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JP6042624B2 - Manufacturing method and manufacturing apparatus of joined body - Google Patents

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JP6042624B2
JP6042624B2 JP2012053870A JP2012053870A JP6042624B2 JP 6042624 B2 JP6042624 B2 JP 6042624B2 JP 2012053870 A JP2012053870 A JP 2012053870A JP 2012053870 A JP2012053870 A JP 2012053870A JP 6042624 B2 JP6042624 B2 JP 6042624B2
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大樹 森重
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Description

本発明は、帯板と帯板とを連続的に幅方向に突合わせ摩擦攪拌接合して長尺の接合帯板を製造する、帯板の接合体の製造方法及び製造装置に関する。   The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a bonded strip of strips, in which a strip and a strip are continuously butted in the width direction and friction stir welded to manufacture a long bonded strip.

アルミニウム合金板等の被接合材同士を接合するに際し、この被接合材の接合面を互いに突き合わせて形成される接合線の一端に、高速回転する棒状の攪拌工具(径の大きいショルダー部とその先端にプローブを有する硬い工具鋼等からなる)のプローブを強い力で押し当て挿入し、このツールを高速回転させながら接合線に沿って他端に移動させ、その時に発生する摩擦熱により接合面を可塑化して、ツールのショルダー部によって圧力を付加しながら被接合材の接合面同士を接合する接合方法は、摩擦攪拌接合(FSW:
Friction Stir Welding)と呼ばれ、広く知られている(例えば特許文献1)。
When joining materials to be joined such as an aluminum alloy plate, a rod-shaped stirring tool (a shoulder portion having a large diameter and its tip) is rotated at one end of a joining line formed by abutting the joining surfaces of the materials to be joined together. The probe is made of hard tool steel with a probe on it and is inserted with a strong force. The tool is moved to the other end along the joining line while rotating at high speed, and the joining surface is moved by the frictional heat generated at that time. The joining method of joining the joining surfaces of the materials to be joined while plasticizing and applying pressure by the shoulder portion of the tool is friction stir welding (FSW:
It is called “Friction Styl Welding” and is widely known (for example, Patent Document 1).

摩擦攪拌接合で接合される被接合材としては、主として、同種の材質同士間での接合であったが、例えば、アルミニウム材と異種金属材との接合のように、異質材料間の接合も開示されている(例えば、特許文献2)。   As materials to be joined by friction stir welding, the joining was mainly between the same kind of materials, but for example, joining between dissimilar materials, such as joining between an aluminum material and a dissimilar metal material, is also disclosed. (For example, Patent Document 2).

近年ハイブリッドカー、電気自動車および燃料電池自動車が開発され実用化されている。
そのような自動車に用いられる電子受動部品の一つである低抵抗金属固定抵抗器は、回路を流れる電流を検出する機能を有する重要部品である。
In recent years, hybrid cars, electric cars, and fuel cell cars have been developed and put into practical use.
A low-resistance metal fixed resistor, which is one of electronic passive components used in such automobiles, is an important component having a function of detecting a current flowing through a circuit.

車載用低抵抗金属固定抵抗器は低抵抗金属材料、例えばCu−Mn−Ni合金やNi−Cr合金板と電極材であるCu板との異種接合材料間の接合により製造される。   The in-vehicle low resistance metal fixed resistor is manufactured by bonding between different resistance bonding materials of a low resistance metal material such as a Cu-Mn-Ni alloy or Ni-Cr alloy plate and a Cu plate as an electrode material.

このような電気抵抗体の量産製造法として、帯状の低抵抗金属材料の両側に、帯状の電極材を連続的に溶接し、次に横方向に切断することが提案されている(特許文献3)。溶接装置は高価なため、帯状の板すなわち帯板を幅方向に摩擦撹拌接合できればこのような用途にも好適に用いることができる。   As a mass production method for such an electrical resistor, it has been proposed to continuously weld a strip-shaped electrode material on both sides of a strip-shaped low-resistance metal material and then cut it laterally (Patent Document 3). ). Since the welding apparatus is expensive, if a belt-like plate, that is, a belt plate, can be friction stir welded in the width direction, it can be suitably used for such applications.

ところで、摩擦攪拌により突き合わせ接合する場合において高い接合品質と変形歪のないことを確保することは難しい。突き合わせ接合品質の確保のために、接合部材の移動方向の両側に、回転自在な案内ローラを配置し、前記両案内ローラにより接合部材を突合せ方向に加圧しながら突き合せ接合する方法が開示されている(特許文献4)。突合せ部に隙間が存在していても、突合せ部における軟化部分が容易に密着変形して隙間に存在する空気が接合部外へ逃げ、接合部の空気の巻込みが防止されるとされている。
しかしながら、この方法が適用できるのは、突き合せ接合される被加工材が強固な側面壁を有する型材である場合であり、その側面壁を、回転自在な案内ローラーで突き合せ方向に加圧するものである。このため被加工材が薄板形状の場合には、被加工材の側縁部がローラーから加圧力を受けることで変形する。
更に被加工材は厚い型材のためツールの裏当てとなるローラーに線状に接触しているだけで攪拌接合ができるが、被加工材が薄板形状の場合にはツールから大きな荷重を受けるため厚み方向にも変形する。
このため特許文献4に記載の方法を適用することは難しい。
By the way, it is difficult to ensure that there is no high joining quality and deformation distortion in the case of butt joining by friction stirring. In order to ensure butt-joining quality, a method has been disclosed in which rotatable guide rollers are arranged on both sides in the moving direction of the joining member, and butt-joining is performed while pressing the joining member in the butting direction by the both guide rollers. (Patent Document 4). Even if there is a gap in the butted part, the softened part in the butted part is easily closely deformed and the air present in the gap escapes to the outside of the joined part, preventing the air from entering the joined part. .
However, this method can be applied when the work piece to be butt-joined is a mold having a strong side wall, and the side wall is pressed in the butt direction by a rotatable guide roller. It is. For this reason, when the workpiece is in the shape of a thin plate, the side edge of the workpiece is deformed by receiving pressure from the roller.
Furthermore, since the workpiece is a thick mold, it can be stir welded simply by contacting the roller that supports the tool linearly. It also deforms in the direction.
For this reason, it is difficult to apply the method described in Patent Document 4.

特許文献5には被加工材を摩擦撹拌接合する際に接合部周辺が変形したり捻じれたり反ってしまうことを矯正するために、プローブにより接合された接合部を加圧して歪みを除去する矯正ローラを設けることが提案されている。しかしこの場合において突き合せ接合される被加工材は強固な側面壁を有する型材であって、その側面壁を、回転自在な案内ローラで突き合せ方向に加圧している。矯正されるのは、突き合せ部周辺の歪のみである。上記のように、この方法は、接合品質を上げるために、回転自在な案内ローラで突き合せ方向に加圧することを前提としたものである。このため被加工材が薄板形状の場合には、被加工材の側縁部が案内ローラから加圧力を受けることで変形する。
更に被加工材突き合わせ部は厚い型材のためツールの裏当てとなるローラーに線状に接触しているだけで攪拌接合ができるが、被加工材が薄板の場合にはツールから大きな荷重を受けるため厚み方向にも変形する。したがって薄板に特許文献5に記載の方法を適用することは難しい。
In Patent Document 5, in order to correct deformation or twisting or warping of the periphery of the joint when the workpieces are friction stir welded, the joint joined by the probe is pressurized to remove distortion. It has been proposed to provide a straightening roller. However, in this case, the work material to be butt-joined is a mold material having a strong side wall, and the side wall is pressed in the butt direction by a rotatable guide roller. Only the distortion around the butt is corrected. As described above, this method is based on the premise that pressure is applied in the abutting direction with a rotatable guide roller in order to improve the joining quality. For this reason, when the workpiece is a thin plate, the side edge portion of the workpiece is deformed by receiving pressure from the guide roller.
Furthermore, because the work material butting part is a thick mold material, stir welding can be performed simply by contacting the roller that supports the tool linearly, but when the work material is a thin plate, it receives a large load from the tool. It also deforms in the thickness direction. Therefore, it is difficult to apply the method described in Patent Document 5 to a thin plate.

拘束に伴う接合ワークの側縁部の変形を防止し、優れた寸法精度を有する接合継手を得るために特許文献6には、接合ワークの接合予定部に摩擦撹拌接合工具のプローブを埋入するとともに、接合ワークの両側方に配置された少なくとも一対の拘束ローラーによって接合ワークを側方移動阻止状態に拘束した状態で、接合ワークを接合予定部が順次プローブを通過するように移動させることにより、接合予定部を摩擦撹拌接合する接合継手の製造方法において、接合ワークの両側縁部のうち少なくとも一方の側縁部に、拘束に伴う側縁部の変形を防止するプロテクターを装着して、接合ワークを拘束することを特徴とする接合継手の製造方法が開示されている。
しかし接合時における側縁部の湾曲を防ぐために上記プロテクターを使用するのは機構が複雑になり、接合製品をコイル状に巻き取ることが困難になるという問題がある。また、プロテクターの費用もかかるので、生産コスト上好ましくない。また、帯板と帯板とを接合した二条の接合体に対し他の帯板を幅方向に接合して、3条又はそれ以上の条数の接合体を製造することが困難であるという問題もある。
更に被加工材はツールの裏当てとなるローラーに線状に接触しているだけのため、被加工材が薄板形状の場合には、ツールから大きな荷重を受けるため厚み方向にも変形する。このため被加工材が薄板形状の場合に特許文献6に記載の方法を適用することは難しい。
In Patent Document 6, a probe of a friction stir welding tool is embedded in a joint planned portion of a joint work in order to prevent a deformation of a side edge portion of the joint work due to restraint and obtain a joint joint having excellent dimensional accuracy. And, in a state where the joined work is restrained in a lateral movement blocking state by at least a pair of restraining rollers arranged on both sides of the joined work, the joined work is moved so that the planned joining portion sequentially passes the probe, In the method of manufacturing a joint joint for friction stir welding of a portion to be joined, a protector for preventing deformation of the side edge portion due to restraint is attached to at least one side edge portion of both side edge portions of the joint workpiece, The manufacturing method of the joint joint characterized by restraining is disclosed.
However, the use of the protector in order to prevent the side edges from being bent during joining has a problem in that the mechanism becomes complicated and it is difficult to wind the joined product into a coil. Moreover, since the cost of a protector is also required, it is not preferable in terms of production cost. In addition, it is difficult to produce a joined body having three or more strips by joining other strips in the width direction to the two strips joined the strip and the strip. There is also.
Furthermore, since the workpiece is only in linear contact with the roller serving as the backing of the tool, when the workpiece is a thin plate, the workpiece is deformed in the thickness direction because it receives a large load from the tool. For this reason, it is difficult to apply the method described in Patent Document 6 when the workpiece is a thin plate.

