JP7142797B1 - Friction stir welding apparatus and friction stir welding method - Google Patents
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Abstract
【課題】接合温度に対応して、接合ツールの進行速度または回転速度を最適に保持することが可能な摩擦攪拌接合装置を提供する。【解決手段】接合ツールを目標回転速度で回転させながら被接合部材に目標深度まで挿入し、前記被接合部材の挿入部及びその近傍を軟化させ、前記被接合部材を摩擦攪拌接合する部位を示す接合線に沿って前記接合ツールを進行させて前記被接合部材を摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合装置であって、前記摩擦攪拌接合装置は、前記接合ツールが接合方向に進行しながら前記被接合部材を摩擦攪拌接合するときに、前記接合線の直下を含む前記挿入部近傍の温度を示す接合温度の値に基づいて、前記接合ツールの進行速度および回転速度の少なくとも何れかを制御することを特徴とする。【選択図】 図２A friction stir welding apparatus capable of optimally maintaining the advancing speed or rotating speed of a welding tool corresponding to the welding temperature is provided. A welding tool is rotated at a target rotation speed and inserted into a member to be welded to a target depth to soften an insertion portion of the member to be welded and its vicinity, thereby indicating a portion of the member to be welded by friction stir welding. A friction stir welding apparatus for friction stir welding the members to be welded by advancing the welding tool along a welding line, wherein the friction stir welding apparatus advances the members to be welded while the welding tool advances in the welding direction. When performing friction stir welding, at least one of the advancing speed and the rotating speed of the welding tool is controlled based on the value of the welding temperature indicating the temperature in the vicinity of the insertion part including immediately below the welding line and [Selection drawing] Fig. 2
Description
本発明は、被接合部材同士を摩擦攪拌接合により接合する摩擦攪拌接合装置の構成とその制御に係り、特に、高品質（高精度）な接合が要求される被接合部材の接合に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to the configuration and control of a friction stir welding apparatus that joins members to be joined by friction stir welding, and is particularly applicable to the joining of members to be joined that require high-quality (high-precision) joining. Regarding effective technology.
円柱状の接合ツールを回転させて発生する摩擦熱で被接合材料を軟化させ、その部分を攪拌することで被接合材料同士を接合する摩擦攪拌接合（ＦＳＷ：Friction Stir Welding）は、材料以外の素材を用いないため、疲労強度が高く、材料も溶融しないことから溶接変形（ひずみ）の少ない接合が可能であり、航空機や自動車のボディなど、幅広い分野での応用が期待されている。 Friction Stir Welding (FSW), in which the materials to be welded are joined together by softening the materials to be welded by the frictional heat generated by rotating a cylindrical welding tool and stirring the softened part, is Because it does not use any raw material, it has high fatigue strength, and since the material does not melt, it is possible to join with less welding deformation (distortion).
本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には、「接合ツール（プローブ型回転工具に相当）に直結して配設した反力検知センサを用いて、接合ツールの接合動作時に、接合ツールが被接合部材（被加工物に相当）から受ける反力（反作用力）を反力検知センサで検出し、反力に応じて接合ツールの進行速度（移動速度に相当）を制御する摩擦攪拌接合用回転工具の制御方法」が開示されている。
As a background art of this technical field, there is a technique such as
具体的には、運用を開始する前段階において、良好な接合品質（接合表面に相当）を維持できる最大進行速度を求め、それに対応する反力を基準値として設定し、運用段階においては、取得した反力の現在値を基準値に近づくように接合ツールの進行速度を制御する。 Specifically, in the stage prior to starting operation, the maximum speed at which good bonding quality (equivalent to the bonding surface) can be maintained is determined, and the corresponding reaction force is set as a reference value. The advancing speed of the welding tool is controlled so that the current value of the applied reaction force approaches the reference value.
しかしながら、上記特許文献１に開示された接合ツールの進行速度の制御方法においては、接合ツールを被接合部材に挿入した挿入部近傍の温度を示す接合温度を考慮していない。従って、必ずしも良好な接合品質を保持できるとは限らない。
However, in the method for controlling the advancing speed of the welding tool disclosed in
摩擦攪拌接合においては、接合ツールを所定の回転速度で回転させながら被接合部材に所定の挿入深度まで挿入し、良好な接合品質を保持できるまで入熱処理を行い、接合ツールを接合線に従って所定の進行速度で進行させる。接合温度は、既に接合加工を終了した部位の入熱に影響を受けて蓄熱され、一定とはならない。接合ツールの進行速度、または回転速度については、この温度変動を考慮して制御する必要がある。 In friction stir welding, the welding tool is rotated at a predetermined rotational speed and inserted into the member to be welded to a predetermined insertion depth. Let it progress at the speed of progress. The bonding temperature is affected by the heat input from the parts where the bonding process has already been completed, and heat is accumulated, so that the bonding temperature is not constant. The advancing speed or rotating speed of the welding tool must be controlled in consideration of this temperature fluctuation.
特許文献１では、接合品質を保持できる接合ツールの最大の進行速度を求め、その際の被接合部材からの接合ツールに対する反力を計測して基準値として設定し、運用段階においては反力の現在値を取得して、その値が基準値に近づくように接合ツールの進行速度を制御する。反力は、接合温度変動の影響を受け、一定とはならない。つまり、接合ツールにより接合開始位置から接合終了位置の間において、接合温度が変動するとそれに影響されて反力（負荷）も変動する。この変動に関して考慮されていない。
In
そこで、本発明の目的は、接合温度に対応して、接合ツールの進行速度または回転速度を最適に保持することが可能な摩擦攪拌接合装置及び摩擦攪拌接合方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a friction stir welding apparatus and a friction stir welding method capable of optimally maintaining the advancing speed or rotating speed of a welding tool according to the welding temperature.
上記課題を解決するために、本発明は、接合ツールを目標回転速度で回転させながら被接合部材に目標深度まで挿入し、前記被接合部材の挿入部及びその近傍を軟化させ、前記被接合部材を摩擦攪拌接合する部位を示す接合線に沿って前記接合ツールを進行させて前記被接合部材を摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合装置であって、前記摩擦攪拌接合装置は、前記接合ツールが接合方向に進行しながら前記被接合部材を摩擦攪拌接合するときに、前記接合線の直下を含む前記挿入部近傍の温度を示す接合温度の値に基づいて、前記接合ツールの進行速度および回転速度の少なくとも何れかを制御し、前記接合ツールにより前記被接合部材の摩擦攪拌接合を開始する位置から摩擦攪拌接合を終了する位置までを所定の間隔で複数に分割して、それぞれの分割した区間を示す分割区間ごとに設定する基準接合温度に対応して設定する基準進行速度によりそれぞれの前記分割区間ごとの前記進行速度の目標値を設定し、かつ前記基準接合温度に対応して設定する基準回転速度によりそれぞれの前記分割区間ごとの前記回転速度の目標値を設定することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention inserts a welding tool into a member to be welded to a target depth while rotating at a target rotation speed, softens an insertion portion of the member to be welded and its vicinity, and softens the member to be welded. A friction stir welding apparatus for friction stir welding the members to be welded by advancing the welding tool along a welding line indicating a portion to be friction stir welded, wherein the friction stir welding apparatus moves the welding tool in the welding direction At least the advancing speed and the rotating speed of the welding tool based on the welding temperature value indicating the temperature in the vicinity of the insertion portion including immediately below the welding line when the members to be welded are friction stir welded while advancing to Control any one of them, and divide the position from the position where the friction stir welding of the member to be welded by the welding tool to the position where the friction stir welding ends is divided into a plurality of sections at predetermined intervals, and division indicating each divided section The target value of the advancing speed for each of the divided sections is set by the reference advancing speed set corresponding to the reference welding temperature set for each section, and the reference rotation speed is set corresponding to the reference welding temperature. A target value of the rotational speed is set for each of the divided sections .
