WO2019050002A1 - 複動式摩擦攪拌点接合用保持治具および保持治具セット、並びに、複動式摩擦攪拌点接合装置および複動式摩擦攪拌点接合方法 - Google Patents

複動式摩擦攪拌点接合用保持治具および保持治具セット、並びに、複動式摩擦攪拌点接合装置および複動式摩擦攪拌点接合方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019050002A1
WO2019050002A1 PCT/JP2018/033255 JP2018033255W WO2019050002A1 WO 2019050002 A1 WO2019050002 A1 WO 2019050002A1 JP 2018033255 W JP2018033255 W JP 2018033255W WO 2019050002 A1 WO2019050002 A1 WO 2019050002A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
friction stir
spot welding
stir spot
double
holding jig
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/033255
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅昭 平野
悦子 山田
Original Assignee
川崎重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 川崎重工業株式会社 filed Critical 川崎重工業株式会社
Priority to EP18854125.4A priority Critical patent/EP3680055B1/en
Publication of WO2019050002A1 publication Critical patent/WO2019050002A1/ja
Priority to US16/810,856 priority patent/US11396060B2/en
Priority to US17/842,813 priority patent/US20220324052A1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1225—Particular aspects of welding with a non-consumable tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1245—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1245—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
    • B23K20/126—Workpiece support, i.e. backing or clamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1265—Non-butt welded joints, e.g. overlap-joints, T-joints or spot welds