このように、薄い帯板同士の幅方向の突き合せ摩擦撹拌接合に際して、接合品質が高く、接合時において帯板の変形が起こり難く、また、プロテクター等の補助部材を使用する必要がない製造方法、製造装置、特に異種長尺帯板を幅方向に接合した接合帯板を連続的に接合する製造方法および製造装置が要望されていた。   Thus, in the butt friction stir welding of thin strips in the width direction, the production quality is high, the deformation of the strips hardly occurs at the time of joining, and there is no need to use an auxiliary member such as a protector. There has been a demand for a manufacturing method and a manufacturing apparatus for continuously joining a manufacturing apparatus, particularly a joining strip obtained by joining different types of long strips in the width direction.

特表平7−505090号公報JP 7-505090 Gazette 特開平10−137952号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-137952 特開平6−224014号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-224014 特開平11−10366号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-10366 特開平11−28582号公報JP-A-11-28582 特開2004−223544号公報JP 2004-223544 A

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工材が板厚の薄い薄板であっても接合が難しくなく、接合品質が高く、接合に際して変形が起こり難く、プロテクターを使用する必要がない、幅方向に突合わせ摩擦攪拌接合して接合板を製造する接合体の製造方法及び製造装置を提供することであり、特に薄く長尺の板材である異種材料の帯板を連続的に幅方向に突合わせ摩擦攪拌接合して長尺の接合帯板を製造する帯板の接合体の製造方法及び製造装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is that joining is not difficult even if the workpieces are thin plates, the joining quality is high, and deformation does not easily occur during joining. It is not necessary to use a protector, and is to provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a joined body in which a joined plate is produced by butt friction stir welding in the width direction, and a dissimilar material that is a particularly thin and long plate material. It is to provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a joined body of strips, in which strips are continuously butted in the width direction and friction stir welded to produce a long joining strip.

請求項1に記載の発明は、帯板1と帯板2とを幅方向に突き合わせて、摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入させて帯板の接合体を製造する方法であって、
前記プローブが埋入される前記帯板1及び前記帯板2の裏側に凸状の曲面を有する裏当てをあてがい、
前記帯板1の側面と前記帯板2の側面とを突き合せて帯板に長さ方向に張力をかけて前記プローブが埋入される前後にわたり前記裏当ての凸状の曲面に沿わせて、
前記側面が突き合わされた帯板1と帯板2が前記プローブの埋入により幅方向に拡がらない様に、前記突き合わされた帯板1と帯板2を幅方向に拘束した状態で、
前記突き合わせ部またはその近傍に摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入し、プロ
ーブに対し相対的に前記帯板1と前記帯板2を帯板の長手方向に移動させて、摩擦攪拌接
合する帯板の接合体の製造方法である。
請求項1に記載の発明によれば、板厚の薄い帯板と帯板とを、接合が難しくなく簡易に
、接合品質高く、プロテクターを使用する必要がなく、接合に際して帯板の変形が起こり
難く、幅方向に突合わせ摩擦攪拌接合して接合帯板を製造することができる。また、長尺
の帯板同士であっても、更に異質材料の帯板同士であっても、突き合わせ摩擦攪拌接合し
て接合体を製造することができる。
The invention according to claim 1 is a method of manufacturing a band plate assembly by abutting the band plate 1 and the band plate 2 in the width direction and embedding a probe of a tool for friction stir welding.
Applying a backing having a convex curved surface to the back side of the strip 1 and the strip 2 in which the probe is embedded,
The side surface of the band plate 1 and the side surface of the band plate 2 are brought into contact with each other and tension is applied to the band plate in the longitudinal direction so that the probe is embedded along the convex curved surface of the backing. ,
In a state in which the butted band plate 1 and the band plate 2 are constrained in the width direction so that the band plate 1 and the band plate 2 with which the side surfaces are butted do not expand in the width direction due to the insertion of the probe,
A friction stir welding tool probe is embedded in or near the abutting portion, and the band plate 1 and the band plate 2 are moved relative to the probe in the longitudinal direction of the band plate to perform friction stir welding. It is a manufacturing method of the joined body of a strip.
According to the invention described in claim 1, it is difficult to join the strip and the strip with a thin plate thickness easily, the joining quality is high, there is no need to use a protector, and the strip is deformed during joining. It is difficult to produce a bonded strip by butt friction stir welding in the width direction. Moreover, even if it is long strips or even strips of different materials, it can be manufactured by butt friction stir welding.

請求項2記載の発明は、帯板1と帯板2とを幅方向に突き合わせて、摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入させて帯板の接合体を製造する方法であって、
前記プローブが埋入される前記帯板1及び前記帯板2の裏側に回転ドラムをあてがい、
前記帯板1の側面と前記帯板2の側面とを突き合せて前記プローブが埋入される前後に
わたり前記回転ドラムの曲面に沿わせて、
前記側面が突き合わされた帯板1と帯板2が前記プローブの埋入により幅方向に拡がらない様に、前記突き合わされた帯板1と帯板2を幅方向に拘束した状態で、
前記突き合わせ部またはその近傍に摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入し、プローブに対し相対的に前記帯板1と前記帯板2を帯板の長手方向に移動させて、摩擦攪拌接合する帯板の接合体の製造方法である。
請求項2に記載の発明によれば、装置が簡単で安価なため、プロテクターを使用せずとも側縁部の変形なく、板厚の薄い、帯板と帯板とを摩擦攪拌接合ができ、変形の無い接合帯板が安価に製造できる。
請求項3記載の発明は、プローブの埋入により前記側面が突き合わされた帯板1と帯板
2が幅方向に拡がらない様に、前記突き合わされた帯板1と帯板2を、前記裏当てに付設
された幅方向拘束具により幅方向に拘束して摩擦攪拌接合することを特徴とする請求項1
または2に記載の帯板の接合体の製造方法である。
請求項3に記載の発明によれば、装置が簡単で安価なため、プロテクターを使用せずと
も側縁部の変形なく、板厚の薄い、帯板と帯板とを摩擦攪拌接合ができ、幅方向拘束具と
の相対速度を抑えることができるので簡易な装置で安定した品質の変形の無い接合帯板が
安価に製造される。

The invention according to claim 2 is a method for producing a bonded body of band plates by abutting the band plate 1 and the band plate 2 in the width direction and embedding a probe of a tool for friction stir welding.
Applying a rotating drum to the back side of the strip 1 and the strip 2 in which the probe is embedded,
Before and after the probe is embedded by abutting the side face of the strip 1 and the side face of the strip 2
Along the curved surface of the rotating drum,
In a state in which the butted band plate 1 and the band plate 2 are constrained in the width direction so that the band plate 1 and the band plate 2 with which the side surfaces are butted do not expand in the width direction due to the insertion of the probe,
A friction stir welding tool probe is embedded in or near the abutting portion, and the band plate 1 and the band plate 2 are moved relative to the probe in the longitudinal direction of the band plate to perform friction stir welding. It is a manufacturing method of the joined body of a strip.
According to the invention described in claim 2, since the apparatus is simple and inexpensive, it is possible to perform friction stir welding between the strip and the strip with a thin plate thickness without deformation of the side edge without using a protector, A bonded strip without deformation can be manufactured at low cost.
In the invention according to claim 3, the abutted band plate 1 and the band plate 2 are arranged so as not to expand in the width direction. 2. The friction stir welding is performed by restraining in the width direction by a width direction restraint attached to the backing.
Or it is a manufacturing method of the joined body of a strip according to 2.
According to the invention described in claim 3, since the apparatus is simple and inexpensive, it is possible to perform friction stir welding between the strip and the strip with a thin plate thickness without deformation of the side edge without using a protector, Since the relative speed with respect to the width direction restraint tool can be reduced, a stable quality-free deformation band plate can be manufactured at low cost with a simple device.

請求項4記載の発明は、帯板の接合体3と、帯板4とを幅方向に突き合わせて、摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入させて三条の帯板の接合体を製造する方法であって、
前記プローブが埋入される前記帯板の接合体3及び帯板4の裏側に凸状の曲面を有する裏当てをあてがい、
前記帯板の接合体3の側面と前記帯板4の側面とを突き合せて前記プローブが埋入される前後にわたり前記裏当ての凸状の曲面に沿わせて、
前記側面が突き合わされた帯板3と帯板4が前記プローブの埋入により幅方向に拡がらない様に、前記突き合わされた帯板の接合体3と帯板4を幅方向に拘束した状態で、
前記突き合わされた帯板の接合体3と帯板4との突き合わせ部またはその近傍に摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入し、プローブに対し相対的に前記帯板の接合体3と前記帯板4を帯板の長手方向に移動させて、摩擦攪拌接合する三条の帯板の接合体の製造方法である。
請求項4に記載の発明によれば、プロテクターを使用せずとも側縁部の変形なく、板厚の薄い、帯板と帯板とを摩擦攪拌接合ができ、接合帯板にさらに帯板を逐次接合できるので、三条以上の接合帯板が製造できる。
The invention according to claim 4 is to manufacture a three-strip strip joined body by butting the strip-joint 3 and the strip 4 in the width direction and embedding a probe of a friction stir welding tool. A method,
Applying a backing having a convex curved surface to the back side of the band plate assembly 3 and the band plate 4 in which the probe is embedded,
Along the convex curved surface of the backing, before and after the probe is embedded by abutting the side surface of the bonded body 3 of the belt plate and the side surface of the belt plate 4,
A state in which the bonded strip 3 and the strip 4 are constrained in the width direction so that the strip 3 and the strip 4 with which the side surfaces are butted do not expand in the width direction due to the insertion of the probe. so,
A probe of a tool for friction stir welding is embedded in or in the vicinity of the butted portion between the butted band plate assembly 3 and the band plate 4, and the band plate union 3 and the band plate relative to the probe. This is a manufacturing method of a three-strip strip bonded body in which the strip 4 is moved in the longitudinal direction of the strip and friction stir welding is performed.
According to the invention described in claim 4, the strip plate and the strip plate having a small thickness can be friction stir welded without deformation of the side edge portion without using a protector. Since it is possible to join sequentially, it is possible to manufacture a joining strip of three or more strips.