また、本発明は、（ａ）接合ツールにより被接合部材を摩擦攪拌接合する前段階のテスト接合を所定回数実施し、前記被接合部材を載置する載置台において前記被接合部材を摩擦攪拌接合する部位を示す接合線を所定の間隔で複数の区間に分割するステップ、（ｂ）前記（ａ）ステップで分割したそれぞれの分割区間ごとに前記接合線の直下で前記載置台に１つ以上配設した温度センサにより所望の摩擦攪拌接合が可能な前記接合ツール近傍の温度を示す接合温度の下限値と上限値と温度範囲を前記分割区間ごとに所定数取得して基準接合温度として設定するステップ、（ｃ）前記（ｂ）ステップと並行して、前記接合ツールの進行速度を所定数取得して基準進行速度として設定するとともに、そのときの前記接合ツールの回転速度を所定数取得して基準回転速度として設定するステップ、（ｄ）前記被接合部材を摩擦攪拌接合する際に、それぞれの前記分割区間ごとに前記温度センサにより現在の接合温度を取得して、それぞれの前記分割区間ごとに前記現在の接合温度の属する前記基準接合温度を選択して、前記選択した基準接合温度に対応する前記基準進行速度を前記進行速度の目標値として設定し、および／または、前記選択した基準接合温度に対応する前記基準回転速度を前記回転速度の目標値として設定するステップ、を含むことを特徴とする。 In the present invention, (a) a welding tool is used to perform test welding in a stage prior to friction stir welding of the members to be welded a predetermined number of times, and the members to be welded are friction stir welded on a mounting table on which the members to be welded are placed. (b) for each of the divided sections divided in step (a), one or more are arranged on the mounting table immediately below the joining line; A step of acquiring a predetermined number of lower and upper limit values and temperature ranges of the welding temperature indicating the temperature in the vicinity of the welding tool at which desired friction stir welding is possible by the provided temperature sensor, and setting them as a reference welding temperature. (c) in parallel with the step (b), a predetermined number of advancing speeds of the welding tool are obtained and set as a reference advancing speed, and a predetermined number of rotation speeds of the welding tool at that time are obtained as a reference; (d) acquiring the current welding temperature by the temperature sensor for each of the divided sections when the members to be welded are friction stir welded; selecting the reference junction temperature to which the current junction temperature belongs, setting the reference progress speed corresponding to the selected reference junction temperature as a target value of the progress speed, and/or setting the selected reference junction temperature to setting the corresponding reference rotational speed as a target value of the rotational speed.
また、本発明は、（ａ）接合ツールにより被接合部材を摩擦攪拌接合する前段階のテスト接合を実施し、前記被接合部材を載置する載置台において前記被接合部材を摩擦攪拌接合する部位を示す接合線を所定の間隔で複数の区間に分割するステップ、（ｂ）前記（ａ）ステップで分割したそれぞれの分割区間ごとに前記接合線の直下で前記載置台に１つ以上配設した温度センサにより所望の摩擦攪拌接合が可能な前記接合ツール近傍の温度を示す接合温度を前記分割区間ごとに取得して基準接合温度として設定するステップ、（ｃ）前記（ｂ）ステップと並行して、前記接合ツールの進行速度を取得して基準進行速度として設定するとともに、そのときの前記接合ツールの回転速度を取得して基準回転速度として設定するステップ、（ｄ）前記被接合部材を摩擦攪拌接合する際に、それぞれの前記分割区間ごとに前記基準進行速度を前記進行速度の目標値として設定し、および／または、前記基準回転速度を前記回転速度の目標値として設定するステップ、を含むことを特徴とする。 In addition, the present invention provides (a) a portion where test welding is performed as a pre-stage of friction stir welding of the members to be welded by a welding tool, and the members to be welded are friction stir welded on a mounting table on which the members to be welded are placed. (b) one or more sections are arranged on the mounting table immediately below the joint line for each divided section divided in step (a); (c) obtaining a welding temperature indicating a temperature in the vicinity of the welding tool at which desired friction stir welding is possible by a temperature sensor and setting it as a reference welding temperature for each of the divided sections; (d) friction stir welding of the member to be welded; setting the reference advancing speed as a target value of the advancing speed and/or setting the reference rotation speed as a target value of the rotation speed for each of the divided sections when joining the divided sections. characterized by
本発明によれば、接合温度に対応して、接合ツールの進行速度または回転速度を最適に保持することが可能な摩擦攪拌接合装置及び摩擦攪拌接合方法を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the friction stir welding apparatus and friction stir welding method which can hold|maintain the advancing speed or rotation speed of a welding tool optimally can be implement|achieved corresponding to welding temperature.
これにより、被接合部材同士の高品質（高精度）な摩擦攪拌接合が可能となる。 This enables high-quality (high-precision) friction stir welding of the members to be welded.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions of overlapping portions are omitted.
図１から図５を参照して、本発明の実施例１に係る摩擦攪拌接合装置及び摩擦攪拌接合方法について説明する。 A friction stir welding apparatus and a friction stir welding method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.
