18。

如圖2(b)所示，在本體部4係形成有用以使攪拌銷3貫通之本體中空部21。本體中空部21在本體部4之內部，由形成於上側之本體圓筒狀孔22、及形成斜錐狀於下側之本體斜錐孔23所構成。

本體圓筒狀孔22係為配設有後述之攪拌銷3之基軸部 51(參照圖3)之部位，且形成為大致圓筒狀。本體斜錐孔23係形成為朝向下側成為寬度狹窄之斜錐狀。本體斜錐孔23係呈倒圓錐梯形。本體斜錐孔23係為配設有後述之攪拌銷3之攪拌銷斜錐部52(參照圖3)之部位。起自本體斜錐孔23之垂直線之傾斜角度雖可形成與後述之攪拌銷斜錐部52之傾斜角度相等，惟在本實施形態中係形成為約35度。

在本體斜錐孔23之內周面，如圖2(b)、(c)所示，係配置有軸承部24。軸承部24係介設於本體部4與攪拌銷3之間，用以使攪拌銷3對本體部4順暢地旋轉。軸承部24之種類雖無特別限制，惟在本實施形態中係使用斜錐滾子軸承(taper roller bearing)。

另外，在本實施形態中，雖於本體斜錐孔23之內周面設置軸承部24，惟亦可設於本體圓筒狀孔22之內周面。本體中空部21在本實施形態中，雖以前述方式形成，惟不限定於此。只要本體中空部21支撐攪拌銷3，並且可繞軸旋轉形成攪拌銷3即可。此外，軸承部24係可視需要適當設置。

如圖2(a)至(c)所示，肩部5係具有：基板部31；及設於基板部31之下面之突出部32。肩部5係為可裝卸安裝於本體部4之設置面14a之構件。在肩部5之內部之中央，係形成有供攪拌銷3插通之肩中空部41。肩部5之組成雖未特別限制，惟在本實施形態中，係由與本體部4相同組成之金屬所構成。

基板部31係為板狀部位，且在突出部32之兩旁形成有安裝孔31a、31a。若將基板部31設置於設置面14a，則 安裝孔31a、31a係與本體部4之溝孔14c、14c連通。

突出部32係具有具備圓筒面之胴體部33，在此胴體部33係形成有朝向前端形成寬度狹窄之肩部傾斜面34、35。肩部傾斜面34、35之開啟角度係形成為90度。在肩部傾斜面34、35相交之部分係形成有稜線部36。稜線部36係於摩擦攪拌接合時抵接於內隅部或與內隅部隔開微細的間隙而相對向。在稜線部36，如圖2(b)所示，係形成有朝從稜線部36離開之方向傾斜之缺口部37、37。缺口部37在本實施形態中，雖係設於稜線部36之兩端側，惟只要設於至少任一端側即可。

在突出部32之內部，如圖2(b)所示，係形成有肩中空部41。肩中空部41係為供攪拌銷3插通之部位。肩中空部41係由形成於上側之肩斜錐孔42、及形成於肩斜錐孔42之下側之前端圓筒孔43所構成。肩斜錐孔42係形成為朝向下側成為寬度狹窄之斜錐狀。肩斜錐孔42係呈倒圓錐梯形。起自肩斜錐孔42之垂直線之傾斜角度，係形成為與前述之本體部4之本體斜錐孔23之傾斜角度相等。肩斜錐孔42係為抵接於後述之攪拌銷3之攪拌銷斜錐部52(參照圖3)或從攪拌銷斜錐部52隔開微細之間隙而相對向之部位。

前端圓筒孔43係連續形成於肩斜錐孔42，呈圓筒狀。前端圓筒孔43之外徑，係形成為較後述之攪拌銷3之前端部53(參照圖3)之外徑稍大。

接著說明將肩部5安裝於本體部4之狀態。如圖2(b)所示，肩部5係經由緊固具31b、31b可裝卸形成於本體部4。肩部5之稜線部36，係突出於較本體部4之對向面14 更下方。

