JP2013082010A - Joining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摩擦攪拌を利用した金属部材の接合方法に関する。 The present invention relates to a method for joining metal members using friction stirring.
金属部材同士を接合する方法として、摩擦攪拌接合(FSW=Friction Stir Welding)が知られている。摩擦攪拌接合は、回転ツールを回転させつつ金属部材同士の突合部に沿って移動させ、回転ツールと金属部材との摩擦熱により突合部の金属を塑性流動させることで、金属部材同士を固相接合させるものである。なお、回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部の下端面に攪拌ピン(プローブ)を突設してなるものが一般的である。 Friction stir welding (FSW = Friction Stir Welding) is known as a method for joining metal members. Friction stir welding is a process of rotating a rotating tool along the abutting portion between metal members, and plastically flowing the metal at the abutting portion by frictional heat between the rotating tool and the metal member, so that the metal members are solid-phased. It is what is joined. In general, the rotating tool is formed by protruding a stirring pin (probe) on the lower end surface of a cylindrical shoulder portion.
ところで、接合すべき金属部材の肉厚が回転ツールの攪拌ピンの長さよりも大きい場合には、金属部材の表面側から摩擦攪拌接合を行った後に、裏面側から摩擦攪拌接合を行う場合がある(例えば、特許文献1参照)。なお、攪拌ピンの長さを大きくすれば、表面側だけから摩擦攪拌接合を行うことで金属部材同士を接合することも可能ではあるが、摩擦攪拌装置の駆動手段に掛かる負荷が増大するため、現有の摩擦攪拌装置で対応できない場合には、摩擦攪拌装置を改修するか、あるいは、大型の摩擦攪拌装置を導入する必要がある。 By the way, when the thickness of the metal member to be joined is larger than the length of the stirring pin of the rotary tool, the friction stir welding may be performed from the back side after performing the friction stir welding from the front side of the metal member. (For example, refer to Patent Document 1). In addition, if the length of the stirring pin is increased, it is possible to join the metal members by performing friction stir welding only from the front side, but the load on the driving means of the friction stirrer increases, If the existing friction stirrer cannot cope, it is necessary to modify the friction stirrer or introduce a large friction stirrer.
特許文献1の接合方法では、表面側からの摩擦攪拌により塑性化した領域(以下、「表面側塑性化領域」ということがある。)と裏面側からの摩擦攪拌により塑性化した領域(以下、「裏面側塑性化領域」ということがある。)には、金属部材の一方の側面側から他方の側面側に連続的又は断続的に空洞欠陥などの接合欠陥が形成される可能性がある。このような接合欠陥が残存していると、接合部における気密性や水密性を低下させる虞があるので、望ましくない。なお、特許文献1においては、表面側塑性化領域と裏面側塑性化領域とを金属部材の厚さ方向の中央部において接触させるか、あるいは僅かに重複させることで、金属部材の厚さ方向の全体を接合しているので、接合強度が不足することはない。
In the joining method of
このような観点から、本発明は、金属部材同士の突合部を金属部材の表面側及び裏面側から摩擦攪拌を行って金属部材同士を接合する方法であって、接合部における気密性や水密性を向上させることが可能な接合方法を提供することを課題とする。 From such a point of view, the present invention is a method of joining metal members by friction stir the abutting portions between the metal members from the front surface side and the back surface side of the metal members, the air tightness and water tightness at the joint portion It is an object of the present invention to provide a bonding method capable of improving the resistance.
このような課題を解決する本発明に係る接合方法は、金属部材同士の突合部に対して前記金属部材の表面側から摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、前記突合部に対して前記金属部材の裏面側から摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含む接合方法であって、前記第一本接合工程を行う前に、前記金属部材の両側面に現れる前記突合部に沿って一対のタブ材を配置するタブ材配置工程と、一方の前記タブ材と前記金属部材との突合部及び他方の前記タブ材と前記金属部材との突合部に対して仮接合を行う仮接合工程と、前記第一本接合工程を行う前に、予め前記金属部材同士の突合せ面及び前記金属部材と前記タブ材との突合せ面を脱脂する脱脂工程と、を含み、前記第二本接合工程において、前記第一本接合工程で形成された塑性化領域に回転ツールの攪拌ピンを入り込ませつつ摩擦攪拌を行うことを特徴とする。 The joining method according to the present invention that solves such a problem includes a first main joining step in which friction stir is performed from the surface side of the metal member to the abutting portion between the metal members, and the metal to the abutting portion. A second main joining step in which friction agitation is performed from the back side of the member, and before the first main joining step, a pair along the abutting portions appearing on both side surfaces of the metal member A tab material arranging step for arranging the tab material, and a temporary joining step for temporarily joining the abutting portion between the one tab material and the metal member and the abutting portion between the other tab material and the metal member, , Before performing the first main joining step, including a degreasing step of degreasing the abutting surfaces of the metal members and the abutting surfaces of the metal members and the tab material in advance, in the second main joining step, It is applied to the plasticized region formed in the first main joining process. And performing friction stir while entering the stirring pin tool.
かかる接合方法によれば、前記第二本接合工程において、前記第一本接合工程で形成された塑性化領域に回転ツールの攪拌ピンを入り込ませつつ摩擦攪拌を行うため、第一本接合工程で形成される塑性化領域を広範囲に亘って再び摩擦攪拌することができ、第一本接合工程で形成される塑性化領域の接合欠陥を補修することができる。また、前記第一本接合工程又は前記第二本接合工程を行う前に仮接合工程を行うことで、突合部の目開きを防止することができる。また、予め前記金属部材同士の突合わせ面及び前記金属部材と前記タブ材との突合せ面を脱脂することによって、接合面から油等の有機物や水分を取り除くことができるため、摩擦攪拌時に有機物の残渣や分解ガスによるポロシティなどの接合欠陥の生成を防止することができ、塑性化領域の気密性及び水密性を高めることができる。 According to this joining method, in the second main joining step, the friction stir is performed while the stirring pin of the rotary tool is inserted into the plasticized region formed in the first main joining step. The formed plasticized region can be frictionally stirred again over a wide range, and the bonding defect in the plasticized region formed in the first main joining process can be repaired. Moreover, the opening of a butt | matching part can be prevented by performing a temporary joining process before performing said 1st main joining process or said 2nd main joining process. In addition, by degreasing the abutting surfaces of the metal members and the abutting surfaces of the metal members and the tab material in advance, it is possible to remove organic substances such as oil and moisture from the joint surfaces. Generation of bonding defects such as porosity due to residue and decomposition gas can be prevented, and airtightness and watertightness of the plasticized region can be improved.
また、前記第一本接合工程を行う前に、一方の金属部材の表面と他方の金属部材の表面とを面一にし、さらに、一方の金属部材の裏面と他方の金属部材の裏面とを面一にすることが好ましい。また、前記第一本接合工程の終了後に、前記本接合工程における摩擦攪拌で発生したバリを除去し、被接合金属部材を裏返し、裏面を上にすることが好ましい。また、前記第一本接合工程を行う前に、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴を形成する下穴形成工程を含むことが好ましい。また、前記第二本接合工程を行う前に、第二本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴を形成する下穴形成工程を含むことが好ましい。 Before performing the first main joining step, the surface of one metal member and the surface of the other metal member are flush with each other, and the back surface of one metal member and the back surface of the other metal member are flush with each other. It is preferable to make it one. Moreover, after completion | finish of said 1st main joining process, it is preferable to remove the burr | flash which generate | occur | produced by the friction stirring in the said main joining process, turn over a to-be-joined metal member, and make a back surface up. Moreover, it is preferable to include a pilot hole forming step of forming a pilot hole at the friction stirring start position in the first main bonding step before performing the first main bonding step. Moreover, it is preferable to include a pilot hole forming step of forming a pilot hole at the friction stirring start position in the second main bonding step before the second main bonding step.
本発明に係る接合方法によれば、金属部材同士を摩擦攪拌する際に、接合部における気密性や水密性を向上させることが可能となる。 According to the joining method according to the present invention, it is possible to improve the air tightness and water tightness at the joint when the metal members are frictionally stirred.