図１は、本実施例に係る摩擦攪拌接合装置１の全体概要を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall outline of a friction
本実施例の摩擦攪拌接合装置１は、図１に示すように、主要な構成として、装置本体２と、Ｚ軸上下動駆動機構部３を介して装置本体２に接続される主軸支持部４と、主軸支持部４により保持される主軸１５と、主軸１５により保持されるツールホルダ（接合ヘッド）５と、ツールホルダ（接合ヘッド）５により保持される接合ツール６とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the friction
Ｚ軸上下動駆動機構部３には、図１に例示するように、例えばボールスクリュー、リニアガイドなどが用いられ、Ｚ軸上下動駆モータ１６により装置本体２に対して主軸支持部４をＺ軸方向（上下方向）に駆動させる。
As shown in FIG. 1, the Z-axis vertical
接合ツール６はショルダ部７およびプローブ部（接合ピン）８で構成され、主軸モータ１４に連結（図１では直結）されている。主軸モータ１４は、接合ツール６を所定方向に回転させる。
The joining tool 6 is composed of a
装置本体２は、Ｚ軸上下動駆動機構部３を介して主軸支持部４を支持し、装置本体２に搭載（付属）された制御部（制御装置）１１から主軸モータ１４に駆動信号を付与して接合ツール６を回転させながら接合線に沿って進行させる。つまり、装置本体２は、主軸支持部４と、主軸１５と、ツールホルダ（接合ヘッド）５を保持し、接合ツール６を回転させると共に、接合ツール６を図１のＸ軸方向およびＺ軸方向に移動させる。
The
接合ツール６を所定の回転数で回転させながら、載置台１０上に載置された被接合部材９（９ａ，９ｂ）表面の接合線上にショルダ部７とプローブ部８とを押し付けることにより摩擦熱を発生させて被接合部材９を軟化させ、ショルダ部７とプローブ部８とを被接合部材９に必要量挿入し、当該回転数を保持することで塑性流動が生じ、挿入部が攪拌される。接合ツール６を引き抜く、又は移動することで攪拌部（接合部）が冷却され、被接合部材９は接合される。
While rotating the welding tool 6 at a predetermined number of rotations, the
なお、図１では、ツールホルダ（接合ヘッド）５及び接合ツール６が、主軸１５及び主軸支持部４、Ｚ軸上下動駆動機構部３を介して装置本体２に接続（保持）される構成を示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｚ軸上下動駆動機構部３のみを介して装置本体２に接続（保持）される構成や、他の可動手段を介して装置本体２に接続（保持）される構成、ツールホルダ（接合ヘッド）５及び接合ツール６が直接装置本体２に接続（保持）される構成、或いは、図１の構成に、さらにツールホルダ（接合ヘッド）５と装置本体２の間にＣ型フレームを設ける構成、多軸ロボットアームを有する装置本体２に接続（保持）される構成なども本実施例の範囲に含むものとする。
1, the tool holder (welding head) 5 and the welding tool 6 are connected (held) to the apparatus
また、ショルダ部７とプローブ部（接合ピン）８とが同一である接合ツール（つまりプローブを有さず、ショルダのみ）であっても良く、また、ショルダ部７が回転しない構造であっても良い。
In addition, the
装置本体２には、摩擦攪拌接合装置１の動作を制御する制御部（制御装置）１１が設置（付属）されている。制御部（制御装置）１１は、接合ツール６による接合条件を決定する接合条件信号やＺ軸上下動駆動機構部３による接合ツール６の鉛直方向（Ｚ方向）の保持位置（接合ピン８の挿入量）を決定する保持位置決定信号などの接合パラメータ（ＦＳＷ接合条件）を記憶する記憶部（図示せず）を備えている。なお、制御部１１は、制御装置として装置本体とは別に構成してもよい。
A controller (control device) 11 for controlling the operation of the friction
また、装置本体２には、Ｘ軸方向に駆動可能なＸ軸前後駆動機構部１２が設けられており、Ｘ軸前後動駆モータ１３により装置本体２の上部をＸ軸方向に設けられたリニアガイドのレールに沿って移動させることで、ツールホルダ（接合ヘッド）５及び接合ツール６をＸ軸方向（接合方向）へ移動させることができる。
Further, the device
ここで、本実施例の摩擦攪拌接合装置１には、図１に示すように、接合ツール６により被接合部材９を摩擦攪拌接合する際の接合温度を測定する温度センサ１７が載置台１０に配設されている。温度センサ１７は、摩擦攪拌接合する際の接合線に沿ってＸ軸方向の任意の場所の接合温度を測定できるようＸ軸方向に複数配置されている。
Here, in the friction
温度センサ１７により取得した接合温度情報は、制御部（制御装置）１１に入力され、接合ツール６による摩擦攪拌接合の接合条件にフィードバックされる。
The welding temperature information acquired by the
図２に、載置台１０と温度センサ１７の具体例を示す。図２では、載置台１０の構成例として、載置台移動機構部１０ａにより被接合部材９（９ａ，９ｂ）をＸ軸方向に移動可能な構造の載置台を示している。
FIG. 2 shows a specific example of the mounting table 10 and the
上述したように、載置台１０には、Ｘ軸方向に複数の温度センサ１７（ここでは、ｎ１～ｎ５の５個）が配設されており、摩擦攪拌接合する際の接合線に沿ってＸ軸方向の任意の場所の接合温度を測定することができる。 As described above, the mounting table 10 is provided with a plurality of temperature sensors 17 (here, five sensors n1 to n5) in the X-axis direction. It is possible to measure the junction temperature at any location in the axial direction.
本発明では、後述するように、温度センサ１７により取得した接合温度情報に基づいて、被接合部材９（９ａ，９ｂ）に対する接合ツール６（ショルダ部７及びプローブ部８）のＸ軸方向進行速度及び回転速度の少なくとも何れかを制御する。
In the present invention, as will be described later, based on the welding temperature information acquired by the
次に、図５を用いて、主軸モータ負荷率と接合ツール挿入動作の関係について説明する。図５は、主軸モータ負荷率と接合ツール挿入動作の関係を概念的に示す図である。図５に示すように、接合ツール位置は主軸モータ１４の負荷率と関係がある。
Next, the relationship between the spindle motor load factor and the welding tool insertion operation will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram conceptually showing the relationship between the spindle motor load factor and the welding tool insertion operation. As shown in FIG. 5, the welding tool position is related to the load factor of the
プローブ部（接合ピン）８を被接合部材９に接触させて接合ツール６の挿入を開始すると、接合ツール位置が深くなるに従い主軸モータ１４の負荷率は上昇する。
When the probe portion (joining pin) 8 is brought into contact with the
接合ツール６の挿入中にショルダ部７が被接合部材９に接触すると、主軸モータ１４の負荷率の上昇率は一時的に低下するが、接合ツール６の挿入がさらに進むと、主軸モータ１４の負荷率の上昇率は再び上昇する。
When the
接合ツール６の挿入時の目標負荷率または目標接合ツール位置に到達した時点で、接合ツール６の挿入処理を終了し、接合ツール位置を固定した状態で、接合ツール６を一定の時間回転させて被接合部材９への入熱処理を行う。 When the welding tool 6 reaches the target load factor or the target welding tool position when the welding tool 6 is inserted, the welding tool 6 insertion process is terminated, and the welding tool 6 is rotated for a certain period of time while the welding tool position is fixed. An input heat treatment is performed on the members to be joined 9 .
