JP2003154472A - 点接合方法および点接合装置 - Google Patents
点接合方法および点接合装置Info
- Publication number
- JP2003154472A JP2003154472A JP2001358646A JP2001358646A JP2003154472A JP 2003154472 A JP2003154472 A JP 2003154472A JP 2001358646 A JP2001358646 A JP 2001358646A JP 2001358646 A JP2001358646 A JP 2001358646A JP 2003154472 A JP2003154472 A JP 2003154472A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotary tool
- bonded
- welded
- joining
- tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
合が容易に行なえるようにする。 【解決手段】回転ツール1の近傍の被接合材を被接合材
押さえ手段により押さえつけておいて摩擦攪拌接合を行
なう。被接合材押さえ手段は、回転ツールを取り囲むよ
うに設け、かつ回転ツールとは独立して回転ツールの回
転軸方向へ移動できるようにする。 【効果】点接合に伴う被接合材の変形を抑えることがで
きる。また、摩擦攪拌接合による点接合において、被接
合材を固定する手間を実質的に省くことができる。
Description
数の被接合材を摩擦攪拌接合によって点接合する方法及
び接合装置に関する。
は、被接合材を2つの電極ではさみ、通電することで電
気抵抗により生じる熱により材料を加熱溶融して接合す
る抵抗溶接が周知である。
には、重ね合わせた2枚の被接合材を、回転ツールを用
いた摩擦攪拌接合によって接合することが記載されてい
る。
合材よりも実質的に硬い材質の金属棒(以下、ツールと
呼ぶ)を被接合材の接合部に挿入し、このツールを回転
させながら移動することによって、ツールと被接合材と
の間で発生する摩擦熱により被接合材を軟化させ、ツー
ルの回転に伴う塑性流動現象を利用して接合するもので
ある。この摩擦攪拌接合の基本原理は、特許第2712
838号公報に記載されている。
の電気抵抗を利用して加熱溶融させるため、電気抵抗が
小さい銅,銅合金,アルミニウム,アルミニウム合金を
接合する場合にはエネルギー効率が悪くなるという問題
がある。エネルギー効率の低下を補うために大型の電源
装置を用いることは、設備費の増大につながる。したが
って、抵抗溶接方法は、電気抵抗の小さい銅やアルミニ
ウムあるいはそれらの合金を接合するのには適さない。
材に挿入した状態で接合線に沿って移動することで接合
するものである。この方法では、被接合材を強固に固定
する必要があり、通常はボルト等を使用する。このた
め、一般に被接合材の固定に多くの時間を必要とする。
また、接合線の場所が変わる毎に被接合材を固定し直す
必要がある。
の接合をするのが一般的である。従って、摩擦攪拌接合
方法の場合のように、接合のたびに被接合材を固定し直
すのでは作業時間が膨大になるという問題がある。
合において、被接合材の固定を容易に行なえるようにし
たものである。
ツールを用いて摩擦攪拌接合により点接合する方法にお
いて、回転ツールの近傍の被接合材を被接合材押え手段
により押付けるようにしたものである。
ツールの外側に被接合材を押さえつける被接合材押さえ
手段を有する。
接合するのが一般的である。回転ツールを被接合材に押
し付けて接合する摩擦攪拌接合では、被接合材を強固に
固定しないと接合できない。また、接合時に生じる被接
合材の変形を最小限に抑えるため、被接合材を固定する
場所は可能な限り接合部に近い場所にする必要がある。
さらに、被接合材の厚みが小さいほど接合部に近付ける
必要がある。このため、事実上、被接合材の固定は各接
合部において実施することになる。本発明の方法によれ
ば、被接合材の固定と接合が一連の作業の中で行なえる
ため、見かけ上接合のみの作業時間で接合が行なえる。
に接触させるよりも先に被接合材押さえ手段を被接合材
に接触させるようにすることが望ましい。
形は、回転ツールが被接合材に挿入される過程で生じ
る。回転ツールが被接合材に接触するよりも先に被接合
材押さえ手段が被接合材に接触するようにすることで、
被接合材の変形を抑制できる。
する場合がある。この作業を自動化するには、接合場所
をプログラム化し、NC制御等で制御する必要がある。
しかし、接合場所をプログラム化するには多くの労力を
必要とし、単発的な接合に対してプログラムを作ること
は実用的でない。不特定多数の場所を接合する場合に
は、作業者が接合部に回転ツールを直接誘導するのが理
想的である。
て作業できるのは、装置重量が20kg以下の範囲であ
る。このために、本接合装置を可般型にして、本体重量
を20kg以下にし、作業者が接合装置を手に持って、接
合部へ自由に回転ツールを押し当てることができるよう
にすることが望ましい。
合材の方を移動させる場合もある。この場合は、単純な
接合作業の繰り返しになる。そこで、本発明の接合装
置、すなわち円柱状の回転ツールと該回転ツールを回転
させる手段と回転ツールを被接合材に押付けるために軸