次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、図1に示すように、金属部材1a,1bを直線状に繋ぎ合せる場合を例示する。まず、接合すべき金属部材1a,1bを詳細に説明するとともに、この金属部材1a,1bを接合する際に用いられる第一タブ材2、第二タブ材3及び裏当部材10を詳細に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the case where the
金属部材1a,1bは、断面視矩形を呈する板状部材であって、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金など摩擦攪拌可能な金属材料からなる。本実施形態では、一方の金属部材1a及び他方の金属部材1bを、同一組成の金属材料で形成している。金属部材1a,1bの形状・寸法に特に制限はないが、少なくとも突合部J1における厚さ寸法を同一にすることが望ましい。なお、金属部材1a及び金属部材1bを突き合わせた金属部材を被接合金属部材1といい、被接合金属部材1の表面を表面A、裏面を裏面B、一方の側面を第一側面C及び他方の側面を第二側面Dともいう。
The
第一タブ材2及び第二タブ材3は、被接合金属部材1の突合部J1を挟むように配置されるものであって、それぞれ、被接合金属部材1に添設され、被接合金属部材1の側面に現れる継ぎ目(境界線)を覆い隠す。第一タブ材2及び第二タブ材3の材質に特に制限はないが、本実施形態では、被接合金属部材1と同一組成の金属材料で形成している。また、第一タブ材2及び第二タブ材3の形状・寸法にも特に制限はないが、本実施形態では、その厚さ寸法を突合部J1における被接合金属部材1の厚さ寸法と同一にしている。
The
裏当部材10は、被接合金属部材1の裏面Bに当接される部材であって、突合部J1を摩擦攪拌する際の裏当て部材である。裏当部材10は、本実施形態では直方体を呈し、平滑な表面を有する特殊鋼からなる。裏当部材10の長さは、図1の(d)に示すように、第一タブ材2の外側面から、第二タブ材3の外側面までの距離と略同等に形成されている。
The
次に、図2を参照して、仮接合に用いる回転ツール(以下、「仮接合用回転ツールF」という。)及び本接合に用いる回転ツール(以下、「本接合用回転ツールG」という。)を詳細に説明する。 Next, referring to FIG. 2, a rotary tool used for temporary joining (hereinafter referred to as “temporary joining rotary tool F”) and a rotary tool used for main joining (hereinafter referred to as “main joining rotational tool G”). ) Will be described in detail.
図2の(a)に示す仮接合用回転ツールFは、工具鋼など被接合金属部材1よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部F1と、このショルダ部F1の下端面F11に突設された攪拌ピン(プローブ)F2とを備えて構成されている。仮接合用回転ツールFの寸法・形状は、被接合金属部材1の材質や厚さ等に応じて設定すればよいが、少なくとも、後記する第一本接合工程で用いる本接合用回転ツールG(図2の(b)参照)よりも小型にする。このようにすると、本接合よりも小さな負荷で仮接合を行うことが可能となるので、仮接合時に摩擦攪拌装置に掛かる負荷を低減することが可能となり、さらには、仮接合用回転ツールFの移動速度(送り速度)を本接合用回転ツールGの移動速度よりも高速にすることも可能になるので、仮接合に要する作業時間やコストを低減することが可能となる。
A rotating tool F for temporary joining shown in FIG. 2A is made of a metal material harder than the
ショルダ部F1の下端面F11は、塑性流動化した金属を押えて周囲への飛散を防止する役割を担う部位であり、本実施形態では、凹面状に成形されている。ショルダ部F1の外径X1の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、本接合用回転ツールGのショルダ部G1の外径Y1よりも小さくなっている。 The lower end surface F11 of the shoulder portion F1 is a portion that plays a role of pressing the plastic fluidized metal and preventing scattering to the surroundings, and is formed in a concave shape in this embodiment. There is no particular limitation on the size of the outer diameter X 1 of the shoulder portion F1, in this embodiment, is smaller than the outer diameter Y 1 of the shoulder portion G1 of the joining rotation tool G.
攪拌ピンF2は、ショルダ部F1の下端面F11の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンF2の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。攪拌ピンF2の外径の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、最大外径(上端径)X2が本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2の最大外径(上端径)Y2よりも小さく、かつ、最小外径(下端径)X3が攪拌ピンG2の最小外径(下端径)Y3よりも小さい。攪拌ピンF2の長さLAは、突合部J1(図1の(a)参照)における被接合金属部材1の厚さt(図1の(c)参照)の3〜15%とすることが望ましいが、少なくとも、本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2の長さLBよりも小さくすることが望ましい。
The stirring pin F2 hangs down from the center of the lower end surface F11 of the shoulder portion F1, and is formed into a tapered truncated cone shape in this embodiment. In addition, a stirring blade engraved in a spiral shape is formed on the peripheral surface of the stirring pin F2. There is no particular limitation on the size of the outer diameter of the stirring pin F2, in the present embodiment, the maximum outer diameter (upper diameter) X 2 is the maximum outer diameter of the stirring pin G2 of the rotary tool G for the joint (upper end diameter) Y 2 smaller than, and the minimum outer diameter (bottom diameter) X 3 is smaller than the minimum outer diameter (bottom diameter) Y 3 of the stirring pin G2. The length L A of the stirring pin F2 may be 3 to 15 percent of the
図2の(b)に示す本接合用回転ツールGは、工具鋼など被接合金属部材1よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部G1と、このショルダ部G1の下端面G11に突設された攪拌ピン(プローブ)G2とを備えて構成されている。
A rotating tool G for main joining shown in FIG. 2B is made of a metal material harder than the
ショルダ部G1の下端面G11は、仮接合用回転ツールFと同様に、凹面状に成形されている。攪拌ピンG2は、ショルダ部G1の下端面G11の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンG2の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。攪拌ピンG2の長さLBは、突合部J1(図1の(a)参照)における被接合金属部材1の肉厚tの1/2以上3/4以下となるように設定することが望ましく、より好適には、1.01≦2LB/t≦1.10という関係を満たすように設定することが望ましい。
The lower end surface G11 of the shoulder portion G1 is formed in a concave shape like the temporary joining rotary tool F. The stirring pin G2 hangs down from the center of the lower end surface G11 of the shoulder portion G1, and is formed into a tapered truncated cone shape in this embodiment. In addition, a stirring blade engraved in a spiral shape is formed on the peripheral surface of the stirring pin G2. The length L B of the stirring pin G2 is preferably set to be 1/2 or more 3/4 of the thickness t of the
以下、本実施形態に係る接合方法を詳細に説明する。本実施形態に係る接合方法は、(1)準備工程、(2)第一予備工程、(3)第一本接合工程、(4)第二予備工程、(5)第二本接合工程、を含むものである。なお、第一予備工程、第一本接合工程は、被接合金属部材1の表面A側から実行される工程であり、第二予備工程、第二本接合工程は、被接合金属部材1の裏面B側から実行される工程である。
Hereinafter, the joining method according to the present embodiment will be described in detail. The bonding method according to the present embodiment includes (1) a preparation step, (2) a first preliminary step, (3) a first main bonding step, (4) a second preliminary step, and (5) a second main bonding step. Is included. In addition, a 1st preliminary | backup process and a 1st main joining process are the processes performed from the surface A side of the to-
(1)準備工程
図1を参照して準備工程を説明する。準備工程は、接合すべき被接合金属部材1の摩擦攪拌の開始位置や終了位置が設けられる当て部材(第一タブ材2及び第二タブ材3)を準備する工程であり、本実施形態では、金属部材1a,1b、第一タブ材2及び第二タブ材3の油脂分等の汚れを取り除く脱脂工程と、金属部材1a,1bを突き合せる突合工程と、被接合金属部材1の突合部J1の両側に第一タブ材2、第二タブ材3及び裏当部材10を配置するタブ材配置工程と、第一タブ材2、第二タブ材3及び裏当部材10を溶接により被接合金属部材1に仮接合する溶接工程とを具備している。
(1) Preparatory process A preparatory process is demonstrated with reference to FIG. A preparation process is a process of preparing the contact member (the
脱脂工程では、面削加工された金属部材1a,1b、第一タブ材2及び第二タブ材3を脱脂処理液内に浸けて、各部材が突き合わされる面に付着した加工油等の油脂分や汚れを取り除く。具体的には、金属部材1aと金属部材1bとが突き合わされる端面11,11や、被接合金属部材1と第一タブ材2及び第二タブ材3とが突き合わされる第一金属部材1a,1bの側面14、第一タブ材2の当接面21、第二タブ材3の当接面31に対してそれぞれ脱脂処理を行う。脱脂工程は、少なくとも各部材が突き合わされる面に対して処理を行えばよいが、突合せ面に隣接する面に対して脱脂処理を行ってもよい。
In the degreasing process, the
脱脂工程は、前記した処理に限定されるものではなく、例えば、突合せ面に直接アルコールやアセトン等を適量散布した後に、ウエス布によって、突合せ面に付着した加工油等の油脂分や汚れとともに拭き取るようにしてもよい。アルコールとしては、遺伝子組み換えによる品種改良がされたトウモロコシ、大豆等の穀物を発酵させて得られたエチルアルコールを抽出、精製したいわゆるバイオエタノールを使用すれば、経済面及び環境面からみて好ましい。 The degreasing process is not limited to the above-described treatment. For example, after an appropriate amount of alcohol, acetone, or the like is directly applied to the butt surface, the defatted process is wiped with a waste cloth along with oil and fat such as processing oil attached to the butt surface and dirt. You may do it. As the alcohol, use of so-called bioethanol obtained by extracting and purifying ethyl alcohol obtained by fermenting grains such as corn and soybean which have been improved by genetic recombination is preferable from the viewpoint of economy and environment.
突合工程では、図1の(c)に示すように、一方の金属部材1aの端面11に他方の金属部材1bの端面11を密着させるとともに、一方の金属部材1aの表面12と他方の金属部材1bの表面12を面一にし、さらに、一方の金属部材1aの裏面13と他方の金属部材1bの裏面13を面一にする。また、一方の金属部材1aの側面14,14と他方の金属部材1bの側面14,14をそれぞれ面一にする。
In the abutting process, as shown in FIG. 1C, the
タブ材配置工程では、図1の(b)に示すように、被接合金属部材1の突合部J1の一端側に第一タブ材2を配置してその当接面21を被接合金属部材1の第二側面Dに当接させるとともに、突合部J1の他端側に第二タブ材3を配置してその当接面31を被接合金属部材1の第一側面Cに当接させる。このとき、図1の(d)に示すように、第一タブ材2の表面22と第二タブ材3の表面32を被接合金属部材1の表面Aと面一にするとともに、第一タブ材2の裏面23と第二タブ材3の裏面33を被接合金属部材1の裏面Bと面一にする。また、図1の(c)及び(d)に示すように、裏当部材10を被接合金属部材1の裏面Bに現れる突合部J1を覆うようにして配置させる。
In the tab material arranging step, as shown in FIG. 1 (b), the
溶接工程では、図1の(a)及び(b)に示すように、被接合金属部材1と第一タブ材2とにより形成された入隅部2a,2a(即ち、金属部材1a,1bの側面14と第一タブ材2の側面24とにより形成された角部)を溶接して被接合金属部材1と第一タブ材2とを接合し、被接合金属部材1と第二タブ材3とにより形成された入隅部3a,3a(即ち、金属部材1a,1bの側面14と第二タブ材3の側面34とにより形成された角部)を溶接して被接合金属部材1と第二タブ材3とを接合する。
また、溶接工程では、被接合金属部材1の裏面Bと裏当部材10の側面とにより形成された入隅部を溶接して被接合金属部材1と裏当部材10とを接合する。
なお、各入隅部の全長に亘って連続して溶接を施してもよいし、断続して溶接を施してもよい。
In the welding process, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
Further, in the welding process, the
In addition, you may perform welding continuously over the full length of each entrance corner part, and you may intermittently perform welding.
準備工程が終了したら、被接合金属部材1を図示せぬ摩擦攪拌装置の架台に載置し、クランプ等の図示せぬ治具を用いて移動不能に拘束する。なお、溶接工程を省略する場合には、図示せぬ摩擦攪拌装置の架台上で、突合工程とタブ材配置工程を実行する。
When the preparation step is completed, the
(2)第一予備工程
第一予備工程は、第一本接合工程に先立って行われる工程であり、本実施形態では、被接合金属部材1と第一タブ材2との突合部J2を接合する第一タブ材接合工程と、被接合金属部材1の突合部J1を仮接合する仮接合工程と、被接合金属部材1と第二タブ材3との突合部J3を接合する第二タブ材接合工程と、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴を形成する下穴形成工程とを具備している。
(2) First Preliminary Step The first preliminary step is a step performed prior to the first main joining step, and in this embodiment, the joining portion J2 between the
本実施形態の第一予備工程では、図3に示すように、一の仮接合用回転ツールFを一筆書きの移動軌跡(ビード)を形成するように移動させて、突合部J1,J2,J3に対して連続して摩擦攪拌を行う。即ち、摩擦攪拌の開始位置SPに挿入した仮接合用回転ツールFの攪拌ピンF2(図2の(a)参照)を途中で離脱させることなく終了位置EPまで移動させ、第一タブ材接合工程、仮接合工程及び第二タブ材接合工程を連続して実行する。なお、本実施形態では、第一タブ材2に摩擦攪拌の開始位置SPを設け、第二タブ材3に終了位置EPを設けているが、開始位置SPと終了位置EPの位置を限定する趣旨ではない。
In the first preliminary process of the present embodiment, as shown in FIG. 3, one temporary joining rotary tool F is moved so as to form a single stroke writing trajectory (bead), and the abutting portions J1, J2, J3. Is continuously stirred. That is, the stirring pin of the provisional joining rotary tool F which is inserted into the start position S P output friction stir F2 is moved to the end position E P without disengaging (in see FIG. 2 (a)) to the middle, first tab member A joining process, a temporary joining process, and a 2nd tab material joining process are performed continuously. In the present embodiment, the start position S P output friction stir
本実施形態の第一予備工程における摩擦攪拌の手順を図3を参照してより詳細に説明する。
まず、図3に示すように、第一タブ材2の適所に設けた開始位置SPの直上に仮接合用回転ツールFを位置させ、続いて、仮接合用回転ツールFを右回転させつつ下降させて攪拌ピンF2を開始位置SPに押し付ける。仮接合用回転ツールFの回転速度は、攪拌ピンF2の寸法・形状、摩擦攪拌される被接合金属部材1等の材質や肉厚等に応じて設定されるものであるが、多くの場合、500〜2000(rpm)の範囲内において設定される。
The procedure of friction stirring in the first preliminary process of this embodiment will be described in more detail with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 3, to position the rotary tool F for temporary bonding directly on the start position S P provided in place of the
攪拌ピンF2が第一タブ材2の表面22に接触すると、摩擦熱によって攪拌ピンF2の周囲にある金属が塑性流動化し、攪拌ピンF2が第一タブ材2に挿入される。仮接合用回転ツールFの挿入速度(下降速度)は、攪拌ピンF2の寸法・形状、開始位置SPが設けられる部材の材質や肉厚等に応じて設定されるものであるが、多くの場合、30〜60(mm/分)の範囲内において設定される。
When the stirring pin F2 contacts the
攪拌ピンF2の全体が第一タブ材2に入り込み、かつ、ショルダ部F1の下端面F11の全面が第一タブ材2の表面22に接触したら、仮接合用回転ツールFを回転させつつ第一タブ材接合工程の始点s2に向けて相対移動させる。
When the entire stirring pin F2 enters the
仮接合用回転ツールFの移動速度(送り速度)は、攪拌ピンF2の寸法・形状、摩擦攪拌される被接合金属部材1等の材質や肉厚等に応じて設定されるものであるが、多くの場合、100〜1000(mm/分)の範囲内において設定される。仮接合用回転ツールFの移動時の回転速度は、挿入時の回転速度と同じか、それよりも低速にする。なお、仮接合用回転ツールFを移動させる際には、ショルダ部F1の軸線を鉛直線に対して進行方向の後ろ側へ僅かに傾斜させてもよいが、傾斜させずに鉛直にすると、仮接合用回転ツールFの方向転換が容易となり、複雑な動きが可能となる。仮接合用回転ツールFを移動させると、その攪拌ピンF2の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンF2から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化する。
The moving speed (feeding speed) of the temporary bonding rotary tool F is set according to the size and shape of the stirring pin F2, the material and thickness of the
仮接合用回転ツールFを相対移動させて第一タブ材接合工程の始点s2まで連続して摩擦攪拌を行ったら、始点s2で仮接合用回転ツールFを離脱させずにそのまま第一タブ材接合工程に移行する。 When the frictional stirring is continuously performed up to the starting point s2 of the first tab material joining process by relatively moving the temporary tool F for the temporary joining, the first tab material joining is performed without removing the temporary joining rotary tool F at the starting point s2. Move to the process.
第一タブ材接合工程では、第一タブ材2と被接合金属部材1との突合部J2に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材1と第一タブ材2の継ぎ目(境界線)上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って仮接合用回転ツールFを相対移動させることで、突合部J2に対して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、仮接合用回転ツールFを途中で離脱させることなく第一タブ材接合工程の始点s2から終点e2まで連続して摩擦攪拌を行う。
In the first tab material joining step, friction agitation is performed on the abutting portion J2 between the
なお、仮接合用回転ツールFを右回転させた場合には、仮接合用回転ツールFの進行方向の左側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、仮接合用回転ツールFの進行方向の右側に被接合金属部材1が位置するように第一タブ材接合工程の始点s2と終点e2の位置を設定することが望ましい。このようにすると、被接合金属部材1側に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
When the temporary bonding rotary tool F is rotated to the right, a fine bonding defect may occur on the left side of the moving direction of the temporary bonding rotary tool F. It is desirable to set the positions of the start point s2 and the end point e2 of the first tab material joining step so that the
ちなみに、仮接合用回転ツールFを左回転させた場合には、仮接合用回転ツールFの進行方向の右側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、仮接合用回転ツールFの進行方向の左側に被接合金属部材1が位置するように第一タブ材接合工程の始点と終点の位置を設定することが望ましい。具体的には、図示は省略するが、仮接合用回転ツールFを右回転させた場合の終点e2の位置に始点を設け、仮接合用回転ツールFを右回転させた場合の始点s2の位置に終点を設ければよい。
By the way, when the temporary bonding rotary tool F is rotated counterclockwise, there is a possibility that a fine bonding defect may occur on the right side of the moving direction of the temporary bonding rotary tool F. It is desirable to set the positions of the start point and end point of the first tab material joining step so that the
なお、仮接合用回転ツールFの攪拌ピンF2が突合部J2に入り込むと、被接合金属部材1と第一タブ材2を引き離そうとする力が作用するが、被接合金属部材1と第一タブ材2により形成された入隅部2aを溶接により仮接合しているので、被接合金属部材1と第一タブ材2との間に目開きが発生することがない。
In addition, when the stirring pin F2 of the rotary tool F for temporary joining enters the abutting portion J2, a force for separating the
仮接合用回転ツールFが第一タブ材接合工程の終点e2に達したら、終点e2で摩擦攪拌を終了させずに仮接合工程の始点s1まで連続して摩擦攪拌を行い、そのまま仮接合工程に移行する。即ち、第一タブ材接合工程の終点e2から仮接合工程の始点s1まで仮接合用回転ツールFを離脱させずに摩擦攪拌を継続し、さらに、始点s1で仮接合用回転ツールFを離脱させることなく仮接合工程に移行する。このようにすると、第一タブ材接合工程の終点e2での仮接合用回転ツールFの離脱作業が不要となり、さらに、仮接合工程の始点s1での仮接合用回転ツールFの挿入作業が不要となることから、予備的な接合作業の効率化・迅速化を図ることが可能となる。 When the rotary tool F for temporary joining reaches the end point e2 of the first tab material joining process, the friction stir is continuously performed to the start point s1 of the temporary joining process without ending the friction stirring at the end point e2, and the temporary joining process is performed as it is. Transition. That is, the frictional stirring is continued without detaching the temporary joining rotary tool F from the end point e2 of the first tab material joining process to the start point s1 of the temporary joining process, and further, the temporary joining rotary tool F is detached at the start point s1. It moves to a temporary joining process without it. If it does in this way, the separation | elimination work of the rotary tool F for temporary joining in the end point e2 of a 1st tab material joining process becomes unnecessary, and also the insertion work of the rotational tool F for temporary joining in the start point s1 of a temporary joining process is unnecessary. Therefore, it becomes possible to improve the efficiency and speed of the preliminary joining work.
本実施形態では、第一タブ材接合工程の終点e2から仮接合工程の始点s1に至る摩擦攪拌のルートを第一タブ材2に設定し、仮接合用回転ツールFを第一タブ材接合工程の終点e2から仮接合工程の始点s1に移動させる際の移動軌跡を第一タブ材2に形成する。このようにすると、第一タブ材接合工程の終点e2から仮接合工程の始点s1に至る工程中において、被接合金属部材1に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
In this embodiment, the friction stir route from the end point e2 of the first tab material joining step to the start point s1 of the temporary joining step is set to the
仮接合工程では、被接合金属部材1の突合部J1に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材1の継ぎ目(境界線)上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って仮接合用回転ツールFを相対移動させることで、突合部J1の全長に亘って連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、仮接合用回転ツールFを途中で離脱させることなく仮接合工程の始点s1から終点e1まで連続して摩擦攪拌を行う。このようにすると、仮接合工程中における仮接合用回転ツールFの離脱作業が一切不要となることから、予備的な接合作業のより一層の効率化・迅速化を図ることが可能となる。
In the temporary joining step, friction agitation is performed on the abutting portion J1 of the
仮接合用回転ツールFが仮接合工程の終点e1に達したら、終点e1で摩擦攪拌を終了させずに第二タブ材接合工程の始点s3まで連続して摩擦攪拌を行い、そのまま第二タブ材接合工程に移行する。即ち、仮接合工程の終点e1から第二タブ材接合工程の始点s3まで仮接合用回転ツールFを離脱させずに摩擦攪拌を継続し、さらに、始点s3で仮接合用回転ツールFを離脱させることなく第二タブ材接合工程に移行する。このようにすると、仮接合工程の終点e1での仮接合用回転ツールFの離脱作業が不要となり、さらに、第二タブ材接合工程の始点s3での仮接合用回転ツールFの挿入作業が不要となることから、予備的な接合作業のより一層の効率化・迅速化を図ることが可能となる。 When the temporary joining rotary tool F reaches the end point e1 of the temporary joining step, the friction stirrer is continuously performed to the start point s3 of the second tab member joining step without finishing the friction stirring at the end point e1, and the second tab member is directly processed. Transition to the joining process. That is, the frictional stirring is continued without detaching the temporary joining rotary tool F from the end point e1 of the temporary joining process to the start point s3 of the second tab material joining process, and further, the temporary joining rotary tool F is detached at the start point s3. It shifts to the 2nd tab material joining process, without. If it does in this way, the separation | elimination work of the rotary tool F for temporary joining in the end point e1 of a temporary joining process becomes unnecessary, and also the insertion work of the rotational tool F for temporary joining in the start point s3 of a 2nd tab material joining process is unnecessary. Therefore, it becomes possible to further improve the efficiency and speed of the preliminary joining work.
本実施形態では、仮接合工程の終点e1から第二タブ材接合工程の始点s3に至る摩擦攪拌のルートを第二タブ材3に設定し、仮接合用回転ツールFを仮接合工程の終点e1から第二タブ材接合工程の始点s3に移動させる際の移動軌跡を第二タブ材3に形成する。このようにすると、仮接合工程の終点e1から第二タブ材接合工程の始点s3に至る工程中において、被接合金属部材1に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
In the present embodiment, the friction stir route from the end point e1 of the temporary joining step to the start point s3 of the second tab member joining step is set to the
第二タブ材接合工程では、被接合金属部材1と第二タブ材3との突合部J3に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材1と第二タブ材3の継ぎ目(境界線)上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って仮接合用回転ツールFを相対移動させることで、突合部J3に対して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、仮接合用回転ツールFを途中で離脱させることなく第二タブ材接合工程の始点s3から終点e3まで連続して摩擦攪拌を行う。
In the second tab material joining step, friction agitation is performed on the abutting portion J3 between the
なお、仮接合用回転ツールFを右回転させているので、仮接合用回転ツールFの進行方向の右側に被接合金属部材1が位置するように第二タブ材接合工程の始点s3と終点e3の位置を設定する。このようにすると、被接合金属部材1側に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。ちなみに、仮接合用回転ツールFを左回転させた場合には、仮接合用回転ツールFの進行方向の左側に被接合金属部材1が位置するように第二タブ材接合工程の始点と終点の位置を設定することが望ましい。具体的には、図示は省略するが、仮接合用回転ツールFを右回転させた場合の終点e3の位置に始点を設け、仮接合用回転ツールFを右回転させた場合の始点s3の位置に終点を設ければよい。
Since the temporary joining rotary tool F is rotated to the right, the start point s3 and the end point e3 of the second tab member joining step are set so that the
なお、仮接合用回転ツールFの攪拌ピンF2(図2の(a)参照)が突合部J3に入り込むと、被接合金属部材1と第二タブ材3を引き離そうとする力が作用するが、被接合金属部材1と第二タブ材3の入隅部3aを溶接により仮接合しているので、被接合金属部材1と第二タブ材3との間に目開きが発生することがない。
In addition, when the stirring pin F2 (see (a) of FIG. 2) of the rotary tool F for temporary joining enters the abutting portion J3, a force acts to pull the
仮接合用回転ツールFが第二タブ材接合工程の終点e3に達したら、終点e3で摩擦攪拌を終了させずに、第二タブ材3に設けた終了位置EPまで連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、被接合金属部材1の表面A側に現れる継ぎ目(境界線)の延長線上に終了位置EPを設けている。ちなみに、終了位置EPは、後記する第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM1でもある。
Once the temporary joining rotation tool F reaches the end point e3 of the second tab member joining step, without terminating the friction stir at the end point e3, the friction stir continuously until the end position E P provided on the
仮接合用回転ツールFが終了位置EPに達したら、仮接合用回転ツールFを回転させつつ上昇させて攪拌ピンF2を終了位置EPから離脱させる。 Once the temporary joining rotation tool F reaches the end position E P, it is raised while rotating the rotary tool F for temporary joining disengaging the stirring pin F2 from the end position E P with.
なお、仮接合用回転ツールFの離脱速度(上昇速度)は、攪拌ピンF2の寸法・形状、終了位置EPが設けられる部材の材質や肉厚等に応じて設定されるものであるが、多くの場合、30〜60(mm/分)の範囲内において設定される。また、仮接合用回転ツールFの離脱時の回転速度は、移動時の回転速度と同じか、それよりも高速にする。 Incidentally, the desorption rate of the rotary tool F for temporary bonding (rising speed), the size and shape of the stirring pin F2, but in which the end position E P is set according to the material and thickness of the members are provided, In many cases, it is set within a range of 30 to 60 (mm / min). Further, the rotational speed at the time of removal of the temporary joining rotary tool F is the same as or higher than the rotational speed at the time of movement.
続いて、下穴形成工程を実行する。下穴形成工程は、図2の(b)に示すように、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM1に下穴P1を形成する工程である。即ち、下穴形成工程は、本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2の挿入予定位置に下穴P1を形成する工程である。 Then, a pilot hole formation process is performed. Prepared hole forming step, as shown in FIG. 2 (b), a step of forming a prepared hole P1 at the start position S M1 of the friction stir in the single bonding step. That is, the pilot hole forming step is a step of forming the pilot hole P1 at a position where the stirring pin G2 of the main rotating tool G is inserted.