その後、被接合部材９の摩擦攪拌接合処理を行う。摩擦攪拌接合処理の間は、主軸モータ負荷率と接合ツール位置をともに一定の値（目標値）を保持するように、主軸モータ１４及びＺ軸上下動駆動モータ１６の駆動を制御する。
After that, the members to be welded 9 are subjected to friction stir welding. During the friction stir welding process, the driving of the
摩擦攪拌接合処理が終了した時点で、接合ツール６の引き抜きを開始すると、接合ツール位置が浅くなるに従い主軸モータ１４の負荷率は低下する。
When the welding tool 6 is pulled out when the friction stir welding process ends, the load factor of the
上記のように、本実施例の摩擦攪拌接合装置１は、接合ツール６を所定の回転速度を示す目標回転速度で回転しながら被接合部材９（９ａ，９ｂ）に目標とする深度を示す目標深度まで挿入し、その位置において、接合ツール６近傍の被接合部材９の温度を示す接合温度が所望の値に上昇するまで入熱処理を行い、その後、接合線（被接合部材９ａと被接合部材９ｂとの接合部）上を所定の進行速度を示す目標進行速度で接合ツール６を摩擦攪拌接合終了位置まで進行させて被接合部材９（９ａ，９ｂ）を摩擦攪拌接合する。
As described above, the friction
摩擦攪拌接合は、接合ツール６を回転させて接合ツール６の挿入部とその近傍を軟化させながら進行させて被接合部材９を摩擦攪拌接合するものであり、被接合部材９を軟化させる摩擦熱が重要な要素となる。従って、所望の摩擦攪拌接合品質を確保するためには、摩擦熱、すなわち接合温度を適切に管理することが重要となる。
Friction stir welding is performed by rotating the welding tool 6 to soften the insertion portion of the welding tool 6 and the vicinity thereof while advancing the friction stir welding of the
これまでの摩擦攪拌接合装置は、接合温度の変動に関係なく、接合ツールの回転速度の目標値と進行速度の目標値を、被接合部材の材質と厚さに基づく接合条件により設定した初期値により、摩擦攪拌接合開始位置から摩擦攪拌終了位置まで変化させることなく一定に保持する運用が行われてきた。 In conventional friction stir welding equipment, the initial values for the welding tool rotation speed target value and progress speed target value were set according to the welding conditions based on the material and thickness of the workpieces to be welded, regardless of fluctuations in the welding temperature. Therefore, an operation has been performed in which the friction stir welding start position is kept constant without changing from the friction stir welding end position.
被接合部材の厚みが厚く、少々の接合温度の変動による摩擦攪拌接合品質のばらつきが無視できる用途であれば特に問題になることはない。しかしながら、電動移動体などの車両重量の軽量化に供することを目的として使用されるアルミ薄板材を被接合部材とする場合には、接合温度の変動による摩擦攪拌接合品質のばらつきが問題となる場合がある。本発明は、この課題を解決するものである。 If the members to be welded are thick and the variation in friction stir welding quality caused by a slight variation in the welding temperature can be ignored, there is no particular problem. However, when aluminum sheet materials are used for the purpose of reducing the weight of vehicles such as electric vehicles, variations in friction stir welding quality due to fluctuations in welding temperature may become a problem. There is The present invention solves this problem.
摩擦熱の大小、すなわち接合温度の高低は、接合ツールの回転速度および／または進行速度の値により定まる。 The magnitude of frictional heat, that is, the magnitude of welding temperature, is determined by the value of the rotational speed and/or advancing speed of the welding tool.
例えば、一定の回転速度であっても、進行速度を遅くすれば接合温度は上昇し、また、一定の進行速度であっても回転速度を速くしても接合温度は上昇する。逆に、一定の回転速度であっても、進行速度を速くすれば接合温度は下降し、また、一定の進行速度であっても回転速度を遅くしても接合温度は下降する。 For example, even if the rotating speed is constant, the bonding temperature increases if the traveling speed is slowed down, and the bonding temperature increases even if the rotating speed is constant but the rotating speed is increased. Conversely, even if the rotating speed is constant, the bonding temperature will decrease if the advancing speed is increased, and even if the rotating speed is constant, the bonding temperature will decrease if the rotating speed is decreased.
従って、接合温度を制御するには、接合ツールの回転速度および／または進行速度を制御する必要がある。つまり、所望の摩擦攪拌接合品質を確保するには、接合温度を適正に管理できるように、接合ツールの回転速度および／または進行速度を制御することが必要である。 Therefore, to control the welding temperature, it is necessary to control the rotational speed and/or travel speed of the welding tool. In other words, to ensure the desired friction stir welding quality, it is necessary to control the rotation speed and/or the travel speed of the welding tool so that the welding temperature can be properly controlled.
そこで、本発明では、接合ツール６の回転速度と進行速度の目標値を設定して管理する。 Therefore, in the present invention, target values for the rotation speed and advancing speed of the welding tool 6 are set and managed.
図３に、摩擦攪拌接合する際の接合線１８と、接合線１８を所定の間隔で複数の区間に分割した分割区間を示す。なお、図３では、分かり易いように、被接合部材９（９ａ，９ｂ）の図示を省略している。
FIG. 3 shows the
先ず、図３に示すように、接合線１８を所定の間隔で複数の区間（ここでは、分割区間１～分割区間７の７区間）に分割する。それぞれの分割区間ごとに接合ツール６の回転速度と進行速度の目標値を設定する。その設定方法について詳述する。
First, as shown in FIG. 3, the joining
摩擦攪拌接合装置１により被接合部材９の本運用接合をする前段階において、テスト接合を実施する。テスト接合において、各接合条件（回転速度と進行速度）で分割区間ごとに所望の摩擦攪拌接合品質を確保できる接合温度の範囲を定める下限値と上限値とを計測する。さらに、そのときの接合ツール６の回転速度と進行速度を計測する。
In the stage prior to actual welding of the
これらの接合温度範囲、接合ツール６の回転速度の値、接合ツール６の進行速度の値を、基準接合温度、基準回転速度、基準進行速度として設定する。 These welding temperature range, rotation speed value of the welding tool 6, and advancing speed value of the welding tool 6 are set as a reference welding temperature, a reference rotation speed, and a reference advancing speed.
この処理を所定回数繰り返し、それぞれの分割区間ごとに、図４に示す対応表のように、基準接合温度と基準進行速度と基準回転速度の相関関係の組合せを所定数設定する。所定数の相関関係の組合せを準備するのは、ごく微小な温度変化に対応し、最高精度の摩擦攪拌接合品質を確保するためである。 This process is repeated a predetermined number of times, and a predetermined number of combinations of correlations among the reference welding temperature, the reference traveling speed, and the reference rotational speed are set for each divided section, as shown in the correspondence table shown in FIG. The reason for preparing a predetermined number of combinations of correlations is to ensure the highest precision friction stir welding quality by coping with extremely minute temperature changes.
