JP2004167525A

JP2004167525A - Outer hem friction stir welding method, and welding device therefor

Info

Publication number: JP2004167525A
Application number: JP2002334751A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Fujisawa; 泰成藤沢; Hisanori Nakamura; 尚範中村; Minoru Suzuki; 実鈴木; Koji Nomura; 浩二野村; Yoshiaki Uchida; 圭亮内田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-19
Also published as: JP4281333B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an outer hem friction stir welding method for performing welding in a hemming part at low cost without reducing the precision as that of a subassembly. <P>SOLUTION: In the outer hem friction stir welding method, an inner panel 52 is arranged so as to be superimposed on an outer panel 51 placed on a hemming die 2. The peripheral part of the outer panel 51 is hemming-formed, and the outer panel 51 and the inner panel 52 are integrated so as to be a subassembly 50. Thereafter, as the subassembly 50 is placed on the hemming die 2, a welding tool 20 in a rotational state is pressed, so that the hemming part 55 is welded by friction stirring. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アウターパネルの周辺部をインナーパネル側に折り曲げて縁取り加工するいわゆるヘミング成形の後、そのアウターパネルとインナーパネルとが一体になったサブアッシィーのヘミング部を摩擦攪拌接合によって接合させるためのアフタヘム摩擦攪拌接合方法及びその接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のドアパネルやエンジンフードパネル等のボディ部品は、プレス加工したアウターパネルとインナーパネルとが重ね合わされ、箱型をした閉断面を構成することによって薄い板でも強度・剛性を確保した構造をしている。こうしたボディ部品は、アウターパネルとインナーパネルとがヘミング成形によって結合され、閉断面構造をもった部品として構成される。なお、アウターパネルとインナーパネルとが一体化したものを、以下、サブアッシィーという。
【０００３】
ここで図８は、アウターパネルとインナーパネルとを一体化するヘミング装置を示した図である。このヘミング装置は、基台１０１の上に被加工物を載せるヘミング型１０２と、成形用ローラ１０３を備えたヘミング工具１０４を装着したロボット１０５とが配置されている。ロボット１０５は、アーム先端のヘミング工具１０４を操作してヘミング型１０２上のワークに対してロールヘミング成形を行うよう構成されたものである。
【０００４】
ロールヘミング成形は、先ずアウターパネル５１がヘミング型１０２の上に載せられ、その上にインナーパネル５２が重ねられる。このときアウターパネル５１は、その外周フランジ５３が起立しており、インナーパネル５２は、その外周縁５４がアウターパネル５１の外周フランジ５３の内側に位置するように配置される。そして、ヘミング工具１０４の成形用ローラ１０３が図示するようにアウターパネル５１の外周フランジ５３に押し当てられ、転がりながらその外周フランジ５３を内側に折り曲げていき、インナーパネル５２の外周縁５４を挟み込んでかしめ、アウターパネル５１とインナーパネル５２とが一体化される。
【０００５】
こうしてアウターパネル５１とインナーパネル５２とが一体化したサブアッシィ５０は、ボディに取り付けられて塗装工程へと送られるが、その際、インナーパネル５２とアウターパネル５１とがずれ動くことを防止する必要がある。そのため、ヘミング成形後に、外周フランジ５３と外周縁５４とが重なったヘミング部を特開２００１−３１４９８２号公報に記載されているスポット接合によって接合したり、ヘミング成形に際して、特開平１０−２５８３３１号公報に記載されている熱硬化性接着材を用いて接着させる方法が採られている。
【０００６】
先ず、接合方法には抵抗スポット溶接法があるが、それでは接合部に圧痕が残って自動車外板の外観を損なうなどの問題がある。そのため、特開２００１−３１４９８２号公報には、そうした問題を解決する方法として摩擦攪拌接合が提案されている。図９は、その摩擦攪拌接合を利用したスポット接合方法について、２枚のアルミニウム合金板であるパネル６１，６２を接合する例を示した図である。
【０００７】
摩擦攪拌接合は、重ねたパネル６１，６２の接合部が受け部材１１１の受け面１１２上に配置され、そこに高速回転させた接合ツール１１３を押圧させる。接合ツール１１３のピン１１４が上のパネル６１に達すると、摩擦によってパネル６１が加熱されて軟化し、徐々にピン１１４が挿入される。続いてショルダー部１１５の下面がパネル６１に接触することによって接合点１１６近傍がさらに加熱され、塑性流動が生じる。ピン１１４の先端がパネル６１を貫いて下のパネル６２の裏面手前まで挿入されると、接合点１１６近傍では、回転する接合ツール１１３によって攪拌されて塑性流動域１１７が形成され、パネル６１，６２が接合される。
【０００８】
次に、図１０に示す特開平１０−２５８３３１号公報に記載の熱硬化性接着材による方法では、アウターパネル５１の外周フランジ５３でインナーパネル５２の外周縁５４を挟み込んだヘミング部５５に、球状体（粒体）７１が添加された熱硬化性接着材７０が塗布され、ヘミングによる加工圧によって熱硬化性接着材７０中の球状体７１がヘミング部５５に食い込み、アウターパネル５１とインナーパネル５２とが接合する。その後、塗装工程における乾燥を経て熱硬化性接着材が硬化し、ヘミング部５５が固められる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−３１４９８２号公報（４頁、図３）
【特許文献２】
特開平１０−２５８３３１号公報（図１、図２）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特許文献１で提案されている摩擦攪拌接合の場合には、ヘミング成形後、スポット接合工程へ搬送する間にアウターパネル５１とインナーパネル５２とがずれてしまい、車体に組み付けるサブアッシィとしての精度が落ちてしまう問題があった。そのため、前記特許文献１に摩擦攪拌接合について記載はあるものの、ヘミング部の接合方法としての採用は困難であり、実際には前記特許文献２に記載された接着材による方法が採られている。
【００１１】
仮に、摩擦攪拌接合方法を採用した場合でも、従来のスポット接合装置では図９に示すようにスポット的に受け部材１１１を当てて行うため、その受け面１１２と接合部の面とが揃っていない場合（例えば、図９に示す接合ツール１１３の軸線Ｌとパネル６１，６２が直交していない場合）には、接合時にかかる押圧力によってサブアッシィ５０に歪みが生じてしまうという問題があった。更に、スポット接合装置を用いた接合工程を別工程として設けなければならず、搬送による加工効率低下や設備費によるコストアップを招くなどの問題もあった。
【００１２】
一方、接着材を使用した方法でも、スポット接合に比べてヘミング部５５の接合強度が弱いため、搬送の途中にアウターパネル５１とインナーパネル５２にずれが生じてしまい、車体に組み付けるサブアッシーとしての精度が落ちてしまう問題が生じていた。また、接着材にかかるコストの問題もあった。
【００１３】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、サブアッシィとしての精度を落とすことなく、低コストでヘミング部の接合を行うためのアウタヘム摩擦攪拌接合方法及びその接合装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のアウタヘム摩擦攪拌接合方法は、ヘミング型の上に載置させたアウターパネルにインナーパネルを重ねて配置し、アウターパネルの周辺部をヘミング成形してアウターパネルとインナーパネルとを一体にしてサブアッシィーとした後、当該サブアッシィーをヘミング型の上に載置させたまま、次に接合ツールを回転状態で押圧することによって、ヘミング部を摩擦攪拌により接合することを特徴とする。
【００１５】
本発明のアウタヘム摩擦攪拌接合方法によれば、同一のヘミング型上でヘミング成形と摩擦攪拌接合を行うため、インナーパネルとアウターパネルとにずれを生じさせることがなく、車体に組み付けるサブアッシーとしての精度を確保できる。なお、ヘミング成形には、ローラによるロールヘミングの他、曲げ型を使用したヘミングなどを含む。
また、摩擦攪拌接合時にはヘミング型は受け部材となるため、接合ツールをヘミング型に対して直交方向に作用させればサブアッシィーに歪みが生じることもない。更に、ヘミング工程と摩擦攪拌接合工程とを一箇所に集約したことや、接着材を使用しないことによってコストを抑えることができる。
【００１６】
本発明のアウタヘム摩擦攪拌接合方法は、ヘミング型の上に載置させたアウターパネルにインナーパネルを重ねて配置し、アウターパネルの周辺部をロボットに装着したヘミング工具でロールヘミング成形してアウターパネルとインナーパネルとを一体にしてサブアッシィーとした後、当該サブアッシィーをヘミング型の上に載置させたまま、次にロボットに装着した接合ツールを回転状態で押圧することによって、ヘミング部を摩擦攪拌により接合することを特徴とする。
また、本発明のアウタヘム摩擦攪拌接合方法は、前記ロールヘミング成形と摩擦攪拌接合とが、別のロボットに持たせたヘミング工具と接合ツールにより行うものであることが望ましい。
また、本発明のアウタヘム摩擦攪拌接合方法は、前記ロールヘミング成形後、前記ロボットに装着のヘミング工具に換えて接合ツールを装着することにより行うものであることが望ましい。
【００１７】
本発明のアウタヘム摩擦攪拌接合方法によれば、ヘミング型に設けられたロボットにヘミング工具や接合ツールを装着することによって、ヘミング型上でロールヘミング成形と摩擦攪拌接合を行うため、インナーパネルとアウターパネルとにずれを生じさせることがなく、車体に組み付けるサブアッシーとしての精度を確保できる。また、摩擦攪拌接合時にはヘミング型は受け部材となるため、接合ツールをヘミング型に対して直交方向に作用させればサブアッシィーに歪みが生じることもない。更に、ヘミング工程と摩擦攪拌接合工程とを一箇所に集約したことや、接着材を使用しないことによってコストを抑えることができる。
【００１８】
本発明のアフタヘム摩擦攪拌接合装置は、アウターパネルにインナーパネルを重ね、そのアウターパネルの周辺部をヘミング工具でロールヘミング成形し、その後の接合ツールによって当該ヘミング部を摩擦攪拌により接合するものであって、前記アウターパネルを載置するヘミング型と、前記ヘミング工具及び接合ツールを装着可能な着脱部を有し、前記ヘミング型の上に載置されたアウターパネルについて、その周辺部をヘミング工具でロールヘミング成形してアウターパネルとインナーパネルとを一体にしてサブアッシィーとした後、当該サブアッシィーのヘミング部を接合ツールで摩擦攪拌させて接合するロボットとを有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のアフタヘム摩擦攪拌接合装置は、アウターパネルにインナーパネルを重ね、そのアウターパネルの周辺部をヘミング工具でロールヘミング成形し、その後の接合ツールによって当該ヘミング部を摩擦攪拌により接合するものであって、前記アウターパネルを載置するヘミング型と、前記ヘミング工具を装着し、前記ヘミング型の上に載置されたアウターパネルについて、その周辺部をヘミング工具でロールヘミング成形する第１のロボットと、前記接合ツールを装着し、ヘミング型の上にあるアウターパネルとインナーパネルとが一体となったサブアッシィーについて、そのヘミング部を接合ツールで摩擦攪拌させて接合する第２のロボットとを有することを特徴とする。
【００２０】
こうした本発明のアウタヘム摩擦攪拌接合装置によれば、ロボットにヘミング工具や接合ツールを取り替えて装着することにより、ロールヘミング成形と摩擦攪拌接合とを同じヘミング型の上で行うことができるため、インナーパネルとアウターパネルとにずれを生じさせることがなく、車体に組み付けるサブアッシーとしての精度を確保できる。また、摩擦攪拌接合時にはヘミング型は受け部材となるため、接合ツールをヘミング型に対して直交方向に作用させればサブアッシィーに歪みが生じることもない。更に、ヘミング工程と摩擦攪拌接合工程とを一箇所に集約したことや、接着材を使用しないことによってコストを抑えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るアフタヘム摩擦攪拌接合方法及びその接合装置について、一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。なお、本発明におけるアフタヘムの摩擦攪拌接合は、ある接合長さを持って接合してもスポット的に接合しても良いが、以下スポット的に接合するアフタヘム点摩擦攪拌接合を採用した例について説明する。アフタヘム摩擦攪拌接合とは、ヘミング工程の後にヘミング部について行う摩擦攪拌接合であって、特に本実施形態のアフタヘム点摩擦攪拌接合方法は、ヘミング工程と摩擦攪拌接合工程とを一箇所に集約化した方法である。そして、その集約化にあたっては、ヘミング型を摩擦攪拌接合を行うための受け部材として利用し、そこに載置されたヘミング成形後のサブアッシィに対してそのまま点摩擦攪拌接合を行うようにした。
【００２２】