Definitions

  • the present invention is used for double-acting friction stir spot welding, and a holding jig and holding jig set for holding an object to be joined, and a double-acting friction stir spot welding apparatus and double-acting friction stirring using the same. It relates to a point bonding method.
  • the double-acting friction stir spot welding includes, as a rotary tool, a substantially cylindrical pin member and a substantially cylindrical shoulder member having a hollow for inserting the pin member.
  • the pin member and the shoulder member are capable of rotating and advancing and retreating independently of one another, and these rotary tools are pushed (pressed) into the object to be joined such as a metal material, and the frictional heat with the object to be joined
  • the material to be bonded is softened and stirred using the above to bond the materials to be bonded.
  • a clamp member which presses and supports a workpiece is often used.
  • the applicant of the present invention is a double-acting friction stir stirrer that includes a cylindrical clamp member located outside the shoulder member and having a hollow like the shoulder member.
  • the joining tools disclosed in these patent documents 1 and 2 are A substantially cylindrical shoulder member is located on the outer periphery of the pin member, and a substantially cylindrical clamp member is located on the outer periphery of the shoulder member.
  • the clamp member, the shoulder member, and the pin member are coaxially nested in the axial direction.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide a double-acting friction stir spot welding capable of improving the strength of a joint portion in which objects to be welded are joined. To aim.
  • the holding jig for double-acting type friction stir spot welding is used in a friction stir spot welding apparatus for welding by partially stirring an object to be joined by a rotary tool in order to solve the problems described above.
  • the holding jig is a cylindrical member positioned to surround the outside of the shoulder member, and a clamping member for pressing the object to be bonded from the surface by an annular pressing surface at the tip of the holding jig.
  • the clamping member is adjacent to the inner edge of the pressing surface, a structure having an inclined surface inclined so as toward the rear side as viewed from the pressing surface the inner diameter of the clamping member is reduced.
  • the tapered inclined surface is formed inside the pressing surface of the clamp member, and the upper surface of the inclined surface is brought into contact with the contact surface of the shoulder member to clamp the tip of the rotary tool.
  • a recessed area is formed which is surrounded by a member.
  • the press-fit of the shoulder member agitates the material located directly below the abutment surface of the shoulder member while the surrounding material adjacent to the abutment surface of the shoulder member softens to some extent, although not. Therefore, not only the material stirred with press-fitting of the shoulder member but also the surrounding softened material can be filled in the concave region.
  • the material filled in the concave region forms a thick-walled portion with increased thickness at the bonding portion of the object, and the boundary between the portion where the material is stirred and the portion where the stirring is not performed (the stirring portion boundary ) Will be located in the thick part.
  • the stirring boundary portion is a stress concentration portion, which is a portion that tends to be a starting point of destruction. Therefore, the acting stress can be relieved and the rigidity of the joint can be improved. As a result, it is possible to further improve the strength, for example, at the joint portion of the workpiece.
  • the holding jig set for double-acting type friction stir spot welding is a holding jig set for holding the object to be joined, which is used in the friction stir spot welding device, A holding jig for a double-acting friction stir spot welding device, and a back surface of the object to be welded, with the front surface of the object to be welded directed to the rotary tool, positioned on the advancing direction side of the rotary tool
  • the supporting surface of the backing member is an inclined surface which is inclined so that its diameter decreases in the depth direction from the support surface.
  • a circular recess is formed.
  • the concave region can be formed on the surface side of the article by the clamp member and the rotary tool, and the concave area is also formed on the back side of the article by the recess in the support surface of the backing member. be able to.
  • thick portions with increased thickness can be formed on both surfaces of the object to be bonded.
  • the stirring portion boundary which is a stress concentration portion is located at the thick portion. Therefore, the acting stress can be relieved and the rigidity of the joint can be further improved.
  • a double-acting friction stir spot welding device includes the holding jig for double-acting friction stir spot welding of the above configuration, or the holding jig set for double-acting friction stir spot welding of the above configuration. It is a structure.
  • the double-acting friction stir spot welding method is a friction stir spot welding method in which workpieces held by a holding jig are joined by partially stirring the workpiece with a rotary tool,
  • a cylindrical pin member configured to be rotatable about an axis and configured to be movable back and forth in the axial direction, and positioned so as to surround the outside of the pin member, around the same axis as the pin member
  • a cylindrical shoulder member configured to be capable of advancing and retracting in the axial direction while being capable of advancing and retracting, and being positioned so as to surround the outside of the shoulder member as the holding jig.
  • a clamp member which is cylindrical and presses the object from the surface by the annular pressing surface at the tip, the clamp member being adjacent to the inner edge of the pressing surface It has an inclined surface which inclines so that the internal diameter of the clamp member may become small toward the back side seeing from a pressure side, and it matches the contact surface of the shoulder member with the upper edge of the inclined surface of the clamp member.
  • a concave region is formed by at least the inclined surface and the contact surface, and the concave region is filled with the material constituting the article.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the main configuration of a double-acting friction stir spot welding device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIGS. 2A to 2C are schematic views for explaining the space area formed between the double-acting friction stir spot welding device shown in FIG. 1 and the surface of the workpiece by the forward and backward movement of the rotary tool.
  • FIGS. 3A to 3D are process diagrams schematically illustrating steps of a double-acting friction stir spot welding method using the double-acting friction stir spot welding device shown in FIG.
  • FIG. 4 is formed by the double-acting friction stir spot welding method according to the first embodiment, which is formed by the double-acting friction stir spot welding method shown in FIGS.
  • FIG. 6 is a contrast diagram for comparing a configuration example of a conventional bonding portion with a configuration example of a comparison bonding portion formed by a comparison method with a schematic cross-sectional view.
  • FIG. 5A is a schematic view for explaining a state in which a tensile load is applied from both ends in an article to be joined including the joint portion according to Embodiment 1 shown in FIG. 4, and FIG. 5B is shown in FIG. It is a schematic diagram explaining the state when a tensile load is applied from the both ends in the to-be-joined object provided with the conventional junction part.
  • FIG. 5A is a schematic view for explaining a state in which a tensile load is applied from both ends in an article to be joined including the joint portion according to Embodiment 1 shown in FIG. 4, and FIG. 5B is shown in FIG. It is a schematic diagram explaining the state when a tensile load is applied from the both ends in the to-be-joined object provided with the conventional junction part.
  • FIG. 6 is a schematic view showing the main configuration of a double-acting friction stir spot welding device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7A to 7E are process diagrams schematically illustrating an example of steps of a double-acting friction stir spot welding method using the double-acting friction stir spot welding device shown in FIG. 8A to 8E are process diagrams schematically illustrating another example of the process of the double-acting friction stir spot joining method by the double-acting friction stir spot joining device shown in FIG.
  • FIG. 9A is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of a joint according to Embodiment 2 formed by the double-acting friction stir spot welding method shown in FIGS. 8A to 8E
  • FIG. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing another configuration example of the joint portion according to Embodiment 2, which is formed by the double-acting friction stir spot welding method shown in FIG. 8E to FIG. 8E.
  • the double-acting friction stir spot welding device or the double-acting friction stir spot welding method is simply referred to as a friction stir spot welding device or a friction stir spot welding method.
  • the friction stir spot welding device 10A has a pin member 11 and a shoulder member 12 which are rotary tools and a clamp member which is a holding jig as main components. 13, a spring 14 for applying a biasing force to the clamp member 13, a tool drive unit 15 for driving the rotary tool, and a backing member 16 for supporting the workpiece 60.
  • the pin member 11 is substantially cylindrical or substantially cylindrical, and is supported by a tool fixing portion (not shown).
  • the pin member 11 is rotated about an axis Xr (rotational axis, one-dot chain line in the figure) by the tool driving unit 15, and is configured to be movable forward and backward along the dashed arrow P1 direction, that is, the axis Xr direction (vertical direction in FIG. 1) ing.
  • the shoulder member 12 has a hollow and substantially cylindrical shape, and the pin member 11 is inserted in the hollow, and is supported by the tool fixing portion so as to surround the pin member 11 outside the pin member 11.
  • the shoulder member 12 is rotated about the same axis Xr as the pin member 11 by the tool driving unit 15, and can be advanced and retracted along the dashed arrow P2 direction, that is, the direction of the axis Xr.
  • the pin member 11 and the shoulder member 12 are all supported by the same tool fixing portion, and both are integrally rotated around the axis Xr by the tool driving portion 15. Further, the pin member 11 and the shoulder member 12 are configured to be movable forward and backward along the direction of the axis Xr independently of each other by the tool drive unit 15. Moreover, the pin member 11 and the shoulder member 12 are provided with the contact surface 11a and the contact surface 12a which contact
  • the contact surface 11a of the pin member 11 is referred to as a pin contact surface 11a
  • the contact surface 12a of the shoulder member 12 is referred to as a shoulder contact surface 12a.
  • the clamp member 13 is provided on the outside of the shoulder member 12 and, like the shoulder member 12, is a hollow cylindrical member having the shoulder member 12 inserted therein. Therefore, the substantially cylindrical shoulder member 12 is located on the outer periphery of the pin member 11, and the substantially cylindrical clamp member 13 is located on the outer periphery of the shoulder member 12. In other words, the clamp member 13, the shoulder member 12 and the pin member 11 are coaxially nested.
  • the clamp member 13 presses the workpiece 60 from one surface (surface).
  • the clamp member 13 holds down the object to be bonded 60 in order to achieve good friction stir spot welding. Therefore, the clamp member 13 is a holding jig in the friction stir spot welding device 10A.
  • the clamp member 13 is supported by the tool fixing portion (not shown) via the spring 14, the clamp member 13 is biased toward the backing member 16.
  • the clamp member 13 is configured to be able to advance and retract along the broken line arrow P3 direction (the same direction as the broken line arrows P1 and P2), that is, along the axis Xr direction by the tool drive unit 15 like the pin member 11 or the shoulder member 12 There is. Similar to the pin member 11 and the shoulder member 12 which are rotary tools, the clamp member 13 is provided with a pressing surface 13a for pressing the object 60 at its tip.
  • the pressing surface 13a is an annular surface. Further, as shown in FIG. 1, the clamp member 13 is adjacent to the inner edge of the pressing surface 13a, and is inclined so that the inner diameter of the clamp member 13 becomes smaller toward the back as viewed from the pressing surface 13a. It has an inclined surface 13b. Therefore, the clamp member 13 has a cylindrical shape having the same inner diameter and outer diameter in most parts except for the tip, but the outer diameter is maintained toward the tip and only the tip is enlarged. It has such a tapered configuration.
  • the inner imaginary edge in the virtual pressing surface of the tip end of the clamp member 13 is chamfered.
  • the inclined surface 13b shown in FIG. 1 is formed. It can also be said that the inclined surface 13 b is a tapered surface whose inner diameter increases at the tip end portion of the clamp member 13.
  • the specific configuration of the inclined surface 13b of the clamp member 13 is not particularly limited, and as described above, the inner surface of the clamp member 13 is inclined toward the back side as viewed from the pressing surface 13a. It is good if it is a surface. Therefore, although the inclined surface 13b may be a flat surface (plane) as schematically shown in FIG. 1, it may be a curved surface. In addition, although the inclined surface 13b may be configured by a single plane as shown in FIG. 1, a plurality of planes may be configured to be adjacent to each other, or a plurality of curved surfaces may be configured to be adjacent to each other. It may be configured to include both flat and curved surfaces.
  • the height of the inclined surface 13b based on the pressing surface 13a, the spread width of the inclined surface 13b based on the inner circumferential surface of the shoulder member 12, the inclination angle of the inclined surface 13b, and the width (interval) of the inclined surface 13b itself There is no particular limitation on the etc. These numerical values can be appropriately set in accordance with various conditions (in particular, the thickness of a thick portion described later, etc.) required for the bonding portion formed in the article 60.
  • the tool drive unit 15 independently rotates the pin member 11 and the shoulder member 12 which are rotary tools, and independently rotates the clamp members 13 which are rotary tools and holding jigs. It is to move in and out.
  • the specific configuration is not particularly limited, and a known configuration can be suitably used.
  • the tool driving unit 15 is schematically illustrated as a block. Further, with regard to driving (rotational driving, advancing / retracting movement or other driving) of the pin member 11, the shoulder member 12, and the clamp member 13 by the tool driving unit 15, the block of the tool driving unit 15 and the rotary tool or holding jig It has illustrated typically by connecting with a dotted line.
  • the tool driving unit 15 may drive the rotating tool (the pin member 11 and the shoulder member 12) and may not move the clamp member 13 as the holding jig forward or backward. That is, the friction stir spot welding device 10A may separately include a jig drive unit for driving the clamp member 13 separately from the tool drive unit 15 for driving only the rotary tool. Moreover, the tool drive part 15 should just be the structure controlled via the control part which is not shown in figure.
  • the backing member 16 is located on the advancing direction (axis Xr direction) side of the pin member 11 and the shoulder member 12 (and the clamp member 13). In other words, the backing member 16 is positioned to face the rotary tool and the clamp member 13.
  • the configuration of the backing member 16 is not particularly limited as long as the backing member 16 can properly support the workpiece 60 so that the friction stir spot welding can be performed.
  • the specific configuration of the article 60 is not particularly limited, and various configurations are assumed.
  • the object 60 for the sake of convenience of describing the friction stir spot welding, an example in which two flat objects 61 and 62 in flat form are overlapped is illustrated as the object 60. .
  • the two objects 61 and 62 to be bonded are supported on the support surface 16 a of the backing member 16. So, in this Embodiment 1, the structure which has the flat supporting surface 16a which supports stably the plate-like two to-be-joined objects 61 and 62 as the backing member 16 is illustrated.
  • the object 61 to be bonded facing the rotating tool is referred to as a front side object 61 and is supported by the support surface 16a.
  • the joint 62 is referred to as a back side object 62.
  • the surface of the front side workpiece 61 facing the rotary tool is referred to as “surface 60 a” of the workpiece 60
  • the surface of the back side workpiece 62 supported by the support surface 16 a is “surface 60 a”. It is called "the back surface 60b”.
  • the backing member 16 supports the back surface 60b of the article 60 with the front surface 60a of the article 60 facing the rotary tool (the pin 11 and the shoulder 12). Support it.
  • one surface of the two plate-like objects 61 and 62 is a first surface and the other surface is a second surface
  • the first surface of the front side object 61 is a surface 60 a.
  • the two objects to be bonded 61 and 62 are overlapped so that the second surface of the front side object to be welded 61 and the first surface of the back side object to be welded 62 abut.
  • the second surface of the back side object to be bonded 62 becomes the back surface 60 b and is supported by the support surface 16 a of the backing member 16.
  • the backing member 16 only needs to be positioned to face the rotary tool and the clamp member 13, so the specific configuration provided in the friction stir spot welding device 10A is not particularly limited.
  • the friction stir spot welding device 10A is configured to include a C-shaped frame
  • the rotary tool and the clamp member 13 and the tool drive unit 15 are provided on the upper portion of the C-shaped frame.
  • the backing member 16 may be provided at the lower part of the frame.
  • the backing member 16 may be fixed in a non-removable manner to the C-shaped frame or may be removably mounted.
  • the specific configuration of the friction stir spot welding device 10A according to the first embodiment is not particularly limited, and as described above, the pin member 11 and the shoulder member 12, which are rotary tools, the clamp member 13, the tool drive unit 15, and the back Other known configurations may be provided as long as the pressing member 16 and the like are provided. Further, as long as the backing member 16 is removable, the friction stir spot welding device 10A may not necessarily include the backing member 16.
  • the friction stir spot welding device 10A including the backing member 16 may be provided at the tip of the arm of the robot device via a C-shaped frame.
  • the robot apparatus provided with the friction stir spot welding apparatus 10A without the backing member 16 may be configured to face the robot apparatus provided with the backing member 16 directly.
  • the backing member 16 holds, together with the clamp member 13, a workpiece 60 to be subjected to friction stir spot welding by a rotary tool. Therefore, the backing member 16 is also a holding jig of the friction stir spot welding device 10A.
  • the backing member 16 can be a second holding jig.
  • the backing member 16 can be provided detachably from the friction stir spot welding device 10A as described above, the clamp member 13 may also be provided detachably from the friction stir spot welding device 10A. In this case, the clamp member 13 and the backing member 16 can be used as a holding jig set for the friction stir spot welding device 10A.
  • FIG. 2A to FIG. 2C for convenience of explanation, the rotary tool and the clamp member 13 are illustrated among the main components of the friction stir spot welding device 10A shown in FIG. 1 and the surface 60a of the article 60 is illustrated by a dotted line. .
  • the inclined surface 13b of the clamp member 13 is configured as a tapered surface that is adjacent to the inner edge of the pressing surface 13a and extends to the tip side. .
  • the pin member 11 and the shoulder member 12 are moved back and forth to make the shoulder contact surface 12a and the pin contact. It is assumed that the surface 11 a is in contact with the surface 60 a of the article 60. In this state, a space region S0 surrounded by a broken line in the drawing is formed between the inclined surface 13b and the outer peripheral surface of the shoulder member 12 and the surface 60a of the article 60.
  • this space area S0 can be said to be a gap necessarily formed between the outer peripheral surface of the shoulder member 12 and the clamp member 13 because the clamp member 13 has the inclined surface 13b. Therefore, this space area S0 is referred to as “gap area S0” for the sake of convenience.
  • the pin contact surface 11a is press-fitted to the surface 60a (or the pin member 11 may be in contact with the surface 60a of the article 60). Therefore, the shape of the space area S1 is annular.
  • the space area S1 can be seen as a concave area formed by the rotary tool and the clamp member 13. Therefore, this space area S1 is referred to as "an annular concave area S1" for the sake of convenience.
  • the space area S2 is a concave area similar to the annular concave area S1, but its shape is not circular but circular. Therefore, this space area S2 is referred to as a "circular concave area S2" for the sake of convenience.
  • the material constituting the article 60 is filled in the annular concave area S1 shown in FIG. 2B or the circular concave area S2 shown in FIG. 2C.
  • the stirring portion and the stirring portion generated by frictionally stirring the material with the rotary tool are stirred. It is possible to form a boundary (stirred portion boundary) with no material (non-stirred portion).
  • FIGS. 3A to 3D As a typical configuration of the friction stir spot welding method according to the present disclosure, taking the case of using the above-described friction stir spot welding apparatus 10A as an example, FIGS. 3A to 3D, FIG. 4 and FIG. This will be specifically described with reference to 5B.
  • FIGS. 3A to 3D for convenience of describing the forward and backward movement of the rotary tool, the contact surfaces 11a and 12a of the rotary tool and the pressing surface 13a of the clamp member 13 are not denoted by the reference numerals.
  • the rotary tool is advanced and moved so that the pin contact surface 11a and the shoulder contact surface 12a are brought into contact with the surface 60a, and the pin member 11 and the shoulder member 12 are rotated.
  • the surface 60 a of the article 60 is “preheated”.
  • the material generates heat due to friction in the contact area of the front side workpiece 61, whereby the material is softened and stirred.
  • part which the material softened and was stirred in this way is called "a stirring part.”
  • the shoulder member 12 is relatively protruded from the pin member 11 to further advance (press fit) the shoulder member 12 from the surface 60a.
  • the stirring part 60c arises not only in the front side to-be-joined thing 61 but in the back side to-be-joined thing 62.
  • the material of the stirring portion 60c is pushed away by further pressing the shoulder member 12 and flows from immediately below the shoulder member 12 to immediately below the pin member 11, so that the pin member 11 retracts and floats up as viewed from the shoulder member 12.
  • the stirring portion 60c substantially occurs only immediately below the rotary tool (a portion where the contact surfaces 11a and 12a are in contact). Therefore, the material is not stirred at a portion around the stirring portion 60c, but the material itself is softened to some extent by heat generation due to friction at a portion around this. Assuming that such a material is a “non-agitation softening material”, when the shoulder member 12 is pressed into the article 60, the non-agitation softening material is pushed to the outside of the shoulder member 12 at a portion around the stirring portion 60c. Therefore, as shown by a broken line in FIG. 3B, the non-agitation softening material is filled in the gap region S0 generated between the outer peripheral surface of the shoulder member 12 and the inclined surface 13b.
  • the pressed-in shoulder member 12 is gradually retracted (retracted), and the pin member 11 is advanced (pressed-in) into the article 60.
  • the stirring portion 60c since the material is pushed to the periphery from immediately below the pin member 11, the pushed-out material flows toward the surface 60a as the shoulder member 12 retreats.
  • the shoulder member 12 by retracting the shoulder member 12 until the shoulder abutment surface 12a is aligned with the upper edge of the inclined surface 13b, as shown by a broken line in FIG. 3C, the entire annular concave region S1 can be filled with the material.
  • a recess 60d derived from the press-fit of the pin member 11 is formed in the stirring portion 60c.
  • the material corresponding to the volume of the recess 60 d fills the annular concave region S 1, and therefore, the thickness of the whole of the bonding object 60 at the bonding portion 63 A of the front side bonding object 61 and the back side bonding object 62. A portion (thick portion) having a thickness greater than the thickness is formed.
  • the pressing by the clamp member 13 is released to complete a series of friction stir spot welding methods.
  • the joint portion 63A formed by such a friction stir spot welding method is thicker than the entire thickness of the article 60 as schematically shown in the upper drawing of FIG. Moreover, in the joint portion 63A, the stirring portion boundary 60e which is a boundary between the stirring portion 60c in which the material is stirred and the non-stirring portion in which the material is not stirring is located in the thick portion.
  • the bonding portion (conventional bonding portion) 71 formed by the conventional friction stir spot bonding method schematically shown in the middle view in FIG. 4 the concave portion 60d derived from the pin member 11 is back filled and substantially flat. Although thickened, thick part is not formed.
  • the friction stir spot welding method (and the friction stir spot welding device 10A) according to the present disclosure, the simple configuration of providing the inclined surface 13b in the clamp member 13 as compared to the conventional friction stir spot welding method.
  • the thickness of the joint 63A can be selectively increased.
  • the material for increasing the thickness is compensated by forming the recess 60d in the center of the joint portion 63A by press-fitting the pin member 11. Therefore, since the thickness of the bonding portion 63A can be selectively increased without increasing the weight, the strength of the bonding portion 63A can be improved.
  • the front side to-be-joined thing 61 and the back side to-be-joined thing 62 can be firmly joined also by the conventional joining part 71 shown to the middle figure of FIG. 4 or the comparison joining part 72 shown to FIG.
  • the conventional joint portion 71 or the comparative joint portion 72 is formed in the joint structure of the objects to be joined 61 and 62, It has become clear that the occurrence of bending may reduce the strength.
  • one end of the strip-like front-side to-be-joined object 61 is overlapped with one end of the same strip-like back-side to-be-joined 62 to form the conventional bonding portion 71.
  • the thickness of the bonding portion 63A is large. Therefore, the rigidity of the joint portion 63A is improved, and as shown in FIG. 5A, even when a tensile load is applied in the direction of the arrow D1, generation of bending around the joint portion 63A can be suppressed.