方向に移動する手段及び被接合材押さえ手段を有する接
合装置を、産業用ロボットに備えつけることが望まし
い。
し、自動化することが可能になる。
本発明による接合装置の接合部を示した概念図である。
本実施例の接合装置は、回転ツール1の外側に被接合材
押さえ手段が設けられている。被接合材押さえ手段は、
円筒形をしており、回転ツール1とは独立して、回転ツ
ールの回転軸方向すなわち図2に示す矢印方向へ移動で
きるようになっている。本実施例では、被接合材押さえ
手段を、被接合材押さえ部材と呼称する。回転ツール1
は、モータ等によって図1,図2の矢印で示す方向に回
転するようになっている。また、回転ツールは図3の矢
印で示す回転軸方向に移動できるようになっている。
ついて説明する。先ず、被接合材押さえ部材2が、図1
に示す状態から図2に示すように被接合材3a,3bに
押し付けられる。次に、回転ツール1を回転させながら
図3に示すように被接合材3a,3bに押し付け、回転
ツール先端の径の小さな部分を被接合材3a,3bに挿
入する。回転ツール1は、ツールの先端が被接合材3a
を貫通するように挿入する。被接合材3bの厚さのほぼ
1/2まで回転ツールの先端を挿入するのが望ましい。
回転ツール1の回転に伴い該回転ツールと被接合材との
間で発生する摩擦熱で被接合材3a,3bは軟化し、塑
性流動が生じて被接合材3a,3bは攪拌され接合され
る。本実施例では、回転ツール1が被接合材3aに対し
垂直に当るようにした。
さえ部材2を具備しない接合装置で同様の実験を行なっ
た。被接合材押さえ部材2がある場合に得られた接合後
の被接合材の斜視図を図6に示し、被接合材押さえ部材
2がない場合に得られた接合後の被接合材の斜視図を図
7に示す。被接合材押さえ部材2がない場合には、被接
合材は変形してしまうが、被接合材押さえ部材2がある
場合には、被接合材は変形せずに接合前の状態を保って
いた。なお、図5,図6において、符号4,5はいずれ
も接合部を示している。
合材押さえ部材2を備えることにより、被接合材の変形
を抑えることが可能になる。
も実質的に硬い材質で形成される。回転ツール1の材質
としては、代表的には金属を用いることができ、本発明
では工具鋼を熱処理した材料を使用した。硬度に加え
て、靱性,耐熱性などの要求を満たせば、セラミック
ス,表面焼き入れ部材などを用いてもよい。
の法線とを含む面内において、法線に対して接合方向後
方に予め定められた角度(向え角)だけ回転軸を傾けて
もよい。また、被接合材押さえ部材の形は、円筒形に限
らず、矩形や多角形でもよく、あるいは板状又は棒状に
して、回転ツール周囲の被接合材の複数箇所を押さえ付
けるようにしても良い。
業用ロボットに組み込んだ実施例を示す。
られており、主軸回転モータ7により駆動され回転す
る。ロボットは、アーム8aと8bを有し、両者は連結
ピン9bにより連結されている。摩擦攪拌式の接合装置
は、連結ピン9cによりアーム8bに取り付けられてい
る。アーム8aは、支持台10に連結ピン9aにより取
り付けられている。支持台10は、旋回テーブル11に
設置され、旋回テーブル11は装置架台12に設置され
ている。
置により動作する。この構成により、作業をプログラム
化し、自動化することで、多くの被接合材の同一の場所
を接合することが可能になる。
例を示した概略図である。
を備えたツールヘッド6が取り付けられている。起動ス
イッチ14を入れると回転ツールが回転する仕組みにな
っている。
である。ツールヘッド6を被接合材に押し当て、ツール
ヘッド6を被接合材に強く押し付けると、ばね15が縮
み、回転ツール1が被接合材に挿入される構造となって
いる。
することが可能であり、手に持って接合することが可能
である。
摩擦攪拌接合により、重ね合わされた複数の被接合材を
点接合する方法において、被接合材を固定する手間を実
質的に省くことができる。また、本発明の接合装置は、
回転ツールの外側に、該回転ツールの周囲の被接合材を
押さえつける被接合材押さえ手段を備えた簡易な構成で
あるので、被接合材押さえ手段により被接合材を押さえ
つけ、次いで回転ツールを被接合材に押し込むことを一
連の動作の中で行なうことが可能である。
に備えることにより、作業をプログラム化し、自動化す
ることが可能になる。
概念図。
態を示す概念図。
念図。
近傍の概念図。
合後の斜視図。
した被接合材の接合後斜視図。
だ例を示す概略図。
図。
部の断面図。
…被接合材、4,5…接合部、6…ツールヘッド、7…
主軸回転モータ、8a,8b…アーム、9a,9b,9
c…連結ピン、10…支持台、11…旋回テーブル、1
2…装置架台、13…可般型接合装置本体、14…起動
スイッチ、15…ばね。
Claims (6)
- 【請求項1】重ね合わせた複数の被接合材を点接合する
方法において、前記被接合材の一方の側に円柱状の回転
ツールを回転させながら押し付けて少なくとも重ね合わ
せ部まで該回転ツールの先端を挿入し、該回転ツールの
近傍の前記被接合材を該回転ツールがある方向から被接
合材押さえ手段によって押さえつけて点接合を行なうよ
うにしたことを特徴とする点接合方法。 - 【請求項2】請求項1において、前記被接合材押さえ手
段によって前記被接合材を押さえつけたのち、該回転ツ
ールを該被接合材に押しつけることを特徴とする点接合
方法。 - 【請求項3】円柱状の回転ツールを有し、該回転ツール