摩擦攪拌接合装置１による本運用接合においては、分割区間ごとに現在の接合温度を示す現在接合温度を取得する。その取得した現在接合温度が属する最も近い基準接合温度を選択し、その選択した基準接合温度に対応する基準回転速度を回転速度の目標値として選択し、その選択した基準接合温度に対応する基準進行速度を進行速度の目標値として選択する。実際には、そのときの接合温度状態により、回転速度か進行速度の何れか一方の目標値を再設定するか、両方の目標値を再設定するか決定する。
In actual operation welding by the friction
具体的に本発明を適用した摩擦攪拌接合装置１の本運用接合を説明する。接合ツール６を摩擦攪拌接合開始位置にポジショニングし、接合ツール６の回転速度の初期の目標値を設定して接合ツール６を回転させながら被接合部材９に目標深度まで接合ツール６を挿入する。
Actual operation welding of the friction
その位置において入熱処理を行い、現在接合温度を取得する。その分割区間において、該現在接合温度の属する基準接合温度を選択し、該基準接合温度に対応する基準進行速度を接合ツール６の進行速度の目標値として設定し、接合ツール６を接合線１８に従って進行させる。
An input heat treatment is performed at that position, and the current bonding temperature is acquired. In the divided section, a reference welding temperature to which the current welding temperature belongs is selected, a reference advancing speed corresponding to the reference welding temperature is set as a target value of the advancing speed of the welding tool 6, and the welding tool 6 is moved along the
次の分割区間に接合ツール６が到達したら、再び現在接合温度を取得し、その分割区間において、該現在接合温度の属する基準接合温度を選択し、該基準接合温度に対応する基準進行速度を接合ツール６の目標値として再設定して接合ツール６の進行を継続する。接合ツール６が次の分割区間に到達する毎にこの処理を繰り返して進行速度を制御し、接合温度を管理する。 When the welding tool 6 reaches the next divided section, the current welding temperature is acquired again, the reference welding temperature to which the current bonding temperature belongs is selected, and the reference advancing speed corresponding to the reference welding temperature is selected in the divided section. The tool 6 target value is reset and the bonding tool 6 continues to advance. This process is repeated each time the welding tool 6 reaches the next divided section to control the advancing speed and manage the welding temperature.
なお、上記の例では、接合ツール６の回転速度を一定にして進行速度の目標値を分割区間ごとに再設定する方法について説明したが、回転速度の目標値を設定しても良いし、必用であれば、回転速度及び進行速度の両方の目標値を設定しても良い。 In the above example, the method of setting the rotation speed of the welding tool 6 constant and resetting the target value of the advancing speed for each divided section has been described. If so, target values for both the rotational speed and the traveling speed may be set.
それぞれの分割区間の接合温度（基準接合温度及び現在接合温度）は、図２に示すように、それぞれの分割区間ごとに接合線直下で載置台１０に配設した温度センサ１７を用いて取得する。
The bonding temperature (reference bonding temperature and current bonding temperature) of each divided section is obtained using a
温度センサ１７は、接合線直下に等間隔で配設しても良いが、接合温度の変動度合いに応じて温度センサ１７の配設間隔を設定してもよい。例えば、図３からわかるように、接合温度の変動が比較的小さな接合線の単純形状（直線部）部分においては、温度センサ１７を配設する間隔を大きくし、接合温度の変動が比較的大きな複雑形状（曲線部、蛇行曲線部など）部分においては、 温度センサ１７を配設する間隔を小さくする。
The
このように温度センサ１７を配設することにより、接合温度の変動状態をより精度良く取得することができ、さらに高精度に接合ツール６の進行速度と回転速度を制御することが可能となる。
By arranging the
摩擦攪拌接合においては、入熱が接合部以外に伝播することで他の接合部に影響し、接合温度の変動が生じる。接合線１８の形状が複雑な場合に、この影響がより大きくなることへ対応するためである。
In friction stir welding, the input heat propagates to areas other than the joint, affecting other joints and causing fluctuations in the welding temperature. This is to cope with the fact that this influence becomes greater when the shape of the joining
また、本実施例では、分割区間ごとに基準接合温度と基準進行速度と基準回転度速度との相関関係の組合せを所定数準備し、最も高品質の摩擦攪拌接合品質を追及する際の接合ツール６の回転速度制御、進行速度制御について説明したが、要求される摩擦攪拌接合品質が最高品質でない場合は、より簡便な方法で接合ツール６の回転速度、進行速度を制御しても良い。上記の説明では、それぞれの分割区間ごとに基準接合温度と基準進行速度と基準回転速度との相関関係の組合せを設定したが、摩擦攪拌接合開始位置から摩擦攪拌接合終了位置までの全区間において、同じ基準接合温度と基準進行速度と基準回転速度との相関関係の組合せを使用する。 In addition, in this embodiment, a predetermined number of combinations of correlations among the reference welding temperature, the reference advancing speed, and the reference rotational speed are prepared for each divided section, and the welding tool used when pursuing the highest quality friction stir welding quality. Although the rotation speed control and advancing speed control of 6 have been described, if the required friction stir welding quality is not the highest quality, the rotating speed and advancing speed of the welding tool 6 may be controlled by a simpler method. In the above description, the combination of the correlation between the reference welding temperature, the reference advancing speed, and the reference rotation speed is set for each divided section, but in the entire section from the friction stir welding start position to the friction stir welding end position, The same combination of reference junction temperature and reference travel speed and reference rotation speed correlations is used.
その場合は、それぞれの分割区間において現在接合温度は取得するが、該現在接合温度の属する基準接合温度とそれに対応する基準進行速度と基準回転速度については同じ相関関係の組合せの中から選択することになる。 In that case, the current bonding temperature is acquired in each divided section, but the reference bonding temperature to which the current bonding temperature belongs and the corresponding reference traveling speed and reference rotation speed are selected from the same correlation combinations. become.
また、温度測定位置を接合ツール６の挿入部（接合線）直下ではなく、ＡＳ（アドバンシングサイド），ＲＳ（リトリーティングサイド）のどちらかに寄せて温度センサ１７を配置しても良いし、ＡＳ，ＲＳの両方に配置して使用する基準値を各分割区間ごとに選択しても良い。
Also, the
本発明の実施例２に係る摩擦攪拌接合方法について説明する。 A friction stir welding method according to a second embodiment of the present invention will be described.