  • a tensile shear load occurs as indicated by an arrow D0, and a peeling load as indicated by an arrow D3 in FIG. 5B is less likely to occur. Therefore, the strength reduction of the joint portion can be effectively suppressed.
  • the stirring portion boundary 60e is located at the thick portion of the joint portion 63A, the strength of the stirring portion boundary 60e can also be improved. Since the stirring portion boundary 60e is a portion where the stress is concentrated most in the above-described load configuration, the relaxation of the stress acting on the stirring portion boundary 60e contributes to the improvement in strength as a joint.
  • a tapered inclined surface 13b is formed inside of 13a. Therefore, by aligning the contact surface 12a of the shoulder member 12 with the upper edge of the inclined surface 13b, it is possible to form an annular concave region S1 whose periphery is covered with the clamp member 13 at the tip of the rotary tool. . By advancing and retracting the rotary tool with respect to the workpiece 60, the entire annular concave region S1 can be filled with the material constituting the workpiece 60.
  • the press-fit of the shoulder member 12 agitates the material located immediately below the shoulder abutment surface 12a, but the surrounding material adjacent to the shoulder abutment surface 12a is softened to some extent although not agitated. Therefore, not only the material stirred with press-fitting of the shoulder member 12 but also the softened material in the periphery can be filled in the annular concave region S1.
  • a thick portion with an increased thickness is formed in the joint portion 63A of the article 60 by the material filled in the annular concave region S1, and a portion where the material is stirred and a portion where the material is not stirred
  • the boundary (stirred portion boundary 60e) of the above is positioned at the thick portion. Therefore, the rigidity of the joint portion 63A can be improved, and the possibility of breakage at the stirring portion boundary 60e can be effectively suppressed. As a result, for example, in the joint portion of the workpiece 60, it is possible to further improve the strength.
  • the thick portion of the bonding portion 63A is configured to increase the thickness on the surface 60a side of the article 60, but the thickness is further increased on the back surface 60b side of the article 60 You may
  • the friction stir spot welding device 10B according to the second embodiment has a pin member 11 as an essential part, similarly to the friction stir spot welding device 10A according to the first embodiment.
  • the shoulder member 12 rotary tool
  • the clamp member 13 holding jig
  • the spring 14 the tool drive part 15, and the backing member 16 (holding jig) are provided.
  • the support surface concave portion 16b is provided in the backing member 16 according to the second embodiment.
  • the support surface recess 16 b is a circular recess provided on the support surface 16 a of the backing member 16.
  • the peripheral edge portion of the support surface recess 16b is an inclined surface which is inclined so that the diameter decreases in the depth direction from the support surface 16a.
  • the inclined surface of the peripheral portion of the support surface concave portion 16b is referred to as "recessed peripheral inclined surface”.
  • the position in which the support surface recessed part 16b is provided in the support surface 16a is not specifically limited, What is necessary is just a position which can form a thick part in the back surface 60b side of the joined part of the article 60 to be bonded.
  • the support surface concave portion 16b is configured as a flat bottomed hole such that the diameter of the bottom surface is the smallest and the diameter of the opening on the support surface 16a side is the largest.
  • FIG. 6 a position where a pin member 11 and a shoulder member 12 which are rotary tools are advanced toward the backing member 16 and abut against the backing member 16 (shown by a two-dot chain line in the drawing)
  • the support surface recess 16b is positioned such that the bottom surface of the support surface recess 16b coincides with the tool contact position R0 or the tool contact position R0 is entirely included in the bottom surface. Just do it.
  • the position of the support surface recess 16b may be any position where the tool contact position R0 is all included in the bottom surface as described above, but as shown in FIG.
  • the center 16b substantially coincides with the axis Xr of the rotary tool (the alternate long and short dash line in the figure).
  • the thick portion in the joint portion of the article 60 is formed by filling the material by advancing and retracting the rotary tool (the pin member 11 and the shoulder member 12) to the support surface concave portion 16b as described later. . Therefore, by aligning the center of the bottom surface with the axis Xr, the material can be favorably filled in the entire support surface recess 16b.
  • the size of the support surface concave portion 16b is not particularly limited, but the bottom surface thereof may have the same size as the tool contact position R0. Since the tool contact position R0 substantially corresponds to the contact surfaces 11a and 12a of the rotary tool, the bottom surface of the support surface recess 16b has the same size as the pin contact surface 11a and the shoulder contact surface 12a, That is, it may be approximately the same as the diameter of the shoulder member 12. Therefore, the recess peripheral inclined surface of the support surface recess 16b is located outside the tool contact position R0. Thereby, as described later, the same clearance region as the clearance region S0 (see FIG. 2A) in the first embodiment can be formed by the concaved peripheral edge inclined surface and the outer peripheral surface of the shoulder member 12.
  • the depth of the support surface recess 16b, the spread width of the recess peripheral inclined surface, the inclination angle of the recess peripheral inclined surface, the width of the recess peripheral inclined surface itself, etc. are not particularly limited. Regarding these numerical values, similar to the respective numerical values of the inclined surface 13 b of the clamp member 13, various conditions required in the joint portion formed on the article 60, particularly, the thickness of the thick portion formed on the back surface 60 b It can be set appropriately according to the like.
  • the specific configuration of the recess peripheral sloped surface is not particularly limited, as long as it is a surface which is inclined so as to decrease in diameter in the depth direction from the support surface 16a as described above. Therefore, like the inclined surface 13b of the clamp member 13 described above, the recess peripheral inclined surface may be a flat surface (flat surface) as schematically shown in FIG. 6 or a curved surface. Moreover, although a recessed part periphery inclined surface may be comprised by a single plane as shown in FIG. 6, several planes may be comprised adjacently, and several curved surfaces are comprised adjacently, and are comprised. It may be configured to include both a flat surface and a curved surface.
  • the configuration other than the backing member 16 is the same as the friction stir spot welding device 10A according to the first embodiment, so the description thereof is omitted. Do.
  • the support surface concave portion 16 b is also formed on the backing member 16, in the joint portion of the article 60, Not only the surface 60a but also the back surface 60b has increased in thickness. Therefore, in the second embodiment, for example, as schematically shown in FIG. 7A, the additional material 64 of the same type as the workpiece 60 is to be placed on a portion to be stirred before the workpiece 60 is partially stirred. Supply. Then, at the time of stirring by the rotary tool, not only the workpiece 60 but also the additional material 64 is stirred at the same time to compensate the additional material 64 as an increase in the thickness of the back surface 60b.
  • the pressing surface 13a of the clamp member 13 supports the back surface 60b of the article 60 by the backing member 16.
  • the surface 60 a of the article 60 is pressed.
  • the article 60 front side article to be joined 61 and back side article to be joined 62
  • the additional material 64 is supplied to the support surface recess 16b.
  • the additional material 64 may basically be the same as the material constituting the article 60, but it is possible if it can be mixed with the material constituting the article 60 by stirring with a rotary tool And may be different materials. By selecting a different material as the additional material 64, it is possible to provide the joint with a characteristic (for example, high strength, high corrosion resistance, etc.) that the article 60 does not have.
  • the form of the additional material 64 is not particularly limited, and may be plate-like or block-like as schematically shown in FIG. 7A, or may be particulate or powder, or in other forms. It may be. However, from the viewpoint of well supporting the back surface 60b of the article 60 with the backing member 16, it is desirable that the additional material 64 be in a form (or a size that can be accommodated) in the support surface recess 16b. .
  • the surface 60a of the workpiece 60 is "preheated” by a rotary tool (pin member 11 and shoulder member 12).
  • the shoulder member 12 is relatively protruded from the pin member 11 to further advance (press fit) the shoulder member 12 from the surface 60a.
  • the stirring part 60c arises not only in the front side to-be-joined thing 61 but in the back side to-be-joined thing 62.
  • the material of the stirring portion 60c is pushed away by further pressing the shoulder member 12 and flows from immediately below the shoulder member 12 to immediately below the pin member 11, so that the pin member 11 retracts and floats up as viewed from the shoulder member 12. Further, the non-agitation softening material is pushed outward at a portion around the stirring portion 60 c by the press-fitting of the shoulder member 12. Therefore, as shown by a broken line in FIG. 7B, the non-agitation softening material is filled in the gap region S0 generated between the outer peripheral surface of the shoulder member 12 and the inclined surface 13b.
  • the shoulder member 12 is further press-fitted to reach near the bottom surface of the support surface recess 16b.
  • the additional material 64 is stirred, the softened additional material 64 joins the stirring portion 60 c generated by the stirring of the workpiece 60.
  • the peripheral edge portion of the support surface recess 16b is a recess peripheral sloped surface similar to the sloped surface 13b of the clamp member 13. Therefore, as shown by a broken line in FIG. 7C, a gap region S3 which is a space region similar to the gap region S0 is generated between the recess peripheral inclined surface and the outer peripheral surface of the shoulder member 12. With the press-fitting of the shoulder member 12, the non-agitation softening material around the agitating portion 60c is pushed outward. Therefore, the gap region S3 is also filled with the non-agitation softening material.
  • the pressed-in shoulder member 12 is gradually retracted (retracted).
  • the shoulder member 12 present in the support surface recess 16b comes out of the support surface recess 16b, so that the material of the stirring portion 60c is filled in the entire support surface recess 16b.
  • the pin member 11 is made to enter (press-fit) the article 60.
  • the material of the stirring portion 60c is pushed away from immediately below the pin member 11 and flows toward the surface 60a.
  • the shoulder abutment surface 12a is aligned with the upper edge of the inclined surface 13b, the entire annular concave region S1 is filled with the material as shown by a broken line in FIG. 7D.
  • a recess 60d derived from the press-fit of the pin member 11 is formed in the stirring portion 60c.
  • the material corresponding to the volume of the recess 60d will fill the annular concave region S1 located on the surface 60a.
  • the supply of the additional material 64 also causes the material to be filled in the support surface concave portion 16b located on the back surface 60b.
  • the additional material 64 is supplied only to the back surface 60b side, but the additional material 65 can also be supplied to the surface 60a. In this case, it is possible to backfill the concave portion 60d derived from the pin member 11 and to form it into a substantially flat shape.
  • the additional material 65 is supplied to a position on the surface 60 a of the article 60 and immediately below the pin member 11.
  • the additional material 64 is supplied to the support surface recessed part 16b of the backing member 16 similarly to the state shown to FIG. 7A.
  • the shoulder member 12 is advanced (press-fit), and the gap generated between the outer peripheral surface of the shoulder member 12 and the inclined surface 13b as in the state shown in FIGS. 7B and 7C.
  • Non-agitation softening in the region S0 (refer to the region surrounded by the broken line in FIG. 8B) and the clearance region S3 (refer to the region surrounded by the broken line in FIG.
  • the softened additional material 64 is joined to the stirring portion 60c.
  • the pressed-in shoulder member 12 is gradually retracted to fill the material of the stirring portion 60c in the entire support surface recess 16b.
  • the pin member 11 is made to enter (press-fit) the article 60.
  • the additional material 65 is stirred and softened by the pin member 11, and joins the stirring portion 60c.
  • the pin member 11 and the shoulder member 12 are retracted until the pin contact surface 11a and the shoulder contact surface 12a are respectively aligned with the upper edge of the inclined surface 13b.
  • a circular concave region S2 is configured by the inclined surface 13b of the clamp member 13, the pin contact surface 11a and the shoulder contact surface 12a (see the lower view in FIG. 4). Therefore, the material of the stirring portion 60c compensated by the additional material 65 is filled in the entire circular concave area S2, as shown by a broken line in FIG. 8D. And as shown to FIG. 8E, a series of friction stirring point joining methods are complete
  • the joint 63B or the joint 63C formed by the friction stir spot welding method as described above has a thickness increased on any of the front surface 60a and the rear surface 60b, as schematically shown in FIG. 9A or FIG. 9B. A thick portion is formed.
  • the concave portion 60d derived from the pin member 11 remains in the joint portion 63B, the concave portion 60d does not remain in the joint portion 63C, and the surface 60a is shaped to be substantially flat.
  • the stirring portion boundary 60e which is the boundary between the stirring portion 60c where the material is stirred and the non-stirring portion where the material is not stirred is located at the thick portion ing.
  • the clamp member 13 is provided with the inclined surface 13b, and the support surface recess 16b is formed on the support surface 16a of the backing member 16.
  • the thickness of the joint portion 63B or the joint portion 63C can be selectively increased by the simple configuration of providing. Further, among the materials for increasing the thickness, the back surface 60b side may be compensated by supplying the additional material 64, and the surface 60a side may be press-fit of the pin member 11 as in the first embodiment. It may compensate by forming crevice 60d in the center of joined part 63A, and may supplement by supplying additional material 65 further.
  • the thickness can be selectively increased in the joint 63B or 63C, the weight increase can be minimized even if the additional material 64 or 65 is supplied. Also, because the thickness is increased on both the front surface 60a and the back surface 60b, even when the joint 63B or 63C is applied to joint structure joint, even if a bending load is applied to the joint 63B or 63C. And the strength reduction can be effectively suppressed. Further, as described above, in any of the joint portions 63B and 63C, since the stirring portion boundary 60e is located at the thick portion, the strength of the stirring portion boundary 60e is also improved, and breakage at this portion is also effectively suppressed. can do.
  • the additional material 64 or 65 is supplied before the workpiece 60 is stirred by the rotary tool, but the invention is not limited thereto, and addition is performed after the workpiece 60 is bonded.
  • Materials 64 or 65 may be supplied.
  • the additional material 65 is supplied to the surface 60a to backfill the recess 60d, and bonding is performed again by the rotary tool. It is also good.
  • the additional material 64 may be supplied to the back surface 60b and bonding may be performed again using a rotary tool.
  • the additional material 64 or 65 may be supplied (supplied before bonding) to the portion to be stirred in the workpiece 60, or supplied to the bonding portions 63A to 63C formed on the workpiece 60. (It may be supplied after bonding). However, in the case of supplying the additional material 64 to the back surface 60b, although depending on various conditions, it is preferable to supply the additional material 64 to the support surface concave portion 16b before bonding as described in the second embodiment. By supplying the additional material 64 before bonding, the additional material 64 is present in the support surface recess 16b, so that the possibility of bending of the workpiece 60 can be prevented or suppressed when the rotary tool is pressed in. .
  • the additional material 64 is stirred by the shoulder member 12, and in the example shown in FIG. 8D, the additional material 65 is stirred by the pin member 11. Stirring is not limited to this, and may be performed by at least one of the pin member 11 and the shoulder member 12. Further, the method of supplying the additional material 64 or 65 is also not particularly limited, and as described in the second embodiment, for example, it is supplied so as to abut on at least one of the surface 60a or the back surface 60b of the article 60 Just do it.
  • the concave portion 60d derived from the pin member 11 remains.
  • the recess 60d basically does not affect the strength of the joint 63A. Therefore, it is not essential to backfill the recess 60d by supplying the additional material 65. Depending on the application of the article 60, it may be preferable not to have the recess 60d. In such a case, if the recess 60d is back-backed as in the bonding portion 63C, the surface 60a may be substantially flat. Good.
  • the present disclosure is described by exemplifying the friction stir spot welding device 10A or 10B using the clamp member 13 having the inclined surface 13b on the pressing surface 13a.
  • the present disclosure is not limited to the friction stir spot welding apparatus 10A or 10B or the friction stir spot welding method using the same.
  • the clamp member 13 may be detachable from the friction stir spot welding apparatus 10A (or the friction stir spot welding apparatus 10B). Is a holding jig for holding the Therefore, the present disclosure also includes the clamp member 13 having the inclined surface 13b, that is, the holding jig for friction stir spot welding.
  • the backing member 16 may also be detachable from the friction stir spot welding device 10A (or the friction stir spot welding device 10B), and the backing member 16 may also be welded.
  • the holding jig holds the object 60. Therefore, the present disclosure also includes a holding jig set for friction stir welding, which includes the clamp member 13 as a first holding jig and the backing member 16 as a second holding jig.
  • the backing member 16 may have the configuration described in the first embodiment, it is more preferable if it is the backing member 16 having the support surface concave portion 16 b described in the second embodiment.
  • the holding jig for double-acting friction stir spot welding is the workpiece to be welded, which is used in a friction stir spot welding apparatus in which workpieces are welded by partially stirring the workpiece with a rotary tool.
  • a holding jig for holding the column, wherein the friction stir spot welding device is a cylindrical pin configured to rotate around an axis and be movable forward and backward in the axial direction as the rotary tool.
  • a member and a cylindrical shoulder member positioned to surround the outer side of the pin member and configured to rotate around the same axis as the pin member and be movable back and forth in the axial direction;
  • the holding jig is a cylindrical member positioned to surround the outside of the shoulder member, and a clamping member pressing the object to be bonded from the surface by an annular pressing surface at the tip of the holding member;
  • Ramp member is adjacent to the inner edge of the pressing surface may have a configuration having an inclined surface toward the back side when viewed from the pressing surface inclined so as the inner diameter of the clamping member is reduced.
  • the tapered inclined surface is formed inside the pressing surface of the clamp member, and the upper surface of the inclined surface is brought into contact with the contact surface of the shoulder member to clamp the tip of the rotary tool.
  • a recessed area is formed which is surrounded by a member.
  • the press-fit of the shoulder member agitates the material located directly below the abutment surface of the shoulder member while the surrounding material adjacent to the abutment surface of the shoulder member softens to some extent, although not. Therefore, not only the material stirred with press-fitting of the shoulder member but also the surrounding softened material can be filled in the concave region.
  • the material filled in the concave region forms a thick-walled portion with increased thickness at the bonding portion of the object, and the boundary between the portion where the material is stirred and the portion where the stirring is not performed (the stirring portion boundary ) Will be located in the thick part.
  • the stirring boundary portion is a stress concentration portion, which is a portion that tends to be a starting point of destruction. Therefore, the acting stress can be relieved and the rigidity of the joint can be improved. As a result, it is possible to further improve the strength, for example, at the joint portion of the workpiece.
  • the inclined surface may be formed of at least one of a flat surface and a curved surface.
  • a holding jig set for double-acting friction stir spot welding is a holding jig set for holding the object to be joined, which is used in the friction stir spot welding device, A holding jig for a double-acting friction stir spot welding device, and a back surface of the object to be welded, with the front surface of the object to be welded directed to the rotary tool, positioned on the advancing direction side of the rotary tool And the supporting surface of the backing member is an inclined surface which is inclined so that its diameter decreases in the depth direction from the support surface.
  • the configuration may be any configuration in which a circular recess is formed.
  • the concave region can be formed on the surface side of the article by the clamp member and the rotary tool, and the concave area is also formed on the back side of the article by the recess in the support surface of the backing member. be able to.
  • thick portions with increased thickness can be formed on both surfaces of the object to be bonded.
  • the stirring portion boundary which is a stress concentration portion is located at the thick portion. Therefore, the acting stress can be relieved and the rigidity of the joint can be further improved.
  • the inclined surface may be formed of at least one of a flat surface and a curved surface.
  • a double-acting friction stir spot welding device includes the holding jig for double-acting friction stir spot welding of the above configuration, or the holding jig set for double-acting friction stir spot welding of the above configuration. The configuration is sufficient.
  • a double-acting friction stir spot welding method is a friction stir spot welding method in which welding is performed by partially agitating an object to be joined held by a holding jig by a rotary tool,
  • a cylindrical pin member configured to be rotatable about an axis and configured to be movable back and forth in the axial direction, and positioned so as to surround the outside of the pin member, around the same axis as the pin member
  • a cylindrical shoulder member configured to be capable of advancing and retracting in the axial direction while being capable of advancing and retracting, and being positioned so as to surround the outside of the shoulder member as the holding jig.
  • a clamp member which is cylindrical and presses the object from the surface by the annular pressing surface at the tip, the clamp member being adjacent to the inner edge of the pressing surface It has an inclined surface which inclines so that the internal diameter of the clamp member may become small toward the back side seeing from a pressure side, and it matches the contact surface of the shoulder member with the upper edge of the inclined surface of the clamp member.
  • a concave region may be formed by at least the inclined surface and the contact surface, and the concave region may be filled with the material constituting the article.
  • the concave region is formed by advancing and retracting movement of the shoulder member, and agitation of the material generated by partially agitating the workpiece by the rotary tool
  • the material of the stirring portion may be filled in the concave area by pressing the pin member into the portion.
  • the article to be joined is configured to a portion to be agitated in the article to be joined or a joint portion formed on the article to be joined.
  • An additive material capable of stirring and mixing is supplied to the material, and after the material to be bonded is agitated together with the additional material by at least one of the pin member and the shoulder member, the concave region is formed, and the concave region is formed in the concave region. It may be configured to be filled with a material.
  • the holding jig is further positioned on the advancing direction side of the rotary tool, and the surface of the workpiece is directed to the rotary tool Using a backing member for supporting the back surface of the object to be bonded by a support surface, and the diameter of the peripheral portion of the support surface of the backing member decreases in the depth direction from the support surface
  • a circular recess having an inclined surface which is inclined to the surface may be formed, and the material may be filled in the recess as well as the recessed region.
  • the additional material may be supplied so as to abut on at least one of the front surface or the back surface of the workpiece.
  • a concave region is formed at least on the surface (or both the front and back surfaces) of the object to be bonded, and the material is filled by advancing and retracting the rotary tool. it can. Therefore, it is possible to form a thick portion where the agitating portion boundary is located on at least the surface (or both the surface and the back surface) of the bonded portion of the article to be bonded.
  • the material for forming the thick portion may be compensated with the material pushed away by the press-in of the pin member or may be compensated by supplying the additional material.
  • the thickness of the joint of the object to be joined can be selectively increased. Therefore, when using a material pushed away by the pin member, the thickness can be increased without increasing weight.
  • the weight increase can be suppressed to the necessary minimum level when forming the thick-walled joint.
  • the additional material it is possible to backfill the concave portion derived from the rotary tool in the joint portion and to form it substantially flat.
  • At least one of the inclined surface provided on the clamp member and the inclined surface provided on the support surface of the backing member is at least one of a flat surface or a curved surface. May be composed of
  • the present invention can improve the strength of the joint in double-acting friction stir spot welding, and therefore can be widely and suitably used in various fields utilizing double-acting friction stir spot welding.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