そこで、当該方法を実行するためのアフタヘム点摩擦攪拌接合装置として、本実施形態では、図１に示すように、ロボット３にヘミング工具１０を装着してロールヘミング成形を行わせ、その後、図２に示すように同じロボット３の着脱部６に装着したヘミング工具１０を接合ツール２０に交換して点摩擦攪拌接合を行わせるように構成した。また別の装置として、図３に示すように、ヘミング型２に対して２機のロボット４，５を配置し、一方のロボット４にはヘミング工具１０を装着し、他方のロボット５には接合ツール２０を装着して、それぞれにロールヘミング成形と点摩擦攪拌接合を行わせるように構成した。
【００２３】
ロールヘミング成形と点摩擦攪拌接合とを一台のロボット３で行わせる接合装置は、ヘミング工具１０と接合ツール２０とをそれぞれ交換できるように着脱部６を構成し、そのロボット３に図１に示すヘミング工具１０を装着したロールヘミング成形と、図２に示す接合ツール２０を装着した点摩擦攪拌接合とを実行させるようにしている。すなわち、ロボット３には、ヘミング工具１０に所定のロールヘミング成形を行わせるための動作だけでなく、接合ツール２０に所定の点摩擦攪拌接合を行わせるための動作プログラムを記憶した制御手段を有している。
【００２４】
一方、ロールヘミング成形と点摩擦攪拌接合とを２機のロボット４，５で行わせる接合装置は、図３に示すように、ヘミング型２を載せた基台１にロールヘミング成形用のロボット４と、摩擦攪拌接合用のロボット５が設けられ、それぞれの着脱部７，８にはヘミング工具１０または接合ツール２０が装着されている。そして、ロボット４は、ヘミング工具１０に所定のロールヘミング成形を行わせるための動作プログラムを記憶した制御手段を有し、ロボット５は、接合ツール２０に点摩擦攪拌接合を行わせるための動作プログラムを記憶した制御手段を有している。
【００２５】
ここで図４は、本実施形態のアフタヘム点摩擦攪拌接合方法で使用する接合ツール２０を示した図である。この接合ツール２０は、円柱形状の本体２２の下端面の中心に、ネジの切られた円柱形状の先端ピン２１が形成され、その周りには、本体２２の底面に傾斜部２３，２４からなる凹部が形成されている。傾斜部２３の角度θは、５度以上２５度以下の角度であることが望ましいが、この数値は実験により得たものであり、詳細については後で説明する。
【００２６】
次に、アフタヘム点摩擦攪拌接合方法について順を追って説明する。
先ず、ヘミング型２の上にアウターパネル５１が載せられ、その上にインナーパネル５２が重ねられてロールヘミング成形が行われる。このとき図１に示すように、アウターパネル５１は、その外周フランジ５３が起立しており、インナーパネル５２は、その外周縁５４がアウターパネル５１の外周フランジ５３の内側に位置するように配置されている。そして、図１及び図３に示すように、アウターパネル５１の外周フランジ５３に押し当てられたヘミング工具１０の成形用ローラ１１が転がり、その外周フランジ５３を内側に折り曲げて外周縁５４を挟み込んでかしめていく。こうしてアウターパネル５１とインナーパネル５２とが一体化する。
【００２７】
その後、アウターパネル５１とインナーパネル５２とが一体になったサブアッシィ５０は、ヘミング型２に載せられたまま次のアフタヘム点摩擦攪拌接合が行われる。このとき、ロボット３を兼用する図１及び図２に示す装置の場合には、ヘミング工具１０に換えて接合ツール２０が着脱部６に装着され、サブアッシィ５０のヘミング部５５に摩擦攪拌接合が行われる。また一方で、図３に示すように２機のロボット４，５を備えた装置の場合には、サブアッシィ５０のヘミング部５５に対して直ちに摩擦攪拌接合が行われる。アフタヘム点摩擦攪拌接合は、接合ツール２０に回転が与えられ、ロボット３（或いはロボット５、以下同じ）がその接合ツール２０を次のように操作することによって行われる。図５は、アフタヘム摩擦撹拌接合を図（ａ）〜図（ｄ）にかけて段階的に示した図である。
【００２８】
先ず、接合ツール２０は、所定の回転数で回転が与えられ、ロボット３によって接合ポイントにおいて姿勢が整えられる。すなわち、図５（ａ）に示すように、接合ツール２０の回転軸Ｌがヘミング部５５及びヘミング型２の受け面２ａに直交するように位置決めされる。そして、その姿勢を保ったまま先端ピン２１がヘミング部５５へと押し当てられる。
【００２９】
すると、図５（ｂ）に示すように、先端ピン２１の先端部が接触した外周フランジ５３に摩擦熱が発生し、アウターパネル５１がアルミ板であるので、再結晶温度である摂氏４００度を越えると半溶融状態となる。そして、接合ツール２０は押圧力によって先端ピン２１が外周フランジ５３内に入り込み、半溶融状態部分が上側に盛り上がる。
【００３０】
接合ツール２０が押し付けられて摩擦撹拌が進むと、図５（ｃ）に示すように、先端ピン２１の先端部が下の外周縁５４内にも入り始め、本体２２の底面に形成された傾斜部２３，２４が外周フランジ５３に接触する。すると、外周フランジ５３の半溶融状態がＡ領域で増大し、アルミ板であるインナーパネル５２の外周縁５４にも半溶融状態となったＢ領域が発生する。従って、この状態で先端ピン２１が回転し続ければ、その先端ピン２１外周に形成さたネジによって、外周フランジ５３と外周縁５４とに連続してできた半溶融状態部分が撹拌される。
【００３１】
なお、このときはまだ外周フランジ５３と外周縁５４との界面Ｃは、狭い範囲で形成されているに過ぎない。そこで更に、図５（ｄ）に示すように先端ピン２１が外周縁５４の所定の位置（図では外周縁５４の板厚の中間地点付近）まで入り込んで摩擦撹拌が行われる。これによって、図５（ｃ）の段階では接合界面Ｃの形成が不充分で接合面積が小さく接合強度が低かったものが、図５（ｄ）の状態まで摩擦撹拌することによって接合界面Ｃの形成が十分となって接合強度が高くなる。
【００３２】
ところで、回転する先端ピン２１を押し込み過ぎると、接合界面Ｃが上に来すぎる所謂「接合界面の巻き上げ」状態を起こし、外周フランジ５３の残存する肉厚が薄くなって接合強度が低下してしまう場合がある。しかし、本実施形態の接合ツール２０では、接合界面Ｃの上昇を傾斜部２３が抑え込んでおり、この抑え込みによって接合強度が強くなる。そこで、傾斜部２３の傾斜角度θと当該強度の関係について実験を行ったところ、図６に示す結果を得た。横軸が傾斜部２３の傾斜角度であり、縦軸がせん断強度である。そして、この結果からは、せん断強度を高く保つためには傾斜角度として５度以上２５度以下であれば良いことがわかった。
【００３３】
次に、図５（ｄ）の状態から更に摩擦撹拌を進めてしまうと、傾斜部２３によって接合界面Ｃの上昇が抑えきれなくなり、外周フランジ５３の残存する肉厚が小さくなって接合強度が低下してしまう。従って、接合強度を高めるには接合ツール２０に傾斜部２３を設けるだけでは足りず、先端ピン２１の入り込む距離を制御する必要がある。そこで、本実施形態では、先端ピン２１の入り込みを時間で管理することとした。
【００３４】
図７は、その実験結果を示した図であり、横軸は下側の外周縁５４の残存板厚（単位ｍｍ）を、縦軸はせん断強度を示している。実験は、外周フランジ５３の板厚を１．０ｍｍ、外周縁５４の板厚を１．２ｍｍとし、接合ツール２０を回転数２０００ｒｐｍ、押圧力３９２０Ｎで、加工時間１．５秒から５．０秒で行った。その結果、加工時間１．５秒以上３秒以下の場合に点線ＳＡで示す範囲の値をとり、加工時間３．０秒以上５．０秒以下の場合に点線ＳＢで示す範囲の値をとることとなった。
【００３５】
