JP2014079808A - Welding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摩擦攪拌を利用した金属部材の接合方法に関する。 The present invention relates to a method for joining metal members using friction stirring.
金属部材(金属要素)同士を接合する方法として、摩擦攪拌接合(FSW=Friction Stir Welding)が知られている。摩擦攪拌接合は、回転させた回転ツールを金属部材同士の突合部に沿って移動させ、回転ツールと金属部材との摩擦熱により突合部の金属を塑性流動させることで、金属部材同士を固相接合させるものである(例えば、特許文献1参照)。なお、回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部の下端面に攪拌ピン(プローブ)を突設してなるものが一般的である。 As a method for joining metal members (metal elements), friction stir welding (FSW = Friction Stir Welding) is known. In friction stir welding, the rotated rotating tool is moved along the abutting portion between the metal members, and the metal at the abutting portion is plastically flowed by the frictional heat between the rotating tool and the metal member, so that the metal members are solid-phased. It joins (for example, refer patent document 1). In general, the rotating tool is formed by protruding a stirring pin (probe) on the lower end surface of a cylindrical shoulder portion.
従来、特許文献1に示されているように、金属要素同士の突合部の全長に渡って連続して摩擦攪拌接合を行って金属要素同士を接合している。そのため、長尺な金属要素同士の突合部に摩擦攪拌接合を行うためには、金属要素や回転ツールを相対移動させて、回転ツールが金属要素の突合部の端から端まで移動するようにしなければならず、大型の装置が必要になってしまう。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, friction stir welding is continuously performed over the entire length of a butt portion between metal elements to join the metal elements together. Therefore, in order to perform friction stir welding at the abutting portion between long metal elements, the metal element and the rotating tool must be moved relative to each other so that the rotating tool moves from end to end of the abutting portion of the metal element. In other words, a large device is required.
一般に、長尺な金属要素同士の突合部に摩擦攪拌接合を行う場合には、所定長さまで摩擦攪拌接合を行った後に、その際に生じた塑性化領域の末端から残りの摩擦攪拌接合を行うようにしている。ところが、この場合、攪拌ピンの挿抜の際には十分に攪拌されないため、金属要素の表面に存在していた酸化皮膜が、その周辺の塑性化領域に巻き込んで残したり、接合欠陥等を生じたりしてしまう虞がある。 In general, when performing friction stir welding at the abutting portion between long metal elements, after performing friction stir welding to a predetermined length, the remaining friction stir welding is performed from the end of the plasticized region generated at that time. I am doing so. However, in this case, since the agitation pin is not sufficiently agitated when the agitation pin is inserted / extracted, the oxide film existing on the surface of the metal element may be caught in the plastic region around the metal element, resulting in a bonding defect or the like. There is a risk of it.
そこで、本発明は、高品質の摩擦攪拌接合を行えるようにすることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to enable high-quality friction stir welding.
このような課題を解決する本発明に係る接合方法は、金属要素同士の突合部を回転ツールで摩擦攪拌を行う接合方法であって、前記金属要素同士を万力を介して支持台に移動不能に拘束する拘束工程と、前記突合部の一端側から前記突合部の途中までに設けた第一の点までの第一接合範囲に摩擦攪拌を行う第一の摩擦攪拌接合工程と、前記第一の摩擦攪拌接合工程により生じた第一接合範囲に属する塑性化領域内に設けた第二の点から前記突合部の他端側までの第二接合範囲に摩擦攪拌を行う第二の摩擦攪拌接合工程と、を含み、前記拘束工程では、前記突合部を挟んで前記支持台の一方側に固定された前記万力と他方側に固定された受部材により前記金属要素同士の水平方向の押え付けを行うとともに、前記万力と一方の前記金属要素の間および前記受部材と他方の前記金属要素の間にそれぞれ補助板を介在させ、前記第一の摩擦攪拌接合工程では、前記第一接合範囲に対する摩擦攪拌のスタート位置が前記金属要素同士の前記突合部の一端側に設定され、かつ、前記第一接合範囲のエンド位置が前記突合部の途中に設けた前記第一の点として設定され、前記第二の摩擦攪拌接合工程では、前記第二接合範囲に対する摩擦攪拌のスタート位置が前記第一接合範囲に属する塑性化領域内に設けた前記第二の点として設定され、かつ、前記第二接合範囲のエンド位置が前記一端側とは反対の前記突合部の他端側に設定されていることを特徴とする。 A joining method according to the present invention that solves such problems is a joining method in which abutting portions between metal elements are friction-stirred with a rotary tool, and the metal elements cannot be moved to a support base via a vise. A first step of friction stir welding in which friction stir is performed in a first joining range from one end side of the abutting portion to a first point provided in the middle of the abutting portion; The second friction stir welding that performs friction stir in the second joining range from the second point provided in the plasticizing region belonging to the first joining range generated by the friction stir welding step to the other end side of the butt portion In the restraining step, the metal elements are pressed against each other horizontally by the vise fixed on one side of the support base and the receiving member fixed on the other side with the abutting portion interposed therebetween. And between the vise and one of the metal elements And an auxiliary plate is interposed between the receiving member and the other metal element, and in the first friction stir welding step, the friction stir start position with respect to the first joining range is the abutting portion between the metal elements. And the end position of the first joining range is set as the first point provided in the middle of the abutting portion, and in the second friction stir welding step, the second joining range The start position of friction agitation with respect to is set as the second point provided in the plasticizing region belonging to the first joining range, and the end position of the second joining range is opposite to the one end side It is set to the other end side of the part.
この構成では、第一接合範囲の端部が第二接合範囲にも含まれ、第二接合範囲の端部が第一接合範囲に含まれている。そのため、第一の摩擦攪拌接合工程により第一接合範囲の端部に酸化皮膜が巻き込まれていたり、接合欠陥等が発生していたりしたとしても、第二の摩擦攪拌接合工程では第二接合範囲に含まれる第一接合範囲の端部も再度摩擦攪拌を行うから、その端部に巻き込まれて残っている酸化皮膜が分断され、接合欠陥等が修復される。したがって、摩擦攪拌接合の品質が向上する。また、一度の摩擦攪拌工程で摩擦攪拌できない程長い突合部の場合にも、摩擦攪拌を分けて行うことにより、酸化皮膜を分断し接合欠陥等を修復するため、種々の長さの突合部に対して高品質な摩擦攪拌を行うことができるようになる。
また、万力を用いて金属要素同士を支持台に移動不能に拘束することができる。また、補助板を介在させることで万力による押え付け力を金属要素に分散させて突合部の全面を密着させることができる。
In this configuration, the end of the first joining range is also included in the second joining range, and the end of the second joining range is included in the first joining range. Therefore, even if an oxide film is caught at the end of the first joining range by the first friction stir welding process or a joining defect occurs, the second friction stir joining process does not require the second joining range. Since the end of the first joining range included in the friction stir is also performed again, the oxide film remaining around the end is divided, and the joining defect and the like are repaired. Therefore, the quality of friction stir welding is improved. In addition, even in the case of a butt portion that is too long to be frictionally stirred in a single friction stir process, by performing friction stir separately, the oxide film is divided to repair joint defects, etc. On the other hand, high-quality friction stirring can be performed.