本開示に係る複動式摩擦攪拌点接合装置（１０Ａ）または複動式摩擦攪拌点接合方法においては、回転工具として、ピン部材（１１）と、当該ピン部材（１１）と同一の軸線周りに回転する円筒状のショルダ部材（１２）とが用いられ、保持治具として、ショルダ部材（１２）の外側を囲うように位置する円筒状であり、その先端の円環状の押圧面（１３ａ）により被接合物（６０）を表面（６０ａ）から押圧するクランプ部材１３が用いられる。このクランプ部材（１３）は、押圧面（１３ａ）の内側の縁部に隣接し、当該押圧面（１３ａ）から見て奥側に向かって当該クランプ部材（１３）の内径が小さくなるように傾斜する傾斜面（１３ｂ）を有する。

Description

複動式摩擦攪拌点接合用保持治具および保持治具セット、並びに、複動式摩擦攪拌点接合装置および複動式摩擦攪拌点接合方法
　本発明は、複動式摩擦攪拌点接合に用いられ、被接合物を保持する保持治具および保持治具セット、並びに、これを用いた複動式摩擦攪拌点接合装置および複動式摩擦攪拌点接合方法に関する。
　複動式摩擦攪拌点接合は、回転工具として、略円柱状のピン部材および当該ピン部材を内挿するための中空を有する略円筒状のショルダ部材とを有している。これらピン部材およびショルダ部材は、それぞれ独立して回転動作および進退動作が可能であり、これら回転工具を金属材料等の被接合物中に押し込んで（圧入して）、被接合物との摩擦熱を利用して当該被接合物を軟化させて攪拌し、被接合物同士を接合する。
　このような複動式摩擦攪拌点接合においては、回転工具に加えて、被接合物を押圧して支持するクランプ部材が用いられることも多い。例えば、本願出願人は、特許文献１または特許文献２に開示するように、ショルダ部材の外側に位置し、ショルダ部材と同様に中空を有する円筒状のクランプ部材を備える構成の複動式摩擦攪拌点接合装置を提案している。クランプ部材が被接合物を押圧することで、被接合物を安定して支持することができるので、高速で回転するピン部材またはショルダ部材を被接合物に良好に圧入することができる。
　回転工具であるピン部材およびショルダ部材に加えてクランプ部材をまとめて、複動式摩擦攪拌点接合用の「接合ツール」と称すれば、これら特許文献１または２に開示される接合ツールは、ピン部材の外周に略円筒状のショルダ部材が位置し、このショルダ部材の外周に略円筒状のクランプ部材が位置している構成を有している。言い換えれば、前記接合ツールは、クランプ部材、ショルダ部材およびピン部材が、それぞれ同軸芯状の入れ子構造となっている。
特開２０１２－１９６６８１号公報 特開２０１２－１９６６８２号公報
　特許文献１または２に開示される複動式摩擦攪拌点接合では、ピン部材およびショルダ部材を進退移動させる工具駆動部の制御を好適化することによって、接合条件に応じて好適な精度で良好な接合品質を実現することが可能となっている。
　ここで近年では、複動式摩擦攪拌点接合により被接合物同士を接合した継手部分において、より一層の強度の向上が求められる傾向にある。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、被接合物同士を接合した継手部分における強度向上を図ることが可能な、複動式摩擦攪拌点接合を提供することを目的とする。
　本発明に係る複動式摩擦攪拌点接合用保持治具は、前記の課題を解決するために、回転工具によって被接合物を部分的に攪拌することにより接合する摩擦攪拌点接合装置に用いられる、前記被接合物を保持するための保持治具であって、前記摩擦攪拌点接合装置は、前記回転工具としては、軸線周りに回転し、かつ、当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円柱状のピン部材と、当該ピン部材の外側を囲うように位置し、当該ピン部材と同一の軸線周りに回転するとともに当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円筒状のショルダ部材と、を有するものであり、前記保持治具が、前記ショルダ部材の外側を囲うように位置する円筒状であり、その先端の円環状の押圧面により前記被接合物を表面から押圧するクランプ部材であるとともに、当該クランプ部材は、前記押圧面の内側の縁部に隣接し、当該押圧面から見て奥側に向かって当該クランプ部材の内径が小さくなるように傾斜する傾斜面を有する構成である。
　前記構成によれば、クランプ部材の押圧面の内側にテーパ状の傾斜面が形成されており、この傾斜面の上縁にショルダ部材の当接面を合わせることで、回転工具の先端部にクランプ部材で周囲が覆われた凹状領域が形成される。この状態で被接合物に対して回転工具を進退移動させることにより、この凹状領域全体に被接合物を構成する材料を充填することができる。
　特に、ショルダ部材の圧入により、ショルダ部材の当接面の直下に位置する材料は攪拌されるが、ショルダ部材の当接面に隣接する周囲の材料は攪拌されないもののある程度軟化する。そのため、ショルダ部材の圧入に伴って攪拌された材料だけでなく、周囲の軟化した材料も凹状領域に充填することができる。
　凹状領域に充填された材料によって、被接合物の接合部において厚さを増加させた肉厚部位が形成されるとともに、材料が攪拌された部分と攪拌されていない部分との境界（攪拌部境界）を肉厚部位に位置させることになる。攪拌境界部は応力集中部であり、破壊の起点になりやすい部位である。それゆえ、作用する応力を緩和することができるとともに、接合部の剛性を向上することができる。その結果、例えば被接合物の継手部分において、より一層の強度向上を図ることが可能となる。
　また、本発明に係る複動式摩擦攪拌点接合用保持治具セットは、前記摩擦攪拌点接合装置に用いられる、前記被接合物を保持するための保持治具セットであって、前記構成の複動式摩擦攪拌点接合装置用保持治具と、前記回転工具の進出方向側に位置し、前記被接合物の表面を前記回転工具に向けた状態で、当該被接合物の裏面を支持面により支持する裏当て部材と、を含み、前記裏当て部材の前記支持面には、その周縁部が、前記支持面から深さ方向に向かって直径が小さくなるように傾斜する傾斜面となっている円形状の凹部が形成されている構成である。
　前記構成によれば、クランプ部材および回転工具により、被接合物の表面側に凹状領域を形成できるとともに、裏当て部材の支持面における凹部によって、被接合物の裏面側にも凹状領域を形成することができる。これにより、被接合物の両面の凹状領域に材料を充填することで、当該被接合物の両面において厚さを増加させた肉厚部位を形成することができる。しかも、これら両面の肉厚部位では、いずれにもおいても、応力集中部である攪拌部境界が肉厚部位に位置している。それゆえ、作用する応力を緩和することができるとともに、接合部の剛性をより一層向上することができる。
　また、本発明に係る複動式摩擦攪拌点接合装置は、前記構成の複動式摩擦攪拌点接合用保持治具、または、前記構成の複動式摩擦攪拌点接合用保持治具セットを備える構成である。
　また、本発明に係る複動式摩擦攪拌点接合方法は、保持治具によって保持された被接合物を回転工具によって部分的に攪拌することにより接合する摩擦攪拌点接合方法であって、前記回転工具として、軸線周りに回転し、かつ、当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円柱状のピン部材と、当該ピン部材の外側を囲うように位置し、当該ピン部材と同一の軸線周りに回転するとともに当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円筒状のショルダ部材と、をそれぞれ進退移動可能な状態で用い、前記保持治具として、前記ショルダ部材の外側を囲うように位置する円筒状であり、その先端の円環状の押圧面により前記被接合物を表面から押圧するクランプ部材を用い、当該クランプ部材は、前記押圧面の内側の縁部に隣接し、当該押圧面から見て奥側に向かって当該クランプ部材の内径が小さくなるように傾斜する傾斜面を有しており、前記ショルダ部材の当接面を前記クランプ部材の前記傾斜面の上縁に合わせることにより、少なくとも当該傾斜面および当該当接面によって凹状領域を形成し、当該凹状領域に前記被接合物を構成する材料を充填する構成である。
　本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
　本発明では、以上の構成により、被接合物同士を接合した継手部分における強度向上を図ることが可能な、複動式摩擦攪拌点接合を提供することができる、という効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る複動式摩擦攪拌点接合装置の要部構成を示す模式図である。 図２Ａ～図２Ｃは、図１に示す複動式摩擦攪拌点接合装置において回転工具の進退移動により被接合物の表面との間に形成される空間領域を説明する模式図である。 図３Ａ～図３Ｄは、図１に示す複動式摩擦攪拌点接合装置による複動式摩擦攪拌点接合方法の工程を模式的に説明する工程図である。 図４は、図３Ａ～図３Ｄに示す複動式摩擦攪拌点接合方法により形成される、実施の形態１に係る接合部の構成例と、従来の複動式摩擦攪拌点接合方法により形成される従来接合部の構成例と、比較方法により形成される比較接合部の構成例とを模式的断面図により対比する対比図である。 図５Ａは、図４に示す、実施の形態１に係る接合部を備える被接合物において、両端から引張荷重を加えたときの状態を説明する模式図であり、図５Ｂは、図４に示す従来接合部を備える被接合物において、両端から引張荷重を加えたときの状態を説明する模式図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係る複動式摩擦攪拌点接合装置の要部構成を示す模式図である。 図７Ａ～図７Ｅは、図６に示す複動式摩擦攪拌点接合装置による複動式摩擦攪拌点接合方法の工程の一例を模式的に説明する工程図である。 図８Ａ～図８Ｅは、図６に示す複動式摩擦攪拌点接合装置による複動式摩擦攪拌点接合方法の工程の他の例を模式的に説明する工程図である。 図９Ａは、図８Ａ～図８Ｅに示す複動式摩擦攪拌点接合方法により形成される、実施の形態２に係る接合部の構成例を示す模式的断面図であり、図９Ｂは、図８Ａ～図８Ｅに示す複動式摩擦攪拌点接合方法により形成される、実施の形態２に係る接合部の他の構成例を示す模式的断面図である。
　以下、本発明の代表的な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、以下の説明では、複動式摩擦攪拌点接合装置または複動式摩擦攪拌点接合方法を、単に摩擦攪拌点接合装置または摩擦攪拌点接合方法と略す。
　（実施の形態１）
　［摩擦攪拌点接合装置］
　まず、本開示に係る摩擦攪拌点接合装置の要部構成について、図１を参照して具体的に説明する。図１に模式的に示すように、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置１０Ａは、要部構成として、回転工具であるピン部材１１およびショルダ部材１２と、保持治具であるクランプ部材１３と、クランプ部材１３に付勢力を与えるスプリング１４と、回転工具を駆動する工具駆動部１５と、被接合物６０を支持する裏当て部材１６と、を備えている。
　ピン部材１１は、略円筒形または略円柱形であり、図示しない工具固定部により支持されている。ピン部材１１は、工具駆動部１５により軸線Ｘｒ（回転軸、図中一点鎖線）周りに回転し、破線矢印Ｐ１方向すなわち軸線Ｘｒ方向（図１では上下方向）に沿って進退移動可能に構成されている。
　ショルダ部材１２は、中空を有する略円筒状であり、中空内にピン部材１１が内挿され、ピン部材１１の外側において当該ピン部材１１を囲むように工具固定部により支持されている。ショルダ部材１２は、工具駆動部１５によりピン部材１１と同一の軸線Ｘｒ周りに回転し、破線矢印Ｐ２方向すなわち軸線Ｘｒ方向に沿って進退移動可能に構成されている。
　このように、ピン部材１１およびショルダ部材１２は、本実施の形態１ではいずれも同一の工具固定部によって支持され、いずれも工具駆動部１５により軸線Ｘｒ周りに一体的に回転する。また、ピン部材１１およびショルダ部材１２は、工具駆動部１５により、それぞれ独立して軸線Ｘｒ方向に沿って進退移動可能に構成されている。また、ピン部材１１およびショルダ部材１２は、それぞれその先端に被接合物６０に当接する当接面１１ａおよび当接面１２ａを備えている。説明の便宜上、ピン部材１１の当接面１１ａをピン当接面１１ａと称し、ショルダ部材１２の当接面１２ａをショルダ当接面１２ａと称する。
　クランプ部材１３は、ショルダ部材１２の外側に設けられ、ショルダ部材１２と同様に、中空を有する円筒状であって、中空内にショルダ部材１２が内挿されている。したがって、ピン部材１１の外周に略円筒状のショルダ部材１２が位置し、ショルダ部材１２の外周に略円筒状のクランプ部材１３が位置している。言い換えれば、クランプ部材１３、ショルダ部材１２およびピン部材１１が、それぞれ同軸芯状の入れ子構造となっている。
　クランプ部材１３は、被接合物６０を一方の面（表面）から押圧するものである。クランプ部材１３は、良好な摩擦攪拌点接合を実現するために、被接合物６０を押さえ付けて保持する。それゆえ、クランプ部材１３は、摩擦攪拌点接合装置１０Ａにおける保持治具である。クランプ部材１３は、本実施の形態１では、スプリング１４を介して図示しない工具固定部に支持されているため、裏当て部材１６側に付勢されている。
　また、クランプ部材１３は、ピン部材１１またはショルダ部材１２と同様に、工具駆動部１５により破線矢印Ｐ３方向（破線矢印Ｐ１およびＰ２と同方向）すなわち軸線Ｘｒ方向に沿って進退可能に構成されている。クランプ部材１３は、回転工具であるピン部材１１およびショルダ部材１２と同様に、その先端に被接合物６０を押圧する押圧面１３ａを備えている。
　クランプ部材１３は、前記の通り、ショルダ部材１２の外側を囲うように位置する円筒状であるため、押圧面１３ａは円環状の面となっている。また、図１に示すように、クランプ部材１３は、押圧面１３ａの内側の縁部に隣接し、当該押圧面１３ａから見て奥側に向かってクランプ部材１３の内径が小さくなるように傾斜する傾斜面１３ｂを有している。したがって、クランプ部材１３は、先端部を除いた大部分において、その内径および外径が同一の円筒状であるが、その先端部のみ、当該先端側に向かって外径が維持され内径が拡大するような先細り構成となっている。
　あるいは、クランプ部材１３の先端部が先細りせず、全体的に内径および外径が同一の円筒状を仮定したときに、クランプ部材１３の先端部の仮想押圧面における内側の仮想縁部を面取りすれば、図１に示す傾斜面１３ｂが形成されることになる。この傾斜面１３ｂは、クランプ部材１３の先端部において内径が大きくなるテーパ面であるということもできる。
　本開示において、クランプ部材１３が有する傾斜面１３ｂの具体的構成は、特に限定されず、前記の通り、押圧面１３ａから見て奥側に向かってクランプ部材１３の内径が小さくなるように傾斜する面であればよい。したがって、傾斜面１３ｂは、図１に模式的に示すように平坦な面（平面）であってもよいが、曲面であってもよい。また、傾斜面１３ｂは、図１に示すような単一の平面で構成されてもよいが、複数の平面が隣接して構成されてもよいし、複数の曲面が隣接して構成されてもよいし、平面および曲面の双方を含むように構成されてもよい。
