KR20100117117A - Method of manufacturing heat transfer plate - Google Patents
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Abstract
마찰 교반에 의해 평탄성이 높은 전열판을 용이하게 제조할 수 있는 전열판의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 베이스 부재(2)의 표면측에 개방되는 오목 홈의 주위에 형성된 덮개 홈에, 덮개판을 배치하는 덮개 홈 폐색 공정과, 상기 덮개 홈의 측벽과 상기 덮개판의 측면의 맞댐부를 따라 접합용 회전 툴을 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과, 베이스 부재(2)의 이면(Zb)측에 교정용 회전 툴(G)을 이동시켜 마찰 교반을 행하는 교정 공정을 포함하고, 상기 교정 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량이, 상기 접합 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량보다도 적은 것을 특징으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a heat transfer plate that can easily produce a heat transfer plate having high flatness by friction stirring. Cover groove closing step of arranging the cover plate in the cover groove formed around the concave groove opened on the surface side of the base member 2, and rotation for joining along the butt portion of the side wall of the cover groove and the side surface of the cover plate. A bonding step of moving the tool to perform friction stir, and a calibration step of moving the calibration rotating tool G to the back surface Zb side of the base member 2 to perform friction stir, The volume of the plasticized region is smaller than the volume of the plasticized region formed by the bonding step.
Description
본 발명은, 예를 들어 열교환기나 가열 기기 혹은 냉각 기기 등에 사용되는 전열판의 제조 방법에 관한 것이다.This invention relates to the manufacturing method of the heat exchanger plate used for a heat exchanger, a heating apparatus, a cooling apparatus, etc., for example.
열교환, 가열 혹은 냉각해야 할 대상물에 접촉하거나 또는 근접하여 배치되는 전열판은, 그 본체인 베이스 부재에 예를 들어 고온액이나 냉각수 등의 열매체를 순환시키는 열매체용 관을 삽입 관통시켜 형성되어 있다.The heat transfer plate disposed in contact with or close to the object to be heat exchanged, heated or cooled is formed by inserting a heat medium tube for circulating a heat medium such as a high temperature liquid or cooling water into a base member that is the main body thereof.
이러한 전열판의 제조 방법은, 예를 들어 문헌 1에 기재된 방법이 알려져 있다. 도 28은, 문헌 1에 관한 전열판의 제조 방법에 의해 형성된 전열판을 도시한 단면도이다. 문헌 1에 관한 전열판(100)은, 표면에 개방되는 단면으로 볼 때 직사각형인 덮개 홈(106)과 덮개 홈(106)의 저면에 개방되는 오목 홈(108)을 갖는 베이스 부재(102)와, 오목 홈(108)에 삽입되는 열매체용 관(116)과, 덮개 홈(106)에 삽입되는 덮개판(110)을 구비하고 있다. 전열판(100)은, 덮개 홈(106)에 있어서의 양 측벽과 덮개판(110)의 양 측면이 맞닿은 각각의 맞댐부(J, J)를 따라 마찰 교반 접합을 행하여 형성되어 있다. 이에 의해, 전열판(100)의 맞댐부(J, J)에는, 소성화 영역(W, W)이 각각 형성되어 있다.As a manufacturing method of such a heat exchanger plate, the method of
문헌 1에 관한 전열판의 제조 방법에 의해 형성된 전열판(100)은, 베이스 부재(102)의 표면측으로부터만 마찰 교반을 행하므로, 열수축에 의해 소성화 영역(W, W)이 줄어들면, 전열판에 변형이 발생되어 버린다고 하는 문제가 있었다.Since the heat-
이러한 문제를 해결하는 방법으로서, 문헌 2에는, 발생할 상부 휨을 예측하여, 미리 금속 부재에 소정의 하부 휨을 부여한 후에 마찰 교반을 행하는 방법이 기재되어 있다.As a method of solving such a problem,
또한, 이러한 문제를 해결하는 방법으로서, 문헌 3에는, 변형을 갖는 금속 부재를 마찰 교반 장치에 고정하고, 당해 금속 부재의 변형 개소에 회전 공구를 압박하여, 당해 압박 개소에 대해 소성 유동을 행하여 변형을 제거하는 방법이 기재되어 있다.In addition, as a method of solving such a problem, Document 3 fixes a metal member having deformation to a friction stir device, presses a rotary tool to a deformation point of the metal member, and performs plastic flow to deform the pressure point to deform. A method for removing is described.
그러나 문헌 2에 관한 방법에 따르면, 금속 부재에 대해 미리 휨을 형성하는 작업이 번잡해진다고 하는 문제가 있었다. 또한, 문헌 3에 관한 방법에 있어서, 마찰 교반을 행하는 영역을 크게 하면, 마찰 교반을 행한 면에 열수축이 발생하고, 이 면에 오목 형상으로 되는 변형이 발생해 버릴 가능성이 있어, 결과적으로 금속 부재의 변형 해소에 이르지 않는 경우가 있었다.However, according to the method of
이러한 관점으로부터, 본 발명은 금속 부재의 변형을 해소하여 평탄성이 높은 전열판을 용이하게 제조할 수 있는 전열판의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.From this point of view, an object of the present invention is to provide a method for producing a heat transfer plate that can eliminate deformation of a metal member and easily produce a heat transfer plate having high flatness.
이러한 과제를 해결하는 본 발명에 관한 전열판의 제조 방법은, 베이스 부재의 표면측에 개방되는 오목 홈의 주위에 형성된 덮개 홈에, 덮개판을 배치하는 덮개 홈 폐색 공정과, 상기 덮개 홈의 측벽과 상기 덮개판의 측면의 맞댐부를 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과, 교정용 회전 툴을 사용하여 상기 베이스 부재의 이면측으로부터 마찰 교반을 행하는 교정 공정을 포함하고, 상기 교정 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량이, 상기 접합 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량보다도 적은 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on this subject is a cover groove blocking process of arrange | positioning a cover plate in the cover groove formed around the recessed groove opened to the surface side of a base member, the side wall of the said cover groove, A bonding step of performing friction stir by relatively moving the joining rotary tool along the butt portion of the side surface of the cover plate, and a calibration step of carrying out friction stir from the back side of the base member using the calibration rotary tool; The volume of the plasticized region formed by the calibration process is smaller than the volume of the plasticized region formed by the joining process.
또한, 본 발명은 베이스 부재의 표면측에 개방되는 덮개 홈의 저면에 형성된 오목 홈에, 열매체용 관을 삽입하는 열매체용 관 삽입 공정과, 상기 덮개 홈에 덮개판을 배치하는 덮개 홈 폐색 공정과, 상기 덮개 홈의 측벽과 상기 덮개판의 측면의 맞댐부를 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 실시하는 접합 공정과, 교정용 회전 툴을 사용하여 상기 베이스 부재의 이면측으로부터 마찰 교반을 행하는 교정 공정을 포함하고, 상기 교정 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량이, 상기 접합 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량보다도 적은 것을 특징으로 한다.The present invention also relates to a concave groove formed in the bottom surface of the cover groove open to the surface side of the base member, a tube insertion step for heating medium for inserting a heat medium pipe, and a cover groove closing step for disposing a cover plate in the cover groove; And a bonding step of performing friction stir by relatively moving the joining rotary tool along the abutment portion between the sidewall of the lid groove and the side surface of the lid plate, and performing friction stir from the rear surface side of the base member using the calibration rotary tool. It includes a calibration process performed, It is characterized by the volume amount of the plasticization area | region formed by the said calibration process being smaller than the volume amount of the plasticization area | region formed by the said bonding process.
이러한 제조 방법에 따르면, 베이스 부재의 이면측으로부터도 마찰 교반을 행하므로, 표면에 행한 마찰 교반에 의해 발생한 휨을 해소하여, 전열판의 평탄성을 용이하게 높일 수 있다. 또한, 상기 교정 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량이, 상기 접합 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량보다도 적으므로, 제조된 전열판의 평탄성을 보다 높일 수 있다. 근거에 대해서는, 실시예에서 설명한다.According to such a manufacturing method, friction agitation is also performed from the back surface side of the base member, so that warpage generated by friction agitation performed on the surface can be eliminated, and the flatness of the heat transfer plate can be easily increased. Moreover, since the volume amount of the plasticization area | region formed by the said calibration process is smaller than the volume amount of the plasticization area | region formed by the said bonding process, the flatness of the manufactured heat exchanger plate can be improved more. The grounds will be described in Examples.
또한, 상기 접합 공정에 있어서, 상기 열매체용 관의 주위에 형성된 공극부에, 마찰열에 의해 유동화된 소성 유동재를 유입시키는 것이 바람직하다. 이러한 제조 방법에 따르면, 공극부에 소성 유동재를 유입시킴으로써 공극부를 메울 수 있으므로, 예를 들어 열매체용 관으로부터 방열되는 열을 효율적으로 주위의 베이스 부재 및 덮개판에 전달할 수 있다. 이에 의해, 열교환 효율이 높은 전열판을 제조할 수 있다.Moreover, in the said joining process, it is preferable to introduce the plastic fluidized material fluidized by frictional heat into the space | gap formed around the said heat medium tube. According to such a manufacturing method, since a space | gap part can be filled by inflowing a plastic fluid to a space part, the heat radiated | emitted from the heat pipe for example can be efficiently transmitted to the surrounding base member and a cover plate. Thereby, the heat exchanger plate with high heat exchange efficiency can be manufactured.
또한 본 발명은, 베이스 부재의 표면측에 개방되는 오목 홈에, 덮개판을 삽입하는 덮개판 삽입 공정과, 상기 오목 홈을 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과, 교정용 회전 툴을 사용하여 상기 베이스 부재의 이면측으로부터 마찰 교반을 행하는 교정 공정을 포함하고, 상기 교정 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량이, 상기 접합 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량보다도 적은 것을 특징으로 한다.Moreover, this invention provides the cover plate insertion process of inserting a cover plate in the recessed groove opened to the surface side of a base member, the joining process of carrying out friction stirring by relatively moving a joining rotary tool along the said recessed groove, and correction And a calibration step of performing friction stir from the back surface side of the base member by using a rotary tool, wherein the volume of the plasticized area formed by the calibration step is smaller than the volume of the plasticized area formed by the bonding step. It is characterized by.
또한, 본 발명은, 베이스 부재의 표면측에 개방되는 오목 홈에, 열매체용 관을 삽입하는 열매체용 관 삽입 공정과, 상기 오목 홈에 덮개판을 삽입하는 덮개판 삽입 공정과, 상기 오목 홈을 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과, 교정용 회전 툴을 사용하여 상기 베이스 부재의 이면측으로부터 마찰 교반을 행하는 교정 공정을 포함하고, 상기 교정 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량이, 상기 접합 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량보다도 적은 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a concave groove open to the surface side of the base member, the heating medium tube insertion step of inserting the heat medium tube, the cover plate insertion step of inserting the cover plate in the concave groove, and the concave groove And a bonding step of performing friction stir by relatively moving the joining rotary tool, and a calibration step of performing friction stir from the back side of the base member using the calibration rotating tool, wherein the plasticization region formed by the calibration process The volume amount of is smaller than the volume amount of the plasticized region formed by the joining step.
이러한 제조 방법에 따르면, 베이스 부재의 이면측으로부터도 마찰 교반을 행하므로, 표면에 행한 마찰 교반에 의해 발생한 휨을 해소하여, 전열판의 평탄성을 용이하게 높일 수 있다. 또한, 상기 교정 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량이, 상기 접합 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량보다도 적으므로, 제조된 전열판의 평탄성을 보다 높일 수 있다. 근거에 대해서는, 실시예에서 설명한다.According to such a manufacturing method, friction agitation is also performed from the back surface side of the base member, so that warpage generated by friction agitation performed on the surface can be eliminated, and the flatness of the heat transfer plate can be easily increased. Moreover, since the volume amount of the plasticization area | region formed by the said calibration process is smaller than the volume amount of the plasticization area | region formed by the said bonding process, the flatness of the manufactured heat exchanger plate can be improved more. The grounds will be described in Examples.
또한, 상기 접합 공정에 있어서, 상기 접합용 회전 툴의 압박력에 의해 상기 덮개판이 상기 열매체용 관의 상부를 압박하는 동시에, 상기 덮개판의 적어도 상부와 상기 베이스 부재를 소성 유동화하는 것이 바람직하다.Moreover, in the said bonding process, it is preferable that the said cover plate presses the upper part of the said heat medium tube by the pressing force of the said rotation tool for joining, and plasticizes at least the upper part of the said cover plate and the said base member.
이러한 제조 방법에 따르면, 열매체용 관의 상부를 덮개 부재로 압입하면서 마찰 교반하므로, 열매체용 관의 주변의 공극을 감소시킬 수 있어, 열교환 효율을 높일 수 있다.According to this manufacturing method, since the upper part of the heat medium tube is friction-stirred while press-fitting into a cover member, the space | gap around the heat medium tube can be reduced and heat exchange efficiency can be improved.
또한, 상기 교정 공정에 있어서, 상기 교정용 회전 툴 궤적의 평면 형상이, 상기 베이스 부재의 중심에 대해 대략 점 대칭인 것이 바람직하다. 또한, 상기 교정 공정에 있어서, 상기 교정용 회전 툴의 궤적의 평면 형상이, 상기 베이스 부재의 외측 모서리의 형상과 대략 상사형인 것이 바람직하다. 또한, 상기 교정 공정에 있어서, 상기 교정용 회전 툴의 궤적의 평면 형상이, 상기 베이스 부재의 표면측에 형성되는 상기 접합용 회전 툴의 궤적의 평면 형상과 대략 동일한 것이 바람직하다. 또한, 상기 교정 공정에 있어서, 상기 교정용 회전 툴의 궤적의 전체 길이가, 상기 베이스 부재의 표면측에 형성되는 상기 접합용 회전 툴의 궤적의 전체 길이와 대략 동일한 것이 바람직하다.Moreover, in the said calibration process, it is preferable that the planar shape of the said rotation tool trajectory for correction is substantially point symmetric with respect to the center of the said base member. Moreover, in the said calibration process, it is preferable that the planar shape of the trajectory of the said rotational rotation tool is substantially similar to the shape of the outer edge of the said base member. Moreover, in the said calibration process, it is preferable that the plane shape of the trajectory of the said rotational rotation tool is substantially the same as the plane shape of the locus of the said rotational rotation tool formed in the surface side of the said base member. Moreover, in the said calibration process, it is preferable that the whole length of the trajectory of the said rotational rotation tool is substantially the same as the full length of the locus of the said rotational rotation tool formed in the surface side of the said base member.
이러한 제조 방법에 따르면, 전열판의 표면측과 이면측의 휨을 밸런스 좋게 해소할 수 있으므로 전열판의 평탄성을 보다 높일 수 있다.According to this manufacturing method, since the curvature of the front side and the back side of a heat exchanger plate can be eliminated in a balanced manner, flatness of a heat exchanger plate can be improved more.
또한, 상기 교정 공정에 있어서, 상기 교정용 회전 툴 궤적의 전체 길이가, 상기 베이스 부재의 표면측에 형성되는 상기 접합용 회전 툴의 궤적의 전체 길이보다도 짧은 것이 바람직하다. 또한, 상기 교정 공정에서 사용하는 상기 교정용 회전 툴의 숄더부의 외경이, 상기 접합 공정에서 사용하는 상기 접합용 회전 툴의 숄더부의 외경보다도 작은 것이 바람직하다. 또한, 상기 교정 공정에서 사용하는 상기 교정용 회전 툴의 핀의 길이가, 상기 접합 공정에서 사용하는 상기 접합용 회전 툴의 핀의 길이보다도 짧은 것이 바람직하다.Moreover, in the said calibration process, it is preferable that the whole length of the said rotational rotation tool trace is shorter than the full length of the locus of the said rotational rotation tool formed in the surface side of the said base member. Moreover, it is preferable that the outer diameter of the shoulder part of the said rotary tool for correction used in the said calibration process is smaller than the outer diameter of the shoulder part of the said rotary tool for joining used by the said bonding process. Moreover, it is preferable that the length of the pin of the said rotational rotation tool used at the said calibration process is shorter than the length of the pin of the said rotational rotation tool used at the said bonding process.
