WO2014171132A1 - 摩擦撹拌接合装置および摩擦撹拌接合方法 - Google Patents

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WO2014171132A1
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shoulder
workpiece
stir welding
friction stir
rotating shaft
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西田　英人
脩平 吉川
神岡　光浩
志郎 本間
利行 平嶋
謙治 和木
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川崎重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for joining joined workpieces by friction stir welding.
  • a bobbin type rotary tool has been developed in which a pair of shoulders for holding a workpiece are provided on both sides of a probe.
  • the bobbin type rotary tool is moved along the boundary between the workpieces while being rotated in a state where the axial direction of the rotary tool is perpendicular to the workpiece.
  • Patent Document 1 discloses a friction stir welding apparatus that can rotate a first shoulder that rotates on the surface of a workpiece and a second shoulder that rotates on the back surface of the workpiece at different speeds.
  • the friction stir welding apparatus disclosed in Patent Document 1 has a problem in that a recess is formed in a region after joining when there is a gap between the butted workpieces.
  • the rotation speed of the second shoulder on the back surface side is made faster than the rotation speed of the first shoulder on the front surface side.
  • the present invention provides a friction stir welding apparatus and a friction stirrer that can prevent the formation of depressions on both sides of the joining trace on the surface side of the region after joining regardless of the presence or absence of a gap between the workpieces.
  • An object is to provide a joining method.
  • the friction stir welding apparatus of the present invention is a device for joining the abutted works to each other by friction stir welding, and includes a rotary shaft on which a thread for friction stirring is formed, and the rotation A rotating shoulder fixed to the tip of the shaft and rotating together with the rotating shaft to generate frictional heat with the back surface of the workpiece, and the rotating shaft rotatably supporting the rotating shaft on the surface side of the workpiece
  • a drive unit including a motor for rotating a shaft; a pressing mechanism for pressing the rotary shoulder against a back surface of the work; and the drive unit or the drive penetrating the rotary shaft and sandwiching the work together with the rotary shoulder A stationary shoulder that is non-rotatably attached to a member connected to the unit.
  • the above friction stir welding apparatus may further include a biasing member that presses the stationary shoulder against the surface of the workpiece. According to this configuration, even if there is a undulation on the surface of the workpiece, the stationary shoulder can follow the undulation.
  • the friction stir welding apparatus further includes a detector for detecting a pressing force of the rotary shoulder against the back surface of the workpiece, and the pressing mechanism is configured to operate according to a detection value of the detector. May be. Alternatively, the pressing mechanism may be configured to operate according to the current value of the motor. According to these configurations, the pressing force of the rotating shoulder against the back surface of the work can be kept constant.
  • the screw shaft is also formed on the rotating shaft in a region overlapping with the stationary shoulder, and the rotating shoulder side surface of the stationary shoulder is rotated from the central hole inserted into the rotating shaft.
  • a wire supply groove for supplying a wire made of a material that can be stirred with the workpiece to the screw thread, extending in a joining direction, which is a direction in which the shaft is moved along the boundary between the workpieces, may be formed. According to this structure, it can suppress that the back surface side of the area
  • the friction stir welding apparatus may further include a pressing roller that is disposed in the bonding direction with respect to the stationary shoulder and presses the wire against the surface of the workpiece.
  • a wire can be supplied to a screw thread by the relative movement of a workpiece
  • a part may be formed.
  • a linear convex part or a recessed part can be formed in the surface side of the area
  • the friction stir welding apparatus further includes a support body connected to the drive unit so as to be slidable in the axial direction of the rotary shaft, and the pressing mechanism moves the drive unit relative to the support body.
  • the stationary shoulder may be attached to the support. According to this configuration, it is possible to independently adjust the pressing force of the stationary shoulder to the work surface and the pressing force of the rotary shoulder to the back surface of the work.
  • the friction stir welding method of the present invention is a method for joining the abutted workpieces by friction stir welding, wherein the rotary shoulder fixed to the tip of the rotating shaft on which the thread for friction stirring is formed is The workpiece is rotated while the rotary shaft is kept perpendicular to the workpiece while being pressed against the back surface of the workpiece and a non-rotatable stationary shoulder penetrated by the rotary shaft is pressed against the surface of the workpiece. It moves along the boundary between each other.
  • the screw thread is also formed in a region where the stationary shoulder overlaps, and a contact surface of the stationary shoulder with the workpiece is from a central hole inserted through the rotating shaft,
  • a wire supply groove extending in the joining direction which is a direction in which the rotating shaft is moved along the boundary between the workpieces, is formed, and the rotary shoulder is moved in the joining direction, and the workpiece and the agitable material
  • the wire may be supplied to the screw thread through the wire supply groove.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • 4A is a cross-sectional view taken along line IVA-IVA in FIG. 2
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line IVB-IVB in FIG.
  • FIG. 5A is a view showing a result of joining workpieces having a gap of zero using a conventional bobbin type rotary tool
  • FIG. 5B is a workpiece having a gap of a large amount using the rotary tool. It is a figure which shows a result when joining each other.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • 4A is a cross-sectional view taken along line IVA-IVA in FIG. 2
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line IVB-IVB in FIG.
  • FIG. 5A is a view showing a result of joining workpieces having a gap of zero using a conventional bobbin type rotary tool
  • FIGS. 6A to 6D are views of the stationary shoulder and the rotating shoulder as seen from the direction opposite to the joining direction.
  • FIG. 1 shows a friction stir welding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • This apparatus 1 joins the workpiece
  • the device 1 includes an elevating device 14, a traversing device 12, and a traveling device 11 that move the drive unit 3 three-dimensionally via the support body 16, and a control device 7 that performs overall control. ing.
  • the configuration of the friction stir welding apparatus 1 is not limited to that shown in FIG.
  • the configuration of the friction stir welding apparatus 1 may be a table moving type as shown in FIG. 8, a gate structure (gantry) type as shown in FIG. 9, or an automatic cart type as shown in FIG. That is, any configuration may be used as long as the rotary shaft 2 is configured to move relative to the workpiece W.
  • WORK W is placed on a fixed base (not shown). As shown in FIG. 4B, the workpieces W may be arranged in a horizontal direction with their end faces in contact with each other, or may be arranged so that a gap is formed between the end faces.
  • the traveling device 11 moves the rotary shaft 2 in the direction indicated by the arrow D in FIG. 1 along the boundary WB between the workpieces W. That is, the direction indicated by the arrow D is the joining direction.
  • the workpiece W is a plate-like member whose front surface faces upward and whose back surface faces downward.
  • the drive unit 3 is located above the surface side of the workpiece
  • work W and the position of the drive unit 3 may be reverse to this embodiment.
  • the posture of the workpiece W does not necessarily have to be horizontal, and may be vertical or diagonal. That is, the axial direction of the rotating shaft 2 may be any direction as long as it is perpendicular to the workpiece W.
  • the workpiece W is not necessarily a plate-like member, and may be a tubular member.
  • the surface of the workpiece W is an outer peripheral surface, and the back surface is an inner peripheral surface.
  • the drive unit 3 may be rotated around the workpiece W by, for example, an articulated robot.
  • the workpiece may be one surface portion of a member having a double skin structure.
  • the rotary shaft 2 has a large diameter portion 2b accommodated in the drive unit 3 and a small diameter portion 2a protruding downward from the drive unit 3.
  • the large-diameter portion 2b is rotatably supported by the drive unit 3 via a bearing 31.
  • the drive unit 3 includes a motor 32 that rotates the rotary shaft 2.
  • the large-diameter portion 2b does not necessarily have to be accommodated in the drive unit 3 as a whole.
  • the lower portion of the large-diameter portion 2b may protrude downward from the drive unit 3 to a horizontal portion 16b described later of the support body 16.
  • the support 16 has an L shape in a side view, and has a vertical portion 16 a located on the side of the drive unit 3 and a horizontal portion 16 b located below the drive unit 3.
  • the drive unit 3 is connected to the vertical portion 16a of the support 16 so as to be slidable in the axial direction of the rotary shaft 2, that is, in the vertical direction.
  • the vertical portion 16 a of the support 16 is connected to the lifting device 14 and is lifted and lowered by the drive mechanism 15 of the lifting device 14.
  • the elevating device 14 is connected to the traversing device 12 and traversed by the drive mechanism 13 of the traversing device 12.
  • the traversing device 12 is connected to a self-propelled traveling device 11.
  • positioning of the raising / lowering apparatus 14 and the traversing apparatus 12 is interchangeable.
  • the drive mechanism 15 of the elevating device 14 and the drive mechanism 13 of the traversing device 12 may be, for example, a combination of a motor, a screw shaft, and a nut member, or may be a hydraulic or pneumatic cylinder or an electric cylinder.
  • the drive mechanisms 13 and 15 may be manually operated.
  • a pressing mechanism 6 that moves the drive unit 3 in the vertical direction with respect to the support body 16 is provided.
  • the pressing mechanism 6 is for pressing a rotation shoulder 5 described later against the back surface of the workpiece W.
  • the pressing mechanism 6 is a combination of a motor, a screw shaft, and a nut member.
  • the pressing mechanism 6 may be, for example, a combination of a motor, a rack, and a pinion, or may be a hydraulic or pneumatic cylinder or an electric cylinder.
  • a load cell is provided on the screw shaft of the pressing mechanism 6 as the detector 61 for detecting the pressing force of the rotating shoulder 5 against the back surface of the workpiece W.
  • a pressure gauge that detects the pressure in the cylinder or piping can be used as the detector 61.
  • an electric cylinder is used as the pressing mechanism 6, the current value flowing through the electric cylinder correlates with the pressing force of the rotary shoulder 5 against the back surface of the work W, and therefore an ammeter that measures the current value is used as the detector 61. It is possible to use.
  • the small-diameter portion 2a of the rotary shaft 2 extends through the horizontal portion 16b of the support body 16, and the rotary shoulder 5 is fixed to the tip of the small-diameter portion 2a.
  • a stationary shoulder 4 that is passed through the small diameter portion 2a of the rotating shaft 2 and sandwiches the workpiece W together with the rotating shoulder 5 is attached to the horizontal portion 16b of the support 16 so as not to rotate. That is, the stationary shoulder 4 has a center hole 41 inserted through the small diameter portion 2 a of the rotating shaft 2.
  • the small-diameter portion 2a includes a main body portion 25 that is continuous with the large-diameter portion 2b, and a pin portion 26 that has a smaller diameter than the main body portion 25 and extends further downward from the main body portion 25.
  • the length of the main body 25 is set so that the lower end of the main body 25 is located in the center hole 41 of the stationary shoulder 4 (more precisely, the position above the center hole 41).
  • a lower portion of the pin portion 26 enters the rotary shoulder 5.
  • a thread 21 for friction stirring is formed above the rotating shoulder 5 in the pin portion 26.
  • the thread 21 has a spiral shape that is opposite to the rotation direction of the rotary shaft 2 from the stationary shoulder 4 toward the rotary shoulder 5. For this reason, in the vicinity of the thread 21, the softened part of the workpiece W due to friction with the thread 21 flows toward the rotating shoulder 5.
  • the screw thread 21 is formed on the entire portion of the pin portion 26 above the rotating shoulder 5. In other words, the screw thread 21 is also formed in a region overlapping the stationary shoulder 4 in the small diameter portion 2 a of the rotating shaft 2.
  • a thread 22 for fixing the rotary shoulder 5 is formed at a lower portion of the portion of the pin portion 26 that enters the rotary shoulder 5.
  • the rotating shoulder 5 is formed with a bottomed screw hole that is screwed with the screw thread 22.
  • the fixing method of the rotation shoulder 5 is not restricted to this.
  • the screw hole of the rotation shoulder 5 may not be bottomed, and the rotation shoulder 5 may be fixed to the pin portion 26 with a set screw.
  • the rotary shoulder 5 rotates with the rotary shaft 2 and generates frictional heat with the back surface of the workpiece W.
  • the rotation shoulder 5 is a disk-shaped member whose upper surface and lower surface are parallel. That is, the upper surface of the rotating shoulder 5 is a contact surface with the workpiece W.
  • a tapered surface is formed on the peripheral edge of the upper surface of the rotating shoulder 5.
  • the stationary shoulder 4 is formed in a substantially home-base shape that is pointed in the joining direction D in plan view.
  • the shape of the stationary shoulder 4 is not necessarily limited to this, and may be, for example, a circular shape or a polygonal shape in plan view.
  • the diameter of the center hole 41 described above is slightly larger than the diameter of the main body portion 25 of the small diameter portion 2a.
  • the upper surface of the stationary shoulder 4 is flat in the horizontal direction, but the lower surface, which is the surface on the rotating shoulder 5 side, has a portion on the joining direction D side that rises toward the joining direction D, and the remaining portion is parallel to the upper surface. It has become. That is, the portion other than the portion that rises in the joining direction D on the lower surface of the stationary shoulder 4 is the contact surface with the workpiece W.
  • the edge of the contact surface is rounded into a circular arc shape in cross section.
  • a wire supply groove 42 extending from the center hole 41 in the joining direction D is formed on the lower surface of the stationary shoulder 4.
  • the wire supply groove 42 is for supplying the work W and the wire 10 made of a stirrable material to the screw thread 21.
  • the wire 10 is supplied to the screw thread 21 through the wire supply groove 42, the wire 10 is fluidized by frictional heat generated between the wire 10 and the thread W 21, and is frictionally stirred together with the workpiece W.
  • the material of the wire 10 may be the same as that of the workpiece W.
  • the component of the wire 10 may be slightly different from the workpiece W.
  • the frictional heat that fluidizes the workpiece W is approximately 100 ° C. or more lower than the melting point of the workpiece W, it is desirable that the wire 10 does not melt with the frictional heat.
  • an adjustment mechanism 8 that adjusts the supply amount of the wire 10 to the screw thread 21 is provided on the horizontal portion 16 b of the support 16. That is, the adjusting mechanism 8 is disposed in the joining direction D with respect to the stationary shoulder.
  • the adjustment mechanism 8 includes a pressing roller 81 that presses the wire 10 against the surface of the workpiece W, and a holding portion 82 that can change the pressing force of the pressing roller 81.
  • the supply amount of the wire 10 is appropriately determined according to the diameter of the wire 10 and the pressing force of the rotary shoulder 5.
  • the wire 10 slides on the surface of the workpiece W in the direction opposite to the joining direction D. In other words, the wire 10 is drawn into the wire supply groove 42 on the workpiece W.
  • the supply amount of the wire 10 is small, the wire 10 slides in the joining direction D on the surface of the workpiece W while being pushed by the rotating shaft 2.
  • a plurality of coil springs are arranged around the small diameter portion 2 a of the rotary shaft 2 as a biasing member 9 that presses the stationary shoulder 4 against the surface of the workpiece W.
  • the urging member 9 it is also possible to use a single coil spring inserted into the small diameter portion 2a having an inner diameter larger than that of the small diameter portion 2a of the rotary shaft 2.
  • the pressing mechanism 6 for pressing the rotating shoulder 5 against the back surface of the workpiece W is configured to operate according to the detection value of the detector 61. Specifically, the detector 61 and the pressing mechanism 6 are connected to the control device 7, and the control device 7 presses the pressing mechanism 6 (to be precise, so that the detection value of the detector 61 is kept within a predetermined range. Control the motor).
  • the work W is fixed in advance in a state of being abutted on a fixed base (not shown), and the device 1 is set at a position where the thread 21 of the rotary shaft 2 is in contact with the end surface of the work W.
  • the drive mechanism 13 of the traversing device 12 is operated to position the center of the rotary shaft 2 on the extension line of the boundary WB between the workpieces W.
  • the driving mechanism 15 of the lifting device 14 is operated to move the support 16 to a position where the stationary shoulder 4 is pressed against the surface of the workpiece W with an appropriate pressing force.