この結果から、加工時間が３．０秒を越えると接合界面の巻き上げが発生してＳＢで示すように接合強度が低下し、加工時間が３．０秒未満であれば、ＳＡに示すように適度な接合強度を得られることが分かった。従って、例えばアウターパネル５１とインナーパネル５２の板厚が１ｍｍ同士のアルミ板である場合、ロボット３が接合ツール２０に図５（ａ）〜図５（ｄ）の加工を行わせる時間は１．５秒から３秒程度が適当である。ロボット３が有する制御手段には、こうした時間管理に基づき先端ピン２１の入り込みを制御する動作プログラムが記憶されている。
【００３６】
こうしたヘミング型２上のサブアッシィ５０に対するアフタヘム点摩擦攪拌接合は、ロールヘミング成形されたヘミング部５５について数カ所行われる。そして、アウターパネル５１とインナーパネル５２とが接合されたサブアッシィ５０は、次の工程へと搬送される。
【００３７】
以上、アフタヘム点摩擦攪拌接合方法及びその接合装置の実施形態を説明したが、本実施形態では、同じヘミング型２上でロールヘミング成形と摩擦攪拌接合を行うため、アウターパネル５１インナーパネル５２とにずれを生じさせることがなく、車体に組み付けるサブアッシーとしての精度を確保できるようになった。
また、摩擦攪拌接合時にはヘミング型２が受け部材となるため、図５（ａ）に示すように、接合ツール２０の回転軸Ｌをヘミング型２の受け面２ａに対して直交方向に作用させれば、サブアッシィー５０に歪みが生じることはない。
また、ヘミング工程と摩擦攪拌接合工程とを一箇所に集約して行うため、製造設備の簡素化を図ることができ、その分コストを抑えることができた。
そして更に、アウターパネル５１とインナーパネル５２とを摩擦攪拌接合することにより、接着材を使用しない点でもコストを抑えることができた。
【００３８】
以上、アフタヘム点摩擦攪拌接合方法及びその接合装置の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、成型用ローラ１１を使用したロールヘミングの場合を説明したが、例えば、ヘミング型を下型として曲げ型を使用し、予備曲げをした後に本曲げを行うようなヘミング成形であってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のアフタヘム摩擦攪拌接合方法では、ヘミング型の上に載置させたアウターパネルにインナーパネルを重ねて配置し、アウターパネルの周辺部をヘミング成形してアウターパネルとインナーパネルとを一体にしてサブアッシィーとした後、当該サブアッシィーをヘミング型の上に載置させたまま、次に接合ツールを回転状態で押圧することによって、ヘミング部を摩擦攪拌により接合するようにしたので、サブアッシィとしての精度を落とすことなく、低コストでヘミング部の接合を行うことが可能となった。
【００４０】
また、本発明のアフタヘム摩擦攪拌接合装置では、アウターパネルを載置するヘミング型と、着脱部に装着したヘミング工具あるいは接合ツールによってロールヘミング成形と摩擦攪拌接合との両方を行うロボットとを有する構成、又はアウターパネルを載置するヘミング型と、ヘミング工具を装着してロールヘミング成形する第１のロボット及び接合ツールを装着して摩擦攪拌接合を行う第２のロボットとを有する構成としたので、サブアッシィとしての精度を落とすことなく、低コストでヘミング部の接合を行うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヘミング工具を装着したアフタヘム点摩擦攪拌接合装置を示した図である。
【図２】接合ツールを装着したアフタヘム点摩擦攪拌接合装置を示した図である。
【図３】ヘミング工具、接合ツールを別々のロボットに装着したアフタヘム点摩擦攪拌接合装置を示した図である。
【図４】接合ツールを示した図である。
【図５】アフタヘム摩擦撹拌接合を図（ａ）〜図（ｄ）にかけて段階的に示した図である。
【図６】接合ツールに設けられた傾斜部の傾斜角度と接合強度との関係について行った実験結果を示した図である。
【図７】せん断強度について行った実験結果を示した図である。
【図８】アウターパネルとインナーパネルとを一体化するヘミング装置を示した図である。
【図９】点摩擦攪拌接合による接合方法を示した図である。
【図１０】熱硬化性接着材を塗布したヘミング部を示した図である。
【符号の説明】
２ヘミング型
３，４，５ロボット
１０ヘミング工具
２０接合ツール
５０サブアッシィ
５１アウターパネル
５２インナーパネル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for bending a peripheral portion of an outer panel toward an inner panel side by so-called hemming, and then joining the hemmed portion of the sub-assembly in which the outer panel and the inner panel are integrated by friction stir welding. The present invention relates to an afterheme friction stir welding method and a welding apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
For example, body parts such as car door panels and engine hood panels have a structure in which a pressed outer panel and an inner panel are overlapped to form a box-shaped closed cross section, ensuring strength and rigidity even with a thin plate. are doing. In such a body part, the outer panel and the inner panel are joined by hemming molding, and are configured as parts having a closed cross-sectional structure. In addition, what integrated the outer panel and the inner panel is hereafter called sub-assembly.
[0003]
Here, FIG. 8 is a diagram illustrating a hemming device that integrates the outer panel and the inner panel. In this hemming device, a hemming die 102 for placing a workpiece on a base 101 and a robot 105 equipped with a hemming tool 104 having a forming roller 103 are arranged. The robot 105 is configured to operate the hemming tool 104 at the tip of the arm to perform roll hemming on the work on the hemming mold 102.
[0004]
In roll hemming, first, the outer panel 51 is placed on the hemming mold 102, and the inner panel 52 is stacked thereon. At this time, the outer panel 51 has its outer peripheral flange 53 standing upright, and the inner panel 52 is arranged such that its outer peripheral edge 54 is located inside the outer peripheral flange 53 of the outer panel 51. Then, the forming roller 103 of the hemming tool 104 is pressed against the outer peripheral flange 53 of the outer panel 51 as shown in the figure, and the outer peripheral flange 53 is bent inward while rolling, so that the outer peripheral edge 54 of the inner panel 52 is sandwiched. By caulking, the outer panel 51 and the inner panel 52 are integrated.
[0005]
The sub-assembly 50 in which the outer panel 51 and the inner panel 52 are integrated with each other is attached to the body and sent to the painting process. At this time, it is necessary to prevent the inner panel 52 and the outer panel 51 from shifting and moving. is there. For this reason, after hemming, the hemming portion where the outer peripheral flange 53 and the outer peripheral edge 54 overlap is joined by spot joining described in JP-A-2001-314982, and when hemming, it is disclosed in JP-A-10-258331. The method of bonding using a thermosetting adhesive described in (1) is adopted.
[0006]
First, there is a resistance spot welding method as a joining method. However, there is a problem that an indentation is left at a joined portion to impair the appearance of an automobile outer panel. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-314982 proposes friction stir welding as a method for solving such a problem. FIG. 9 is a view showing an example in which panels 61 and 62, which are two aluminum alloy plates, are joined in the spot joining method using the friction stir welding.
[0007]
In the friction stir welding, the joining portion of the overlapped panels 61 and 62 is arranged on the receiving surface 112 of the receiving member 111, and presses the joining tool 113 rotated at a high speed thereon. When the pin 114 of the joining tool 113 reaches the upper panel 61, the panel 61 is heated and softened by friction, and the pin 114 is gradually inserted. Subsequently, when the lower surface of the shoulder portion 115 contacts the panel 61, the vicinity of the joining point 116 is further heated, and plastic flow occurs. When the tip of the pin 114 penetrates through the panel 61 and is inserted up to the rear side of the lower panel 62, the plastic flow area 117 is formed near the joining point 116 by the rotating joining tool 113, and the panels 61 and 62 are formed. Are joined.
[0008]
Next, according to the method using a thermosetting adhesive described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-258331 shown in FIG. 10, a hemming portion 55 in which the outer peripheral edge 54 of the inner panel 52 is sandwiched by the outer peripheral flange 53 of the outer panel 51 is provided. A thermosetting adhesive 70 to which a body (granular body) 71 is added is applied, and the spherical body 71 in the thermosetting adhesive 70 bites into the hemming portion 55 due to the processing pressure by hemming, and the outer panel 51 and the inner panel 52. And join. Thereafter, the thermosetting adhesive is cured through drying in the coating process, and the hemming portion 55 is hardened.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2001-314982 A (page 4, FIG. 3)
[Patent Document 2]
JP-A-10-258331 (FIGS. 1 and 2)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the friction stir welding proposed in Patent Document 1, after the hemming, the outer panel 51 and the inner panel 52 are displaced while being conveyed to the spot welding step, so that the sub-assembly as a sub-assembly to be mounted on the vehicle body is formed. There was a problem that accuracy fell. For this reason, although friction stir welding is described in Patent Document 1, it is difficult to employ it as a joining method of a hemmed portion. In practice, the method using an adhesive described in Patent Document 2 is employed.
[0011]
Even if the friction stir welding method is adopted, in the conventional spot welding apparatus, since the receiving member 111 is applied in a spot manner as shown in FIG. 9, the receiving surface 112 and the surface of the joining portion are not aligned. In such a case (for example, when the axis L of the joining tool 113 shown in FIG. 9 is not orthogonal to the panels 61 and 62), there is a problem that the pressing force applied at the time of joining causes the sub-assembly 50 to be distorted. Furthermore, a joining process using a spot joining device must be provided as a separate process, and there are problems such as a reduction in processing efficiency due to transport and an increase in cost due to equipment costs.
[0012]
On the other hand, even with the method using an adhesive, the bonding strength of the hemming portion 55 is weaker than the spot bonding, so that the outer panel 51 and the inner panel 52 are displaced in the middle of conveyance, and as a sub-assembly to be assembled to the vehicle body. There has been a problem that accuracy is reduced. In addition, there is a problem of cost for the adhesive.
[0013]
Therefore, an object of the present invention is to provide an outer hem friction stir welding method for joining a hemmed portion at a low cost without lowering the accuracy as a sub-assembly and a joining device therefor, in order to solve such a problem. .
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In the outer hem friction stir welding method of the present invention, the inner panel is superimposed on the outer panel placed on the hemming mold, and the outer panel and the inner panel are integrally formed by hemming the peripheral portion of the outer panel. After forming the sub-assembly, the hemming portion is joined by frictional stirring by pressing the joining tool in a rotating state while the sub-assy is placed on the hemming mold.
[0015]
According to the outer hem friction stir welding method of the present invention, since hemming and friction stir welding are performed on the same hemming mold, no displacement occurs between the inner panel and the outer panel. Accuracy can be ensured. In addition, hemming includes hemming using a bending die in addition to roll hemming using a roller.
In addition, since the hemming die serves as a receiving member at the time of friction stir welding, the sub-assembly is not distorted if the welding tool is operated in a direction perpendicular to the hemming die. Furthermore, the cost can be reduced by integrating the hemming step and the friction stir welding step into one place and not using an adhesive.
[0016]
In the outer hem friction stir welding method of the present invention, the outer panel is formed by arranging the inner panel on the outer panel placed on the hemming mold, and forming the outer periphery of the outer panel by roll hemming with a hemming tool mounted on a robot. And the inner panel are integrated into a sub-assembly, and then, while the sub-assembly is placed on the hemming mold, the welding tool mounted on the robot is then pressed in a rotating state, so that the hemming portion is friction-stirred. It is characterized by joining.
Further, in the outer hem friction stir welding method according to the present invention, it is preferable that the roll hemming and the friction stir welding are performed by a hemming tool and a welding tool provided in another robot.
Further, the outer hem friction stir welding method of the present invention is desirably performed by mounting a welding tool instead of a hemming tool mounted on the robot after the roll hemming.
