JP2002126881A - 摩擦接合方法 - Google Patents
摩擦接合方法Info
- Publication number
- JP2002126881A JP2002126881A JP2000323494A JP2000323494A JP2002126881A JP 2002126881 A JP2002126881 A JP 2002126881A JP 2000323494 A JP2000323494 A JP 2000323494A JP 2000323494 A JP2000323494 A JP 2000323494A JP 2002126881 A JP2002126881 A JP 2002126881A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- friction
- friction welding
- joined
- members
- welding tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
な摩擦接合方法を提供する。 【解決手段】 接合される積層面4を、上記摩擦接合ツ
ールTの軸方向に凹凸状に変化させる。この結果、摩擦
接合ツールTの回転軸と略直交して形成される塑性流動
面は、被接合部材P、Pの積層面4を横切る。すなわ
ち、一方の被接合部材Pと他方の被接合部材Pとの混ざ
り合う部分を、摩擦接合ツールTの軸方向に変化させ、
積層面4における両被接合部材P、Pを充分に混ざり合
わせる。
Description
するものであって、特に摩擦接合ツールの回転による摩
擦熱を利用した摩擦接合方法に係るものである。
用した摩擦接合方法は、例えば第2712838号特許
公報にも記載されているように公知である。この摩擦接
合方法は、この発明の実施の形態を示す図である図1に
示すように、ツール本体1の先端部にそれよりも径小な
ピン2を設け、上記ツール本体1の先端面における上記
ピン2の取付部の周辺をショルダ3として構成した摩擦
接合ツールTを用いる。そしてアルミニウム合金等の一
対の被接合部材P、Pの接合部に上記ピン2を回転させ
ながら挿入すると共に、上記ショルダ3を上記接合部表
面に接触させながら上記被接合部材P、Pと上記摩擦接
合ツールTとを相対移動させる。このとき上記摩擦接合
ツールTは、被接合部材Pの表面に垂直な軸芯に対し、
その先端側が接合進行方向の前方へと所定角度だけ傾斜
した状態に配置し、上記ショルダ3が接合進行方向の後
方側の接合部表面に接触するようにしておく必要があ
る。そして上記摩擦接合ツールTの回転によって摩擦熱
が生じるが、この摩擦熱によって上記接合部及びその近
傍の変形抵抗を減少させると共に、塑性流動を生ぜし
め、被接合部材P、Pの母材組織を攪拌し、冷却後に母
材組織を一体化させることにより接合を行うのである。
は、上記従来の摩擦接合方法において、一対の被接合部
材P、Pを上下に重ねて、その積層面を重ね接合した場
合、この積層面に対応する部分に割れが生じたり、ある
いは酸化皮膜が層状に残存するという不具合が生じるこ
とがあるのを知見した。そしてその原因について検討し
たところ、次のことが明らかとなった。すなわち、摩擦
接合に際して、接合部近傍に塑性流動が生じるが、この
塑性流動は主として、摩擦接合ツールTの回転軸に略直
交する平面内において生じ、摩擦接合ツールTの軸方
向、つまり被接合部材Pの板厚方向には生じ難いもので
あるため、一対の被接合部材P、Pの積層面は略同一平
面上で流動することになり、この結果、積層面の近傍に
おいては、両被接合部材の混ざり合いが不充分となり、
積層面の酸化皮膜がそのまま層状に残留してしまうとい
うことである。
めになされたものであって、その目的は、上記のような
重ね継手の接合を、高品質に行うことが可能な摩擦接合
方法を提供することにある。
合方法は、一対の被接合部材を積層し、回転駆動される
摩擦接合ツールのピンを、上記積層面とは交差方向から
挿入することによって上記積層面に塑性流動を生じさ
せ、積層面において両被接合部材を重ね接合する摩擦接
合方法において、接合される積層面を、上記摩擦接合ツ
ールの軸方向に変化させていることを特徴としている。
部材の接合される積層面は、摩擦接合ツールの軸方向に
変化させているので、摩擦接合ツールの回転軸と略直交
して形成される塑性流動面は、被接合部材の積層面を横
切ることになる。すなわち、一方の被接合部材と他方の
被接合部材との混ざり合う部分が、摩擦接合ツールの軸
方向に変化することになるのである。この結果、積層面
における両被接合部材が充分に混ざり合い、割れ、酸化
皮膜層の残存等の欠陥の発生を抑制でき、接合品質を向
上することが可能となる。
の方法において、上記変化させる積層面の幅は、上記ピ
ンの直径以下としていることを特徴としている。
合ツールの軸方向に変化させる積層面の幅を、ピンの直
径以下としているので、接合終了後には、積層面の変化
部分は残存せず、あたかも平面同士の重ね継手であるか
のような状態が得られる。そのため継手形状の変化に起
因する継手強度の変化に対する配慮が不要となり、その
適用範囲が制限されない。また、変化させる積層面の幅
が狭くてよいため、その加工を容易に行える。
は、請求項3のように、連続的に線状に行ってもよい
し、また局所的にスポット状に行ってもよい。
体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説
明する。まず、図1において、Tは摩擦接合ツールを示
しており、ツール本体1の先端部にそれよりも径小なピ
ン2を設け、上記ツール本体1の先端面における上記ピ
ン2の取付部の周辺をショルダ3として構成している。
P、Pは上下に積層配置された板状の被接合部材であ
り、上記摩擦接合ツールTの先端のピン2を上側の被接
合部材Pを貫通し、さらに下側の被接合部材Pに所定深
さだけ挿入した状態において、摩擦接合ツールTを回転
しつつ、摩擦接合ツールTと被接合部材P、Pとを相対
移動させることにより、両被接合部材P、Pの積層面が
重ね接合されるようになっている。
れるべき積層面(接合面)4が、凹凸面として形成され
ている。すなわち、図2(a)にも示すように、下側の
被接合部材Pの上面には断面三角状の突条5が、また上
側の被接合部材Pの下面には断面三角状の凹溝6が形成
されており、上記突条5と凹溝6との表面は、隙間なく
密着している。そして上記摩擦接合ツールTの回転軸心
が上記突条5の頂部に位置するようにして摩擦接合が行
われる。
Pの接合される積層面4は、突条5と凹溝6とを形成し
たことによって、上下方向、つまり摩擦接合ツールTの
軸方向に変化している。そのため、摩擦接合ツールTの
回転軸と略直交して形成される塑性流動面は、被接合部
材P、Pの傾斜した積層面4を横切ることになる。すな
わち、一方の被接合部材Pと他方の被接合部材Pとの混
ざり合う部分が、摩擦接合ツールTの軸方向に変化する
ことになるのである。この結果、積層面4においては、
両被接合部材P、Pが充分に混ざり合い、割れ、酸化皮
膜層の残存等の欠陥の発生を抑制でき、接合品質を向上
することが可能となる。
溝6との形成位置を上下逆にした実施の形態を示してい
る。また、図3(a)(b)には、断面台形とした突条
5と凹溝6との実施の形態を示している。さらに、図4
(a)(b)には、断面長方形とした突条5と凹溝6と
の実施の形態を示している。またさらに図5には、積層
面4を傾斜面として形成することで、接合される積層面
4を、上記摩擦接合ツールTの軸方向に変化させた例を
示している。図6には、上下の被接合部材P、Pにそれ
ぞれ凹溝6、6を形成し、この凹溝6、6内に帯状部材
7を嵌め込み、この構造でもって、接合される積層面4
を、上記摩擦接合ツールTの軸方向に変化させた例を示
している。これらいずれの場合にも、一方の被接合部材
Pと他方の被接合部材Pとの混ざり合う部分が、摩擦接
合ツールTの軸方向に変化することになり、この結果、
積層面4においては、両被接合部材P、Pが充分に混ざ
り合い、割れ、酸化皮膜層の残存等の欠陥の発生を抑制
でき、接合品質を向上することが可能となる。特に、図
4(a)(b)、図6のように、摩擦接合ツールの軸方
向に変化させる積層面4の幅を、ピン2の直径以下とし
た場合には、接合終了後には、積層面の変化部分は残存
せず、あたかも平面同士の重ね継手であるかのような状
態が得られるため、継手形状の変化に起因する継手強度
の変化に対する配慮が不要となり、その適用範囲が制限
されないとの利点が生じる。また、変化させる積層面4
の幅、すなわち突条(突部)5や凹溝(凹部)6の幅が
狭くてよいため、その加工を容易に行えることにもな
る。
実施の形態について説明をしたが、この発明は上記実施
の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で
種々変更して実施することが可能である。例えば、上記
各実施の形態では、連続的に線状に接合を行った例を示
しているが、図7に示すように、摩擦接合を、局所的に
スポット状に行うような場合にもこの発明の適用が可能
である。また、図8(a)(b)〜図11に示すよう
に、一対の被接合部材P、Pの突き合わせ接合と、他の
被接合部材Pの重ね接合とを同時に行うことも可能であ
る。さらに上記各実施の形態では、積層面4は、接合進
行方向の横方向(幅方向)に凹凸変化させているが、こ
れは接合進行方向に沿って凹凸状に変化させてもよい。
の被接合部材と他方の被接合部材との混ざり合う部分
が、摩擦接合ツールの軸方向に変化することになり、こ
の結果、積層面における両被接合部材が充分に混ざり合
い、割れ、酸化皮膜層の残存等の欠陥の発生を抑制で
き、接合品質を向上することが可能となる。
了後には、積層面の変化部分は残存せず、あたかも平面
同士の重ね継手であるかのような状態が得られるので、
継手形状の変化に起因する継手強度の変化に対する配慮
が不要となり、その適用範囲が制限されない。また、変
化させる積層面の幅が狭くてよいため、その加工を容易
に行える。
は、請求項3のように、連続的に線状に行ってもよい
し、また局所的にスポット状に行ってもよい。
略構成を示す説明図である。
状を示す断面図である。
る。
図である。
る。
の概略構成を示す説明図である。
面の形状を示す断面図である。
ある。
面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 一対の被接合部材を積層し、回転駆動さ
れる摩擦接合ツールのピンを、上記積層面とは交差方向
から挿入することによって上記積層面に塑性流動を生じ
させ、積層面において両被接合部材を重ね接合する摩擦
接合方法において、接合される積層面を、上記摩擦接合
ツールの軸方向に変化させていることを特徴とする摩擦
接合方法。 - 【請求項2】 上記変化させる積層面の幅は、上記ピン
の直径以下としていることを特徴とする請求項1の摩擦
接合方法。 - 【請求項3】 上記摩擦接合は、連続的に線状に行う
か、あるいは局所的にスポット状に行うことを特徴とす
る請求項1又は請求項2の摩擦接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000323494A JP3482523B2 (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 摩擦接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000323494A JP3482523B2 (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 摩擦接合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002126881A true JP2002126881A (ja) | 2002-05-08 |
JP3482523B2 JP3482523B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=18801152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000323494A Expired - Fee Related JP3482523B2 (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 摩擦接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3482523B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004110692A1 (ja) * | 2003-06-12 | 2004-12-23 | Hitachi, Ltd. | 摩擦攪拌接合方法 |
JP2005034879A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Mazda Motor Corp | 摩擦接合方法および摩擦接合構造 |
US7500640B2 (en) | 2002-06-17 | 2009-03-10 | Shinmaywa Industries, Ltd. | Hollow assembly structure and fabrication method therefor |
JP2009131891A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Hitachi Ltd | 摩擦攪拌スポット溶接工具及びこれを用いた摩擦攪拌スポット溶接方法 |
US8846957B2 (en) | 2009-01-09 | 2014-09-30 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Glycol compound having dioxane structure and method for producing the same |
TWI552856B (zh) * | 2008-12-09 | 2016-10-11 | Nippon Light Metal Co | 樹脂構件與金屬構件的接合方法 |
JP6083035B2 (ja) * | 2014-02-14 | 2017-02-22 | アイセル株式会社 | 構造体の製造方法 |
-
2000
- 2000-10-24 JP JP2000323494A patent/JP3482523B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7500640B2 (en) | 2002-06-17 | 2009-03-10 | Shinmaywa Industries, Ltd. | Hollow assembly structure and fabrication method therefor |
WO2004110692A1 (ja) * | 2003-06-12 | 2004-12-23 | Hitachi, Ltd. | 摩擦攪拌接合方法 |
