BR112016009172B1

BR112016009172B1 - aparelho de soldagem por rotação e fricção e método de fabricação de estrutura de metal

Info

Publication number: BR112016009172B1
Application number: BR112016009172-8A
Authority: BR
Inventors: Hidehito Nishida; Syuhei YOSHIKAWA; Kenichi KAMIMUKI; Hideki Okada; Hiroki ORIBE
Original assignee: Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 2013-11-01
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2021-02-09
Also published as: US20160263696A1; EP3064306A4; CA2926542A1; JP2015085382A; JP6224993B2; EP3064306B1; WO2015064012A1; EP3064306A1

Abstract

APARELHO DE SOLDAGEM POR ROTAÇÃO E FRICÇÃO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE ESTRUTURA DE METAL. A presente invenção se refere a um aparelho de soldagem por rotação e fricção (1) que inclui: uma ferramenta rotatória (2) proporcionada com um pino giratório (21) em sua extremidade distal; a porção de ombro (8), na qual a ferramenta rotatória (2) é inserida; a unidade de acionamento de rotação (41), que faz com que a ferramenta rotatória (2) gire sobre um eixo; um dispositivo de pressão (42), que pressiona a ferramenta rotatória (2) e a porção de ombro (8) contra uma porção de canto interna (90); um dispositivo móvel (43), que move a ferramenta rotatória (2) e a porção de ombro (8) em uma direção de avanço ao longo da porção de canto interna (90); e um dispositivo de aquecimento de fio (45), que aquece um fio (50), que é agitado por fricção junto com dois membros de metal (membros alvo de união 91 e 92) pelo pino giratório (21).

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção se refere a um aparelho de soldagem por rotação e fricção que realiza soldagem por rotação e fricção em uma porção de canto interna que é formada por dois membros de metal ligados entre si, e também se refere a um método de fabricação de uma estrutura de metal ao se usar o aparelho de soldagem por rotação e fricção.

Antecedentes da Invenção

[0002] De modo convencional, a soldagem por rotação e fricção (FSW) foi conhecida como um método de unir membros de metal entre si. Na soldagem por rotação e fricção, um pino giratório proporcionado na extremidade distal de uma ferramenta rotatória é, ao mesmo tempo em que é girado, pressionado contra a porção alvo de união formada por dois membros de metal para amolecer a porção alvo de união e a sua vizinhança por aquecimento e rotação de fricção da porção alvo de união amolecida e a sua vizinhança, desse modo ocasionando um fluxo de plástico, e então a porção alvo de união é removida a partir da ferramenta rotatória e resfriada. Desse modo, os dois membros de metal são unidos entre si.

[0003] A Literatura de Patente 1 descreve uma ferramenta rotató ria pretendida para um canto interno. A ferramenta rotatória é usada para realizar a soldagem por rotação e fricção em uma porção de canto interna que é formada por dois membros de metal ligados entre si. A ferramenta rotatória inclui: um pino giratório que é encaixado sob pressão em uma porção de canto interna formada por dois membros de metal ligados entre si; e um bloco da porção de ombro que suporta o pino giratório em um modo giratório e que entra em contato com cada um dos dois membros de metal. Um bloco da porção de ombro inclui: uma porção de corpo; uma porção de ombro proporcionada de modo destacável na porção de corpo; e um orifício perfurado que se estende através da porção de corpo e da porção de ombro. No caso de realizar a soldagem por rotação e fricção usando a ferramenta rotatória pretendida para uma porção de canto interna, primeira, um bloco da porção de ombro é ajustado na porção de canto interna formada pelos dois membros de metal ligados entre si; em seguida, o pino giratório é inserido no orifício perfurado de um bloco da porção de ombro; e então um bloco da porção de ombro e o pino giratório são movidos ao longo de uma linha da porção de canto interna ao mesmo tempo em que gira e pressiona o pino giratório contra a porção de canto interna.

[0004] A Literatura de Patente 2 descreve: dispor um fio ao longo de uma porção de canto interna que é formada por dois membros de metal ligados entre si; e agitar o material de base da porção de canto interna e o fio juntos ao se usar um pino giratório ao qual a porção de ombro é fixado, desse modo realizando a soldagem por rotação e fricção na porção de canto interna. Na porção de canto interna na qual a soldagem por rotação e fricção é realizada, a moldura é formada pelo fio que é agitado por fricção junto com o material de base da porção de canto interna.

Lista de Citação Literatura de Patente

[0005] PTL 1: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Aberta àInspeção Pública No. 2011-79031 PTL 2: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Aberta à Inspeção Pública No. 2013-166159

Sumário da Invenção Problema Técnico

[0006] Como descrito na Literatura de Patente 1 e na Literatura dePatente 2, no momento de realizar a soldagem por rotação e fricção em uma porção de canto interna que é formada por dois membros de metal ligados entre si, se a porção de ombro (ou um bloco da porção de ombro) não gira, o calor proporcionado na porção alvo de união é menos do que aquele em um caso onde a porção de ombro gira junto com o pino giratório. Desse modo, particularmente em um caso onde o fio é agitado por fricção junto com o material de base da porção alvo de união, um insuficiente amolecimento do material de base da por- çãod e canto interna e o fio pode ser causado em virtude da referida entrada de calor insuficiente. Nesse caso, defeitos podem ocorrer na superfície da porção de canto interna na qual a soldagem por rotação e fricção foi realizada uma vez que o material de base da porção de canto interna e o fio não foram agitados o suficiente.

[0007] A presente invenção foi produzida em vista dos problemas convencionais acima. Um objetivo da presente invenção é: proporcionar um aparelho de soldagem por rotação e fricção capaz de realizar soldagem por rotação e fricção em uma porção de canto interna que é formada por dois membros de metal ligados entre si; e, em um método de fabricação de uma estrutura de metal ao se usar o aparelho de soldagem por rotação e fricção, alimentar um fio para a porção alvo de união (a porção de canto interna) de tal modo que o material de base da porção alvo de união e o fio são agitados por fricção de modo favorável.

Solução para o Problema

[0008] Um aparelho de soldagem por rotação e fricção de acordo com a presente invenção é um aparelho de soldagem por rotação e fricção para realizar a soldagem por rotação e fricção em uma porção de canto interna que é formada por dois membros de metal ligados entre si. O aparelho de soldagem por rotação e fricção inclui: uma ferramenta rotatória proporcionada com um pino giratório em sua extre- midade distal; a porção de ombro na qual a ferramenta rotatória é inserida, a porção de ombro entrando em contato com os dois membros de metal; uma unidade de acionamento de rotação que faz com que a ferramenta rotatória gire sobre um eixo; um dispositivo de pressão que pressiona a ferramenta rotatória e a porção de ombro contra a porção de canto interna; um dispositivo móvel que move a ferramenta rotatória e a porção de ombro em uma direção de avanço ao longo da porção de canto interna; e um dispositivo de aquecimento de fio que aquece um fio que é agitado por fricção juntos com os dois membros de metal pelo pino giratório.

[0009] De acordo com o aparelho de soldagem por rotação e fric ção com a configuração acima descrita, o fio preaquecido é agitado por fricção juntos com o material de base da porção alvo de união. Isso torna possível se evitar o insuficiente amolecimento do material de base da porção alvo de união e o fio em virtude de insuficiente entrada de calor dentro do material de base da porção alvo de união e o fio. Uma vez que o material de base da porção alvo de união e o fio são amolecidos o suficiente, o material de base da porção alvo de união e o fio pode ser agitado por fricção de modo favorável. Ademais, since o fio é preaquecido, a necessária entrada de calor para o amolecimento do fio é reduzida, o que torna possível se aumentar a velocidade de união.

[00010] Preferivelmente, o aparelho de soldagem por rotação e fricção acima descrito adicionalmente inclui um dispositivo de alimentação de fio que alimenta o fio para a porção alvo de união dos dois membros de metal. Preferivelmente, o dispositivo de aquecimento de fio é configurado para aquecer o fio que é alimentado para a porção alvo de união pelo dispositivo de alimentação de fio. A referida configuração torna possível se alimentar de modo contínuo o fio aquecido a uma porção alvo de união.

[00011] Deve ser observado que o dispositivo de aquecimento de fio pode ser configurado para aquecer o fio por aplicar uma corrente elétrica ao fio. Alternativamente, o dispositivo de aquecimento de fio pode ser configurado para aquecer o fio por indução eletromagnética. Adicionalmente alternativamente, o dispositivo de aquecimento de fio pode ser configurado para aquecer o fio por um elemento de aquecimento.

[00012] No aparelho de soldagem por rotação e fricção acima descrito, a porção de ombro pode incluir: um orifício de inserção no qual a ferramenta rotatória é inserida; as duas superfícies da porção de ombro que são proporcionadas em ambos os lados, respectivamente, de uma abertura do orifício de inserção em uma direção substancialmente perpendicular à direção de avanço, as duas superfícies da porção de ombro formando um ângulo que corresponde a um ângulo, formado pelos dois membros de metal, da porção de canto interna; e uma ranhura guia pretendida para o fio, a ranhura guia que se estende paralela à direção de avanço e sendo formada em uma porção de nervura dianteira onde as duas superfícies da porção de ombro se encontram, a porção de nervura dianteira sendo posicionada para frente a partir da abertura do orifício de inserção na direção de avanço.

[00013] De acordo com a configuração acima descrita, o fio é alimentado para a porção alvo de união ao mesmo tempo em que está sendo guiado pela ranhura guia, e desse modo o fio é impedido de se mover em afastamento a partir da porção alvo de união ou arquea- mento. Desse modo, o fio é alimentado de modo estável para a porção alvo de união.

[00014] No aparelho de soldagem por rotação e fricção acima descrito, preferivelmente, a porção de nervura dianteira é mais fendida a partir da porção de canto interna do que a porção de nervura traseira onde as duas superfícies da porção de ombro se encontram, a porção de nervura traseira sendo posicionada atrás a partir da abertura do orifício de inserção na direção de avanço, e um formato de seção transversal da porção de nervura traseira na direção de avanço corresponde ao formato de seção transversal da porção de canto interna na direção de avanço após a soldagem por rotação e fricção ser realizada na porção de canto interna. De acordo com a referida configuração, o fio é alimentado para a porção alvo de união de tal modo que a alimentação do fio não é impedida pela porção de ombro ou o material de base. A porção de nervura traseira entra em contato com o material de base após o material de base ser agitado, e desse modo o formato da superfície do material de base que foi agitado é cortado.

[00015] No aparelho de soldagem por rotação e fricção acima descrito, de modo desejável, a porção de nervura dianteira é inclinada em afastamento a partir da porção de canto interna para frente na direção de avanço. Aqui, de modo desejável, o tamanho da porção de nervura dianteira na direção da profundidade da ranhura guia a partir de uma extremidade para a outra extremidade da porção de nervura dianteira na direção de avanço é maior do que a profundidade da ranhura guia. A referida configuração torna possível se evitar que o fio seja preso na porção de ombro.

[00016] O aparelho de soldagem por rotação e fricção acima descrito pode adicionalmente incluir a base à qual a porção de ombro é montada de modo destacável, a base que inclui um orifício que é contínuo com o orifício de inserção da porção de ombro. De acordo com a referida configuração, a porção de ombro, que se degrada com relativa facilidade, pode ser independentemente destacada a partir da base para substituição.

[00017] Um método de fabricação de uma estrutura de metal de acordo com a presente invenção inclui: juntar um primeiro membro de metal e um segundo membro de metal juntos em um formato de L ou em um formato de T; aquecer o fio; alimentar o fio aquecido a uma porção de canto interna que é formada por um primeiro membro de metal e um segundo membro de metal ligados entre si; e encaixar sob pressão um pino giratório que está girando dentro da porção de canto interna para unir um primeiro membro de metal, um segundo membro de metal, e os fios juntos por soldagem por rotação e fricção.

[00018] De acordo com o método acima descrito de fabricação de uma estrutura de metal, o fio preaquecido é agitado por fricção junto com o material de base da porção alvo de união. Isso torna possível se evitar o insuficiente amolecimento do material de base da porção alvo de união e o fio em virtude de insuficiente entrada de calor dentro do material de base da porção alvo de união e o fio. Uma vez que o material de base da porção alvo de união e o fio são amolecidos o suficiente, o material de base da porção alvo de união e o fio podem ser agitados por fricção de modo favorável. Como um resultado, defeitos podem ser impedidos de ocorrer na superfície de uma solda de rotação e fricção da estrutura de metal. Ademais, uma vez que o fio é preaquecido, a necessária entrada de calor para o amolecimento do fio é reduzida, o que torna possível se aumentar a velocidade de união.

[00019] No aquecimento do fio, por exemplo, o fio pode ser aquecido por aplicar uma corrente elétrica ao fio, ou o fio pode ser aquecido por indução eletromagnética, ou o fio pode ser aquecido por um elemento de aquecimento.

[00020] No método acima descrito de fabricação de uma estrutura de metal, por exemplo, um primeiro membro de metal pode ser produzido de uma liga de alumínio da série A2000; um segundo membro de metal pode ser produzido de uma liga de alumínio da série A7000; e o fio pode ser produzido de uma liga de alumínio da série A2000 ou uma liga de alumínio da série A7000.

Efeitos vantajosos da invenção

[00021] De acordo com a presente invenção, uma vez que o fio preaquecido é alimentado para a porção alvo de união, o material de base da porção alvo de união e o fio podem ser adequadamente amolecidos por entrada de calor dentro da porção alvo de união pelo pino giratório. Como um resultado, o material de base da porção alvo de união e o fio são agitados por fricção de modo favorável.

Breve Descrição dos Desenhos

[00022] A figura 1 mostra um estado onde uma porção de canto interna que é formada por dois membros de metal ligados entre si está sendo agitado por uma ferramenta giratória.

[00023] A figura 2 mostra uma configuração esquemática de um aparelho de soldagem por rotação e fricção de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00024] A figura 3 é uma vista seccionada de um bloco da porção de ombro em uma direção de avanço.

[00025] A figura 4 mostra a porção de ombro visto na direção perpendicular à direção de avanço.

[00026] A figura 5 é uma vista vista na direção de uma seta V da figura 4.

[00027] A figura 6 é uma vista vista na direção de uma seta VI da figura 4.

[00028] A figura 7 é uma vista vista na direção de uma seta VII da figura 4.

[00029] A figura 8 ilustra a porção de ombro visto na direção de avanço, que mostra uma variação da ranhura guia da porção de ombro.

[00030] A figura 9 é um gráfico de fluxo que mostra um método de fabricação de uma estrutura de metal ao se usar o aparelho de soldagem por rotação e fricção.

[00031] A figura 10 mostra a configuração esquemática do aparelho de soldagem por rotação e fricção que inclui um dispositivo de aquecimento de fio de acordo com uma variação.

Descrição das Modalidades

[00032] Daqui em diante, um aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 e um método de fabricação de uma estrutura de metal de acordo com uma modalidade da presente invenção são descritos com referência aos desenhos. A figura 1 mostra um estado onde uma porção de canto interna 90, que é formada por dois membros de metal 91 e 92 ligados entre si, está sendo agitada por uma ferramenta rotatória 2. Como mostrado na figura 1, o aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 de acordo com a presente modalidade é um aparelho que realiza soldagem por rotação e fricção na porção de canto interna 90, que é formada por um primeiro membro 91 e um segundo membro 92 ligados entre si em um formato de L ou T formato. Ao se usar o aparelho de soldagem por rotação e fricção 1, a estrutura de metal que inclui um primeiro membro 91 e um segundo membro 92 unidos entre si por a soldagem por rotação e fricção pode ser manufactured.

[00033] Um primeiro membro 91 e um segundo membro 92, que são membros alvo de união, podem ser produzidos do mesmo material de metal ou podem ser produzidos de diferentes materiais de metal um a partir do outro, desde que um primeiro membro 91 e um segundo membro 92 são produzidos de materiais de metal que podem ser unidos entre si por soldagem por rotação e fricção. Em um caso onde um primeiro membro 91 e um segundo membro 92 são produzidos de diferentes materiais de metal um a partir do outro, um primeiro membro 91 pode ser produzido de uma liga de alumínio da série A2000, e um segundo membro 92 pode ser produzido de uma liga de alumínio da série A7000, por exemplo. Nesse caso, de modo desejável, um fio 50 a ser agitado por fricção junto com os membros alvo de união 91 e 92 é produzido de uma liga de alumínio da série A2000 ou a liga de alumínio da série A7000.

[00034] A liga de alumínio da série A2000 é uma liga com base em cobre e alumínio contendo 3.5 % ou mais de cobre. A liga de alumínio da série A7000 é uma liga com base em alumínio-zinco-magnésio- cobre. A liga de alumínio da série A7000 tem significantemente uma maior resistência a tensão e dureza do que a liga de alumínio da série A2000. Entretanto, a liga de alumínio da série A7000 é inferior à liga de alumínio da série A2000 em termos de resistência a fadiga e robustez contra fratura. Desse modo, de modo a aprimorar a resitência a fadiga e robustez contra fratura da estrutura, há um caso onde uma liga de alumínio da série A2000 é disposta na superfície lateral externa da estrutura, e a liga de alumínio da série A7000 é combinada, como um membro de reforço interno, com a liga de alumínio da série A2000 para formar um formato de T. Por unir o membro produzido de uma liga de alumínio da série A2000 e o membro produzido de uma liga de alumínio da série A7000 juntos por soldagem por rotação e fricção usando o aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 de acordo com a presente modalidade, os referidos membros podem ser diretamente unidos entre si sem membros de conexão tal como rebites entre os mesmos. Isso torna possível se aprimorar a resitência a fadiga e a robustez contra fratura e reduzir o custo e o peso.

[00035] Em seguida, a configuração do aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 é descrito em detalhes. A figura 2 mostra a configuração esquemática do aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 de acordo com a modalidade da presente invenção. A figura 2 mostra uma vista seccionada de um bloco da porção de ombro 3 na direção perpendicular a uma direção de avanço 100. A figura 3 é uma vista seccionada de um bloco da porção de ombro 3 na direção de avanço. Na figura 3, a ferramenta rotatória 2 é indicada por duas linhas de cadeia pontilhada.

[00036] Como mostrado na figura 2 e na figura 3, o aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 de acordo com a presente modalidade, mostrado de modo esquemático, inclui: a ferramenta rotatória 2, que é proporcionada com um pino giratório 21 na sua extremidade distal; um bloco da porção de ombro 3, que é fixado na ferramenta rotatória 2; a unidade de acionamento de rotação 41, que aciona a ferramenta rotatória 2 para girar; um dispositivo de pressão 42, que pressiona a ferramenta rotatória 2 de modo que o pino giratório 21 é empurrado dentro do material de base da porção alvo de união com uma predeterminada força de empurrar; um dispositivo móvel 43 da ferramenta rotatória 2; um dispositivo de alimentação de fio 44; um dispositivo de aquecimento de fio 45; e um controlador 46, que controla a operação do aparelho de soldagem por rotação e fricção 1. Os membros alvo de união 91 e 92 são mantidos, por exemplo, por a gabarito 95 mostrado na figura 1 de modo que os membros alvo de união 91 e 92 podem receber a força de pressão a partir da ferramenta rotatória 2.

[00037] O dispositivo móvel 43 é um meio para mover a ferramenta rotatória 2 e um bloco da porção de ombro 3 com relação a um primeiro membro 91 e um segundo membro 92 ao longo de uma linha de junção da porção de canto interna 90, a linha de junção sendo formada por um primeiro membro 91 e um segundo membro 92 ligados entre si. Na descrição aqui, a direção na qual a ferramenta rotatória 2 e um bloco da porção de ombro 3 se move é referido como a "direção de avanço 100", e a direção de avanço 100 é definida como a direção que se estende ao longo da linha de junção da porção de canto interna 90. Da direção de avanço 100, a direção que se estende a partir da ferramenta rotatória 2 e um bloco da porção de ombro 3 e no qual a ferramenta rotatória 2 e um bloco da porção de ombro 3 se move durante a usina- gem é referido como "para frente" (na figura 2, a direção indicada por uma seta 100). Também, da direção de avanço 100, a direção que se estende a partir da ferramenta rotatória 2 e um bloco da porção de ombro 3 reversamente para a direção para frente é referido como "para trás". Deve ser observado que a ferramenta rotatória 2 e um bloco da porção de ombro 3 avança de tal modo que a direção de rotação da ferramenta rotatória 2 e a direção de avanço 100 coincide uma com a outra, e a ferramenta rotatória 2 e um bloco da porção de ombro 3 retiram de tal modo que a direção de rotação da ferramenta rotatória 2 e a direção de avanço 100 são opostas uma a outra.

[00038] Como um exemplo, o dispositivo móvel 43 pode ser constituído por um mecanismo guia linear e um acionador para o mecanismo guia linear, o acionador sendo controlado pelo controlador 46 (ambos o mecanismo guia linear e o acionador não são mostrados). Deve ser observado que o dispositivo móvel 43 pode ser um robô. O dispositivo móvel 43 de acordo com a presente modalidade é configurado para mover a ferramenta rotatória 2 com relação aos membros alvo de união 91 e 92 mantidos pelo gabarito 95. Entretanto, como uma alternativa, o dispositivo móvel 43 pode ser configurado para mover o gabarito 95 que retém os membros alvo de união 91 e 92 com relação à ferramenta rotatória 2.

[00039] O dispositivo de alimentação de fio 44 é um meio para alimentar o fio 50 para a porção alvo de união de acordo com a unir speed. Como um exemplo, o dispositivo de alimentação de fio 44 é constituído por um servomotor controlado pelo controlador 46 e a alimentar roller driven por the servomotor (both the servomotor e um rolo de alimentação não são mostrados). Na presente modalidade, o fio 50 a ser alimentado pelo dispositivo de alimentação de fio 44 para a porção alvo de união é enrolado em torno de um carretel de fio 47 em um modo tal como uma bobina. Entretanto, como uma alternativa, o fio 50 a ser alimentado pode ser cortado antecipadamente de acordo com o com-primento da linha de junção da porção de canto interna 90.

[00040] O dispositivo de aquecimento de fio 45 é um meio para aquecer o fio 50, que é agitado por fricção juntos com os membros alvo de união 91 e 92. O fio 50, que é alimentado para a porção alvo de união dos membros alvo de união 91 e 92, é preaquecido pelo dispositivo de aquecimento de fio 45. O dispositivo de aquecimento de fio 45 de acordo com a presente modalidade é configurado para aquecer o fio 50, que é alimentado para a porção alvo de união pelo dispositivo de alimentação de fio 44. Como um exemplo, o dispositivo de aquecimento de fio 45 é constituído por uma ponta de contato 45a e um fornecimento de energia de aquecimento de fio 45b. O fornecimento de energia de aquecimento de fio 45b fornece uma corrente elétrica para a ponta de contato 45a e o material de base. A operação do fornecimento de energia de aquecimento de fio 45b é controlada pelo controlador 46. No dispositivo de aquecimento de fio 45, a corrente elétrica é fornecida a partir da ponta de contato 45a ao fio 50 que foi guiado para a ponta de contato 45a. Ao fornecer a corrente elétrica ao fio 50 desse modo, o fio 50 é aquecido em virtude da resistência do fio 50.

[00041] O dispositivo de alimentação de fio 44 e a ponta de contato 45a do dispositivo de aquecimento de fio 45 são montados a um suporte 33 fixado a um bloco da porção de ombro 3, e se move junto com um bloco da porção de ombro 3 na direção de avanço 100 com relação aos membros alvo de união 91 e 92. Desse modo, de modo desejável, o dispositivo de alimentação de fio 44 e a ponta de contato 45a do dispositivo de aquecimento de fio 45 são sempre posicionados na vizinhança de um bloco da porção de ombro 3 e a ferramenta rotatória 2 de modo alimentar de modo estável o fio de alta temperatura 50 para a porção alvo de união. Entretanto, pelo menos um do dispositivo de alimentação de fio 44 e o dispositivo de aquecimento de fio 45 pode ser proporcionado independentemente de um bloco da porção de om- bro 3 e a ferramenta rotatória 2 na posição em afastamento a partir de um bloco da porção de ombro 3 e a ferramenta rotatória 2.

[00042] Daqui em diante, um bloco da porção de ombro 3 é descrito em detalhes. Como mostrado nas figuras 1 a 3, um bloco da porção de ombro 3 é constituído por uma porção de ombro 8 e uma base 7, ao qual a porção de ombro 8 é montada de modo destacável. Desse modo, um bloco da porção de ombro 3 é constituído pelas proções separadas que são a base 7 e a porção de ombro 8. Portanto, a porção de ombro 8, que se degrada com relativa facilidade, pode ser independentemente destacada a partir da base 7 para substituição. Um orifício de resfriamento para resfriar a ferramenta rotatória 2, e uma passagem de meio de resfriamento através da qual um meio de resfriamento flui, são formadas em um bloco da porção de ombro 3 embora os mesmos não sejam mostrados nos desenhos.

[00043] A base 7 é uma porção de corpo cilíndrica hexagonal. Quando a base 7 é vista na direção de avanço 100, o formato externo da base 7 é de modo que dois cantos adjacentes são cortados em afastamento a partir de um retângulo. As superfícies formadas como um resultado do corte em afastamento dos dois cantos adjacentes a partir do retângulo são superfícies guias 72. Deve ser observado que quando um bloco da porção de ombro 3 é empurrado para a porção de canto interna 90 pelo dispositivo de pressão 42, as superfícies da porção de ombro 85 descritas abaixo entram em contato com os membros alvo de união 91 e 92, mas as superfícies guias 72 estão ligeiramente em afastamento a partir dos membros alvo de união 91 e 92 em um modo a estar voltado para os membros alvo de união 91 e 92. Um ângulo formado pelas duas superfícies guias 72 é ajustado de acordo com um ângulo, formado pelos membros alvo de união 91 e 92, da porção de canto interna 90. Na presente modalidade, o ângulo formado pelas duas superfícies guias 72 é de cerca de 90°.

[00044] A superfície posicionada entre as duas superfícies guias 72 é a superfície de montagem 71, à qual a porção de ombro 8 é montado. A superfície de montagem 71 é proporcionada com a reentrância 73, na qual a porção de ombro 8 é ajustado. Na reentrância 73, um orifício perfurado 74 e a pluralidade de orifícios de montagem 75 (A figura 2) são abertos. Os orifícios de montagem 75 são orifícios nos quais os parafusos for fixar a porção de ombro 8 à reentrância 73 são inseridos. Uma rosca de parafuso é formada na superfície interna de cada orifício de montagem 75.

[00045] A figura 4 mostra a porção de ombro 8 vista na direção perpendicular à direção de avanço 100. A figura 5 é uma vista vista na direção de uma seta V da figura 4. A figura 6 é uma vista vista na direção de uma seta VI da figura 4. A figura 7 é uma vista vista na direção de uma seta VII da figura 4. Como mostrado nas figuras 4 a 7, a porção de ombro 8 inclui uma placa de base 81 e uma porção saliente 82, que são formadas integralmente. A placa de base 81 é encaixada na reentrância 73 da base 7, e a porção saliente 82 se salienta a partir da placa de base 81 em direção da porção de canto interna 90.

[00046] A placa de base 81 é proporcionada com orifícios de montagem 83 que correspondem aos orifícios de montagem 75 da base 7. Em um estado onde a placa de base 81 da porção de ombro 8 é encaixada na reentrância 73 da base 7, os orifícios de montagem 75 da base 7 e os orifícios de montagem 83 da porção de ombro 8 formam orifícios contínuos do parafuso. Por inserir os parafusos nos orifícios do parafuso, a porção de ombro 8 é fixada à base 7.

[00047] Um orifício perfurado 84 é aberto na extremidade distal da porção saliente 82. O orifício perfurado 84 se estende através da placa de base 81 e da porção saliente 82. Em um estado onde a porção de ombro 8 é montada na base 7, o orifício perfurado 74 da base 7 e o orifício perfurado 84 da porção de ombro 8 formam um único orifíciocontínuo de inserção 31.

[00048] A porção saliente 82 é proporcionada com as superfícies da porção de ombro 85, que são formadas em ambos os lados, respectivamente, da abertura do orifício perfurado 84 na direção substancialmente perpendicular à direção de avanço 100. Um ângulo formado pelas duas superfícies da porção de ombro 85 é ajustado de acordo com o ângulo da porção de canto interna 90, que é formada pelos membros alvo de união 91 e 92. Na presente modalidade, o ângulo formado pelas duas superfícies da porção de ombro 85 é de cerca de 90°. Quando um bloco da porção de ombro 3 é empurrado contra a porção de canto interna 90, as superfícies da porção de ombro 85 entram em contato com os membros alvo de união 91 e 92 formando a porção de canto interna 90.

[00049] As porções de nervura 86 e 88 são formadas na porção saliente 82 nas posições onde as duas superfícies da porção de ombro 85 se encontram. A direção no qual as porções de nervura 86 e 88 se estendem é paralela à direção na qual a porção de canto interna 90 se estende. As porções de nervura são separadas como porções de nervura dianteira e traseira, com o orifício perfurado 84 entre as mesmas, isto é, como a porção de nervura posicionada para frente a partir do orifício perfurado 84 na direção de avanço 100 (daqui em diante, "porção de nervura dianteira 86") e a porção de nervura posicionada atrás a partir do orifício perfurado 84 na direção de avanço 100 (daqui em diante, "porção de nervura traseira 88").

[00050] A ranhura guia 87, que guia o fio 50, é formada em a porção de nervura dianteira 86. A ranhura guia 87 se estende substancialmente paralela à direção de avanço 100. O formato de seção transversal da ranhura guia 87 de acordo com a presente modalidade na direção de avanço 100 é um formato semiesférico. Entretanto, o formato de seção transversal da ranhura guia 87 na direção de avanço 100 não é limitado a um formato semiesférico. Por exemplo, como mostrado na figura 8, o formato de seção transversal da ranhura guia 87 na direção de avanço 100 pode ser um formato poligonal.

[00051] De modo convencional, no caso de fricção-agitação do material de base de uma porção de canto interna juntos com um fio, o fio é disposto ao longo da porção de canto interna antes de realizar a fricção agitação como descrito na Literatura de Patente 2. Pode ser o caso onde o referido fio não é alimentado de modo estável para a porção alvo de união pelo fato de que o material de base da porção de canto interna se move como um resultado da força de recebimento durante a fricção agitação ou pelo fato de que o fio entra em contato com um membro adjacente, tal como a porção de ombro, e se torna emperrado. Em relação a isso, no aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 de acordo com a presente modalidade, uma vez que a porção de ombro 8 inclui a ranhura guia 87 para guiar o fio 50, mesmo quando o fio 50 foi amolecido a um determinado grau em virtude do aquecimento, o fio 50 é guiado ao longo da ranhura guia 87 e desse modo impedido de se mover em afastamento ou emperramento na direção horizontal ou vertical. Desse modo, o fio 50 é alimentado de modo estável para a porção alvo de união.

[00052] A porção de nervura dianteira 86 é inclinada em afastamento a partir da porção de canto interna 90 na direção de avanço para frente 100. A inclinação da porção de nervura dianteira 86 se estende a partir da extremidade traseira para a extremidade dianteira da porção de nervura dianteira 86 na direção de avanço 100. Embora a inclinação da porção de nervura dianteira 86 seja suave na vizinhança do orifício perfurado 84, a inclinação gradualmente aumenta na medida em que a distância a partir do orifício perfurado 84 aumenta. Deve ser observado que a porção de nervura dianteira 86 pode ser formada seja como uma inclinação ou como uma superfície curva. Assim, uma vez que a porção de nervura dianteira 86 é inclinada, o movimento da porção de ombro 8 na direção de avanço 100 é menos provável de ser impedida pela porção de canto interna 90.

[00053] De modo desejável, o tamanho Di da porção de nervura dianteira 86 na direção da profundidade da ranhura guia 87 a partir da extremidade traseira para a extremidade dianteira da porção de nervura dianteira 86 na direção de avanço 100 é maior do que a profundidade D2 da ranhura guia 87 (A figura 4). Em outras palavras, é desejável que a posição, na direção da profundidade da ranhura guia 87, da extremidade traseira da porção de nervura dianteira 86 na direção de avanço 100 seja em afastamento a partir da posição, na direção da profundidade da ranhura guia 87, da extremidade dianteira da porção de nervura dianteira 86 na direção de avanço 100 pela distância que é maior do que a profundidade D2 da ranhura guia 87. Como um resultado, adiante a partir de a extremidade dianteira da ranhura guia 87 na direção de avanço 100, a porção de nervura dianteira inclinada 86 (em particular, a porção indicada por uma seta 86a na figura 5) existe. Desse modo, embora o fio 50 esteja passando para frente a partir da ranhura guia 87 na direção de avanço 100, o fio 50 entra em contato com a porção de nervura dianteira inclinada 86. Isso torna possível ise evitar que o fio 50 seja preso na porção de ombro 8, desse modo evitando o impedimento para a alimentação do fio 50.

[00054] A porção de nervura traseira 88 tem a função de entrar em contato com o material de base após o material de base ser agitado, desse modo formando o formato da porção de canto interna 90 (por exemplo, um formato curvo) após a soldagem por rotação e fricção ser realizada no mesmo. Desse modo, o formato de seção transversal da porção de nervura traseira 88 na direção de avanço 100 corresponde ao formato de seção transversal da porção de canto interna 90 na direção de avanço 100 após a soldagem por rotação e fricção ser reali- zada na porção de canto interna 90. Na presente modalidade, o formato de seção transversal da porção de nervura traseira 88 na direção de avanço 100 é um formato em forma de crista suave, de modo que uma curva suave que conecta um primeiro membro 91 e um segundo membro 92 é formada na porção de canto interna 90 após a soldagem por rotação e fricção ser realizada no mesmo.

[00055] A porção de nervura dianteira 86 é mais fendida a partir da porção de canto interna 90 do que a porção de nervura traseira 88. A porção de nervura dianteira 86 é espaçada a partir da porção de canto interna 90 de modo que a porção de canto interna 90 e a porção de nervura dianteira 86 não entrarão em contato uma com a outra e o fio 50 pode ser alimentado entre a porção de canto interna 90 e a ranhura guia 87. Por outro lado, a porção de nervura traseira 88 é relativamente ou escassamente espaçada a partir da porção de canto interna 90 de modo que a porção de nervura traseira 88 irá entrar em contato com a porção de canto interna 90 após a porção de canto interna 90 ser agitado. Assim, uma vez que a porção de nervura dianteira 86 é mais fendida a partir da porção de canto interna 90 do que a porção de nervura traseira 88, o fio 50 alimentado para a porção alvo de união é impedido de entrar em contato com a porção de nervura dianteira 86 durante a alimentação do fio 50.

[00056] A base 7 e a porção de ombro 8 com as configurações acima descritas são integradas juntas para formar um bloco da porção de ombro 3 da maneira a seguir: a placa de base 81 da porção de ombro 8 é encaixada na reentrância 73 da base 7; e os parafusos são aparafusados nos orifícios de montagem 83 e nos orifícios de montagem 75, que coincidem um com o outro na direção axial. Em um bloco da porção de ombro 3, o orifício perfurado 84 da porção de ombro 8 e o orifício perfurado 74 da base 7 se comunica um com o outro para formar um orifício de inserção 31. O orifício de inserção 31 inclui: uma porção de maior diâmetro 31a que inclui uma porção de entrada no lado da base 7; uma porção de menor diâmetro 31c que inclui uma porção de saída na porção de ombro 8 side; e uma porção inclinada 31b que conecta de modo suave a porção de maior diâmetro 31a e a porção de menor diâmetro 31c. O diâmetro da porção de menor diâmetro 31 c é relativamente maior do que o diâmetro da extremidade distal do pino giratório 21. A inclinação da porção inclinada 31b com relação à direção axial coincide com a inclinação da porção inclinada formada no pino giratório 21 da ferramenta rotatória 2. Quando a ferramenta rotatória 2 é inserida no orifício de inserção 31 de um bloco da porção de ombro 3, a porção inclinada 3 lb do orifício de inserção 31 e a porção inclinada do pino giratório entram em contato um com o outro, e desse modo um bloco da porção de ombro 3 e a ferramenta rotatória 2 são posicionadas um com relação ao outro. Quando a ferramenta rotatória 2 e um bloco da porção de ombro 3 são assim posicionados, o pino giratório 21 na extremidade distal da ferramenta rotatória 2 está em um estado de se salientar a partir de um bloco da porção de ombro 3 por um predeterminado comprimento. Deve ser observado que um colar cilíndrico 48 é proporcionado entre a porção de maior diâmetro 31a de um bloco da porção de ombro 3 e a ferramenta rotatória 2. O colar 48 é um membro proporcionado para permitir que a ferramenta rotatória 2 gire de modo estável com relação a um bloco da porção de ombro 3.

[00057] Daqui em diante, um método de fabricação de uma estrutura de metal ao se usar o aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 com a configuração acima é descrito. A figura 9 é um gráfico de fluxo que mostra o método de fabricação de uma estrutura de metal ao se usar o aparelho de soldagem por rotação e fricção.

[00058] Como mostrado na figura 9, primeiro, um primeiro membro 91 e um segundo membro 92 são ligados entre si em um formato de L como mostrado na figura 1 ou em um formato de T, e a primeira e se gundo membros 91 e 92 são mantidos pelo gabarito 95, que serve como um membro de apoio (etapa SI). Um primeiro membro 91 e um segundo membro 92 ligados entre si formam a porção de canto interna 90, que é a porção alvo de união.

[00059] Em seguida, um bloco da porção de ombro 3 é disposto na porção de canto interna 90 (etapa S2). Na referida etapa, um bloco da porção de ombro 3 é disposto na porção de canto interna 90 de modo que as superfícies da porção de ombro 85 de um bloco da porção de ombro 3 entram em contato com o primeiro e o segundo membro 91 e 92. Quando um bloco da porção de ombro 3 é disposto na porção de canto interna 90 desse modo, a porção de nervura dianteira 86 e a porção de nervura traseira 88 da porção de ombro 8 são arranjados ao longo da linha de junção da porção de canto interna 90 em um modo a estar voltado para a linha de junção.

[00060] Em seguida, o pino giratório 21 da ferramenta rotatória 2 é inserido no orifício de inserção 31 de um bloco da porção de ombro 3 (etapa S3). Na referida etapa, o pino giratório 21 é inserido no orifício de inserção 31 até que a extremidade distal do pino giratório 21 entra em contato com a porção de canto interna 90. Então, até a porção inclinada do pino giratório 21 entrar em contato com a porção inclinada 31b de um bloco da porção de ombro 3, a extremidade distal do pino giratório 21 é empurrada dentro do material de base da porção alvo de união ao mesmo tempo em que gira o pino giratório 21. Como um resultado, a extremidade distal do pino giratório 21 é encaixada sob pressão dentro do material de base da porção alvo de união. Deve ser observado que, de modo a reduzir a resistência quando o pino giratório 21 é encaixado sob pressão dentro do material de base da porção alvo de união, um orifício preparado pode ser formado antecipadamente na porção de canto interna 90.

[00061] Em seguida, o pino giratório 21 e um bloco da porção de ombro 3 são movidos para frente na direção de avanço 100 ao longo da linha de junção da porção de canto interna 90 ao mesmo tempo em que gira o pino giratório 21 par fricção e agitação da porção alvo de união e o fio 50 (etapa S5). Ao mesmo tempo ou antes do mesmo, o fio 50 é alimentado pelo dispositivo de alimentação de fio 44 para a porção alvo de união de acordo com a velocidade de movimento do pino giratório 21 e um bloco da porção de ombro 3 (isto é, de acordo com a velocidade de união). Ao mesmo tempo em que é alimentado para a porção alvo de união, o fio 50 é aquecido pelo dispositivo de aquecimento de fio 45. Ou seja, o fio preaquecido 50 é alimentado para a porção alvo de união (etapa S4).

[00062] O pino giratório 21 proprociona calor de fricção ao material de base da porção alvo de união (isto é, um primeiro membro 91 e um segundo membro 92) e o fio 50 que foi alimentado para a porção alvo de união. O material de base da porção alvo de união e o fio 50 são amolecidos pelo aquecimento e rotação de fricção, e desse modo um fluxo de plástico é causado. Como um resultado do pino giratório 21 fazendo o movimento relativo na direção de avanço 100, a plastifica- ção é causada em sequência na porção de canto interna 90, e desse modo a união de fase sólida da porção de canto interna 90, isto é, a união de fase sólida do primeiro membro 91 e do segundo membro 92, é realizada.

[00063] Através das etapas descritas acima, a estrutura de metal formada por unir um primeiro membro 91 e um segundo membro 92 juntos por soldagem por rotação e fricção é realizada. No metodod e fabricação acima descrito, o fio a ser agitado junto com o material de base da porção alvo de união é aquecido antecipadamente. Isso torna possível se evitar o insuficiente amolecimento do material de base da porção alvo de união e o fio 50 em virtude de insuficiente entrada de calor dentro do material de base da porção alvo de união e o fio 50. Assim, uma vez que o fio 50 é alimentado para a porção alvo de união de tal modo que o material de base da porção alvo de união e o fio 50 são agitados de modo favorável, defeitos podem ser impedidos de ocorrer na superfície de uma junta da estrutura de metal, que é formada pela união por soldagem por rotação e fricção. Ou seja, o estado de união na solda de rotação e fricção e a sua resistência de união pode ser tornada estável. Ademais, uma vez que o fio 50 é preaquecido, a necessária entrada de calor para o amolecimento do fio 50 é reduzida, o que torna possível se aumentar a velocidade de união.

[00064] Embora a modalidade preferida da presente invenção tenha sido descrita acima, a configuração do aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 pode ser modificada, por exemplo, como descrito abaixo.

[00065] Por exemplo, o dispositivo de aquecimento de fio 45 do aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 de acordo com a modalidade acima descrita é configurado para aquecer o fio 50 por aplicar uma corrente elétrica ao fio 50. Entretanto, a maneira de aquecer pelo dispositivo de aquecimento de fio 45 não é limitada ao referido exemplo. Como uma alternativa de exemplo, o dispositivo de aquecimento de fio 45 pode ser configurado para aquecer o fio 50 por utilizar a indução eletromagnética ou um elemento de aquecimento.

[00066] A figura 10 mostra a configuração esquemática do aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 que inclui o dispositivo de aquecimento de fio 45 de acordo com a Variação 1. Como mostrado na figura 10, o dispositivo de aquecimento de fio 45 é, por exemplo, constituído por: um aquecedor 61 que inclui uma bobina; um sensor de temperatura 62, que detecta a temperatura do fio 50 aquecido pelo aquecedor 61; e um controlador de temperatura 63. O controlador de temperatura 63 é configurado para ajustar uma corrente elétrica aplicada à bobina do aquecedor 61 com base na temperatura do fio 50, que é de- tectada pelo sensor de temperatura 62. Quando a corrente elétrica flui para a bobina do aquecedor 61, uma linha de força magnética cuja direção e magnitude varia é gerada em torno da bobina. A linha de força magnética faz com que uma corrente de Foucault flua através do fio 50. Quando a corrente flui através do fio 50, calor é gerado em virtude da resistência do fio 50, e assim o fio 50 gera o calor a partir de si próprio. Desse modo, o fio 50 é aquecido por indução eletromagnética. Deve ser observado que o aquecedor acima 61 pode incluir uma bobina que serve como um elemento de aquecimento. Nesse caso, quando uma corrente elétrica flui para a bobina do aquecedor 61, o aquecedor 61 gera calor. O fio 50 é aquecido pelo calor gerado.

[00067] Adicionalmente, por exemplo, o aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 de acordo com a modalidade acima descrita inclui o dispositivo de alimentação de fio 44, e ativamente alimenta o fio 50 para a porção alvo de união. A referida configuração torna possível se alimentar de modo contínuo o fio aquecido para a porção alvo de união. Entretanto, não é essencial para o aparelho de soldagem por rotação e fricção 1 incluir o dispositivo de alimentação de fio 44. Nesse caso, o fio 50 é alimentado para a porção alvo de união em um modo par fluir o movimento da ferramenta rotatória 2 e um bloco da porção de ombro 3 na direção de avanço 100.

[00068] Lista de sinais de Referência 1 aparelho de soldagem por rotação e fricção 2 ferramenta giratória 21 pino giratório 22 bloco da porção de ombro 31 orifício de inserção 32 base 71 superfície de montagem 72 superfície guia 73 reentrância 74 orifício perfurado 75 orifício de montagem 76 porção de ombro 81 placa de base 82 porção saliente 83 orifício de montagem 84 orifício perfurado 85 superfície da porção de ombro 86 porção de nervura dianteira 87 ranhura guia 88 porção de nervura traseira 89 unidade de acionamento de rotação 90 dispositivo de pressão 91 dispositivo móvel 92 dispositivo de alimentação de fio 93 dispositivo de aquecimento de fio 94 controlador 95 fio 96 porção de canto interna 97 primeiro membro 98 segundo membro

Claims

1. Aparelho de soldagem por rotação e fricção (1) para rea-lizar soldagem por rotação e fricção em uma porção de canto interna (90) que é formada por dois membros de metal (91, 92) ligados entre si, o aparelho de soldagem por rotação e fricção (1) compreendendo: uma ferramenta rotatória (2) proporcionada com um pino gi-ratório (21) em sua extremidade distal; uma porção de ombro (8) na qual a ferramenta rotatória (2) é inserida, a porção de ombro (8) entrando em contato com os dois membros de metal (91, 92); uma unidade de acionamento de rotação (41) configurada para fazer com que a ferramenta rotatória (2) gire ao redor de um eixo; um dispositivo de pressão (42) configurado para pressionar a ferramenta rotatória (2) e a porção de ombro (8) contra a porção de canto interna (90); um dispositivo móvel (43) configurado para mover a ferra-menta rotatória (2) e a porção de ombro (8) em uma direção de avanço ao longo da porção de canto interna (90), em que a direção de avanço é a direção que se estende ao longo da linha de ligação da porção de canto interna (90); e um dispositivo de aquecimento de fio (45) configurado para aquecer um fio (50) que é agitado por fricção junto com os dois membros de metal (91, 92) pelo pino giratório (21), e caracterizado pelo fato de que a porção de ombro (8) inclui: um orifício de inserção (31) no qual a ferramenta rotatória (2) é inserida; duas superfícies da porção de ombro (85,85) que são pro-porcionadas em ambos os lados, respectivamente, de uma abertura do orifício de inserção (31) em uma direção substancialmente perpendicu lar à direção de avanço, as duas superfícies da porção de ombro (85,85) formando um ângulo que corresponde a um ângulo, formado pelos dois membros de metal (91, 92), da porção de canto interna (90); e uma ranhura guia (87) pretendida para o fio (50), a ranhura guia (87) se estendendo paralela à direção de avanço e sendo formada em uma porção de nervura dianteira (86) onde as duas superfícies da porção de ombro (85,85) se encontram, de modo que, em uso, a porção de nervura dianteira (86) sendo posicionada para frente a partir da abertura do orifício de inserção (31) na direção de avanço.

2. Aparelho de soldagem por rotação e fricção (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um dispositivo de alimentação de fio (44) que alimenta o fio para a porção alvo de união dos dois membros de metal (91, 92), em que o dispositivo de aquecimento de fio (45) é configurado para aquecer o fio (50) que é alimentado para a porção alvo de união pelo dispositivo de alimentação de fio (44).

3. Aparelho de soldagem por rotação e fricção (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento de fio (45) é configurado para aquecer o fio (50) por aplicar uma corrente elétrica ao fio (50).

4. Aparelho de soldagem por rotação e fricção (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento de fio (45) é configurado para aquecer o fio (50) por indução eletromagnética.

5. Aparelho de soldagem por rotação e fricção (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento de fio (45) é configurado para aquecer o fio (500 por um elemento de aquecimento.

6. Aparelho de soldagem por rotação e fricção (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a porção de nervura dianteira (86) é mais fendida a partir da porção de canto interna (90) do que uma porção de nervura traseira (88) onde as duas superfícies da porção de ombro (85,85) se encontram, a porção de nervura traseira (88) sendo posicionada atrás a partir da abertura do orifício de inserção (31) na direção de avanço, e um formato de seção transversal da porção de nervura traseira (88) na direção de avanço corresponde a um formato de seção transversal da porção de canto interna (90) na direção de avanço após a soldagem por rotação e fricção ter sido realizada na porção de canto interna (90).

7. Aparelho de soldagem por rotação e fricção (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a porção de nervura dianteira (86) é inclinada em afastamento a partir da porção de canto interna (90) para frente na direção de avanço.

8. Aparelho de soldagem por rotação e fricção (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que um tamanho da porção de nervura dianteira (86) na direção da profundidade da ranhura guia (87) a partir de uma extremidade para outra extremidade da porção de nervura dianteira (86) na direção de avanço é maior do que uma profundidade da ranhura guia (87).

9. Aparelho de soldagem por rotação e fricção (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende uma base (7) na qual a porção de ombro (8) é montada de modo destacável, a base (7) incluindo um orifício que é contínuo com o orifício de inserção (31) da porção de ombro (8).

10. Método de fabricação de uma estrutura de metal, o mé-todo compreendendo as etapas de: juntar um primeiro membro de metal (91) e um segundo membro de metal (92) juntos em um formato de L ou em um formato de T;aquecer um fio (50); alimentar o fio aquecido a uma porção de canto interna (90) que é formada pelo primeiro membro de metal (91) e o segundo membro de metal (92) ligados entre si; e encaixar sob pressão um pino giratório (21) que está girando dentro da porção de canto interna (90) para unir o primeiro membro de metal (91), o segundo membro de metal (92), e o fio (50) juntos por soldagem por rotação e fricção, caracterizado pelo fato de que o método é realizado pelo uso de um aparelho de soldagem por rotação e fricção (1) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.

11. Método de fabricação de uma estrutura de metal, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que: o primeiro membro de metal (91) é feito de uma liga de alumínio da série A2000; o segundo membro de metal (92) é feito de uma liga de alumínio da série A7000; e o fio é (50) produzido de uma liga de alumínio da série A2000 ou uma liga de alumínio da série A7000.