이러한 제조 방법에 따르면, 교정 공정에 있어서의 소성화 영역의 체적량을, 상기 접합 공정의 소성화 영역의 체적량보다도 낮게 설정할 수 있으므로, 제조된 전열판의 평탄성을 높일 수 있다.According to such a manufacturing method, since the volume amount of the plasticization area | region in a calibration process can be set lower than the volume amount of the plasticization area | region of the said bonding process, the flatness of the manufactured heat exchanger plate can be improved.
또한, 상기 베이스 부재의 두께가, 상기 접합용 회전 툴 숄더부의 외경의 1.5배 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 베이스 부재의 두께가 상기 접합용 회전 툴의 핀의 길이의 3배 이상인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the thickness of the said base member is 1.5 times or more of the outer diameter of the said rotation tool shoulder part for joining. Moreover, it is preferable that the thickness of the said base member is three times or more of the length of the pin of the said rotary tool for joining.
이러한 제조 방법에 따르면, 접합용 회전 툴의 각 부위의 크기에 대해 베이스 부재가 충분한 두께를 구비하고 있으므로, 전열판의 평탄성을 보다 높일 수 있다.According to such a manufacturing method, since the base member has sufficient thickness with respect to the magnitude | size of each site | part of a joining rotary tool, the flatness of a heat exchanger plate can be improved more.
또한, 상기 베이스 부재가 평면에서 볼 때 다각형인 경우, 상기 교정 공정에 있어서, 상기 베이스 부재의 코너부에 대해 상기 교정용 회전 툴에 의해 마찰 교반을 행하는 코너부 마찰 교반 공정을 포함하는 것이 바람직하다.Moreover, when the said base member is polygonal in plan view, it is preferable that the said correction process includes the corner friction stirring process of carrying out friction stirring with respect to the corner part of the said base member by the said rotational rotation tool. .
이러한 제조 방법에 따르면, 베이스 부재의 코너부에 있어서 발생한 휨을 해소하여 전열판의 평탄성을 해소할 수 있다.According to such a manufacturing method, the curvature which generate | occur | produced in the corner part of a base member can be eliminated, and the flatness of a heat exchanger plate can be eliminated.
또한, 상기 열매체용 관의 내부에 히터를 구비하는 경우, 상기 교정 공정 후에 상기 히터에 통전하여, 상기 전열판을 어닐링하는 어닐링 공정을 포함하는 것이 바람직하다.Moreover, when providing a heater in the said heat medium pipe | tube, it is preferable to include the annealing process which energizes a said heater after the said calibration process, and anneales the said heat exchanger plate.
이러한 제조 방법에 따르면, 소성화 영역에 잔류하는 내부 응력을 제거하여 전열판의 휨을 해소할 수 있다.According to this manufacturing method, it is possible to eliminate the internal stress remaining in the plasticized region to solve the warp of the heat transfer plate.
또한, 상기 교정 공정 후에, 상기 베이스 부재의 이면측을 면삭 가공하는 면삭 공정을 포함하고, 상기 면삭 가공의 깊이는, 상기 교정용 회전 툴의 핀의 길이보다도 큰 것이 바람직하다. 이러한 제조 방법에 따르면, 전열판의 이면을 평활하게 형성할 수 있다.Moreover, after the said straightening process, it includes the surface finishing process which grinds the back surface side of the said base member, It is preferable that the depth of the said surface finishing is larger than the length of the pin of the said rotary tool for correction. According to such a manufacturing method, the back surface of a heat exchanger plate can be formed smoothly.
또한, 본 발명은, 베이스 부재의 표면측에 개방되는 오목 홈의 주위에 형성된 덮개 홈에, 덮개판을 삽입하는 덮개 홈 폐색 공정과, 상기 덮개 홈의 측벽과 상기 덮개판의 측면의 맞댐부를 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과, 상기 접합 공정에 의해 형성된 상기 베이스 부재의 이면측으로 볼록해지는 휨을, 상기 베이스 부재의 표면측으로 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시킴으로써 교정하는 교정 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.Moreover, this invention is a cover groove closing process which inserts a cover plate in the cover groove formed around the recessed groove opened to the surface side of a base member, and along the butt | matching part of the side wall of the said cover groove, and the side of the said cover plate. The bonding step of carrying out the friction stir by relatively moving the rotary tool for bonding and the bending convex toward the back surface side of the base member formed by the bonding step are corrected by applying a bending moment in which tensile stress is generated to the surface side of the base member. It is characterized by including a calibration process.
또한, 본 발명은, 베이스 부재의 표면측에 개방되는 덮개 홈의 저면에 형성된 오목 홈에, 열매체용 관을 삽입하는 열매체용 관 삽입 공정과, 상기 덮개 홈에 덮개판을 삽입하는 덮개 홈 폐색 공정과, 상기 덮개 홈의 측벽과 상기 덮개판의 측면의 맞댐부를 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과, 상기 접합 공정에 의해 형성된 상기 베이스 부재의 이면측으로 볼록해지는 휨을, 상기 베이스 부재의 표면측으로 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시킴으로써 교정하는 교정 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.Moreover, this invention is the heat pipe insertion process which inserts the heat medium tube into the recessed groove formed in the bottom face of the cover groove opened to the surface side of a base member, and the cover groove blocking process which inserts a cover plate in the said cover groove. And a joining step of carrying out friction stir by relatively moving the joining rotary tool along the butt portion of the side wall of the lid groove and the side surface of the lid plate, and the bending convex toward the back surface side of the base member formed by the joining step. And a correction process for correcting by applying a bending moment in which tensile stress occurs to the surface side of the base member.
이러한 제조 방법에 따르면, 교정 공정에 있어서 상기 베이스 부재의 표면측으로 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시킴으로써, 상기 접합 공정에 의해 형성된 상기 베이스 부재의 이면측으로 볼록해지는 휨을 교정하여, 전열판의 평탄성을 보다 높일 수 있는 동시에, 비교적 용이하게 전열판을 제조할 수 있다.According to this manufacturing method, by applying a bending moment in which a tensile stress is generated to the surface side of the base member in the calibration process, the warpage convex toward the back surface side of the base member formed by the joining process is corrected, whereby the flatness of the heat transfer plate is further improved. At the same time, the heat transfer plate can be manufactured relatively easily.
또한, 상기 접합 공정에 있어서, 상기 열매체용 관의 주위에 형성된 공극부에, 마찰열에 의해 유동화된 소성 유동재를 유입시키는 것이 바람직하다. 이러한 제조 방법에 따르면, 전열판의 내부에 형성되는 공극부를 작게 할 수 있으므로, 열교환 효율이 높은 전열판을 제조할 수 있다.Moreover, in the said joining process, it is preferable to introduce the plastic fluidized material fluidized by frictional heat into the space | gap formed around the said heat medium tube. According to such a manufacturing method, since the space | gap part formed in the inside of a heat exchanger plate can be made small, a heat exchanger plate with high heat exchange efficiency can be manufactured.
또한 본 발명은, 베이스 부재의 표면측에 개방되는 오목 홈에 덮개판을 삽입하는 덮개판 삽입 공정과, 상기 오목 홈을 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과, 상기 접합 공정에 의해 형성된 상기 베이스 부재의 이면측으로 볼록해지는 휨을, 상기 베이스 부재의 표면측으로 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시킴으로써 교정하는 교정 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.Moreover, this invention is a lid plate insertion process which inserts a cover plate in the recessed groove opened to the surface side of a base member, the joining process of carrying out the friction stirring by relatively moving a joining rotary tool along the said recessed groove, and the said joining And a straightening step of correcting the deflection convex toward the back surface side of the base member formed by the step by acting a bending moment at which a tensile stress occurs to the surface side of the base member.
또한 본 발명은, 베이스 부재의 표면측에 개방되는 오목 홈에, 열매체용 관을 삽입하는 열매체용 관 삽입 공정과, 상기 오목 홈에 덮개판을 삽입하는 덮개판 삽입 공정과, 상기 오목 홈을 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과, 상기 접합 공정에 의해 형성된 상기 베이스 부재의 이면측으로 볼록해지는 휨을, 상기 베이스 부재의 표면측으로 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시킴으로써 교정하는 교정 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a concave groove open to the surface side of the base member, the heating medium tube insertion step of inserting the heat medium tube, the cover plate insertion step of inserting the cover plate in the concave groove, along the concave groove The bonding step of carrying out the friction stir by relatively moving the rotary tool for bonding and the bending convex toward the back surface side of the base member formed by the bonding step are corrected by applying a bending moment in which tensile stress is generated to the surface side of the base member. It is characterized by including a calibration process.
이러한 제조 방법에 따르면, 교정 공정에 있어서 상기 베이스 부재의 표면측으로 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시킴으로써, 상기 접합 공정에 의해 형성된 상기 베이스 부재의 이면측으로 볼록해지는 휨을 교정하여, 전열판의 평탄성을 보다 높일 수 있는 동시에, 비교적 용이하게 전열판을 제조할 수 있다.According to this manufacturing method, by applying a bending moment in which a tensile stress is generated to the surface side of the base member in the calibration process, the warpage convex toward the back surface side of the base member formed by the joining process is corrected, whereby the flatness of the heat transfer plate is further improved. At the same time, the heat transfer plate can be manufactured relatively easily.
또한, 상기 접합 공정에서는, 상기 접합용 회전 툴의 압박력에 의해 상기 덮개판이 상기 열매체용 관의 상부를 압박하는 동시에, 상기 덮개판의 적어도 상부와 상기 베이스 부재를 마찰 교반하는 것이 바람직하다.Moreover, in the said bonding process, it is preferable that the said cover plate presses the upper part of the said heat medium pipe by the pressing force of the said rotation tool for joining, and friction-stirres at least the upper part of the said cover plate and the said base member.
이러한 제조 방법에 따르면, 덮개판이 열매체용 관을 압박하면서 마찰 교반을 행함으로써, 열매체용 관의 주위에 형성되는 공극부를 작게 할 수 있으므로, 열교환 효율이 높은 전열판을 제조할 수 있다.According to such a manufacturing method, since the space | gap part formed around the heat medium tube can be made small by performing friction stirring while pressing a cover plate for a heat medium, a heat exchanger plate with high heat exchange efficiency can be manufactured.
또한, 상기 교정 공정에서는, 상기 베이스 부재를 압박하는 프레스 교정, 상기 베이스 부재를 해머 등의 타격구로 타격하는 타격 교정, 또는 상기 베이스 부재 상에서 롤 부재를 회전시키는 롤 교정을 행함으로써, 상기 휨을 교정하는 것이 바람직하다.Moreover, in the said straightening process, the said bending is correct | amended by performing press correction which presses the said base member, the blow correction which strikes the said base member with a hitting hole, such as a hammer, or the roll correction which rotates a roll member on the said base member. It is preferable.
또한, 교정 공정을 행할 때에, 상기 베이스 부재의 이면측의 중앙 부근에 접촉하는 제1 보조 부재를 배치하는 동시에, 상기 베이스 부재의 표면측의 주연 부근에 접촉하는 제2 보조 부재 및 제3 보조 부재를, 상기 제1 보조 부재를 사이에 두고 양측에 배치한 상태에서, 상기 휨을 프레스 교정, 타격 교정 또는 롤 교정을 행하는 것이 바람직하다.Moreover, when performing a calibration process, the 2nd auxiliary member and 3rd auxiliary member which arrange | position the 1st auxiliary member which contacts the center vicinity of the back surface side of the said base member, and make contact with the peripheral edge of the surface side of the said base member It is preferable to perform press correction, hit correction, or roll correction of the deflection in a state where the first auxiliary member is disposed on both sides with the first auxiliary member therebetween.
이러한 제조 방법에 따르면, 베이스 부재가 이면측으로 볼록한 상태로부터 표면측으로 볼록한 상태로 되도록 강제적으로 압박력이 가해져, 베이스 부재가, 휨과는 반대측으로 강제적으로 휘어지게 하므로 휨을 교정할 수 있다. 또한, 보조 부재를 배치함으로써, 프레스 교정, 타격 교정 또는 롤 교정의 작업성을 높일 수 있다.According to this manufacturing method, the pressing force is applied to the base member from the convex side to the surface side, and the base member is forcibly bent to the opposite side to the warp, so that the warpage can be corrected. Further, by arranging the auxiliary member, the workability of press straightening, striking straightening or roll straightening can be improved.
또한, 상기 각 보조 부재는, 상기 베이스 부재보다도 경도가 낮은 재료를 사용하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 제조 방법에 따르면, 프레스 교정, 타격 교정 또는 롤 교정으로 압박할 때에, 베이스 부재를 손상시키는 일 없이 교정할 수 있다.Moreover, it is preferable that each said auxiliary member uses the material whose hardness is lower than the said base member. According to this manufacturing method, when pressing by press straightening, hitting straightening, or roll straightening, it can calibrate without damaging a base member.
또한, 상기 교정 공정 후에, 상기 전열판에 어닐링을 행하는 어닐링 공정을 포함하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to include the annealing process of annealing the said heat exchanger plate after the said calibration process.
또한, 상기 열매체용 관의 내부에 히터를 배치해 두고, 상기 교정 공정 후에 상기 히터에 통전하여, 상기 전열판을 어닐링하는 어닐링 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 제조 방법에 따르면, 소성화 영역에 잔류하는 내부 응력을 제거하여 전열판의 휨을 보다 해소할 수 있다.Moreover, it is preferable to include the annealing process which arrange | positions a heater in the said heat medium pipe | tube, and energizes the said heater after the said calibration process, and anneales the said heat exchanger plate. According to this manufacturing method, the internal stress remaining in the plasticization region can be removed to further eliminate the warpage of the heat transfer plate.
본 발명에 관한 전열판의 제조 방법에 따르면, 평탄성이 높은 전열판을 용이하게 제조할 수 있다.According to the manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on this invention, a heat exchanger plate with high flatness can be manufactured easily.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 전열판을 도시한 도면으로, (a)는 사시도, (b)는 (a)의 I-I선 단면도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 전열판을 도시한 도면으로, (a)는 분해 사시도, (b)는 분해 단면도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 전열판의 제조 방법을 도시한 단면도로, (a)는 홈 형성 공정, (b)는 열매체용 관 삽입 공정, (c)는 덮개 홈 폐색 공정을 도시하는 도면이다.
도 4의 (a)는 접합용 회전 툴을 도시한 측면도이고, (b)는 교정용 회전 툴을 도시한 측면도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 전열판의 제조 방법에 있어서, 접합 공정을 행하기 전을 도시한 사시도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 전열판의 제조 방법에 있어서, 접합 공정을 단계적으로 도시한 평면도이다.
도 7은 제1 실시 형태에 관한 전열판의 제조 방법에 있어서, 접합 공정을 행한 후를 도시한 도면으로, (a)는 사시도, (b)는 지점 c 및 지점 f를 연결하는 선의 단면도이다.
도 8은 제1 실시 형태에 관한 전열판의 제조 방법에 있어서, (a)는 교정 공정을 도시한 사시도, (b)는 교정 공정을 도시한 평면도이다.
도 9는 제2 실시 형태에 관한 전열판을 도시한 단면도로, (a)는 개략 단면도, (b)는 마찰 교반 후를 도시한 단면도이다.
도 10은 제3 실시 형태에 관한 전열판을 도시한 단면도이다.
도 11은 제4 실시 형태에 관한 전열판을 도시한 사시도이다.
도 12는 제4 실시 형태에 관한 전열판을 도시한 분해 사시도이다.
도 13은 제4 실시 형태에 관한 전열판을 도시한 분해 단면도이다.
도 14는 제4 실시 형태에 관한 전열판의 제조 방법에 있어서, (a)는 접합 공정을 도시한 사시도, (b)는 (a)의 II-II선 단면도이다.
도 15는 제4 실시 형태에 관한 전열판의 제조 방법에 있어서, 접합 공정을 행한 후를 도시한 도면으로, (a)는 사시도, (b)는 지점 c 및 지점 f를 연결하는 선의 단면도이다.
도 16은 제4 실시 형태에 관한 전열판의 제조 방법에 있어서, (a)는 교정 마찰 교반 공정을 도시한 평면도, (b)는 코너부 마찰 교반 공정을 도시한 평면도이다.
