JP5662953B2 - 接合方法 - Google Patents
接合方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5662953B2 JP5662953B2 JP2012004069A JP2012004069A JP5662953B2 JP 5662953 B2 JP5662953 B2 JP 5662953B2 JP 2012004069 A JP2012004069 A JP 2012004069A JP 2012004069 A JP2012004069 A JP 2012004069A JP 5662953 B2 JP5662953 B2 JP 5662953B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thickness
- metal plate
- shoulders
- bobbin tool
- joining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
また、本発明は、円筒状を呈する内部ホルダーの内部に挿通され前記内部ホルダーと一体的に回転するスライド軸と、一対のショルダと前記ショルダの間に形成されたピンとを備えたボビンツールと、を有し、前記スライド軸に前記ボビンツールが連結されており、前記内部ホルダーに対して前記スライド軸が回転軸方向に移動可能になっている摩擦撹拌装置を用いて、一対の金属板を接合する接合方法であって、前記金属板の端面同士を突き合わせる突き合せ工程と、前記端面同士を突き合せて形成された突き合せ部に回転させた前記ボビンツールのピンを移動させて前記端面同士を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、前記端面同士の隙間を1.00mmより大きく1.75mm以下に設定する場合、
前記金属板の厚さと前記ショルダ間の距離とを、0.4mm≦{(金属板の厚さ)−(ショルダ間の距離)}≦0.8mmとなるように設定し、前記ショルダの外径をXとし、前記ピンの外径の外径をYとすると、次式を満たし、Y 2 /(X 2 −Y 2 )>0.2・・・・(1)前記接合工程では、ショルダ間の距離を前記金属板の厚さ以下に設定しておき、摩擦攪拌によって前記金属板が変形して前記端面の位置が前記ボビンツールの回転軸方向にずれた際に、前記ボビンツールをそのずれに追従して回転軸方向に移動させることを特徴とする。
かかる接合方法によれば、摩擦攪拌の摩擦熱によって金属板が変形しても、端面の位置ずれに追従してボビンツールが回転軸方向に移動するため、接合する位置がずれるのを防ぐことができる。また、ショルダ間の距離を金属板の厚さ以下に設定することで、摩擦攪拌して塑性流動化した金属がショルダの外部に溢れるのを防ぐことができる。これにより、接合欠陥の発生を抑制することができる。また、ピンが比較的太くなるため折れにくい。また、かかる接合方法によれば、端面同士に隙間があっても接合欠陥の発生を抑制することができる。
また、前記接合工程において、突き合わされた部分の前記金属板の厚さが異なる場合に、前記金属板の厚さが大きい方の前記金属板を前記ボビンツールの進行方向に対して右側に配置した場合には、前記ボビンツールを左回転させることが好ましい。
しかし、金属板の端面同士の厚さが異なる場合は、金属板の厚さが大きい金属板をシアー側に配置することで金属不足を補うことができるため、より好適に接合することができる。
図2の(a)に示すように、本実施形態では中空形材100Aと中空形材100Bとを接合する場合を例示する。中空形材100Aは、アルミニウム合金製の押出形材であって、断面視矩形の中空部100aを有する長尺部材である。中空形材100Aは、中空部100aを備えた本体部101と、本体部101の左側面の上下端からそれぞれ左側(中空形材100B側)に張り出した板状端部102,103とを有する。
図3及び図4に示すように、摩擦攪拌装置1は、外部ホルダー2と、外部ホルダー2の内部に配設される内部ホルダー3と、内部ホルダー3内に挿通されるスライド軸4と、スライド軸4の先端に取り付けられたボビンツール5とを有する。
また、ボビンツール5は、ピン13の外径Yを二乗した値をピン13の外径Yとショルダ間距離Zとの積で除した値が1.2よりも大きくなるように設定することが好ましい。かかるボビンツール5によれば、接合時にツール進行方向とは逆向きに流れる材料抵抗に対するピンの抗折力は十分であるため、ピン13の破損を防ぐことができる。これらの根拠については実施例で記載する。
本発明に係る接合方法では、中空形材同士を突き合わせる突き合せ工程と、突き合せ部Nにボビンツール5を挿入する接合工程と、を行う。
第一変形例では、図7の(a)に示すように、板状端部102Aと板状端部102Bとの厚さが異なる点で前記した実施形態と相違する。板状端部102Bの厚さT1は、板状端部102Aの厚さT2よりも大きくなっている。第一変形例では、板状端部102Aの高さ方向の中点と、板状端部102Bの高さ方向の中点とが重なるように突き合わされている。
第二変形例では、図7の(b)に示すように、板状端部102Cと板状端部102Dとの厚さが異なる点で前記した実施形態と相違する。板状端部102Cの厚さT1は、板状端部102Dの厚さT2よりも大きくなっている。第二変形例では、板状端部102Cの高さ方向の中点と、板状端部102Dの高さ方向の中点とが重なるように突き合わされている。
摩擦攪拌接合される金属板(板状端部)の厚さと金属板同士の隙間との関係を調査するための試験を行った。摩擦攪拌接合される一対の金属板の試験体(A6063−T5材)については、基本厚さを6.0mmとし、図8に示すとおり試験体H1〜H19まで用意した。「Ad側」とは、ボビンツールの回転方向と進行方向が一致する側=右回転の場合進行方向左側、を意味する。「Re側」とは、ボビンツールの回転方向と進行方向が相違する側=右回転の場合進行方向右側を意味する。
摩擦攪拌接合される金属板(板状端部)の厚さと金属板同士の隙間との関係を調査するための試験を行った。金属板同士の隙間は0〜2.0mmまで0.25mmずつ変化させた。試験に使用したボビンツールは、ショルダ外径10mm、ピン外径6mm、ショルダ間距離2.8mmに設定した。ボビンツールの回転数は2000rpm、移動速度は1000mm/min、回転方向は右回転に設定した。また、このボビンツールは、実施形態で記載したように、金属板の反りに追従してボビンツールの高さ位置が変化する形態である。摩擦攪拌接合後、X線透過試験と断面ミクロ組織から品質を判定した。
図17は、第一実施例において、ショルダ間距離を5.8mmに固定した場合の各ボビンツールの寸法と接合状況を示した表である。図18は、第二実施例において、ショルダ間距離を2.8mmに固定した場合の各ボビンツールの寸法と接合状況を示した表である。図19は、ショルダ間距離を11.5mmに固定した場合の各ボビンツールの寸法と接合状況を示した表である。図17,18,19には、抗張力/材料抵抗、抗折力/材料抵抗、材料保持傾向を示した。
Y2/(X2−Y2)>0.2・・・・(1)
Y2/YZ>1.2・・・・・・・・(2)
2 外部ホルダー
3 内部ホルダー
4 スライド軸
5 ボビンツール
11 第一ショルダ
12 第二ショルダ
13 ピン
13a 上部螺旋溝
13b 下部螺旋溝
100A中空形材
100B中空形材
N 突き合せ部
T 金属板の厚さ
W 塑性化領域(接合部)
X ショルダの外径
Y ピンの外径
Z ショルダ間距離(ピンの長さ)
Claims (6)
- 円筒状を呈する内部ホルダーの内部に挿通され前記内部ホルダーと一体的に回転するスライド軸と、円柱状を呈し、同等の外径からなる一対のショルダと前記ショルダの間に形成されたピンとを備えたボビンツールと、を有し、前記スライド軸に前記ボビンツールが連結されており、前記内部ホルダーに対して前記スライド軸が回転軸方向に移動可能になっている摩擦撹拌装置を用いて、
一対の金属板を接合する接合方法であって、
前記金属板の端面同士を突き合わせる突き合せ工程と、
前記端面同士を突き合せて形成された突き合せ部に回転させた前記ボビンツールのピンを移動させて前記端面同士を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、
前記ショルダの外径をXとし、前記ピンの外径の外径をYとすると、次式を満たし、
Y2/(X2−Y2)>0.2・・・・(1)
前記接合工程では、ショルダ間の距離を前記金属板の厚さ以下に設定しておき、摩擦攪拌によって前記金属板が変形して前記端面の位置が前記ボビンツールの回転軸方向にずれた際に、前記ボビンツールがそのずれに追従して回転軸方向に移動することを特徴とする接合方法。 - 前記端面同士の隙間を1.00mm以下に設定する場合、
前記金属板の厚さと前記ショルダ間の距離とを、0.2mm≦{(金属板の厚さ)−(ショルダ間の距離)}≦0.8mmとなるように設定することを特徴とする請求項1に記載の接合方法。 - 円筒状を呈する内部ホルダーの内部に挿通され前記内部ホルダーと一体的に回転するスライド軸と、一対のショルダと前記ショルダの間に形成されたピンとを備えたボビンツールと、を有し、前記スライド軸に前記ボビンツールが連結されており、前記内部ホルダーに対して前記スライド軸が回転軸方向に移動可能になっている摩擦撹拌装置を用いて、
一対の金属板を接合する接合方法であって、
前記金属板の端面同士を突き合わせる突き合せ工程と、
前記端面同士を突き合せて形成された突き合せ部に回転させた前記ボビンツールのピンを移動させて前記端面同士を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、
前記端面同士の隙間を1.00mmより大きく1.75mm以下に設定する場合、
前記金属板の厚さと前記ショルダ間の距離とを、0.4mm≦{(金属板の厚さ)−(ショルダ間の距離)}≦0.8mmとなるように設定し、
前記ショルダの外径をXとし、前記ピンの外径の外径をYとすると、次式を満たし、
Y 2 /(X 2 −Y 2 )>0.2・・・・(1)