　なお、押圧面１３ａを基準とした傾斜面１３ｂの高さ、ショルダ部材１２の内周面を基準とした傾斜面１３ｂの広がり幅、傾斜面１３ｂの傾斜角度、傾斜面１３ｂそのものの幅（間隔）等については特に限定されない。これらの数値については、被接合物６０に形成される接合部において求められる諸条件（特に後述する肉厚部位の厚さ等）に応じて適宜設定することができる。
　工具駆動部１５は、本実施の形態１では、回転工具であるピン部材１１およびショルダ部材１２をそれぞれ独立して回転駆動させるとともに、回転工具および保持治具であるクランプ部材１３をそれぞれ独立して進退移動させるものである。その具体的な構成は特に限定されず、公知の構成を好適に用いることができる。図１では、工具駆動部１５は、模式的にブロックとして図示している。また、工具駆動部１５によるピン部材１１、ショルダ部材１２、およびクランプ部材１３の駆動（回転駆動、進退移動あるいは他の駆動）については、工具駆動部１５のブロックと回転工具または保持治具とを点線でつなぐことで模式的に図示している。
　なお、工具駆動部１５は、回転工具（ピン部材１１およびショルダ部材１２）を駆動させる、保持治具であるクランプ部材１３については進退移動させないものであってもよい。つまり、摩擦攪拌点接合装置１０Ａは、回転工具のみを駆動する工具駆動部１５とは別に、クランプ部材１３を駆動する治具駆動部を別途備えていてもよい。また、工具駆動部１５は、図示しない制御部を介して制御される構成であればよい。
　裏当て部材１６は、ピン部材１１およびショルダ部材１２（およびクランプ部材１３）の進出方向（軸線Ｘｒ方向）側に位置している。言い換えれば、裏当て部材１６は、回転工具およびクランプ部材１３に対向するように位置している。裏当て部材１６は、摩擦攪拌点接合を実施できるように被接合物６０を適切に支持することができるものであれば、その構成は特に限定されない。
　被接合物６０の具体的構成については特に限定されず、さまざまな構成が想定される。本実施の形態１では、図１に示すように、摩擦攪拌点接合を説明する便宜上、被接合物６０として、平板状の２枚の被接合物６１，６２を重ねたものを例示している。これら２枚の被接合物６１，６２は裏当て部材１６の支持面１６ａ上で支持される。それゆえ、本実施の形態１では、裏当て部材１６としては、板状の２枚の被接合物６１，６２を安定に支持する平坦な支持面１６ａを有する構成を例示している。
　なお、説明の便宜上、支持面１６ａに支持された２枚の被接合物６１，６２のうち回転工具に面する被接合物６１を表側被接合物６１と称し、支持面１６ａで支持される被接合物６２を裏側被接合物６２と称する。また、表側被接合物６１において回転工具に対向する面を、被接合物６０の「表面６０ａ」と称し、裏側被接合物６２において支持面１６ａで支持される面を、被接合物６０の「裏面６０ｂ」と称する。
　図１に示す例では、裏当て部材１６は、被接合物６０の表面６０ａを回転工具（ピン部材１１およびショルダ部材１２）に向けた状態で、当該被接合物６０の裏面６０ｂを支持面１６ａにより支持していることになる。なお、板状の２枚の被接合物６１，６２の一方の面を第一面とし他方の面を第二面とすれば、表側被接合物６１の第一面が表面６０ａとなる。また、表側被接合物６１の第二面と裏側被接合物６２の第一面とが当接するように、これら２枚の被接合物６１，６２が重ねられている。また、裏側被接合物６２の第二面が裏面６０ｂとなって、裏当て部材１６の支持面１６ａで支持される。
　裏当て部材１６は、回転工具およびクランプ部材１３に対向するように位置していればよいので、摩擦攪拌点接合装置１０Ａに設けられる具体的な構成は特に限定されない。例えば、摩擦攪拌点接合装置１０ＡがＣ型フレームを備える構成であれば、Ｃ型フレームの上部に回転工具およびクランプ部材１３、並びに工具駆動部１５等が設けられ、これらに対抗するようにＣ型フレームの下部に裏当て部材１６が設けられればよい。この裏当て部材１６は、Ｃ型フレームに対して着脱不可の状態で固定されてもよいし着脱可能に取り付けられてもよい。
　本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置１０Ａの具体的な構成は特に限定されず、前記の通り、回転工具であるピン部材１１およびショルダ部材１２、クランプ部材１３、工具駆動部１５、裏当て部材１６等を備えていれば、公知の他の構成を備えていてもよい。また、裏当て部材１６が着脱可能なものであれば、摩擦攪拌点接合装置１０Ａは、裏当て部材１６を必ずしも備えていなくてもよい。
　例えば、摩擦攪拌点接合装置１０Ａがロボット装置に適応される場合、当該ロボット装置のアームの先端にＣ型フレームを介して、裏当て部材１６を備える摩擦攪拌点接合装置１０Ａが設けられてもよい。あるいは、裏当て部材１６を備えない摩擦攪拌点接合装置１０Ａが設けられたロボット装置と、裏当て部材１６を備えるロボット装置との二体を正対させる構成であってもよい。
　なお、裏当て部材１６は、クランプ部材１３とともに、回転工具により摩擦攪拌点接合を行う被接合物６０を保持するものである。それゆえ、裏当て部材１６も摩擦攪拌点接合装置１０Ａの保持治具である。クランプ部材１３を第一保持治具とすれば、裏当て部材１６を第二保持治具とすることができる。裏当て部材１６は、前記の通り、摩擦攪拌点接合装置１０Ａから着脱自在に設けることができるが、クランプ部材１３も摩擦攪拌点接合装置１０Ａから着脱自在に設けてもよい。この場合、クランプ部材１３および裏当て部材１６を、摩擦攪拌点接合装置１０Ａ用の保持治具セットとすることができる。
　次に、本開示に係る摩擦攪拌点接合装置１０Ａにおいて、クランプ部材１３が有する傾斜面１３ｂと被接合物６０の表面６０ａとにより形成される空間領域について、図２Ａ～図２Ｃを参照して具体的に説明する。図２Ａ～図２Ｃでは、説明の便宜上、図１に示す摩擦攪拌点接合装置１０Ａの要部構成のうち、回転工具およびクランプ部材１３を図示し、被接合物６０の表面６０ａを点線で図示する。
　図１および図２Ａに示すように、本実施の形態では、クランプ部材１３の傾斜面１３ｂは、押圧面１３ａの内側の縁部に隣接し、先端側に広がるテーパ状の面として構成されている。そして、図２Ａに示すように、クランプ部材１３が押圧面１３ａにより被接合物６０を押圧しているときに、ピン部材１１およびショルダ部材１２を進退移動させ、ショルダ当接面１２ａおよびピン当接面１１ａを被接合物６０の表面６０ａに当接させた状態を想定する。この状態では、傾斜面１３ｂおよびショルダ部材１２の外周面と被接合物６０の表面６０ａとの間には、図中破線で囲んだ空間領域Ｓ０が形成される。
　クランプ部材１３が傾斜面１３ｂを有していなければ、ショルダ当接面１２ａが表面６０ａに当接しても、ショルダ部材１２の外周面とクランプ部材１３との内周面との間には、実質的な隙間は発生しない。それゆえ、この空間領域Ｓ０は、クランプ部材１３が傾斜面１３ｂを有することにより、ショルダ部材１２の外周面とクランプ部材１３との間に必然的に形成される隙間ということができる。そこで、この空間領域Ｓ０を便宜上「隙間領域Ｓ０」と称する。
　次に、図２Ｂに示すように、クランプ部材１３が押圧面１３ａにより被接合物６０を押圧しているときに、ピン部材１１およびショルダ部材１２を進退移動させ、ピン当接面１１ａを表面６０ａに圧入（あるいは当接）させるとともに、ショルダ当接面１２ａをクランプ部材１３の傾斜面１３ｂの上縁に合わせた状態を想定する。この状態では、傾斜面１３ｂおよびショルダ当接面１２ａとピン部材１１の外周面と被接合物６０の表面６０ａとの間には、図中破線で囲んだ空間領域Ｓ１が形成される。
　この空間領域Ｓ１では、前記の通り、ピン当接面１１ａが表面６０ａに圧入している（あるいは被接合物６０の表面６０ａにピン部材１１が当接している状態であってもよい）。それゆえ、空間領域Ｓ１の形状は円環状となっている。表面６０ａから見れば、空間領域Ｓ１は、回転工具とクランプ部材１３とによって形成される凹状の領域と見ることができる。そこで、この空間領域Ｓ１を便宜上「円環形凹状領域Ｓ１」と称する。
　次に、図２Ｃに示すように、クランプ部材１３が押圧面１３ａにより被接合物６０を押圧しているときに、ピン部材１１およびショルダ部材１２を進退移動させ、ショルダ当接面１２ａだけでなくピン当接面１１ａもクランプ部材１３の傾斜面１３ｂの上縁に合わせた状態を想定する。この状態では、傾斜面１３ｂ、ショルダ当接面１２ａおよびピン当接面１１ａと被接合物６０の表面６０ａとの間には、図中破線で囲んだ空間領域Ｓ２が形成される。
　この空間領域Ｓ２では、ピン当接面１１ａは表面６０ａに当接しておらず、ショルダ当接面１２ａおよびピン当接面１１ａが実質的に面一となっている。この状態では、空間領域Ｓ２は、円環形凹状領域Ｓ１と同様の凹状の領域であるものの、その形状は円環状ではなく円形状である。そこで、この空間領域Ｓ２を便宜上「円形凹状領域Ｓ２」と称する。
　本開示においては、摩擦攪拌点接合に際して、図２Ｂに示す円環形凹状領域Ｓ１または図２Ｃに示す円形凹状領域Ｓ２に対して、被接合物６０を構成する材料を充填する。これにより、被接合物６０に形成される接合部を肉厚化することができるとともに、この肉厚化した部位に、回転工具により材料を摩擦攪拌することで生じた攪拌部と、攪拌されていない材料（非攪拌部）との境界（攪拌部境界）を形成することができる。
　［摩擦攪拌点接合方法］
　次に、本開示に係る摩擦攪拌点接合方法の代表的な構成について、前述した摩擦攪拌点接合装置１０Ａを用いた場合を例に挙げて、図３Ａ～図３Ｄ、図４および図５Ａ，図５Ｂを参照して具体的に説明する。なお、図３Ａ～図３Ｄにおいては、回転工具の進退移動を説明する便宜上、回転工具の当接面１１ａ，１２ａおよびクランプ部材１３の押圧面１３ａには符号を付していない。
　まず、図３Ａに示すように、被接合物６０の裏面６０ｂを裏当て部材１６により支持した状態で、クランプ部材１３の押圧面１３ａにより被接合物６０の表面６０ａを押圧する。これにより、クランプ部材１３と裏当て部材１６とにより被接合物６０（表側被接合物６１および裏側被接合物６２）が挟み込まれる。本実施の形態１では、クランプ部材１３にはスプリング１４が設けられているので、スプリング１４の収縮によって被接合物６０を押圧するクランプ力が生じる。
　次に、図示しないが、回転工具を進出移動させてピン当接面１１ａおよびショルダ当接面１２ａを表面６０ａに当接させ、ピン部材１１およびショルダ部材１２を回転させる。この状態では、ピン部材１１もショルダ部材１２も進退移動しないので、被接合物６０の表面６０ａを「予備加熱」することになる。これにより、表側被接合物６１の当接領域において材料が摩擦により発熱することで軟化して攪拌される。なお、このように材料が軟化して攪拌された部位を「攪拌部」と称する。
　次に、図３Ｂに示すように、ショルダ部材１２をピン部材１１から相対的に突き出すことで、当該ショルダ部材１２を表面６０ａからさらに内部に進出（圧入）させる。これにより、表側被接合物６１だけでなく裏側被接合物６２においても攪拌部６０ｃが生じる。ショルダ部材１２がさらに圧入することにより攪拌部６０ｃの材料が押し退けられ、ショルダ部材１２の直下からピン部材１１の直下に流動するので、ピン部材１１は後退し、ショルダ部材１２から見て浮き上がる。
　このとき、図３Ｂに示すように、攪拌部６０ｃは、実質的に回転工具の直下（当接面１１ａ，１２ａが当接している部位）のみに生じる。したがって、攪拌部６０ｃの周辺の部位では材料は攪拌されないが、この周辺の部位では、摩擦による発熱で材料そのものはある程度軟化している。このような材料を「非攪拌軟化材料」とすれば、ショルダ部材１２が被接合物６０に圧入すると、攪拌部６０ｃの周辺の部位では非攪拌軟化材料がショルダ部材１２の外側に押し退けられる。そのため、図３Ｂにおいて破線で示すように、ショルダ部材１２の外周面と傾斜面１３ｂとの間に生じる隙間領域Ｓ０に、非攪拌軟化材料が充填される。
　次に、図３Ｃに示すように、圧入したショルダ部材１２を徐々に後退させる（引き込ませる）とともに、ピン部材１１を被接合物６０に進入（圧入）させる。これにより、攪拌部６０ｃにおいては、ピン部材１１の直下から材料が周囲に押し退けられるので、ショルダ部材１２の後退とともに押し退けられた材料が表面６０ａに向かって流動する。そして、ショルダ当接面１２ａを傾斜面１３ｂの上縁に合わせるまでショルダ部材１２を後退させることで、図３Ｃにおいて破線で示すように、円環形凹状領域Ｓ１全体に材料を充填することができる。
　その後、図３Ｄに示すように、ピン部材１１を後退させる（引き込ませる）ことで、攪拌部６０ｃには、ピン部材１１の圧入に由来する凹部６０ｄが形成される。この凹部６０ｄの体積に相当する材料は、円環形凹状領域Ｓ１を充填することになるので、表側被接合物６１および裏側被接合物６２の接合部６３Ａには、これら被接合物６０全体の厚さよりも厚さの大きい部位（肉厚部位）が形成される。その後、クランプ部材１３による押圧を解除することで、一連の摩擦攪拌点接合方法が終了する。
　このような摩擦攪拌点接合方法により形成された接合部６３Ａは、図４上段図に模式的に示すように、被接合物６０の全体の厚さよりも肉厚となっている。しかも、接合部６３Ａにおいては、材料が攪拌された攪拌部６０ｃと、材料が攪拌されていない非攪拌部との境界である攪拌部境界６０ｅが、肉厚部位に位置している。これに対して、図４中段図に模式的に示す従来の摩擦攪拌点接合方法により形成された接合部（従来接合部）７１では、ピン部材１１に由来する凹部６０ｄが埋め戻されて略平坦に整形されているものの、肉厚部位は形成されない。
　それゆえ、本開示に係る摩擦攪拌点接合方法（および摩擦攪拌点接合装置１０Ａ）によれば、従来の摩擦攪拌点接合方法と比較して、クランプ部材１３に傾斜面１３ｂを設けるという簡素な構成で、接合部６３Ａにおける厚さを選択的に増加させることができる。しかも、厚さを増加させる材料は、ピン部材１１の圧入により接合部６３Ａの中心に凹部６０ｄを形成することによって補填することになる。それゆえ、重量を増加させることなく、接合部６３Ａを選択的に肉厚にできるので、接合部６３Ａの強度の向上を図ることができる。
　ここで、クランプ部材１３に傾斜面１３ｂを設けるのではなく、ショルダ部材１２の当接面１２ａに傾斜面を設けることで、接合部６３Ａの厚さを選択的に増加させることも考えられる。しかしながら、ショルダ当接面１２ａに傾斜面を設けた場合には、図４下段図に模式的に示すような比較接合部７２が形成されることになる。この比較接合部７２は、一見すると図４上段図に示す接合部６３Ａに類似しているが、攪拌部境界６０ｅが比較接合部７２の肉厚部位に位置しておらず、比較接合部７２と接合されていない部位との境界付近に生じる。その結果、比較接合部７２では、厚さが増加していても強度の向上を十分に図ることができない。