  • the pressing mechanism 6 the drive unit 3 is moved to a position where the rotating shoulder 5 is pressed against the back surface of the workpiece W with a pressing force in which the detection value of the detector 61 falls within a predetermined range.
  • the wire 10 is inserted into the wire supply groove 42 of the stationary shoulder 4 so that the tip of the wire 10 reaches the thread 21 while being inserted between the presser roller 81 of the adjustment mechanism 8 and the work W.
  • the control device 7 drives the motor 32 of the drive unit 3 and causes the traveling device 11 to travel. Thereby, the rotating shaft 2 is moved along the boundary WB between the workpieces W while being rotated while being kept perpendicular to the workpieces W.
  • the wire 10 is supplied to the screw thread 21 through the wire supply groove 42 of the stationary shoulder 4.
  • the control device 7 controls the pressing mechanism 6 so that the detection value of the detector 61 is maintained within the predetermined range.
  • the stationary shoulder 4 does not rotate on the surface side of the workpiece W, so that frictional heat that softens the workpiece W does not occur. Therefore, not only when there is no gap between the workpieces W, but also when there is a gap, it is possible to prevent the formation of depressions on both sides of the bonding trace on the surface side of the region WJ after bonding.
  • the upper and lower shoulder distance G of the bobbin type rotary tool is normally set so that TG> 0.1 mm with respect to the thickness T of the workpiece W. In the case of TG ⁇ 0.1 mm, the material is not sufficiently stirred and a defect WD is easily formed. If the value of TG is large, it becomes difficult to form the defect WD.
  • TG is preferably set to about 0.1 to 0.3 mm. In this case, it is desirable that the workpieces W are abutted so that a gap between the workpieces W is 0.5 mm or less. . In this way, it is possible to prevent the formation of the concave defect WD in the region WJ after bonding.
  • the pressing mechanism 6 is configured to operate according to the detection value of the detector 61, so that the pressing force of the rotating shoulder 5 against the back surface of the work W can be kept constant.
  • the wire 10 is supplied to the screw thread 21 through the wire supply groove 42 of the stationary shoulder 4, it is possible to suppress the entire back surface side of the joined region WJ from being depressed. Moreover, such supply of the wire 10 can prevent the formation of the concave defect WD in the region WJ after bonding as described above even if the gap between the workpieces W is large.
  • the screw thread 21 has a spiral shape opposite to the rotation direction of the rotary shaft 2 from the stationary shoulder 4 to the rotary shoulder 5, the wire 10 is softened by friction with the screw thread 21, and then the rotation shaft 2 It is fed into the workpiece W by rotation. Thereby, the softened wire 10 can be automatically stirred with the softened part of the workpiece W.
  • the horizontal portion 16 b of the support 16 may be omitted, and the stationary shoulder 4 may be attached to the drive unit 3.
  • the pressing mechanism 6 can also be used as the lifting mechanism 14.
  • the stationary shoulder 4 is attached to the support body 16 slidably connected to the drive unit 3 in the vertical direction as in the above embodiment, the pressing force of the stationary shoulder 4 on the surface of the work W and the rotating shoulder 5 are fixed. It is possible to independently adjust the pressing force on the back surface of the workpiece W.
  • the stationary shoulder 4 is attached to the horizontal portion 16b of the support body 16 via the biasing member 9, but the stationary shoulder 4 can be directly fixed to the horizontal portion 16b.
  • the urging member 9 is interposed between the stationary shoulder 4 and the horizontal portion 16b as in the above-described embodiment, even if there is undulation due to a manufacturing error in the thickness of the workpiece W on the surface of the workpiece W, for example.
  • the stationary shoulder 4 can follow the swell.