도 17은 도 16의 III-III선 단면에 있어서, 제4 실시 형태에 관한 전열판의 제조 방법의 면삭 공정을 도시한 도면이다.
도 18은 제5 실시 형태에 관한 전열판의 단면도이다.
도 19는 제6 실시 형태에 관한 전열판의 표면측을 도시한 평면도이다.
도 20은 제6 실시 형태에 관한 전열판의 이면측을 도시한 평면도이다.
도 21은 전열판의 이면측의 평면도로, (a)는 제1 변형예, (b)는 제2 변형예, (c)는 제3 변형예, (d)는 제4 변형예, (e)는 제5 변형예, (f)는 제6 변형예를 도시하는 도면이다.
도 22는 제7 실시 형태에 관한 프레스 교정의 준비 단계를 도시한 사시도이다.
도 23은 제7 실시 형태에 관한 프레스 교정을 도시한 측면도로, (a)는 프레스 전, (b)는 프레스 중을 도시한 도면이다.
도 24는 제7 실시 형태에 관한 프레스 교정의 압박 위치를 도시한 평면도이다.
도 25는 제7 실시 형태에 관한 롤 교정을 도시한 도면으로, (a)는 사시도, (b)는 프레스 전을 도시한 측면도, (c)는 프레스 중을 도시한 측면도이다.
도 26은 실시예에 있어서의 베이스 부재를 도시한 도면으로, (a)는 표면측의 사시도, (b)는 이면측의 평면도이다.
도 27은 실시예에 있어서, 표면측을 마찰 교반한 후에, 이면측을 상방을 향하게 한 경우를 도시한 측면도이다.
도 28은 종래의 전열판을 도시한 단면도이다.1: is a figure which shows the heat exchanger plate which concerns on 1st Embodiment, (a) is a perspective view, (b) is sectional drawing II line of (a).
Fig. 2 is a view showing the heat transfer plate according to the first embodiment, wherein (a) is an exploded perspective view and (b) is an exploded cross sectional view.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the heat transfer plate according to the first embodiment, (a) is a groove forming step, (b) is a pipe insertion step for heating medium, and (c) is a view showing a cover groove closing step. .
(A) is a side view which shows the rotational rotation tool for joining, (b) is a side view which shows the rotational rotation tool for calibration.
FIG. 5: is a perspective view which shows before performing a joining process in the manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on 1st Embodiment.
6 is a plan view showing a bonding step in a step in the method for manufacturing a heat transfer plate according to the first embodiment.
FIG. 7: is a figure which shows after performing a joining process in the manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on 1st Embodiment, (a) is a perspective view, (b) is sectional drawing of the line which connects the point c and the point f.
FIG. 8: is a manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on 1st Embodiment, (a) is a perspective view which shows the calibration process, (b) is a top view which shows the calibration process.
9 is a cross-sectional view showing the heat transfer plate according to the second embodiment, (a) is a schematic cross-sectional view, and (b) is a cross-sectional view after friction stir.
10 is a cross-sectional view showing the heat transfer plate according to the third embodiment.
It is a perspective view which shows the heat exchanger plate which concerns on 4th Embodiment.
It is an exploded perspective view which shows the heat exchanger plate which concerns on 4th Embodiment.
FIG. 13 is an exploded cross-sectional view showing the heat transfer plate according to the fourth embodiment.
14 is a perspective view illustrating a bonding step in the method for manufacturing a heat transfer plate according to a fourth embodiment, and (b) is a cross-sectional view taken along the line II-II of (a).
FIG. 15 is a view showing a bonding step in the method of manufacturing a heat transfer plate according to a fourth embodiment, (a) is a perspective view, and (b) is a cross-sectional view of a line connecting the points c and f.
In the manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on 4th embodiment, (a) is a top view which shows the correction friction stirring process, (b) is a top view which shows the corner friction stirring process.
It is a figure which shows the surface-finishing process of the manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on 4th Embodiment in the III-III cross section of FIG.
18 is a sectional view of a heat transfer plate according to a fifth embodiment.
It is a top view which shows the surface side of the heat exchanger plate which concerns on 6th Embodiment.
It is a top view which shows the back surface side of the heat exchanger plate which concerns on 6th Embodiment.
21 is a plan view of the rear surface side of the heat transfer plate, (a) is a first modification, (b) is a second modification, (c) is a third modification, (d) is a fourth modification, and (e) Is a fifth modification, (f) is a diagram showing a sixth modification.
Fig. 22 is a perspective view showing a preparation step for press calibration according to the seventh embodiment.
It is a side view which shows the press calibration which concerns on 7th Embodiment, (a) is a figure which shows before press, (b) is during press.
It is a top view which shows the press position of the press correction which concerns on 7th Embodiment.
It is a figure which shows the roll correction which concerns on 7th Embodiment, (a) is a perspective view, (b) is a side view which shows before press, (c) is a side view which shows during press.
It is a figure which shows the base member in an Example, (a) is a perspective view of a front side, (b) is a top view of a back surface side.
It is a side view which shows the case where the back surface side is facing upward after friction-stirring the surface side in an Example.
28 is a cross-sectional view showing a conventional heat transfer plate.
[제1 실시 형태][First Embodiment]
본 발명의 최량의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 본 실시 형태에 관한 제조 방법에 의해 제조된 전열판(1)에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서는, 전열판(1)을 히트 플레이트로서 사용하는 경우를 예로 하여 설명한다.Best Mode for Carrying Out the Invention The best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the
전열판(1)은, 도 1의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 평면에서 볼 때 직사각형인 판 두께의 베이스 부재(2)와, 베이스 부재(2)의 내부에 매설되는 열매체용 관(20)과, 베이스 부재(2)에 오목 형성된 홈에 배치된 덮개판(10)을 주로 구비하고 있다. 베이스 부재(2)와 덮개판(10)의 맞댐부(J1, J2)는, 각각 마찰 교반에 의해 접합되어 있다. 이러한 전열판(1)은, 열매체용 관(20)에 삽입 관통된 도시하지 않은 마이크로 히터 등으로 가열하여 사용된다.The
베이스 부재(2)는, 열매체용 관(20)에 흐르는 열매체의 열을 외부로 전달시키는 역할, 혹은 외부의 열을 열매체용 관(20)에 흐르는 열매체로 전달시키는 역할을 하는 것이다. 베이스 부재(2)는, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 평면에서 볼 때 정사각형을 나타내는 직방체이며, 본 실시 형태에서는 두께가, 30㎜ 내지 120㎜인 것을 사용한다. 베이스 부재(2)는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 티탄, 티탄 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금 등 마찰 교반 가능한 금속 재료로 이루어진다. 베이스 부재(2)의 표면(Za)에는 덮개 홈(6)이 오목 형성되어 있고, 덮개 홈(6)의 저면의 중앙에는 덮개 홈(6)보다도 폭이 좁은 오목 홈(8)이 오목 형성되어 있다.The
덮개 홈(6)은, 덮개판(10)이 배치되는 부분이며, 평면에서 볼 때 대략 말굽 형상으로 일정한 폭 및 깊이로 연속해서 형성되어 있다. 덮개 홈(6)은, 단면으로 볼 때 직사각형을 나타내고, 덮개 홈(6)의 저면(6c)으로부터 수직으로 올라가는 측벽(6a, 6b)을 구비하고 있다.The
오목 홈(8)은, 열매체용 관(20)이 삽입되는 부분이며, 덮개 홈(6)의 저면(6c)의 중앙 부분에 있어서, 덮개 홈(6)의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 오목 홈(8)은, 상방이 개방된 단면으로 볼 때 U자 형상의 홈이며, 하단부에는 반원형의 저면(7)이 형성되어 있다. 오목 홈(8)의 개구 부분의 폭은, 저면(7)의 직경과 대략 동등한 폭(A)으로 형성되어 있다. 또한, 덮개 홈(6)의 폭은 홈 폭(E), 오목 홈(8)의 깊이는 깊이 C로 형성되어 있다.The recessed
열매체용 관(20)은, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 단면으로 볼 때 원형의 중공부(18)를 갖는 원통관이다. 열매체용 관(20)은, 본 실시 형태에서는 구리로 이루어지고, 평면에서 볼 때 말굽 형상을 나타낸다. 열매체용 관(20)의 외경(B)은, 오목 홈(8)의 폭(A) 및 오목 홈(8)의 깊이(C)와 대략 동등하게 형성되어 있으므로, 오목 홈(8)에 열매체용 관(20)을 배치하면, 열매체용 관(20)의 하반부와 오목 홈(8)의 저면(7)이 접촉하는 동시에, 열매체용 관(20)의 상단부와 덮개 홈(6)의 저면(6c)이 동일한 높이 위치로 된다.The
열매체용 관(20)에는, 본 실시 형태에 있어서는, 마이크로 히터를 삽입 관통하지만, 그 밖에도 예를 들어, 냉각수, 냉각 가스, 고온액, 혹은 고온 가스 등의 열매체를 순환시켜, 열매체의 열을 베이스 부재(2) 및 덮개판(10)에, 혹은 베이스 부재(2) 및 덮개판(10)의 열을 열매체에 전달시켜도 좋다.In the present embodiment, the micro heater is inserted into the
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 열매체용 관(20)은, 단면으로 볼 때 원형으로 하였지만, 단면으로 볼 때 각형이라도 좋다. 또한, 열매체용 관(20)은, 본 실시 형태에 있어서는 구리를 사용하고 있지만, 다른 재료를 사용해도 된다. 또한, 열매체용 관(20)은 반드시 설치할 필요는 없고, 오목 홈(8)에 직접 열매체를 유입시켜도 된다.In addition, in this embodiment, although the
덮개판(10)은, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 베이스 부재(2)의 덮개 홈(6)의 단면과 대략 동일한 직사각형 단면을 형성하는 상면(11), 하면(12), 측면(13a) 및 측면(13b)을 갖고, 평면에서 볼 때 대략 말굽 형상으로 형성되어 있다. 덮개판(10)은, 본 실시 형태에서는 베이스 부재(2)와 동일한 조성으로 형성되어 있다. 덮개판(10)의 두께는, 덮개 두께(H)로 형성되어 있다. 또한, 덮개판(10)의 폭은, 덮개 홈(6)의 홈 폭(E)과 대략 동등하게 형성되어 있으므로, 덮개판(10)을 덮개 홈(6)에 배치하면, 덮개판(10)의 측면(13a, 13b)은 덮개 홈(6)의 측벽(6a, 6b)과 각각 면 접촉하거나 또는 미세한 간극을 두고 대향한다. 또한, 덮개판(10)의 하면(12)과 열매체용 관(20)의 상단부가 접촉한다.As shown in (a) and (b) of FIG. 2, the
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 오목 홈(8)과 열매체용 관(20)의 하반부를 면 접촉시키고, 또한 열매체용 관(20)의 상단부와 덮개판(10)의 하면(12)을 접촉시켰지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 덮개 홈(6), 오목 홈(8), 덮개판(10) 및 열매체용 관(20)은, 본 실시 형태에서는 평면에서 볼 때 말굽 형상을 나타내도록 형성하였지만 이것에 한정되는 것은 아니며, 전열판(1)의 용도에 따라서 적절하게 설계하면 된다.In addition, in this embodiment, although the recessed
다음에, 전열판(1)의 제조 방법에 대해 설명한다.Next, the manufacturing method of the
본 실시 형태에 관한 전열판(1)의 제조 방법은, (1) 홈 형성 공정, (2) 열매체용 관 삽입 공정, (3) 덮개 홈 폐색 공정, (4) 접합 공정, (5) 교정 공정, (6) 어닐링 공정을 포함하는 것이다.The manufacturing method of the
(1) 홈 형성 공정(1) groove forming process
홈 형성 공정에서는, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 베이스 부재(2)의 표면(Za)에, 소정의 폭 및 깊이로 덮개 홈(6) 및 오목 홈(8)을 형성한다. 홈 형성 공정은, 예를 들어 공지의 엔드밀 등을 사용하여, 절삭 가공에 의해 행한다.In the groove forming step, as shown in FIG. 3A, the
(2) 열매체용 관 삽입 공정(2) tube insertion process for heating medium
열매체용 관 삽입 공정에서는, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 홈 형성 공정에 의해 형성된 오목 홈(8)에 열매체용 관(20)을 삽입한다.In the heat medium tube insertion process, as shown in FIG.3 (b), the
(3) 덮개 홈 폐색 공정(3) cover groove closure process
덮개 홈 폐색 공정에서는, 도 3의 (c)에 도시하는 바와 같이, 덮개 홈(6)에 덮개판(10)을 배치하여, 덮개 홈(6)을 폐색한다. 여기서, 덮개 홈(6)과 덮개판(10)의 맞댐면에 있어서, 덮개 홈(6)과 덮개판(10)의 내측 모서리에 의해 맞닿은 부분을 맞댐부 J1로 하고, 덮개 홈(6)과 덮개판(10)의 외측 모서리에 의해 맞닿은 부분을 맞댐부 J2로 한다.In the lid groove closing step, as shown in FIG. 3C, the
(4) 접합 공정(4) bonding process
접합 공정에서는, 맞댐부(J1, J2)를 따라, 접합용 회전 툴(F)을 사용하여 마찰 교반을 행한다. 접합 공정은, 본 실시 형태에서는 맞댐부(J1)를 마찰 교반하는 제1 접합 공정과, 맞댐부(J2)를 마찰 교반하는 제2 접합 공정을 포함한다.In a joining process, friction stirring is performed using the joining rotary tool F along the butt | matching part J1, J2. In this embodiment, a joining process includes the 1st joining process of carrying out the friction stir of the butt | matching part J1, and the 2nd joining process of carrying out the friction stir of the butt | matching part J2.
여기서, 본 실시 형태에 있어서의 접합 공정시에 사용하는 접합용 회전 툴(F) 및 후기하는 교정 공정시에 사용하는 교정용 회전 툴(G)에 대해 상세하게 설명한다.Here, the bonding rotation tool F used at the time of the bonding process in this embodiment and the calibration rotation tool G used at the time of the correction process mentioned later are demonstrated in detail.
접합용 회전 툴(F)은, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 공구강 등 베이스 부재(2)보다도 경질인 금속 재료로 이루어지고, 원기둥 형상을 나타내는 숄더부(F1)와, 이 숄더부(F1)의 하단부면(F11)에 돌출 설치된 교반 핀(프로브)(F2)을 구비하여 구성되어 있다. 접합용 회전 툴(F)의 치수ㆍ형상은, 베이스 부재(2)의 재질이나 두께 등에 따라서 설정하면 되지만, 적어도 후기하는 교정 공정에서 사용하는 교정용 회전 툴(G)[도 4의 (b) 참조]보다도 대형으로 한다.As shown to Fig.4 (a), the bonding rotation tool F consists of a metal material harder than the
숄더부(F1)의 하단부면(F11)은, 소성 유동화된 금속을 압박하여 주위로의 비산을 방지하는 역할을 담당하는 부위로, 본 실시 형태에서는 오목면 형상으로 성형되어 있다. 숄더부(F1)의 외경(X1)의 크기에 특별히 제한은 없지만, 본 실시 형태에서는 교정용 회전 툴(G)의 숄더부(G1)의 외경(Y1)보다도 크게 되어 있다.The lower end surface F11 of the shoulder part F1 is a site | part which plays a role which presses the plasticized fluidized metal and prevents it from scattering to the periphery, and is shape | molded in concave shape in this embodiment. Particular limitation to the size of the outer diameter (X 1) of the shoulder portion (F1), but, it is larger than the external diameter (Y 1) of the shoulder portion (G1) of the calibration tool rotation (G) for the present embodiment.
교반 핀(F2)은, 숄더부(F1)의 하단부면(F11)의 중앙으로부터 수직 하강하고 있고, 본 실시 형태에서는 끝이 가늘어진 원추대 형상으로 성형되어 있다. 또한, 교반 핀(F2)의 주위면에는, 나선 형상으로 새겨진 교반 날개가 형성되어 있다. 교반 핀(F2)의 외경의 크기에 특별히 제한은 없지만, 본 실시 형태에서는 최대 외경(상단부 직경)(X2)이 교정용 회전 툴(G)의 교반 핀(G2)의 최대 외경(상단부 직경)(Y2)보다도 크고, 또한 최소 외경(하단부 직경)(X3)이 교반 핀(G2)의 최소 외경(하단부 직경)(Y3)보다도 크다. 교반 핀(F2)의 길이(LA)는, 교정용 회전 툴(G)의 교반 핀(G2)의 길이(LB)[도 4의 (b) 참조]보다도 크게 성형되어 있다.The stirring pin F2 descend | falls from the center of the lower end surface F11 of the shoulder part F1 perpendicularly | vertically, and is shape | molded in the shape of the truncated cone in this embodiment. Moreover, the stirring blade engraved in spiral shape is formed in the peripheral surface of the stirring pin F2. It stirred There are no particular limitations on the size of the outer diameter of the pin (F2), the maximum outer diameter (top end diameter) of the stirring pins (G2) of the maximum outer diameter (top end diameter) rotating the tool (G) is an orthodontic (X 2) in the present embodiment, It is larger than (Y 2 ) and the minimum outer diameter (lower end diameter) X 3 is larger than the minimum outer diameter (lower end diameter) Y 3 of the stirring pin G2. The length L A of the stirring pin F2 is molded larger than the length L B (see FIG. 4B) of the stirring pin G2 of the calibration tool G for calibration.
여기서, 도 4의 (a)에 도시하는 베이스 부재(2)의 두께(t)는, 교반 핀(F2)의 길이(LA)의 3배 이상인 것이 바람직하다. 또한, 베이스 부재(2)의 두께(t)는, 숄더부(F1)의 외경(X1)의 1.5배 이상인 것이 바람직하다. 이러한 설정에 따르면, 접합용 회전 툴(F)의 크기에 대해, 베이스 부재(2)의 두께를 충분히 확보할 수 있으므로, 마찰 교반을 행할 때에 발생하는 휨을 저감할 수 있다.Here, it is preferable that the thickness t of the
도 4의 (b)에 도시하는 교정용 회전 툴(G)은, 공구강 등 베이스 부재(2)보다도 경질인 금속 재료로 이루어지고, 원기둥 형상을 나타내는 숄더부(G1)와, 이 숄더부(G1)의 하단부면(G11)에 돌출 설치된 교반 핀(프로브)(G2)을 구비하여 구성되어 있다.The calibration rotation tool G shown in FIG.4 (b) consists of a metal material harder than the
숄더부(G1)의 하단부면(G11)은, 접합용 회전 툴(F)과 마찬가지로, 오목면 형상으로 성형되어 있다. 교반 핀(G2)은, 숄더부(G1)의 하단부면(G11)의 중앙으로부터 수직 하강하고 있고, 본 실시 형태에서는 끝이 가늘어진 원추대 형상으로 성형되어 있다. 또한, 교반 핀(G2)의 주위면에는, 나선 형상으로 새겨진 교반 날개가 형성되어 있다.The lower end surface G11 of the shoulder part G1 is shape | molded in concave shape like the rotation tool F for joining. The stirring pin G2 is perpendicularly descending from the center of the lower end surface G11 of the shoulder part G1, and is formed in the shape of a truncated truncated cone in this embodiment. Moreover, the stirring blade engraved in spiral shape is formed in the peripheral surface of the stirring pin G2.
제1 접합 공정에서는, 도 5, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 베이스 부재(2)와 덮개판(10)의 맞댐부(J1)를 따라 마찰 교반을 행한다.In a 1st bonding process, as shown to FIG. 5, FIG. 6 (a) and (b), friction stirring is performed along the butt | matching part J1 of the
우선, 베이스 부재(2)의 표면(Za)의 임의의 위치에 개시 위치(SM1)를 설정하고, 접합용 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)을 베이스 부재(2)에 압입한다(압박한다). 개시 위치(SM1)는, 본 실시 형태에서는 베이스 부재(2)의 외측 모서리의 근방이고, 또한 맞댐부(J1)의 근방에 설정한다. 접합용 회전 툴(F)의 숄더부(F1)의 일부가 베이스 부재(2)의 표면(Za)에 접촉하면, 맞댐부(J1)의 시점(s1)을 향해 접합용 회전 툴(F)을 상대 이동시킨다. 그리고 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 시점(s1)에 도달하면, 접합용 회전 툴(F)을 이탈시키지 않고, 그대로 맞댐부(J1)를 따라 이동시킨다.First, set the start position (S M1) at an arbitrary position of the surface (Za) of the base member (2), and press-fitting the stirring pins (F2) of the joining rotation tool (F) for the base member (2) ( Pressure). In the present embodiment, the starting position S M1 is set near the outer edge of the
접합용 회전 툴(F)이 맞댐부(J1)의 종점(e1)에 도달하면, 접합용 회전 툴(F)을 그대로 개시 위치(SM1)측으로 이동시켜, 임의의 위치에 설정한 종료 위치(EM1)에서 접합용 회전 툴(F)을 이탈시킨다.When the joining rotation tool F reaches the end point e1 of the butt | matching part J1, the joining rotation tool F is moved to the starting position S M1 side as it is, and the end position set to arbitrary positions ( E M1 ) is detached from the bonding rotation tool (F).
또한, 개시 위치(SM1), 시점(s1), 종료 위치(EM1) 및 종점(e1)은, 본 실시 형태의 위치에 한정되는 것은 아니지만, 베이스 부재(2)의 외측 모서리의 근방이고, 또한 맞댐부(J1)의 근방인 것이 바람직하다.The start position S M1 , the start point s1, the end position E M1 , and the end point e1 are not limited to the position of the present embodiment, but are near the outer edges of the
다음에, 제2 접합 공정에서는, 도 6의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 베이스 부재(2)와 덮개판(10)의 맞댐부(J2)를 따라 마찰 교반을 행한다.Next, in a 2nd bonding process, as shown to FIG.6 (b) and (c), friction stirring is performed along the butt | matching part J2 of the
우선, 베이스 부재(2)의 표면(Za)의 임의의 지점 h에 개시 위치(SM2)를 설정하고, 접합용 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)을 베이스 부재(2)에 압입한다(압박한다). 접합용 회전 툴(F)의 숄더부(F1)의 일부가 베이스 부재(2)의 표면(Za)에 접촉하면, 맞댐부(J2)의 시점(s2)을 향해 접합용 회전 툴(F)을 상대 이동시킨다. 그리고 시점(s2)에 도달하면, 접합용 회전 툴(F)을 이탈시키지 않고, 그대로 맞댐부(J2)를 따라 이동시킨다.First, the starting position S M2 is set at any point h of the surface Za of the
접합용 회전 툴(F)이 맞댐부(J2)의 종점(e2)에 도달하면, 접합용 회전 툴(F)을 그대로 지점 f측으로 이동시켜, 지점 f에 설정한 종료 위치(EM2)에서 접합용 회전 툴(F)을 이탈시킨다.When the joining rotation tool F reaches the end point e2 of the butt | matching part J2, the joining rotation tool F is moved to the point f side as it is, and joined at the end position E M2 set to the point f. The dragon rotation tool F is detached.
또한, 개시 위치(SM2) 및 종료 위치(EM2)는, 본 실시 형태의 위치에 한정되는 것은 아니지만, 베이스 부재(2)의 외측 모서리의 코너부인 것이 바람직하다. 이에 의해, 종료 위치(EM2)에 구멍이 잔존하는 경우는, 코너부를 절삭 가공하여 제거할 수 있다.In addition, although the start position S M2 and the end position E M2 are not limited to the position of this embodiment, it is preferable that it is a corner part of the outer edge of the
도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제1 접합 공정 및 제2 접합 공정에 의해, 맞댐부(J1) 및 맞댐부(J2)를 따라 표면 소성화 영역[W1(W1a, W1b)]이 형성된다. 이에 의해, 열매체용 관(20)이 베이스 부재(2) 및 덮개판(10)에 의해 밀폐된다. 또한, 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는 표면 소성화 영역(W1)의 깊이가, 덮개 홈(6)의 측벽(6a, 6b)[도 2의 (b) 참조]의 높이와 대략 동등하게 형성되어 있으므로, 맞댐부(J1) 및 맞댐부(J2)의 깊이 방향의 전체를 마찰 교반할 수 있다. 이에 의해, 전열판(1)의 기밀성을 높일 수 있다.As shown in FIG. 6C, the surface plasticization regions W1 (W1a and W1b) are formed along the butt portion J1 and the butt portion J2 by the first bonding process and the second bonding process. Is formed. Thereby, the
여기서, 도 7은 본 실시 형태의 접합 공정 후를 도시한 전열판(1)의 사시도이다. 전열판(1)은, 접합 공정에 의해 표면 소성화 영역(W1)이 형성된다. 표면 소성화 영역(W1)은, 열수축에 의해 줄어들기 때문에, 전열판(1)의 표면(Za)측에 있어서, 베이스 부재(2)의 각 코너부측으로부터 중심측을 향해 압축 응력이 작용한다. 이에 의해, 전열판(1)은 표면(Za)측이 오목해지도록 변형되어(휘어) 버릴 가능성이 있다. 특히, 전열판(1)의 표면(Za)에 나타내는 지점 a 내지 지점 j 중, 전열판(1)의 4코너에 관한 지점 a, c, f, h에 있어서는, 그 휨의 영향이 현저하게 나타나는 경향이 있다. 또한, 지점 j는 전열판(1)의 중심 지점을 나타낸다.Here, FIG. 7 is a perspective view of the
(5) 교정 공정(5) calibration process
교정 공정에서는, 교정용 회전 툴(G)을 사용하여 베이스 부재(2)의 이면(Zb)으로부터 마찰 교반을 행한다. 교정 공정은, 상기한 접합 공정에서 발생한 휨(변형)을 해소하기 위해 행하는 공정이다. 교정 공정은, 본 실시 형태에서는, 탭재를 배치하는 탭재 배치 공정과, 베이스 부재(2)의 이면(Zb)에 대해 마찰 교반을 행하는 교정 마찰 교반 공정을 포함한다.In a calibration process, friction stirring is performed from the back surface Zb of the
탭재 배치 공정에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 후기하는 교정 마찰 교반 공정의 개시 위치 및 종료 위치를 설정하는 탭재(31)를 배치한다. 탭재(31)는, 본 실시 형태에서는 직방체를 나타내고, 베이스 부재(2)와 동등한 조성으로 이루어진다. 탭재(31)는, 베이스 부재(2)의 측면(Zc)의 일부를 덮어 가리도록 하여, 측면(Zc)에 접촉되어 있다. 또한, 탭재(31)는, 탭재(31)의 양 측면과 베이스 부재(2)의 측면(Zc)이 용접에 의해 가접합되어 있다. 탭재(31)의 표면은, 베이스 부재(2)의 이면(Zb)과 동일 높이의 면으로 형성하는 것이 바람직하다.In the tab member arrangement step, as shown in FIG. 8, the
교정 마찰 교반 공정에서는, 도 8의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 교정용 회전 툴(G)을 사용하여, 베이스 부재(2)의 이면(Zb)에 대해 마찰 교반을 행한다. 교정 마찰 교반 공정에서는, 접합 공정과 대략 동등한 압입량으로 마찰 교반을 행한다. 교정 마찰 교반 공정의 루트는, 본 실시 형태에서는 중심 지점 j'를 둘러싸고, 또한 교정 마찰 교반 공정에 의해 형성되는 이면 소성화 영역(W2)이 중심 지점 j'에 대해 방사 형상이 되도록 설정한다. 또한, 지점 a', 지점 b'…는, 베이스 부재(2)의 표면(Za)측의 지점 a, 지점 b …(도 7 참조)의 각각 이면(Zb)측에 대응하는 지점을 말한다.In the correction friction stirring step, as shown in FIGS. 8A and 8B, friction stirring is performed on the back surface Zb of the
교정 마찰 교반 공정에서는, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 우선 탭재(31)의 표면에 개시 위치(SM2)를 설정하고, 교정용 회전 툴(G)의 교반 핀(G2)을 탭재(31)에 압입한다(압박한다). 교정용 회전 툴(G)의 숄더부(G1)의 일부가 탭재(31)에 접촉하면, 베이스 부재(2)를 향해 교정용 회전 툴(G)을 상대 이동시킨다. 그리고 베이스 부재(2)의 이면(Zb)에 있어서의 지점 f', 지점 a', 지점 c' 및 지점 h' 부근에서 평면에서 볼 때 볼록 형상으로 되는 동시에, 지점 g', 지점 d', 지점 b' 및 지점 e' 부근에서 평면에서 볼 때 오목 형상으로 되도록 교정용 회전 툴(G)을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행한다. 즉, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 베이스 부재(2)의 중심선(1점 쇄선)에 대해 선 대칭이 되도록 이면 소성화 영역(W2)이 형성된다. 본 실시 형태에서는, 개시 위치(SM2)와 종료 위치(EM2)를 탭재(31)에 설치하고, 일필휘지의 요령으로 마찰 교반을 행한다. 이에 의해, 마찰 교반을 효율적으로 행할 수 있다. 교정 마찰 교반 공정이 종료되면, 탭재(31)를 절제한다.In the correction friction stirring step, as shown in FIG. 8A, first, the start position S M2 is set on the surface of the
또한, 본 실시 형태에서는, 교정용 회전 툴(G)의 궤적, 즉 이면 소성화 영역(W2)의 형상이, 중심 지점 j'를 둘러싸고, 또한 중심 지점 j'에 대해 대략 방사 형상이 되도록 형성하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 교정용 회전 툴(G)의 궤적의 베리에이션에 대해서는 후기한다.In addition, in this embodiment, although the shape of the trace | route of the rotation tool G for correction | amendment, ie, the back plasticization area | region W2, was formed so that the center point j 'may be enclosed and become substantially radial with respect to the center point j', It is not limited to this. The variation of the trajectory of the calibration tool G is described later.
또한, 본 실시 형태에서는, 교정용 회전 툴(G)의 궤적의 길이[이면 소성화 영역(W2)의 길이]는, 접합용 회전 툴(F)의 궤적의 길이[표면 소성화 영역(W1)의 길이]보다도 짧아지도록 형성하고 있다. 즉, 교정 공정에 있어서의 교정용 회전 툴(G)의 가공도가, 접합 공정에 있어서의 접합용 회전 툴(F)의 가공도보다도 작아지도록 설정하고 있다. 이에 의해, 전열판(1)의 평탄성을 높일 수 있다. 이 이유에 대해서는 실시예에서 설명한다. 여기서, 가공도라 함은, 마찰 교반에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량을 나타낸다.In addition, in this embodiment, the length (length of back surface plasticization area | region W2) of the track | route of the rotation tool G for correction | amendment is the length (surface plasticization area | region W1) of the trace of the rotation tool F for joining. Length is shorter than that. That is, the workability of the calibration rotation tool G in a calibration process is set so that it may become smaller than the workability of the joining rotation tool F in a joining process. Thereby, flatness of the
또한, 본 실시 형태에서는 교정 공정에 있어서 탭재를 배치하였지만, 교정 마찰 교반 공정에 있어서의 마찰 교반의 루트에 따라서는 탭재를 설치하지 않아도 된다.In addition, in this embodiment, although the tab material was arrange | positioned in a calibration process, it is not necessary to provide a tab material along the route of the friction stirring in a calibration friction stirring process.
(6) 어닐링 공정(6) annealing process
어닐링 공정에서는, 전열판(1)을 어닐링함으로써 전열판(1)의 내부 응력을 제거한다. 본 실시 형태에서는, 열매체용 관(20)에, 예를 들어 마이크로 히터를 통전시켜 어닐링을 행한다. 이에 의해, 전열판(1)의 내부 응력을 제거할 수 있어, 전열판(1)의 사용시의 변형을 방지할 수 있다.In the annealing step, the internal stress of the
이상 설명한 본 실시 형태에 관한 제조 방법에 따르면, 접합 공정에 의한 열수축에 의해 전열판(1)이 변형되어 버렸다고 해도, 베이스 부재(2)의 이면(Zb)에도 마찰 교반을 행함으로써, 표면(Za)에 발생한 휨을 해소하여 전열판(1)의 평탄성을 용이하게 높일 수 있다. 즉, 베이스 부재(2)의 이면(Zb)에 형성된 이면 소성화 영역(W2)이, 열수축에 의해 줄어들기 때문에, 전열판(1)의 이면(Zb)측에 있어서, 베이스 부재(2)의 각 코너부측으로부터 중심측을 향해 압축 응력이 작용한다. 이에 의해, 본접합 공정에 의해 형성된 휨이 해소되어, 전열판(1)의 평탄성을 높일 수 있다.According to the manufacturing method which concerns on this embodiment demonstrated above, even if the
또한, 본 실시 형태에 있어서의 교정 공정은, 교정용 회전 툴(G)을 일필휘지의 요령으로 이동시키므로, 작업 효율을 높일 수 있다.Moreover, since the calibration process in this embodiment moves the calibration rotation tool G by the method of single stroke, work efficiency can be improved.
[제2 실시 형태]Second Embodiment
상기한 제1 실시 형태에 있어서는, 접합 공정에서 마찰 교반을 행하였다고 해도, 열매체용 관(20)의 주위에 공극이 형성되어 버린다(도 1 참조). 따라서, 도 9의 (a) 및 (b)에 나타내는 제2 실시 형태와 같이, 열매체용 관(20)의 주위에 형성된 공극부에 소성 유동재를 유입시켜, 당해 공극부를 메워도 좋다.In 1st Embodiment mentioned above, even if friction stirring is performed in the joining process, a space | gap is formed around the
즉, 도 9에 도시하는 바와 같이, 덮개 홈(6) 및 덮개판(10)의 폭을 상기한 제1 실시 형태보다도 작게 설정하여, 열매체용 관(20)의 근방에 맞댐부(J1) 및 맞댐부(J2)가 위치하도록 형성한다. 그리고 접합용 회전 툴(F)을 소정의 깊이로 압입하여 마찰 교반을 행함으로써, 열매체용 관(20)의 주위에 형성된 공극부(Q, Q)에 소성 유동재를 유입시킬 수 있다. 이에 의해, 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 열매체용 관(20)의 주위가 소성화된 금속으로 밀폐되므로, 전열성이 높은 전열판(1')을 형성할 수 있다.That is, as shown in FIG. 9, the width | variety of the
또한, 공극부(Q)에 소성 유동재를 어느 정도 유동시킬지는, 접합용 회전 툴(F)의 크기나 압입량, 덮개 홈(6) 및 덮개판(10)의 형상에 따라서 적절하게 설정하면 된다. 다른 제조 공정에 대해서는, 제1 실시 형태와 대략 동등하므로, 상세한 설명은 생략한다.In addition, what is necessary is just to set suitably how to flow a plastic fluid to the space part Q according to the magnitude | size of the rotation tool F for joining, the injection amount, the shape of the
[제3 실시 형태][Third Embodiment]
도 10은 제3 실시 형태를 나타낸 단면도이다. 제3 실시 형태에 관한 전열판(1")은, 제1 실시 형태에 관한 열매체용 관(20)을 구비하고 있지 않은 점 이외는, 제1 실시 형태에 관한 전열판(1)과 동일하다. 전열판(1")과 같이, 열매체용 관을 설치하지 않고 오목 홈(8)에 직접 열매체를 유입시켜도 좋다. 전열판(1")의 제조 방법은, 열매체용 관을 삽입하지 않는 점을 제외하고는, 제1 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.10 is a cross-sectional view showing the third embodiment. The
[제4 실시 형태][4th Embodiment]
다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 제4 실시 형태의 설명에 있어서는, 제1 실시 형태와 중복되는 점은 간단히 설명한다. 상기한 제1 실시 형태에 있어서는, 덮개판(10)의 양 측면을 따라 각각 마찰 교반을 행함으로써, 표면 소성화 영역(W1, W1)과 같이, 2조(條)의 소성화 영역이 형성되도록 하여 전열판을 형성하였지만, 제4 실시 형태와 같이 덮개판의 폭을 작게 설정하여, 1조(條)의 소성화 영역만이 형성되도록 하여 전열판을 형성해도 좋다.Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In description of 4th Embodiment, the point which overlaps with 1st Embodiment is demonstrated easily. In the above-described first embodiment, friction stir is performed along both side surfaces of the
제4 실시 형태에 의해 제조된 전열판(41)은, 도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 평면에서 볼 때 정방형인 판 두께의 베이스 부재(2)와, 베이스 부재(2)에 오목 형성된 홈에 삽입된 열매체용 관(21)과, 베이스 부재(2)에 오목 형성된 홈에 삽입된 덮개판(42)을 주로 구비하고 있다. 덮개판(42)의 상면은, 1조의 마찰 교반에 의해 접합되어 있다.As shown in FIGS. 11 and 12, the
도 12 및 도 13에 도시하는 바와 같이, 베이스 부재(2)의 표면(Za)에는 베이스 부재(2)의 한쪽 측면(Zc)으로부터 대향하는 다른 쪽 측면(Zd)까지 연속해서 형성된 오목 홈(43)이 형성되어 있다. 오목 홈(43)은, 열매체용 관(21) 및 덮개판(42)이 삽입되는 부분이다. 오목 홈(43)은, 단면으로 볼 때 U자 형상, 평면에서 볼 때 사행(蛇行) 형상을 나타내도록 형성되어 있다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 오목 홈(43)의 측벽(43a, 43b) 사이의 폭(A')은, 열매체용 관(20)의 외경과 대략 동등하게 형성되어 있다. 또한, 오목 홈(43)의 폭(A')은 접합용 회전 툴(F)의 숄더부(F1)의 외경(X1)보다도 작게 형성되어 있다. 오목 홈(43)의 깊이는, 깊이 C'로 형성되어 있다.As shown in FIG. 12 and FIG. 13, the surface Za of the
열매체용 관(21)은, 오목 홈(43)에 삽입되는 관이며, 베이스 부재(2)의 한쪽 측면(Zc)으로부터 다른 쪽 측면(Zd)까지 관통하여 형성되어 있다. 열매체용 관(21)은, 평면에서 볼 때 사행 형상을 나타내고, 오목 홈(43)의 평면에서 볼 때의 형상과 대략 동등한 형상을 나타낸다.The
덮개판(42)은, 단면으로 볼 때 직사각형, 평면에서 볼 때 사행 형상을 나타내는 부재이며 오목 홈(43)에 삽입되는 부재이다. 덮개판(42)은, 측면(42a, 42b) 및 상면(42c), 하면(42d)을 구비하고 있다. 덮개판(42)을 오목 홈(43)에 삽입하면, 상면(42c)과 베이스 부재(2)의 표면(Za)이 동일 높이의 면이 되는 동시에, 덮개판(42)의 측면(42a, 42b)은 오목 홈(43)의 측벽(43a, 43b)과 각각 면 접촉하거나 또는 미세한 간극을 두고 대향한다.The
다음에, 제4 실시 형태에 관한 제조 방법에 대해 설명한다.Next, the manufacturing method which concerns on 4th Embodiment is demonstrated.
제4 실시 형태에 관한 전열판의 제조 방법은, (1) 홈 형성 공정, (2) 열매체용 관 삽입 공정, (3) 덮개판 삽입 공정, (4) 접합 공정, (5) 교정 공정, (6) 면삭 공정을 포함하는 것이다.The manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on 4th Embodiment is (1) groove formation process, (2) pipe insertion process for heat medium, (3) cover plate insertion process, (4) joining process, (5) calibration process, (6 ) Is to include the step of grinding.
(1) 홈 형성 공정(1) groove forming process
홈 형성 공정에서는, 도 12 및 도 13에 도시하는 바와 같이, 베이스 부재(2)의 표면(Za)에 소정의 폭 및 깊이로 오목 홈(43)을 형성한다. 홈 형성 공정은, 예를 들어 공지의 엔드밀 등을 사용하여 행한다.In the groove forming step, as shown in FIGS. 12 and 13, the
(2) 열매체용 관 삽입 공정(2) tube insertion process for heating medium
열매체용 관 삽입 공정에서는, 도 12 및 도 13에 도시하는 바와 같이, 홈 형성 공정에서 형성된 오목 홈(43)에 열매체용 관(21)을 삽입한다.12 and 13, the
(3) 덮개판 삽입 공정(3) cover plate insertion process
덮개판 삽입 공정은, 도 12 및 도 13에 도시하는 바와 같이, 오목 홈(43)에 덮개판(42)을 삽입하여 오목 홈(43)을 폐색한다. 여기서, 오목 홈(43)과 덮개판(42)의 맞댐면에 있어서, 오목 홈(43)의 한쪽 측벽(43a)과, 덮개판(42)의 한쪽 측면(42a)에 의해 맞닿은 부분을 맞댐부 J3으로 하고, 오목 홈(43)의 다른 쪽 측벽(43b)과, 덮개판(42) 다른 쪽 측면(42b)에 의해 맞닿은 부분을 맞댐부 J4로 한다.12 and 13, the
(4) 접합 공정(4) bonding process
접합 공정에서는, 덮개판(42)[오목 홈(43)]을 따라 접합용 회전 툴(F)을 사용하여 마찰 교반을 행한다. 접합 공정은, 본 실시 형태에서는 탭재를 배치하는 탭재 배치 공정과, 마찰 교반을 행하는 본접합 공정을 포함한다.In a joining process, friction stirring is performed using the rotation tool F for joining along the cover plate 42 (concave groove 43). In this embodiment, the bonding step includes a tab material arrangement step of placing the tab material and a main bonding step of performing friction stir.
탭재 배치 공정에서는, 도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이, 베이스 부재(2)의 한쪽 측면(Zc) 및 다른 쪽 측면(Zd)에 한 쌍의 탭재(33, 34)를 각각 배치한다. 탭재(33, 34)의 양 측면과 베이스 부재(2)는 용접에 의해 가접합한다.In the tab member arrangement step, as shown in FIG. 14A, a pair of
본접합 공정에서는, 도 14의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 덮개판(42)[오목 홈(43)]을 따라 마찰 교반을 행한다. 탭재(33)에 설정한 개시 위치(SM4)에 접합용 회전 툴(F)을 압입하여 숄더부(F1)가 베이스 부재(2)에 접촉하면, 덮개판(42)을 따라 접합용 회전 툴(F)을 상대 이동시키고, 탭재(34)에 설정한 종료 위치(EM4)까지 연속해서 마찰 교반을 행한다. 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이, 접합용 회전 툴(F)의 숄더부(F1)의 외경(X1)은, 오목 홈(43)의 폭(A')보다도 크게 설정되어 있으므로, 덮개판(42)의 폭 방향의 중심을 따라 접합용 회전 툴(F)을 이동시키면, 맞댐부(J3, J4)가 소성화된다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 하나의 루트를 설정하는 것만으로, 맞댐부(J3, J4)를 마찰 교반할 수 있으므로, 제1 실시 형태에 비해 작업 수고를 대폭으로 생략할 수 있다. 또한, 마찰 교반을 행할 때에, 접합용 회전 툴(F)이 덮개판(42)을 압입하므로, 열매체용 관(21)도 압박되어 변형된다. 이에 의해, 열매체용 관(21)의 주위에 형성되어 있는 공극부(Q)를 저감시킬 수 있으므로, 전열판(41)의 열교환 효율을 높일 수 있다.In this bonding process, friction stirring is performed along the cover plate 42 (concave groove 43), as shown to Fig.14 (a) and (b). When the bonding rotary tool F is pressed into the starting position S M4 set in the
또한, 본접합 공정이 종료되면, 베이스 부재(2)로부터 탭재를 절제한다.In addition, when this bonding process is complete | finished, a tab material is cut out from the
여기서 도 15의 (a) 및 (b)는, 본 실시 형태의 본접합 공정 후를 도시한 전열판(41)을 도시한 도면이다. 전열판(41)은, 접합 공정에 의해, 표면 소성화 영역(W3)이 형성된다. 표면 소성화 영역(W3)은, 열수축에 의해 줄어들기 때문에, 전열판(41)이 표면(Za)측으로 오목 형상이 되도록 휘어 변형되어 버릴 가능성이 있다. 특히, 전열판(41)의 표면(Za)에 나타내는 지점 a 내지 지점 j 중, 전열판(41)의 4코너에 관한 지점 a, c, f, h에 관해서는, 그 휨이 현저하게 나타나는 경향이 있다. 또한, 지점 j는, 전열판(41)의 중심 지점을 나타낸다.15A and 15B are views showing the
(5) 교정 공정(5) calibration process
교정 공정에서는, 교정용 회전 툴(G)을 사용하여 베이스 부재(2)의 이면(Zb)으로부터 마찰 교반을 행한다. 교정 공정은, 상기한 접합 공정에서 발생한 휨을 해소하기 위해 행하는 공정이다. 교정 공정은, 본 실시 형태에서는 방사선상으로 마찰 교반을 행하는 교정 마찰 교반 공정과, 베이스 부재(2)의 코너부에 대해 마찰 교반을 행하는 코너부 마찰 교반 공정을 포함하는 것이다.In a calibration process, friction stirring is performed from the back surface Zb of the
교정 마찰 교반 공정에서는, 도 16의 (a)에 도시하는 바와 같이, 중심 지점 j'를 지나 방사 형상으로 소성화 영역이 형성되도록 마찰 교반을 행한다. 즉, 지점 a'과 지점 h'과를 연결하는 직선상, 지점 d'과 지점 e'를 연결하는 직선상, 지점 f'과 지점 c'를 연결하는 직선상, 지점 g'과 지점 b'를 연결하는 직선상에 각각 마찰 교반의 개시 위치(SM5, SM6, SM7, SM8) 및 종료 위치(EM5, EM6, EM7, EM8)를 설정하는 동시에, 각 개시 위치로부터 중심 지점 j'까지의 거리와, 중심 지점 j'로부터 각 종료 위치까지의 거리가 동등해지도록 마찰 교반의 루트를 설정한다.In the corrective friction stirring step, as shown in FIG. 16A, friction stirring is performed so that the plasticized region is formed radially past the center point j '. That is, a straight line connecting point a 'and h', a straight line connecting point d 'and e', a straight line connecting point f 'and c', point g 'and point b' Set the start positions S M5 , S M6 , S M7 and S M8 and the end positions E M5 , E M6 , E M7 and E M8 of the friction stir on the straight lines to connect, respectively, and at the center of each start position. The route of friction stirring is set so that the distance to the point j 'and the distance from the center point j' to each end position are equal.
교정 마찰 교반 공정의 마찰 교반의 루트를 설정하면, 각 개시 위치에 교정용 회전 툴(G)을 압입하여, 각 루트(직선)를 따라 교정용 회전 툴(G)을 이동시킨다. 교정 마찰 교반 공정에서는, 접합 공정과 대략 동등한 압입량으로 마찰 교반을 행한다. 도 16의 (b)에 도시하는 바와 같이, 교정 마찰 교반 공정에 의해 형성된 이면 소성화 영역(W41 내지 W44)은, 중심 지점 j'에 대해 8방향으로 방사 형상으로 퍼지도록 형성된다.When the route of friction stir of the calibration friction stirring process is set, the calibration rotation tool G is press-fitted to each start position, and the calibration rotation tool G is moved along each route (straight line). In the orthodontic friction stirring step, friction stirring is performed at an indentation amount approximately equal to the joining step. As shown in FIG.16 (b), the back surface plasticization area | regions W41-W44 formed by the corrective friction stirring process are formed so that radially spread in 8 directions with respect to the center point j '.
코너부 마찰 교반 공정에서는, 도 16의 (b)에 도시하는 바와 같이, 베이스 부재(2)의 지점 a', 지점 c', 지점 f' 및 지점 h'에 관한 각 코너부에 있어서, 중점적으로 마찰 교반을 행한다. 즉, 지점 a'에 관한 코너부를 구성하는 한 변(2a)측에 마찰 교반의 개시 위치(SM9) 및 종료 위치(EM9)를 설정하고, 다른 변(2b)측에 되꺾임 위치(SR9)를 설정한다. 그리고 개시 위치(SM9)에 교정용 회전 툴(G)을 압입하고, 되꺾임 위치(SR9)를 향해 이동시킨 후, 되꺾임 위치(SR9)에서 되꺾어, 종료 위치(EM9)에서 교정용 회전 툴(G)을 이탈시킨다. 동일한 공정을, 지점 c', 지점 f' 및 지점 h'의 각 코너부에도 행한다. 코너부 마찰 교반 공정에 따르면, 특히 휨이 큰 베이스 부재(2)의 코너부에 중점적으로 교정 공정을 행할 수 있으므로, 전열판(41)의 평탄성을 보다 높일 수 있다.In the corner friction stirring step, as shown in FIG. 16B, in each corner portion relating to the point a ', the point c', the point f 'and the point h' of the
코너부 마찰 교반 공정은, 본 실시 형태에서는 교정용 회전 툴(G)의 궤적이 각 코너부에 있어서, 대각선과 직교하도록 형성되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 코너부의 휨의 크기를 고려하여 적절하게 마찰 교반의 루트를 설정하면 된다. 또한, 코너부 마찰 교반 공정에 의해 형성되는 이면 소성화 영역(W45)과 이면 소성화 영역(W47), 이면 소성화 영역(46)과 이면 소성화 영역(W48)은 각각 중심 지점 j'에 대해 점 대칭이 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전열판(41)의 표면(Za)측과 이면(Zb)측의 휨을 밸런스 좋게 해소하여 전열판(41)의 평탄성을 높일 수 있다.In the corner friction stirring step, in this embodiment, the trajectory of the rotary tool G for calibration is formed so as to be orthogonal to the diagonal line in each corner, but it is not limited to this. What is necessary is just to set the route of friction stirring suitably in consideration of the magnitude | size of the curvature of a corner part. In addition, the back surface plasticization area | region W45, the back surface plasticization area | region W47, the back surface plasticization area | region 46, and the back surface plasticization area | region W48 formed by the corner part friction stirring process are respectively with respect to the center point j '. It is preferable to form so that it may become point symmetry. Thereby, the curvature of the surface Za side and the back surface Zb side of the
(6) 면삭 공정(6) faceting process
면삭 공정에서는, 공지의 엔드밀 등을 사용하여 전열판(41)의 이면(Zb)을 면삭한다. 도 16의 (b)에 도시하는 바와 같이, 전열판(41)의 이면(Zb)에는, 교정용 회전 툴(G)의 구멍(도시 생략)이나, 각 회전 툴을 압입함으로써 발생하는 홈(도시 생략), 버어 등이 발생한다. 따라서, 면삭 공정을 행함으로써, 전열판(41)의 이면(Zb)을 평활하게 형성할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 도 17에 도시하는 바와 같이, 면삭 가공의 두께(Ma)는, 이면 소성화 영역(W42)의 두께(Wa)보다도 크게 설정한다. 이에 의해, 베이스 부재(2)의 이면(Zb)에 형성되는 이면 소성화 영역(W41 내지 W44)이 제거되므로, 베이스 부재(2)의 성질의 균일성을 도모할 수 있다. 또한, 이면(Zb)에 이면 소성화 영역(W42) 등이 노출되지 않으므로, 의장성 등에도 적합하다.In a roughening process, the back surface Zb of the
또한, 본 실시 형태에서는, 면삭 가공의 두께는, 이면 소성화 영역의 두께보다도 크게 설정하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 면삭 가공의 두께는, 예를 들어 교정용 회전 툴(G)의 교반 핀(G2)의 길이보다도 크게 설정해도 좋다.In addition, in this embodiment, although the thickness of surface finishing was set larger than the thickness of a back surface plasticization area | region, it is not limited to this. You may set thickness of a roughening process larger than the length of the stirring pin G2 of the rotating tool G for correction, for example.
또한, 본 실시 형태에서는, 교반 핀(G2)을 구비한 교정용 회전 툴(G)을 사용하여 교정 공정을 행하였지만, 교반 핀(G2)을 구비하지 않는 교정용 회전 툴을 사용하여 교정 공정을 행해도 상관없다. 이러한 회전 툴에 따르면, 이면 소성화 영역의 깊이를 얕게 할 수 있으므로, 면삭하는 두께를 작게 할 수 있다. 이에 의해, 면삭 부분이 적으므로 베이스 부재(2)의 손실을 작게 할 수 있어, 비용을 저감시킬 수 있다.In addition, in this embodiment, although the calibration process was performed using the calibration rotation tool G provided with the stirring pin G2, a calibration process was performed using the calibration rotation tool which is not equipped with the stirring pin G2. You may do it. According to such a rotation tool, since the depth of a back surface plasticization area | region can be made shallow, the thickness which faces in can be made small. Thereby, since there are few face parts, the loss of the
이상 설명한 제4 실시 형태에 따르면, 접합 공정에 의한 열수축에 의해, 전열판(41)이 변형되어 버렸다고 해도, 베이스 부재(2)의 이면(Zb)에도 마찰 교반을 행함으로써, 표면(Za)에 발생한 휨을 해소하여 전열판(41)의 평탄성을 용이하게 높일 수 있다. 즉, 베이스 부재(2)의 이면(Zb)에 형성된 이면 소성화 영역(W41 내지 W44)이, 열수축에 의해 줄어들기 때문에, 전열판(41)의 이면(Zb)측에 있어서, 베이스 부재(2)의 각 코너부측으로부터 중심측을 향해 압축 응력이 작용한다. 이에 의해, 본접합 공정에 의해 형성된 휨이 해소되어, 전열판(41)의 평탄성을 높일 수 있다.According to the fourth embodiment described above, even if the
또한, 제4 실시 형태에 따르면, 덮개판(42)과 오목 홈(43)의 맞댐부(J3, J4)를 접합용 회전 툴(F)의 1회의 이동으로 마찰 교반할 수 있으므로, 제1 실시 형태에 비해 작업 수고를 대폭으로 생략할 수 있다. 또한, 베이스 부재(2)의 이면(Zb)에 대해, 코너부 마찰 교반 공정을 행하므로, 특히 휨이 큰 코너부에 대해 중점적으로 교정을 행하여, 전열판(41)의 평탄성을 높일 수 있다.Moreover, according to 4th Embodiment, since the butt | matching part J3, J4 of the
[제5 실시 형태][Fifth Embodiment]
도 18은 제5 실시 형태에 관한 전열판의 단면도이다. 제5 실시 형태에 관한 전열판(51)은, 열매체용 관을 구비하고 있지 않은 점 이외는, 제4 실시 형태에 관한 전열판(41)과 동일하다. 전열판(51)에 도시하는 바와 같이, 오목 홈(43)에 직접 열매체를 유입시켜도 된다. 전열판(51)의 제조 방법은, 열매체용 관(21)을 삽입하지 않는 점을 제외하고는, 제4 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.18 is a sectional view of a heat transfer plate according to a fifth embodiment. The
[제6 실시 형태][Sixth Embodiment]
도 19는 제6 실시 형태에 관한 전열판의 표면측을 도시한 평면도이다. 도 20은 제6 실시 형태에 관한 전열판 이면측을 도시한 평면도이다. 도 19 및 도 20에 나타내는 제6 실시 형태와 같이, 전열판의 표면(Za)측 및 이면(Zb)측에 형성되는 소성화 영역이, 대략 동등한 형상을 나타내도록 교정 공정에 관한 마찰 교반의 루트를 설정해도 된다. 제6 실시 형태는, 제4 실시 형태와 마찬가지로, 베이스 부재(2)의 표면에 형성된 오목 홈에 열매체용 관(53)과 덮개판(54)을 삽입하고, 1조의 소성화 영역(W60)이 형성되도록 접합되어 있다. 제6 실시 형태에 있어서는, 제4 실시 형태와 중복되는 점은 설명을 생략한다.It is a top view which shows the surface side of the heat exchanger plate which concerns on 6th Embodiment. It is a top view which shows the heat exchanger back surface side which concerns on 6th Embodiment. As in the sixth embodiment shown in FIG. 19 and FIG. 20, the route of friction stirring in the calibration process is routed so that the plasticized regions formed on the surface Za side and the rear surface Zb side of the heat transfer plate have approximately the same shape. You may set it. In the sixth embodiment, similarly to the fourth embodiment, the
도 19에 도시하는 전열판(61)은, 중앙에 개구부(52)를 구비한 베이스 부재(2)와, 베이스 부재(2)의 표면(Za)에 절결된 오목 홈(도시 생략)에 매설된 열매체용 관(53)과, 오목 홈을 폐색하는 덮개판(54)을 주로 갖고 있다.The
열매체용 관(53)은, 평면에서 볼 때 내부가 빠진 십자 형상을 나타내도록 베이스 부재(2)의 내부에 매설되어 있다. 열매체용 관(53)의 일단부와 타단부는, 베이스 부재(2)의 개구부(52)에 노출되어 있다. 개구부(52)에 나타나는 열매체용 관(53)의 일단부로부터 열을 공급하고, 타단부로부터 열을 배출하여 베이스 부재(2)에 열이 전달된다.The
덮개판(54)과 베이스 부재(2)의 맞댐부는, 접합용 회전 툴(F)에 의해 제4 실시 형태에 관한 접합 공정과 거의 동등한 공정에 의해, 마찰 교반에 의해 접합되어 있다. 이에 의해, 베이스 부재(2)의 표면(Za)에는, 평면에서 볼 때 대략 내부가 빠진 십자 형상을 나타내도록 표면 소성화 영역(W60)이 형성되어 있다.The butt | matching part of the
한편, 도 20에 도시하는 바와 같이, 전열판(61)의 이면(Zb)은, 표면(Za)과 마찬가지로 평면에서 볼 때 내부가 빠진 십자 형상을 나타내도록 이면 소성화 영역(W61)이 형성되어 있다. 당해 교정 공정에 있어서의 마찰 교반의 개시 위치(SM) 및 종료 위치(EM)는 베이스 부재(2)의 임의의 한 점에 설정되어 있다. 교정 공정에서는, 접합 공정과 대략 동등한 압입량으로 마찰 교반을 행한다. 또한, 이면 소성화 영역(W61)은 교정용 회전 툴(G)을 사용하여 일필휘지의 요령으로 마찰 교반되어 있다.On the other hand, as shown in FIG. 20, the back surface plasticization area | region W61 is formed in the back surface Zb of the
제6 실시 형태에 관한 전열판(61)과 같이, 전열판(61)의 표면(Za) 및 이면(Zb)에 각각 형성된 표면 소성화 영역(W60) 및 이면 소성화 영역(W61)이 대략 동등한 형상을 나타내도록 교정 공정에 관한 마찰 교반의 루트를 설정해도 된다. 이러한 접합 공정 및 교정 공정에 따르면, 전열판(61)의 표면(Za)측 및 이면(Zb)측에 형성되는 소성화 영역의 형상이 대략 동등해지므로, 전열판(61)의 휨을 밸런스 좋게 해소하여 평탄성을 높일 수 있다.Like the
또한, 제6 실시 형태에 따르면, 베이스 부재(2)의 표면(Za)측에 행하는 마찰 교반의 궤적의 길이와, 이면(Zb)측에 행하는 마찰 교반의 궤적의 길이가 대략 동등해지지만, 교정용 회전 툴(G)은 접합용 회전 툴(F)보다도 작게 형성되어 있으므로 교정 공정에 있어서의 가공도는, 접합용 공정에 있어서의 가공도에 비해 작아진다.Moreover, according to 6th Embodiment, although the length of the trace of friction stirring performed on the surface Za side of the
또한, 교정 공정은, 상기한 제1 실시 형태 내지 제6 실시 형태의 마찰 교반의 루트에 한정되지 않고 다양한 루트를 설정할 수 있다. 이하에, 교정 공정에 관한 마찰 교반의 루트의 다른 형태에 대해 설명한다.In addition, a calibration process can set various routes, without being limited to the route of friction stirring of above-mentioned 1st Embodiment-6th Embodiment. Below, another form of the route of the friction stirring concerning a calibration process is demonstrated.
[제1 변형예 내지 제6 변형예][First Modification to Sixth Modification]
교정 공정에 관한 마찰 교반의 루트는, 상기한 형태에 한정되는 것은 아니며, 이하의 형태라도 좋다. 도 21은 전열판의 이면측의 평면도로, (a)는 제1 변형예, (b)는 제2 변형예, (c)는 제3 변형예, (d)는 제4 변형예, (e)는 제5 변형예, (f)는 제6 변형예를 나타낸다.The route of friction stir according to the calibration step is not limited to the above-described embodiment, and may be as follows. 21 is a plan view of the rear surface side of the heat transfer plate, (a) is a first modification, (b) is a second modification, (c) is a third modification, (d) is a fourth modification, and (e) Is a fifth modification, (f) represents a sixth modification.
도 21의 (a) 및 (b)에 도시하는 제1 변형예 및 제2 변형예의 교정용 회전 툴의 궤적[이면 소성화 영역(W2)]은, 모두 베이스 부재(2)의 중심 지점 j'을 둘러싸도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 제1 변형예는 베이스 부재(2)의 외형 형상에 대해 상사형이 되도록 형성되어 있다. 또한, 도 21의 (b)에 도시하는 제2 변형예와 같이 격자 형상으로 형성해도 좋다.The trajectory (backside plasticization area | region W2) of the calibration tool of the 1st modification and 2nd modification shown to FIG.21 (a) and (b) are all the center point j 'of the
도 21의 (c) 및 (d)에 도시하는 제3 변형예 및 제4 변형예의 교정용 회전 툴의 궤적[이면 소성화 영역(W2)]은, 모두 베이스 부재(2)의 중심 지점 j'를 통과하여 방사 형상이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 도 20의 (c)에 도시하는 제3 변형예는, 중심 지점 j를 시점ㆍ종점으로 하는 루프를 복수 포함하여, 중심 지점 j'에 대해 점 대칭이 되도록 형성되어 있다. 또한, 제3 변형예는, 일필휘지의 요령으로 형성할 수 있으므로, 작업 효율을 높일 수 있다. 도 20의 (d)에 도시하는 제4 변형예는, 중심 지점 j'를 통과하는 동시에, 베이스 부재(2)의 대각선에 대해 평행해지도록 형성되어 있다.The trajectory (backside plasticization area | region W2) of the calibration tool of the 3rd modification and 4th modification shown to FIG.21 (c) and (d) are all the center point j 'of the
도 20의 (e) 및 (f)에 도시하는 제5 변형예 및 제6 변형예의 교정용 회전 툴의 궤적[이면 소성화 영역(W2)]은, 중심 지점 j'를 통과하는 직선으로 4분할한 영역에, 동일 형상의 4개의 궤적이 각각 독립되어 형성되는 동시에, 중심 지점 j'를 사이에 두고 비스듬히 대향하는 궤적이 점 대칭이 되도록 형성되어 있다. 4개의 궤적의 형상은, 동일 형상이면 어떠한 형상이라도 상관없다.The trajectory (backside plasticization area | region W2) of the calibration rotation tool of the 5th modified example and 6th modified example shown to (e) and (f) of FIG. 20 is divided into 4 straight lines passing through center point j '. In one region, four trajectories of the same shape are formed independently, and the trajectories facing at an angle with the central point j 'interposed therebetween are formed to be point symmetrical. The shape of the four trajectories may be any shape as long as they are the same shape.
이상 설명한 바와 같이, 교정 공정은 베이스 부재(2)에 행해지는 접합 공정의 마찰 교반의 궤적에 따라서 적절하게 마찰 교반의 루트를 설정하여 행하면 좋다.As described above, the calibration step may be performed by appropriately setting the route of friction stir according to the trajectory of friction stir in the joining step performed on the
또한, 본 실시 형태의 설명에 있어서는, 베이스 부재(2)는 평면에서 볼 때 정방형인 것을 예시하여 설명하였지만, 다른 형상이라도 좋다.In addition, in description of this embodiment, although the
[제7 실시 형태][Seventh Embodiment]
상기한 제1 실시 형태 내지 제6 실시 형태에 관한 교정 공정에서는, 교정용 회전 툴(G)을 사용하여 베이스 부재(2)의 이면(Zb)에 마찰 교반을 행하여 휨의 교정을 행하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 제7 실시 형태에 관한 교정 공정에서는, 전열판(1)[베이스 부재(2)]의 이면(Zb)으로부터, 베이스 부재(2)의 표면(Za)측으로 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시켜, 상기한 접합 공정에 의해 형성된 전열판(1)의 휨을 교정한다. 본 실시 형태에 관한 교정 공정에서는, 이하에 기재하는 프레스 교정, 타격 교정 및 롤 교정의 3종류의 방법으로부터 어느 하나 이상의 방법을 선택하여 행하면 된다.In the calibration process according to the first embodiment to the sixth embodiment described above, the warp was corrected by friction stirring on the back surface Zb of the
도 22는 제7 실시 형태에 관한 프레스 교정의 준비 단계를 도시한 사시도이다. 도 23은 제7 실시 형태에 관한 프레스 교정을 도시한 측면도로, (a)는 프레스 전, (b)는 프레스 중을 도시한 도면이다. 도 24는 제7 실시 형태에 관한 프레스 교정의 압박 위치를 도시한 평면도이다. 도 25는 제7 실시 형태에 관한 롤 교정을 도시한 도면으로, (a)는 사시도, (b)는 프레스 전을 도시한 측면도, (c)는 프레스 중을 도시한 측면도이다.Fig. 22 is a perspective view showing a preparation step for press calibration according to the seventh embodiment. It is a side view which shows the press calibration which concerns on 7th Embodiment, (a) is a figure which shows before press, (b) is during press. It is a top view which shows the press position of the press correction which concerns on 7th Embodiment. It is a figure which shows the roll correction which concerns on 7th Embodiment, (a) is a perspective view, (b) is a side view which shows before press, (c) is a side view which shows during press.
또한, 제7 실시 형태에 관한 교정 공정에서는, 제1 실시 형태에 관한 전열판(1)을 사용하여 설명한다.In addition, in the calibration process which concerns on 7th Embodiment, it demonstrates using the
(프레스 교정)(Press calibration)
상기한 제1 실시 형태와 동일한 요령으로 접합 공정을 행한 후, 마찰 교반에 의해 발생한 버어를 제거하는 동시에, 도 22에 도시하는 바와 같이 전열판(1)의 이면(Zb)이 상방을 향하도록 뒤집어, 이면(Zb)의 중심 지점 j'[도 7의 (b) 참조]에 판상의 제1 보조 부재(T1)를 배치한다. 또한, 전열판(1)의 표면(Za)측의 4코너에, 판상의 제2 보조 부재(T2, T2) 및 제3 보조 부재(T3, T3)를 배치한다. 즉, 제2 보조 부재(T2), 제3 보조 부재(T3)는 제1 보조 부재(T1)를 사이에 두고 양측에 배치된다. 제1 보조 부재(T1) 내지 제3 보조 부재(T3)는, 프레스 교정을 행할 때의 맞댐재 또는 받침대가 되는 부재인 동시에, 전열판(1)이 손상되지 않도록 하기 위한 부재이다. 제1 보조 부재(T1) 내지 제3 보조 부재(T3)는, 전열판(1)보다도 연질의 재료이면 좋고, 예를 들어 알루미늄 합금, 경질 고무, 플라스틱, 목재를 사용할 수 있다. 또한, 제1 보조 부재(T1) 내지 제3 보조 부재(T3)는, 전열판(1)의 역학 특성이나 휨의 곡률에 따라서, 휨과는 반대측으로 휘게 하여 휨을 교정하는 데 충분한 두께로 설정하면 좋다.After performing the joining process in the same manner as in the above-described first embodiment, the burr generated by frictional stirring is removed, and as shown in FIG. 22, the rear surface Zb of the
각 보조 부재를 배치하면, 도 23의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 공지의 프레스 장치(P)를 사용하여, 전열판(1)의 이면(Zb)으로부터 압박한다. 제1 보조 부재(T1)에 프레스 장치(P)의 펀치(Pa)를 대고 소정의 압박력으로 압박한다. 프레스 장치(P)에 의해 전열판(1)에 압력이 가해지면, 도 23의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이 제1 보조 부재(T1)가 전열판(1)을 하측으로 누르고, 제2 보조 부재(T2) 및 제3 보조 부재(T3)가 전열판(1)의 양단부측을 상측으로 밀기 때문에, 전열판(1)에는 굽힘 모멘트가 작용한다. 이 굽힘 모멘트는 전열판(1)의 표면(Za)측에 인장 응력을 발생시키므로, 전열판(1)이 강제적으로 하측으로 볼록하게 휘어진다.When each auxiliary member is arrange | positioned, it presses from the back surface Zb of the
프레스 장치의 압박력은, 전열판(1)의 두께나 재료에 의해 적절하게 설정하면 좋지만, 도 23의 (b)에 도시하는 바와 같이, 전열판(1)의 표면(Za)측이 아래로 볼록해져, 표면(Za)에 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시키는 것이 바람직하다.The pressing force of the press apparatus may be appropriately set depending on the thickness and the material of the
또한, 본 실시 형태에서는, 도 24에 도시하는 바와 같이, 중심 지점 j'뿐만 아니라 전열판(1)의 이면(Zb)의 지점 b', 지점 d', 지점 e' 및 지점 g' 부근에 대해서도 압박을 행한다. 전열판(1)의 이면(Zb)에 관한 각 변의 중간 지점인 지점 b', 지점 d', 지점 e' 및 지점 g'를 포함한 위치(H2 내지 H5)에 제1 보조 부재(T1)를 배치하여, 프레스 장치(P)에 의해 압박을 행한다. 이에 의해, 전열판(1)을 밸런스 좋게 교정할 수 있어, 평탄성을 보다 높일 수 있다.In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 24, not only the center point j 'but also the point b', the point d ', the point e', and the vicinity of the point g 'of the back surface Zb of the
또한, 프레스하는 위치는, 본 실시 형태에서는 5개소로 설정하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 접합 공정에 의해 발생하는 전열판(1)의 휨에 따라서 적절하게 설정하면 된다.In addition, although the position to press is set to five places in this embodiment, it is not limited to this, What is necessary is just to set suitably according to the curvature of the
(타격 교정)(Hit correction)
다음에, 타격 교정에 대해 설명한다. 타격 교정에 대해서는, 프레스 교정과 근사하므로 구체적인 도시는 생략한다. 타격 교정이라 함은, 예를 들어 해머 등의 타격구를 사용하여 전열판에 발생한 휨을 교정하는 것을 말한다. 타격 교정은, 프레스 장치(P) 대신에 해머 등의 타격구로 전열판(1)을 타격하는 점을 제외하고는, 프레스 교정과 대략 동등하다.Next, blow correction will be described. The hitting correction is approximated to the press correction, and thus the specific illustration is omitted. Strike correction means correct | amends the curvature which generate | occur | produced in the heat exchanger plate, for example using a blower, such as a hammer. The blow correction is approximately equivalent to the press correction except that the
타격 교정에서는, 프레스 교정과 마찬가지로 보조 부재를 배치한 후, 도 23 및 도 24를 참조하는 바와 같이, 전열판(1)의 이면(Zb)으로부터 예를 들어 플라스틱 해머 등의 타격구로 전열판(1)을 타격한다. 전열판(1)을 타격하면, 전열판(1)의 표면(Za)측에 인장 응력을 발생시키므로, 전열판(1)이 강제적으로 하측으로 볼록하게 휘어진다[도 23의 (b) 참조]. 이에 의해, 전열판(1)의 휨을 교정하여 평탄하게 할 수 있다. 또한, 프레스 교정과 마찬가지로, 필요에 따라서 전열판(1)의 이면(Zb)의 위치(H2 내지 H5)(도 24 참조)를 타격함으로써, 전열판(1)을 밸런스 좋게 교정할 수 있다.In the hitting correction, after the auxiliary member is disposed in the same manner as the press correction, as shown in FIGS. 23 and 24, the
타격 교정은, 프레스 교정과 비교하면, 프레스 장치 등을 준비하는 수고를 생략할 수 있으므로, 작업을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 타격 교정은 작업이 용이하기 때문에 전열판(1)이 작은 경우나 얇은 경우에 유효하다. 또한, 타격 교정을 종료한 후에는, 타격에 의해 발생한 버어를 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 타격구는 전열판(1)을 타격 가능한 것이면, 특별히 종류를 따지지 않지만, 예를 들어 플라스틱 해머가 바람직하다.The impact correction can eliminate the trouble of preparing a press apparatus or the like, compared with the press correction, so that the work can be easily performed. In addition, the blow correction is effective when the
(롤 교정)(Roll calibration)
다음에, 롤 교정에 대해 설명한다. 제1 실시 형태와 동등한 요령으로 접합 공정을 행한 후, 마찰 교반에 의해 발생한 버어를 제거하는 동시에, 도 25의 (a)에 도시하는 바와 같이, 전열판(1)의 이면(Zb)이 상방을 향하도록 뒤집어, 이면(Zb)의 중심 지점 j'[도 7의 (b) 참조]를 포함하여 종방향과 평행해지도록 긴 판 형상의 제1 보조 부재(T1)를 배치한다. 또한, 전열판(1)의 표면(Za)측의 모서리부에 있어서 종방향과 평행해지도록, 긴 판 형상의 제2 보조 부재(T2) 및 제3 보조 부재(T3)를 배치한다. 즉, 제2 보조 부재(T2), 제3 보조 부재(T3)는 제1 보조 부재(T1)를 사이에 두고 양측에 배치된다.Next, roll straightening is demonstrated. After performing the joining process in the same manner as in the first embodiment, the burr generated by the frictional stirring is removed, and as shown in FIG. 25A, the rear surface Zb of the
그리고 제1 보조 부재(T1)의 상측에, 제1 보조 부재(T1)와 직교하도록 롤(R1)을 배치하고, 제2 보조 부재(T2, T3)의 하측에 제2 보조 부재(T2) 및 제3 보조 부재(T3)와 직교하도록 롤(R2)을 배치한다. 즉, 전열판(1)은, 도 25의 (b)에 도시하는 바와 같이, 상측으로 볼록한 상태로 롤(R1, R2) 사이에 배치되고, 제1 보조 부재(T1) 내지 제3 보조 부재(T3)를 통해 롤(R1, R2)에 끼움 지지된다.And the roll R1 is arrange | positioned so that it may orthogonally cross a 1st auxiliary member T1 on the upper side of 1st auxiliary member T1, and the 2nd auxiliary member T2 and the lower side of 2nd auxiliary member T2, T3 and The roll R2 is disposed to be orthogonal to the third auxiliary member T3. That is, the
제1 보조 부재(T1) 내지 제3 보조 부재(T3)는, 롤 교정을 행할 때의 맞댐재인 동시에, 전열판(1)이 손상되지 않도록 하기 위한 부재이다. 제1 보조 부재(T1) 내지 제3 보조 부재(T3)는 전열판(1)보다도 연질인 재료이면 좋고, 예를 들어 알루미늄 합금, 경질 고무, 플라스틱, 목재를 사용할 수 있다.The 1st auxiliary member T1-the 3rd auxiliary member T3 are the joining materials at the time of roll calibration, and are the members for preventing the
여기서, 롤(R1, R2)이 서로 근접하여 전열판(1)에 압력을 가하면, 도 25의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 제1 보조 부재(T1)가 전열판(1)을 하측으로 누르고, 제2 보조 부재(T2) 및 제3 보조 부재(T3)가 전열판(1)의 양단부측을 상측으로 밀기 때문에 전열판(1)에는 굽힘 모멘트가 작용한다. 이 굽힘 모멘트는 전열판(1)의 표면(Za)측에 인장 응력을 발생시키므로, 전열판(1)이 강제적으로 하측으로 볼록하게 휘어진다.Here, when the rolls R1 and R2 are close to each other and apply pressure to the
또한, 도 25의 (a)에 도시하는 바와 같이, 롤(R1)이 화살표 α방향으로 회전하는 동시에, 롤(R2)이 화살표 β방향으로 회전하면, 롤(R1, R2)은 전열판(1)에 대해 화살표 γ방향(롤 이송 방향)으로 상대적으로 이동한다. 또한, 롤(R1)이 화살표 β방향으로 회전하는 동시에 롤(R2)이 화살표 α방향으로 회전하면, 롤(R1, R2)은 전열판(1)에 대해 화살표 δ방향(롤 이송 방향)으로 상대적으로 이동한다.As shown in FIG. 25A, when the roll R1 rotates in the arrow α direction and the roll R2 rotates in the arrow β direction, the rolls R1 and R2 are transferred to the
따라서, 전열판(1)에 작용하는 굽힘 모멘트의 위치가, 그 상대적인 이동에 수반하여 천이해 가므로, 전열판(1) 전체가 강제적으로 하측으로 볼록하게 휜다. 그로 인해, 이 상대적인 이동을 반복하여 왕복 운동시킴으로써 휨을 교정해 가는 것이 가능해진다. 또한, 제1 보조 부재(T1) 내지 제3 보조 부재(T3)는 전열판(1)의 역학 특성이나 휨의 곡률에 따라서, 휨과는 반대측으로 휘게 하여 휨을 교정하는 데 충분한 두께로 설정하면 좋다.Therefore, since the position of the bending moment acting on the
또한, 전열판(1)의 종방향으로 롤(R1, R2)을 회전시켜 교정 공정을 행한 후, 횡방향으로 롤(R1, R2)을 회전시켜도 좋다. 즉, 제1 보조 부재(T1) 내지 제3 보조 부재(T3)를 횡방향과 평행해지도록 배치하는 동시에, 제1 보조 부재(T1) 내지 제3 보조 부재(T3)에 대해 직교하도록 롤(R1, R2)을 배치한다. 그리고 롤(R1, R2)을 횡방향으로 왕복 이동시킨다. 이에 의해, 전열판(1)을 밸런스 좋게 교정할 수 있다.Moreover, after performing a calibration process by rotating roll R1, R2 in the longitudinal direction of the
또한, 여기서는 전열판(1)의 이면(Zb)을 위로 하여, 변형 교정 공정을 행하는 것으로 하여 설명하였지만, 뒤집지 않고 표면(Za)을 위로 하여 변형 교정 공정을 행하도록 해도 좋다. 이 경우, 상기한 각 구성 부품은, 표리 대칭으로 나타내어지므로 설명을 생략한다.In addition, although it demonstrated here as performing a deformation | transformation correction process with the back surface Zb of the
이상 설명한 제7 실시 형태에 따르면, 전열판(1)의 표면(Za)에 접합 공정에 의한 열수축에 의해 전열판(1)이 변형되어 버렸다고 해도, 베이스 부재(2)의 이면(Za)에 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시킴으로써, 용이하게 전열판의 평탄성을 높일 수 있다.According to the seventh embodiment described above, even if the
실시예Example
다음에, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 본 발명에 관한 실시예는, 도 26의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이 평면에서 볼 때 정사각형인 베이스 부재(2)의 표면(Za) 및 이면(Zb)에 각각 3개의 원을 그리는 것과 같이 마찰 교반을 행하여, 표면(Za)측에서 발생한 휨의 변형량과, 이면(Zb)측에서 발생한 휨의 변형량을 측정하였다. 즉, 표면(Za)측에서 발생한 휨의 변형량의 값과, 이면(Zb)측에서 발생한 휨의 변형량의 값이 가까울수록 베이스 부재(2)의 평탄성이 높은 것을 나타낸다.Next, the Example of this invention is described. In the embodiment of the present invention, as shown in Figs. 26A and 26B, three circles are respectively formed on the front surface Za and the rear surface Zb of the
베이스 부재(2)는 평면에서 볼 때 500㎜×500㎜인 직방체이며, 두께가 30㎜, 60㎜의 2종류인 것을 사용하여 각각 측정을 행하였다. 베이스 부재(2)의 소재는, JIS 규격의 5052 알루미늄 합금이다.The
마찰 교반의 궤적인 3개의 원은, 베이스 부재(2)의 중심에 설정한 지점 j 또는 지점 j'를 중심으로 하고, 표면(Za) 및 이면(Zb) 모두 반경 r1=100㎜(이하, 작은 원이라고도 함), r2=150㎜(이하, 중간 원이라고도 함), r3=200㎜(이하, 큰 원이라고도 함)로 설정하였다. 마찰 교반의 순서는, 작은 원, 중간 원, 큰 원의 순서로 행하였다.The three circles of the friction stirring locus are centered on the point j or the point j 'set at the center of the
회전 툴은, 표면(Za)측 및 이면(Zb)측 모두 동일한 크기의 회전 툴을 사용하였다. 회전 툴의 사이즈는, 숄더부의 외경이 20㎜, 교반 핀의 길이가 10㎜, 교반 핀의 근원의 크기(최대 직경)가 9㎜, 교반 핀의 선단부의 크기(최소 직경)가 6㎜인 것을 사용하였다. 회전 툴의 회전수는 600rpm, 이송 속도는 300㎜/min으로 설정하였다. 또한, 표면(Za)측 및 이면(Zb)측 모두 회전 툴의 압입량은 일정하게 설정하였다. 도 26에 도시하는 바와 같이, 표면(Za)측에 있어서 형성된 소성화 영역을 작은 원으로부터 큰 원을 향해 각각 소성화 영역(W21) 내지 소성화 영역(W23)으로 한다. 또한, 이면(Zb)측에 있어서 형성된 소성화 영역을 작은 원으로부터 큰 원을 향해 소성화 영역(W31 내지 W33)으로 한다. 당해 실시예에 있어서의 각 측정 결과를 이하의 표 1 내지 표 4에 나타낸다.As the rotation tool, the rotation tool of the same magnitude | size was used for both the surface Za side and the back surface Zb side. The size of the rotating tool is that the outer diameter of the shoulder is 20 mm, the length of the stirring pin is 10 mm, the size (maximum diameter) of the base of the stirring pin is 9 mm, and the size (minimum diameter) of the tip of the stirring pin is 6 mm. Used. The rotation speed of the rotary tool was set at 600 rpm and the feed rate was 300 mm / min. In addition, the indentation amount of the rotation tool was set to both the surface Za side and the back surface Zb side. As shown in FIG. 26, the plasticization area | region formed on the surface Za side is made into the plasticization area | region W21-the plasticization area | region W23 from a small circle to a large circle, respectively. Moreover, the plasticization area | region formed in the back surface Zb side is made into the plasticization area | regions W31-W33 toward a large circle from a small circle. Each measurement result in the said Example is shown to the following Tables 1-4.
표 1은, 베이스 부재의 판 두께가 30㎜이며, 표면측으로부터 마찰 교반을 행한 경우의 측정치를 나타낸 표이다. 「FSW 전」은, 마찰 교반을 행하기 전에 있어서, 중심 지점 j(기준 j)와 각 지점(지점 a 내지 지점 h)의 고저차를 나타내고 있다. 「FSW 후」는, 기준 j를 제로로 하여, 3개의 원의 마찰 교반을 행한 후에 있어서, 기준 j와 각 지점의 고저차를 나타내고 있다. 「표면측 변형량」은, 각 지점에 있어서의 (FSW 후-FSW 전)의 값을 나타내고 있다. 「표면측 변형량」의 최하란은, 지점 a 내지 지점 h의 평균치를 나타낸다. 「FSW 전」및「FSW 후」의 마이너스값은, 기준 j보다도 하방에 위치하고 있는 것을 의미한다.Table 1 is a table | surface which showed the measured value at the time of performing the friction stirring from the surface side whose plate | board thickness of a base member is 30 mm. "Before FSW" has shown the height difference between the center point j (reference j) and each point (point a thru | or point h) before friction stirring. "After FSW" represents the height difference between the reference j and each point after the friction stirring of three circles with reference j as zero. "Surface-side deformation amount" has shown the value of (after FSW-before FSW) in each point. The lowest column of the "surface side deformation amount" represents the average value of the points a to h. The negative value of "before FSW" and "after FSW" means that it is located below the reference j.
표 2는, 베이스 부재의 판 두께가 30㎜이며, 이면측으로부터 마찰 교반을 행한 경우(교정 공정)의 측정치를 나타낸 표이다. 「FSW 전」은, 마찰 교반을 행하기 전에 있어서, 중심 지점 j'(기준 j')과 각 지점(a' 내지 h')의 고저차를 나타내고 있다.Table 2 is a table which showed the measured value at the time of the plate thickness of a base member of 30 mm, and carrying out friction stirring from the back surface side (calibration process). "Before FSW" has shown the height difference between the center point j '(reference j') and each point a '-h', before performing friction stirring.
「FSW1」은, 도 27을 참조하는 바와 같이, 기준 j'를 제로로 하여, 작은 원(반경 r1)의 마찰 교반을 행한 후의, 기준 j'과 각 지점의 고저차를 나타내고 있다. 「이면측 변형량 1」은, 각 지점에 있어서의 (FSW1-FSW 전)의 값을 나타내고 있다. 「이면측 변형량 1」의 최하란은, 지점 a 내지 지점 h의 평균치를 나타낸다."FSW1" has shown the height difference of the reference j 'and each point after friction stirring of a small circle (radius r1) with reference j' as zero, and referring to FIG. "Back
「FSW2」는, 기준 j'를 제로로 하여, 작은 원(반경 r1)에 더하여 또한, 중간 원(반경 r2)의 마찰 교반을 행한 후의, 기준 j'과 각 지점의 고저차를 나타내고 있다. 「이면측 변형량 2」는 각 지점에 있어서의 (FSW2-FSW 전)의 값을 나타내고 있다. 「이면측 변형량 2」의 최하란은, 지점 a 내지 지점 h의 평균치를 나타낸다."FSW2" represents the height difference between the reference j 'and each point after friction stir of the intermediate circle (radius r2) in addition to the small circle (radius r1) with reference j' as zero. "Back
「FSW3」은, 기준 j'를 제로로 하여, 작은 원(반경 r1), 중간 원(반경 r2)에 더하여 또한, 큰 원(반경 r3)의 마찰 교반을 행한 후의, 기준 j'과 각 지점의 고저차를 나타내고 있다. 「이면측 변형량 3」은, 각 지점에 있어서의 (FSW3-FSW 전)의 값을 나타내고 있다. 「이면측 변형량 3」의 최하란은, 지점 a 내지 지점 h의 평균치를 나타낸다."FSW3" refers to the reference j 'and the respective points after friction stir of the large circle (radius r3) in addition to the small circle (radius r1) and the middle circle (radius r2) with the reference j' as zero. High and low difference is shown. "Back side deformation amount 3" has shown the value of (before FSW3-FSW) in each point. The lowest column of "rear side deformation amount 3" shows the average value of the points a thru | or h.
표 3은 베이스 부재의 판 두께가 60㎜이며, 표면측으로부터 마찰 교반을 행한 경우의 측정치를 나타낸 표이다. 표 3의 각 항목은, 표 1의 각 항목과 대략 동등한 의미를 나타낸다.
Table 3 is a table | surface which shows the measured value at the time of performing friction stirring from the surface side whose board | substrate thickness is 60 mm. Each item of Table 3 has the meaning substantially equivalent to each item of Table 1.
표 4는, 베이스 부재의 판 두께가 60㎜이며, 이면측으로부터 마찰 교반을 행한 경우의 측정치를 나타낸 표이다. 표 4의 각 항목은, 표 2의 각 항목과 대략 동등한 의미를 나타낸다.Table 4 is a table | surface which showed the measured value at the time of performing friction stirring from the back surface side when the plate | board thickness of a base member is 60 mm. Each item of Table 4 has the meaning substantially equivalent to each item of Table 2. As shown in FIG.
표 1의 「표면측 변형량」의 평균치(1.61)와, 표 2의「이면측 변형량 1」의 평균치(2.04)를 비교하면,「이면측 변형량 1」의 값 쪽이 크다. 마찬가지로, 「이면측 변형량 2」의 평균치(2.95) 및「이면측 변형량 3」의 평균치(3.53)도,「표면측 변형량」의 평균치(1.61)보다도 큰 값으로 되어 있다. 즉, 베이스 부재의 판 두께가 30㎜인 경우는, 이면측으로부터 작은 원의 마찰 교반만을 행한 것만으로도 베이스 부재의 휨이 지나치게 복귀되어 버린다. 따라서, 베이스 부재 30㎜인 경우는, 표면측보다도 낮은 가공도로 베이스 부재(2)의 평탄성을 높일 수 있다.When the average value (1.61) of the "surface side deformation amount" of Table 1 and the average value 2.04 of "the back
표 3의「표면측 변형량」의 평균치(0.98)와, 표 4의「이면측 변형량 2」의 평균치(0.91)를 비교하면, 양자의 변형량이 근사하다. 따라서, 베이스 부재(2)의 판 두께가 60㎜인 경우에는, 이면측으로부터 작은 원 및 중간 원의 마찰 교반을 행하였을 때에, 베이스 부재(2)의 평탄성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 즉, 판 두께가 60㎜인 경우는, 표면측에 비해 이면측의 가공도를 낮게 설정하면 베이스 부재(2)의 평탄성을 높일 수 있다.When the average value (0.98) of "surface side deformation amount" of Table 3 and the average value (0.91) of "rear
1 : 전열판
2 : 베이스 부재
6 : 덮개 홈
8 : 오목 홈
10 : 덮개판
20 : 열매체용 관
F : 접합용 회전 툴
G : 교정용 회전 툴
J : 맞댐부
P : 프레스 장치
Q : 공극부
R1 : 롤
R2 : 롤
T1 : 제1 보조 부재
T2 : 제2 보조 부재
T3 : 제3 보조 부재
W : 소성화 영역
Za : 표면
Zb : 이면1: electric plate
2: base member
6: cover groove
8: concave groove
10: cover plate
20: tube for heat medium
F: Joining Rotation Tool
G: Rotary Tool for Calibration
J: Butt
P: Press device
Q: air gap
R1: roll
R2: roll
T1: first auxiliary member
T2: second auxiliary member
T3: third auxiliary member
W: plasticization zone
Za: Surface
Zb: If
Claims (35)
상기 덮개 홈의 측벽과 상기 덮개판의 측면의 맞댐부를 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과,
교정용 회전 툴을 사용하여 상기 베이스 부재의 이면측으로부터 마찰 교반을 행하는 교정 공정을 포함하고,
상기 교정 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량이, 상기 접합 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량보다도 적은 것을 특징으로 하는, 전열판의 제조 방법.A cover groove closing step of placing a cover plate in a cover groove formed around a concave groove opened on the surface side of the base member,
A joining step of performing friction stir by relatively moving the joining rotary tool along the butt portion of the side wall of the lid groove and the side surface of the lid plate;
A calibration step of performing friction stir from the back side of the base member using a calibration rotation tool,
The volume amount of the plasticization area | region formed by the said calibration process is smaller than the volume amount of the plasticization area | region formed by the said bonding process, The manufacturing method of the heat exchanger plate characterized by the above-mentioned.
상기 덮개 홈에 덮개판을 배치하는 덮개 홈 폐색 공정과,
상기 덮개 홈의 측벽과 상기 덮개판의 측면의 맞댐부를 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 실시하는 접합 공정과,
교정용 회전 툴을 사용하여 상기 베이스 부재의 이면측으로부터 마찰 교반을 행하는 교정 공정을 포함하고,
상기 교정 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량이, 상기 접합 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량보다도 적은 것을 특징으로 하는, 전열판의 제조 방법.A tube inserting step for heating medium, which inserts the tube for heating medium into the concave groove formed in the bottom of the cover groove opened on the surface side of the base member;
A cover groove closing step of arranging a cover plate in the cover groove;
A joining step of performing friction stir by relatively moving the joining rotary tool along the butt portion of the side wall of the lid groove and the side surface of the lid plate;
A calibration step of performing friction stir from the back side of the base member using a calibration rotation tool,
The volume amount of the plasticization area | region formed by the said calibration process is smaller than the volume amount of the plasticization area | region formed by the said bonding process, The manufacturing method of the heat exchanger plate characterized by the above-mentioned.
상기 오목 홈을 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과,
교정용 회전 툴을 사용하여 상기 베이스 부재의 이면측으로부터 마찰 교반을 행하는 교정 공정을 포함하고,
상기 교정 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량이, 상기 접합 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량보다도 적은 것을 특징으로 하는, 전열판의 제조 방법.A cover plate insertion step of inserting a cover plate into a concave groove open to the surface side of the base member,
A joining step of performing friction stir by relatively moving the joining rotary tool along the concave groove;
A calibration step of performing friction stir from the back side of the base member using a calibration rotation tool,
The volume amount of the plasticization area | region formed by the said calibration process is smaller than the volume amount of the plasticization area | region formed by the said bonding process, The manufacturing method of the heat exchanger plate characterized by the above-mentioned.
상기 오목 홈에 덮개판을 삽입하는 덮개판 삽입 공정과,
상기 오목 홈을 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과,
교정용 회전 툴을 사용하여 상기 베이스 부재의 이면측으로부터 마찰 교반을 행하는 교정 공정을 포함하고,
상기 교정 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량이, 상기 접합 공정에 의해 형성된 소성화 영역의 체적량보다도 적은 것을 특징으로 하는, 전열판의 제조 방법.A tube inserting step for heating medium for inserting a tube for heating medium into a concave groove open to the surface side of the base member;
A cover plate insertion step of inserting a cover plate into the concave groove,
A joining step of performing friction stir by relatively moving the joining rotary tool along the concave groove;
A calibration step of performing friction stir from the back side of the base member using a calibration rotation tool,
The volume amount of the plasticization area | region formed by the said calibration process is smaller than the volume amount of the plasticization area | region formed by the said bonding process, The manufacturing method of the heat exchanger plate characterized by the above-mentioned.
상기 덮개 홈의 측벽과 상기 덮개판의 측면의 맞댐부를 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과,
상기 접합 공정에 의해 형성된 상기 베이스 부재의 이면측으로 볼록해지는 휨을, 상기 베이스 부재의 표면측에 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시킴으로써 교정하는 교정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전열판의 제조 방법.A cover groove closing step of inserting a cover plate into a cover groove formed around the concave groove opened on the surface side of the base member,
A joining step of performing friction stir by relatively moving the joining rotary tool along the butt portion of the side wall of the lid groove and the side surface of the lid plate;
And a straightening step of correcting the warp that is convex toward the back side of the base member formed by the joining step by acting a bending moment at which a tensile stress occurs on the surface side of the base member.
상기 덮개 홈에 덮개판을 삽입하는 덮개 홈 폐색 공정과,
상기 덮개 홈의 측벽과 상기 덮개판의 측면의 맞댐부를 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과,
상기 접합 공정에 의해 형성된 상기 베이스 부재의 이면측으로 볼록해지는 휨을, 상기 베이스 부재의 표면측에 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시킴으로써 교정하는 교정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전열판의 제조 방법.A tube inserting step for heating medium, which inserts the tube for heating medium into the concave groove formed in the bottom of the cover groove opened on the surface side of the base member;
A cover groove closing step of inserting a cover plate into the cover groove;
A joining step of performing friction stir by relatively moving the joining rotary tool along the butt portion of the side wall of the lid groove and the side surface of the lid plate;
And a straightening step of correcting the warp that is convex toward the back side of the base member formed by the joining step by acting a bending moment at which a tensile stress occurs on the surface side of the base member.
상기 오목 홈을 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과,
상기 접합 공정에 의해 형성된 상기 베이스 부재의 이면측으로 볼록해지는 휨을, 상기 베이스 부재의 표면측에 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시킴으로써 교정하는 교정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전열판의 제조 방법.A cover plate insertion step of inserting a cover plate into a concave groove open to the surface side of the base member,
A joining step of performing friction stir by relatively moving the joining rotary tool along the concave groove;
And a straightening step of correcting the warp that is convex toward the back side of the base member formed by the joining step by acting a bending moment at which a tensile stress occurs on the surface side of the base member.
상기 오목 홈에 덮개판을 삽입하는 덮개판 삽입 공정과,
상기 오목 홈을 따라 접합용 회전 툴을 상대 이동시켜 마찰 교반을 행하는 접합 공정과,
상기 접합 공정에 의해 형성된 상기 베이스 부재의 이면측으로 볼록해지는 휨을, 상기 베이스 부재의 표면측에 인장 응력이 발생하는 굽힘 모멘트를 작용시킴으로써 교정하는 교정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전열판의 제조 방법.A tube inserting step for heating medium for inserting a tube for heating medium into a concave groove open to the surface side of the base member;
A cover plate insertion step of inserting a cover plate into the concave groove,
A joining step of performing friction stir by relatively moving the joining rotary tool along the concave groove;
And a straightening step of correcting the warp that is convex toward the back side of the base member formed by the joining step by acting a bending moment at which a tensile stress occurs on the surface side of the base member.
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