如圖2(c)所示，本體部4之本體部傾斜面13係形成於與肩部5之肩部傾斜面34相同平面上。此外，本體部4之本體部傾斜面12係形成於與肩部5之肩部傾斜面35相同平面上。

另外，如前所述，基塊2之傾斜面，雖係分別形成為齊平，惟不限定於此。例如，亦可形成為肩部5之肩部傾斜面34、35突出於較本體部4之本體部傾斜面12、13更下方(內隅部)側。

如圖3所示，攪拌銷3係具有基軸部51、攪拌銷斜錐部52、及前端部53。基軸部51、攪拌銷斜錐部52及前端部53係分別形成為同軸。攪拌銷3係為抵接支撐於基塊2，並且在一對金屬構件之內隅部內旋轉之構件。

基軸部51係為呈圓柱狀之構件，連結於未圖示之摩擦攪拌裝置之驅動機構。基軸部51係配設於本體部4之本體圓筒狀孔22(參照圖4)內。攪拌銷斜錐部52係朝向前端形成為寬度狹窄。攪拌銷斜錐部52之垂直剖面係呈倒圓錐梯形。攪拌銷斜錐部52係配設於本體部4之本體斜錐孔23內及肩部5之肩斜錐孔42內。

前端部53係從攪拌銷斜錐部52之下部垂下，呈大致圓柱狀。在前端部53之外周面，係刻設有螺旋狀溝。前端部53之長度，於使攪拌銷3抵接支撐於基塊2時，係其前端設定為突出於較基塊2之前端更下方為佳。

如圖4所示，使基塊2與攪拌銷3一體化之情形下，將攪拌銷3插入於基塊2之中空部，且使攪拌銷3之攪拌銷斜錐部52抵接支撐於本體斜錐孔23之內周面。在本實 施形態中，由於將軸承部24配置於本體斜錐孔23之內周面，因此攪拌銷斜錐部52係與軸承部24抵接。攪拌銷3之前端部53係配置成插通肩部5之前端圓筒孔43內而突出於較肩部5之稜線部36(參照圖2(b))更下方。

另外，如圖4所示，在本實施形態中，係於本體部4之內部固設有大致圓筒狀的介設構件55。介設構件55係為用以使攪拌銷3對本體部4穩定地旋轉所設之構件。介設構件55係可視需要適當設置。

此外，不設置軸承部24，而將本體斜錐孔23與肩斜錐孔42形成為齊平之情形下，亦可使攪拌銷3之攪拌銷斜錐部52抵接於本體斜錐孔23之內周面及肩斜錐孔42之內周面。

此外，在本實施形態中，雖係設為在本體部4及攪拌銷3形成斜錐部分，且使此等斜錐部分彼此隔介軸承部24而相對向，惟不限定於此。例如，亦可在本體部4之內部及攪拌銷3之外周設置相對向之水平面，且於此相對向之水平面之間介設推力軸承(thrust bearing)。以此方式構成本體部4及攪拌銷3，亦可使攪拌銷3相對於本體部4順暢地旋轉。

接著說明使用內隅接合用旋轉工具1之內隅接合方法。內隅接合方法係包括：(1)準備步驟、(2)基塊配置步驟、及(3)摩擦攪拌接合步驟。

(1)準備步驟

在準備步驟中，如圖5(a)所示，將第1金屬構件101與第2金屬構件102緊靠，並且配置襯墊構件T。第1金屬構件101及第2金屬構件102係為板狀構件，用以使第2 金屬構件102之端面102c緊靠於第1金屬構件101之內側面101b。第1金屬構件101之端面101c與第2金屬構件102之外側面102a係形成為齊平。第1金屬構件101與第2金屬構件102之開啟角度係成為90度。第1金屬構件101及第2金屬構件102係由可摩擦攪拌之金屬所構成。