　図４中段図に示す従来接合部７１あるいは図４下段図に示す比較接合部７２でも、表側被接合物６１および裏側被接合物６２を強固に接合することができる。しかしながら、本発明者らの検討によれば、図５Ａ，図５Ｂに示すように、被接合物６１，６２の継手構造において従来接合部７１あるいは比較接合部７２が形成された場合、継手部位に曲げが発生すると、その強度が低下するおそれがあることが明らかとなった。
　例えば、図５Ｂでは、短冊状の表側被接合物６１の一端に対して、同じく短冊状の裏側被接合物６２の一端が重ねられて従来接合部７１を形成することにより、被接合物６１，６２の継手構造が構成されている。このような継手構造に対して、図中矢印Ｄ１に示すように、表側被接合物６１および裏側被接合物６２のそれぞれの他端を引っ張るように荷重をかけると、図中矢印Ｄ２に示すように継手部位（従来接合部７１）に曲げが発生し、その結果、図中矢印Ｄ３に示すように、継手部位において表側被接合物６１と裏側被接合物６２とを引き剥がす荷重が生じる。これにより継手部位の強度、特に疲労強度が低下し、例えば攪拌部境界６０ｅにおいて破断が発生しやすくなる。
　これに対して、本開示に係る摩擦攪拌点接合方法では、図４上段図に示すように、接合部６３Ａの厚さが大きくなっている。それゆえ、接合部６３Ａにおける剛性が向上するため、図５Ａに示すように、矢印Ｄ１方向に引っ張り荷重をかけても、接合部６３Ａの周辺における曲げの発生を抑制することが可能になるため、接合部６３Ａ近傍では、矢印Ｄ０に示すように引張せん断荷重が生じ、図５Ｂにおいて矢印Ｄ３に示すような引き剥がし荷重は生じにくくなる。それゆえ、継手部位の強度低下を有効に抑制することができる。しかも、攪拌部境界６０ｅは接合部６３Ａの肉厚部位に位置しているため、攪拌部境界６０ｅの強度も向上することができる。攪拌部境界６０ｅは、上述した荷重形態において最も応力が集中する部位であるため、当該攪拌部境界６０ｅに作用する応力の緩和は、継手としての強度向上に寄与することになる。
　このように、本開示に係る摩擦攪拌点接合装置１０Ａまたは摩擦攪拌点接合方法、あるいは、摩擦攪拌点接合用の保持治具または保持治具セットでは、保持治具であるクランプ部材１３の押圧面１３ａの内側にテーパ状の傾斜面１３ｂが形成されている。それゆえ、この傾斜面１３ｂの上縁にショルダ部材１２の当接面１２ａを合わせることで、回転工具の先端部にクランプ部材１３で周囲が覆われた円環形凹状領域Ｓ１を形成することができる。被接合物６０に対して回転工具を進退移動させることにより、この円環形凹状領域Ｓ１全体に被接合物６０を構成する材料を充填することができる。
　特に、ショルダ部材１２の圧入により、ショルダ当接面１２ａの直下に位置する材料は攪拌されるが、ショルダ当接面１２ａに隣接する周囲の材料は攪拌されないもののある程度軟化する。そのため、ショルダ部材１２の圧入に伴って攪拌された材料だけでなく、周囲の軟化した材料も円環形凹状領域Ｓ１に充填することができる。
　円環形凹状領域Ｓ１に充填された材料によって、被接合物６０の接合部６３Ａには、厚さを増加した肉厚部位が形成されるとともに、材料が攪拌された部分と攪拌されていない部分との境界（攪拌部境界６０ｅ）を肉厚部位に位置させることになる。それゆえ、接合部６３Ａの剛性を向上することができるとともに、攪拌部境界６０ｅで破断が生じる可能性を有効に抑制することができる。その結果、例えば被接合物６０の継手部分において、より一層の強度向上を図ることが可能となる。
　（実施の形態２）
　前記実施の形態１では、接合部６３Ａの肉厚部位は、被接合物６０の表面６０ａ側に厚さを増加させる構成であったが、さらに被接合物６０の裏面６０ｂ側に厚さを増加させてもよい。
　［摩擦攪拌点接合装置］
　まず、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置の要部構成について、図６を参照して具体的に説明する。図６に模式的に示すように、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置１０Ｂは、前記実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置１０Ａと同様に、要部構成として、ピン部材１１およびショルダ部材１２（回転工具）と、クランプ部材１３（保持治具）およびスプリング１４と、工具駆動部１５と、裏当て部材１６（保持治具）と、を備えている。ただし、本実施の形態２に係る裏当て部材１６には、図６に示すように、支持面凹部１６ｂが設けられている。
　この支持面凹部１６ｂは、裏当て部材１６の支持面１６ａに設けられる円形状の凹部である。支持面凹部１６ｂの周縁部は、支持面１６ａから深さ方向に向かって直径が小さくなるように傾斜する傾斜面となっている。なお、この支持面凹部１６ｂの周縁部の傾斜面を、クランプ部材１３の傾斜面１３ｂと区別する便宜上、「凹部周縁傾斜面」と称する。支持面１６ａにおいて支持面凹部１６ｂが設けられている位置は特に限定されず、被接合物６０の接合部の裏面６０ｂ側において肉厚部位を形成可能な位置であればよい。
　支持面凹部１６ｂが設けられる位置の代表的な一例について説明する。支持面凹部１６ｂは、その底面の直径が最も小さく支持面１６ａ側の開口の直径が最も大きくなるような平坦な有底穴として構成されている。図６に示すように、回転工具であるピン部材１１およびショルダ部材１２が裏当て部材１６に向かって進出して当該裏当て部材１６に当接する位置（図中二点鎖線で図示）を「工具当接位置Ｒ０」としたときに、支持面凹部１６ｂの底面が工具当接位置Ｒ０に一致するか、工具当接位置Ｒ０が底面に全て含まれるように、支持面凹部１６ｂが位置していればよい。
　また、支持面凹部１６ｂの位置は、前記の通り、その底面に工具当接位置Ｒ０が全て含まれる位置であればよいものの、図６に示すように、底面の中心（言い換えれば、支持面凹部１６ｂの中心）が、実質的に回転工具の軸線Ｘｒ（図中一点鎖線）に一致することが好ましい。被接合物６０の接合部における肉厚部位は、後述するように、支持面凹部１６ｂに対して、回転工具（ピン部材１１およびショルダ部材１２）の進退移動により材料を充填することにより形成される。それゆえ、底面の中心を軸線Ｘｒに一致させておくことで、支持面凹部１６ｂ全体に対して材料を良好に充填することができる。
　支持面凹部１６ｂの大きさは特に限定されないものの、その底面が工具当接位置Ｒ０と同程度の大きさであればよい。工具当接位置Ｒ０は、実質的に回転工具の当接面１１ａ，１２ａに対応するので、支持面凹部１６ｂの底面は、ピン当接面１１ａおよびショルダ当接面１２ａと同等程度の大きさ、すなわち、ショルダ部材１２の直径と同程度であればよい。それゆえ、支持面凹部１６ｂの凹部周縁傾斜面は、工具当接位置Ｒ０よりも外側に位置することになる。これにより、後述するように、凹部周縁傾斜面とショルダ部材１２の外周面により、前記実施の形態１における隙間領域Ｓ０（図２Ａ参照）と同様の隙間領域を形成することができる。
　なお、支持面凹部１６ｂの深さ、凹部周縁傾斜面の広がり幅、凹部周縁傾斜面の傾斜角度、凹部周縁傾斜面そのものの幅等についても特に限定されない。これらの数値については、クランプ部材１３の傾斜面１３ｂの各数値と同様に、被接合物６０に形成される接合部において求められる諸条件、特に、裏面６０ｂに形成される肉厚部位の厚さ等に応じて適宜設定することができる。
　また、凹部周縁傾斜面の具体的構成は、特に限定されず、前記の通り、支持面１６ａから深さ方向に向かって直径が小さくなるように傾斜する面であればよい。したがって、凹部周縁傾斜面は、前述したクランプ部材１３の傾斜面１３ｂと同様に、図６に模式的に示すような平坦面（平面）であってもよいし曲面であってもよい。また、凹部周縁傾斜面は、図６に示すような単一の平面で構成されてもよいが、複数の平面が隣接して構成されてもよいし、複数の曲面が隣接して構成されてもよいし、平面および曲面の双方を含むように構成されてもよい。
　また、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置１０Ｂにおいて、裏当て部材１６以外の構成については、前記実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置１０Ａと同様であるため、その説明を省略する。
　［摩擦攪拌点接合方法］
　次に、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合方法の代表的な構成について、前述した摩擦攪拌点接合装置１０Ｂを用いた場合を例に挙げて、図７Ａ～図７Ｅ、図８Ａ～図８Ｅおよび図９Ａ，図９Ｂを参照して具体的に説明する。なお、図７Ａ～図７Ｅまたは図８Ａ～図８Ｅにおいては、前記実施の形態１で参照した図３Ａ～図３Ｄと同様に、回転工具の進退移動を説明する便宜上、回転工具の当接面１１ａ，１２ａおよびクランプ部材１３の押圧面１３ａには符号を付していない。
　本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合方法では、前記実施の形態１とは異なり、裏当て部材１６にも支持面凹部１６ｂが形成されているため、被接合物６０の接合部においては、表面６０ａだけでなく裏面６０ｂも厚さが増加している。そのため、本実施の形態２では、例えば、図７Ａに模式的に示すように、被接合物６０を部分的に攪拌する前に、攪拌予定となる部位に被接合物６０と同種の付加材料６４を供給する。そして、回転工具による攪拌時には、被接合物６０だけでなく付加材料６４も併せて攪拌することにより、この付加材料６４を裏面６０ｂの厚さの増加分として補填する。
　本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、図７Ａに示すように、被接合物６０の裏面６０ｂを裏当て部材１６により支持した状態で、クランプ部材１３の押圧面１３ａにより被接合物６０の表面６０ａを押圧する。これにより、クランプ部材１３と裏当て部材１６とにより被接合物６０（表側被接合物６１および裏側被接合物６２）が挟み込まれる。このとき、本実施の形態２では、付加材料６４を支持面凹部１６ｂに供給する。
　付加材料６４は、基本的には、被接合物６０を構成する材料と同一のものであればよいが、回転工具による攪拌で被接合物６０を構成する材料に混合することが可能であれば、異なる材料であってもよい。付加材料６４として異なる材料を選択することで、接合部に対して被接合物６０にはない特性（例えば、高強度化または高耐食化等）を付与することが可能になる。
　また、付加材料６４の形態は特に限定されず、図７Ａに模式的に示すような板状またはブロック状であってもよいし、粒子状または粉末状であってもよいし、その他の形状であってもよい。ただし、裏当て部材１６で被接合物６０の裏面６０ｂを良好に支持する観点から、付加材料６４は、支持面凹部１６ｂ内に収容可能な形態（または収容可能な大きさ）であることが望ましい。
　次に、図示しないが、前記実施の形態１と同様に、回転工具（ピン部材１１およびショルダ部材１２）により被接合物６０の表面６０ａを「予備加熱」する。次に、図７Ｂに示すように、ショルダ部材１２をピン部材１１から相対的に突き出すことで、当該ショルダ部材１２を表面６０ａからさらに内部に進出（圧入）させる。これにより、表側被接合物６１だけでなく裏側被接合物６２においても攪拌部６０ｃが生じる。
　ショルダ部材１２がさらに圧入することにより攪拌部６０ｃの材料が押し退けられ、ショルダ部材１２の直下からピン部材１１の直下に流動するので、ピン部材１１は後退し、ショルダ部材１２から見て浮き上がる。また、ショルダ部材１２の圧入により、攪拌部６０ｃの周辺の部位では非攪拌軟化材料が外側に押し退けられる。それゆえ、図７Ｂにおいて破線で示すように、ショルダ部材１２の外周面と傾斜面１３ｂとの間に生じる隙間領域Ｓ０に、非攪拌軟化材料が充填される。
　次に、図７Ｃに示すように、ショルダ部材１２をさらに圧入させて支持面凹部１６ｂの底面付近まで到達させる。これにより、被接合物６０だけでなく付加材料６４も攪拌されるので、軟化した付加材料６４は、被接合物６０の攪拌により生じた攪拌部６０ｃに合流する。
　また、ショルダ部材１２が支持面凹部１６ｂの底面付近に到達すると、支持面凹部１６ｂの周縁部はクランプ部材１３の傾斜面１３ｂと同様の凹部周縁傾斜面となっている。それゆえ、凹部周縁傾斜面とショルダ部材１２の外周面との間には、図７Ｃにおいて破線で示すように、隙間領域Ｓ０と同様の空間領域である隙間領域Ｓ３が生じる。ショルダ部材１２の圧入に伴って、攪拌部６０ｃの周辺における非攪拌軟化材料が外側に押し退けられる。それゆえ、隙間領域Ｓ３にも非攪拌軟化材料が充填される。
　次に、図７Ｄに示すように、圧入したショルダ部材１２を徐々に後退させる（引き込ませる）。これにより、支持面凹部１６ｂ内に存在していたショルダ部材１２が支持面凹部１６ｂから出ていくことになるので、攪拌部６０ｃの材料が支持面凹部１６ｂ全体に充填される。また、ショルダ部材１２の後退とともに、ピン部材１１を被接合物６０に進入（圧入）させる。これにより、攪拌部６０ｃの材料は、ピン部材１１の直下から周囲に押し退けられて、表面６０ａに向かって流動する。そして、ショルダ当接面１２ａを傾斜面１３ｂの上縁に合わせるまでショルダ部材１２を後退させることで、図７Ｄにおいて破線で示すように、円環形凹状領域Ｓ１全体に材料を充填される。
　その後、図７Ｅに示すように、ピン部材１１を後退させる（引き込ませる）ことで、攪拌部６０ｃには、ピン部材１１の圧入に由来する凹部６０ｄが形成される。この凹部６０ｄの体積に相当する材料は、表面６０ａに位置する円環形凹状領域Ｓ１を充填することになる。また、前記の通り、付加材料６４の供給により、裏面６０ｂに位置する支持面凹部１６ｂにおいても材料が充填される。その後、クランプ部材１３による押圧を解除することで、一連の摩擦攪拌点接合方法が終了する。
　図７Ａ～図７Ｅに例示する摩擦攪拌点接合方法では、付加材料６４を裏面６０ｂ側にのみ供給したが、付加材料６５は表面６０ａにも供給することができる。この場合、ピン部材１１に由来する凹部６０ｄを埋め戻して略平坦に整形することが可能になる。例えば、図８Ａに示すように、被接合物６０の表面６０ａの上であってピン部材１１の直下となる位置に、付加材料６５を供給する。なお、図８Ａにおいては、図７Ａに示す状態と同様に、裏当て部材１６の支持面凹部１６ｂに付加材料６４が供給されている。
　そして、図８Ｂおよび図８Ｃに示すように、ショルダ部材１２を進出（圧入）させ、図７Ｂおよび図７Ｃに示す状態と同様に、ショルダ部材１２の外周面と傾斜面１３ｂとの間に生じる隙間領域Ｓ０（図８Ｂにおいて破線で囲んだ領域参照）と、ショルダ部材１２の外周面と凹部周縁傾斜面との間に生じる隙間領域Ｓ３（図８Ｃにおいて破線で囲んだ領域参照）に、非攪拌軟化材料を充填するとともに、軟化した付加材料６４を攪拌部６０ｃに合流させる。
　その後、図７Ｄに示す状態と同様に、圧入したショルダ部材１２を徐々に後退させて、攪拌部６０ｃの材料を支持面凹部１６ｂ全体に充填する。また、ショルダ部材１２の後退とともに、ピン部材１１を被接合物６０に進入（圧入）させる。このとき、ピン部材１１により、付加材料６５が攪拌されて軟化し、攪拌部６０ｃに合流する。
　さらにその後、図８Ｄに示すように、ピン当接面１１ａおよびショルダ当接面１２ａをそれぞれ傾斜面１３ｂの上縁に合わせるまで、ピン部材１１およびショルダ部材１２を後退させる。