前記接合工程では、ショルダ間の距離を前記金属板の厚さ以下に設定しておき、摩擦攪拌によって前記金属板が変形して前記端面の位置が前記ボビンツールの回転軸方向にずれた際に、前記ボビンツールをそのずれに追従して回転軸方向に移動させることを特徴とする接合方法。 - 前記ショルダの外径を二乗した値を、前記ピンの外径を二乗した値で除した値が2.0より大きくなるように設定されている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。
- 前記接合工程において、突き合わされた部分の前記金属板の厚さが異なる場合に、前記金属板の厚さが大きい方の前記金属板を前記ボビンツールの進行方向に対して左側に配置した場合には、前記ボビンツールを右回転させることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の接合方法。
- 前記接合工程において、突き合わされた部分の前記金属板の厚さが異なる場合に、前記金属板の厚さが大きい方の前記金属板を前記ボビンツールの進行方向に対して右側に配置した場合には、前記ボビンツールを左回転させることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012004069A JP5662953B2 (ja) | 2011-01-19 | 2012-01-12 | 接合方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011008547 | 2011-01-19 | ||
JP2011008547 | 2011-01-19 | ||
JP2012004069A JP5662953B2 (ja) | 2011-01-19 | 2012-01-12 | 接合方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013125236A Division JP2013208654A (ja) | 2011-01-19 | 2013-06-14 | 接合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012161840A JP2012161840A (ja) | 2012-08-30 |
JP5662953B2 true JP5662953B2 (ja) | 2015-02-04 |
Family
ID=46841789
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012004069A Active JP5662953B2 (ja) | 2011-01-19 | 2012-01-12 | 接合方法 |
JP2013125236A Pending JP2013208654A (ja) | 2011-01-19 | 2013-06-14 | 接合方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013125236A Pending JP2013208654A (ja) | 2011-01-19 | 2013-06-14 | 接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP5662953B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014094409A (ja) | 2012-10-10 | 2014-05-22 | Nippon Light Metal Co Ltd | 伝熱板の製造方法及び摩擦攪拌接合方法 |
JP6033646B2 (ja) * | 2012-11-13 | 2016-11-30 | 日本車輌製造株式会社 | 摩擦撹拌接合工具、及び摩擦撹拌接合方法 |
JP6505364B2 (ja) * | 2014-01-14 | 2019-04-24 | 日本軽金属株式会社 | 摩擦攪拌接合方法 |
JP2015196180A (ja) * | 2014-04-01 | 2015-11-09 | 日本軽金属株式会社 | 伝熱板の製造方法及び摩擦攪拌接合方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002018580A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-22 | Hitachi Ltd | 摩擦攪拌接合方法及び接合装置 |
JP2003154469A (ja) * | 2001-11-20 | 2003-05-27 | Hitachi Ltd | 摩擦撹拌接合用回転ツール及び摩擦攪拌接合方法 |
JP2004114138A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 摩擦攪拌接合加工機 |
JP4335513B2 (ja) * | 2002-10-08 | 2009-09-30 | 三菱重工業株式会社 | 摩擦攪拌接合装置と摩擦攪拌接合方法 |