[0017]
According to the outer hem friction stir welding method of the present invention, by attaching a hemming tool or a welding tool to a robot provided in the hemming mold, roll hemming and friction stir welding are performed on the hemming mold. The accuracy as a sub-assembly to be assembled to the vehicle body can be ensured without causing any deviation from the panel. In addition, since the hemming die serves as a receiving member at the time of friction stir welding, the sub-assembly is not distorted if the welding tool is operated in a direction perpendicular to the hemming die. Furthermore, the cost can be reduced by integrating the hemming step and the friction stir welding step into one place and not using an adhesive.
[0018]
The after-hem friction stir welding apparatus according to the present invention overlaps an inner panel on an outer panel, forms the periphery of the outer panel by roll hemming with a hemming tool, and joins the hemmed portion by friction stir with a subsequent welding tool. A hemming die on which the outer panel is mounted, and a detachable portion to which the hemming tool and the joining tool can be attached, and the outer peripheral portion mounted on the hemming die is surrounded by a hemming tool. After the outer panel and the inner panel are integrally formed into a sub-assembly by roll hemming, the robot is characterized in that the hemming portion of the sub-assembly is friction-stirred with a welding tool and joined.
[0019]
Further, the after-hem friction stir welding apparatus of the present invention is an apparatus in which an inner panel is overlaid on an outer panel, a peripheral portion of the outer panel is roll-hemmed with a hemming tool, and the hemming portion is joined by friction stirring with a joining tool thereafter. A first hemming mold for mounting the outer panel and the hemming tool, wherein the outer panel mounted on the hemming mold is subjected to roll hemming with a hemming tool at a peripheral portion thereof. A robot and a second robot to which the joining tool is attached, and a subassembly in which the outer panel and the inner panel on the hemming mold are integrated with each other, and the hemming portion is friction-stirred by the joining tool and joined. It is characterized by the following.
[0020]
According to such an outer hem friction stir welding apparatus of the present invention, the roll hemming and the friction stir welding can be performed on the same hemming mold by replacing and mounting the hemming tool and the welding tool on the robot. The displacement between the panel and the outer panel does not occur, and the accuracy as a sub-assembly to be assembled to the vehicle body can be secured. In addition, since the hemming die serves as a receiving member at the time of friction stir welding, the sub-assembly is not distorted if the welding tool is operated in a direction perpendicular to the hemming die. Furthermore, the cost can be reduced by integrating the hemming step and the friction stir welding step into one place and not using an adhesive.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of an afterheme friction stir welding method and a joining apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the friction stir welding of afterheme in the present invention may be performed with a certain joining length or may be spot-joined. Hereinafter, an example in which the after-hem point friction stir welding is spot-joined will be described. I do. Afterheme friction stir welding is friction stir welding performed on the hemmed portion after the hemming step, and in particular, the afterhem point friction stir welding method of the present embodiment integrates the hemming step and the friction stir welding step into one place. Is the way. For the integration, the hemming mold was used as a receiving member for performing friction stir welding, and the point friction stir welding was directly performed on the sub-assembly after hemming placed thereon.
[0022]
Therefore, in this embodiment, as an afterhem point friction stir welding apparatus for executing the method, as shown in FIG. 1, a hemming tool 10 is mounted on a robot 3 to perform roll hemming, and thereafter, FIG. As shown in (1), the hemming tool 10 attached to the attachment / detachment portion 6 of the same robot 3 is replaced with a welding tool 20 to perform point friction stir welding. As another device, as shown in FIG. 3, two robots 4 and 5 are arranged for the hemming mold 2, one of the robots 4 is equipped with a hemming tool 10, and the other robot 5 is joined to the other robot 5. The tool 20 was mounted, and each was configured to perform roll hemming and point friction stir welding.
[0023]
The welding apparatus for performing the roll hemming and the point friction stir welding by one robot 3 has a detachable portion 6 so that the hemming tool 10 and the welding tool 20 can be exchanged, respectively. Roll hemming with the hemming tool 10 shown therein and point friction stir welding with the welding tool 20 shown in FIG. 2 mounted are executed. That is, the robot 3 has a control unit that stores not only an operation for causing the hemming tool 10 to perform predetermined roll hemming but also an operation program for causing the welding tool 20 to perform predetermined point friction stir welding. are doing.
[0024]
On the other hand, as shown in FIG. 3, a welding apparatus for performing roll hemming and point friction stir welding by two robots 4 and 5 includes a robot 4 for roll hemming on a base 1 on which a hemming mold 2 is placed. , A robot 5 for friction stir welding is provided, and a hemming tool 10 or a welding tool 20 is attached to each of the detachable parts 7 and 8. The robot 4 has control means for storing an operation program for causing the hemming tool 10 to perform predetermined roll hemming, and the robot 5 operates for causing the welding tool 20 to perform point friction stir welding. Is stored.
[0025]
Here, FIG. 4 is a diagram showing a welding tool 20 used in the afterhem point friction stir welding method of the present embodiment. In the joining tool 20, a cylindrical tip end pin 21 having a thread is formed at the center of the lower end surface of a cylindrical main body 22, and the periphery thereof includes inclined portions 23 and 24 on the bottom surface of the main body 22. A recess is formed. The angle θ of the inclined portion 23 is desirably an angle of 5 degrees or more and 25 degrees or less, but this value is obtained by an experiment, and the details will be described later.
[0026]
Next, the after-hem point friction stir welding method will be described step by step.
First, the outer panel 51 is placed on the hemming mold 2, and the inner panel 52 is overlaid thereon to perform roll hemming. At this time, as shown in FIG. 1, the outer panel 51 has its outer peripheral flange 53 standing upright, and the inner panel 52 is arranged such that its outer peripheral edge 54 is located inside the outer peripheral flange 53 of the outer panel 51. ing. As shown in FIGS. 1 and 3, the forming roller 11 of the hemming tool 10 pressed against the outer peripheral flange 53 of the outer panel 51 rolls, and the outer peripheral flange 53 is bent inward to sandwich the outer peripheral edge 54. Caulking. Thus, the outer panel 51 and the inner panel 52 are integrated.
[0027]
Thereafter, the sub-assembly 50 in which the outer panel 51 and the inner panel 52 are integrated is subjected to the next after-hem point friction stir welding while being mounted on the hemming mold 2. At this time, in the case of the apparatus shown in FIGS. 1 and 2 which also serves as the robot 3, the welding tool 20 is mounted on the attaching / detaching portion 6 instead of the hemming tool 10, and friction stir welding is performed on the hemming portion 55 of the sub-assembly 50. Is On the other hand, in the case of an apparatus including two robots 4 and 5 as shown in FIG. 3, friction stir welding is immediately performed on the hemming portion 55 of the sub-assembly 50. The after-hem point friction stir welding is performed by rotating the welding tool 20 and operating the welding tool 20 as follows by the robot 3 (or the robot 5, the same applies hereinafter). FIG. 5 is a diagram showing the after-heme friction stir welding in a stepwise manner in FIGS.
[0028]
First, the welding tool 20 is rotated at a predetermined number of rotations, and the posture is adjusted at the welding point by the robot 3. That is, as shown in FIG. 5A, the rotation axis L of the joining tool 20 is positioned so as to be orthogonal to the hemming portion 55 and the receiving surface 2a of the hemming mold 2. Then, the tip pin 21 is pressed against the hemming portion 55 while maintaining the posture.
[0029]
Then, as shown in FIG. 5 (b), frictional heat is generated in the outer peripheral flange 53 with which the distal end portion of the distal end pin 21 contacts, and the outer panel 51 is an aluminum plate. If it exceeds, it becomes a semi-molten state. Then, in the joining tool 20, the tip pin 21 enters the outer peripheral flange 53 by the pressing force, and the semi-molten state portion rises upward.
[0030]
When the welding tool 20 is pressed and frictional agitation proceeds, as shown in FIG. 5C, the tip of the tip pin 21 starts to enter the lower outer peripheral edge 54, and the slope formed on the bottom surface of the main body 22. The parts 23 and 24 contact the outer peripheral flange 53. Then, the semi-molten state of the outer peripheral flange 53 increases in the A region, and a B region in the semi-molten state also occurs on the outer peripheral edge 54 of the inner panel 52 which is an aluminum plate. Therefore, if the tip pin 21 continues to rotate in this state, the semi-molten state portion formed continuously on the outer peripheral flange 53 and the outer peripheral edge 54 is stirred by the screw formed on the outer periphery of the tip pin 21.
[0031]
At this time, the interface C between the outer peripheral flange 53 and the outer peripheral edge 54 is formed only in a narrow range. Then, as shown in FIG. 5D, the tip pin 21 further enters a predetermined position of the outer peripheral edge 54 (near the middle point of the plate thickness of the outer peripheral edge 54 in the figure) to perform frictional stirring. As a result, in the stage of FIG. 5C, the formation of the bonding interface C was insufficient due to the insufficient formation of the bonding interface C and the bonding area was small, but the bonding interface C was formed by friction stirring until the state of FIG. 5D. And the bonding strength increases.
[0032]
By the way, if the rotating tip pin 21 is pushed too much, the so-called “joining interface winding-up” state occurs where the joining interface C is too high, the remaining thickness of the outer peripheral flange 53 becomes thin, and the joining strength decreases. There are cases. However, in the joining tool 20 of the present embodiment, the rise of the joining interface C is suppressed by the inclined portion 23, and the joining strength is increased by the suppression. Thus, when an experiment was performed on the relationship between the inclination angle θ of the inclined portion 23 and the strength, the result shown in FIG. 6 was obtained. The horizontal axis is the inclination angle of the inclined portion 23, and the vertical axis is the shear strength. From this result, it was found that the inclination angle should be 5 degrees or more and 25 degrees or less in order to keep the shear strength high.
[0033]
Next, if the frictional stirring is further advanced from the state of FIG. 5D, the rise of the joining interface C cannot be completely suppressed by the inclined portion 23, the remaining thickness of the outer peripheral flange 53 becomes small, and the joining strength decreases. Resulting in. Therefore, in order to increase the joining strength, it is not sufficient to provide only the inclined portion 23 in the joining tool 20, and it is necessary to control the distance into which the tip pin 21 enters. Therefore, in the present embodiment, the entry of the tip pin 21 is managed by time.
[0034]
FIG. 7 is a diagram showing the results of the experiment, in which the horizontal axis represents the remaining plate thickness (unit: mm) of the lower outer peripheral edge 54, and the vertical axis represents the shear strength. In the experiment, the thickness of the outer peripheral flange 53 was 1.0 mm, the thickness of the outer peripheral edge 54 was 1.2 mm, the welding tool 20 was rotated at 2,000 rpm, the pressing force was 3920 N, and the processing time was 1.5 seconds to 5.0 seconds. I went in. As a result, when the processing time is 1.5 seconds or more and 3 seconds or less, a value in a range indicated by a dotted line SA is taken, and when the processing time is 3.0 seconds or more and 5.0 seconds or less, a value in a range shown by a dotted line SB is taken. It became a thing.
[0035]
From this result, if the processing time exceeds 3.0 seconds, winding of the bonding interface occurs, and the bonding strength decreases as indicated by SB. If the processing time is less than 3.0 seconds, as indicated by SA, It was found that an appropriate bonding strength could be obtained. Therefore, for example, when the thickness of the outer panel 51 and the inner panel 52 is an aluminum plate having a thickness of 1 mm, the robot 3 needs the joining tool 20 to perform the processing shown in FIGS. About 5 to 3 seconds is appropriate. The control means of the robot 3 stores an operation program for controlling entry of the tip pin 21 based on such time management.
[0036]
Such after-hem point friction stir welding to the sub-assembly 50 on the hemming mold 2 is performed at several locations in the hemming portion 55 formed by roll hemming. Then, the sub assembly 50 in which the outer panel 51 and the inner panel 52 are joined is transported to the next step.
[0037]
In the above, the embodiments of the afterhem point friction stir welding method and the joining apparatus have been described. However, in this embodiment, since the roll hemming molding and the friction stir welding are performed on the same hemming mold 2, the outer panel 51 and the inner panel 52 are combined. Without displacement, the accuracy as a sub-assembly to be mounted on the vehicle body can be secured.
In addition, since the hemming die 2 serves as a receiving member at the time of friction stir welding, as shown in FIG. Thus, no distortion occurs in the sub-assembly 50.
In addition, since the hemming step and the friction stir welding step are performed in one place, the manufacturing equipment can be simplified, and the cost can be reduced accordingly.
Further, by joining the outer panel 51 and the inner panel 52 by friction stir welding, it was possible to reduce the cost in that no adhesive was used.
[0038]
As described above, one embodiment of the after-hem point friction stir welding method and the joining apparatus have been described. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
In the above-described embodiment, the case of roll hemming using the molding roller 11 has been described. However, for example, hemming forming is performed in which a bending die is used as a lower die and preliminary bending is performed after preliminary bending. You may.
