JP5113803B2 - 中空形材の接合継手及び接合体 - Google Patents
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Description
被接合部材110A,110Bの接合端面111,112にずれや隙間がある場合、摩擦攪拌接合用工具100の上部回転体101と下部回転体102で挟み込むことによって、その挟み込まれた接合端部に変形が加えられることが許容されている。つまり、接合後の寸法公差と材料強度の双方の点において許容される範囲で、接合端部が面外方向に変形を加えられることが許容されている。また、面内方向については、部材単体の公差あるいは位置決め精度の範囲で生じた接合端面111,112の隙間を閉じるため、接合端部に面内方向の圧縮力が拘束治具によって加えられる。
そこで、このとき逆断層の状態で配置された被接合部材10A,10Bの接合端部を、上部回転体101と下部回転体102とで挟み込んで摩擦攪拌接合が行われる。鋭角部を含む部材面が鈍角部を含む部材面よりも回転体101,102のショルダ面が強く接触し、その状態で攪拌軸103が接合端面11,12部分を攪拌させ、材料が塑性流動化して攪拌混練し、被接合部材10A,10Bが接合される。
なお、こうして接合端部に突出部を設ける場合は、図4に示す被接合部材20C,20Dのように、鋭角部側に突出部27,28を形成するようにしてもよい。なお、この場合でも突出部27,28は、接合端面25,26に沿って部材長手方向に連続して形成され、板厚をTとした場合、突出部27,28のT1は1.0T以上1.1T以下とする。
なお、上面板41a,41bについては、接合端面45a,45bの角度を設定すること、鋭角部を面取りして返し面を形成すること、或いは板厚を大きくした突出部を形成することを、それぞれ加えた中空形材の被接合部材40A,40Bとしてもよい。
また、上面板55a,55bの接合が優先され、下面板56a,56b側が同時に当たらないようにしたが、傾斜角度を大きくして許容量を増やし、隙間を空けるようにしたため、先の接合による熱歪の影響を受けることなく品質の高い接合を得るとともに、治具にワークを固定する作業のコストを下げることができる。
また、上面板61a,61bの接合が優先され、下面板62a,62b側が同時に当たらないようにしたが、鋭角部を鈍角部よりもせり上がり量を増やし、かつ板厚を増やし、隙間を空けるようにしたため、先の接合による熱歪の影響を受けることなく品質の高い接合を得るとともに、治具にワークを固定する作業のコストを下げることができる。
そして更に、接合端部に突出部67a,67bを設けたため、板厚が増したことによって、接合部が肉厚になって摩擦攪拌時の熱影響による強度低下を補うことができるだけでなく、塑性流動させることによって空間を埋める作用が増すので、接合時の許容開口量そのものを広げる効果もある。
41a,41b 上面板
42a,42b 下面板
43a,43b リブ
45a,45b 接合端面
46 段差部
100 摩擦攪拌接合用工具
101 上部回転体
102 下部回転体
103 攪拌軸
Claims (2)
- 上面板と下面板が幅方向に複数並んだリブによって連結された中空形材であって、幅方向に並べた一対の中空形材の上面板同士及び下面板同士を接合する接合継手において、
前記上面板と下面板の一方の接合端面には傾斜した平面が形成され、その接合端面同士を突き合わせた上面板同士又は下面板同士をボビンツール型工具によって摩擦攪拌接合する第1接合部と、前記第1接合部を構成する上面板又は下面板の他方には、当該他方の下面板同士又は上面板同士の接合端部を重ね合わせ、アーク溶接、レーザ溶接またはレーザハイブリッド溶接によって接合する第2接合部とを有し、
一方の第1中空形材は、前記第1接合部の傾斜面と、前記上面板又は下面板と直交する面外方向における前記上面板の上方側である外側の面又は前記下面板の下方側である外側の面との間に鈍角部が形成されたものであり、前記第2接合部の接合端部が前記面外方向の外側とは反対の内側に位置し、
他方の第2中空形材は、前記第1接合部の傾斜面と前記面外方向の外側の面との間に鋭角部が形成されたものであり、前記第2接合部の接合端部が前記面外方向の外側に位置するものであって、
前記第1及び第2中空形材について、前記第1中空形材の前記第2接合部で重ね合わせる接合端部の前記面外方向外側の面と、前記第2中空形材の前記第2接合部で重ね合わせる接合端部の前記面外方向内側の面とを接触させて重ね合わせて配置した場合に、前記第1接合部は、前記第1中空形材の鈍角部の位置より前記第2中空形材の鋭角部の位置が前記面外方向外側に位置するようにしたものであることを特徴とする中空形材の接合継手。 - 上面板と下面板が幅方向に複数並んだリブによって連結された中空形材であって、幅方向に並べた一対の中空形材の上面板同士及び下面板同士を接合した接合体において、
前記上面板と下面板の一方の接合端面には傾斜した平面が形成され、その接合端面同士を突き合わせた上面板同士又は下面板同士をボビンツール型工具によって摩擦攪拌接合する第1接合部と、前記第1接合部を構成する上面板又は下面板の他方には、当該他方の下面板同士又は上面板同士の接合端部を重ね合わせ、アーク溶接、レーザ溶接またはレーザハイブリッド溶接によって接合する第2接合部とを有し、
一方の第1中空形材は、前記第1接合部の傾斜面と、前記上面板又は下面板と直交する面外方向における前記上面板の上方側である外側の面又は前記下面板の下方側である外側の面との間に鈍角部が形成されたものであり、前記第2接合部の接合端部が前記面外方向の外側とは反対の内側に位置し、
他方の第2中空形材は、前記第1接合部の傾斜面と前記面外方向の外側の面との間に鋭角部が形成されたものであり、前記第2接合部の接合端部が前記面外方向の外側に位置するものであって、
前記第1及び第2中空形材について、前記第1中空形材の前記第2接合部で重ね合わせる接合端部の前記面外方向外側の面と、前記第2中空形材の前記第2接合部で重ね合わせる接合端部の前記面外方向内側の面とを接触させて重ね合わせて配置した場合に、前記第1接合部は、前記第1中空形材の鈍角部の位置より前記第2中空形材の鋭角部の位置が前記面外方向外側に位置するようにしたものであり、前記第2中空形材の接合部に前記第1中空形材の接合部が嵌め込まれた継手部に、前記摩擦攪拌接合とアーク溶接、レーザ溶接またはレーザハイブリッド溶接による接合が行われたものであることを特徴とする中空形材の接合体。
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