　これにより、図中破線で示すように、クランプ部材１３の傾斜面１３ｂ、ピン当接面１１ａおよびショルダ当接面１２ａにより円形凹状領域Ｓ２が構成される（図４下段図参照）。それゆえ、付加材料６５で補填された攪拌部６０ｃの材料は、図８Ｄにおいて破線で示すように、円形凹状領域Ｓ２全体に充填される。そして、図８Ｅに示すように、クランプ部材１３による押圧を解除することで、一連の摩擦攪拌点接合方法が終了する。
　これらのような摩擦攪拌点接合方法により形成された接合部６３Ｂまたは接合部６３Ｃは、図９Ａまたは図９Ｂに模式的に示すように、表面６０ａおよび裏面６０ｂのいずれにおいても厚さが増加した肉厚部位が形成される。また、接合部６３Ｂには、ピン部材１１に由来する凹部６０ｄが残存しているが、接合部６３Ｃには、凹部６０ｄが残存しておらず、その表面６０ａは略平坦に整形されている。しかも、接合部６３Ｂおよび接合部６３Ｃのいずれにおいても、材料が攪拌された攪拌部６０ｃと、材料が攪拌されていない非攪拌部との境界である攪拌部境界６０ｅが、肉厚部位に位置している。
　それゆえ、本開示に係る摩擦攪拌点接合方法（および摩擦攪拌点接合装置１０Ｂ）によれば、クランプ部材１３に傾斜面１３ｂを設けるとともに、裏当て部材１６の支持面１６ａに支持面凹部１６ｂを設けるという簡素な構成で、接合部６３Ｂまたは接合部６３Ｃにおける厚さを選択的に増加させることができる。また、厚さを増加させる材料のうち、裏面６０ｂ側については、付加材料６４を供給することによって補填すればよく、表面６０ａ側については、前記実施の形態１と同様に、ピン部材１１の圧入により接合部６３Ａの中心に凹部６０ｄを形成することによって補填してもよいし、付加材料６５をさらに供給することによって補填してもよい。
　このように、接合部６３Ｂまたは６３Ｃにおいて選択的に厚さを増加させることができれば、付加材料６４または６５を供給したとしても重量増加を最小限に抑えることができる。また、表面６０ａおよび裏面６０ｂの双方において厚さが増加しているため、接合部６３Ｂまたは６３Ｃが継手構造の接合に適用されたときに、接合部６３Ｂまたは６３Ｃに曲げ荷重が加えられたとしても、その強度低下を有効に抑制することができる。また、前記の通り、接合部６３Ｂまたは６３Ｃのいずれにおいても、攪拌部境界６０ｅは肉厚部位に位置しているため、攪拌部境界６０ｅの強度も向上し、この部位での破断も有効に抑制することができる。
　［変形例］
　なお、本実施の形態２では、付加材料６４または６５は、回転工具により被接合物６０を攪拌する前に供給しているが、これに限定されず、被接合物６０を接合してから付加材料６４または６５を供給してもよい。例えば、前記実施の形態１において、接合部６３Ａを形成した後（例えば図４上段図参照）に、凹部６０ｄを埋め戻すために表面６０ａに付加材料６５を供給し、再び回転工具により接合してもよい。同様に、例えば、被接合物６０に接合部６３Ａを形成してから裏面６０ｂに付加材料６４を供給し、再び回転工具により接合してもよい。
　つまり、付加材料６４または６５は、被接合物６０において攪拌予定となる部位に供給（接合前に供給）してもよいし、被接合物６０に形成された接合部６３Ａ～６３Ｃに対して供給（接合後に供給）してもよい。ただし、裏面６０ｂに付加材料６４を供給する場合、諸条件にもよるが、本実施の形態２で説明したように接合前に支持面凹部１６ｂに供給することが好ましい。接合前に付加材料６４を供給することで、支持面凹部１６ｂに付加材料６４が存在することになるので、回転工具の圧入時に、被接合物６０がたわむ可能性を防止または抑制することができる。
　また、図７Ｃまたは図８Ｃに示す例では、付加材料６４はショルダ部材１２により攪拌され、図８Ｄに示す例では、付加材料６５はピン部材１１により攪拌されているが、付加材料６４または６５の攪拌はこれに限定されず、ピン部材１１およびショルダ部材１２の少なくとも一方により攪拌されればよい。また、付加材料６４または６５の供給方法も特に限定されず、本実施の形態２で説明したように、例えば、被接合物６０の表面６０ａまたは裏面６０ｂの少なくともいずれかに当接するように供給すればよい。
　なお、前記実施の形態１における接合部６３Ａ、並びに、本実施の形態２における接合部６３Ｂには、いずれもピン部材１１に由来する凹部６０ｄが残存している。この凹部６０ｄは、基本的には接合部６３Ａの強度に影響を与えるようなものではない。それゆえ、付加材料６５の供給により凹部６０ｄを埋め戻すことが必須ではない。被接合物６０の用途によっては、凹部６０ｄが存在しない方がよい場合があるので、このような場合には、接合部６３Ｃのように凹部６０ｄを埋め戻して表面６０ａを略平坦に整形すればよい。
　また、前記実施の形態１および本実施の形態２のいずれにおいても、押圧面１３ａに傾斜面１３ｂを有するクランプ部材１３を用いた摩擦攪拌点接合装置１０Ａまたは１０Ｂを例示して本開示を説明しているが、本開示は、摩擦攪拌点接合装置１０Ａまたは１０Ｂ、もしくはこれらを用いた摩擦攪拌点接合方法に限定されない。前記実施の形態１で説明したように、クランプ部材１３は、摩擦攪拌点接合装置１０Ａ（または摩擦攪拌点接合装置１０Ｂ）から着脱自在であってもよく、このクランプ部材１３は、被接合物６０を保持するための保持治具である。それゆえ、本開示には、傾斜面１３ｂを有するクランプ部材１３すなわち摩擦攪拌点接合用保持治具も含まれる。
　また、前記実施の形態１で説明したように、裏当て部材１６も摩擦攪拌点接合装置１０Ａ（または摩擦攪拌点接合装置１０Ｂ）から着脱自在であってもよく、この裏当て部材１６も被接合物６０を保持する保持治具である。それゆえ、本開示には、クランプ部材１３を第一保持治具とし裏当て部材１６を第二保持治具として含む、摩擦攪拌点接合用保持治具セットも含まれる。このとき、裏当て部材１６は、前記実施の形態１で説明した構成であってもよいが、本実施の形態２で説明した、支持面凹部１６ｂを有する裏当て部材１６であればより好ましい。
　このように、本開示に係る複動式摩擦攪拌点接合用保持治具は、回転工具によって被接合物を部分的に攪拌することにより接合する摩擦攪拌点接合装置に用いられる、前記被接合物を保持するための保持治具であって、前記摩擦攪拌点接合装置は、前記回転工具としては、軸線周りに回転し、かつ、当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円柱状のピン部材と、当該ピン部材の外側を囲うように位置し、当該ピン部材と同一の軸線周りに回転するとともに当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円筒状のショルダ部材と、を有するものであり、前記保持治具が、前記ショルダ部材の外側を囲うように位置する円筒状であり、その先端の円環状の押圧面により前記被接合物を表面から押圧するクランプ部材であるとともに、当該クランプ部材は、前記押圧面の内側の縁部に隣接し、当該押圧面から見て奥側に向かって当該クランプ部材の内径が小さくなるように傾斜する傾斜面を有する構成であればよい。
　前記構成によれば、クランプ部材の押圧面の内側にテーパ状の傾斜面が形成されており、この傾斜面の上縁にショルダ部材の当接面を合わせることで、回転工具の先端部にクランプ部材で周囲が覆われた凹状領域が形成される。この状態で被接合物に対して回転工具を進退移動させることにより、この凹状領域全体に被接合物を構成する材料を充填することができる。
　特に、ショルダ部材の圧入により、ショルダ部材の当接面の直下に位置する材料は攪拌されるが、ショルダ部材の当接面に隣接する周囲の材料は攪拌されないもののある程度軟化する。そのため、ショルダ部材の圧入に伴って攪拌された材料だけでなく、周囲の軟化した材料も凹状領域に充填することができる。
　凹状領域に充填された材料によって、被接合物の接合部において厚さを増加させた肉厚部位が形成されるとともに、材料が攪拌された部分と攪拌されていない部分との境界（攪拌部境界）を肉厚部位に位置させることになる。攪拌境界部は応力集中部であり、破壊の起点になりやすい部位である。それゆえ、作用する応力を緩和することができるとともに、接合部の剛性を向上することができる。その結果、例えば被接合物の継手部分において、より一層の強度向上を図ることが可能となる。
　前記構成の複動式摩擦攪拌点接合用保持治具においては、前記傾斜面は、平面または曲面の少なくともいずれかで構成されてもよい。
　また、本開示に係る複動式摩擦攪拌点接合用保持治具セットは、前記摩擦攪拌点接合装置に用いられる、前記被接合物を保持するための保持治具セットであって、前記構成の複動式摩擦攪拌点接合装置用保持治具と、前記回転工具の進出方向側に位置し、前記被接合物の表面を前記回転工具に向けた状態で、当該被接合物の裏面を支持面により支持する裏当て部材と、を含み、前記裏当て部材の前記支持面には、その周縁部が、前記支持面から深さ方向に向かって直径が小さくなるように傾斜する傾斜面となっている円形状の凹部が形成されている構成であればよい。
　前記構成によれば、クランプ部材および回転工具により、被接合物の表面側に凹状領域を形成できるとともに、裏当て部材の支持面における凹部によって、被接合物の裏面側にも凹状領域を形成することができる。これにより、被接合物の両面の凹状領域に材料を充填することで、当該被接合物の両面において厚さを増加させた肉厚部位を形成することができる。しかも、これら両面の肉厚部位では、いずれにもおいても、応力集中部である攪拌部境界が肉厚部位に位置している。それゆえ、作用する応力を緩和することができるとともに、接合部の剛性をより一層向上することができる。
　前記構成の複動式摩擦攪拌点接合用保持治具セットにおいては、前記傾斜面は、平面または曲面の少なくともいずれかで構成されてもよい。
　また、本開示に係る複動式摩擦攪拌点接合装置は、前記構成の複動式摩擦攪拌点接合用保持治具、または、前記構成の複動式摩擦攪拌点接合用保持治具セットを備える構成であればよい。
　また、本開示に係る複動式摩擦攪拌点接合方法は、保持治具によって保持された被接合物を回転工具によって部分的に攪拌することにより接合する摩擦攪拌点接合方法であって、前記回転工具として、軸線周りに回転し、かつ、当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円柱状のピン部材と、当該ピン部材の外側を囲うように位置し、当該ピン部材と同一の軸線周りに回転するとともに当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円筒状のショルダ部材と、をそれぞれ進退移動可能な状態で用い、前記保持治具として、前記ショルダ部材の外側を囲うように位置する円筒状であり、その先端の円環状の押圧面により前記被接合物を表面から押圧するクランプ部材を用い、当該クランプ部材は、前記押圧面の内側の縁部に隣接し、当該押圧面から見て奥側に向かって当該クランプ部材の内径が小さくなるように傾斜する傾斜面を有しており、前記ショルダ部材の当接面を前記クランプ部材の前記傾斜面の上縁に合わせることにより、少なくとも当該傾斜面および当該当接面によって凹状領域を形成し、当該凹状領域に前記被接合物を構成する材料を充填する構成であればよい。
　前記構成の複動式摩擦攪拌点接合方法においては、前記ショルダ部材の進退移動により前記凹状領域を形成するとともに、前記回転工具により前記被接合物を部分的に攪拌することにより生じる前記材料の攪拌部に対して、前記ピン部材を圧入することにより、当該攪拌部の材料を前記凹状領域に充填する構成であってもよい。
　また、前記構成の複動式摩擦攪拌点接合方法においては、前記被接合物における攪拌予定となる部位、または、前記被接合物に形成された接合部に対して、当該被接合物を構成する材料に攪拌混合することが可能な付加材料を供給し、前記ピン部材および前記ショルダ部材の少なくとも一方により前記付加材料とともに前記被接合物を攪拌した後に前記凹状領域を形成し、当該凹状領域に前記材料を充填する構成であってもよい。
　また、前記構成の複動式摩擦攪拌点接合方法においては、前記保持治具として、さらに、前記回転工具の進出方向側に位置し、前記被接合物の表面を前記回転工具に向けた状態で、当該被接合物の裏面を支持面により支持する裏当て部材を用い、前記裏当て部材の前記支持面には、その周縁部が、前記支持面から深さ方向に向かって直径が小さくなるように傾斜する傾斜面となっている円形状の凹部が形成されており、前記材料を、前記凹状領域とともに前記凹部にも充填する構成であってもよい。
　また、前記構成の複動式摩擦攪拌点接合方法においては、前記付加材料は、前記被接合物の表面または裏面の少なくともいずれかに当接するように供給される構成であってもよい。
　前記構成の複動式摩擦攪拌点接合方法によれば、少なくとも被接合物の表面（あるいは、表面および裏面の両面）に凹状領域を形成して、回転工具の進退移動により材料を充填させることができる。それゆえ、被接合物の接合部の少なくとも表面（あるいは表面および裏面の両面）に、攪拌部境界が位置する肉厚部位を形成することができる。
　しかも、肉厚部位を形成するための材料は、ピン部材の圧入により押し退けた材料で補填してもよいし、付加材料を供給することにより補填してもよい。前記構成の複動式摩擦攪拌点接合方法では、被接合物の接合部を選択的に肉厚にできるので、ピン部材により押し退けた材料を利用する場合には、重量を増加させることなく肉厚の接合部を形成することができ、付加材料を供給する場合には、肉厚の接合部を形成する際に重量増加を必要最小限のレベルに抑えることができる。また、付加材料の供給により接合部に回転工具由来の凹部を埋め戻して略平坦に成形することもできる。
　また、複動式摩擦攪拌点接合方法においては、前記クランプ部材に設けられる前記傾斜面、および、前記裏当て部材の前記支持面に設けられる傾斜面の少なくとも一方は、平面または曲面の少なくともいずれかで構成されてもよい。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　また、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本発明は、複動式摩擦攪拌点接合において接合部の強度の向上を図ることができるため、複動式摩擦攪拌点接合を利用したさまざまな分野に広く好適に用いることができる。
１０Ａ，１０Ｂ　　摩擦攪拌点接合装置
１１　　ピン部材（回転工具）
１１ａ　ピン当接面
１２　　ショルダ部材（回転工具）
１２ａ　ショルダ当接面
１３　　クランプ部材（保持治具）
１３ａ　押圧面
１３ｂ　傾斜面
１４　　スプリング
１５　　工具駆動部
１６　　裏当て部材（保持治具）
１６ａ　支持面
１６ｂ　支持面凹部
６０　　被接合物
６０ａ　表面
６０ｂ　裏面
６０ｃ　攪拌部
６０ｄ　凹部
６０ｅ　攪拌部境界
６１　　表側被接合物
６２　　裏側被接合物
６３Ａ～６３Ｃ　　接合部
６４，６５　　付加材料
７１　　従来接合部
７２　　比較接合部
Ｓ０　　隙間領域（ショルダ部材とクランプ部材との間）
Ｓ１　　円環形凹状領域
Ｓ２　　円形凹状領域
Ｓ３　　隙間領域（ショルダ部材と支持面凹部との間）