請求項5記載の発明は、3以上の複数の帯板を各帯板の幅方向に突き合わせて、摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入させて3以上の複数の帯板の接合体を一挙に製造する方法であって、
前記プローブが埋入される前記全帯板の裏側に凸状の曲面を有する裏当てをあてがい、
前記帯板同士を側面と側面とを突き合せて前記プローブが埋入される前後にわたり前記裏当ての凸状の曲面に沿わせて、
前記側面が突き合わされた帯板の全体の幅が前記プローブの埋入により幅方向に拡がらない様に、前記突き合わされた帯板同士を幅方向に拘束した状態で、
前記帯板と帯板との各突き合わせ部またはその近傍に摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入し、プローブに対し相対的に前記帯板を帯板の長手方向に移動させて、摩擦攪拌接合する3以上の複数の帯板の接合体の製造方法である。
請求項5に記載の発明によれば、プロテクターを使用せずとも側縁部の変形なく、板厚の薄い、帯板と帯板とを摩擦攪拌接合ができ、三条以上の接合帯板が、短い製造ラインで製造できる。
In the invention according to claim 5, three or more strips are butted in the width direction of each strip, and a probe of a tool for friction stir welding is embedded to form a joined body of three or more strips. A method of manufacturing all at once,
Applying a backing having a convex curved surface on the back side of all the strips in which the probe is embedded,
Along the convex curved surface of the backing, before and after the probe is embedded by abutting the side and side surfaces of the strips,
In a state where the abutted band plates are constrained in the width direction so that the entire width of the abutted band plates does not expand in the width direction due to the insertion of the probe,
A probe for a friction stir welding tool is embedded in or near each butting portion between the band plate and the band plate, and the band plate is moved in the longitudinal direction of the band plate relative to the probe to thereby friction stir. It is a manufacturing method of the joined body of a 3 or more strip | belt board to join.
According to the invention described in claim 5, without using a protector, without deformation of the side edge portion, the plate thickness is thin, and the strip plate and the strip plate can be friction stir welded. Can be manufactured on a short production line.

請求項6記載の発明は、摩擦撹拌ツールの回転軸とプローブが帯板に埋入される帯板の接平面とのなす角度が鈍角をなすことを特徴とする、請求項1乃至5に記載の帯板の接合体の製造方法である。
請求項6に記載の発明によれば、薄い帯板と帯板とをプロテクターを使用せずとも側縁部の変形なく摩擦攪拌接合ができ、接合品質の安定した接合帯板が製造できる。
The invention according to claim 6 is characterized in that an angle formed between the rotating shaft of the friction stir tool and the tangent plane of the strip in which the probe is embedded in the strip forms an obtuse angle. It is a manufacturing method of the joined body of a strip.
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to perform the friction stir welding between the thin strip and the strip without using the protector without deformation of the side edge portion, and it is possible to manufacture the joint strip having a stable joining quality.

請求項7記載の発明は、帯板を突き合わせて摩擦攪拌接合する接合装置であって、
巻き取られた帯板1を繰り出すアンコイラー1と、巻き取られた帯板2を繰り出すアンコイラー2と、
前記繰り出された両帯板の側面同士を突合せ、前記突き合わせ部またはその近傍に摩擦攪拌ツールのプローブを埋入させ回転により攪拌し接合する摩擦攪拌装置と、
前記ツールによる前記帯板に対する押圧を帯板の裏面から支えるための凸状の曲面を有する裏当てと、
前記帯板1の側面と前記帯板2の側面とを突き合せて前記プローブが埋入される前後にわたり前記裏当ての凸状の曲面に沿わせるための、帯板に帯板の長手方向に張力を付加する張力付加装置と、
前記側面が突き合わされた帯板1と帯板2が前記プローブの埋入により幅方向に拡がらない様に、前記突き合わされた帯板1と帯薄板2を幅方向に拘束する幅方向拘束具と、
前記摩擦攪拌ツールに対し相対的に突き合わせた帯板を帯板の長手方向に移動させる移動装置と、
を有する帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項7に記載の発明によれば、板厚の薄い帯板と帯板とを、接合が難しくなく簡易に、接合品質高く、プロテクターを使用する必要がなく、接合に際して帯板の変形が起こり難く、幅方向に突合わせ摩擦攪拌接合して接合帯板を製造することができる摩擦撹拌接合装置が提供される。また、長尺の帯板同士であっても、更に異質材料の帯板同士であっても、突き合わせ摩擦攪拌接合して接合体を製造することができる摩擦撹拌接合装置が提供される。
The invention according to claim 7 is a joining apparatus that abuts the strips and performs friction stir welding,
An uncoiler 1 for unwinding the wound strip 1 and an uncoiler 2 for unwinding the wound strip 2;
A friction stirrer that abuts the side surfaces of both of the fed strips, embeds a probe of a friction stir tool in the abutting part or in the vicinity thereof, and stirs and joins by rotation,
A backing having a convex curved surface for supporting pressing against the strip by the tool from the back side of the strip;
In the longitudinal direction of the band plate, the side surface of the band plate 1 and the side surface of the band plate 2 are faced to follow the convex curved surface of the backing before and after the probe is embedded. A tension applying device for applying tension;
A width direction restraint tool for restraining the abutted band plate 1 and the band thin plate 2 in the width direction so that the band plate 1 and the band plate 2 abutted against each other do not expand in the width direction due to the insertion of the probe. When,
A moving device for moving the band plate relatively abutted against the friction stir tool in the longitudinal direction of the band plate;
It is a friction stir welding apparatus of the strip which has.
According to the seventh aspect of the present invention, it is not difficult to join the strip and the strip having a thin plate thickness, the joining quality is high, the use of a protector is not required, and deformation of the strip occurs during joining. It is difficult to provide a friction stir welding apparatus that can manufacture a joining strip by butt friction stir welding in the width direction. Further, there is provided a friction stir welding apparatus capable of manufacturing a joined body by butt friction stir welding, even if they are long strips or different strips of different materials.

請求項8記載の発明は、凸状の曲面を有する裏当てが回転ドラムである請求項7記載の帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項8に記載の発明によれば、裏当て装置が簡単で安価なため、プロテクターを使用せずとも側縁部の変形なく、板厚の薄い、帯板と帯板とを摩擦攪拌接合でき、安定した品質の変形の無い接合帯板が安価に製造できる摩擦撹拌接合装置が提供される。
請求項9記載の発明は、側面同士が突き合わされた帯板1と帯板2とがプローブの埋入により突き合わせた帯板が幅方向に拡がらない様に、前記裏当てに幅方向拘束具が付設されている請求項7または8に記載の帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項9に記載の発明によれば、更に、幅方向拘束具との相対速度を抑えることができるので幅方向の拡大を拘束することが簡単で安価なため、プロテクターを使用せずとも側縁部の変形なく、板厚の薄い帯板と帯板とを摩擦攪拌接合でき、簡易な装置で安定した品質の変形の無い接合帯板が安価に製造できる摩擦撹拌接合装置が提供される。
The invention according to claim 8 is the friction stir welding apparatus for a strip according to claim 7, wherein the backing having a convex curved surface is a rotary drum.
According to the invention described in claim 8, since the backing device is simple and inexpensive, it is possible to friction stir weld the strip and the strip with a thin plate thickness without deformation of the side edge without using a protector. There is provided a friction stir welding apparatus capable of inexpensively producing a bonded strip of stable quality and without deformation.
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided a width direction restraining device on the backing so that the band plate 1 and the band plate 2 whose side surfaces are butted against each other are not expanded in the width direction. Is a friction stir welding apparatus for a strip according to claim 7 or 8.
According to the ninth aspect of the present invention, since the relative speed with the width direction restraint tool can be suppressed, it is easy and inexpensive to restrain the expansion in the width direction. Therefore, the side edge can be used without using a protector. There is provided a friction stir welding apparatus that can frictionally stir and join a thin strip and a strip without deformation of the parts, and that can produce a stable and stable deformation strip without using a simple device.

請求項10記載の発明は、前記幅方向拘束具が、回転ドラムの回転軸に垂直な方向に立設された一のリブと、突き合わせた帯板を挟んで回転ドラムの回転軸に垂直な方向に立設された他のリブと、前記突き合わせた帯板がプローブの埋入により幅方向に拡がらない様に前記リブ間の距離を拘束する拘束具にてなることを特徴とする請求項9記載の帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項10に記載の発明によれば、更に、幅方向の拡大を回転ドラムに立設されたリブで拘束できるので側縁部の変形がなく、簡易、安価に安定した品質の変形の無い接合帯板が安価に製造できる摩擦撹拌接合装置が提供される。
According to a tenth aspect of the present invention, in the direction perpendicular to the rotation axis of the rotating drum, the width direction restraining tool is sandwiched between one rib erected in a direction perpendicular to the rotation axis of the rotating drum and the abutted band plate. The other ribs erected on the plate and the band plate that is abutted against each other are formed by a restraining tool that restrains the distance between the ribs so that the ribs do not expand in the width direction due to the insertion of the probe. It is a friction stir welding apparatus of the described strip.
According to the tenth aspect of the present invention, since the expansion in the width direction can be restrained by the rib standing on the rotating drum, there is no deformation of the side edge portion, and the bonding is simple, inexpensive and stable without deformation. A friction stir welding apparatus capable of manufacturing a strip at a low cost is provided.

請求項11記載の発明は、アンコイラー1に巻き取られている帯板1の突き合わせされる側の側面のなす平面と、アンコイラー2に巻き取られている帯板2の突き合わせされる側の側面のなす平面とが同一の平面を形成し、かつアンコイラー1の回転軸及びアンコイラー2の回転軸が前記同一の平面と垂直に交わることを特徴とする請求項7乃至10のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項11に記載の発明によれば、更に、歪みや捻じれがない接合帯板が製造できる摩擦撹拌接合装置が提供される。
The invention according to claim 11 includes a plane formed by a side surface of the band plate 1 wound around the uncoiler 1 and a side surface of the side surface of the band plate 2 wound up by the uncoiler 2. The strip according to any one of claims 7 to 10, wherein a plane formed by the plane forms the same plane, and a rotation axis of the uncoiler 1 and a rotation axis of the uncoiler 2 intersect with the same plane perpendicularly. This is a friction stir welding apparatus.
According to the eleventh aspect of the present invention, there is further provided a friction stir welding apparatus capable of producing a joining band plate free from distortion and twisting.

請求項12記載の発明は、前記裏当てよりも帯板の下流側に突き合せ接合された帯板を巻き取るリコイラー又はピンチローラーを備え、前記リコイラー又は前記ピンチローラーには、帯板に張力を付与しつつ帯板を下流方向に移動させる機構を備えていることを特徴とする、請求項7乃至11のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項12に記載の発明によれば、更に、帯板を摩擦撹拌ツールに対し確実に帯板の長さ方向に移動させることができる摩擦撹拌接合装置が提供される。
The invention according to claim 12 includes a recoiler or a pinch roller that winds up the band plate that is butt-joined to the downstream side of the band plate from the backing, and the recoiler or the pinch roller has a tension applied to the band plate. The belt stirrer friction stir welding apparatus according to any one of claims 7 to 11, further comprising a mechanism for moving the strip in the downstream direction while applying.
According to the twelfth aspect of the present invention, there is further provided a friction stir welding apparatus capable of reliably moving the strip in the length direction of the strip with respect to the friction stir tool.