Moreover, metal elements can be restrained to a support stand so that a movement is impossible using a vise. Moreover, the pressing force by a vise can be disperse | distributed to a metal element by interposing an auxiliary plate, and the whole surface of a butt | matching part can be stuck.
また、前記第一の摩擦攪拌接合工程では、前記突合部の一端側の側方に配置された第一タブ部上に前記第一接合範囲に対する摩擦攪拌のスタート位置が設定され、前記第二の摩擦攪拌接合工程では、前記一端側とは反対の前記突合部の他端側の側方に配置された第二タブ部上に前記第二接合範囲に対する摩擦攪拌のエンド位置が設定されていることが好ましい。 In the first friction stir welding step, a friction stirring start position with respect to the first joining range is set on a first tab portion disposed on one side of the abutting portion, and the second friction stir welding step is performed. In the friction stir welding process, the end position of the friction stirrer with respect to the second joining range is set on the second tab portion disposed on the side of the other end side of the abutting portion opposite to the one end side. Is preferred.
この構成では、第一タブ部に摩擦攪拌のスタート位置を設定することができ、第二タブ部に摩擦攪拌のエンド位置を設定することができる。 In this configuration, the friction stirring start position can be set on the first tab portion, and the friction stirring end position can be set on the second tab portion.
さらに、前記回転ツールの攪拌ピンを前記金属要素の塑性化領域から抜き出した際に生じた抜き穴に金属部材を充填する充填工程を含むことが好ましい。 Furthermore, it is preferable to include a filling step of filling a metal member into a hole formed when the stirring pin of the rotating tool is extracted from the plasticizing region of the metal element.
この構成では、抜き穴が残存するのを防ぐことができる。 With this configuration, it is possible to prevent the punched hole from remaining.
さらに、前記充填工程で充填した前記金属部材と塑性化領域を跨ぐように接合して前記金属部材を抜き穴に仮止めする仮止め工程を含むことが好ましい。 Furthermore, it is preferable to include a temporary fixing step in which the metal member filled in the filling step and the metal member are joined so as to straddle the plasticized region, and the metal member is temporarily fixed to the punched hole.
この構成では、金属部材を抜き穴に仮止めして、抜き穴内での攪拌ピンの空回りを防ぐため、抜き穴に充填された金属部材を塑性流動化させることができる。 In this configuration, the metal member is temporarily fixed to the punched hole to prevent the stirring pin from spinning around in the punched hole, so that the metal member filled in the punched hole can be plastically fluidized.
また、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の接合方法において、前記金属要素を中空部材としたことが好ましい。また、請求項5に記載の接合方法において、前記中空部材の突合面に凹部を成形し、前記中空部材同士の突合部に前記凹部による隙間を形成することが好ましい。 Further, in the joining method according to any one of claims 1 to 4, it is preferable that the metal element is a hollow member. Moreover, in the joining method according to claim 5, it is preferable that a concave portion is formed on the abutting surface of the hollow member, and a gap by the concave portion is formed in the abutting portion between the hollow members.
この構成では、突合部に隙間が形成されていることで、この隙間が突合面の不陸を吸収するため、隙間の上方の摩擦攪拌接合を行う接合部分に関しては金属要素同士が隙間なく密着し、高品質に摩擦攪拌接合を行うことを可能としている。 In this configuration, since the gap is formed in the abutting portion, the gap absorbs unevenness of the abutting surface, so that the metal elements closely adhere to each other with respect to the joining portion that performs the friction stir welding above the gap. It is possible to perform friction stir welding with high quality.
本発明に係る接合方法によれば、高品質な摩擦攪拌接合を行うことができるようになる。 According to the joining method according to the present invention, high-quality friction stir welding can be performed.
本実施形態では、図1に示すように、3つの金属部材10(第一金属部材11、第二金属部材12、第三金属部材13)を摩擦攪拌接合により接合する場合について説明する。なお、説明における各方向は、図1に示す方向に統一するものとする。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a case where three metal members 10 (
各金属部材10の形状寸法は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。本実施形態では、断面矩形の中空押出形材からなる第一金属部材11と、外形断面略T字の中空押出形材からなる第二金属部材12および第三金属部材13を使用する。そして、本実施形態では、第一金属部材11の左右に、断面略T字の第二金属部材12および第三金属部材13を接合する場合について説明する。
The shape and size of each
なお、金属部材10を構成する材料は限定されるものではなく、適宜公知の材料から選定して使用すればよいが、本実施形態では、アルミニウム合金製の金属部材10を使用する。
In addition, the material which comprises the
また、図1および図2に示すように、各金属部材10同士の突合部Jに対応する個所には、上下に突出する凸部11b,12b,13bがそれぞれ形成されている。凸部11b,12b,13bの断面形状は限定されるものではないが、摩擦攪拌接合により接合されることで、完成部材として必要な強度を発現することが可能な高さと厚みを有している。
なお、各凸部11b,12b,13bは、凸部11bと凸部12bおよび凸部11bと凸部13bを付き合わせた際の幅寸法が、回転ツールAのショルダ径(ショルダ部A1の外径)よりも大きくなるようになっている(図3(a)および(b)参照)。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2,
In addition, as for each
第一金属部材11の突合面11a,11aは、図2に示すように、平面を呈している。一方、第二金属部材12と第三金属部材13の突合面12a,13aは、第一金属部材11の突合面11aと突き合せたときに隙間が形成されるように、中間部分に予め凹み(凹部)が形成されている。このように、第二金属部材12と第三金属部材13の突合面12a,13aの中間部分に凹みが形成されていることで、突合面12a,13aの上下(凸部12b,13bも含む)が第一金属部材11の突合面11a,11aに密着する。平面からなる突合面同士を突き合わせると、突合面の不陸により密着せずに、高品質な摩擦攪拌接合ができない場合があるが、本実施形態に係る金属部材10は、互いの突合部Jに隙間が形成されていることで、この隙間が突合面の不陸を吸収し、隙間の上方の摩擦攪拌接合を行う接合部分に関しては金属部材10同士が隙間なく密着し、高品質に摩擦攪拌接合を行うことを可能としている。
The abutting
なお、本実施形態では、第二金属部材12と第三金属部材13の突合面12a,13aに凹みを形成するものとしたが、第一金属部材11の突合面11aに凹みを形成してもよい。また、金属部材10同士の突合面11a,12a,13aの形状は前記の形状に限定されないことはいうまでもない。また、各金属部材10の突合面11a,12a,13aの厚さ寸法も限定されるものではないが、本実施形態では、全て同一である。また、突合面12a,13aに形成された凹みの深さ(隙間の幅)は、限定されるものではなく適宜設定すればよい。なお、図面上(図1、図2および図3)では、突合面12a,13aに形成された凹みの深さが大きく表示されているが、凹みの深さはわずかな隙間が形成される程度であればよい。
In the present embodiment, the recesses are formed on the abutting
本実施形態に係る接合方法は、金属部材10同士を突き合せる突合工程と、これらの金属部材10,10,10を支持台20に拘束する拘束工程と、金属部材10同士の突合部Jに対して連続して熱加工としての摩擦攪拌接合を施す接合工程と、を含んでいる。
The joining method according to the present embodiment is based on a butting process in which the
突合工程では、図1に示すように、接合される金属部材10同士の突合面11a,12a,13aを突き合わせた状態で、これらの金属部材10,10,10を支持台20に載置する。具体的には、左右の第二金属部材12および第三金属部材13の間に、中央の第一金属部材11を配置して、互いの突合面11a,12a,13aを突き合せた状態で支持台20に載置する。
In the abutting step, as shown in FIG. 1, the
なお、支持台20は、図1および図2に示すように、中央に間隔を有した状態で、左右に配置された台座22,23と、台座22,23の間隔において、左右の台座22,23に挟持された支持板24と、これらの台座22,23、支持板24を下方から支持する支持台本体21により構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、支持板24の上面の両端には、支持台20に載置された金属部材11,12,13同士の突合部Jを、下面から支持するための接合ライン支持部材25,25が配設されている。また、支持板24の上面の中央には、第一金属部材11を支持するための支持部材26が配設されている。
As shown in FIG. 2, at both ends of the upper surface of the
拘束工程では、図1および図2に示すように、金属部材10,10,10をボルト30、治具40、万力50等を介して、支持台20に移動不能に拘束する。このとき、ボルト30の頭部30aと、第一金属部材11との間には、押え板31が介在されており、ボルト30による押え付け力を押え板31により分散させることで、第一金属部材11を面的に押え付けるように構成されている。
In the restraining step, as shown in FIGS. 1 and 2, the
金属部材10の横方向の押え付けは、左側の台座22に固定された万力50と、右側の台座23に固定された受部材51により、把持することにより行う。なお、万力50と第二金属部材12および受部材51と第三金属部材13の間には、それぞれ補助板52,52が介在されており、万力50による押え付け力を分散させて、突合部J,Jの全面が、密着するように構成されている。
The pressing of the
接合工程では、突合部Jに対して2回の工程(後記「第一工程」および「第二工程」)で摩擦攪拌を行う。具体的には、図3の(a)に示すように、1回の工程ごとに、回転させた回転ツールAの攪拌ピンA2を、凸部11b,13b(12b)の上から凸部11b,13b(12b)の上面に設けた開始位置Sに挿入(圧入)するとともに、挿入した攪拌ピンA2を途中で離脱させることなく突合部Jを含むように設定した摩擦攪拌のルートに沿って相対移動させることで摩擦攪拌を行ったうえで、終了位置で攪拌ピンA2を上方に離脱させればよい。
回転ツールAを回転させつつ突合部Jに沿って移動させると、図3の(b)に示すように、回転ツールAと金属との摩擦熱により突合部Jの金属が塑性流動化し、突合部Jが固相接合される。本実施形態では、突合面11a,13a(12a)同士の間に形成された隙間の上方において、接合後も各金属部材10の凸部11b,12b,13bが残るように摩擦攪拌接合がなされる。
In the joining step, friction agitation is performed on the abutting portion J in two steps (hereinafter, “first step” and “second step”). Specifically, as shown in FIG. 3A, the stirring pin A2 of the rotated rotary tool A is moved from the top of the
When the rotary tool A is rotated and moved along the abutting portion J, the metal of the abutting portion J is plastically fluidized by frictional heat between the rotating tool A and the metal, as shown in FIG. J is solid phase bonded. In the present embodiment, friction stir welding is performed above the gap formed between the abutting
回転ツールAの形態等に特に制限はないが、本実施形態では、図3の(a)に示すものを使用している。図3の(a)に示す回転ツールAは、工具鋼など接合対象よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部A1と、このショルダ部A1の下端面A11に突設された攪拌ピン(プローブ)A2とを備えて構成されている。ショルダ部A1の下端面A11は、塑性流動化した金属を押えて周囲への飛散を防止する役割を担う部位であり、本実施形態では、凹面状に成形されている。攪拌ピンA2は、ショルダ部A1の下端面A11の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンA2の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。 Although there is no restriction | limiting in particular in the form etc. of the rotation tool A, In this embodiment, what is shown to (a) of FIG. 3 is used. The rotating tool A shown in FIG. 3A is made of a metal material harder than the object to be joined, such as tool steel, and has a columnar shoulder A1 and a stirring projecting from the lower end surface A11 of the shoulder A1. And a pin (probe) A2. The lower end surface A11 of the shoulder portion A1 is a part that plays a role of preventing plastic scattering by pressing the plastic fluidized metal, and is formed in a concave shape in this embodiment. The stirring pin A2 hangs down from the center of the lower end surface A11 of the shoulder portion A1, and is formed into a tapered truncated cone shape in this embodiment. In addition, a stirring blade engraved in a spiral shape is formed on the peripheral surface of the stirring pin A2.
回転ツールAの移動速度(送り速度)は、攪拌ピンA2の寸法・形状、摩擦攪拌される金属部材10等の材質や肉厚等に応じて設定される。回転ツールAを移動させると、その攪拌ピンA2の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンA2から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化する。
The moving speed (feeding speed) of the rotary tool A is set according to the size and shape of the stirring pin A2, the material and thickness of the
この接合工程は、各金属部材10が長尺体であることから、各突合部Jを摩擦攪拌する手順に特徴があり、第一の摩擦攪拌接合工程(以下「第一工程」と称する)と第二の摩擦攪拌接合工程(以下「第二工程」と称する)との二つの特徴的な工程を含んでいる。第一工程は、突合部Jの一端側から突合部Jの途中までに設けた第一の点までの第一接合範囲に摩擦攪拌を行う手順である。第二工程は、第一工程により生じた第一接合範囲に属する塑性化領域内に設けた第二の点から突合部Jの他端側までの第二接合範囲に摩擦攪拌を行う手順である。以下、第一工程および第二工程についての工程例について説明する。
Since each
[工程例1]
図4は、実施形態における接合工程の工程例1を説明する図である。なお、この図4は図1の凸部11b,13bの突合部Jのところを主に示す平面図であり、タブ部2,3を突合部Jの側方に配置した場合を示している。図4の(a)に第一工程の様子を説明するための平面図を示す。図4の(b)に第二工程の様子を説明するための平面図を示す。
[Process Example 1]
Drawing 4 is a figure explaining process example 1 of a joining process in an embodiment. 4 is a plan view mainly showing the abutting portion J of the
図4の(a)に示すように、第一工程では、第一接合範囲R11に対する摩擦攪拌のスタート位置S11が突合部Jの途中に第一の点として設定され、かつ、第一接合範囲R11に対する摩擦攪拌のエンド位置E11が突合部Jの一端側に配置されたタブ部3上に設定されている。つまり、第一工程では、回転ツールAの攪拌ピンA2(図3参照)がスタート位置S11に回転しつつ挿入され、金属を塑性流動化しつつタブ部3のエンド位置E11に向かって、金属材料10に対して相対的に移動し、タブ部3から抜き出される。この第一工程によって、突合部Jに塑性化領域W11が形成され、第一接合範囲R11において、第一金属部材11と第三金属部材13とが接合される。
As shown in (a) of FIG. 4, in a first step, start position S 11 of the friction stir for a first joining region R 11 is set as the first point in the middle of the butting portion J, and the first bonding The friction stirring end position E 11 with respect to the range R 11 is set on the
また、図4の(b)に示すように、第二工程では、第二接合範囲R12に対する摩擦攪拌のスタート位置S12が第一接合範囲S11に属する塑性化領域W11内の第二の点として設定され、かつ、第二接合範囲R12に対する摩擦攪拌のエンド位置E12が突合部Jの一端側に配置されたタブ部3とは反対の突合部Jの他端側に配置されたタブ部2上に設定されている。
Further, as shown in (b) of FIG. 4, in the second step, a second start position S 12 of the friction stir for the second joining region R 12 is the plasticized region W 11 belonging to the first joining region S 11 It is set as a point, and the end position E 12 of the friction stir for the second joining region R 12 is disposed on the other end side opposite to the butting portion J and the
つまり、第二工程では、回転ツールAの攪拌ピンA2(図3参照)が、塑性化領域W11内に設定されたスタート位置S12に回転しつつ挿入され、塑性化領域W11の金属を再び塑性流動化して塑性化領域W12を形成しつつスタート位置S11に向かって、金属材料10に対して相対的に移動する。さらに、その回転ツールAの攪拌ピンA2は、スタート位置S11を過ぎると、突合部Jの金属を塑性流動化して塑性化領域W12を形成しつつタブ部2のエンド位置E12に向かって、金属材料10に対して相対的に移動する。そして、その回転ツールAの攪拌ピンA2は、タブ部2で抜き出される。この第二工程によって、突合部Jには塑性化領域W12が形成され、第二接合範囲R12において、第一金属部材11と第三金属部材13とが接合される。
That is, in the second step, stirring pin of the rotary tool A A2 (see FIG. 3) is inserted while rotating the starting position S 12 which is set in the plasticized region W 11, the metal of the plasticized region W 11 toward the start position S 11 while forming a plasticized region W 12 plastically fluidize again moves relative to the
図5に、工程例1での突合部Jにおける断面図を示す。なお、この図5は図1の凸部11b,13bの突合部Jのところを主に示す断面図であり、タブ部2,3を突合部Jの側方に配置した場合を示している。(a)には、第一工程における回転ツールの攪拌ピンを挿入する直前の様子が示されている。(b)には、第一工程の終了時の攪拌ピンを抜き出す前の様子が示されている。(c)には、第一工程での攪拌ピンの抜き出し後、および、第二工程の攪拌ピンの挿入直前の様子が示されている。(d)には、第二工程の終了時の攪拌ピンを抜き出したときの様子が示されている。
In FIG. 5, sectional drawing in the butt | matching part J in the process example 1 is shown. 5 is a cross-sectional view mainly showing the abutting portion J of the
図5の(a)に示すように、回転ツールAは突合部J上のスタート位置S11の上方に相対移動され、回転する攪拌ピンA2がスタート位置S11に挿入される。
次に、図5の(b)に示すように、回転ツールAは、攪拌ピンA2を回転させたままエンド位置E11に向かって相対移動され、金属を塑性流動化させて塑性化領域W11を形成して、各凸部11b,13b同士、つまり、第一金属部材11(図1等参照)と第二金属部材13(図1等参照)を接合する。
As shown in FIG. 5 (a), rotating tool A is moved relative to the upper start position S 11 on the butting portion J, stirring pin A2 to rotate is inserted in the start position S 11.
Next, as shown in FIG. 5 (b), rotating tool A is the stirring pin A2 toward the end position E 11 while being rotated is moved relative to the metal by plastically fluidized plasticized region W 11 And the first metal member 11 (see FIG. 1 and the like) and the second metal member 13 (see FIG. 1 and the like) are joined to each other.
続いて、図5の(c)に示すように、回転ツールAは、エンド位置E11から引き抜かれ、スタート位置S12の上方に相対移動され、回転する攪拌ピンA2がスタート位置S12に挿入され、エンド位置E12に向かって第二接合範囲R12を相対移動される。
そして、図5の(d)に示すように、回転ツールAは、突合部Jに塑性化領域W12を形成してエンド位置E12から引き抜かれて摩擦攪拌を終了する。
Subsequently, as shown in FIG. 5 (c), rotating tool A is withdrawn from the end position E 11, is moved relative to the upper start position S 12, inserted stirring pin A2 is the start position S 12 to rotate is, the second joining region R 12 is relatively moved toward the end position E 12.
Then, as shown in FIG. 5 (d), rotating tool A is to form the plasticized region W 12 ends the friction stir withdrawn from the end position E 12 in the butting portion J.
このように、工程例1においては、第一工程のスタート位置S11は、第二工程で再度塑性流動化され、塑性化領域W12に含まれることになる。そのため、第一工程の際にスタート位置S11の塑性化領域W11に酸化皮膜が残っていたとしても、第二工程により酸化皮膜を分断することができるようになる。また、スタート位置S11に接合欠陥等が生じていたとしても、第二工程により再び塑性流動化するため、接合欠陥等を修復することができる。 Thus, in the process example 1, the start position S 11 of the first step is again plastically fluidized in a second step, it will be included in the plasticized region W 12. Therefore, even remained oxide film on the plasticized region W 11 of the start position S 11 during the first step, it is possible to divide the oxide film by the second step. Further, even if the bonding defects such as the start position S 11 has occurred, to plastically fluidized again by the second step, it is possible to repair the joint defects.
[工程例2]
図6は、実施形態における接合工程の工程例2を説明する図である。なお、この図6は図1の凸部11b,13bの突合部Jのところを主に示す平面図であり、タブ部2,3を突合部Jの側方に配置した場合を示している。図6の(a)に第一工程の様子を説明するための平面図を示す。図6の(b)に第二工程の様子を説明するための平面図を示す。
[Process Example 2]
Drawing 6 is a figure explaining process example 2 of a joining process in an embodiment. 6 is a plan view mainly showing the abutting portion J of the
図6の(a)に示すように、第一工程では、第一接合範囲R21に対する摩擦攪拌のスタート位置S21が突合部Jの途中に第一の点として設定され、かつ、第一接合範囲R21のエンド位置E21が突合部Jの一端側のタブ部3に設定されている。つまり、第一工程は、工程例1の第一工程と同じである。そのため、この第一工程によって、突合部Jには、塑性化領域W21が形成され、第一金属部材11と第三金属部材13とが第一接合範囲R21で接合される。
As shown in (a) of FIG. 6, in the first step, the start position S 21 of the friction stir for a first joining region R 21 is set as the first point in the middle of the butting portion J, and the first bonding end position E 21 in the range R 21 is set to the
また、図6の(b)に示すように、第二工程では、第二接合範囲R22のスタート位置S22がタブ3(一端側)とは反対のタブ2(他端側)に設定され、かつ、第二接合範囲R22のエンド位置E22が第一接合範囲R21に属する塑性化領域W21内の第二の点として設定されている。 Further, as shown in (b) of FIG. 6, in the second step, the start position S 22 of the second joining region R 22 is the tab 3 (one end side) is set to the opposite of the tab 2 (the other end) and the end position E 22 of the second joining region R 22 is set as the second point in the plasticized region W 21 belonging to the first joining region R 21.
つまり、第二工程では、工程例1の場合とは異なるスタート位置S22およびエンド位置E22が設定されている。この第二工程では、回転ツールAの攪拌ピンA2(図3参照)が、タブ部2に設定されたスタート位置S22に回転しつつ挿入され、突合部Jの金属を塑性流動化して塑性化領域W22を形成しつつ塑性化領域W21に向かって、金属材料10に対して相対的に移動する。さらに、その回転ツールAの攪拌ピンA2は、塑性化領域W21に設定されたエンド位置E22に向かって、金属材料10に対して相対的に移動し、塑性化領域W21を再び塑性流動化して塑性化領域W22を形成する。そして、その回転ツールAの攪拌ピンA2は、エンド位置E22で抜き出される。この第二工程によって、突合部Jには塑性化領域W22が形成され、第二接合範囲S22において、第一金属部材11と第三金属部材13とが接合される。
That is, in the second process, a start position S 22 and an end position E 22 different from those in the process example 1 are set. In the second step, stirring pin of the rotary tool A A2 (see FIG. 3) is inserted while rotating the starting position S 22 which is set to the
なお、突合部Jの深さ方向の様子は、工程例1の場合と略同一であるため、図示を省略するが、第二工程の回転ツールAと金属部材10との相対移動方向が異なっている。そのため、回転ツールAの攪拌ピンA2(図3参照)の最終の引き抜き箇所が、塑性化領域W22の端部であるため、抜き穴(図示省略)が形成されている。そこで、この抜き穴には、肉盛り溶接などを行うことが好ましい。
In addition, since the mode of the depth direction of the butt | matching part J is substantially the same as the case of the process example 1, although illustration is abbreviate | omitted, the relative movement directions of the rotary tool A and the
このように、工程例2においては、第一工程のスタート位置S21は、第二工程で再度塑性流動化され、塑性化領域W22に含まれることになる。そのため、第一工程の際にスタート位置S21に酸化皮膜が残っていたとしても、第二工程により酸化皮膜を分断することができるようになる。また、スタート位置S21に接合欠陥等が生じていたとしても、第二工程により再び塑性流動化するため、第一工程での接合欠陥等を修復することができる。 Thus, in the process example 2, the start position S 21 of the first step is again plastically fluidized in a second step, it will be included in the plasticized region W 22. Therefore, even though remaining oxide film on the start position S 21 in the first step, it is possible to divide the oxide film by the second step. Further, even if the bonding defects such as the start position S 21 has occurred, to plastically fluidized again by the second step, it is possible to repair the joint defects in the first step.
[工程例3]
図7は、実施形態における接合工程の工程例3を説明する図である。なお、この図7は図1の凸部11b,13bの突合部Jのところを主に示す平面図であり、タブ部2,3を突合部Jの側方に配置した場合を示している。図7の(a)に第一工程の様子を説明するための平面図を示す。図7の(b)に第二工程の前半の様子を説明するための平面図を示す。図7の(c)に第二工程の後半の様子を説明するための平面図である。
[Process Example 3]
Drawing 7 is a figure explaining process example 3 of a joining process in an embodiment. 7 is a plan view mainly showing the abutting portion J of the
図7の(a)に示すように、第一接合範囲R31に対する摩擦攪拌のスタート位置S31が突合部Jの途中に第一の点として設定され、かつ、第一接合範囲R31のエンド位置E31が突合部Jの一端側のタブ部3に設定されている。つまり、第一工程は、工程例1,2の第一工程の場合と同じであり、塑性化領域W31が突合部Jの第一接合範囲R31に形成される。
As shown in (a) of FIG. 7, the start position S 31 of the friction stir for a first joining region R 31 is set as the first point in the middle of the butting portion J, and the end of the first joining region R 31 A position E 31 is set in the
次に、図7の(b)に示すように、第二工程では、まず、第二接合範囲R32に対する摩擦攪拌のスタート位置S32が、第一接合範囲R31に属する塑性化領域W31の端部に第二の点(スタート位置S31)として設定されている。また、第二接合範囲R32のエンド位置E33がタブ部2に設定されている。さらに、スタート位置S32からタブ部3(突合部Jの一端側)に向かって第一接合範囲R31に属する塑性化領域W31に折り返し位置T32が設定されている。
Next, as shown in (b) of FIG. 7, in the second step, first, the start position S 32 of the friction stir for the second joining region R 32 is plasticized belonging to the first joining region R 31 regions W 31 Is set as the second point (start position S 31 ). Further, the end position E 33 of the second joining region R 32 is set to the
そして、第二工程では、回転ツールAの攪拌ピンA2(図3参照)が、スタート位置S32に回転しつつ挿入され、塑性化領域W31の金属を再び塑性流動化して塑性化領域W32を形成しつつ折り返し位置T32に向かって、金属部材10に対して相対的に移動する。その回転ツールAの攪拌ピンA2は、折り返し位置T32に達すると、再び塑性化領域W32を塑性流動化して塑性化領域W33を形成しつつ折り返して、スタート位置S32に向かって金属部材10に対して相対的に移動する。さらに、その回転ツールAの攪拌ピンA2は、スタート位置S32を通過して、突合部Jに沿ってタブ部2まで移動し、金属を塑性流動化して塑性化領域W33を形成しつつエンド位置E33に到達し、引き抜かれる。そのため、この第二工程によって、突合部Jには塑性化領域W33が形成され、第二接合範囲R32において、第一金属部材11と第三金属部材13とが接合される。
Then, in the second step, the rotary tool stirring pin of A A2 (see FIG. 3), it is inserted while rotating the start position S 32, plasticized region W 31 of the metal again plastically fluidized plasticized region W 32 by while forming towards the folded position T 32, it moves relative to the
このように、工程例3においては、第一工程のスタート位置S31は、第二工程で再度塑性流動化され、塑性化領域W33に含まれることになる。そのため、第一工程の際にスタート位置S31に酸化皮膜が残っていたとしても、第二工程により酸化皮膜を分断することができるようになる。また、スタート位置S31に接合欠陥等が生じていたとしても、第二工程により再び塑性流動化するため、接合欠陥等を修復することができる。 Thus, in the process example 3, the start position S 31 of the first step is again plastically fluidized in a second step, it will be included in the plasticized region W 33. Therefore, even if the oxide film was left to the start position S 31 in the first step, it is possible to divide the oxide film by the second step. Further, even if the bonding defects such as the start position S 31 has occurred, to plastically fluidized again by the second step, it is possible to repair the joint defects.
[工程例4]
図8は、実施形態における接合工程の工程例4を説明する図である。なお、この図8は図1の凸部11b,13bの突合部Jのところを主に示す平面図であり、タブ部2,3を突合部Jの側方に配置した場合を示している。図8の(a)に第一工程の様子を説明するための平面図を示す。図8の(b)に第二工程の様子を説明するための平面図を示す。
[Process Example 4]
Drawing 8 is a figure explaining process example 4 of a joining process in an embodiment. 8 is a plan view mainly showing the abutting portion J of the
図8の(a)に示すように、第一工程では、第一接合範囲R41に対する摩擦攪拌のスタート位置S41がタブ部3に設定され、かつ、第一接合範囲R41のエンド位置E41が突合部Jの途中に第一の点として設定されている。この第一工程は、工程例1の場合と相対移動方向が逆である。つまり、第一工程では、回転ツールAの攪拌ピンA2(図3参照)が、タブ部3のスタート位置S41に回転しつつ挿入され、金属を塑性流動化しつつ金属部材10に対して相対的に移動し、エンド位置E41で引き抜かれる。この第一工程によって、突合部Jには塑性化領域W41が形成され、第一接合範囲R41において、第一金属部材11と第三金属部材13とが接合される。
As shown in (a) of FIG. 8, in a first step, start position S 41 of the friction stir for a first joining region R 41 is set to the
図8の(b)に示すように、第二工程では、第二接合範囲R42に対する摩擦攪拌のスタート位置S42が第一接合範囲R41に属する塑性化領域W41内の第二の点として設定され、かつ、第二接合範囲R42に対する摩擦攪拌のエンド位置E42がタブ部2に設定されている。つまり、第二工程では、回転ツールAの攪拌ピンA2(図3参照)が、スタート位置S42に回転しつつ挿入され、塑性化領域W41の金属を再び塑性流動化しつつスタート位置S41に向かって、金属材料10に対して相対的に移動する。さらに、その回転ツールAの攪拌ピンA2は、スタート位置S41を通過すると、突合部Jの金属を塑性流動化しつつタブ部2に向かって、金属材料10に対して相対的に移動し、エンド位置E42から引き抜かれる。この第二工程によって、突合部Jには塑性化領域W42が形成され、第二接合範囲R42において、第一金属部材11と第三金属部材13とが接合される。
As shown in FIG. 8 (b), in the second step, the second joining region R starting position S 42 of the friction stir for 42 second point in the plasticized region W 41 belonging to the first joining region R 41 It is set as, and the end position E 42 of the friction stir for the second joining region R 42 is set to the
ところで、第一工程の終了後、回転ツールAの攪拌ピンA2(図3参照)は突合部Jから引き抜かれるため、引き抜かれた後の塑性化領域W41の端部には、引き抜き穴が形成されている。そこで、第二工程を行う前に、その引き抜き穴に金属部材を充填する充填工程を経て、金属を補うようにすることが好ましい。以下、この工程例4の変形例として充填工程を実施する場合について説明する。 Meanwhile, after completion of the first step, since the stirring pin of the rotary tool A A2 (see FIG. 3) is withdrawn from the butting portion J, the end of the plasticized region W 41 after being pulled out, the pull hole forming Has been. Therefore, before performing the second step, it is preferable to supplement the metal through a filling step of filling the drawing hole with a metal member. Hereinafter, the case where a filling process is implemented as a modification of this process example 4 is demonstrated.
図9は、工程例4の接合方法を説明するための断面を示す、図8のII-II断面相当図である。(a)には、第一工程における回転ツールの攪拌ピンを挿入する直前の様子が示されている。(b)には、第一工程の終了時の攪拌ピンを抜き出した後の様子が示されている。(c)には、第一工程での攪拌ピンの抜き出し後に生じた抜き穴を充填する充填工程が示されている。(d)には、第二工程の攪拌ピンの挿入直前の様子が示されている。(e)には、第二工程の終了時の攪拌ピンを抜き出したときの様子が示されている。 9 is a cross-sectional view corresponding to the II-II cross section of FIG. 8, showing a cross section for explaining the joining method of Process Example 4. FIG. (A) shows a state immediately before inserting the stirring pin of the rotary tool in the first step. (B) shows a state after the agitation pin is extracted at the end of the first step. (C) shows a filling step of filling a punched hole generated after the stirring pin is pulled out in the first step. (D) shows a state immediately before the stirring pin is inserted in the second step. (E) shows a state when the stirring pin is extracted at the end of the second step.