下穴P1は、本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2の挿入抵抗(圧入抵抗)を低減する目的で設けられるものであり、本実施形態では、仮接合用回転ツールFの攪拌ピンF2(図2の(a)参照)を離脱させたときに形成される抜き穴H1を図示せぬドリルなどで拡径することで形成される。抜き穴H1を利用すれば、下穴P1の形成工程を簡略化することが可能となるので、作業時間を短縮することが可能となる。下穴P1の形態に特に制限はないが、本実施形態では、円筒状としている。なお、本実施形態では、第二タブ材3に下穴P1を形成しているが、下穴P1の位置に特に制限はなく、第一タブ材2に形成してもよいし、突合部J2,J3に形成してもよいが、好適には、本実施形態の如く被接合金属部材1の表面A側に現れる被接合金属部材1の継ぎ目(境界線)の延長線上に形成することが望ましい。
The pilot hole P1 is provided for the purpose of reducing the insertion resistance (press-fit resistance) of the agitation pin G2 of the main welding rotary tool G, and in this embodiment, the agitation pin F2 (see FIG. 2 (see (a)) is formed by expanding the diameter of the punched hole H1 formed with a drill or the like (not shown). If the punch hole H1 is used, the process of forming the pilot hole P1 can be simplified, and the working time can be shortened. Although there is no restriction | limiting in particular in the form of the pilot hole P1, In this embodiment, it is cylindrical. In addition, in this embodiment, although the pilot hole P1 is formed in the
下穴P1の最大穴径Z1は、本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2の最大外径(上端径)Y2よりも小さくなっているが、好適には、攪拌ピンG2の最大外径Y2の50〜90%とすることが望ましい。なお、下穴P1の最大穴径Z1が攪拌ピンG2の最大外径Y2の50%を下回ると、攪拌ピンG2の圧入抵抗の低減度合いが低下する虞があり、また、下穴Pの最大穴径Z1が攪拌ピンG2の最大外径Y2の90%を上回ると、攪拌ピンG2による摩擦熱の発生量が少なくなって塑性流動化する領域が小さくなり、入熱量が減少するので、本接合用回転ツールGを移動させる際の負荷が大きくなり、欠陥が発生し易くなる。 Maximum bore diameter Z 1 of the prepared hole P1 is smaller than the maximum outer diameter of the stirring pin G2 of the joining rotation tool G (upper end diameter) Y 2, preferably, the maximum outer diameter of the stirring pin G2 it is desirable to 50-90% of Y 2. Incidentally, when the maximum hole diameter Z 1 of the prepared hole P1 is less than 50% of the maximum outer diameter Y 2 of the stirring pin G2, there is a possibility that the degree of reduction press-in resistance of the stirring pin G2 is decreased, also, of the prepared hole P When the maximum hole diameter Z 1 exceeds 90% of the maximum outer diameter Y 2 of the stirring pin G2, regions plastically fluidized decreases becomes less generation of frictional heat generated by the stirring pin G2, since the heat input is reduced As a result, the load at the time of moving the main rotating tool for bonding G increases, and defects are likely to occur.
なお、本実施形態では、仮接合用回転ツールFの攪拌ピンF2(図2の(a)参照)の抜き穴H1を拡径して下穴P1とする場合を例示したが、攪拌ピンF2の最大外径X2が本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2の最小外径Y3よりも大きく、かつ、攪拌ピンF2の最大外径X2が攪拌ピンG2の最大外径Y2よりも小さい(Y3<X2<Y2)場合などにおいては、攪拌ピンF2の抜き穴H1をそのまま下穴P1としてもよい。 In the present embodiment, the case where the diameter of the hole H1 of the stirring pin F2 (see FIG. 2A) of the temporary joining rotary tool F is enlarged to be the prepared hole P1 is illustrated. the maximum outer diameter X 2 is larger than the minimum outer diameter Y 3 of the stirring pin G2 of the rotary tool G for the junction, and the maximum outer diameter X 2 of the stirring pin F2 is smaller than the maximum outer diameter Y 2 of the stirring pin G2 In the case of (Y 3 <X 2 <Y 2 ), the hole H1 of the stirring pin F2 may be used as the pilot hole P1 as it is.
(3)第一本接合工程
第一本接合工程は、被接合金属部材1の突合部J1を表面A側から本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第一本接合工程では、図2の(b)に示す本接合用回転ツールGを使用し、仮接合された状態の突合部J1に対して被接合金属部材1の表面A側から摩擦攪拌を行う。
(3) 1st main joining process A 1st main joining process is a process of joining the butting part J1 of the to-
第一本接合工程では、図4の(a)〜(c)に示すように、開始位置SM1に形成した下穴P1に本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2を挿入(圧入)し、挿入した攪拌ピンG2を途中で離脱させることなく終了位置EM1まで移動させる。即ち、第一本接合工程では、下穴P1から摩擦攪拌を開始し、終了位置EM1まで連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、第二タブ材3に摩擦攪拌の開始位置SM1を設け、第一タブ材2に終了位置EM1を設けているが、開始位置SM1と終了位置EM1の位置を限定する趣旨ではない。
In the first one bonding step, as shown in FIGS. 4 (a) ~ (c), a stirring pin G2 of the joining rotation tool G inserted (press-fitted) into the prepared hole P1 formed in the start position S M1, The inserted stirring pin G2 is moved to the end position E M1 without being removed halfway. That is, in the first main joining process, the friction stirring is started from the pilot hole P1, and the friction stirring is continuously performed up to the end position EM1 . In this embodiment, the friction stir start position S M1 is provided on the
図4の(a)〜(c)を参照して第一本接合工程をより詳細に説明する。
まず、図4の(a)に示すように、下穴P1(開始位置SM1)の直上に本接合用回転ツールGを位置させ、続いて、本接合用回転ツールGを左回転させつつ下降させて攪拌ピンG2の先端を下穴P1に挿入する。攪拌ピンG2を下穴P1に入り込ませると、攪拌ピンG2の周面(側面)が下穴P1の穴壁に当接し、穴壁から金属が塑性流動化する。このような状態になると、塑性流動化した金属を攪拌ピンG2の周面で押し退けながら、攪拌ピンG2が圧入されることになるので、圧入初期段階における圧入抵抗を低減することが可能となり、また、本接合用回転ツールGのショルダ部G1が第二タブ材3の表面32に当接する前に攪拌ピンG2が下穴P1の穴壁に当接して摩擦熱が発生するので、塑性流動化するまでの時間を短縮することが可能となる。つまり、摩擦攪拌装置の負荷を低減することが可能となり、加えて、本接合に要する作業時間を短縮することが可能となる。
The first main joining process will be described in more detail with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 4A, the main welding rotary tool G is positioned immediately above the pilot hole P1 (start position S M1 ), and then the main welding rotary tool G is rotated counterclockwise and lowered. The tip of the stirring pin G2 is inserted into the pilot hole P1. When the stirring pin G2 enters the pilot hole P1, the peripheral surface (side surface) of the stirring pin G2 comes into contact with the hole wall of the pilot hole P1, and the metal fluidizes plastically from the hole wall. In such a state, the agitation pin G2 is press-fitted while pushing the plastic fluidized metal away from the peripheral surface of the agitation pin G2, so that it is possible to reduce the press-fitting resistance in the initial press-fitting stage. Since the stirring pin G2 contacts the hole wall of the pilot hole P1 and the frictional heat is generated before the shoulder portion G1 of the rotating tool G for main bonding contacts the
摩擦攪拌の開始位置SM1に本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2を挿入する際の本接合用回転ツールGの回転速度(挿入時の回転速度)は、攪拌ピンG2の寸法・形状、摩擦攪拌される被接合金属部材1等の材質や肉厚等に応じて設定されるものであり、多くの場合、70〜700(rpm)の範囲内において設定されるが、開始位置SM1から摩擦攪拌の終了位置EM1に向かって本接合用回転ツールGを移動させる際の本接合用回転ツールGの回転速度(移動時の回転速度)よりも高速にすることが望ましい。このようにすると、挿入時の回転速度を移動時の回転速度と同じにした場合に比べて、金属を塑性流動化させるまでに要する時間が短くなるので、開始位置SM1における攪拌ピンG2の挿入作業を迅速に行うことが可能となる。
The rotational speed (rotational speed at the time of insertion) of the main welding rotary tool G when the stirring pin G2 of the main welding rotary tool G is inserted into the friction stirring start position S M1 is the size / shape of the stirring pin G2, friction It is set according to the material, thickness, etc. of the
攪拌ピンG2の全体が第二タブ材3に入り込み、かつ、ショルダ部G1の下端面G11の全面が第二タブ材3の表面32に接触したら、図4の(b)に示すように、摩擦攪拌を行いながら被接合金属部材1の突合部J1の一端に向けて本接合用回転ツールGを相対移動させ、さらに、突合部J3を横切らせて突合部J1に突入させる。本接合用回転ツールGを移動させると、その攪拌ピンG2の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンG2から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化して塑性化領域W1(以下、「表面側塑性化領域W1」という。)が形成される。
When the entire stirring pin G2 enters the
本接合用回転ツールGの移動速度(送り速度)は、攪拌ピンG2の寸法・形状、摩擦攪拌される被接合金属部材1等の材質や肉厚等に応じて設定されるものであるが、多くの場合、30〜300(mm/分)の範囲内において設定される。なお、本接合用回転ツールGを移動させる際には、ショルダ部G1の軸線を鉛直線に対して進行方向の後ろ側へ僅かに傾斜させてもよいが、傾斜させずに鉛直にすると、本接合用回転ツールGの方向転換が容易となり、複雑な動きが可能となる。
The moving speed (feeding speed) of the main rotating tool G for welding is set in accordance with the size and shape of the stirring pin G2, the material and thickness of the
被接合金属部材1への入熱量が過大になる虞がある場合には、本接合用回転ツールGの周囲に表面A側から水を供給するなどして冷却することが望ましい。なお、被接合金属部材1の突合部J1間に冷却水が入り込むと、接合面に酸化皮膜を発生させる虞があるが、本実施形態においては、仮接合工程を実行して被接合金属部材1間の目地を閉塞しているので、被接合金属部材1の突合部J1に冷却水が入り込み難く、したがって、接合部の品質を劣化させる虞がない。
If the amount of heat input to the
被接合金属部材1の突合部J1では、被接合金属部材1の継ぎ目上(仮接合工程における移動軌跡上)に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って本接合用回転ツールGを相対移動させることで、突合部J1の一端から他端まで連続して摩擦攪拌を行う。突合部J1の他端まで本接合用回転ツールGを相対移動させたら、摩擦攪拌を行いながら突合部J2を横切らせ、そのまま終了位置EM1に向けて相対移動させる。
At the abutting portion J1 of the
なお、本実施形態では、被接合金属部材1の表面A側に現れる継ぎ目(境界線)の延長線上に摩擦攪拌の終了位置EM1を設定しているので、第一本接合工程における摩擦攪拌のルートが一直線にすることができる。摩擦攪拌のルートを一直線にすると、本接合用回転ツールGの移動距離を最小限に抑えることができるので、第一本接合工程を効率よく行うことが可能となり、さらには、本接合用回転ツールGの磨耗量を低減することが可能となる。
In the present embodiment, since the friction stirring end position E M1 is set on the extension line of the seam (boundary line) appearing on the surface A side of the
本接合用回転ツールGが終了位置EM1に達したら、図4の(c)に示すように、本接合用回転ツールGを回転させつつ上昇させて攪拌ピンG2を終了位置EM1(図4の(b)参照)から離脱させる。なお、終了位置EM1において攪拌ピンG2を上方に離脱させると、攪拌ピンG2と略同形の抜き穴Q1が不可避的に形成されることになるが、本実施形態では、そのまま残置する。 When the main welding rotary tool G reaches the end position E M1 , as shown in FIG. 4C, the main welding rotary tool G is raised while rotating and the stirring pin G <b> 2 is moved to the end position E M1 (FIG. 4). (See (b)). If the stirring pin G2 is separated upward at the end position E M1 , a punch hole Q1 having the same shape as the stirring pin G2 is inevitably formed. However, in this embodiment, it is left as it is.
なお、本実施形態では、図4の(b)及び(c)に示すように、本接合用回転ツールGを左回転させて第一本接合工程を行ったため、進行方向右側、即ち、金属部材1aにトンネル状の空洞欠陥(以下、トンネル状空洞欠陥Rとする)が形成される可能性がある。摩擦攪拌を行う際に、進行方向右側はシアー側(回転ツールの回転速度に回転ツールの移動速度が加算される側)であるため、メタルが強く攪拌されて高温軟化し、バリとなって排出され易いと考えられる。このため、進行方向右側はメタルが不足するので、トンネル状空洞欠陥Rが形成される可能性がある。また、進行方向左側、即ち、金属部材1b側は、フロー側(回転ツールの回転速度に回転ツールの移動速度が減算される側)であるため、メタルの攪拌が比較的弱く、バリとなって排出され難いと考えられ、比較的緻密な塑性化領域が形成される。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 4B and 4C, the first main joining process is performed by rotating the main joining rotating tool G counterclockwise, so the right side in the traveling direction, that is, the metal member. There is a possibility that a tunnel-like cavity defect (hereinafter referred to as a tunnel-like cavity defect R) is formed in 1a. When friction stir is performed, the right side of the traveling direction is the shear side (the side where the moving speed of the rotating tool is added to the rotating speed of the rotating tool), so the metal is vigorously stirred and softened to a high temperature, and discharged as burrs. It is thought that it is easy to be done. For this reason, there is a possibility that a tunnel-like cavity defect R is formed because the right side of the traveling direction lacks metal. Further, since the left side in the traveling direction, that is, the
ちなみに、本接合用回転ツールGを右回転させると、進行方向左側は、シアー側となるため進行方向左側にトンネル状空洞欠陥Rが形成される可能性がある。一方、進行方向右側は、フロー側となるため、比較的緻密な塑性化領域が形成される。
かかるトンネル状空洞欠陥Rなどの接合欠陥が被接合金属部材1に形成されると、被接合金属部材1の気密性及び水密性を低下させる原因となる。
Incidentally, when the main rotating tool G is rotated to the right, the left side in the traveling direction becomes the shear side, and thus a tunnel-like cavity defect R may be formed on the left side in the traveling direction. On the other hand, since the right side in the traveling direction is the flow side, a relatively dense plasticized region is formed.
If a bonding defect such as a tunnel-like cavity defect R is formed in the
なお、本実施形態では裏当部材10を用いたが、本接合用回転ツールGの大きさ、押込み量の設定によっては裏当部材10を設けなくてもよい。
Although the backing
第一本接合工程が終了したら、裏当部材10を被接合金属部材1から切削除去するとともに、第一予備工程、第一本接合工程における摩擦攪拌で発生したバリを除去し、図1の(a)に示す前後軸回りに被接合金属部材1を裏返し、裏面Bを上にする。
When the first main joining process is completed, the backing
(4)第二予備工程
第二予備工程は、第二本接合工程に先立って行われる工程であり、本実施形態では、被接合金属部材1の表面Aに裏当部材10を配置させるタブ材配置工程と、第二本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM2に下穴P2を形成する下穴形成工程を具備している。なお、第二予備工程の中に、前記した第一タブ材接合工程、仮接合工程及び第二タブ材接合工程を含ませてもよい。
(4) Second Preliminary Step The second preliminary step is a step that is performed prior to the second main joining step, and in this embodiment, a tab material that arranges the backing
(5)第二本接合工程
第二本接合工程は、被接合金属部材1の突合部J1を裏面B側から本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第二本接合工程では、図5の(a)〜(c)に示すように、第一本接合工程で使用した本接合用回転ツールGを使用して、突合部J1に対して被接合金属部材1の裏面B側から摩擦攪拌を行う。
(5) 2nd main joining process A 2nd main joining process is a process of joining the butting part J1 of the to-
第二本接合工程では、第二タブ材3に設けた下穴P2(開始位置SM2)に本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2を挿入(圧入)し、挿入した攪拌ピンG2を途中で離脱させることなく第一タブ材2に設けた終了位置EM2まで移動させる。即ち、第二本接合工程では、下穴P2から摩擦攪拌を開始し、終了位置EM2まで連続して摩擦攪拌を行う。
In the second main joining process, the stirring pin G2 of the rotating tool G for main joining is inserted (press-fitted) into the pilot hole P2 (start position S M2 ) provided in the
図5の(a)〜(c)及び図6を参照して第二本接合工程をより詳細に説明する。
まず、図5の(a)に示すように、下穴P2の直上に本接合用回転ツールGを位置させ、続いて、本接合用回転ツールGを左回転させつつ下降させて攪拌ピンG2の先端を下穴P2に挿入する。なお、本接合用回転ツールGの挿入時の回転速度は、前記した第一本接合工程の場合と同様に、本接合用回転ツールGの移動時の回転速度よりも高速にすることが望ましい。
The second main joining process will be described in more detail with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 5A, the main welding rotary tool G is positioned immediately above the pilot hole P2, and then the main welding rotary tool G is lowered while being rotated counterclockwise. Insert the tip into the pilot hole P2. In addition, it is desirable that the rotational speed at the time of insertion of the main welding rotary tool G is higher than the rotational speed at the time of movement of the main welding rotary tool G, as in the case of the first main welding process.
攪拌ピンG2の全体が第二タブ材3に入り込み、かつ、ショルダ部G1の下端面G11の全面が第二タブ材3の表面に接触したら、図5の(b)に示すように、摩擦攪拌を行い本接合用回転ツールGを被接合金属部材1の突合部Jの一端に向けて相対移動させる。本接合用回転ツールGを移動させると、その攪拌ピンG2の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンG2から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化して塑性化領域W2(以下、「裏面側塑性化領域W2」という。)が形成される。
When the entire stirring pin G2 enters the
また、図6に示すように、第二本接合工程においては、本接合用回転ツールGを左回転させて、被接合金属部材1の第一側面C側から第二側面D側に向けて摩擦攪拌を行うため、進行方向左側、即ち、金属部材1a側では、比較的緻密な塑性化領域が形成される。したがって、第一本接合工程によって形成された表面側塑性化領域W1のトンネル状空洞欠陥Rを確実に密閉することができる。
Moreover, as shown in FIG. 6, in the 2nd main joining process, the rotation tool G for main joining is rotated counterclockwise, and it frictions toward the 2nd side D side from the 1st side C side of the to-
なお、第一本接合工程の場合と同様に、本接合用回転ツールGを移動させる際には、ショルダ部G1の軸線を鉛直線に対して進行方向の後ろ側へ僅かに傾斜させてもよいが、傾斜させずに鉛直にすると、本接合用回転ツールGの方向転換が容易となり、複雑な動きが可能となる。また、被接合金属部材1への入熱量が過大になる虞がある場合には、本接合用回転ツールGの周囲に裏面B側から水を供給するなどして冷却することが望ましい。
As in the case of the first main joining step, when the main joining rotating tool G is moved, the axis of the shoulder portion G1 may be slightly inclined to the rear side in the traveling direction with respect to the vertical line. However, if it is made vertical without being inclined, the direction of the rotation tool G for main joining can be easily changed, and a complicated movement becomes possible. In addition, when there is a possibility that the amount of heat input to the
図5の(c)に示すように、本接合用回転ツールGが終了位置EM2に達したら、本接合用回転ツールGを回転させつつ上昇させて攪拌ピンG2を終了位置EM2から離脱させる(図5の(c)参照)。本接合用回転ツールGの離脱時の回転速度は、前記した第一本接合工程の場合と同様に、移動時の回転速度よりも高速にすることが望ましい。 As shown in FIG. 5C, when the main welding rotary tool G reaches the end position E M2 , the main welding rotary tool G is raised while being rotated to disengage the stirring pin G2 from the end position E M2 . (See (c) in FIG. 5). As in the case of the first main joining step described above, it is desirable that the rotational speed at the time of removal of the main joining rotary tool G be higher than the rotational speed at the time of movement.
なお、第一本接合工程で残置された抜き穴Q1と第二本接合工程における本接合用回転ツールGの移動ルートとが重なると、塑性流動化した金属が抜き穴Q1に流れ込み、接合欠陥が発生する虞があるので、抜き穴Q1から離れた位置に第二本接合工程における摩擦攪拌の終了位置EM2(抜き穴Q2)を設けるとともに、抜き穴Q1を避けるように第二本接合工程における摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2を移動させることが望ましい。 In addition, when the punch hole Q1 left in the first main joining process and the moving route of the main welding rotary tool G in the second main joining process overlap, the plastic fluidized metal flows into the punch hole Q1, and the joining defect is generated. Since there is a possibility of the occurrence, the friction stirring end position E M2 (punch hole Q2) in the second main joining process is provided at a position away from the punch hole Q1, and in the second main joining process so as to avoid the punch hole Q1. It is desirable to set a route for friction stirring and move the stirring pin G2 of the main rotating tool G for welding along the route.
また、第二本接合工程で用いる本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2が第一本接合工程の抜き穴Q1を通過しない場合であっても、その離隔距離が小さい場合には、塑性流動化した金属が抜き穴Q1に押し出され、接合欠陥が発生する虞があるので、より好適には、第一本接合工程における摩擦攪拌の終了位置EM1と、第二本接合工程における本接合用回転ツールGの移動軌跡(本実施形態では終了位置EM2)との平面視での最短距離d1を、本接合用回転ツールGのショルダ部G1の外径Y1以上にすることが望ましい。 Further, even when the stirring pin G2 of the rotary tool G for main joining used in the second main joining process does not pass through the hole Q1 in the first main joining process, if the separation distance is small, plastic fluidization is performed. Since there is a possibility that the welded metal is pushed out into the hole Q1 and a joining defect may occur, more preferably, the friction stirring end position E M1 in the first main joining process and the main joining rotation in the second main joining process the shortest distance d 1 in a plan view of the movement locus of the tool G (end position in the present embodiment E M2), it is desirable to outer diameter Y 1 or more shoulder portions G1 of the joining rotation tool G.
なお、本実施形態の如く第一本接合工程で使用した本接合用回転ツールGを使用して第二本接合工程を行えば、作業効率が向上してコストの削減を図ることが可能になり、さらには、表面側塑性化領域W1の断面積と裏面側塑性化領域W2の断面積とが同等になるので、接合部の品質が均質になるが、第一本接合工程と第二本接合工程とで異なる形態の本接合用回転ツールを用いても差し支えない。 If the second main joining process is performed using the main joining rotary tool G used in the first main joining process as in the present embodiment, the work efficiency can be improved and the cost can be reduced. Furthermore, since the cross-sectional area of the front surface side plasticized region W1 and the cross-sectional area of the back surface side plasticized region W2 are equal, the quality of the joint becomes uniform. There is no problem even if a rotating tool for main bonding having a different form in the process is used.
第一本接合工程と第二本接合工程とで異なる形態の本接合用回転ツールを用いる場合には、例えば図7の(a)及び(b)に示すように、第一本接合工程で用いる本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2の長さLBと第二本接合工程で用いる本接合用回転ツールG’の攪拌ピンG2’の長さLCの和を、突合部J1における被接合金属部材1の肉厚t以上に設定することが望ましい。なお、攪拌ピンG2,G2’の長さLB,LCが、それぞれ肉厚t未満であることは言うまでもない。このようにすれば、第一本接合工程で形成された表面側塑性化領域W1が、第二本接合工程で使用する本接合用回転ツールG’の攪拌ピンG2’によって再び摩擦攪拌されることになるので、表面側塑性化領域W1に空洞欠陥が形成されていたとしても、当該空洞欠陥を密閉することが可能となり、ひいては、接合部における気密性や水密性を向上させることが可能となる。
When using the rotary tool for main joining having different forms in the first main joining process and the second main joining process, for example, as shown in FIGS. 7A and 7B, it is used in the first main joining process. the sum of the length L C of the 'stirring pin G2 of the' present joining rotation tool G used in the length of the stirring pin G2 of the joining rotation tool G L B and the two bonding step, the joined in butting portion J1 It is desirable to set it to the thickness t or more of the
なお、より好適には、図7の(a)及び(b)に示すように、本接合用回転ツールG,G’の攪拌ピンG2,G2’の長さLB,LCを、それぞれ、突合部J1における被接合金属部材1の肉厚tの1/2以上に設定することが望ましく、さらには、肉厚tの3/4以下に設定することが望ましい。攪拌ピンG2,G2’の長さLB,LCを、肉厚tの1/2以上に設定すると、表面側塑性化領域W1と裏面側塑性化領域W2とが被接合金属部材1の肉厚方向の中央部において重複するとともに、表面側塑性化領域W1の断面積と裏面側塑性化領域W2の断面積との差が小さくなるので、接合部の品質が均質になり、攪拌ピンG2,G2’の長さLB,LCを、肉厚tの3/4以下に設定すると、摩擦攪拌を行う際に裏当部材が不要となるので、作業効率を向上させることが可能となる。
More preferably, as shown in FIGS. 7A and 7B, the lengths L B and L C of the stirring pins G2 and G2 ′ of the rotary tools G and G ′ for main welding are respectively set as follows. It is desirable to set it to 1/2 or more of the wall thickness t of the
より好適には、攪拌ピンG2,G2’の長さLB,LCを、1.01≦(LB+LC)/t≦1.10という関係を満たすように設定するとよい。(LB+LC)/tを1.01以上にしておけば、被接合金属部材1に寸法公差等があったとしても、第二本接合工程において、攪拌ピンG2’を確実に表面側塑性化領域W1に入り込ませることが可能となる。また、(LB+LC)/tを1.10よりも大きくすると、各回転ツールが必要以上に大きくなって摩擦攪拌装置に掛かる負荷が大きくなるが、(LB+LC)/tを1.10以下にしておけば、摩擦攪拌装置に掛かる負荷が小さいものとなる。
More preferably, the lengths L B and L C of the stirring pins G2 and G2 ′ are set to satisfy the relationship of 1.01 ≦ (L B + L C ) /t≦1.10. If (L B + L C ) / t is set to 1.01 or more, even if there is a dimensional tolerance or the like in the
以上説明した第一実施形態によれば、前記第二本接合工程において、第一本接合工程で形成された表面側塑性化領域W1に本接合用回転ツールGの攪拌ピンG2を入り込ませつつ摩擦攪拌を行うため、第一本接合工程で形成される表面側塑性化領域W1を広範囲に亘って再度摩擦攪拌することができる。これにより、第一本接合工程で形成される表面側塑性化領域W1の空洞欠陥Rを密閉することができる。また、図6に示すように、本実施形態においては、第一本接合工程及び第二本接合工程において、本接合用回転ツールGを左回転させるとともに、被接合金属部材1の第一側面C側に摩擦攪拌の開始位置を設定し、第二側面D側に向けて摩擦攪拌を行うため、表面側塑性化領域W1に形成されたトンネル状空洞欠陥Rを確実に密閉することができる。
According to the first embodiment described above, in the second main joining step, friction is caused while the stirring pin G2 of the main welding rotary tool G enters the surface-side plasticized region W1 formed in the first main joining step. Since stirring is performed, the surface-side plasticized region W1 formed in the first main joining process can be frictionally stirred again over a wide range. Thereby, the cavity defect R of the surface side plasticization area | region W1 formed at a 1st main joining process can be sealed. Further, as shown in FIG. 6, in the present embodiment, in the first main joining step and the second main joining step, the main welding rotary tool G is rotated counterclockwise and the first side surface C of the
また、本実施形態においては、第一本接合工程と第二本接合工程において同一の本接合用回転ツールGを用いているので、裏面側塑性化領域W2の断面積は、表面側塑性化領域W1の断面積と同等になる。したがって、接合部の品質を均質に成形することができる。 In the present embodiment, since the same main welding rotary tool G is used in the first main joining step and the second main joining step, the cross-sectional area of the back surface side plasticizing region W2 is the surface side plasticizing region. It becomes equivalent to the cross-sectional area of W1. Therefore, the quality of the joint can be formed uniformly.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更が可能である。
例えば、第一本接合工程及び第二本接合工程における本接合用回転ツールGの進行方向及び回転方向を他の形態で設定してもよい。
While the embodiments of the present invention have been described above, modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, you may set the advancing direction and rotation direction of the rotation tool G for main joining in a 1st main joining process and a 2nd main joining process with another form.
図8に示すように、第一本接合工程の開始位置を第一側面C側に設定するとともに、本接合用回転ツールGを右回転に設定し、第二本接合工程の開始位置を第二側面D側設定するとともに、本接合用回転ツールGを左回転に設定してもよい。
即ち、第一本接合工程の開始位置を第二タブ材3(第一側面C側)に設けて、本接合用回転ツールGを右回転させて摩擦攪拌を行うと、金属部材1b側にトンネル状空洞欠陥Rが形成される。したがって、第二本接合工程の摩擦攪拌の開始位置を第一タブ材2(第二側面D側)に設定し、本接合用回転ツールGを左回転させて摩擦攪拌を行うと、進行方向左側に比較的緻密な塑性化領域が形成されるため、より確実にトンネル状空洞欠陥Rを密閉することができる。
As shown in FIG. 8, the start position of the first main joining process is set to the first side C side, the rotation tool G for main joining is set to the right rotation, and the start position of the second main joining process is set to the second side. While setting to the side D side, you may set the rotation tool G for this joining to left rotation.
That is, when the starting position of the first main joining process is provided on the second tab member 3 (first side C side) and the main rotating tool G is rotated to the right to perform friction stirring, the tunnel is formed on the
即ち、第一本接合工程の開始位置を被接合金属部材1の第一側面C側に設定し、第二本接合工程の開始位置を被接合金属部材1の第二側面D側に設定した場合、第一本接合工程における本接合用回転ツールGの回転方向と、第二本接合工程における本接合用回転ツールGの回転方向が異なるように設定することが好ましい。
一方、第一本接合工程の開始位置を被接合金属部材1の第一側面C側に設定し、第二本接合工程の開始位置も被接合金属部材1の第一側面C側に設定した場合、第一本接合工程における本接合用回転ツールGの回転方向と、第二本接合工程における本接合用回転ツールGの回転方向を同一に設定することが好ましい。
このように、摩擦攪拌の特性に基づいて回転ツールの開始位置及び進行方向を適宜設定することで、より確実に接合欠陥を密閉することができる。
That is, when the start position of the first main joining step is set on the first side C side of the
On the other hand, when the start position of the first main joining process is set on the first side C side of the
As described above, by appropriately setting the starting position and the traveling direction of the rotary tool based on the characteristics of the friction stirrer, it is possible to seal the bonding defect more reliably.
なお、図8に示すように、表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2の深さが突合部の深さよりも大きくなるように塑性化領域を形成してもよい。これにより、より多くの領域を重複させることができる。
また、本実施形態では、一対の金属部材1a,1bを直線状に突き合わせた場合を例にして説明したが、L字状など他の形態で突き合わせた場合においても適用することができる。
In addition, as shown in FIG. 8, you may form a plasticization area | region so that the depth of the surface side plasticization area | region W1 and the back surface side plasticization area | region W2 may become larger than the depth of a butt | matching part. Thereby, more areas can be overlapped.
In the present embodiment, the case where the pair of
1 接合金属部材
1a 金属部材
1b 金属部材
2 第一タブ材
3 第二タブ材
J1〜J3 突合部
A 表面
B 裏面
C 第一側面
D 第二側面
F 仮接合用回転ツール
F1 ショルダ部
F2 攪拌ピン
G 本接合用回転ツール
G1 ショルダ部
G2 攪拌ピン
R 空洞欠陥
W1,W2 塑性化領域
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記突合部に対して前記金属部材の裏面側から摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含む接合方法であって、
前記第一本接合工程を行う前に、
前記金属部材の両側面に現れる前記突合部に沿って一対のタブ材を配置するタブ材配置工程と、
一方の前記タブ材と前記金属部材との突合部及び他方の前記タブ材と前記金属部材との突合部に対して仮接合を行う仮接合工程と、
前記第一本接合工程を行う前に、予め前記金属部材同士の突合せ面及び前記金属部材と前記タブ材との突合せ面を脱脂する脱脂工程と、を含み、
前記第二本接合工程において、前記第一本接合工程で形成された塑性化領域に回転ツールの攪拌ピンを入り込ませつつ摩擦攪拌を行うことを特徴とする接合方法。 A first main joining step in which friction stir is performed from the surface side of the metal member to the abutting portion between the metal members;
A second main joining step in which friction stir is performed from the back side of the metal member with respect to the abutting portion, and a joining method including:
Before performing the first main joining step,
A tab material arranging step of arranging a pair of tab materials along the abutting portions appearing on both side surfaces of the metal member;
A temporary joining step of temporarily joining the abutting portion between the one tab material and the metal member and the abutting portion between the other tab material and the metal member;
Before performing the first main joining step, including a degreasing step of degreasing the butt surfaces of the metal members and the butt surfaces of the metal members and the tab material in advance,
In the second main joining step, the friction stir is performed while the stirring pin of the rotary tool is inserted into the plasticized region formed in the first main joining step.
一方の金属部材の表面と他方の金属部材の表面とを面一にし、さらに、一方の金属部材の裏面と他方の金属部材の裏面とを面一にすることを特徴とする請求項1に記載の接合方法。 Before performing the first main joining step,
The surface of one metal member and the surface of the other metal member are flush with each other, and the back surface of one metal member and the back surface of the other metal member are flush with each other. Joining method.
前記本接合工程における摩擦攪拌で発生したバリを除去し、被接合金属部材を裏返し、裏面を上にすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の接合方法。 After completion of the first main joining step,
The joining method according to claim 1, wherein burrs generated by frictional stirring in the main joining step are removed, the metal member to be joined is turned over, and the back surface is turned up.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5863996B2 (en) * | 2012-12-19 | 2016-02-17 | 三菱重工業株式会社 | Manufacturing method of bonding material and bonding jig |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2745972B1 (en) | 2011-08-19 | 2021-11-10 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Friction stir welding method |
JP6284444B2 (en) * | 2014-06-25 | 2018-02-28 | 三菱重工業株式会社 | Friction stir welding method and friction stir welding apparatus |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11179568A (en) * | 1997-12-24 | 1999-07-06 | Nippon Light Metal Co Ltd | Friction/stirring-joining method |
JP2001170781A (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-26 | Nippon Light Metal Co Ltd | Frictional agitation joining method for thick-walled member |
JP2003094174A (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-02 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Method for friction stir welding |
JP2003164980A (en) * | 2001-11-27 | 2003-06-10 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Method for friction stir welding |
JP2004195480A (en) * | 2002-12-16 | 2004-07-15 | Furuya Kinzoku:Kk | Method for joining thin plate |
JP2005066669A (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Nippon Light Metal Co Ltd | Friction stir joining method |
JP2005118829A (en) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Hitachi Ltd | Joint structure of friction stirring joining |
JP2005177844A (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Friction stirring and joining method |
JP2008006451A (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Friction stir spot-welded body |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11320127A (en) * | 1998-05-07 | 1999-11-24 | Showa Alum Corp | Method and device for friction agitation joining |
JP3307330B2 (en) * | 1998-06-01 | 2002-07-24 | 日本軽金属株式会社 | Friction stir welding method and joining structure for thick workpieces |
JP4273846B2 (en) * | 2003-06-06 | 2009-06-03 | 日本軽金属株式会社 | Method and structure for joining thick materials |
JP4281510B2 (en) * | 2003-10-30 | 2009-06-17 | 日本軽金属株式会社 | Vacuum container manufacturing method |
JP4751625B2 (en) * | 2005-03-03 | 2011-08-17 | 昭和電工株式会社 | Formation method of welded joint |
-
2009
- 2009-01-13 WO PCT/JP2009/050308 patent/WO2009104432A1/en active Application Filing
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2013
- 2013-01-08 JP JP2013001218A patent/JP5459416B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11179568A (en) * | 1997-12-24 | 1999-07-06 | Nippon Light Metal Co Ltd | Friction/stirring-joining method |
JP2001170781A (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-26 | Nippon Light Metal Co Ltd | Frictional agitation joining method for thick-walled member |
JP2003094174A (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-02 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Method for friction stir welding |
JP2003164980A (en) * | 2001-11-27 | 2003-06-10 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Method for friction stir welding |
JP2004195480A (en) * | 2002-12-16 | 2004-07-15 | Furuya Kinzoku:Kk | Method for joining thin plate |
JP2005066669A (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Nippon Light Metal Co Ltd | Friction stir joining method |
JP2005118829A (en) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Hitachi Ltd | Joint structure of friction stirring joining |
JP2005177844A (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Friction stirring and joining method |
JP2008006451A (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Friction stir spot-welded body |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5863996B2 (en) * | 2012-12-19 | 2016-02-17 | 三菱重工業株式会社 | Manufacturing method of bonding material and bonding jig |
US9393640B2 (en) | 2012-12-19 | 2016-07-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welded material manufacturing method and welding jig |
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