請求項13記載の発明は、前記アンコイラーの帯板の繰り出し部分と前記帯板が前記裏当てと接する部分との間に、前記繰り出された帯板が前記ツールの埋入部よりも前記アンコイラーの帯板の繰り出し側に近い部分で裏当てに沿わせるための張力調整ローラーを有し、前記張力調整ローラーは、前記帯板1、2に、前記裏当てに近づける方向に押圧力を付加して、前記回転ドラムに前記帯板1、2を沿わせることを特徴とする請求項8乃至12のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項13に記載の発明によれば、更に、前記回転ドラムに前記帯板をより確実に沿わせることができる摩擦撹拌接合装置が提供される。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the uncoiler band is more stretched between the uncoiler strip portion and the portion where the strip plate contacts the backing than the embedded portion of the tool. It has a tension adjustment roller for following the backing at a portion close to the feeding side of the plate, the tension adjustment roller applies a pressing force to the strips 1 and 2 in a direction approaching the backing, The friction stir welding apparatus for a strip according to any one of claims 8 to 12, wherein the strips 1 and 2 are placed along the rotating drum.
According to invention of Claim 13, the friction stir welding apparatus which can make the said strip | board follow along the said rotating drum more reliably is provided.

請求項14記載の発明は、前記摩擦攪拌接合装置は摩擦攪拌ツール、摩擦攪拌ツールを回転させる駆動機構、摩擦攪拌ツールを回転軸方向に移動させる駆動機構、摩擦攪拌ツールを埋入させるために回転軸方向に荷重を加える荷重機構を備えると共に、帯板の長手方向及び又は幅方向に摩擦攪拌ツールの回転軸の位置を変更しうるように摩擦攪拌ツールの回転軸位置変更駆動機構を有することを特徴とする請求項7乃至13のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項14に記載の発明によれば、更に、摩擦攪拌装置の摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を帯板及び裏当てに対して変更できるので、安定した接合品質を得ることができる摩擦撹拌接合装置が提供される。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the friction stir welding apparatus includes a friction stir tool, a drive mechanism for rotating the friction stir tool, a drive mechanism for moving the friction stir tool in the direction of the rotation axis, and a rotation for embedding the friction stir tool. A load mechanism for applying a load in the axial direction, and a rotation shaft position change drive mechanism for the friction stir tool so that the position of the rotation shaft of the friction stir tool can be changed in the longitudinal direction and / or the width direction of the strip. The strip stirrer welding apparatus according to any one of claims 7 to 13.
According to the invention described in claim 14, since the position of the rotating shaft of the friction stir tool of the friction stirrer can be changed with respect to the belt plate and the backing, the friction stir welding can obtain a stable joint quality. An apparatus is provided.

請求項15記載の発明は、前記回転ドラムが回転軸の位置が帯板の長手方向に変更可能になるよう位置調整機構を有していることを特徴とする請求項8乃至14のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項15に記載の発明によれば、更に、裏当て用回転ドラムの回転軸の位置を変更できるので、接合条件を調整し、安定した接合品質を得ることができる摩擦撹拌接合装置が提供される。
請求項16記載の発明は、前記ツール回転軸が前記回転ドラムの回転軸よりもアンコイラー寄りであることを特徴とする請求項8乃至15のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項16に記載の発明によれば、更に、より安定した接合品質を得ることができる摩擦撹拌接合装置が提供される。
請求項17記載の発明は、前記摩擦攪拌接合部及び又は前記裏当ては、摩擦攪拌接合時の温度を一定に保つための温度調節機構を備えている請求項7乃至16のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項17に記載の発明によれば、季節変動、長時間運転に対しても安定した接合品質を得ることができる摩擦撹拌接合装置が提供される。
The invention according to claim 15 is characterized in that the rotating drum has a position adjusting mechanism so that the position of the rotating shaft can be changed in the longitudinal direction of the strip. It is a friction stir welding apparatus of the described strip.
According to the fifteenth aspect of the present invention, there is further provided a friction stir welding apparatus that can adjust the joining conditions and obtain stable joining quality because the position of the rotating shaft of the backing rotary drum can be changed. The
The invention according to claim 16 is the belt stirrer welding apparatus according to any one of claims 8 to 15, wherein the tool rotation shaft is closer to an uncoiler than the rotation shaft of the rotating drum. .
According to the sixteenth aspect of the present invention, there is further provided a friction stir welding apparatus that can obtain more stable joining quality.
The invention described in claim 17 is the friction stir welded portion and / or the backing provided with a temperature adjusting mechanism for maintaining a constant temperature during the friction stir welding. It is a friction stir welding apparatus for strips.
According to the seventeenth aspect of the present invention, there is provided a friction stir welding apparatus capable of obtaining stable joining quality even with respect to seasonal fluctuations and long-time operation.

請求項18記載の発明は、前記リコイラー又は前記ピンチローラーの下流側に、接合された帯板を打ち抜く打ち抜き機構、切断する切断機構、切削する切削機構、研磨する研磨機構、圧延する圧延機構又はプレスするプレス機構が付帯されている請求項12に記載の帯板の摩擦攪拌接合装置である。
請求項18に記載の発明によれば、打ち抜き機構、切断機項、切削機構、研磨機構、圧延機構、又はプレス機構が付設されているのでライン中で前記各種加工が行える摩擦撹拌接合装置が提供される。
請求項19記載の発明は、前記摩擦攪拌ツールの材質が、Ni基化合物合金にてなることを特徴とする請求項7乃至18のいずれかに記載の帯板の連続摩擦攪拌接合装置である。
請求項19に記載の発明によれば、更に、摩擦攪拌ツールの材質が、Ni基化合物合金にてなるため、長尺の接合が、摩擦攪拌ツール交換の頻度が少なく連続してできる摩擦撹拌接合装置が提供される。
The invention according to claim 18 is a punching mechanism for punching a bonded strip on the downstream side of the recoiler or the pinch roller, a cutting mechanism for cutting, a cutting mechanism for cutting, a polishing mechanism for polishing, a rolling mechanism for rolling, or a press. 13. The friction stir welding apparatus for a strip according to claim 12, wherein a pressing mechanism is attached.
According to the invention described in claim 18, since there is provided a punching mechanism, a cutting machine term, a cutting mechanism, a polishing mechanism, a rolling mechanism, or a press mechanism, there is provided a friction stir welding apparatus capable of performing the various processes in the line. Is done.
The invention as set forth in claim 19 is the continuous friction stir welding apparatus for a strip according to any one of claims 7 to 18, wherein the friction stir tool is made of a Ni-based compound alloy.
According to the nineteenth aspect of the present invention, since the friction stir tool is made of a Ni-based compound alloy, the long stir welding can be continuously performed with a low frequency of friction stir tool replacement. An apparatus is provided.

請求項1に記載の発明によれば、板厚の薄い帯板と帯板とを、接合が難しくなく簡易に、接合品質高く、プロテクターを使用する必要がなく、接合に際して帯板の変形が起こり難く、幅方向に突合わせ摩擦攪拌接合して接合帯板を製造することができる。また、長尺の帯板同士であっても、更に異質材料の帯板同士であっても、突き合わせ摩擦攪拌接合して接合体を製造することができる。   According to the invention described in claim 1, it is difficult to join the strip and the strip with a thin plate thickness easily, the joining quality is high, there is no need to use a protector, and the strip is deformed during joining. It is difficult to produce a bonded strip by butt friction stir welding in the width direction. Moreover, even if it is long strips or even strips of different materials, it can be manufactured by butt friction stir welding.

請求項7に記載の発明によれば、板厚の薄い帯板と帯板とを、接合が難しくなく簡易に、接合品質高く、プロテクターを使用する必要がなく、接合に際して帯板の変形が起こり難く、幅方向に突合わせ摩擦攪拌接合して接合帯板を製造することができる摩擦撹拌接合装置が提供される。また、長尺の帯板同士であっても、更に異質材料の帯板同士であっても、突き合わせ摩擦攪拌接合して接合体を製造することができる摩擦撹拌接合装置が提供される。   According to the seventh aspect of the present invention, it is not difficult to join the strip and the strip having a thin plate thickness, the joining quality is high, the use of a protector is not required, and deformation of the strip occurs during joining. It is difficult to provide a friction stir welding apparatus that can manufacture a joining strip by butt friction stir welding in the width direction. Further, there is provided a friction stir welding apparatus capable of manufacturing a joined body by butt friction stir welding, even if they are long strips or different strips of different materials.

連続摩擦攪拌接合装置200の模式的な正面図。The typical front view of the continuous friction stir welding apparatus 200. FIG. 連続摩擦攪拌接合装置200の模式的な平面図。The typical top view of the continuous friction stir welding apparatus 200. FIG. この連続摩擦攪拌接合装置200を用いて、長尺の帯板1と長尺の帯板2を接合することによって長尺の接合体3を製造する様子を模式的に示す斜視図である。ただし、図3では、アンコイラー4に巻き取られた帯板1の突き合わせされる側の側面のなす平面と、アンコイラー5に巻き取られた帯板2の突き合わせされる側の側面のなす平面が共に同一の平面Fを形成しているため、便宜上、この平面Fよりも奥(斜視した場合の平面の背後)にあるものを破線で示している。It is a perspective view which shows typically a mode that the elongate joined body 3 is manufactured by joining the elongate strip 1 and the elongate strip 2 using this continuous friction stir welding apparatus 200. FIG. However, in FIG. 3, both the plane formed by the side face of the band plate 1 wound around the uncoiler 4 and the plane formed by the side face of the band plate 2 wound up by the uncoiler 5 are both formed. Since the same plane F is formed, for the sake of convenience, what is behind the plane F (behind the plane when viewed in perspective) is indicated by a broken line. 回転ドラム71の一例の要部を模式的に示す平面図であり、図4(a)は、接合のための帯板が存在しない状態、図4(b)は接合作業中の状態である。FIG. 4A is a plan view schematically showing a main part of an example of the rotating drum 71. FIG. 4A shows a state where there is no band plate for joining, and FIG. 4B shows a state during joining work. 摩擦撹拌ツールの回転軸と裏当てに沿わされた帯板の接平面とのなす角度を示す図である。It is a figure which shows the angle which the rotating shaft of a friction stir tool makes with the tangent plane of the strip along the backing. 摩擦攪拌ツールの摩擦撹拌ツール本体611のプローブ612が突合わせ面Pに埋入される様子を説明するための図であり、図4(b)のV−V線断面の端面図をやや拡大した拡大端面図で示した、回転ドラム本体712上に突合わせ面Pが沿わされたものに、摩擦攪拌ツールの摩擦撹拌ツール本体611のプローブ612が突合わせ面Pに埋入される様子を示した説明図である。なお、上記の端面図においては、ボルト731の描画はしていない。It is a figure for demonstrating a mode that the probe 612 of the friction stir tool main body 611 of a friction stir tool is embedded in the butt | matching surface P, and expanded the end elevation of the VV sectional view of FIG.4 (b) slightly. The state in which the probe 612 of the friction stir tool body 611 of the friction stir tool is embedded in the abutting surface P is shown in the enlarged end view in which the abutting surface P is aligned on the rotating drum main body 712. It is explanatory drawing. Note that the bolt 731 is not drawn in the above end view. 連続摩擦攪拌接合装置300の模式的な正面図。The typical front view of the continuous friction stir welding apparatus 300. FIG. 連続摩擦攪拌接合装置300の模式的な平面図。The typical top view of the continuous friction stir welding apparatus 300. FIG. 連続摩擦攪拌接合装置400を用いて、接合作業を行っているところを示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view which shows the place which is performing joining operation | work using the continuous friction stir welding apparatus 400. FIG.