の回転により被接合材との間で生ずる摩擦熱を利用して
重ね合わされた複数の被接合材の点接合を行なう点接合
装置において、前記回転ツールの近傍の前記被接合材を
押さえる被接合材押さえ手段を備えたことを特徴とする
点接合装置。 - 【請求項4】請求項3に記載の点接合装置において、前
記被接合材押さえ手段を前記回転ツールとは独立して該
回転ツールの回転軸方向に移動可能にしたことを特徴と
する点接合装置。 - 【請求項5】請求項3に記載の点接合装置において、前
記被接合材押さえ手段を、前記回転ツールが被接合材に
接触するよりも先に被接合材に接触するように構成した
ことを特徴とする点接合装置。 - 【請求項6】円柱状の回転ツールと該回転ツールの回転
手段及び該回転ツールを回転軸方向に移動して被接合材
に押付ける手段とを有する点接合装置において、該回転
ツールの近傍の被接合材を押さえつける被接合材押さえ
手段を有し、これら全体を産業用ロボットに備えたこと
を特徴とする点接合装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001358646A JP2003154472A (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 点接合方法および点接合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001358646A JP2003154472A (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 点接合方法および点接合装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003154472A true JP2003154472A (ja) | 2003-05-27 |
Family
ID=19169790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001358646A Pending JP2003154472A (ja) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | 点接合方法および点接合装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003154472A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004018141A1 (ja) * | 2002-08-20 | 2004-03-04 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | 摩擦撹拌接合装置 |
JP2006000901A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 金属板の板継ぎ方法及び装置 |
WO2006073720A1 (en) * | 2004-12-14 | 2006-07-13 | The Boeing Company | Pressure foot clamping device for friction stir welding apparatus and methods of friction stir welding for retain flashing occuring during welding |
JP2007000880A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 摩擦撹拌点接合方法 |
US7464853B2 (en) | 2003-08-25 | 2008-12-16 | The Boeing Company | Adaptable spring force clamping apparatus and methods |
JP2013202629A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Ihi Corp | 摩擦撹拌接合装置 |
US9033328B2 (en) | 2003-10-31 | 2015-05-19 | The Boeing Company | Reconfigurable clamping system |
-
2001
- 2001-11-26 JP JP2001358646A patent/JP2003154472A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004018141A1 (ja) * | 2002-08-20 | 2004-03-04 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | 摩擦撹拌接合装置 |
US7290695B2 (en) | 2002-08-20 | 2007-11-06 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Friction stir welding apparatus |
US7464853B2 (en) | 2003-08-25 | 2008-12-16 | The Boeing Company | Adaptable spring force clamping apparatus and methods |
US9033328B2 (en) | 2003-10-31 | 2015-05-19 | The Boeing Company | Reconfigurable clamping system |
JP2006000901A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 金属板の板継ぎ方法及び装置 |
JP4481736B2 (ja) * | 2004-06-18 | 2010-06-16 | 住友軽金属工業株式会社 | 金属板の板継ぎ方法及び装置 |
WO2006073720A1 (en) * | 2004-12-14 | 2006-07-13 | The Boeing Company | Pressure foot clamping device for friction stir welding apparatus and methods of friction stir welding for retain flashing occuring during welding |
US7748591B2 (en) | 2004-12-14 | 2010-07-06 | The Boeing Company | Pressure foot clamp for friction stir welding machine |
JP2007000880A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 摩擦撹拌点接合方法 |
JP4619875B2 (ja) * | 2005-06-21 | 2011-01-26 | 住友軽金属工業株式会社 | 摩擦撹拌点接合方法 |
JP2013202629A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Ihi Corp | 摩擦撹拌接合装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5926392B2 (ja) | 溶接装置 | |
JP3400409B2 (ja) | 接合方法及び接合装置 | |
JP2003154472A (ja) | 点接合方法および点接合装置 | |
JP5554197B2 (ja) | スポット溶接方法及びその装置 | |
US20020046864A1 (en) | Method of joining conductive materials | |
JP7278300B2 (ja) | 摩擦攪拌接合装置、その運転方法、及び継手構造 | |
EP4316722A2 (en) | Friction stir spot welding device and method for operating same | |
US11858060B2 (en) | Friction stir spot welding device and method for operating same | |
KR20150097915A (ko) | 용접대상물 고정용 지그장치 및 이를 이용한 용접 작업방법 | |
CN107835727B (zh) | 工件定位装置 | |
JP6096863B2 (ja) | 溶接装置 | |
EP3753665A1 (en) | Frictional agitation point joining apparatus and method for operating same | |
JP2002096182A (ja) | 摩擦熱に基づく接合方法、回転ツール及び接合体 | |
JP7223651B2 (ja) | 接合システム及びその運転方法 | |
JP2004330253A (ja) | スポット溶接方法およびスポット溶接装置 | |
KR101752171B1 (ko) | 진동 스폿 용접 장치 | |
CN218363052U (zh) | 汽车零部件焊接工装 | |
JP7489457B2 (ja) | 摩擦攪拌点接合装置及び継手構造 | |
JP5441500B2 (ja) | 斜めカット面への摩擦圧接方法及びその摩擦圧接機 | |
CN116685432A (zh) | 摩擦搅拌接合配件、摩擦搅拌接合头及摩擦搅拌接合装置 | |
JP2004322182A (ja) | スポット溶接方法 | |
KR20210002671A (ko) | 마찰 접합 장치 및 그 운전 방법 | |
JP2001239374A (ja) | 抵抗溶接機 | |
JPH0857656A (ja) | 溶接治具 | |
JP2005131669A (ja) | スポット溶接機の上部電極の支持装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040123 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060419 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060525 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060606 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061024 |