実施例１においては、微小な接合温度変動にも対応し、最高精度の摩擦攪拌接合品質を確保するために、テスト接合を所定回数繰り返し行い、所定数の基準接合温度、基準進行速度、基準回転速度の相関関係の組合せを設定し、それぞれの分割区間において現在接合温度の属する基準接合温度を選択して、該基準接合温度に対応する基準回転速度を接合ツール６の回転速度の目標値に、該基準接合温度に対応する基準進行速度を接合ツール６の進行速度の目標値にとして選択する制御を示したが、要求される摩擦攪拌接合品質の精度によっては、より簡便な接合ツール６の進行速度制御方法、回転速度制御の方法で接合ツール６の回転速度の目標値及び進行速度の目標値を設定しても良い。 In Example 1, test welding was repeated a predetermined number of times, and a predetermined number of reference welding temperatures, reference advancing speeds, and reference rotations were performed in order to ensure the highest precision friction stir welding quality by coping with minute welding temperature fluctuations. A combination of speed correlations is set, a reference welding temperature to which the current welding temperature belongs is selected in each divided section, a reference rotation speed corresponding to the reference welding temperature is set as a target value of the rotation speed of the welding tool 6, Although the control for selecting the reference advancing speed corresponding to the reference welding temperature as the target value of the advancing speed of the welding tool 6 has been shown, depending on the accuracy of the required friction stir welding quality, the welding tool 6 may be advanced more simply. The target value of the rotation speed and the target value of the advancing speed of the welding tool 6 may be set by the speed control method and the rotation speed control method.
その簡便な制御方法について詳述する。本運用接合の前段階においてテスト接合を実施し、それぞれの分割区間ごとに所望の摩擦攪拌接合品質を確保できる接合温度と接合ツール６の回転速度と接合ツール６の進行速度を計測し、それぞれ基準接合温度、基準進行速度、基準回転速度として設定する。 The simple control method will be described in detail. Test welding was performed in the stage prior to actual welding, and the welding temperature, rotational speed of the welding tool 6, and progressing speed of the welding tool 6 that can ensure the desired friction stir welding quality were measured for each divided section, and each standard was measured. It is set as welding temperature, reference advancing speed, and reference rotation speed.
本運用接合においては、接合ツール６がそれぞれの分割区間に到達したら、到達した分割区間に対応する基準回転速度を接合ツール６の回転速度の目標値として選択し、到達した分割区間に対応する基準進行速度を接合ツール６の進行速度の目標値として選択する。 In this operation welding, when the welding tool 6 reaches each divided section, the reference rotation speed corresponding to the reached divided section is selected as the target value of the rotation speed of the welding tool 6, and the reference rotational speed corresponding to the reached divided section is selected. A travel speed is selected as the target value for the travel speed of the welding tool 6 .
具体的に本運用接合を説明する。接合ツール６を摩擦攪拌接合開始位置にポジショニングし、接合ツール６の回転速度の初期の目標値を設定して接合ツール６を回転させながら被接合部材９に目標深度まで接合ツール６を挿入する。その位置において入熱処理を行う。
The actual operation joining will be explained concretely. The welding tool 6 is positioned at the friction stir welding start position, the initial target value of the rotation speed of the welding tool 6 is set, and the welding tool 6 is inserted into the
その分割区間において設定した基準進行速度を選択して接合ツール６の進行速度の目標値として設定し、接合ツール６を接合線１８に従って進行させる。
The reference advancing speed set in the divided section is selected and set as the target value of the advancing speed of the welding tool 6, and the welding tool 6 is advanced along the
次の分割区間に接合ツール６が到達したら、その分割区間において設定した基準進行速度を選択して接合ツール６の進行速度の目標値として設定し、接合ツール６を接合線１８に従って進行させ、接合ツール６の進行を継続する。接合ツール６が次の分割区間に到達する毎にこの処理を繰り返して進行速度を制御し、接合温度を管理する。
When the welding tool 6 reaches the next divided section, the standard advancing speed set in that divided section is selected and set as the target value of the advancing speed of the welding tool 6, and the welding tool 6 is advanced along the
なお、上記では、進行速度の目標値を設定する例を説明したが、回転速度の目標値を設定しても良いし、必用であれば、回転速度及び進行速度の両方の目標値を設定しても良い。この制御方法は、それぞれの分割区間ごとの接合ツール６の進行速度と回転速度の目標値を唯一の目標値として準備するものである。 In the above, an example of setting the target value of the traveling speed has been explained, but the target value of the rotational speed may be set, or if necessary, the target values of both the rotational speed and the traveling speed may be set. can be This control method prepares the target values of the advancing speed and rotation speed of the welding tool 6 for each divided section as the only target values.
この簡易的な本運用接合においても、接合ツール６の回転速度および／または進行速度を制御することにより接合温度を管理せずに、接合ツール６の回転速度及び進行速度を初期値のまま摩擦攪拌接合する運用に対する優位性について実験で確認済みである。 Even in this simple main operation welding, the rotational speed and/or advancing speed of the welding tool 6 are not controlled by controlling the welding temperature, and the rotational speed and advancing speed of the welding tool 6 are kept at the initial values. Experiments have already confirmed the superiority of the joint operation.
なお、本実施例においても、それぞれの分割区間の接合温度は、それぞれの分割区間ごとに接合線直下で載置台１０に配設した温度センサ１７を用いて取得する。
Also in this embodiment, the bonding temperature of each divided section is obtained using the
図６を参照して、本発明の実施例３に係る摩擦攪拌接合方法について説明する。 A friction stir welding method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図６は、本発明による接合ツール６の進行速度及び回転速度の目標値設定方法を用いた摩擦攪拌接合方法を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flow chart showing a friction stir welding method using the target value setting method for the advancing speed and rotation speed of the welding tool 6 according to the present invention.
先ず、ステップＳ６０１において、接合ツール６により被接合部材９を本運用接合する前段階のテスト接合を所定回数実施して、被接合部材９を載置する載置台１０で被接合部材９を摩擦攪拌接合する部位を示す接合線１８を所定の間隔で複数の区間に分割する。
First, in step S601, the welding tool 6 is used to perform test welding, which is a pre-stage of actual welding, of the
次に、ステップＳ６０２において、ステップＳ６０１で分割したそれぞれの分割区間ごとに接合線１８の直下で載置台１０に１つ以上配設した温度センサ１７により所望の攪拌接合品質を確保できる接合ツール６近傍の温度を示す接合温度の下限値と上限値と温度範囲を分割区間ごとに所定数取得して基準接合温度として設定する。
Next, in step S602, one or
ステップＳ６０２と並行して、ステップＳ６０３において、接合ツール６の進行速度を所定数取得して基準進行速度として設定するとともに、そのときの接合ツール６の回転速度を所定数取得して基準回転速度として設定する。 In parallel with step S602, in step S603, a predetermined number of advancing speeds of the welding tool 6 are acquired and set as a reference advancing speed, and a predetermined number of rotation speeds of the welding tool 6 at that time are obtained and set as a reference rotation speed. set.
最後に、ステップＳ６０４において、本運用段階において、それぞれの分割区間ごとに温度センサ１７により現在の接合温度を取得して、それぞれの分割区間ごとに現在の接合温度の属する基準接合温度を選択して、選択した基準接合温度に対応する基準進行速度を進行速度の目標値として設定し、および／または、選択した基準接合温度に対応する基準回転速度を回転速度の目標値として設定する。
Finally, in step S604, in this operation stage, the current bonding temperature is acquired by the
図７を参照して、本発明の実施例４に係る摩擦攪拌接合方法について説明する。 A friction stir welding method according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図７は、本発明による接合ツール６の進行速度及び回転速度の目標値設定方法を用いた摩擦攪拌接合方法を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flow chart showing a friction stir welding method using the target value setting method for the advancing speed and rotation speed of the welding tool 6 according to the present invention.