茲將由第1金屬構件101之內側面101b與第2金屬構件102之內側面102b所構成之角部設為內隅部Z。此外，將第1金屬構件101之內側面101b與第2金屬構件102之端面102c緊靠之部分設為突合部J。

襯墊構件T係配置成抵接於第1金屬構件101之外側面101a及第2金屬構件102之外側面102a。

另外，在準備步驟中，雖未有具體圖示，惟可在內隅部Z預先設置底孔。底孔係為了減低將攪拌銷3插入於內隅部Z時之壓入阻力所設。底孔之形狀並無特別限制，惟例如形成為圓柱狀，且設定為較攪拌銷3之前端部53之外徑稍小之直徑。

此外，在準備步驟中，亦可沿著內隅部Z，進行熔接而預先將第1金屬構件101與第2金屬構件102暫時裝接固定。藉由暫時裝接固定，即可防止將攪拌銷3插入於內隅部Z時，第1金屬構件101與第2金屬構件102分離。

(2)基塊配置步驟

在基塊配置步驟中，如圖5(b)所示，在內隅部Z僅配置基塊2。使基塊2之肩部5之稜線部36抵接於內隅部Z，或隔開微細的間隙予以配置。再者，使本體部4之本體部傾斜面12及肩部5之肩部傾斜面35抵接於第2金屬構件102之內側面102b。此外，使本體部4之本體部傾斜面 13及肩部5之肩部傾斜面34抵接於第1金屬構件101之內側面101b。如此，基塊2雖可朝內隅部Z之長度方向移動，惟由於構成基塊2之一對傾斜面分別抵接於第1金屬構件101及第2金屬構件102，因此進行摩擦攪拌接合時，可阻止基塊2繞著垂直軸旋轉。

(3)摩擦攪拌接合步驟

在摩擦攪拌接合步驟中，如圖5(c)所示，一面將攪拌銷3插入於基塊2，一面進行摩擦攪拌接合。在摩擦攪拌接合步驟中，係將攪拌銷3插入於基塊2之中空部，直到攪拌銷3抵接於內隅部Z(或底孔)。然後，一面使攪拌銷3旋轉，一面推入直到攪拌銷3之攪拌銷斜錐部52(參照第4圖)抵接於軸承部24。

接著，如圖6(a)所示，一面使攪拌銷3旋轉，一面使基塊2及攪拌銷3沿著內隅部Z移動。由於藉由摩擦攪拌接合使突合部J周圍之金屬塑性流動化而一體化，因此使第1金屬構件101與第2金屬構件102接合。在內隅接合用旋轉工具1之移動軌跡中，係形成有塑性化區域W。

依據以上所說明之本實施形態之內隅接合用旋轉工具1，由於可裝卸形成基塊2中之面臨內隅部Z之肩部5，因此一旦肩部5磨損，只要僅將肩部5更換為新品即可。因此，不再需要更換基塊2整體，因此可降低設備成本。

圖6(b)係為在第1實施形態之摩擦攪拌接合步驟中，從圖5(c)之箭頭A方向觀看之示意圖。如圖6(b)所示，由於本體部4之對向面14係朝從較肩部5之前端(稜線部36)靠內隅部Z離開之方向退縮，因此進行摩擦攪拌接合時，可防止基塊2卡住內隅部Z。

此外，如圖6(b)所示，由於肩部5之稜線部36中之行進方向前側設有缺口部37，因此進行摩擦攪拌接合時，可使肩部5順暢地移動。此外，在本實施形態中，由於亦於行進方向後側設有缺口部37，因此使內隅接合用旋轉工具1往返移動時，亦可使肩部5順暢地移動。

此外，由於在本體部4形成有攪拌銷3之攪拌銷斜錐部52與本體斜錐孔23(軸承部24)，因此只要使該斜錐部彼此抵接或脫離，即可易於裝卸基塊2與攪拌銷3。此外，只要使該斜錐彼此抵接，即可易於進行攪拌銷3相對於基塊2之深度方向的定位。

此外，依據本實施形態之內隅接合方法，由於在摩擦攪拌接合之前就先僅將基塊2配置於內隅部Z，之後再使攪拌銷3插入於基塊2，因此在插入阻力較大之摩擦攪拌之開始位置，可以高精確度進行內隅接合用旋轉工具1之定位。

[第2實施形態]

接著說明本發明之第2實施形態。如圖7所示，第2實施形態之內隅接合用旋轉工具，在本體部4之對向面14形成有缺口部61之點，與第1實施形態有所不同。由於本體部4(基塊2)以外之構成，係與第1實施形態大致相等，因此省略重複的說明。

在本體部4之下端，係從對向面14至前方側面15、後方側面16分別形成有傾斜的缺口部61、61。缺口部61係以對向面14為基端，依預定角度以從內隅部離開之方式傾斜。藉由在本體部4設置缺口部61，於摩擦攪拌接合時，可防止基塊2卡住內隅部Z而使之順暢地移動。如圖7所示，直到肩部5之稜線部36與本體部4之對向面14為止 之距離H較短之情形下，係以如第2實施形態在本體部4亦設置缺口部61為佳。

另外，內隅接合用旋轉工具並不限定於第1實施形態及第2實施形態之構成，亦可適當設計變更。例如，雖未有具體圖示，惟參照圖7可得知，在第1實施形態中，雖係使肩部5之稜線部36較本體部4之對向面14突出，惟亦可使本體部4之對向面14與肩部5之稜線部36形成為成為同一平面上。此外，在第1實施形態中，雖係經由緊固具31b、31b使本體部4與肩部5裝卸，惟只要是可裝卸形成本體部4與肩部5，亦可為其他形態。

[變形例]

接著說明內隅接合方法之變形例。在第1實施形態中，雖係使第1金屬構件之內側面、與第2金屬構件之端面抵接，惟金屬構件之接縫方法不予限制。例如，如圖8所示之第1變形例至第4變形例之方式緊靠亦可。

(第1變形例)

如圖8(a)所示，在第1變形例中，係將第1金屬構件201及第2金屬構件202之端部分別切削為45度，再將兩端面201c、202c彼此予以緊靠(填角接縫)。以第1金屬構件201之內側面201b與第2金屬構件202之內側面202b形成內隅部Z1。在內隅接合方法中，亦可使用內隅接合用旋轉工具1於該內隅部Z1來進行摩擦攪拌接合。

(第2變形例)

如圖8(b)所示，在第2變形例中，係將第1金屬構件211之內側面211b、與第2金屬構件212之端面212c緊靠而將一對金屬構件形成為T字狀。以第1金屬構件211 之內側面211b與第2金屬構件212之內側面212b形成內隅部Z2。此外，以第1金屬構件211之內側面211b與第2金屬構件212之外側面212a形成內隅部Z2’。在內隅接合方法中，亦可使用內隅接合用旋轉工具1於該內隅部Z2、Z2’來進行摩擦攪拌接合。

(第3變形例)

如圖8(c)所示，在第3變形例中，係將形成於第1金屬構件221之端部之段部223、與第2金屬構件222之端面222c緊靠。段部223係具有：底面223a、及從底面223a立起之壁部223b。底面223a係與第2金屬構件222之端面222c抵接，而壁部223b係與第2金屬構件222之內側面222b抵接。如圖8(d)所示，以第1金屬構件221之與第2金屬構件222之內側面222b形成內隅部Z3。藉由形成段部223，即可將第1金屬構件221與第2金屬構件222穩定地緊靠。在內隅接合方法中，亦可使用內隅接合用旋轉工具1於內隅部Z3來進行摩擦攪拌接合。

(第4變形例)

如圖8(e)所示，在第4變形例中，係將形成於第1金屬構件231之凹溝233、與第2金屬構件232之端面232c緊靠而將一對金屬構件形成為T字狀。凹溝233係具有底面233a、及從底面233a立起之壁部233b、233c。底面233a係與第2金屬構件232之端面232c抵接，而壁部233b係抵接於第2金屬構件232之外側面232a。壁部233c係抵接於第2金屬構件232之內側面232b。如圖8(f)所示，以第1金屬構件231之內側面231b與第2金屬構件232之內側面232b形成內隅部Z4。此外，以第1金屬構件231之內 側面231b與第2金屬構件232之外側面232a形成內隅部Z4’。藉由形成凹溝233，即可將第1金屬構件231與第2金屬構件232穩定地緊靠。在內隅接合方法中，亦可使用內隅接合用旋轉工具1於該內隅部Z4、Z4’來進行摩擦攪拌接合。

(其他實施形態)

如圖9所示，在內隅接合方法之其他實施形態中，前述之內隅接合方法之摩擦攪拌接合步驟若結束，就對塑性化區域W進行熔接而進行修補步驟。在修補步驟中，係進行堆焊熔接再將塑性化區域W之表面以熔接金屬F予以覆蓋。換言之，係對於內隅部Z藉由填角賦予焊縫。藉此，以摩擦攪拌接合方式，即使塑性化區域W之表面形成凹凸，亦可使其平坦。

1‧‧‧內隅接合用旋轉工具

2‧‧‧基塊

3‧‧‧攪拌銷

4‧‧‧本體部

5‧‧‧肩部

11‧‧‧天頂面

12‧‧‧本體部傾斜面

12a、13a‧‧‧連通孔

13‧‧‧本體部傾斜面

14‧‧‧對向面

14a‧‧‧設置面

14c‧‧‧溝孔

15‧‧‧前方側面

16‧‧‧後方側面

17‧‧‧冷卻孔

18‧‧‧安裝孔

21‧‧‧本體中空部

22‧‧‧本體圓筒狀孔

23‧‧‧本體斜錐孔

24‧‧‧軸承部

31‧‧‧基板部

31a‧‧‧安裝孔

31b‧‧‧緊固具

32‧‧‧突出部

33‧‧‧胴體部

34‧‧‧肩部傾斜面

35‧‧‧肩部傾斜面

36‧‧‧稜線部

37‧‧‧缺口部

41‧‧‧肩中空部

42‧‧‧肩斜錐孔

43‧‧‧前端圓筒孔

51‧‧‧基軸部

52‧‧‧攪拌銷斜錐部

53‧‧‧前端部

55‧‧‧介設構件

61‧‧‧缺口部

101、201、211、221、231‧‧‧第1金屬構件

101a‧‧‧第1金屬構件之外側面

101b、201b、211b、231b‧‧‧第1金屬構件之內側面

101c、201c‧‧‧第1金屬構件之端面

102、202、212、222、232‧‧‧第2金屬構件

102a、212a、232a‧‧‧第2金屬構件之外側面

102b、202b、212b、222b、232b‧‧‧第2金屬構件之內側面

102c、202c、212c、222c、232c‧‧‧第2金屬構件之端面

223‧‧‧段部

223a‧‧‧底面

223b‧‧‧壁部

233‧‧‧第1金屬構件之凹溝

233a‧‧‧第1金屬構件之凹溝之底面

233b、223c‧‧‧第1金屬構件之凹溝之壁部

F‧‧‧熔接金屬

H‧‧‧距離

J‧‧‧突合部

T‧‧‧襯墊構件

W‧‧‧塑性化區域

Z、Z1至Z4、Z2’、Z4’‧‧‧內隅部

圖1係為顯示第1實施形態之內隅接合用旋轉工具之立體圖。

圖2係為顯示第1實施形態之基塊圖，(a)係為立體分解圖，(b)係為側剖面圖，(c)係為正面剖面圖。

圖3係為顯示第1實施形態之攪拌銷之側面圖。

圖4係為顯示第1實施形態之內隅接合用旋轉工具之正面剖面圖。

圖5係為顯示第1實施形態之內隅接合方法圖，(a)係顯示準備步驟，(b)係顯示基塊配置步驟，(c)係顯示摩擦攪拌接合步驟。

圖6係為顯示第1實施形態之內隅接合方法圖，(a)係斜視圖，(b)係為從第5圖(c)之箭頭A方向觀看之剖 面圖。

圖7係為顯示第2實施形態之基塊之側剖面圖。

圖8係為顯示內隅接合方法之變形例之側面圖，(a)係顯示第1變形例，(b)係顯示第2變形例，(c)、(d)係顯示第3變形例，(e)、(f)係顯示第4變形例。

圖9係為顯示內隅接合方法之另一實施形態之側面圖。

1‧‧‧內隅接合用旋轉工具

2‧‧‧基塊

3‧‧‧攪拌銷

4‧‧‧本體部

5‧‧‧肩部

11‧‧‧天頂面

12‧‧‧本體部傾斜面

13‧‧‧本體部傾斜面

13a‧‧‧連通孔

14‧‧‧對向面

15‧‧‧前方側面

16‧‧‧後方側面

17‧‧‧冷卻孔

18‧‧‧安裝孔

53‧‧‧前端部

61‧‧‧缺口部

Claims (10)

1. 一種內隅接合用旋轉工具，係對於將一對金屬構件緊靠所形成之內隅部進行摩擦攪拌接合，其特徵為具有：攪拌銷(pin)，插入於前述內隅部；及基塊(base block)，支撐前述攪拌銷，並且分別抵接於一對前述金屬構件；前述基塊係具有：本體部，係形成愈朝向前端寬度愈狹窄；及肩(shoulder)部，係經由緊固具可裝卸形成於該本體部的前端；在前述本體部的前端隔著空間形成有與前述內隅部相對向之對向面；前述肩部的前端係較前述對向面更朝向前述攪拌銷的前端側突出；前述攪拌銷係貫通前述本體部及前述肩部。
2. 如申請專利範圍第1項之內隅接合用旋轉工具，其中在前述本體部的前端，於其中一端部形成一傾斜之缺口部，該缺口部係以自前述攪拌銷的前端側遠離之方式傾斜。
3. 如申請專利範圍第1項之內隅接合用旋轉工具，其中在前述肩部的前端，於其中一端部形成一傾斜之缺口部，該缺口部係以自前述攪拌銷的前端側遠離之方式傾斜。
4. 如申請專利範圍第1項之內隅接合用旋轉工具，其中在前述本體部的內部係形成有朝向前端形成尖細之本體斜錐(taper)孔；在前述攪拌銷係形成有朝向前端形成尖細之攪拌銷斜錐部； 前述攪拌銷斜錐部係抵接且被支撐於前述本體斜錐孔之內周面。
5. 如申請專利範圍第1項之內隅接合用旋轉工具，其中在前述本體部係形成有使冷卻媒體流通之冷卻孔。
6. 如申請專利範圍第1項之內隅接合用旋轉工具，其中在前述本體部與前述攪拌銷之間介設有軸承部。
7. 一種內隅接合方法，其特徵為：使用如申請專利範圍第1至6項中任一項之內隅接合用旋轉工具；對於將第1金屬構件與第2金屬構件緊靠所形成之內隅部進行摩擦攪拌接合。
8. 如申請專利範圍第7項之內隅接合方法，其中在對前述內隅部進行摩擦攪拌接合之前，預先以熔接方式暫時裝接固定前述內隅部。
9. 如申請專利範圍第7項之內隅接合方法，其中在使前述基塊抵接於前述第1金屬構件及前述第2金屬構件之後，一面將前述攪拌銷插入於前述基塊，一面進行摩擦攪拌接合。
10. 如申請專利範圍第7項之內隅接合方法，其中在進行前述摩擦攪拌接合之後，進一步對前述內隅部進行熔接，以熔接金屬堆焊並藉由填角(fillet)賦予焊縫。