Claims (11)

  1. 　回転工具によって被接合物を部分的に攪拌することにより接合する摩擦攪拌点接合装置に用いられる、前記被接合物を保持するための保持治具であって、
    　前記摩擦攪拌点接合装置は、前記回転工具としては、軸線周りに回転し、かつ、当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円柱状のピン部材と、
    　当該ピン部材の外側を囲うように位置し、当該ピン部材と同一の軸線周りに回転するとともに当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円筒状のショルダ部材と、
    を有するものであり、
    　前記保持治具が、前記ショルダ部材の外側を囲うように位置する円筒状であり、その先端の円環状の押圧面により前記被接合物を表面から押圧するクランプ部材であるとともに、
    　当該クランプ部材は、前記押圧面の内側の縁部に隣接し、当該押圧面から見て奥側に向かって当該クランプ部材の内径が小さくなるように傾斜する傾斜面を有することを特徴とする、
    複動式摩擦攪拌点接合用保持治具。
  2. 　前記傾斜面は、平面または曲面の少なくともいずれかで構成されていることを特徴とする、
    請求項１に記載の複動式摩擦攪拌点接合用保持治具。
  3. 　前記摩擦攪拌点接合装置に用いられる、前記被接合物を保持するための保持治具セットであって、
    　請求項１に記載の複動式摩擦攪拌点接合装置用保持治具と、
    　前記回転工具の進出方向側に位置し、前記被接合物の表面を前記回転工具に向けた状態で、当該被接合物の裏面を支持面により支持する裏当て部材と、
    を含み、
    　前記裏当て部材の前記支持面には、その周縁部が、前記支持面から深さ方向に向かって直径が小さくなるように傾斜する傾斜面となっている円形状の凹部が形成されていることを特徴とする、
    ことを特徴とする、複動式摩擦攪拌点接合用保持治具セット。
  4. 　前記傾斜面は、平面または曲面の少なくともいずれかで構成されていることを特徴とする、
    請求項３に記載の複動式摩擦攪拌点接合用保持治具セット。
  5. 　請求項１または２に記載の摩擦攪拌点接合用保持治具、もしくは、請求項３または４に記載の摩擦攪拌点接合用保持治具セットを備えることを特徴する、
    複動式摩擦攪拌点接合装置。
  6. 　保持治具によって保持された被接合物を回転工具によって部分的に攪拌することにより接合する摩擦攪拌点接合方法であって、
    　前記回転工具として、
    　軸線周りに回転し、かつ、当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円柱状のピン部材と、
    　当該ピン部材の外側を囲うように位置し、当該ピン部材と同一の軸線周りに回転するとともに当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円筒状のショルダ部材と、
    をそれぞれ進退移動可能な状態で用い、
    　前記保持治具として、前記ショルダ部材の外側を囲うように位置する円筒状であり、その先端の円環状の押圧面により前記被接合物を表面から押圧するクランプ部材を用い、
    　当該クランプ部材は、前記押圧面の内側の縁部に隣接し、当該押圧面から見て奥側に向かって当該クランプ部材の内径が小さくなるように傾斜する傾斜面を有しており、
    　前記ショルダ部材の当接面を前記クランプ部材の前記傾斜面の上縁に合わせることにより、少なくとも当該傾斜面および当該当接面によって凹状領域を形成し、当該凹状領域に前記被接合物を構成する材料を充填することを特徴とする、
    複動式摩擦攪拌点接合方法。
  7. 　前記ショルダ部材の進退移動により前記凹状領域を形成するとともに、
    　前記回転工具により前記被接合物を部分的に攪拌することにより生じる前記材料の攪拌部に対して、前記ピン部材を圧入することにより、
    　当該攪拌部の材料を前記凹状領域に充填することを特徴とする、
    請求項６に記載の複動式摩擦攪拌点接合方法。
  8. 　前記被接合物における攪拌予定となる部位、または、前記被接合物に形成された接合部に対して、当該被接合物を構成する材料に攪拌混合することが可能な付加材料を供給し、
    　前記ピン部材および前記ショルダ部材の少なくとも一方により前記付加材料とともに前記被接合物を攪拌した後に前記凹状領域を形成し、当該凹状領域に前記材料を充填することを特徴とする、
    請求項６または７に記載の複動式摩擦攪拌点接合方法。
  9. 　前記保持治具として、さらに、前記回転工具の進出方向側に位置し、前記被接合物の表面を前記回転工具に向けた状態で、当該被接合物の裏面を支持面により支持する裏当て部材を用い、
    　前記裏当て部材の前記支持面には、その周縁部が、前記支持面から深さ方向に向かって直径が小さくなるように傾斜する傾斜面となっている円形状の凹部が形成されており、
    　前記材料を、前記凹状領域とともに前記凹部にも充填することを特徴とする、
    請求項８に記載の複動式摩擦攪拌点接合方法。
  10. 　前記付加材料は、前記被接合物の表面または裏面の少なくともいずれかに当接するように供給されることを特徴とする、
    請求項８または９に記載の複動式摩擦攪拌点接合方法。
  11. 　前記クランプ部材に設けられる前記傾斜面、および、前記裏当て部材の前記支持面に設けられる傾斜面の少なくとも一方は、平面または曲面の少なくともいずれかで構成されていることを特徴とする、
    請求項９または１０に記載の複動式摩擦攪拌点接合方法。
     
PCT/JP2018/033255 2017-09-08 2018-09-07 複動式摩擦攪拌点接合用保持治具および保持治具セット、並びに、複動式摩擦攪拌点接合装置および複動式摩擦攪拌点接合方法 WO2019050002A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18854125.4A EP3680055B1 (en) 2017-09-08 2018-09-07 Double-action friction stir spot welding device and double-action friction stir spot welding method
US16/810,856 US11396060B2 (en) 2017-09-08 2020-03-06 Holding jig and holding jig set for double-acting friction stir spot welding, double-acting friction stir spot welding device, and double-acting friction stir spot welding method
US17/842,813 US20220324052A1 (en) 2017-09-08 2022-06-17 Holding jig and holding jig set for double-acting friction stir spot welding, double-acting friction stir spot welding device, and double-acting friction stir spot welding method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-172966 2017-09-08
JP2017172966A JP6796042B2 (ja) 2017-09-08 2017-09-08 複動式摩擦攪拌点接合用保持治具および保持治具セット、並びに、複動式摩擦攪拌点接合装置および複動式摩擦攪拌点接合方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/810,856 Continuation US11396060B2 (en) 2017-09-08 2020-03-06 Holding jig and holding jig set for double-acting friction stir spot welding, double-acting friction stir spot welding device, and double-acting friction stir spot welding method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019050002A1 true WO2019050002A1 (ja) 2019-03-14

Family

ID=65633942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/033255 WO2019050002A1 (ja) 2017-09-08 2018-09-07 複動式摩擦攪拌点接合用保持治具および保持治具セット、並びに、複動式摩擦攪拌点接合装置および複動式摩擦攪拌点接合方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11396060B2 (ja)
EP (1) EP3680055B1 (ja)
JP (1) JP6796042B2 (ja)
WO (1) WO2019050002A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11084121B2 (en) * 2017-09-08 2021-08-10 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Double-acting friction stir spot welding method and apparatus
WO2021241674A1 (ja) * 2020-05-29 2021-12-02 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合装置及び継手構造
WO2022054905A1 (ja) * 2020-09-11 2022-03-17 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合方法及びこれを用いた接合体

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7181113B2 (ja) * 2019-02-08 2022-11-30 トヨタ自動車株式会社 異種金属接合方法
CN112108754A (zh) * 2020-08-06 2020-12-22 山东碳垣纳米科技有限公司 搅拌头、点焊机头以及回抽点焊设备
DE102021119907A1 (de) 2021-07-30 2023-02-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Rührreibschweißvorrichtung, Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe mit einer Rührreibschweißvorrichtung sowie eine Baugruppe

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004058084A (ja) * 2002-07-26 2004-02-26 Toyota Motor Corp 摩擦撹拌接合方法及び摩擦撹拌接合用回転ツール
JP2006000858A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Honda Motor Co Ltd 摩擦撹拌接合方法及びその装置
JP2006136906A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Honda Motor Co Ltd 積層部接合方法
JP2012196682A (ja) 2011-03-18 2012-10-18 Kawasaki Heavy Ind Ltd 摩擦攪拌点接合装置および摩擦攪拌点接合方法
JP2012196681A (ja) 2011-03-18 2012-10-18 Kawasaki Heavy Ind Ltd 摩擦攪拌点接合装置および摩擦攪拌点接合方法
WO2016063538A1 (ja) * 2014-10-23 2016-04-28 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合装置及び摩擦攪拌点接合方法
WO2016098341A1 (ja) * 2014-12-15 2016-06-23 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合装置及び摩擦攪拌点接合方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5617652A (en) * 1980-02-02 1997-04-08 Multifastener Corporation Fastener installation and method
US5174018A (en) * 1981-01-28 1992-12-29 Multifastener Corporation Die button with staking features
JP3205362B2 (ja) 1991-11-01 2001-09-04 ワイケイケイ株式会社 高強度高靭性アルミニウム基合金
JPH0957455A (ja) * 1995-08-21 1997-03-04 Suzuki Motor Corp スポット溶接用裏当材
JP4159297B2 (ja) * 2002-03-07 2008-10-01 川崎重工業株式会社 スポット接合システム
JP4450728B2 (ja) * 2003-12-22 2010-04-14 株式会社神戸製鋼所 摩擦撹拌接合方法
US7581665B2 (en) * 2006-01-04 2009-09-01 The Boeing Company Methods and apparatus for retractable pin friction stir welding and spot welding
US7699206B2 (en) * 2008-04-07 2010-04-20 The Boeing Company Gimballing roller device for friction stir welding apparatus and method
WO2010019231A1 (en) * 2008-08-11 2010-02-18 Sii Megadiamond, Inc. Rotary holding device for gripping tool material at elevated temperatures through multiple collar assembly
JP5685461B2 (ja) * 2011-03-18 2015-03-18 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合を用いた孔補修方法
EP2596898B1 (de) * 2011-11-25 2014-10-01 Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH Selbstspannendes Reibschweißwerkzeug
EP3299108A4 (en) * 2015-05-18 2019-01-23 IHI Corporation FRICTION-MIXING WELDING DEVICE AND FRICTION-MIXING WELDING METHOD

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004058084A (ja) * 2002-07-26 2004-02-26 Toyota Motor Corp 摩擦撹拌接合方法及び摩擦撹拌接合用回転ツール
JP2006000858A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Honda Motor Co Ltd 摩擦撹拌接合方法及びその装置
JP2006136906A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Honda Motor Co Ltd 積層部接合方法
JP2012196682A (ja) 2011-03-18 2012-10-18 Kawasaki Heavy Ind Ltd 摩擦攪拌点接合装置および摩擦攪拌点接合方法
JP2012196681A (ja) 2011-03-18 2012-10-18 Kawasaki Heavy Ind Ltd 摩擦攪拌点接合装置および摩擦攪拌点接合方法
WO2016063538A1 (ja) * 2014-10-23 2016-04-28 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合装置及び摩擦攪拌点接合方法
WO2016098341A1 (ja) * 2014-12-15 2016-06-23 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合装置及び摩擦攪拌点接合方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3680055A4

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11084121B2 (en) * 2017-09-08 2021-08-10 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Double-acting friction stir spot welding method and apparatus
WO2021241674A1 (ja) * 2020-05-29 2021-12-02 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合装置及び継手構造
JPWO2021241674A1 (ja) * 2020-05-29 2021-12-02
JP7489457B2 (ja) 2020-05-29 2024-05-23 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合装置及び継手構造
WO2022054905A1 (ja) * 2020-09-11 2022-03-17 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合方法及びこれを用いた接合体
JP7445007B2 (ja) 2020-09-11 2024-03-06 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合方法及びこれを用いた接合体

Also Published As

Publication number Publication date
EP3680055A1 (en) 2020-07-15
EP3680055B1 (en) 2022-12-21
EP3680055A4 (en) 2021-01-13
JP6796042B2 (ja) 2020-12-02
US11396060B2 (en) 2022-07-26
JP2019048305A (ja) 2019-03-28
US20220324052A1 (en) 2022-10-13
US20200206838A1 (en) 2020-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019050002A1 (ja) 複動式摩擦攪拌点接合用保持治具および保持治具セット、並びに、複動式摩擦攪拌点接合装置および複動式摩擦攪拌点接合方法
JP4986532B2 (ja) 摩擦撹拌接合方法
US8763882B2 (en) Friction stir welding method for metal material and metal material welded body obtained thereby
EP1149656A2 (en) Method and apparatus for joining
US20060213954A1 (en) Method and joining element for joining workpieces
JP2004058135A (ja) 接合方法及び接合ツール
JP2004106037A (ja) 金属材料の結合方法
US20190039168A1 (en) Joining method
WO2017159627A1 (ja) 摩擦攪拌点接合方法及び摩擦攪拌点接合装置
JP2000246465A (ja) 摩擦撹拌接合用ツール
KR101799218B1 (ko) 마찰 교반 접합 방법
CN211219149U (zh) 一种静轴肩倾斜的搅拌摩擦焊接工具及搅拌摩擦焊接设备
CN111745285A (zh) 搅拌摩擦接合用工具
US20010030222A1 (en) Aluminum-based metal link for vehicles and a method for producing same
WO2017138324A1 (ja) 接合方法
JP3963215B2 (ja) パイプ状部材の接合方法
JP6335096B2 (ja) エッジディスタンスを減少させる摩擦攪拌点接合装置および摩擦攪拌点接合方法
JP2006167793A (ja) 摩擦撹拌スポット接合方法及び装置
JP2006205190A (ja) 異種金属材料の接合方法
JP2007054885A (ja) 接合ツールおよび摩擦撹拌接合方法
JP4172343B2 (ja) 摩擦スポット接合方法
JP7317362B2 (ja) 摩擦攪拌接合ツール及び摩擦攪拌接合方法
JP2002192359A (ja) 摩擦攪拌接合装置
JP6897024B2 (ja) 接合方法
JP2008044446A (ja) 車両フレームの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18854125

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018854125

Country of ref document: EP

Effective date: 20200408