先ず、ステップＳ７０１において、接合ツール６により被接合部材９を本運用接合する前段階のテスト接合を実施して、被接合部材９を載置する載置台１０で被接合部材９を摩擦攪拌接合する部位を示す接合線１８を所定の間隔で複数の区間に分割する。
First, in step S701, the welding tool 6 is used to perform test welding as a pre-stage of actual welding of the members to be welded 9, and the members to be welded 9 are friction stir welded on the mounting table 10 on which the members to be welded 9 are placed. A joining
次に、ステップＳ７０２において、ステップＳ７０１で分割したそれぞれの分割区間ごとに接合線１８の直下で載置台１０に１つ以上配設した温度センサ１７により所望の攪拌接合品質を確保できる接合ツール６近傍の温度を示す接合温度を分割区間ごとに取得して基準接合温度として設定する。
Next, in step S702, one or
ステップＳ７０２と並行して、ステップＳ７０３において、接合ツール６の進行速度を取得して基準進行速度として設定するとともに、そのときの接合ツール６の回転速度を取得して基準回転速度として設定する。 In parallel with step S702, in step S703, the advancing speed of the welding tool 6 is acquired and set as a reference advancing speed, and the rotation speed of the welding tool 6 at that time is obtained and set as a reference rotation speed.
最後に、ステップＳ７０４において、本運用段階において、それぞれの分割区間ごとに、基準進行速度を進行速度の目標値として設定し、および／または、基準回転速度を回転速度の目標値として設定する。 Finally, in step S704, in this operation stage, the reference traveling speed is set as the target value of the traveling speed and/or the reference rotational speed is set as the target value of the rotational speed for each divided section.
図８Ａ及び図８Ｂを参照して、本発明の実施例５に係る摩擦攪拌接合装置について説明する。
Embodiment 5 A friction stir welding apparatus according to
図８Ａは、本実施例に係る摩擦攪拌接合装置１の全体概要を示す図である。図８Ｂは、図８ＡのＡ－Ａ’方向矢視図である。
FIG. 8A is a diagram showing the overall outline of the friction
実施例１（図１及び図２）では、温度センサ１７を載置台１０に配設する例を説明したが、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、把持機構１９を介して非接触温度センサ２０（２０ａ，２０ｂ）を装置本体２に設置し、非接触で接合温度を測定しても良い。
In Embodiment 1 (FIGS. 1 and 2), an example in which the
非接触温度センサの場合、既存の摩擦攪拌接合装置に比較的簡便に温度センサを設置することができる。 In the case of the non-contact temperature sensor, the temperature sensor can be relatively easily installed in the existing friction stir welding apparatus.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. In addition, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
１…摩擦攪拌接合装置、２…装置本体、３…Ｚ軸上下動駆動機構部、４…主軸支持部、５…ツールホルダ（接合ヘッド）、６…接合ツール、７…ショルダ部、８…プローブ部（接合ピン）、９，９ａ，９ｂ…被接合部材、１０…載置台、１０ａ…載置台移動機構部、１１…制御部（制御装置）、１２…Ｘ軸前後駆動機構部、１３…Ｘ軸前後動駆モータ、１４…主軸モータ、１５…主軸、１６…Ｚ軸上下動駆動モータ、１７…温度センサ、１８…接合線、１９…（温度センサ）把持機構、２０，２０ａ，２０ｂ…非接触温度センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記摩擦攪拌接合装置は、前記接合ツールが接合方向に進行しながら前記被接合部材を摩擦攪拌接合するときに、前記接合線の直下を含む前記挿入部近傍の温度を示す接合温度の値に基づいて、前記接合ツールの進行速度および回転速度の少なくとも何れかを制御し、
前記接合ツールにより前記被接合部材の摩擦攪拌接合を開始する位置から摩擦攪拌接合を終了する位置までを所定の間隔で複数に分割して、それぞれの分割した区間を示す分割区間ごとに設定する基準接合温度に対応して設定する基準進行速度によりそれぞれの前記分割区間ごとの前記進行速度の目標値を設定し、かつ前記基準接合温度に対応して設定する基準回転速度によりそれぞれの前記分割区間ごとの前記回転速度の目標値を設定することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 The welding tool is rotated at a target rotational speed and inserted into the members to be welded to a target depth, softening the insertion portion of the member to be welded and the vicinity thereof, and along the welding line indicating the portion where the member to be welded is to be friction stir welded. a friction stir welding apparatus for friction stir welding the members to be welded by advancing the welding tool by
The friction stir welding apparatus performs friction stir welding on the members to be welded while the welding tool advances in the welding direction, based on a welding temperature value indicating the temperature in the vicinity of the insertion portion including immediately below the welding line. to control at least one of the advancing speed and the rotating speed of the welding tool ;
A reference to be set for each divided section indicating each divided section by dividing the distance from the position where the friction stir welding of the member to be welded by the welding tool to the position where the friction stir welding ends is divided into a plurality of sections at predetermined intervals. A target value of the advancing speed for each of the divided sections is set by a reference advancing speed set corresponding to the welding temperature, and a reference rotation speed is set corresponding to the reference welding temperature for each of the divided sections. A friction stir welding apparatus characterized by setting a target value of the rotational speed of the .
前記摩擦攪拌接合装置は、前記被接合部材を摩擦攪拌接合する前段階のテスト接合において、それぞれの前記分割区間ごとに所望の摩擦攪拌接合が可能な前記接合温度の下限値と上限値とを計測してその温度範囲を前記基準接合温度として設定し、そのときの前記進行速度を計測して前記基準進行速度として設定するとともに、そのときの前記回転速度を計測して前記基準回転速度として設定することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 The friction stir welding apparatus according to claim 1 ,
The friction stir welding apparatus measures the lower limit value and the upper limit value of the welding temperature at which desired friction stir welding can be performed for each of the divided sections in test welding in a stage prior to friction stir welding of the members to be welded. Then, the temperature range is set as the reference joining temperature, the advancing speed at that time is measured and set as the reference advancing speed, and the rotation speed at that time is measured and set as the reference rotation speed. A friction stir welding apparatus characterized by:
前記摩擦攪拌接合装置は、前記テスト接合を所定回数繰り返し、前記基準接合温度と前記基準進行速度と前記基準回転速度との相関関係の組合せを所定数準備し、前記被接合部材を摩擦攪拌接合するときに、取得した前記接合温度が属する基準接合温度を選択してそれに対応する前記基準進行速度と前記基準回転速度を選択することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 The friction stir welding apparatus according to claim 2 ,
The friction stir welding apparatus repeats the test welding a predetermined number of times, prepares a predetermined number of combinations of correlations among the reference welding temperature, the reference advancing speed, and the reference rotation speed, and friction stir welds the members to be welded. A friction stir welding apparatus characterized by selecting a reference welding temperature to which the acquired welding temperature belongs, and selecting the reference advancing speed and the reference rotation speed corresponding to the reference welding temperature.
前記摩擦攪拌接合装置は、前記被接合部材を摩擦攪拌接合する前段階のテスト接合において、それぞれの前記分割区間ごとに所望の摩擦攪拌接合が可能な前記接合温度を計測して前記基準接合温度として設定し、そのときの前記進行速度を計測して前記基準進行速度として設定するとともに、そのときの前記回転速度を計測して前記基準回転速度として設定することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 The friction stir welding apparatus according to claim 1 ,
The friction stir welding apparatus measures the welding temperature at which desired friction stir welding is possible for each of the divided sections in test welding in a stage prior to friction stir welding of the members to be welded, and sets the welding temperature as the reference welding temperature. The friction stir welding apparatus is characterized in that the traveling speed at that time is measured and set as the reference traveling speed, and the rotation speed at that time is measured and set as the reference rotation speed.
前記摩擦攪拌接合装置は、前記被接合部材を摩擦攪拌接合するときに、それぞれの前記分割区間ごとに設定した前記基準進行速度を前記進行速度の目標値として選択し、それぞれの前記分割区間ごとに設定した前記基準回転速度を前記回転速度の目標値として選択することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 The friction stir welding apparatus according to claim 4 ,
When friction stir welding the members to be welded, the friction stir welding apparatus selects the reference advancing speed set for each of the divided sections as a target value of the advancing speed, and for each of the divided sections A friction stir welding apparatus, wherein the set reference rotational speed is selected as a target value of the rotational speed.
前記摩擦攪拌接合装置は、前記被接合部材を載置する載置台において、前記接合線の直下で、それぞれの前記分割区間ごとに１つ以上配設した温度センサにより前記接合温度を取得することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 The friction stir welding apparatus according to any one of claims 1 to 5 ,
The friction stir welding apparatus acquires the welding temperature by one or more temperature sensors arranged for each of the divided sections immediately below the welding line on a mounting table on which the members to be welded are mounted. A friction stir welding device characterized by:
（ａ）接合ツールにより被接合部材を摩擦攪拌接合する前段階のテスト接合を所定回数実施し、前記被接合部材を載置する載置台において前記被接合部材を摩擦攪拌接合する部位を示す接合線を所定の間隔で複数の区間に分割するステップ、
（ｂ）前記（ａ）ステップで分割したそれぞれの分割区間ごとに前記接合線の直下で前記載置台に１つ以上配設した温度センサにより所望の摩擦攪拌接合が可能な前記接合ツール近傍の温度を示す接合温度の下限値と上限値と温度範囲を前記分割区間ごとに所定数取得して基準接合温度として設定するステップ、
（ｃ）前記（ｂ）ステップと並行して、前記接合ツールの進行速度を所定数取得して基準進行速度として設定するとともに、そのときの前記接合ツールの回転速度を所定数取得して基準回転速度として設定するステップ、
（ｄ）前記被接合部材を摩擦攪拌接合する際に、それぞれの前記分割区間ごとに前記温度センサにより現在の接合温度を取得して、それぞれの前記分割区間ごとに前記現在の接合温度の属する前記基準接合温度を選択して、前記選択した基準接合温度に対応する前記基準進行速度を前記進行速度の目標値として設定し、および／または、前記選択した基準接合温度に対応する前記基準回転速度を前記回転速度の目標値として設定するステップ。 A friction stir welding method comprising the steps of;
(a) A welding line indicating a portion of the workpiece to be friction stir welded on a mounting table on which the workpiece is placed after performing a predetermined number of test welding steps before the workpiece is friction stir welded by a welding tool. dividing into a plurality of intervals at predetermined intervals;
(b) The temperature near the welding tool at which desired friction stir welding can be performed by one or more temperature sensors arranged on the mounting table immediately below the welding line for each divided section divided in the step (a). A step of acquiring a predetermined number of lower and upper limit values and a temperature range of the junction temperature indicating and setting them as a reference junction temperature for each divided section;
(c) In parallel with the step (b), a predetermined number of advancing speeds of the welding tool are acquired and set as a reference advancing speed, and a predetermined number of rotation speeds of the welding tool at that time are obtained to perform a reference rotation. step to set as speed,
(d) When the members to be welded are friction stir welded, the current welding temperature is acquired by the temperature sensor for each of the divided sections, and the current welding temperature belongs to each of the divided sections. selecting a reference bonding temperature, setting the reference advancing speed corresponding to the selected reference bonding temperature as a target value of the advancing speed, and/or setting the reference rotation speed corresponding to the selected reference bonding temperature. setting a target value for the rotational speed;
（ａ）接合ツールにより被接合部材を摩擦攪拌接合する前段階のテスト接合を実施し、前記被接合部材を載置する載置台において前記被接合部材を摩擦攪拌接合する部位を示す接合線を所定の間隔で複数の区間に分割するステップ、
（ｂ）前記（ａ）ステップで分割したそれぞれの分割区間ごとに前記接合線の直下で前記載置台に１つ以上配設した温度センサにより所望の摩擦攪拌接合が可能な前記接合ツール近傍の温度を示す接合温度を前記分割区間ごとに取得して基準接合温度として設定するステップ、
（ｃ）前記（ｂ）ステップと並行して、前記接合ツールの進行速度を取得して基準進行速度として設定するとともに、そのときの前記接合ツールの回転速度を取得して基準回転速度として設定するステップ、
（ｄ）前記被接合部材を摩擦攪拌接合する際に、それぞれの前記分割区間ごとに前記基準進行速度を前記進行速度の目標値として設定し、および／または、前記基準回転速度を前記回転速度の目標値として設定するステップ。 A friction stir welding method comprising the steps of;
(a) Performing test welding in a stage prior to friction stir welding of the members to be welded using a welding tool, and setting a predetermined welding line indicating a portion of the members to be welded to be friction stir welded on a mounting table on which the members to be welded are placed. dividing into a plurality of intervals with an interval of ,
(b) The temperature near the welding tool at which desired friction stir welding can be performed by one or more temperature sensors arranged on the mounting table immediately below the welding line for each divided section divided in the step (a). a step of obtaining a junction temperature indicating for each divided section and setting it as a reference junction temperature;
(c) In parallel with the step (b), the advancing speed of the welding tool is obtained and set as a reference advancing speed, and the rotation speed of the welding tool at that time is obtained and set as the reference rotation speed. step,
(d) setting the reference advancing speed as a target value of the advancing speed for each of the divided sections when friction stir welding the members to be welded; The step to set as the target value.
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