図9の(a)に示すように、工程例4では、まず、回転ツールAはタブ3に設定されたスタート位置S41に挿入される。
次に、図9の(b)に示すように、回転ツールAは、攪拌ピンA2を回転させたままエンド位置E41に向かって相対移動され、金属を塑性流動化させて塑性化領域W41を形成して、各金属部材10同士を接合する。このとき、攪拌ピンA2がエンド位置E41から引き抜かれると、塑性流動化していた金属は直ぐに塑性化領域W41に変化し、抜き穴H1が形成される。
As shown in (a) of FIG. 9, in step Example 4, firstly, rotating tool A is inserted into the start position S 41 which is set to the
Next, as shown in FIG. 9 (b), rotating tool A is relatively moved toward the left end position E 41 rotates the stirring pin A2, plasticized region W 41 by plastically fluidize the metal Are formed to join the
図9の(c)に示すように、抜き穴H1には、金属部材Zが充填される。この金属部材Zは、例えば、肉盛り溶接によって充填してもよい。また、攪拌ピンA2と略同一の金属部材を用意しておき、その金属部材を抜き穴H1に充填するようにしてもよい。この場合、金属部材が動かないように、周囲の塑性化領域W41に仮接合することが好ましい。この接合は、溶接によっても、摩擦攪拌接合を行ってもよい。なお、摩擦攪拌接合の場合には、攪拌ピンA2の径よりも細い径の攪拌ピン(不図示)を備えた回転ツール(不図示)によって、周囲の塑性化領域W41に仮止めすればよい。 As shown in (c) of FIG. 9, the drain hole H 1, a metal member Z is filled. For example, the metal member Z may be filled by build-up welding. Further, by preparing the stirring pin A2 and substantially the same metal member, may be filled in the holes H 1 Disconnect the metal member. In this case, so as not to move the metal member, it is preferable to temporarily bonded to the plasticized region W 41 around. This joining may be performed by welding or friction stir welding. In the case of friction stir welding, it may be temporarily fixed to the surrounding plasticized region W 41 with a rotating tool (not shown) provided with a stirring pin (not shown) having a diameter smaller than that of the stirring pin A2. .
続いて、図9の(d)に示すように、回転ツールAは、第二工程のスタート位置S42の上方に相対移動され、回転する攪拌ピンA2がスタート位置S42に挿入され、エンド位置E42に向かって相対移動される。
そして、図9の(e)に示すように、回転ツールAは、エンド位置E42から引き抜かれて摩擦攪拌を終了する。これによって、第二接合範囲R42では、塑性化領域W42が形成されることで、凸部11bと凸部13bとを接合する。つまり、第一金属部材11(図1等参照)と第二金属部材13(図1等参照)とが接合される。
Subsequently, as shown in (d) of FIG. 9, rotating tool A is relatively moved above the start position S 42 of the second step, stirring pin A2 to rotate is inserted in the start position S 42, the end position It is relatively moved toward the E 42.
Then, as shown in (e) of FIG. 9, rotating tool A is withdrawn from the end position E 42 ends the friction stir. Thus, in the second joining region R 42, by plasticized region W 42 are formed, to bond the protruding
このように、工程例4においては、第一工程のエンド位置E41は、第二工程で再度塑性流動化され、塑性化領域W42に含まれることになる。そのため、第一工程の際にエンド位置E41に酸化皮膜が残っていたとしても、第二工程により酸化皮膜を分断することができるようになる。また、エンド位置E41に接合欠陥等が生じていたとしても、第二工程により再び塑性流動化するため、接合欠陥等を修復することができる。 Thus, in the process example 4, end position E 41 of the first step is again plastically fluidized in a second step, will be included in the plasticized region W 42. Therefore, even though remaining oxide film on the end position E 41 during the first step, it is possible to divide the oxide film by the second step. Further, even if a joint defect or the like has occurred at the end position E 41 , the joint defect or the like can be repaired because plastic fluidization occurs again in the second step.
[工程例5]
図10は、実施形態における接合工程の工程例5を説明する図である。なお、この図10は図1の凸部11b,13bの突合部Jのところを主に示す平面図であり、タブ部2,3を突合部Jの側方に配置した場合を示している。図10の(a)に第一工程の様子を説明するための平面図を示す。図10の(b)に第二工程の前半の様子を説明するための平面図を示す。図10の(c)に第二工程の後半の様子を説明するための平面図である。
[Process Example 5]
Drawing 10 is a figure explaining process example 5 of the joining process in an embodiment. 10 is a plan view mainly showing the abutting portion J of the
この工程例5は、工程例3(図7参照)の変形例に相当する。工程例3では、第一工程が、突合部Jの途中にスタート位置S31を設定し、タブ部3にエンド位置E31を設定した場合を説明したが、この工程例5は、工程例3とは反対に、タブ部3にスタート位置S51を設定し、突合部Jの途中にエンド位置E51を設定した場合である。なお、(a)に示す第一工程以外((b)(c)の第二工程)は、工程例3と同じであるため、同一符号を付し、説明を省略する。
The process example 5 corresponds to a modification of the process example 3 (see FIG. 7). In Step Example 3, the first step is to set the start position S 31 in the middle of the butting portion J, a case has been described to set the end position E 31 to the
このように、工程例5においては、第一工程のエンド位置E51は、第二工程で再度塑性流動化され、塑性化領域W33に含まれることになる。そのため、第一工程の際にエンド位置E51の酸化皮膜が残っていたとしても、第二工程により酸化皮膜を分断することができるようになる。また、エンド位置E51に接合欠陥等が生じていたとしても、第二工程により再び塑性流動化するため、接合欠陥等を修復することができるようになる。 Thus, in the process example 5, the end position E 51 of the first step is again plastically fluidized in a second step, it will be included in the plasticized region W 33. Therefore, even though remaining oxide film end position E 51 during the first step, it is possible to divide the oxide film by the second step. Further, even if the bonding defects and the like has occurred in the end position E 51, to plastically fluidized again by the second step, it is possible to repair the joint defects.
[工程例6]
図11は、実施形態における接合工程の工程例6を説明する図である。なお、この図11は図1の凸部11b,13bの突合部Jのところを主に示す平面図であり、タブ部2,3を突合部Jの側方に配置した場合を示している。図11の(a)に第一工程の様子を説明するための平面図を示す。図11の(b)に第二工程の様子を説明するための平面図を示す。
[Process Example 6]
Drawing 11 is a figure explaining process example 6 of a joining process in an embodiment. In addition, this FIG. 11 is a top view which mainly shows the location of the abutting part J of the
図11の(a)に示すように、第一工程は、工程例4の第一工程と同じである。つまり、攪拌ピンA2が、タブ部3に設定されたスタート位置S61から突合部Jに設定されたエンド位置E61までの第一接合範囲R61の摩擦攪拌を行って、塑性化領域W61を形成して第一金属部材11と第三金属部材13とを接合する。
As shown to (a) of FIG. 11, the 1st process is the same as the 1st process of the process example 4. FIG. That is, the stirring pin A2 is carried out friction stir first joining region R 61 from the start position S 61 which is set to the
図11の(b)に示すように、第二工程は、工程例2の第二工程と同じである。
つまり、回転ツールAの攪拌ピンA2(図3参照)は、タブ部2に設定されたスタート位置S62から塑性化領域W61内に設定されたエンド位置E62までの第二接合範囲R62の摩擦攪拌を行って、塑性化領域W62を形成して第一金属部材11と第三金属部材13とを接合する。このとき、工程例2と同様に、その回転ツールAの攪拌ピンA2の最終の引き抜き箇所が、塑性化領域W62の端部であるため、抜き穴(図示省略)が形成されている。そこで、この抜き穴には、肉盛り溶接などを行うことが好ましい。
As shown in FIG. 11B, the second step is the same as the second step of the process example 2.
In other words, the rotation (see FIG. 3) stirring pin A2 of the tool A, the second joining region R 62 from the start position S 62 which is set to the
以上説明した各工程例のように回転ツールを移動させれば、高品質な摩擦攪拌接合を行うことができるようになる。特に、大型な装置を用いなくても、長尺な金属要素同士の高品質な摩擦攪拌接合を行うことができるようになる。 If the rotary tool is moved as in each of the process examples described above, high-quality friction stir welding can be performed. In particular, high-quality friction stir welding between long metal elements can be performed without using a large apparatus.
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の各実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、3つの金属部材を接合する場合について説明したが、本発明の接合方法において接合される金属部材の数量は限定されるものではない。
As mentioned above, although preferred embodiment was described about this invention, this invention is not limited to each said embodiment, A design change is possible suitably in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above embodiment, the case where three metal members are joined has been described, but the number of metal members joined in the joining method of the present invention is not limited.
この実施形態では、第一接合範囲を各図中右側とし、第二接合範囲を各図中左側として説明したが、反対に、第一接合範囲を図中左側とし、第二接合範囲を図中右側としてもよい。 In this embodiment, the first bonding range is described as the right side in each drawing and the second bonding range is set as the left side in each drawing. Conversely, the first bonding range is set as the left side in the drawing, and the second bonding range is illustrated in the drawing. It may be on the right side.
この実施形態では、突合部Jの側方にタブ材2,3を配置したものとして説明したが、タブ材2,3を配置しなくてもよい。
In this embodiment, the
この実施形態では、金属要素が、第一金属部材11、第二金属部材12、第三金属部材13の中空部材の場合を説明したが、板材であってもよい。
In this embodiment, although the case where the metal element was the hollow member of the
10 金属部材
11 第一金属部材
12 第二金属部材
13 第三金属部材
J 突合部
S スタート位置
E エンド位置
R 接合範囲(第一接合範囲、第二接合範囲)
W 塑性化領域
DESCRIPTION OF
W Plasticization region
Claims (6)
前記金属要素同士を万力を介して支持台に移動不能に拘束する拘束工程と、
前記突合部の一端側から前記突合部の途中までに設けた第一の点までの第一接合範囲に摩擦攪拌を行う第一の摩擦攪拌接合工程と、
前記第一の摩擦攪拌接合工程により生じた第一接合範囲に属する塑性化領域内に設けた第二の点から前記突合部の他端側までの第二接合範囲に摩擦攪拌を行う第二の摩擦攪拌接合工程と、を含み、
前記拘束工程では、前記突合部を挟んで前記支持台の一方側に固定された前記万力と他方側に固定された受部材により前記金属要素同士の水平方向の押え付けを行うとともに、前記万力と一方の前記金属要素の間および前記受部材と他方の前記金属要素の間にそれぞれ補助板を介在させ、
前記第一の摩擦攪拌接合工程では、前記第一接合範囲に対する摩擦攪拌のスタート位置が前記金属要素同士の前記突合部の一端側に設定され、かつ、前記第一接合範囲のエンド位置が前記突合部の途中に設けた前記第一の点として設定され、
前記第二の摩擦攪拌接合工程では、前記第二接合範囲に対する摩擦攪拌のスタート位置が前記第一接合範囲に属する塑性化領域内に設けた前記第二の点として設定され、かつ、前記第二接合範囲のエンド位置が前記一端側とは反対の前記突合部の他端側に設定されていることを特徴とする接合方法。 It is a joining method in which friction stir is performed with a rotating tool at the abutting part between metal elements,
A restraint step of restraining the metal elements to be immovable on a support base via a vise;
A first friction stir welding step for performing friction stir in a first joining range from one end side of the abutting portion to a first point provided in the middle of the abutting portion;
A second friction stir is performed in the second joining range from the second point provided in the plasticizing region belonging to the first joining range generated by the first friction stirring joining step to the other end side of the abutting portion. A friction stir welding process,
In the restraining step, the metal elements are horizontally pressed by the vise fixed on one side of the support base and the receiving member fixed on the other side with the abutting portion interposed therebetween, and An auxiliary plate is interposed between the force and one of the metal elements and between the receiving member and the other metal element,
In the first friction stir welding step, a friction stirring start position for the first joining range is set at one end side of the abutting portion between the metal elements, and an end position of the first joining range is the abutting position. Set as the first point provided in the middle of the part,
In the second friction stir welding step, the friction stirring start position for the second joining range is set as the second point provided in the plasticizing region belonging to the first joining range, and the second An end position of the joining range is set on the other end side of the abutting portion opposite to the one end side.
前記第二の摩擦攪拌接合工程では、前記一端側とは反対の前記突合部の他端側の側方に配置された第二タブ部上に前記第二接合範囲に対する摩擦攪拌のエンド位置が設定されていることを特徴とする請求項1に記載の接合方法。 In the first friction stir welding step, a friction stirring start position with respect to the first joining range is set on the first tab portion arranged on the side of one end side of the abutting portion,
In the second friction stir welding step, the end position of the friction stir with respect to the second joining range is set on the second tab portion disposed on the side of the other end side of the abutting portion opposite to the one end side. The bonding method according to claim 1, wherein the bonding method is performed.
前記金属要素を中空部材としたことを特徴とする接合方法。 In the joining method according to any one of claims 1 to 4,
A joining method, wherein the metal element is a hollow member.
前記中空部材の突合面に凹部を成形し、前記中空部材同士の突合部に前記凹部による隙間を形成することを特徴とする接合方法。 The joining method according to claim 5,
A joining method, wherein a concave portion is formed on an abutting surface of the hollow member, and a gap by the concave portion is formed at an abutting portion between the hollow members.
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