JPH11129079A - 熱加工用方法および熱加工装置 - Google Patents

熱加工用方法および熱加工装置

Info

Publication number
JPH11129079A
JPH11129079A JP29671197A JP29671197A JPH11129079A JP H11129079 A JPH11129079 A JP H11129079A JP 29671197 A JP29671197 A JP 29671197A JP 29671197 A JP29671197 A JP 29671197A JP H11129079 A JPH11129079 A JP H11129079A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gantry
restraint
restraining
thermal processing
members
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.)
Pending
Application number
JP29671197A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakuni Esumi
昌邦 江角
Yasuo Ishimaru
靖男 石丸
Kinya Aota
欣也 青田
Hisanori Okamura
久宜 岡村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP29671197A priority Critical patent/JPH11129079A/ja
Publication of JPH11129079A publication Critical patent/JPH11129079A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1245Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
    • B23K20/126Workpiece support, i.e. backing or clamping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱加工における熱膨張の影響による部材の変形
を防止する。 【解決手段】加工手順は、被加工部材31、32の加工
線の両側を該加工線に沿って沿って、複数の拘束装置1
1、12で被加工部材31、32を押さえておき、次
に、熱加工装置の摩擦攪拌接合装置の工具21が前記加
工線に沿って接合を行って拘束装置11、12を通過す
ることによって、通過した該拘束装置11、12による
拘束を解除する。これによれば、部材を熱加工する場合
において良好な加工外観を得ることができるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、部材に熱を加えて
加工を行う加工方法に関するものであり、加工中におけ
る加工部材の拘束方法及び拘束装置に関するものであ
る。特に、鉄道車両や建築物等に使用されるアルミニウ
ム合金製の部材の接合に適した摩擦攪拌接合における部
材の拘束に好適である。
【0002】
【従来の技術】摩擦攪拌接合は、接合部に挿入した丸棒
状の工具(回転体)を回転させて発熱、軟化させ、接合
するものである。MIG溶接のように部材を溶かして接
合するものではない。摩擦攪拌接合の接合は突合わせ
部、重ね部に適用される。これは特開表7−50509
0号公報(EP0615480B1)、Welding & Meta
lFabrication January 1995 13頁から16頁に示されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】部材に熱を加えて加工
を行う場合(例えば、摩擦攪拌接合)、加工する部材に
は加工が進むにつれて熱が蓄積されていく。部材を拘束
している場合、拘束と拘束の間で熱による影響によっ
て、加工後、部材に変形が生じる。
【0004】これを図9から図10によって摩擦攪拌接
合の場合について説明する。2つの部材33の接合部に
挿入した丸棒状の工具21を回転させて、部材を発熱、
軟化させ、接合するものである。工具(回転体)21は
図5において左右方向に移動する。接合すべき部材33
は拘束具19によってほぼ等間隔で架台41に拘束され
ている。摩擦攪拌接合時の力で2つの部材33の間隔が
変化しないように、拘束具19は部材33を架台41に
押さえている。そのため、摩擦攪拌接合中の熱の蓄積に
より部材33が熱膨張を起こす。部材33は拘束具19
により拘束されているので、熱膨張を起こした部材33
は図6に示すように拘束具19と隣接する拘束治具19
との間で変形34を起こす。このため、摩擦攪拌接合後
の前記部材33は接合線に沿って熱による変形が発生
し、製品としての見栄えが悪いものになってしまう。こ
のことは、長尺の部材になればなるほど顕著に現れる。
【0005】MIG溶接や熱切断装置等の場合でも基本
的には上記と同様である。
【0006】本発明の目的は、拘束された部材の加工に
よる熱膨張の影響を少なくし、部材の見栄えを向上する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、被加工部材の
加工線の両側を該加工線に沿って沿って、複数の拘束装
置で前記被加工部材を押さえておき、熱加工装置が前記
加工線に沿って加工を行って前記拘束装置を通過するこ
とによって、通過した該拘束装置による拘束を解除する
こと、を特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明を摩擦攪拌接合に適用した
場合の一実施例を図1から図4により説明する。接合す
べき2つの部材(被加工部材)31、32はその端部を
突き合わせて架台41に載せられている。部材31、3
2は複数の拘束装置11、12によって上から架台41
に押さえられ、拘束されている。2つの部材31、32
の接合すべき線に沿って拘束装置11、12をほぼ等間
隔で設置している。拘束装置11、12は接合線の近傍
を押さえている。摩擦攪拌接合用の工具21は、部材3
1、32に挿入した状態で回転させつつ接合線に沿って
移動させる。工具21は大径部と小径部とからなり、小
径部が部材31、32内に入っている。大径部と小径部
部の境が若干部材31、32に入っている。
【0009】一方の拘束装置11に対向して他方の拘束
装置12を配置している。つまり、接合線に直交する線
上に実質的に2つの拘束装置11、12を設置してい
る。
【0010】拘束装置11、12は、支持部11B、1
2Bに回転自在に支持されたリンク11D、12Dと、
リンク11D、12Dの一端に連結したシリンダ11
A、12Aと、リンク11D、12Dの他端に設置した
接触部11C、12Cとからなる。接触部11、12は
部材31、32に接触する部分である。シリンダ11
A、12Aは気圧または液圧である。シリンダ11A、
12Aは架台41、リンク11D、12Dに回転自在に
連結している。支持部11B、12B、およびシリンダ
11A、12Aは部材31、32の外側にある。
【0011】工具21は拘束装置11、12を跨ぐ走行
体(図示せず)から吊り下げられている。シリンダ11
A、12Aはそれぞれ単独で動作する。
【0012】かかる構成において、まず、架台41の所
定位置に載せた部材31、32を拘束装置11、12に
よって拘束する。すべての拘束装置11、12が動作
し、部材31、32を上から押さえている。
【0013】この状態で、工具21を回転させつつ部材
31、32に挿入し、回転させつつ接合線に沿って移動
させる。接合線に沿っての工具21の移動は前記走行体
を走行させて行う。一般に、接合線の端部から接合を開
始させ、他端に向けて移動させる。
【0014】制御装置(図示せず)は前記走行体の位
置、すなわち工具21の位置を検出して、工具21が通
過した箇所の拘束装置11、12による拘束を解除させ
る。工具21の位置座標値とそれぞれの拘束装置11、
12の拘束位置の座標値を比較し前者の座標値が後者の
座標値を越えたならば、越えた座標値の拘束装置11、
12を動作せて部材31、32の拘束を解除する。、図
3は摩擦攪拌接合の開始時を示すものである。すべての
拘束装置11、12が部材31、32を押さえている。
図4において、摩擦攪拌接合が進行して、部材31、3
2を押さえていた拘束装置11a、12aの位置を工具
21が通過すると、この拘束装置11a、12aによる
拘束を解除する。例えば、工具21の最後部21aが拘
束装置の11a、12aを完全に通過し、工具21最後
部21aが次の拘束装置11b、12bを通過し始めた
時点で、拘束装置11a、12aによる部材31、32
の拘束を解除する。この動作を繰り返す。
【0015】拘束を解除することにより、従来の拘束位
置の間で発生する熱の影響を、接合方向に対して後方に
解放し、歪の発生を抑える働きをするものである。これ
により、接合後の外観の見栄え向上が可能となる。
【0016】特に、工具21の最後部21aが拘束装置
の11a、12aを完全に通過し、工具21最後部21
aが次の拘束装置11b、12bを通過し始めた時点
で、拘束装置11a、12aによる部材31、32の拘
束を解除する。これによれば、拘束装置11a、12a
には摩擦攪拌接合時の力がかからない状態で拘束を解除
するので、2つの部材の間隔等の変化はない。
【0017】図5および図6の実施例を説明する。この
実施例は鉄道車両の車体の製作に摩擦攪拌接合に適用し
た場合の装置の概略図の例である。車体の全長は最大で
約25mあり、接合すべき部材31、32の長さも約2
5mである。この部材31、32を接合する場合、接合
方向(車体の長手方向)から部材31、32を出し入れ
すると、装置と出し入れの空間とを含めると、全体で約
50mのスペースが必要となる。これは、装置の設置の
点から、非現実的である。そこで、図5、図6の装置を
提案するものである。
【0018】架台41の長手方向に沿って工具21を搭
載した走行体22のレール23がある。走行体22は架
台41の一端の外方から他端に向けて走行できる。走行
体22は門型で、架台41を跨いでいる。工具21はこ
れを回転させる装置とともに、走行体22の梁23の中
央部に吊り下げている。
【0019】走行体22の走行方向に対して直交する方
向に走行可能な2つの走行体14、14がある。走行体
14、14の両端の脚14a、14aは架台41の長手
方向の両端の外側にある。つまり、走行体14、14は
門型で、架台を跨いでいる。走行体14、14は互いに
離れて、架台41の両端部に移動できる。走行体14、
14を架台41の両端部に移動させたとき、架台41に
載せた部材31、32を吊り上げて取り出すことができ
る。走行体14、14は走行体22に対して直交する方
向に走行する。
【0020】走行体14、14の梁14a、14aには
拘束装置13、13を吊り下げている。走行体14、1
4は押さえ装置を構成する。拘束装置13、13は梁1
4a、14aを基準として部材31、32を押さえる。
拘束装置13、13は気圧または液圧のシリンダであ
る。
【0021】かかる構成において、走行体22を一端に
位置させ、走行体14、14を架台の各端部に位置させ
る。この状態で、架台41に天井クレーン等で上方から
部材31、32を搬入させたり、上方に取り出したりす
る。
【0022】摩擦攪拌接合を行う際は、2つの走行体1
4、14の間を工具21が通過する。
【0023】拘束装置13、13を吊り下げた走行体1
4、14が移動しない場合は、架台41の横方向(長手
方向の直交方向)の端部からの出し入れを行う。
【0024】図7および図8の実施例を説明する。この
実施例の目的は図5および図6の実施例と同様である。
図1で説明した拘束装置11、12は架台17、18に
載せられている。架台17、18は複数のレール17
a、18aを介して架台41に載っている。架台17、
18は複数のシリンダ15、16によってレール17
a、18aを移動できる。シリンダ15、16は架台4
1に固定している。なお、レール17、18およびシリ
ンダ15、16は架台41の長手方向に沿って複数あ
る。
【0025】部材31、32を拘束する場合は、シリン
ダ15、16のロッドを突出させて、架台17、18を
部材31、32側に近接させる。部材31、32を取り
出したり、架台に載せる際は、図8に示すように拘束を
解除した状態で、シリンダ15、16のロッドを後退さ
せ、一対のリンク11D、12Dの間隔を部材31、3
2を吊り上げることのできる大きさにする。部材31、
32を出し入れする際には、図5および図6と同様に、
工具21を有する走行装置は架台41の端部に位置して
いる。
【0026】シリンダ11A、12Aの動作によって架
台17、18が傾斜しないように、架台17、18はレ
ール17a、18aに取り付けている。
【0027】この発明はアーク溶融装置、熱切断装置等
の熱加工用装置に利用できる。
【0028】本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の
各請求項の記載の文言あるいは課題を解決するための手
段の項の記載の文言に限定されず、当業者がそれから容
易に置き換えられる範囲に及ぶものである。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、部材を熱加工する場合
において、加工後の歪みを少なくできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の摩擦攪拌接合装置の斜視図
である。
【図2】図1の縦断面図である。
【図3】図1の平面図である。
【図4】図1の平面図であり、接合が進んだ状態の平面
図である。
【図5】本発明の他の実施例の摩擦攪拌接合装置の側面
図である。
【図6】図5の左側面図である。
【図7】本発明の他の実施例の摩擦攪拌接合装置の摩擦
接合時の縦断面図である。
【図8】図7において被接合部材を交換する際の縦断面
図である。
【図9】従来の摩擦攪拌接合装置の縦断面図である。
【図10】図9の“10”の部分の拡大図である。
【符号の説明】
11、11a、11b、12、12a、12b、13…
拘束装置、11A、12A、15、16…シリンダ、1
1D、12D…リンク、14…走行体、15、16…シ
リンダ、17、18…架台、21…摩擦攪拌接合用工
具、22…走行体、31、32…部材、41…架台。
フロントページの続き (72)発明者 岡村 久宜 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被加工部材の加工線の両側を該加工線に沿
    って沿って、複数の拘束装置で前記被加工部材を押さえ
    ておき、 熱加工装置が前記加工線に沿って加工を行って前記拘束
    装置を通過することによって、通過した該拘束装置によ
    る拘束を解除すること、 を特徴とする熱加工方法。
  2. 【請求項2】請求項1の熱加工方法において、前記熱加
    工装置は摩擦攪拌接合装置の工具であり、工具の最後部
    が1つの前記拘束装置を通過して次の前記拘束装置を通
    過し始めた時点で、前記通過した拘束装置の拘束を解除
    すること、を特徴とする熱加工方法。
  3. 【請求項3】部材を載せる架台と、 前記架台の上の部材を上方から押さえるものであって、
    前記長手方向に沿って複数の拘束装置を2列に有する押
    さえ装置と、 前記架台の長手方向に対して走行するものであって、前
    記押さえ装置を跨いで走行するものであり、前記2列の
    拘束装置の間に熱加工装置を位置させて走行する第2の
    走行体と、とからなり、 前記拘束装置はそれぞれ単独で拘束を解除するものであ
    ること、 を特徴とする熱加工装置。
  4. 【請求項4】請求項3の熱加工装置において、前記押さ
    え装置は、前記長手方向に直交する方向に、前記架台と
    前記架台上の部材を跨いで走行する2つの走行体からな
    り、 該走行体の一方は前記拘束装置の2つの列の一方の列の
    前記拘束装置を有し、前記走行体の他方は他方の列の前
    記拘束装置を有すること、 を特徴とする熱加工装置。
  5. 【請求項5】部材を載せる架台と、 前記架台の長手方向に対して直交する方向の端部に設け
    られ、前記直交する方向に走行する架台と、 該架台に設けられ、前記部材の上に載せられた部材を押
    さえる拘束装置と、からなり、 該架台は、前記拘束装置による拘束を解除した状態で、
    部材から離れる方向に移動した際、部材を上方に移動で
    きるものであり、 前記拘束装置はそれぞれ単独で拘束を解除するものであ
    ること、 を特徴とする熱加工装置。
JP29671197A 1997-10-29 1997-10-29 熱加工用方法および熱加工装置 Pending JPH11129079A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29671197A JPH11129079A (ja) 1997-10-29 1997-10-29 熱加工用方法および熱加工装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29671197A JPH11129079A (ja) 1997-10-29 1997-10-29 熱加工用方法および熱加工装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11129079A true JPH11129079A (ja) 1999-05-18

Family

ID=17837106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29671197A Pending JPH11129079A (ja) 1997-10-29 1997-10-29 熱加工用方法および熱加工装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11129079A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005034863A (ja) * 2003-07-18 2005-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 摩擦攪拌接合方法及び装置
KR101341579B1 (ko) * 2012-06-27 2013-12-13 주식회사 신영 마찰교반용접용 지그 장치
CN103753014A (zh) * 2014-01-02 2014-04-30 联合汽车电子有限公司 搅拌摩擦焊的夹持装置
CN111687528A (zh) * 2020-05-31 2020-09-22 西安交通大学 一种用于发动机盘片损伤修复的随动夹紧装置及其修复方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005034863A (ja) * 2003-07-18 2005-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 摩擦攪拌接合方法及び装置
KR101341579B1 (ko) * 2012-06-27 2013-12-13 주식회사 신영 마찰교반용접용 지그 장치
CN103753014A (zh) * 2014-01-02 2014-04-30 联合汽车电子有限公司 搅拌摩擦焊的夹持装置
CN111687528A (zh) * 2020-05-31 2020-09-22 西安交通大学 一种用于发动机盘片损伤修复的随动夹紧装置及其修复方法
CN111687528B (zh) * 2020-05-31 2022-02-11 西安交通大学 一种用于发动机盘片损伤修复的随动夹紧装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2175646C (en) Method and apparatus for connecting two metallic workpieces together
JPH0342158B2 (ja)
JPH11129079A (ja) 熱加工用方法および熱加工装置
JP3715036B2 (ja) 複合加工機
JPH10305372A (ja) 溶接装置
JPH0538571A (ja) 形鋼の組立装置
JP3571601B2 (ja) 摩擦攪拌接合方法
JP2005007454A (ja) ロケットタンクシリンダの製造方法及びその製造装置
JP3397922B2 (ja) 移動鋼板の接合方法および装置
JP2003275883A (ja) 板材の突き合わせ接合方法
JP3761776B2 (ja) 溶接装置
JP2000343250A (ja) 構造体の製作方法
JP4756066B2 (ja) 鉄道車両用構体の製作方法
JP3708053B2 (ja) 角鋼管の製造方法
JP3305859B2 (ja) 偏平管の切断方法とその切断装置
JPH02205430A (ja) 電動ドリルを装備した自動ガス溶断装置の電動ドリル固定装置
JP2001096377A (ja) 摩擦溶接方法及び溶接構造体
JP3522089B2 (ja) 管体の部分増肉方法および管体の部分増肉設備
SU1377174A1 (ru) Способ сварки рамных металлоконструкций и устройство дл его осуществлени
JPH0618717Y2 (ja) 溶接用ワーク拘束治具
JP2010023053A (ja) レーザ溶接方法及び板材支持装置
JP3944598B2 (ja) 板材加工機
JPH11347754A (ja) 機械要素用部材及びその製造方法
JP2650094B2 (ja) 自動溶接装置
JP2008194728A (ja) クランプ装置