  • the adjustment mechanism 8 may be provided in the drive unit 3.
  • a molding portion 43 extending from the center hole 41 in the direction opposite to the joining direction D may be formed on the lower surface of the stationary shoulder 4.
  • the forming part 43 may be a groove as shown in FIGS. 6B and 6C, or may be a protrusion as shown in FIG. 6D.
  • molding part 43 may be triangular as shown to FIG. 6B, for example, and may be circular arc shape as shown to FIG. 6C and 6D. If the molding part 43 is formed on the lower surface of the stationary shoulder 4 in this way, a linear convex part or a concave part can be formed on the surface side of the joined region WJ simultaneously with the joining of the workpiece W.
  • the wire supply groove 42 may not be formed on the lower surface of the stationary shoulder 4.
  • the thread 21 does not have to be formed in a region overlapping the stationary shoulder 4 in the small diameter portion 2a of the rotary shaft 2.
  • the pressing force of the rotary shoulder 5 against the back surface of the work W correlates with the load torque of the motor 32 that rotates the rotary shaft 2. Therefore, the pressing mechanism 6 may be configured to operate according to the current value of the motor 32. Even in this case, the pressing force of the rotary shoulder 5 against the back surface of the work W can be kept constant.
  • the present invention is useful when joining various workpieces by friction stir welding.

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Abstract

本発明は、ワーク同士の間の隙間の有無に拘らずに接合後の領域の表面側における接合跡の両側に窪みが形成されることを防止することができる摩擦撹拌接合装置および摩擦撹拌接合方法を提供することを目的とし、本発明の摩擦撹拌接合装置（１）では、摩擦撹拌用のねじ山（２１）が形成された回転シャフト（２）と、この回転シャフト（２）を回転可能に支持する駆動ユニット（３）を備え、回転シャフト（２）の先端には、回転シャフト（２）と共に回転してワークＷの裏面との間に摩擦熱を生じさせる回転ショルダ（５）が固定されており、回転ショルダ（５）は、押付機構（６）によりワークＷの裏面に押し付けられ、駆動ユニット（３）または駆動ユニット（３）と連結された部材（１６）には、回転シャフト（２）に貫通されて回転ショルダ（５）と共にワークＷを挟持する静止ショルダ（４）が回転不能に取り付けられている構成とした。

Description

摩擦撹拌接合装置および摩擦撹拌接合方法
　本発明は、突き合わされたワーク同士を摩擦撹拌接合により接合する装置および方法に関する。
　従来、突き合わされたワーク同士を接合する摩擦撹拌接合装置としては、プローブ型の回転工具を備えるものが知られている。プローブ型の回転工具は、円柱状の本体の端面からプローブが突出しており、当該回転工具の軸方向がワークに対して傾けられた状態で、換言すれば本体の一部がワークに食い込むような状態で、回転させられながらワーク同士の境界に沿って移動させられる。このため、接合後の領域の表面側には窪みが形成される。
　近年では、ワークを挟持する一対のショルダがプローブの両側に設けられたボビン型の回転工具が開発されている。ボビン型の回転工具は、当該回転工具の軸方向がワークと垂直となる状態で、回転させられながらワーク同士の境界に沿って移動させられる。
　例えば、特許文献１には、ワークの表面上で回転する第１ショルダとワークの裏面上で回転する第２ショルダとを異なる速度で回転させることができる摩擦撹拌接合装置が開示されている。
特許第４０５２４４３号公報
　特許文献１に開示された摩擦撹拌接合装置は、突き合わされたワーク同士の間に隙間がある場合には接合後の領域に窪みが形成されることを課題とし、外部から視認される接合後の領域の表面側に窪みが形成されることを回避するために、裏面側の第２ショルダの回転速度を表面側の第１ショルダの回転速度よりも速くしている。これにより、ワークの裏面側が表面側よりも先に軟化するため、ワーク同士の間に隙間がある場合でも接合後の領域の表面側に窪みが形成されることを防止することができる。
　ところで、本発明の発明者らは、ボビン型の回転工具を用いた場合、ワーク同士の間に隙間がない場合でも、図５Ａに示すように、接合後の領域ＷＪの表面側では、接合跡ＷＴの両側に線状の窪みＲが形成されることを発見した。そして、その窪みＲは、ショルダが摩擦熱を発生させるために生じる不可避的なものであることを突き止めた。従って、接合後の領域の表面側における接合跡の両側の窪みは、ワーク同士の間に隙間があることを前提とする特許文献１に開示された摩擦撹拌接合装置でも同様に生じる。
　そこで、本発明は、ワーク同士の間の隙間の有無に拘らずに接合後の領域の表面側における接合跡の両側に窪みが形成されることを防止することができる摩擦撹拌接合装置および摩擦撹拌接合方法を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の摩擦撹拌接合装置は、突き合わされたワーク同士を摩擦撹拌接合により接合する装置であって、摩擦撹拌用のねじ山が形成された回転シャフトと、前記回転シャフトの先端に固定された、前記回転シャフトと共に回転して前記ワークの裏面との間に摩擦熱を生じさせる回転ショルダと、前記ワークの表面側で前記回転シャフトを回転可能に支持する、前記回転シャフトを回転させるモータを含む駆動ユニットと、前記回転ショルダを前記ワークの裏面に押し付けるための押付機構と、前記回転シャフトに貫通されて前記回転ショルダと共に前記ワークを挟持する、前記駆動ユニットまたは前記駆動ユニットと連結された部材に回転不能に取り付けられた静止ショルダと、を備えることを特徴とする。
　上記の構成によれば、ワークの表面側では静止ショルダが回転しないため、ワークを軟化させる摩擦熱が生じない。従って、ワーク同士の間に隙間がない場合は勿論のこと、隙間がある場合でも、接合後の領域の表面側における接合跡の両側に窪みが形成されることを防止することができる。
　上記の摩擦撹拌接合装置は、前記静止ショルダを前記ワークの表面に押し付ける付勢部材をさらに備えてもよい。この構成によれば、ワークの表面にうねりがあっても、そのうねりに静止ショルダを追従させることができる。
　上記の摩擦撹拌接合装置は、前記回転ショルダの前記ワークの裏面への押付力を検出するための検出器をさらに備え、前記押付機構は、前記検出器の検出値に応じて作動するように構成されていてもよい。あるいは、前記押付機構は、前記モータの電流値に応じて作動するように構成されていてもよい。これらの構成によれば、回転ショルダのワークの裏面への押付力を一定に保つことができる。
　前記回転シャフトには、前記ねじ山が、前記静止ショルダと重なり合う領域にも形成されており、前記静止ショルダの前記回転ショルダ側の面には、前記回転シャフトに挿通される中心穴から、前記回転シャフトが前記ワーク同士の境界に沿って移動される方向である接合方向に延びる、前記ワークと撹拌可能な材料からなるワイヤを前記ねじ山に供給するためのワイヤ供給溝が形成されていてもよい。この構成によれば、接合後の領域の裏面側が全体的に窪むことを抑制することができる。
　上記の摩擦撹拌接合装置は、前記静止ショルダに対して前記接合方向に配置された、前記ワイヤを前記ワークの表面に押し付ける押えローラをさらに備えてもよい。この構成によれば、ワークと回転シャフトとの相対移動によってワイヤをねじ山に供給することができる。
　前記静止ショルダの前記回転ショルダ側の面には、前記回転シャフトに挿通される中心穴から、前記回転シャフトが前記ワーク同士の境界に沿って移動される方向である接合方向と逆方向に延びる成形部が形成されていてもよい。この構成によれば、ワークの接合と同時にワークの表面における接合後の領域の表面側に線状の凸部または凹部を形成することができる。
　上記の摩擦撹拌接合装置は、前記回転シャフトの軸方向に摺動可能に前記駆動ユニットと連結された支持体をさらに備え、前記押付機構は、前記支持体に対して前記駆動ユニットを移動させるものであり、前記静止ショルダは、前記支持体に取り付けられていてもよい。この構成によれば、静止ショルダのワークの表面への押付力と回転ショルダのワークの裏面への押付力とを独立して調整することが可能になる。
　また、本発明の摩擦撹拌接合方法は、突き合わされたワーク同士を摩擦撹拌接合により接合する方法であって、摩擦撹拌用のねじ山が形成された回転シャフトの先端に固定された回転ショルダを前記ワークの裏面に押し付け、かつ、前記回転シャフトに貫通された回転不能な静止ショルダを前記ワークの表面に押し付けた状態で、前記回転シャフトを前記ワークに対して垂直に保ったままで回転させながら前記ワーク同士の境界に沿って移動させることを特徴とする。
　例えば、前記回転シャフトには、前記ねじ山が、前記静止ショルダと重なり合う領域にも形成されており、前記静止ショルダの前記ワークとの接触面には、前記回転シャフトに挿通される中心穴から、前記回転シャフトが前記ワーク同士の境界に沿って移動される方向である接合方向に延びるワイヤ供給溝が形成されており、前記回転ショルダを前記接合方向に移動させるとともに、前記ワークと撹拌可能な材料からなるワイヤを前記ワイヤ供給溝を通じて前記ねじ山に供給してもよい。
　本発明によれば、ワーク同士の間の隙間の有無に拘らずに接合後の領域の表面側における接合跡の両側に窪みが形成されることを防止することができる。
本発明の一実施形態に係る摩擦撹拌接合装置の構成図である。 図１に示す摩擦撹拌接合装置の要部の拡大断面図である。 図２のIII－III線に沿った断面図である。 図４Ａは図２のIVＡ－IVＡ線に沿った断面図、図４Ｂは図２のIVＢ－IVＢ線に沿った断面図である。 図５Ａは従来のボビン型の回転工具を用いて隙間がゼロで突き合わされたワーク同士を接合したときの結果を示す図、図５Ｂは同回転工具を用いて隙間が大きな状態で突き合わされたワーク同士を接合したときの結果を示す図である。 図６Ａは変形例の静止ショルダの上面図、図６Ｂ～６Ｄはその静止ショルダおよび回転ショルダを接合方向と逆方向から見た図である。 別の実施形態に係る摩擦撹拌接合装置の要部拡大断面図である。 テーブル移動式の摩擦撹拌接合装置を示す斜視図である。 門構（ガントリ）式の摩擦撹拌接合装置を示す斜視図である。 自動台車式の摩擦撹拌接合装置を示す側面図である。
　図１に、本発明の一実施形態に係る摩擦撹拌接合装置１を示す。この装置１は、突き合わされたワークＷ同士を摩擦撹拌接合により接合するものであり、鉛直方向に延びる回転シャフト２と、この回転シャフト２の上部を保持する駆動ユニット３を備えている。本実施形態では、装置１は、駆動ユニット３を支持体１６を介して三次元的に移動させる、昇降装置１４、横行装置１２および走行装置１１と、全体的な制御を行う制御装置７を備えている。
　ただし、摩擦撹拌接合装置１の構成は図１に示すものに限られない。例えば、摩擦撹拌接合装置１の構成は、図８に示すようなテーブル移動式、図９に示すような門構（ガントリ）式、図１０に示すような自動台車式であってもよい。すなわち、回転シャフト２がワークＷに対して相対的に移動される構成であれば、どのような構成であってもよい。
　ワークＷは、図略の固定台上に載置される。ワークＷは、図４Ｂに示すように互いの端面が接触した状態で水平方向に並べられてもよいし、端面同士の間に隙間が形成されるように並べられてもよい。走行装置１１は、回転シャフト２を、ワークＷ同士の境界ＷＢに沿って図１中の矢印Ｄで示す方向に移動させる。すなわち、矢印Ｄで示す方向は接合方向である。
　本実施形態では、ワークＷは、表面が上方を向き、裏面が下方を向く板状の部材である。そして、駆動ユニット３は、ワークＷの表面側である上方に位置している、ただし、ワークＷの向きおよび駆動ユニット３の位置は、本実施形態と逆であってもよい。また、ワークＷの姿勢は、必ずしも横向きである必要はなく、縦向きや斜め向きであってもよい。すなわち、回転シャフト２の軸方向は、ワークＷに対して垂直である限りどのような方向であってもよい。
　さらに、ワークＷは、必ずしも板状の部材である必要はなく、管状の部材であってもよい。ワークＷが管状の部材である場合、ワークＷの表面は外周面であり、裏面は内周面である。その場合、駆動ユニット３は、例えば多関節ロボットにより、ワークＷの周囲に旋回させられてもよい。あるいは、ワークは、ダブルスキン構造の部材の一方の面部であってもよい。
　回転シャフト２は、駆動ユニット３内に収容される大径部２ｂと、駆動ユニット３から下方に突出する小径部２ａを有する。そして、大径部２ｂがベアリング３１を介して駆動ユニット３に回転可能に支持されている。駆動ユニット３は、回転シャフト２を回転させるモータ３２を含んでいる。なお、大径部２ｂは、必ずしも全体が駆動ユニット３内に収容される必要はない。例えば、大径部２ｂの下部は、支持体１６の後述する水平部１６ｂまで駆動ユニット３から下方に張り出していてもよい。
　支持体１６は、側面視でＬ字状をなしており、駆動ユニット３の側方に位置する鉛直部１６ａと、駆動ユニット３の下方に位置する水平部１６ｂを有している。駆動ユニット３は、回転シャフト２の軸方向、すなわち鉛直方向に摺動可能に支持体１６の鉛直部１６ａと連結されている。
　支持体１６の鉛直部１６ａは、昇降装置１４と連結されており、昇降装置１４の駆動機構１５により昇降される。昇降装置１４は、横行装置１２と連結されており、横行装置１２の駆動機構１３により横行される。横行装置１２は、自走式の走行装置１１と連結されている。なお、昇降装置１４と横行装置１２の配置は入れ替え可能である。
　昇降装置１４の駆動機構１５および横行装置１２の駆動機構１３は、例えば、モータとねじ軸およびナット部材の組み合わせであってもよいし、油圧または空圧シリンダもしくは電動シリンダであってもよい。また、駆動機構１３，１５は、手動で操作されるものであってもよい。
　支持体１６の鉛直部１６ａには、当該支持体１６に対して駆動ユニット３を鉛直方向に移動させる押付機構６が設けられている。押付機構６は、後述する回転ショルダ５をワークＷの裏面に押し付けるためのものである。本実施形態では、押付機構６はモータとねじ軸およびナット部材の組み合わせである。ただし、押付機構６は、例えば、モータとラックおよびピニオンの組み合わせであってもよいし、油圧または空圧シリンダもしくは電動シリンダであってもよい。
　さらに、本実施形態では、回転ショルダ５のワークＷの裏面への押付力を検出するための検出器６１として、押付機構６のねじ軸にロードセルが設けられている。なお、押付機構６として油圧または空圧シリンダを採用する場合は、検出器６１としてシリンダ内または配管内の圧力を検出する圧力計を用いることが可能である。あるいは、押付機構６として電動シリンダを用いる場合は、電動シリンダに流れる電流値が回転ショルダ５のワークＷの裏面への押付力と相関するため、その電流値を測定する電流計を検出器６１として用いることが可能である。
　次に、回転シャフト２の小径部２ａ回りの構成について、図２～図４Ｂを参照して詳細に説明する。
　回転シャフト２の小径部２ａは、支持体１６の水平部１６ｂを貫通して延びており、小径部２ａの先端には、回転ショルダ５が固定されている。また、支持体１６の水平部１６ｂには、回転シャフト２の小径部２ａに貫通されて回転ショルダ５と共にワークＷを挟持する静止ショルダ４が、回転不能に取り付けられている。すなわち、静止ショルダ４は、回転シャフト２の小径部２ａに挿通される中心穴４１を有する。
　本実施形態では、小径部２ａは、大径部２ｂと連続する本体部２５と、本体部２５からさらに下方に延びる、本体部２５よりも小径のピン部２６とを含む。本体部２５の長さは、当該本体部２５の下端が静止ショルダ４の中心穴４１内（より正確には、中心穴４１の上側の位置）に位置するように設定されている。ピン部２６の下部は、回転ショルダ５内に入り込んでいる。
　ピン部２６における回転ショルダ５よりも上側には、摩擦撹拌用のねじ山２１が形成されている。このねじ山２１は、静止ショルダ４から回転ショルダ５に向かって回転シャフト２の回転方向と逆向きの螺旋状である。このため、ねじ山２１の近傍では、ワークＷにおけるねじ山２１との摩擦により軟化した部分が回転ショルダ５に向かって流動する。
　本実施形態では、ねじ山２１は、ピン部２６における回転ショルダ５よりも上側の部分全体に形成されている。換言すれば、ねじ山２１は、回転シャフト２の小径部２ａにおける静止ショルダ４と重なり合う領域にも形成されている。
　一方、ピン部２６における回転ショルダ５内に入り込む部分には、その部分の下部に回転ショルダ５を固定するためのねじ山２２が形成されている。そして、回転ショルダ５には、ねじ山２２と螺合する有底のねじ穴が形成されている。なお、回転ショルダ５の固定方法はこれに限られない。例えば、回転ショルダ５のねじ穴が有底でなく、回転ショルダ５が止めねじによりピン部２６に固定されていてもよい。
　回転ショルダ５は、回転シャフト２と共に回転してワークＷの裏面との間に摩擦熱を生じさせるものである。回転ショルダ５は、上面および下面が平行な円盤状の部材である。すなわち、回転ショルダ５の上面はワークＷとの接触面である。回転ショルダ５の上面の周縁部には、テーパー面が形成されている。