US7661575B2 (en) | 2003-06-12 | 2010-02-16 | Hitachi, Ltd. | Friction stirring-welding method |
JP2005034879A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Mazda Motor Corp | 摩擦接合方法および摩擦接合構造 |
JP2009131891A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Hitachi Ltd | 摩擦攪拌スポット溶接工具及びこれを用いた摩擦攪拌スポット溶接方法 |
TWI552856B (zh) * | 2008-12-09 | 2016-10-11 | Nippon Light Metal Co | 樹脂構件與金屬構件的接合方法 |
US8846957B2 (en) | 2009-01-09 | 2014-09-30 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Glycol compound having dioxane structure and method for producing the same |
JP6083035B2 (ja) * | 2014-02-14 | 2017-02-22 | アイセル株式会社 | 構造体の製造方法 |
JPWO2015122441A1 (ja) * | 2014-02-14 | 2017-03-30 | アイセル株式会社 | 構造体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3482523B2 (ja) | 2003-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6669075B2 (en) | Tapered friction stir welding tool | |
US8028888B2 (en) | Method of joining together end portions of superposed members | |
JP2001321965A (ja) | 摩擦撹拌接合によるすみ接合法 | |
JPH1128581A (ja) | 摩擦撹拌接合による継手の形成方法 | |
WO2017013978A1 (ja) | 接合方法及びヒートシンクの製造方法 | |
JP2002126881A (ja) | 摩擦接合方法 | |
JPH10249551A (ja) | 摩擦攪拌接合用治具及びそれを用いた摩擦攪拌接合方法 | |
JP2003266183A (ja) | 摩擦撹拌接合法 | |
WO2016181770A1 (ja) | 接合方法 | |
JP2002035964A (ja) | 重ね継手の摩擦撹拌接合方法及び重ね継手の摩擦撹拌接合用工具 | |
JP3990770B2 (ja) | 摩擦撹拌接合用ツール及び同ツールを用いたt継手の形成方法 | |
JPH1158039A (ja) | 摩擦撹拌接合による重ね継手及びその形成方法 | |
JP4619999B2 (ja) | ダブルスキンパネル及びその継手構造、並びに構造体 | |
JP2008194732A (ja) | 接合方法 | |
JP5023909B2 (ja) | 接合方法 | |
JP7041875B2 (ja) | 金属部材と樹脂部材の摩擦撹拌接合方法及びその接合構造 | |
JP4043005B2 (ja) | 摩擦接合方法 | |
JP2003326373A (ja) | 摩擦攪拌による複数列部材の接合体及びその製造方法 | |
JP4195578B2 (ja) | 摩擦攪拌による複数列部材の接合体 | |
JP2792340B2 (ja) | レーザ溶接方法 | |
JP4294168B2 (ja) | 接合継手構造及び金属製中空材 | |
WO2018179840A1 (ja) | 金属薄板の接合方法及び金属薄板の接合構造 | |
JP2009279595A (ja) | 接合方法 | |
JP2005021967A (ja) | 摩擦撹拌接合方法 | |
JP2006095532A (ja) | 摩擦撹拌接合方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081017 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091017 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101017 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131017 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131017 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |