JP2006239734A - 溶接継手およびその形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 溶接継手は、2つの金属製被接合材1,2が溶融溶接されることにより形成された溶接金属部3が摩擦攪拌されたものである。この溶接継手を、2つの金属製被接合材1,2を溶融溶接法により溶接した後、両被接合材1,2の溶接金属部3に、摩擦攪拌接合用工具6のプローブ8を回転させつつ埋入し、当該プローブ8を回転させながら、両被接合材1,2と摩擦攪拌接合用工具6とを相対的に移動させ、両被接合材1,2の溶接金属部3を摩擦攪拌することにより形成する。
【選択図】 図2
Description
この実施形態は図1〜図3に示すものであり、2つの板状被接合材どうしの間に形成される溶接継手である。実施形態1に関する説明において、図1の上下、左右を上下、左右というものとする。
JIS A5083−H321の圧延材からなる肉厚:4mmの両被接合材(1)(2)を用意して両被接合材(1)(2)を側縁部どうしがI型開先となるように配置し、両面側から各1層ずつTIG溶接を行った。このとき両面に高さ1.0mmの余盛(5)を形成した。なお、溶加材にはJIS A5183BYからなる直径2.3mmのものを用い、溶接電流は先に溶接を行う片面側190〜200A、後の溶接を行う他面側170〜190A、溶接速度100mm/min、アルゴンガス量12l/minとした。
摩擦攪拌接合溶工具のプローブの長さを4mmとした他は、上記実験例1と同様にして溶接継手を形成した。
上記実験例1と同様にして両被接合材を両面側から各1層ずつTIG溶接を行った。なお、溶接金属部の摩擦攪拌は行わなかった。こうして、溶接継手を形成した。最後に、被接合材の上下両面が平滑になるように、上下の余盛に切削による表面仕上げ加工を施した。
上記実験例1と同様にして両被接合材を両面側から各1層ずつTIG溶接を行った。ついで、回転子における小径部の端面の直径:16mmで、かつプローブを有さない擦攪拌接合用工具を用意し、回転子回転数:1500rpm、移動速度:200mm/minの条件で、回転子を回転させつつその小径部の端面を、両被接合材の片面側から溶接金属部の余盛表面に押し付けつつ直線移動させた。こうして、溶接継手を形成した。最後に、被接合材の上下両面が平滑になるように、上下の余盛に切削による表面仕上げ加工を施した。
実験例1〜2および比較実験例1〜2で得られた溶接継手の平面曲げ疲労試験を行った。試験条件は周期:60Hz、応力比:R=−1とした。疲労強度は繰り返し数107の値を用いることとし、5つの溶接継手の最小値を用いた。その結果を表1に示す。
この実施形態は図4および図5に示すものであり、2つの板状被接合材どうしの間に形成される溶接継手である。実施形態1に関する説明において、図4の上下、左右を上下、左右というものとする。
この実施形態は図6および図7に示すものであり、2つの筒状被接合部材どうしの間に形成される溶接継手である。
次に、溶接継手の形成方法を、図7を参照して説明する。
この実施形態は図8に示すものであり、2つの筒状被接合部材どうしの間に形成される溶接継手である。
(3):溶接金属部
(4):摩擦攪拌部
(5):余盛
(6):摩擦攪拌接合用工具
(7):回転子
(7b):肩部
(8):プローブ
(10)(11):被接合材
(12):環状支持部材
Claims (20)
- 2つの金属製被接合材が溶融溶接されることにより形成された溶接金属部が、摩擦攪拌接合用工具のプローブを用いて摩擦攪拌されている溶接継手。
- 2つの被接合材がアルミニウムからなる請求項1記載の溶接継手。
- 溶接金属部における被接合材の肉厚の1/2以上の部分が摩擦攪拌されている請求項1または2記載の溶接継手。
- 2つの金属製被接合材を溶融溶接法により溶接した後、両被接合材の溶接金属部に、摩擦攪拌接合用工具のプローブを回転させつつ埋入し、当該プローブを回転させながら、両被接合材と摩擦攪拌接合用工具とを相対的に移動させることにより、両被接合材の溶接金属部を摩擦攪拌することを特徴とする溶接継手の形成方法。
- 2つの被接合材がアルミニウムからなる請求項4記載の溶接継手の形成方法。
- 溶融溶接法による溶接時に、高さが1mm以上の余盛を形成しておき、両被接合材の溶接金属部の摩擦攪拌時に、摩擦攪拌接合用工具の回転子の肩部を余盛に押し付ける請求項4または5記載の溶接継手の形成方法。
- 摩擦攪拌接合用工具のプローブの長さを、被接合材の肉厚の1/2以上にする請求項4〜6のうちのいずれかに記載の溶接継手の形成方法。
- 2つの被接合材が板状であり、両被接合材を両面から溶融溶接し、両被接合材の片面側から溶融金属部を摩擦攪拌する請求項4〜7のうちのいずれかに記載の溶接継手の形成方法。
- 2つの被接合材が板状であり、両被接合材を片面から溶融溶接し、両被接合材における溶融溶接を行った片面側から溶融金属部を摩擦攪拌する請求項4〜7のうちのいずれかに記載の溶接継手の形成方法。
- 2つの被接合材が筒状である請求項4〜7のうちのいずれかに記載の溶接継手の形成方法。
- 2つの被接合材の内側に、両被接合材に跨るように金属製の環状支持部材を配置しておく請求項10記載の溶接継手の形成方法。
- 両被接合材の溶接金属部の摩擦攪拌時に、環状支持部材を両被接合材に摩擦攪拌接合する請求項11記載の溶接継手の形成方法。
- 複数の金属製板状被接合材が溶接されることにより形成されており、隣り合う被接合材どうしの間に、請求項1〜3のうちのいずれかに記載の溶接継手が形成されている板。
- 複数の金属製筒状配管構成部材が溶接されることにより形成されており、隣り合う管構成部材どうしの間に、請求項1〜3のうちのいずれかに記載の溶接継手が形成されている配管。
- 内部に、気体または液体が流通させられる請求項14記載の配管。
- 気体が水素ガスである請求項15記載の配管。
- 筒状の胴と胴の少なくとも一端開口を閉鎖する閉鎖板とよりなり、かつ胴の長さ方向に分断したような形状となされた少なくとも2つの金属製容器構成部材が溶接されることにより形成されており、各容器構成部材が筒状の周壁部を有しており、隣り合う容器構成部材の周壁部どうしの間に、請求項1〜3のうちのいずれかに記載の溶接継手が形成されている容器。
- 隣り合う容器構成部材の周壁部の内側に、両容器構成部材の周壁部に跨るように金属製の環状支持部材が配置されている請求項17記載の容器。
- 支持部材が両容器構成部材の周壁部に摩擦攪拌接合されている請求項18記載の容器。
- 内部に、気体または液体が充填される請求項17〜19のうちのいずれかに記載の容器。
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