[0039]
【The invention's effect】
In the afterheme friction stir welding method of the present invention, the inner panel is placed on the outer panel placed on the hemming mold, and the outer panel and the inner panel are integrally formed by hemming the periphery of the outer panel. After the sub-assembly, the sub-assembly is placed on the hemming mold, and then the welding tool is pressed in a rotating state, so that the hemming portion is joined by friction stirring, so that the accuracy as the sub-assembly is improved. The hemming portion can be joined at low cost without dropping.
[0040]
Further, the after-hem friction stir welding apparatus of the present invention includes a hemming die on which an outer panel is placed, and a robot which performs both roll hemming and friction stir welding by a hemming tool or a welding tool mounted on a detachable portion. Or a hemming mold on which the outer panel is mounted, and a first robot for mounting a roll hemming by mounting a hemming tool and a second robot for performing friction stir welding by mounting a welding tool. It has become possible to join the hemmed portion at low cost without lowering the accuracy as a sub-assembly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an afterhem point friction stir welding apparatus equipped with a hemming tool.
FIG. 2 is a view showing an afterhem point friction stir welding apparatus equipped with a welding tool.
FIG. 3 is a diagram illustrating an afterhem point friction stir welding apparatus in which a hemming tool and a welding tool are mounted on separate robots.
FIG. 4 is a view showing a joining tool.
FIG. 5 is a diagram showing the after-hem friction stir welding stepwise in FIGS.
FIG. 6 is a diagram showing the results of an experiment performed on the relationship between the inclination angle of the inclined portion provided in the joining tool and the joining strength.
FIG. 7 is a diagram showing the results of an experiment performed on shear strength.
FIG. 8 is a diagram showing a hemming device that integrates an outer panel and an inner panel.
FIG. 9 is a view showing a joining method by point friction stir welding.
FIG. 10 is a view showing a hemmed portion to which a thermosetting adhesive is applied.
[Explanation of symbols]
2 Hemming type 3, 4, 5 Robot 10 Hemming tool 20 Joining tool 50 Sub-assembly 51 Outer panel 52 Inner panel

Claims

ヘミング型の上に載置させたアウターパネルにインナーパネルを重ねて配置し、アウターパネルの周辺部をヘミング成形してアウターパネルとインナーパネルとを一体にしてサブアッシィーとした後、当該サブアッシィーをヘミング型の上に載置させたまま、次に接合ツールを回転状態で押圧することによって、ヘミング部を摩擦攪拌により接合することを特徴とするアウタヘム摩擦攪拌接合方法。After placing the inner panel on the outer panel placed on the hemming mold, hemming the periphery of the outer panel and integrating the outer panel and the inner panel into a sub-assembly. Outer hem friction stir welding method, characterized in that the hemming portion is joined by friction stirring while pressing the welding tool in a rotating state while being placed on the outer hem.

ヘミング型の上に載置させたアウターパネルにインナーパネルを重ねて配置し、アウターパネルの周辺部をロボットに装着したヘミング工具でロールヘミング成形してアウターパネルとインナーパネルとを一体にしてサブアッシィーとした後、当該サブアッシィーをヘミング型の上に載置させたまま、次にロボットに装着した接合ツールを回転状態で押圧することによって、ヘミング部を摩擦攪拌により接合することを特徴とするアウタヘム摩擦攪拌接合方法。The inner panel is placed on the outer panel placed on the hemming die, and the outer panel is roll-hemmed with a hemming tool attached to the robot, and the outer panel and inner panel are integrated into a sub-assembly. After that, while the sub-assembly is placed on the hemming mold, the welding tool mounted on the robot is pressed in a rotating state, thereby joining the hemmed portion by friction stirring. Joining method.

請求項２に記載するアウタヘム摩擦攪拌接合方法において、前記ロールヘミング成形と摩擦攪拌接合とは、別のロボットに持たせたヘミング工具と接合ツールにより行うことを特徴とするアフタヘム摩擦攪拌接合方法。3. The after-hem friction stir welding method according to claim 2, wherein the roll hemming and the friction stir welding are performed by a hemming tool and a welding tool provided in another robot.

アウターパネルにインナーパネルを重ね、そのアウターパネルの周辺部をヘミング工具でロールヘミング成形し、その後の接合ツールによって当該ヘミング部を摩擦攪拌により接合するものであって、
前記アウターパネルを載置するヘミング型と、
前記ヘミング工具及び接合ツールを装着可能な着脱部を有し、前記ヘミング型の上に載置されたアウターパネルについて、その周辺部をヘミング工具でロールヘミング成形してアウターパネルとインナーパネルとを一体にしてサブアッシィーとした後、当該サブアッシィーのヘミング部を接合ツールで摩擦攪拌させて接合するロボットとを有することを特徴とするアフタヘム摩擦攪拌接合装置。The inner panel is superimposed on the outer panel, the periphery of the outer panel is roll-hemmed with a hemming tool, and the hemming part is joined by friction stirring with a joining tool thereafter,
A hemming type on which the outer panel is placed,
The outer panel mounted on the hemming mold has a detachable portion to which the hemming tool and the joining tool can be mounted, and the outer panel and the inner panel are integrally formed by roll hemming a peripheral portion thereof with a hemming tool. An afterhem friction stir welding apparatus, comprising: a robot that frictionally stirs and joins the hemmed portion of the subassembly with a welding tool after forming the subassembly.

アウターパネルにインナーパネルを重ね、そのアウターパネルの周辺部をヘミング工具でロールヘミング成形し、その後の接合ツールによって当該ヘミング部を摩擦攪拌により接合するものであって、
前記アウターパネルを載置するヘミング型と、
前記ヘミング工具を装着し、前記ヘミング型の上に載置されたアウターパネルについて、その周辺部をヘミング工具でロールヘミング成形する第１のロボットと、
前記接合ツールを装着し、ヘミング型の上にあるアウターパネルとインナーパネルとが一体となったサブアッシィーについて、そのヘミング部を接合ツールで摩擦攪拌させて接合する第２のロボットとを有することを特徴とするアフタヘム摩擦攪拌接合装置。The inner panel is superimposed on the outer panel, the periphery of the outer panel is roll-hemmed with a hemming tool, and the hemming part is joined by friction stirring with a joining tool thereafter,
A hemming type on which the outer panel is placed,
A first robot that mounts the hemming tool and forms a roll hemming around the outer panel mounted on the hemming mold with a hemming tool.
A sub-assembly equipped with the joining tool and having the outer panel and the inner panel on the hemming mold integrated with each other, comprising a second robot that joins the sub-assembly by frictionally stirring the hemming portion with the joining tool. Friction stir welding device.