　静止ショルダ４は、図３に示すように、平面視において接合方向Ｄに尖る略ホームベース状の形状に形成されている。なお、静止ショルダ４の形状は、必ずしもはこれに限られるものではなく、例えば、平面視で円形状または多角形状であってもよい。上述した中心穴４１の直径は、小径部２ａの本体部２５の直径よりも僅かに大きい程度である。
　静止ショルダ４の上面は水平方向にフラットであるが、回転ショルダ５側の面である下面は、接合方向Ｄ側の部分が接合方向Ｄに向かってせり上がっており、残りの部分が上面と平行となっている。すなわち、静止ショルダ４の下面における接合方向Ｄに向かってせり上がる部分以外がワークＷとの接触面である。この接触面の縁部は、断面円弧状に丸められている。
　静止ショルダ４の下面には、中心穴４１から接合方向Ｄに延びるワイヤ供給溝４２が形成されている。このワイヤ供給溝４２は、ワークＷと撹拌可能な材料からなるワイヤ１０をねじ山２１に供給するためのものである。そして、ワイヤ供給溝４２を通じてワイヤ１０がねじ山２１に供給されると、そのワイヤ１０はねじ山２１との間で生じる摩擦熱により流動化し、ワークＷと共に摩擦撹拌される。
　ワイヤ１０の材質は、ワークＷと同じであってもよい。あるいは、ワイヤ１０の成分は、ワークＷと僅かに異なっていてもよい。ただし、ワークＷを流動化させる摩擦熱はワークＷの融点よりもおよそ１００℃以上低いので、その摩擦熱でワイヤ１０が溶融しないことが望ましい。
　さらに、本実施形態では、ワイヤ１０のねじ山２１への供給量を調整する調整機構８が支持体１６の水平部１６ｂに設けられている。すなわち、調整機構８は、静止ショルダに対して接合方向Ｄに配置されている。具体的に、調整機構８は、ワイヤ１０をワークＷの表面に押し付ける押えローラ８１と、押えローラ８１の押付力を変更可能な保持部８２とを有する。ワイヤ１０の供給量は、当該ワイヤ１０の直径や回転ショルダ５の押付力などに応じて適宜決定される。ワイヤ１０の供給量が多い場合は、ワイヤ１０はワークＷの表面上を接合方向Ｄと逆方向に摺動する。換言すれば、ワイヤ１０がワークＷ上でワイヤ供給溝４２内に引き込まれる。ワイヤ１０の供給量が少ない場合は、ワイヤ１０は回転シャフト２に押されながらワークＷの表面上を接合方向Ｄに摺動する。
　静止ショルダ４と支持体１６の水平部１６ｂの間には、静止ショルダ４をワークＷの表面に押し付ける付勢部材９として、複数のコイルスプリングが回転シャフト２の小径部２ａの回りに配置されている。なお、付勢部材９としては、回転シャフト２の小径部２ａよりも大きな内径の、小径部２ａに挿通される１つのコイルスプリングを用いることも可能である。
　回転ショルダ５をワークＷの裏面に押し付けるための押付機構６は、検出器６１の検出値に応じて作動するように構成されている。具体的には、検出器６１および押付機構６は制御装置７に接続されており、制御装置７は、検出器６１の検出値が所定範囲内に保たれるように押付機構６（正確にはそのうちのモータ）を制御する。
　次に、装置１を用いて摩擦撹拌接合を行う方法を説明する。以下では、事前に、ワークＷが図略の固定台上に突き合わされた状態で固定されており、回転シャフト２のねじ山２１がワークＷの端面に接する位置に装置１がセットされていることを前提とする。
　まず、横行装置１２の駆動機構１３を操作して、回転シャフト２の中心をワークＷ同士の境界ＷＢの延長線上に位置させる。ついで、昇降装置１４の駆動機構１５を操作して、静止ショルダ４が適切な押付力でワークＷの表面に押し付けられるような位置に支持体１６を移動する。さらに、押付機構６を操作して、検出器６１の検出値が予め定められた所定範囲内に収まる押付力で回転ショルダ５がワークＷの裏面に押し付けられるような位置に駆動ユニット３を移動する。また、ワイヤ１０を、調整機構８の押えローラ８１とワークＷの間に挿通しながら、その先端がねじ山２１に到達するように、静止ショルダ４のワイヤ供給溝４２内に挿入する。
　その状態で、制御装置７は、駆動ユニット３のモータ３２を駆動するとともに、走行装置１１を走行させる。これにより、回転シャフト２がワークＷに対して垂直に保たれたままで回転させられながらワークＷ同士の境界ＷＢに沿って移動させられる。しかも、静止ショルダ４のワイヤ供給溝４２を通じてワイヤ１０がねじ山２１に供給される。なお、走行装置１１の走行中は、上述したように、制御装置７が検出器６１の検出値が前記所定範囲内に保たれるように押付機構６を制御する。
　以上説明したように、本実施形態の摩擦撹拌接合装置１では、ワークＷの表面側では静止ショルダ４が回転しないため、ワークＷを軟化させる摩擦熱が生じない。従って、ワークＷ同士の間に隙間がない場合は勿論のこと、隙間がある場合でも、接合後の領域ＷＪの表面側における接合跡の両側に窪みが形成されることを防止することができる。
　ところで、従来のボビン型の回転工具を用いてワークＷ同士を接合した場合には、ワークＷ同士の間の隙間が大きいと、図５Ｂに示すように、接合後の領域ＷＪに凹状の欠陥ＷＤが形成されることがある。また、ボビン型回転工具の上下のショルダ間隔Ｇは、ワークＷの板厚Ｔに対して、通常はＴ－Ｇ＞０．１ｍｍとなるように設定される。Ｔ－Ｇ＜０．１ｍｍの場合には、材料の撹拌が不足して欠陥ＷＤが形成されやすくなる。Ｔ－Ｇの値が大きいと欠陥ＷＤは形成しにくくなるが、大きすぎる場合には、接合後の領域ＷＪの裏面側が全体的に大きく窪んでしまうため好ましくない。そこで、Ｔ－Ｇは０．１～０．３ｍｍ程度に設定することが好ましく、この場合、ワークＷは、ワークＷ同士の間の隙間が０．５ｍｍ以下となるように突き合わされることが望ましい。このようにすれば、接合後の領域ＷＪに凹状の欠陥ＷＤが形成されることを防止することができる。
　また、本実施形態では、押付機構６が検出器６１の検出値に応じて作動するように構成されているので、回転ショルダ５のワークＷの裏面への押付力を一定に保つことができる。
　さらに、本実施形態では、静止ショルダ４のワイヤ供給溝４２を通じてねじ山２１にワイヤ１０が供給されるので、接合後の領域ＷＪの裏面側が全体的に窪むことを抑制することができる。しかも、このようなワイヤ１０の供給は、ワークＷ同士の間の隙間が大きくても、上述したような接合後の領域ＷＪに凹状の欠陥ＷＤが形成されることを防止することができる。
　さらに、ねじ山２１は静止ショルダ４から回転ショルダ５に向かって回転シャフト２の回転方向と逆向きの螺旋状であるので、ワイヤ１０はねじ山２１との摩擦によって軟化した後に、回転シャフト２の回転によってワークＷ内に送り込まれる。これにより、軟化したワイヤ１０をワークＷの軟化した部分と自動的に撹拌することができる。
　（その他の実施形態）
　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
　例えば、支持体１６の水平部１６ｂを省略し、静止ショルダ４を駆動ユニット３に取り付けてもよい。この場合には、押付機構６を昇降機構１４と兼用することも可能である。ただし、前記実施形態のように、静止ショルダ４を駆動ユニット３と鉛直方向に摺動可能に連結された支持体１６に取り付ければ、静止ショルダ４のワークＷの表面への押付力と回転ショルダ５のワークＷの裏面への押付力とを独立して調整することが可能になる。
　また、前記実施形態では静止ショルダ４が付勢部材９を介して支持体１６の水平部１６ｂに取り付けられていたが、静止ショルダ４を水平部１６ｂに直接的に固定することも可能である。ただし、前記実施形態のように、静止ショルダ４と水平部１６ｂの間に付勢部材９が介在していれば、ワークＷの表面に例えばワークＷの厚さの製造誤差によるうねりがあっても、そのうねりに静止ショルダ４を追従させることができる。水平部１６ｂがない場合には、調整機構８は駆動ユニット３に設けられてもよい。
　また、静止ショルダ４の下面には、図６Ａ～６Ｄに示すように、中心穴４１から接合方向Ｄと逆方向に延びる成形部４３が形成されていてもよい。成形部４３は、図６Ｂおよび６Ｃに示すような溝であってもよいし、図６Ｄに示すような突条であってもよい。また、成形部４３の断面形状は、例えば、図６Ｂに示すように三角形状であってもよいし、図６Ｃおよび６Ｄに示すように円弧状であってもよい。このように静止ショルダ４の下面に成形部４３が形成されていれば、ワークＷの接合と同時に接合後の領域ＷＪの表面側に線状の凸部または凹部を形成することができる。
　また、図７に示すように、静止ショルダ４の下面にはワイヤ供給溝４２が形成されていなくてもよい。この場合には、ねじ山２１が回転シャフト２の小径部２ａにおける静止ショルダ４と重なり合う領域に形成されていなくてもよい。
　ところで、回転ショルダ５のワークＷの裏面への押付力は、回転シャフト２を回転させるモータ３２の負荷トルクとも相関する。従って、押付機構６は、モータ３２の電流値に応じて作動するように構成されていてもよい。この場合でも、回転ショルダ５のワークＷの裏面への押付力を一定に保つことができる。
　本発明は、種々のワーク同士を摩擦撹拌接合により接合する際に有用である。
　１　　摩擦撹拌接合装置
　２　　回転シャフト
　２１　ねじ山
　３　　駆動ユニット
　３２　モータ
　４　　静止ショルダ
　４１　中心穴
　４２　ワイヤ供給溝
　４３　成形溝
　５　　回転ショルダ
　６　　押付機構
　９　　付勢部材
　１０　ワイヤ
　Ｗ　　ワーク

Claims (10)

  1. 　突き合わされたワーク同士を摩擦撹拌接合により接合する装置であって、
    　摩擦撹拌用のねじ山が形成された回転シャフトと、
    　前記回転シャフトの先端に固定された、前記回転シャフトと共に回転して前記ワークの裏面との間に摩擦熱を生じさせる回転ショルダと、
    　前記ワークの表面側で前記回転シャフトを回転可能に支持する、前記回転シャフトを回転させるモータを含む駆動ユニットと、
    　前記回転ショルダを前記ワークの裏面に押し付けるための押付機構と、
    　前記回転シャフトに貫通されて前記回転ショルダと共に前記ワークを挟持する、前記駆動ユニットまたは前記駆動ユニットと連結された部材に回転不能に取り付けられた静止ショルダと、
    を備える、摩擦撹拌接合装置。
  2. 　前記静止ショルダを前記ワークの表面に押し付ける付勢部材をさらに備える、請求項１に記載の摩擦撹拌接合装置。
  3. 　前記回転ショルダの前記ワークの裏面への押付力を検出するための検出器をさらに備え、
    　前記押付機構は、前記検出器の検出値に応じて作動するように構成されている、請求項１または２に記載の摩擦撹拌接合装置。
  4. 　前記押付機構は、前記モータの電流値に応じて作動するように構成されている、請求項１または２に記載の摩擦撹拌接合装置。
  5. 　前記回転シャフトには、前記ねじ山が、前記静止ショルダと重なり合う領域にも形成されており、
    　前記静止ショルダの前記回転ショルダ側の面には、前記回転シャフトに挿通される中心穴から、前記回転シャフトが前記ワーク同士の境界に沿って移動される方向である接合方向に延びる、前記ワークと撹拌可能な材料からなるワイヤを前記ねじ山に供給するためのワイヤ供給溝が形成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の摩擦撹拌接合装置。
  6. 　前記静止ショルダに対して前記接合方向に配置された、前記ワイヤを前記ワークの表面に押し付ける押えローラをさらに備える、請求項５に記載の摩擦撹拌接合装置。
  7. 　前記静止ショルダの前記回転ショルダ側の面には、前記回転シャフトに挿通される中心穴から、前記回転シャフトが前記ワーク同士の境界に沿って移動される方向である接合方向と逆方向に延びる成形部が形成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の摩擦撹拌接合装置。
  8. 　前記回転シャフトの軸方向に摺動可能に前記駆動ユニットと連結された支持体をさらに備え、
    　前記押付機構は、前記支持体に対して前記駆動ユニットを移動させるものであり、
    　前記静止ショルダは、前記支持体に取り付けられている、請求項１～７のいずれか一項に記載の摩擦撹拌接合装置。
  9. 　突き合わされたワーク同士を摩擦撹拌接合により接合する方法であって、
    　摩擦撹拌用のねじ山が形成された回転シャフトの先端に固定された回転ショルダを前記ワークの裏面に押し付け、かつ、前記回転シャフトに貫通された回転不能な静止ショルダを前記ワークの表面に押し付けた状態で、前記回転シャフトを前記ワークに対して垂直に保ったままで回転させながら前記ワーク同士の境界に沿って移動させる、摩擦撹拌接合方法。
  10. 　前記回転シャフトには、前記ねじ山が、前記静止ショルダと重なり合う領域にも形成されており、
    　前記静止ショルダの前記ワークとの接触面には、前記回転シャフトに挿通される中心穴から、前記回転シャフトが前記ワーク同士の境界に沿って移動される方向である接合方向に延びるワイヤ供給溝が形成されており、
    　前記回転ショルダを前記接合方向に移動させるとともに、前記ワークと撹拌可能な材料からなるワイヤを前記ワイヤ供給溝を通じて前記ねじ山に供給する、請求項９に記載の摩擦撹拌接合方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105195887A (zh) * 2015-09-15 2015-12-30 昆山斯格威电子科技有限公司 台式搅拌摩擦焊接设备
WO2016062648A1 (de) * 2014-10-24 2016-04-28 Universität Stuttgart RÜHRREIBSCHWEIßWERKZEUG SOWIE VERFAHREN ZUM RÜHRREIBSCHWEIßEN

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2990154B1 (en) * 2013-04-25 2018-04-25 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Friction-stir welding tool, friction stir welding device, and method for manufacturing weld material
JP6222877B2 (ja) * 2014-04-16 2017-11-08 本田技研工業株式会社 摩擦撹拌接合装置
JP6277867B2 (ja) * 2014-05-29 2018-02-14 株式会社Ihi 摩擦撹拌接合装置
JP6451940B2 (ja) * 2014-12-26 2019-01-16 株式会社Ihi 摩擦攪拌用工具及び摩擦攪拌用工具を用いた摩擦攪拌接合方法
WO2016186134A1 (ja) * 2015-05-18 2016-11-24 株式会社Ihi 摩擦攪拌接合装置および摩擦攪拌接合方法
JP6554029B2 (ja) * 2015-11-24 2019-07-31 川崎重工業株式会社 摩擦撹拌点接合装置及び摩擦撹拌点接合方法
US10799980B2 (en) * 2016-10-06 2020-10-13 Mazak Corporation Compressible friction stir welding tool for conventional machining equipment
CN106825906B (zh) * 2017-02-23 2023-02-28 广东省焊接技术研究所（广东省中乌研究院） 一种填丝回填式搅拌摩擦点焊方法及工具
CN107350690B (zh) * 2017-08-18 2018-11-30 陈俊 一种汽车门护板焊接工装
EP3680051B1 (en) * 2017-09-04 2023-08-16 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Method for operating double-action friction stir welding device, and double-action friction stir welding device
CN107934081A (zh) * 2017-11-24 2018-04-20 王晨宇 一种改进型食品包装自动打标机
CN107856926A (zh) * 2017-11-24 2018-03-30 王晨宇 一种食品包装自动打标机
US10935037B2 (en) 2018-01-05 2021-03-02 Raytheon Technologies Corporation Tool for simultaneous local stress relief of each of a multiple of linear friction welds of a rotor forging
JP6824213B2 (ja) * 2018-03-12 2021-02-03 株式会社東芝 摩擦撹拌接合ツール、摩擦撹拌接合装置、および摩擦撹拌接合方法
JP6770014B2 (ja) 2018-03-19 2020-10-14 Ｐｒｉｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ株式会社 摩擦攪拌接合装置用アイロニングプレートとそれを備えた摩擦攪拌接合装置、ならびに摩擦攪拌接合方法
DE102018111496B4 (de) * 2018-05-14 2024-02-01 Universität Stuttgart Verfahren zum Rührreibschweißen
CN108568590B (zh) * 2018-06-28 2020-05-19 航天工程装备（苏州）有限公司 一种具有自撑式结构的搅拌摩擦焊用静止轴肩及焊接方法
CN109014559B (zh) * 2018-08-09 2020-07-28 湖南文理学院 一种静止轴肩式机器人系数检测方法
CN109128490B (zh) * 2018-10-12 2020-08-07 湖南文理学院 一种可自动修补焊缝的搅拌摩擦焊接装置
JP7150570B2 (ja) * 2018-11-13 2022-10-11 川崎重工業株式会社 摩擦撹拌接合用ツール及び摩擦撹拌接合方法
DE102019104134A1 (de) * 2019-02-19 2020-08-20 Nemak, S.A.B. De C.V. Werkzeug zum Reibrührschweißen und Verfahren zum Herstellen von Paneelen
DE102019006413A1 (de) 2019-09-11 2021-03-11 Grenzebach Maschinenbau Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erhöhung der Schnelligkeit und der Erhöhung der Standfestigkeit des Schweißpins beim Rührreibschweißen.
EP4090489A1 (en) * 2020-01-14 2022-11-23 BAE SYSTEMS plc Friction stir welding process
CN111730194B (zh) * 2020-06-24 2022-02-08 哈尔滨工业大学（威海） 一种中厚镁合金板搅拌摩擦焊方法及其装置
JP7562464B2 (ja) 2021-03-30 2024-10-07 本田技研工業株式会社 接合された部材を分離する方法
DE102021126767A1 (de) 2021-10-15 2023-04-20 Universität Kassel, Körperschaft des öffentlichen Rechts Rührreibschweißvorrichtung
TWI817814B (zh) * 2022-11-04 2023-10-01 財團法人金屬工業研究發展中心 摩擦攪拌銲接裝置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0452443B2 (ja) 1983-06-28 1992-08-21 Nippon Electric Co
US6237835B1 (en) * 2000-02-29 2001-05-29 The Boeing Company Method and apparatus for backing up a friction stir weld joint
JP2003062681A (ja) * 2001-08-27 2003-03-05 Kawasaki Heavy Ind Ltd 摩擦攪拌接合装置
JP2007144458A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Kawasaki Heavy Ind Ltd 摩擦撹拌接合方法
FR2922796A1 (fr) * 2007-10-29 2009-05-01 Eads Europ Aeronautic Defence Dispositif de soudage a double epaulement et actionneur unique et procede de soudage de pieces par friction malaxage
WO2012007573A1 (de) * 2010-07-16 2012-01-19 Airbus Operations Gmbh Verfahren und vorrichtung zum rührreibschweissen

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2336828C (en) * 1998-07-09 2010-03-16 Mts Systems Corporation Welding head
US6497355B1 (en) * 1999-10-13 2002-12-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration System for controlling the stirring pin of a friction stir welding apparatus
DE19957136C1 (de) * 1999-11-18 2001-02-08 Geesthacht Gkss Forschung Vorrichtung zum Verbinden von Werkstücken nach der Methode des Reibrührschweißens
JP2002066763A (ja) * 2000-09-01 2002-03-05 Honda Motor Co Ltd 摩擦撹拌接合装置
JP3761786B2 (ja) * 2001-01-17 2006-03-29 株式会社日立製作所 摩擦攪拌接合方法および装置
CN1257036C (zh) 2001-03-29 2006-05-24 马自达汽车株式会社 利用摩擦搅动的连接方法及设备
SE0200303D0 (sv) * 2002-02-01 2002-02-01 Esab Ab Svetshuvud för friktionsomrörningssvetsning
JP3795824B2 (ja) * 2002-04-16 2006-07-12 株式会社日立製作所 摩擦攪拌接合方法
US6908690B2 (en) * 2002-04-29 2005-06-21 The Boeing Company Method and apparatus for friction stir welding
US6669075B2 (en) * 2002-05-07 2003-12-30 Concurrent Technologies Corporation Tapered friction stir welding tool
US6726085B2 (en) * 2002-05-14 2004-04-27 The Boeing Company Method and apparatus for producing a refined grain structure
JP4052443B2 (ja) 2002-07-12 2008-02-27 三菱重工業株式会社 ダブルスキンパネルの摩擦攪拌接合方法
US6758382B1 (en) * 2003-05-02 2004-07-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Auto-adjustable tool for self-reacting and conventional friction stir welding
JP2005152909A (ja) * 2003-11-21 2005-06-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 回転ツール及び摩擦撹拌接合装置及び摩擦撹拌接合方法
DE102004028560B3 (de) * 2004-06-15 2005-11-03 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Vorrichtung zum Verbinden von Werkstücken nach der Methode des Reibrührschweißens
DE102004028553B3 (de) * 2004-06-15 2005-11-03 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Vorrichtung zum Verbinden von Werkstücken nach der Methode des Reibrührschweißens
US7383975B2 (en) * 2004-08-30 2008-06-10 Alcoa Inc. Fracture resistant friction stir welding tools
US7401723B2 (en) * 2004-08-30 2008-07-22 Alcoa Inc. Advanced friction stir welding tools
WO2006081819A1 (en) * 2005-02-01 2006-08-10 Dan Stir Aps A device for friction stir welding and a method of welding
US7455212B2 (en) * 2005-11-29 2008-11-25 General Electric Company Deposition friction stir welding process and assembly
DE102005060178B4 (de) * 2005-12-14 2010-04-15 Eads Deutschland Gmbh Reibrühr-Werkzeug mit formanpassbarer Schulter und dessen Verwendung
GB0609669D0 (en) * 2006-05-15 2006-06-28 Welding Inst Friction stir method
US7686202B1 (en) * 2006-09-29 2010-03-30 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Gimbaled-shoulder friction stir welding tool
US20080217377A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-11 Alcoa Inc. Fracture Resistant Friction Stir Welding Tool
FR2921575B1 (fr) * 2007-09-27 2009-11-13 Eads Europ Aeronautic Defence Dispositif de soudage a double epaulement pour le soudage de pieces par friction malaxage et procede de soudage.
JP5149607B2 (ja) * 2007-12-13 2013-02-20 株式会社日立製作所 摩擦攪拌装置及び摩擦攪拌プロセス
US9015948B2 (en) * 2008-01-19 2015-04-28 The Boeing Company Joining fuselage skins using friction stir welding
US8164021B1 (en) * 2008-03-31 2012-04-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electrically assisted friction stir welding
US8079276B2 (en) * 2008-04-15 2011-12-20 Spirit Aerosystems, Inc. Dynamic calibration assembly for a friction stir welding machine
JP5304583B2 (ja) * 2009-10-09 2013-10-02 日本軽金属株式会社 内隅接合用回転ツール及びこれを用いた内隅接合方法
JP5374528B2 (ja) * 2011-02-18 2013-12-25 三菱重工業株式会社 摩擦攪拌接合装置及び摩擦攪拌接合方法
DE102011015831B3 (de) * 2011-04-01 2012-07-26 Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH Vorrichtung zum Reibrührschweißen
JP2012245542A (ja) * 2011-05-27 2012-12-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 摩擦攪拌接合工具及び摩擦攪拌接合装置
DE102011106506A1 (de) * 2011-06-15 2012-12-20 Eurocopter Deutschland Gmbh Schweißwerkzeug zum Verbinden von wenigstens zwei Werkstücken, Schweißverfahren und Werkstück
US9468990B2 (en) * 2011-06-22 2016-10-18 Sapa Ab Friction stir welding tool with shoulders having different areas; methods using such tool; product welded with such tool
DE102011078144A1 (de) * 2011-06-27 2012-12-27 Airbus Operations Gmbh Verfahren und vorrichtung zum verbinden von fügeteilen, sowie bauteil
DE102011112042A1 (de) * 2011-09-01 2013-03-07 Airbus Operations Gmbh Rührreibschweißverfahren zur Verbindung von plattenförmigen Werkstücken sowie Vorrichtung hierfür
US9216472B2 (en) * 2011-10-14 2015-12-22 Nippon Sharyo, Ltd. Friction stir welding apparatus comprising slide plates
JP6222877B2 (ja) * 2014-04-16 2017-11-08 本田技研工業株式会社 摩擦撹拌接合装置
ES2652315T3 (es) * 2014-09-10 2018-02-01 Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH Herramienta de soldadura por fricción-agitación

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0452443B2 (ja) 1983-06-28 1992-08-21 Nippon Electric Co
US6237835B1 (en) * 2000-02-29 2001-05-29 The Boeing Company Method and apparatus for backing up a friction stir weld joint
JP2003062681A (ja) * 2001-08-27 2003-03-05 Kawasaki Heavy Ind Ltd 摩擦攪拌接合装置
JP2007144458A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Kawasaki Heavy Ind Ltd 摩擦撹拌接合方法
FR2922796A1 (fr) * 2007-10-29 2009-05-01 Eads Europ Aeronautic Defence Dispositif de soudage a double epaulement et actionneur unique et procede de soudage de pieces par friction malaxage
WO2012007573A1 (de) * 2010-07-16 2012-01-19 Airbus Operations Gmbh Verfahren und vorrichtung zum rührreibschweissen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016062648A1 (de) * 2014-10-24 2016-04-28 Universität Stuttgart RÜHRREIBSCHWEIßWERKZEUG SOWIE VERFAHREN ZUM RÜHRREIBSCHWEIßEN
US10279422B2 (en) 2014-10-24 2019-05-07 Universitaet Stuttgart Friction stir welding tool and friction stir welding method
CN105195887A (zh) * 2015-09-15 2015-12-30 昆山斯格威电子科技有限公司 台式搅拌摩擦焊接设备

Also Published As

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