WO2006081819A1 (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-10 | Dan Stir Aps | A device for friction stir welding and a method of welding |
JP2009018312A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 摩擦撹拌接合装置と、該摩擦撹拌接合装置を利用した異種金属同士の差厚テーラードブランク材の製造方法 |
-
2012
- 2012-01-12 JP JP2012004069A patent/JP5662953B2/ja active Active
-
2013
- 2013-06-14 JP JP2013125236A patent/JP2013208654A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012161840A (ja) | 2012-08-30 |
JP2013208654A (ja) | 2013-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5559214B2 (ja) | 回転ツールユニット、摩擦攪拌接合方法及びダブルスキンパネルの摩擦攪拌接合方法 | |
JP5864446B2 (ja) | 回転ツールユニット、摩擦攪拌接合方法及びダブルスキンパネルの摩擦攪拌接合方法 | |
JP5662953B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6928011B2 (ja) | 摩擦攪拌接合方法および接合構造体の製造方法 | |
WO2020095483A1 (ja) | 液冷ジャケットの製造方法及び摩擦攪拌接合方法 | |
JP2013027923A (ja) | ダブルスキンパネルの組立体及びダブルスキンパネルの摩擦攪拌接合方法 | |
US20070280849A1 (en) | Friction stir welding process and structure | |
JPH10249551A (ja) | 摩擦攪拌接合用治具及びそれを用いた摩擦攪拌接合方法 | |
WO2017138324A1 (ja) | 接合方法 | |
JP6740960B2 (ja) | 接合方法 | |
JP5422011B2 (ja) | 接合方法 | |
JP3283439B2 (ja) | 摩擦攪拌接合用治具 | |
JP2023006931A (ja) | 摩擦攪拌接合工具、および摩擦攪拌接合装置 | |
JP6743643B2 (ja) | 中空容器の製造方法 | |
CN114901417B (zh) | 液冷套的制造方法以及摩擦搅拌接合方法 | |
JP6777020B2 (ja) | 接合方法 | |
JP5509798B2 (ja) | 接合方法 | |
JP6756253B2 (ja) | 接合方法 | |
KR101519107B1 (ko) | 중공형재 구조체 접합방법 | |
JP6897024B2 (ja) | 接合方法 | |
KR20090062465A (ko) | 판-보강재 어셈블리 제작방법 및 그에 의하여 형성된판-보강재 어셈블리 | |
JP7322748B2 (ja) | 複合構造体の製造方法 | |
JP7322749B2 (ja) | 複合構造体の製造方法 | |
JP5422010B2 (ja) | 接合方法 | |
JP2014028398A (ja) | 伝熱板の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130415 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130423 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130614 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131001 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20131122 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20131122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140325 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140530 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141202 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141205 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5662953 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |