JP4861656B2 - 摩擦攪拌接合方法および中空体の製造方法 - Google Patents
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Description
少なくともいずれか一方の被接合材におけるプローブ埋入側の表面に、摩擦攪拌接合中に潜熱を奪う冷却媒体を保持しておき、この状態で両被接合材を摩擦攪拌接合することを含み、冷却媒体を保持すべき被接合材を押さえるクランプ部材に、冷却媒体収容凹部を有する保持部を形成し、クランプ部材の保持部の冷却媒体収容凹部内に冷却媒体を入れておくことを特徴とする摩擦攪拌接合方法。
蓋の外面に、摩擦攪拌接合中に潜熱を奪う冷却媒体を保持しておき、この状態でベースと蓋とを摩擦攪拌接合することを含み、蓋を押さえるクランプ部材に、冷却媒体収容凹部を有する保持部を形成し、クランプ部材の保持部の冷却媒体収容凹部内に冷却媒体を入れておくことを特徴とする中空体の製造方法。
この実施形態は図1〜図3に示すものであり、凹所を有するベースと、凹所内に嵌め入れられかつ凹所の開口を塞ぐ蓋とよりなる中空体を製造する方法である。
JIS A2014−T6からなるベース(1)および蓋(3)を用意した。ベース(1)の外径(D1):200mm、肉厚(T1):30mm、凹所(2)における段部(4)よりも上方の部分の内径(D2)(=蓋(3)の直径):100mm、蓋(3)の肉厚(T2)(=凹所(2)における段部(4)よりも上方の部分の深さ):10mm、保持部(5)の高さ(H):50mm、保持部(5)の内径(D3):50mm、保持部(5)の外径(D4):70mmである。
保持部を持たない蓋を使用した他は、上記実験例と同様にしてベースと蓋とを摩擦攪拌接合した。
上述した摩擦攪拌接合の間に、接合開始点からプローブ進行方向に5度進んだ位置にある第1点、および接合終了開始点からプローブ進行方向に355度進んだ位置にある第2点において、上記接合予定部位から内外両側にそれぞれ15mm離れた箇所における表面から2mmの深さ位置の温度を、熱電対を用いて測定した。その最高到達温度を表1に示す。表1から、実験例においては、比較例に比べて、接合予定部位の内外両側における第1点と第2点での温度差が少なく、かつ接合予定部位の内外両側における第1点と第2点での最高到達温度も低いことが分かる。
この実施形態は図4に示すものであり、凹所を有するベースと、凹所内に嵌め入れられかつ凹所の開口を塞ぐ蓋とよりなる中空体を製造する方法である。
この実施形態は図5に示すものであり、2つの板状被接合材を摩擦攪拌接合する方法である。
(2):凹所
(3):蓋
(4):段部
(5):保持部
(6):冷却媒体収容凹部
(7):摩擦攪拌接合用工具
(9):プローブ
(22):蓋用クランプ部材
(23):保持部
(24):冷却媒体収容凹部
(30):板状被接合材
(31):クランプ部材
(32):保持部
(33):冷却媒体収容凹部
Claims (7)
- 2つの金属製被接合材の接合予定部位に摩擦攪拌接合用工具のプローブを埋入し、プローブを回転させつつプローブと両被接合材とを相対的に移動させることにより、プローブを両被接合材の接合予定部位に沿って移動させて両被接合材を摩擦攪拌接合する方法であって、
少なくともいずれか一方の被接合材におけるプローブ埋入側の表面に、摩擦攪拌接合中に潜熱を奪う冷却媒体を保持しておき、この状態で両被接合材を摩擦攪拌接合することを含み、冷却媒体を保持すべき被接合材を押さえるクランプ部材に、冷却媒体収容凹部を有する保持部を形成し、クランプ部材の保持部の冷却媒体収容凹部内に冷却媒体を入れておくことを特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 両被接合材の熱容量が異なっており、両被接合材のうちの少なくとも熱容量が小さい被接合材側の表面に、冷却媒体を保持しておく請求項1記載の摩擦攪拌接合方法。
- 両被接合材の高温変形抵抗が異なっており、両被接合材のうちの少なくとも高温変形抵抗の大きい被接合材側の表面に、冷却媒体を保持しておく請求項1記載の摩擦攪拌接合方法。
- 被接合材がアルミニウムからなる請求項1〜3のうちのいずれかに記載の摩擦攪拌接合方法。
- 凹所を有するベースと、凹所内に嵌め入れられかつ凹所の開口を塞ぐ蓋とを用意し、凹所の内周面における高さの中間部に、蓋の周縁部を受ける段部を形成しておき、蓋を凹所内に嵌め入れて段部上に乗せた後、ベースにおける凹所の開口周縁部と蓋の周縁部とに跨るように外側から摩擦攪拌接合用工具のプローブを埋入し、ついでベースおよび蓋とプローブとを相対的に移動させることによって、プローブを凹所の開口周縁部と蓋の周縁部の全周にわたって移動させ、ベースと蓋とを摩擦攪拌接合する中空体の製造方法であって、
蓋の外面に、摩擦攪拌接合中に潜熱を奪う冷却媒体を保持しておき、この状態でベースと蓋とを摩擦攪拌接合することを含み、蓋を押さえるクランプ部材に、冷却媒体収容凹部を有する保持部を形成し、クランプ部材の保持部の冷却媒体収容凹部内に冷却媒体を入れておくことを特徴とする中空体の製造方法。 - ベースおよび蓋がアルミニウムからなる請求項5記載の中空体の製造方法。
- ベースの凹所の開口および蓋が円形である請求項5または6記載の中空体の製造方法。
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