JP2018051568A - 接合方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、かかる方法によれば、第一金属部材には凹溝が形成されているので、第一金属部材の凹溝が形成されている部分の板厚は、他の部分の板厚よりも薄い。これにより、摩擦攪拌工程において、凹溝が形成されない場合に比べて攪拌ピンを挿入する深さを浅くすることができるので、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、突合せ部の摩擦攪拌接合を行うことができる。
また、かかる方法によれば、第一金属部材及び第三金属部材には凹溝が形成されているので、凹溝が形成されている部分の板厚は、他の部分の板厚よりも薄い。これにより、摩擦攪拌工程において、凹溝が形成されない場合に比べて攪拌ピンを挿入する深さを浅くすることができるので、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、第一突合せ部及び第二突合せ部の摩擦攪拌接合を行うことができる。
本発明の第一実施形態に係る接合方法について図面を参照して詳細に説明する。図1に示すように、第一実施形態に係る接合方法では、第一金属部材1と第二金属部材2とをT字状に突き合わせて接合する。第一実施形態に係る接合方法は、突合せ工程と、溶接工程と、摩擦攪拌工程とを行う。なお、説明における「表面」とは、「裏面」に対する反対側の面という意味である。
次に、本発明の第二実施形態に係る接合方法について説明する。図7に示すように、第二実施形態に係る接合方法では、回転ツールGを用いる点で第一実施形態と相違する。第二実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、溶接工程と、摩擦攪拌工程とを行う。突合せ工程及び溶接工程は、第一実施形態と同一であるため説明を省略する。
次に、本発明の第三実施形態に係る接合方法について説明する。第三実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、溶接工程と、摩擦攪拌工程とを行う。図8及び図9に示すように、第三実施形態に係る接合方法では、第一金属部材21、第二金属部材22及び第三金属部材23を正面視T字状に突き合わせて接合する点で第一実施形態と相違する。
また、突合せ工程では、第一突合せ部J1に第二金属部材22の端面22cを突き合わせて第二突合せ部J2(図9参照)を形成する。つまり、第一金属部材21の裏面21a及び第三金属部材23の裏面23aに形成される凹溝24に対して、第二金属部材22の端面22cを突き合わせる。
攪拌ピンF2の先端が、第二突合せ部J2に達しないように設定する場合、つまり、攪拌ピンF2が第一金属部材21及び第三金属部材23のみと接触する場合は、第一金属部材21及び第三金属部材23と攪拌ピンF2との摩擦熱によって第二突合せ部J2の周囲の金属が塑性流動化して第一金属部材21、第二金属部材22及び第三金属部材23とが接合するようにする。
1a,21a 裏面
1b,21b 表面
2,22 第二金属部材
2a,22a 第一側面
2b,22b 第二側面
23 第三金属部材
23a 裏面
23b 表面
3,24 凹溝
4 溶接金属
5 架台
5a 面取り部
J 突合せ部
J1 第一突合せ部
J2 第二突合せ部
F 回転ツール
F1 連結部
F2 攪拌ピン
G 回転ツール
G1 ショルダ部
G2 攪拌ピン
Claims (14)
- 板状を呈し裏面に凹溝を有する第一金属部材の前記凹溝に板状の第二金属部材の端面を挿入して端面を前記凹溝の底面に突き合わせる突合せ工程と、
前記第一金属部材の裏面と前記第二金属部材の側面とで形成される内隅に対して溶接を施す溶接工程と、
前記第一金属部材の表面側から回転ツールの攪拌ピンを挿入し、前記回転ツールを前記凹溝に沿って相対移動させて、突合せ部を摩擦攪拌接合する摩擦攪拌工程と、を含み、
前記摩擦攪拌工程において、前記攪拌ピンを前記第一金属部材のみ、又は前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に接触させた状態で、前記突合せ部を摩擦攪拌接合することを特徴とする接合方法。 - 前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記第一金属部材の表面から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材のみ、又は前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に接触させた状態で、前記突合せ部を摩擦攪拌接合することを特徴とする請求項1に記載の接合方法。
- 前記回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部と前記ショルダ部から垂下する攪拌ピンとを有し、前記ショルダ部の直径を前記凹溝の幅よりも小さく設定することを特徴とする請求項1に記載の接合方法。
- 前記溶接工程では、前記内隅に1パスで連続して肉盛溶接を施すことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の接合方法。
- 前記溶接工程では、前記内隅に間をあけて断続的に肉盛溶接を施すことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の接合方法。
- 前記溶接工程では、レーザー溶接、MIG溶接又はTIG溶接を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の接合方法。
- 前記摩擦攪拌工程において、
前記第二金属部材の両側に一対の架台を配置し、
前記架台のうち、前記内隅に対向する部位に面取り部を形成することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の接合方法。 - 板状を呈し裏面側の角部を切り欠いた第一金属部材の端面と板状を呈し裏面側の角部を切り欠いた第三金属部材の端面とを突き合わせて凹溝を有する第一突合せ部を形成するとともに、前記凹溝に板状の第二金属部材の端面を挿入して端面を前記凹溝の底面に突き合わせて第二突合せ部を形成する突合せ工程と、
前記第一金属部材の裏面と前記第二金属部材の側面とで形成される内隅に対して溶接を施すとともに、前記第三金属部材の裏面と前記第二金属部材の側面とで形成される内隅に対して溶接を施す溶接工程と、
前記第一金属部材の表面側及び前記第三金属部材の表面側から回転ツールの攪拌ピンを挿入し、前記回転ツールを前記凹溝に沿って相対移動させて、前記第一突合せ部及び前記第二突合せ部を摩擦攪拌接合する摩擦攪拌工程と、を含み、
前記摩擦攪拌工程において、前記攪拌ピンを前記第一金属部材および前記第三金属部材のみ、又は前記第一金属部材、前記第三金属部材及び前記第二金属部材に接触させた状態で、前記第一突合せ部及び前記第二突合せ部を摩擦攪拌接合することを特徴とする接合方法。 - 前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記第一金属部材及び前記第三金属部材の表面から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材および前記第三金属部材のみ、又は前記第一金属部材、前記第三金属部材及び前記第二金属部材に接触させた状態で、前記第一突合せ部及び前記第二突合せ部を摩擦攪拌接合することを特徴とする請求項8に記載の接合方法。
- 前記回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部と前記ショルダ部から垂下する攪拌ピンとを有し、前記ショルダ部の直径を前記凹溝の幅よりも小さく設定することを特徴とする請求項8に記載の接合方法。
- 前記溶接工程では、前記内隅に1パスで連続して肉盛溶接を施すことを特徴とする請求項8乃至請求項10のいずれか一項に記載の接合方法。
- 前記溶接工程では、前記内隅に間をあけて断続的に肉盛溶接を施すことを特徴とする請求項8乃至請求項10のいずれか一項に記載の接合方法。
- 前記溶接工程では、レーザー溶接、MIG溶接又はTIG溶接を行うことを特徴とする請求項8乃至請求項12のいずれか一項に記載の接合方法。
- 前記摩擦攪拌工程において、
前記第二金属部材の両側に一対の架台を配置し、
前記架台のうち、前記内隅に対向する部位に面取り部を形成することを特徴とする請求項8乃至請求項13のいずれか一項に記載の接合方法。
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2016
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