以下、この発明を図1〜3に示した一実施形態を参照して説明する。この実施形態は、この発明に係る連続摩擦攪拌接合装置を用い、帯板を幅方向に接合することにより、長尺の接合体を製造しようとするものである。   The present invention will be described below with reference to an embodiment shown in FIGS. This embodiment is intended to produce a long joined body by joining the strips in the width direction using the continuous friction stir welding apparatus according to the present invention.

本発明における帯板とは、後述する凸状の曲面を有する裏当ての曲面に沿わせることのできる程度の可撓性を有し、回転する摩擦撹拌ツールが埋入されることにより軟化し接合できる材質にてなる一定の厚みを有しかつ一定の幅を有する長尺材をいう。
材質としては摩擦攪拌接合でき、可撓性を有すれば限られないが、金属又は合金及びそれらを母材とする複合材料が好ましく、鉄、鉄系合金、アルミ、アルミ合金、銅、銅合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン、チタン合金、鉄−ニッケル系合金、マンガン合金、Cu−Mn系合金、Ni−Cu系合金、Ni−Cr系合金、Fe−Cr系合金、Mn−Cu−Ni系合金、Pt−Pd−Ag系合金、Pd−Pt系合金、Au−Ag系合金、Au−Pt−Ag系合金、Mn−Cu−Ni系合金が例示される。
The strip in the present invention is flexible enough to follow the curved surface of the backing having a convex curved surface, which will be described later, and is softened and bonded by embedding a rotating friction stir tool. A long material having a certain thickness and a certain width made of a material that can be formed.
The material can be friction stir welded and is not limited as long as it has flexibility, but a metal or an alloy and a composite material using them as a base material are preferable, iron, iron-based alloy, aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy , Magnesium, magnesium alloy, titanium, titanium alloy, iron-nickel alloy, manganese alloy, Cu-Mn alloy, Ni-Cu alloy, Ni-Cr alloy, Fe-Cr alloy, Mn-Cu-Ni alloy Examples include alloys, Pt—Pd—Ag alloys, Pd—Pt alloys, Au—Ag alloys, Au—Pt—Ag alloys, and Mn—Cu—Ni alloys.

厚みは特に限定されないが、10μm〜10mm、好ましくは30μm〜3mmである。幅は特に限定されないが、数mm〜1m、好ましくは10mm〜50mmである。
表面と裏面が平行であることが好ましく、断面形状は特に限られないが平行四辺形、台形等が好ましく、長方形がより好ましい。
また接合する帯板の板厚は同じである必要は必ずしもないが、厚み比は1.5倍以下であることが好ましい。
長さは後述する凸状の曲面を有する裏当ての曲面に張力をかけて沿わせることができる長さ以上あればよく、30cm〜500m、好ましくは、1m〜300m、より好ましくは5m〜200mである。
The thickness is not particularly limited, but is 10 μm to 10 mm, preferably 30 μm to 3 mm. The width is not particularly limited, but is several mm to 1 m, preferably 10 mm to 50 mm.
The front surface and the back surface are preferably parallel, and the cross-sectional shape is not particularly limited, but a parallelogram, a trapezoid, or the like is preferable, and a rectangle is more preferable.
Moreover, although the board thickness of the strip to join is not necessarily the same, the thickness ratio is preferably 1.5 times or less.
The length should just be more than the length which can be stretched along the curved surface of the backing which has the convex curved surface mentioned below, and is 30 cm-500 m, preferably 1 m-300 m, more preferably 5 m-200 m. is there.

接合する帯板の材質は同じものであってもよいが、異質な材料間の接合が接合製品の機能上好ましく、例えば銅の帯板とMn−Cu−Ni系合金の帯板との組み合わせにてなる2条接合あるいは銅の帯板とMn−Cu−Ni系合金の帯板と銅の帯板との3条接合等に好適に用いることができる。   Although the material of the strips to be joined may be the same, joining between different materials is preferable in terms of the function of the joined product, for example, in combination with a strip of copper and a strip of Mn-Cu-Ni alloy Can be suitably used for two-joint bonding or three-joint joining of a copper strip, a Mn-Cu-Ni alloy strip, and a copper strip.

図1は、この連続摩擦攪拌接合装置200の模式的な正面図、図2はその平面図である。図3は、この連続摩擦攪拌接合装置200を用いて、長尺の帯板1と長尺の帯板2を接合することによって長尺の接合体3を製造する様子を模式的に示す斜視図である。ただし、図3では、アンコイラー4に巻き取られた帯板1の突き合わせされる側の側面のなす平面と、アンコイラー5に巻き取られた帯板2の突き合わせされる側の側面のなす平面が共に同一の平面Fを形成しているため、便宜上、この平面Fよりも奥(斜視した場合の平面の背後)にあるものを破線で示している。
尚、以下のいずれの図においても、帯板1、帯板2及び接合体3は装置を構成するものではなく、装置の使用状態を説明するために描いたものである。
FIG. 1 is a schematic front view of the continuous friction stir welding apparatus 200, and FIG. 2 is a plan view thereof. FIG. 3 is a perspective view schematically showing a state in which a long joined body 3 is manufactured by joining the long strip 1 and the long strip 2 using the continuous friction stir welding apparatus 200. It is. However, in FIG. 3, both the plane formed by the side face of the band plate 1 wound around the uncoiler 4 and the plane formed by the side face of the band plate 2 wound up by the uncoiler 5 are both formed. Since the same plane F is formed, for the sake of convenience, what is behind the plane F (behind the plane when viewed in perspective) is indicated by a broken line.
In any of the following drawings, the band plate 1, the band plate 2, and the joined body 3 do not constitute an apparatus, but are drawn for explaining the use state of the apparatus.

連続摩擦攪拌接合装置200は、巻き取られた一の金属製の帯板1を繰り出すアンコイラー4と、巻き取られた他の金属製の帯板2を繰り出す他のアンコイラー5と、前記繰り出された両帯板の側面同士を突合せ、摩擦攪拌ツール61を埋入して摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合装置6と、前記ツール61による前記帯板に対する押圧を帯板の裏面から支えるための裏当て7と、帯板の側面同士が突合せ摩擦攪拌接合された接合帯板である接合体3を巻き取るリコイラー8と、張力調整ローラー9及び張力調整ローラー10を備えている。
アンコイラー4に巻き取られた帯板1の突き合わせされる側の側面のなす平面と、アンコイラー5に巻き取られた帯板2の突き合わせされる側の側面のなす平面は同一の平面Fを形成し、両アンコイラーの回転軸41,51とリコイラーの回転軸81及び張力調整ローラー9の回転軸93と張力調整ローラー10の回転軸103は共に平面Fと垂直に交わっている。尚、前記ツール61の回転軸62は、接合が突き合わせ面上にある場合、すなわちツールオフセットが0の場合には、ツールの回転軸62も前記平面F上にある。
The continuous friction stir welding apparatus 200 is fed with an uncoiler 4 that feeds out one wound metal strip 1 and another uncoiler 5 that feeds out another rolled metal strip 2. A friction stir welding apparatus 6 that butts the side surfaces of both strip plates, embeds a friction stir tool 61 and friction stir welds, and a backing 7 for supporting the pressing against the strip plate by the tool 61 from the back surface of the strip plate. And a recoiler 8, a tension adjusting roller 9 and a tension adjusting roller 10 that wind up the joined body 3 which is a bonded band plate in which the side surfaces of the band plate are butt-fitted and friction stir welded.
The plane formed by the side face of the band plate 1 wound around the uncoiler 4 and the plane formed by the side face of the band plate 2 wound around the uncoiler 5 form the same plane F. The rotating shafts 41 and 51 of both uncoilers, the rotating shaft 81 of the recoiler, the rotating shaft 93 of the tension adjusting roller 9 and the rotating shaft 103 of the tension adjusting roller 10 are perpendicular to the plane F. The rotation axis 62 of the tool 61 is also on the plane F when the joint is on the abutting surface, that is, when the tool offset is zero.

上記アンコイラー4は、モータ部42と回転軸41からなり、回転軸41には帯板1が巻かれており、回転軸41の回転により帯板1が繰り出されるようにされている。上記アンコイラー5は、モータ部52と回転軸51からなり、回転軸51には帯板2が巻かれており、回転軸51の回転により帯板2が繰り出されるようにされている。   The uncoiler 4 includes a motor unit 42 and a rotating shaft 41, and the strip 1 is wound around the rotating shaft 41, and the strip 1 is drawn out by the rotation of the rotating shaft 41. The uncoiler 5 includes a motor unit 52 and a rotary shaft 51, and the strip 2 is wound around the rotary shaft 51, and the strip 2 is fed out by the rotation of the rotary shaft 51.

アンコイラーは繰り出しに抵抗の無いものを用いてもよいが、その場合には別途張力を与える機構が必要で、例えばロールとロールで帯板を挟みロールが駆動回転するピンチロールのようなものを組み合わせて用いてもよい。
アンコイラーから帯板を繰り出すことに対する調整された抵抗力を有すれば、帯板に対し一定の張力を与えることができ、上記ピンチロールは不要となるため、上記アンコイラー4及び5には、帯板1及び2に張力を付与する張力付加装置機構を備えていることが好ましい。このような張力を付与する機構としては、例えば、モータの電磁力や、ブレーキによる摩擦などのトルクを発生、制御する機構が挙げられる。本実施の形態におけるアンコイラー4及び5には帯板1及び2に張力を付与する張力付加装置機構が備わっている。
An uncoiler that does not have resistance to feeding may be used, but in that case, a mechanism to separately apply tension is required, for example, a combination of a roll and a pinch roll that the roll is driven and sandwiched by a roll. May be used.
If there is an adjusted resistance against feeding the strip from the uncoiler, a constant tension can be applied to the strip, and the pinch roll is not necessary. It is preferable to provide a tension applying device mechanism that applies tension to 1 and 2. Examples of such a mechanism that applies tension include a mechanism that generates and controls torque such as electromagnetic force of a motor and friction caused by a brake. The uncoilers 4 and 5 in the present embodiment are provided with a tension applying device mechanism that applies tension to the strips 1 and 2.

上記摩擦攪拌接合装置6は、摩擦攪拌ツール61を有しており、この摩擦攪拌ツール61(具体的には、後述の摩擦撹拌ツール本体611のプローブ612)を、両帯板の側面同士を突合せた突合せ面に埋入して摩擦攪拌接合する。   The friction stir welding apparatus 6 has a friction stir tool 61. Specifically, the friction stir tool 61 (specifically, a probe 612 of a friction stir tool main body 611 described later) is abutted against the side surfaces of both belt plates. Friction stir welding is performed by embedding in the abutted surfaces.

摩擦攪拌接合に用いる摩擦攪拌ツール61は、摩擦攪拌接合するための回転と押し当て力を付与するための摩擦撹拌ツール本体611の先端に円柱状の回転子の端面、ショルダー面と称される、を有し、更にショルダー面に突設されたプローブ612を有している。本発明において、ショルダー面の形状は限定されず、平面、回転対称な凸な曲面、逆に回転対称な凹面又は渦巻き状の凹凸が形成された面等が用いられるが、回転軸に垂直な平面が好ましい。ショルダー面の外周の形状も特に限定されないが円形が好ましく用いられる。本実施の形態においてショルダー面は摩擦撹拌ツールの回転軸に垂直な平面状であり、外周は円形である。   The friction stir tool 61 used for the friction stir welding is referred to as an end face of a cylindrical rotor, a shoulder surface at the tip of the friction stir tool main body 611 for applying rotation and pressing force for friction stir welding. And a probe 612 protruding from the shoulder surface. In the present invention, the shape of the shoulder surface is not limited, and a flat surface, a rotationally symmetric convex curved surface, conversely a rotationally symmetric concave surface or a surface on which spiral concavities and convexities are formed, etc., but a plane perpendicular to the rotational axis is used. Is preferred. The shape of the outer periphery of the shoulder surface is not particularly limited, but a circular shape is preferably used. In the present embodiment, the shoulder surface has a planar shape perpendicular to the rotation axis of the friction stir tool, and the outer periphery is circular.

摩擦撹拌接合により、帯板1と帯板2の側面同士を接合するには、帯板1と帯板2の側面同士を突き合わせ、突き合わせ部又はその近傍に帯板表面から回転する上記摩擦攪拌ツール61のプローブ612を埋入して、ショルダー面下及びプローブが埋入された部分を可塑化させることにより行う。   In order to join the side surfaces of the band plate 1 and the band plate 2 by friction stir welding, the side surfaces of the band plate 1 and the band plate 2 are abutted to each other, and the friction agitation tool is rotated from the surface of the band plate to the butted portion or its vicinity. This is performed by embedding 61 probes 612 and plasticizing the portion under the shoulder surface and the probe.

本発明において、プローブの形状も限定されない。通常円柱状、円錐台状、半球状等のものが用いられるが、撹拌効率を上げるためねじ状、断面多角形状、切削刃をプローブの回転軸に対し垂直に突出形成させたもの等が用いられてもよい。本実施の形態においてプローブは回転軸を中心とする円柱状である。   In the present invention, the shape of the probe is not limited. Usually, cylindrical, frustoconical, hemispherical, etc. are used, but in order to increase the stirring efficiency, a screw, a polygonal cross section, or a cutting blade that protrudes perpendicularly to the probe rotation axis is used. May be. In the present embodiment, the probe has a cylindrical shape centered on the rotation axis.

摩擦撹拌ツールの材質は限定されないが、高温での連続加工に耐えるものが好ましく、接合対象となる抵抗合金や導電率の高い金属導体と化学的に親和して溶解したり反応したりしない材質のものが好ましい。このため例えばNi基合金等が好ましい。   The material of the friction stir tool is not limited, but is preferably one that can withstand continuous processing at high temperatures, and it does not dissolve or react chemically with the resistance alloy to be joined or the metal conductor with high conductivity. Those are preferred. For this reason, for example, a Ni-based alloy or the like is preferable.

中でも原子パーセントで、Niが71.5%、Alが2%から9%、Vが10%から17%の範囲であるNi基2重複相金属間化合物合金が好ましい。
更に、Niを主成分とし且つAl:2〜9原子%,V:10〜17原子%,(Ta及び/又はW):0.5〜8原子%,Nb:0〜6原子%,Co:0〜6原子%,Cr:0〜6原子%を含む合計100原子%の組成の合計重量に対してB:10〜1000重量ppmを含むNi基金属間化合物合金又は、更にReを含む合金が好ましい。本実施の形態ではNi基金属間化合物合金を用いている。
Among these, an Ni-based double-duplex intermetallic compound alloy in which Ni is 71.5%, Al is 2% to 9%, and V is 10% to 17% is preferable.
Further, Ni is the main component and Al: 2 to 9 atomic%, V: 10 to 17 atomic%, (Ta and / or W): 0.5 to 8 atomic%, Nb: 0 to 6 atomic%, Co: An Ni-based intermetallic alloy containing B: 10 to 1000 ppm by weight, or an alloy containing Re, with respect to the total weight of the composition of 0 to 6 atom%, Cr: 0 to 6 atom% and a total of 100 atom% preferable. In this embodiment, a Ni-based intermetallic compound alloy is used.

突き合わせ接合するためのプローブを埋入させるための摩擦攪拌ツールの回転軸の位置は帯板と帯板との突き合わせ部または、僅かにいずれかの帯板に偏っていてもよい。偏っている場合、突き合わせ面からの回転軸との距離をツールオフセット量というが、ツールオフセット量はプローブの半径以下であることが好ましい。   The position of the rotating shaft of the friction stir tool for embedding the probe for butt joining may be biased to the butt portion between the band plates and the band plate or slightly to any one of the band plates. If they are biased, the distance from the abutting surface to the rotation axis is referred to as a tool offset amount, but the tool offset amount is preferably equal to or less than the radius of the probe.

ところで一般に摩擦撹拌接合では、プローブの回転方向と接合方向とが一致している側を「AD側、AS側、前進側又はアドバンシングサイド( a d v a n c i n g s i d e )」と呼び、一方、このアドバンシングサイドとは反対の側を「RT側、RS側、後退側又はリトリーティングサイド( r e tre a t i n g s i d e )」と呼ぶ。   By the way, in general, in friction stir welding, the side on which the rotation direction of the probe and the joining direction coincide with each other is referred to as “AD side, AS side, forward side, or advanced side (adv a c nc ng s i d e). On the other hand, the side opposite to this advancing side is referred to as “RT side, RS side, retreat side or retreating side (re ret ti ng s ide)”.

例えば、抵抗合金よりなる帯板と導電性金属よりなる帯板の側面同士を接合するには、導電性金属よりなる帯板をアドバンシングサイド(AD側又はAS側)に配して突き合わせ摩擦攪拌接合することが好ましい。
特に前記抵抗合金がCu86%、 Mn12%、Ni2%からなる合金であり、前記導電率の高い金属導体がCu(銅)である場合は銅の帯板をアドバンシングサイド(AD側又はAS側)に配して突き合わせ摩擦攪拌接合することが好ましい。
For example, in order to join the side surfaces of a strip made of a resistance alloy and a strip made of a conductive metal, the strip made of a conductive metal is disposed on the advanced side (AD side or AS side) and butt friction stir It is preferable to join.
In particular, when the resistance alloy is an alloy composed of Cu 86%, Mn 12%, Ni 2%, and the metal conductor with high conductivity is Cu (copper), the copper strip is advanced side (AD side or AS side). It is preferable that the butt friction stir welding is performed.

又 この場合摩擦撹拌ツールの回転軸の中心は導電性金属よりなる帯板上又は突き合わせ面上であることが好ましい。摩擦撹拌ツールの回転軸の中心が抵抗合金よりなる薄板状体上にある場合は接合品質の良好なものが得られない場合があるからである。   In this case, the center of the rotating shaft of the friction stirrer is preferably on the strip made of conductive metal or on the butt surface. This is because when the center of the rotating shaft of the friction stirrer is on a thin plate-like body made of a resistance alloy, it may not be possible to obtain a product with good bonding quality.

次に裏当てにつき説明する。摩擦撹拌ツールから帯板に対して、摩擦攪拌するための帯板の表面から裏面に向けて強い荷重がかかる。したがって摩擦撹拌ツールの裏側には裏当てがあてがわれる。本願発明が対象とする薄い被加工材である帯板の加工においては荷重を支え変形を防ぐためには摩擦撹拌ツールの直裏のみでは足らず広い面積で帯板を支えることが必要である。   Next, the backing will be described. A strong load is applied from the front surface to the back surface of the band plate for friction stirring from the friction stir tool to the band plate. Therefore, a backing is applied to the back side of the friction stir tool. In the processing of a strip which is a thin workpiece that is the subject of the present invention, in order to support a load and prevent deformation, it is necessary to support the strip in a wide area rather than just behind the friction stir tool.

本願発明の裏当てには凸状の曲面を有する裏当てが用いられる。帯板の裏面を裏当てに沿わせて摩擦攪拌接合する。したがって凸状の曲面とは帯板の裏面に対し帯板の長さ方向に凸状に反った曲面であって、曲率が小さい即ち曲率半径が大きくゆるやかな曲面であることが好ましい。   For the backing of the present invention, a backing having a convex curved surface is used. Friction stir welding is performed with the back of the strip along the backing. Therefore, the convex curved surface is preferably a curved surface that is curved in a convex shape in the length direction of the band plate with respect to the back surface of the band plate, and is a curved surface having a small curvature, that is, a large curvature radius.

曲率半径の大きさは帯板が張力で曲面に沿わされることができれば限られないが、硬く厚い金属帯板を接合するには10cm以上が好ましい。曲率半径の上限は限られないが、装置の製造コスト上、製造ラインのレイアウト上、数m以下が好ましく、30cm以上1m以下がより好ましい。   The size of the radius of curvature is not limited as long as the strip can be bent along the curved surface by tension, but is preferably 10 cm or more for joining a hard and thick metal strip. Although the upper limit of the radius of curvature is not limited, it is preferably several meters or less, more preferably 30 cm or more and 1 m or less in terms of the manufacturing cost of the apparatus and the layout of the manufacturing line.

裏当ての凸状の曲面における帯板の幅方向成分は直線であり、長さ方向に帯板に対して凸の曲面(幅方向が直線であり、長さ方向の断面が円、楕円、放物線、双曲線等の一部またはその組み合わせをなすような場合(二次曲面))になっていることが好ましい。ただし、凸状の曲面の一部に滑らかに接する平面が含まれていても、始点と終点が少なくとも上記曲面を有しており全体として凸状の曲面を形成したものであってもよい。   The width direction component of the strip on the convex curved surface of the backing is a straight line, and the curved surface convex in the length direction with respect to the strip (the width direction is a straight line, and the cross section in the length direction is a circle, an ellipse, or a parabola. It is preferable that a part of a hyperbola or a combination thereof (a quadric surface) is formed. However, even if a plane that smoothly touches a part of the convex curved surface is included, the starting point and the end point may have at least the curved surface, and may form a convex curved surface as a whole.

凸状の曲面の帯板の幅方向に相当する成分が直線のため、凸状の曲面の各部分において曲率中心が定まる。円筒状の面の場合、曲率中心は中心軸である。   Since the component corresponding to the width direction of the convex curved strip is a straight line, the center of curvature is determined in each portion of the convex curved surface. In the case of a cylindrical surface, the center of curvature is the central axis.

このような裏当てはたとえば細い径のローラーを密に並べローラーの外周面の包絡線が前記縦方向の断面が円、楕円、放物線、双曲線等の一部をなすようなものであってもよいが、構造が複雑になり、やはり帯板とは線接触にとどまり面接触しないため、回転ドラムや、無限軌道をなすベルト等のように連続した面で荷重を支えることが好ましく、帯板の接する面が円筒の側面をなす曲面のものすなわち回転ドラムが製造も運転も容易なため好ましい。   Such a backing may be one in which, for example, narrow diameter rollers are closely arranged and the envelope of the outer peripheral surface of the rollers forms a part of the longitudinal cross section such as a circle, ellipse, parabola, hyperbola, etc. However, since the structure becomes complicated and the belt plate is not in line contact with the belt plate, it is preferable to support the load on a continuous surface such as a rotating drum or a belt that forms an endless track. A curved surface having a cylindrical side surface, that is, a rotating drum is preferable because it is easy to manufacture and operate.

帯板の裏面は裏当てに沿わされる。沿うとは裏当てと帯板が線あるいはごくわずかな面積で接するのではなく、摩擦撹拌ツールが埋入される近傍で、帯板が裏当てと面接触している状態をいう。摩擦撹拌ツールによる荷重による帯板の厚み方向の変形を防ぐためである。
裏当てに沿わせる前後で帯板に長さ方向に張力をかけて沿わせることが、帯板が裏当ての凸状面に均一に密着するため好ましい。沿わせるために板の表面からローラー等で押しつけることを併用してもよい。
摩擦撹拌ツールの埋入される箇所の前後にわたって帯板の長さ方向に数mm〜数m、好ましくは10cm〜1m、より好ましくは、20cm〜50cm、帯板が裏当てに面接触していることが好ましい。面接触することにより、摩擦撹拌ツールからの荷重が分散され厚み方向の変形が有効に抑止されるからである。
更に面接触した状態では、裏当てに沿わされた帯板の側面を、摩擦撹拌ツール埋入による幅方向への拡大を阻止するため、帯板側面を幅方向に拘束する必要がある。有効に阻止できなければやはり変形を生じるからである。この場合帯板側面を点状に拘束すると応力が集中して帯板の側縁が変形しやすくなるが、少なくとも沿わされた側面全体を拘束することにより、側面の変形を有効に防ぐことができるという効果も有する。
The back of the strip is lined with the backing. The term “along” refers to a state in which the backing plate and the backing plate are in surface contact with each other in the vicinity where the friction stir tool is embedded, instead of contacting the backing plate with the line or in a very small area. This is to prevent deformation in the thickness direction of the strip due to the load by the friction stir tool.
It is preferable that the strip is stretched along the longitudinal direction before and after being placed along the backing because the strip is uniformly adhered to the convex surface of the backing. In order to keep it along, pressing with a roller or the like from the surface of the plate may be used in combination.
Several mm to several m, preferably 10 cm to 1 m, more preferably 20 cm to 50 cm, and more preferably 20 cm to 50 cm in the length direction of the band plate before and after the place where the friction stir tool is embedded, and the band plate is in surface contact with the backing. It is preferable. This is because the load from the friction stir tool is dispersed and the deformation in the thickness direction is effectively suppressed by the surface contact.
Further, in the state of surface contact, it is necessary to restrain the side surface of the strip in the width direction in order to prevent the side surface of the strip along the backing from expanding in the width direction due to the friction stir tool insertion. This is because if it cannot be effectively prevented, deformation occurs. In this case, if the side surface of the strip is constrained to a point, stress is concentrated and the side edge of the strip is easily deformed. However, by restraining at least the entire side surface, deformation of the side surface can be effectively prevented. It also has the effect.

裏当て面に沿わされた帯板と、帯板が沿わされている裏当ての表面部分とは速度差がないように等速で摩擦撹拌ツールに対し相対的に移動することが好ましい。速度差があれば帯板と裏当て面との間で摩擦が生じ、裏当てまたは接合製品に減耗または、傷付きが発生するおそれがあるからである。したがって、裏当てはその帯板に接する表面が帯板と等速で移動するように駆動されるか、もしくは、摩擦撹拌ツールから強い荷重及び帯板を裏当てに沿わせるための張力がかかっているので、裏当て面に沿わされた帯板と、帯板が沿わされている裏当ての表面部分とが等速になるように、帯板が沿わされた裏当て面が自由に抵抗なく摩擦攪拌ツールに対し移動するものが好ましい。特に、裏当てが回転するものであれば、回転自在にして低負荷で回転するようにして帯板と同速の周速になるように連れまわりできるものが、回転させるための駆動系や微妙な速度制御が不要になるため好ましい。   It is preferable that the strip along the backing surface and the surface portion of the backing along which the strip is placed move at a constant speed relative to the friction stir tool so that there is no difference in speed. This is because if there is a difference in speed, friction occurs between the band plate and the backing surface, and the backing or bonded product may be worn out or damaged. Therefore, the backing is driven so that the surface in contact with the strip moves at the same speed as the strip, or a strong load is applied from the friction stir tool and tension is applied to bring the strip along the backing. Therefore, the backing surface along the strip is free to rub without resistance so that the strip along the backing surface and the surface portion of the backing along the strip are at the same speed. Those that move relative to the stirring tool are preferred. In particular, if the backing rotates, it can rotate freely and rotate at a low load so that it can be rotated to the same peripheral speed as the strip. This is preferable because it is not necessary to perform speed control.

前記裏当ては、摩擦攪拌接合時の温度を一定に保つための温度調節機構を備えていることが好ましい。季節変動、長時間運転に対しても安定した接合品質を得ることができるからである。   The backing preferably includes a temperature adjusting mechanism for maintaining a constant temperature during friction stir welding. This is because stable bonding quality can be obtained even with seasonal fluctuations and long-time operation.

次に、幅方向に拘束する方法及び装置につき説明する。
帯板1の側面と帯板2の側面とを突き合せて前記プローブが埋入される前後にわたり前記裏当ての凸状の曲面に沿わせて、前記側面が突き合わされた帯板1と帯板2が前記プローブの埋入により幅方向に拡がらない様に、前記突き合わされた帯板1と帯板2を幅方向に拘束した状態で、前記突き合わせ部またはその近傍に摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入して接合する。
Next, a method and apparatus for restraining in the width direction will be described.
The band plate 1 and the band plate that are faced to each other along the convex curved surface of the backing before and after the probe is embedded by butting the side surface of the band plate 1 and the side surface of the band plate 2 2 is a tool for friction stir welding at or near the butted portion in a state in which the butted strips 1 and 2 are restrained in the width direction so that they do not spread in the width direction due to the insertion of the probe. Insert the probe and join.

拘束しなければ、摩擦撹拌接合用のツールのプローブが埋入されることにより幅方向に拡大しようとし、接合品が変形してしまうからである。
幅方向の拘束は、プローブが埋入される前後にわたり前記裏当ての凸状の曲面に沿わされた帯板に対して行う。
幅方向に拘束する方法については限られず、例えば帯板の表面から、帯板の長さ方向に平行な回転軸を有する複数の回転する弾性圧力ローラーにより拡がるのを防ぐこともできる。
If not restrained, the probe of the tool for friction stir welding is embedded so as to expand in the width direction, and the joined product is deformed.
The restraint in the width direction is performed on the band plate along the convex curved surface of the backing before and after the probe is embedded.
The method of restraining in the width direction is not limited. For example, it is possible to prevent the belt from spreading from the surface of the band plate by a plurality of rotating elastic pressure rollers having a rotation axis parallel to the length direction of the band plate.

また、裏当てとは別に、裏当てに沿わされた帯板の側面を帯板の側面に添った幅方向拘束具にて拘束又は押圧して拡張を防いでもよい。ただ、帯板の移動に対し幅方向拘束具が固定したものであると、幅方向拘束具と帯板の側面との間で摩擦が生じるため、これを避けるためには幅方向拘束具も帯板乃至接合された帯板と等速で移動可能なものが好ましく、例えば裏当てが回転ドラムの場合には、幅方向拘束具も、回転ドラムの回転軸と同じ回転軸を有する、内径が回転ドラムと略同径の回転ドラムの円筒の底面に相当する面に隣接する輪体であって、輪体の側面が帯板の側面に接し押圧または拘束するようになっているものであってもよい。   Further, apart from the backing, expansion may be prevented by restraining or pressing the side surface of the strip along the backing with a width direction restraint along the side of the strip. However, if the width direction restraint is fixed with respect to the movement of the band plate, friction occurs between the width direction restraint and the side surface of the band plate. It is preferable that the plate or the bonded strip can move at a constant speed. For example, when the backing is a rotary drum, the width direction restraint also has the same rotation axis as the rotation axis of the rotation drum, and the inner diameter rotates. Even if the ring body is adjacent to the surface corresponding to the bottom surface of the cylinder of the rotating drum having substantially the same diameter as the drum, the side surface of the ring body is in contact with the side surface of the belt plate and is pressed or restrained. Good.

中でも、裏当てに幅方向に拘束する幅方向拘束具が備わっているのが、装置が簡単で確実に拘束できかつ同速であれば摩擦もないのでより好ましい。
裏当ての凸状の面に、突き合わせた帯板の幅に略等しい幅で、深さが略帯板の厚さの溝を設け、溝中を突き合わせた帯板が溝中で凸状の面に沿わされた状態でツールを埋入させてもよいし、裏当ての凸状の面に両側に突き合わせた帯板の幅の間隔をあけた略帯板の厚さまたはそれ以上の厚さの帯体を設け、帯体間で突き合わせた帯板が溝中で凸状の面に沿わされた状態でツールを埋入させてもよい。
Among them, it is more preferable that the backing is provided with a width direction restraining tool for restraining in the width direction because the device can be restrained easily and reliably and there is no friction if the speed is the same.
On the convex surface of the backing, a groove having a width substantially equal to the width of the abutted band plate and a depth of approximately the thickness of the band plate is provided, and the band plate abutted in the groove is a convex surface in the groove The tool may be embedded in a state of being stretched along, or the thickness of the strip approximately equal to or greater than the width of the strip that is abutted on both sides to the convex surface of the backing. A band may be provided, and the tool may be embedded in a state in which a band plate abutted between the bands is aligned with a convex surface in the groove.

裏当てに幅方向に拘束する幅方向拘束具としては幅方向に拡大するのに対抗する押圧力を与える機構を有するものであってもよい。
例えば、突き合わせた帯板が回転ドラムに沿わされた部分の片側面を幅方向に固定し、突きあわされた帯板の反対方向の側面から押圧する機構等が挙げられる。押圧する手段は限定されないが、例えば、ばね材を介して締め付け力を得る方法などが挙げられる。
The width direction restraining tool that restrains the backing in the width direction may have a mechanism that applies a pressing force against the expansion in the width direction.
For example, there may be mentioned a mechanism in which one side surface of the portion where the abutted strip is along the rotary drum is fixed in the width direction and pressed from the opposite side surface of the abutted strip. Although the means to press is not limited, For example, the method of obtaining clamping | tightening force via a spring material etc. are mentioned.

本実施の形態の裏当て7は、帯板の幅方向の拡大を防ぐ幅方向拘束具を備えた回転可能な円筒形をした回転ドラム71であり、前記回転ドラム71の曲面状をしている側面部分に、前記帯板1,2及び接合された帯板である接合体3が沿わされ、前記回転ドラム71が前記帯板1,2及び接合された帯板である接合体3と連れ回りされるようになっているものである。温度調節は温度調整用のヒーター又はチラー、あるいは、一定温度の熱媒体を通過させることにより行うことができる。本実施の形態ではヒーターとチラーの組み合わせにより温度調節している。   The backing 7 of the present embodiment is a rotatable cylindrical rotating drum 71 provided with a width direction restraining tool that prevents the band plate from expanding in the width direction, and has a curved surface shape of the rotating drum 71. The strips 1 and 2 and the joined body 3 which is a joined strip are provided along a side surface portion, and the rotary drum 71 is rotated together with the strips 1 and 2 and the joined body 3 which is a joined strip. It is something that has come to be. The temperature can be adjusted by passing a temperature adjusting heater or chiller or a heat medium having a constant temperature. In this embodiment, the temperature is adjusted by a combination of a heater and a chiller.

前記回転ドラム71は、その回転軸711の位置が帯板1,2の長さ方向に変更可能になるように位置調整機構を有していることが好ましい。本実施の形態では回転ドラムの回転軸が沿わされる帯板の長さ方向に前後に移動可能なようにスライドできその位置が固定可能なようにされている。この回転ドラムについては、後に、詳しく述べる。   The rotating drum 71 preferably has a position adjusting mechanism so that the position of the rotating shaft 711 can be changed in the length direction of the strips 1 and 2. In this embodiment, the rotary shaft of the rotary drum can be slid so as to be movable back and forth in the length direction of the strip along which the rotary shaft is aligned, and its position can be fixed. This rotating drum will be described in detail later.

帯板の側面同士が突合せ摩擦攪拌接合された接合帯板である接合体3を巻き取るリコイラー8は、モータ部82と回転軸81と巻き取り駆動部と、張力調整機構とからなり、回転軸81の回転により接合体3が巻きとられるようにされている。
リコイラーにおいても、巻き取り張力調整機構を有しているものが好ましいため、モータの電磁力や、ブレーキによる摩擦などのトルクを発生、制御する機構の調整機構が付設されている。別途張力を与える機構、例えばロールとロールで接合された帯板を挟みロールが回転することにより接合された帯板に張力を与えつつ接合された帯板の長さ方向に送るピンチローラーのようなものでもよいが、長尺の場合、後に巻き取る必要が生じるので、調整された巻き取り張力を有するリコイラーを用いることが簡易で好ましい、
このため、本実施の形態のリコイラー8は巻き取り力を有しその巻き取り力が調整可能にされている。リコイラー8の調整された巻き取り力により、帯板を裏当てに沿わせる一定の張力を付加することができ、かつアンコイラーと同調することにより、一定の張力を与えた状態で帯板を摩擦撹拌ツールに対し移動させることができる。
The recoiler 8 that winds up the joined body 3 which is a joining strip plate in which the side surfaces of the strip plate are butt-friction-stirred and joined is composed of a motor unit 82, a rotary shaft 81, a winding drive unit, and a tension adjusting mechanism. The joined body 3 is wound by the rotation of 81.
Since the recoiler also preferably has a winding tension adjusting mechanism, an adjusting mechanism for a mechanism for generating and controlling the electromagnetic force of the motor and torque such as friction caused by a brake is attached. A mechanism that gives a separate tension, such as a pinch roller that feeds in the length direction of the joined strip while applying tension to the joined strip by sandwiching the roll and the strip joined by the roll Although it may be a long one, since it is necessary to wind later, it is simple and preferable to use a recoiler having an adjusted winding tension.
For this reason, the recoiler 8 of this embodiment has a winding force, and the winding force can be adjusted. By adjusting the winding force of the recoiler 8, a constant tension can be applied to the strip along the backing, and by synchronizing with the uncoiler, the strip can be frictionally agitated with a constant tension applied. It can be moved relative to the tool.

前記リコイラーの下流側若しくはリコイラーの代わりにあるいはリコイラーとの間に、帯板を移動させるための駆動機構としてピンチローラーを設け、その下流側に、接合された帯板を打ち抜く打ち抜き機構、切断する切断機構、切削する切削機構、研磨する研磨機構、圧延する圧延機構又はプレスするプレス機構を設け、接合された帯板を、打ち抜き、切断、切削、研磨、圧延またはプレス等することもできる。このような接合体のライン内二次加工においては、二次加工工程をライン速度に同期させておくことが好ましい。   A pinch roller is provided as a drive mechanism for moving the belt plate downstream of the recoiler or in place of or between the recoiler, and a punching mechanism for punching the joined belt plate on the downstream side, cutting for cutting. A mechanism, a cutting mechanism for cutting, a polishing mechanism for polishing, a rolling mechanism for rolling, or a pressing mechanism for pressing can be provided, and the joined strip can be punched, cut, cut, ground, rolled, pressed, or the like. In such in-line secondary processing of the joined body, it is preferable to synchronize the secondary processing step with the line speed.

連続摩擦攪拌接合装置200において、アンコイラー4に巻き取られた帯板1の突き合わせされる側の側面のなす平面と、アンコイラー5に巻き取られた帯板2の突き合わせされる側の側面のなす平面は同一の平面Fを形成し、両アンコイラーの回転軸41,51とリコイラーの回転軸81及び張力調整ローラー9の回転軸93と張力調整ローラー10の回転軸103は共に平面Fと垂直に交わっている。   In continuous friction stir welding apparatus 200, the plane formed by the side surface of the band plate 1 wound around the uncoiler 4 and the side surface of the band plate 2 wound around the uncoiler 5 is formed by the side surface. Form the same plane F, and the rotation shafts 41 and 51 of both uncoilers, the rotation shaft 81 of the recoiler, the rotation shaft 93 of the tension adjusting roller 9 and the rotation shaft 103 of the tension adjusting roller 10 both intersect perpendicularly with the plane F. Yes.

上記の平面Fを説明するために、図3の斜視図において、便宜上、この平面Fよりも奥(斜視した場合の平面の背後)にあるものを破線で示している。また、この平面Fよりも手前にあるものは実線で示した。尚、前記ツール61の回転軸62は、接合が突き合わせ面上にある場合、すなわちツールオフセットが0の場合には、前記ツールの回転軸62も前記平面F上にある。図3はツールオフセットが0の場合を示している。図3では、一の金属製帯板1の側面と、前記側面と突合せされる他の金属製の帯板2の側面が突き合わされた突合せ面Pを含む平面も上記の平面F上にある。   In order to explain the plane F described above, in the perspective view of FIG. 3, for the sake of convenience, what is behind the plane F (behind the plane when viewed in perspective) is indicated by a broken line. In addition, what is in front of the plane F is indicated by a solid line. The rotation axis 62 of the tool 61 is also on the plane F when the joint is on the abutting surface, that is, when the tool offset is zero. FIG. 3 shows a case where the tool offset is zero. In FIG. 3, the plane including the abutting surface P where the side surface of one metal strip 1 and the side surface of another metal strip 2 butted against the side surface are abutted is also on the plane F.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置200は、好ましくは、前記アンコイラー4,5の帯板の繰り出し部分43、53と、前記帯板が前記回転ドラム71と接する部分との間に、更に裏当てに沿わせるための裏当て方向に押しつける成分を有する張力を付加できるように張力調整ローラー9を有し、前記張力調整ローラー9の外周面91の最低部92は、前記両部分を結ぶ平面(すなわち、アンコイラーの帯板の繰り出し部分と前記帯板が前記回転ドラムと接する部分を結ぶ平面のこと。アンコイラーの帯板の繰り出し部分は、アンコイラーの外周面に沿って1本の直線で表され、帯板が前記回転ドラムと接する部分も回転ドラムの外周面(回転ドラムの曲面状をしている側面部のこと)に沿って1本の直線で表されるが、この2つの直線を結ぶ平面のこと)よりも下方に位置されており、前記張力調整ローラー9の下面に前記帯板1,2を沿わせてから、前記回転ドラム71に前記帯板1,2を沿わせるようにされている。すなわち、前記張力調整ローラー9は、前記帯板1、2に、前記裏当てに近づける方向に押圧力を付加して、前記回転ドラムに前記帯板1、2を沿わせる。   The continuous friction stir welding apparatus 200 according to the present invention is preferably further backed between the feeding portions 43 and 53 of the strips of the uncoilers 4 and 5 and the portion where the strips are in contact with the rotating drum 71. The tension adjusting roller 9 has a tension adjusting roller 9 so that a tension having a pressing component in the backing direction for alignment can be applied, and the lowest portion 92 of the outer peripheral surface 91 of the tension adjusting roller 9 is a plane connecting the two parts (that is, The flat surface connecting the uncoiler strip feed part and the part where the strip comes into contact with the rotating drum, and the uncoiler strip feed part is represented by a straight line along the outer surface of the uncoiler. The portion in contact with the rotating drum is also represented by one straight line along the outer peripheral surface of the rotating drum (the side surface portion having the curved surface of the rotating drum). The strips 1 and 2 are placed along the lower surface of the tension adjusting roller 9, and the strips 1 and 2 are placed along the rotary drum 71. ing. That is, the tension adjusting roller 9 applies a pressing force to the strips 1 and 2 in a direction approaching the backing, and causes the strips 1 and 2 to follow the rotating drum.

なお、張力調整ローラー9の回転軸93は、摩擦攪拌ツール61の回転軸62を有する平面に対し、垂直に交っている。   The rotating shaft 93 of the tension adjusting roller 9 intersects with a plane having the rotating shaft 62 of the friction stir tool 61 perpendicularly.

前記張力調整ローラー9の回転軸93の位置は、前記両部分を結ぶ平面(すなわち、アンコイラーの帯板の繰り出し部分と前記帯板が前記回転ドラムと接する部分を結ぶ平面)からの距離が可変なようにされていることが好ましい。張力調整ローラー9は帯板と連れまわりしていてもよいし、摩擦撹拌ツールに対する帯板の移動力を補助するため回転駆動されていてもよい。   The position of the rotary shaft 93 of the tension adjusting roller 9 is variable in distance from the plane connecting the two portions (that is, the plane connecting the feeding portion of the strip plate of the uncoiler and the portion where the strip plate contacts the rotary drum). It is preferable that it is made so. The tension adjusting roller 9 may be rotated with the band plate, or may be rotationally driven to assist the moving force of the band plate with respect to the friction stir tool.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置200は、好ましくは、前記リコイラー8の接合体3の巻き取り部分83と前記接合体3が前記回転ドラム71と接する部分との間に、更に、接合された帯板が回転ドラムに沿うように張力を調整するための張力調整ローラー10を有し、前記張力調整ローラー10の外周面101の最低部102は、前記両部分を結ぶ平面(すなわち、リコイラー8の接合体3の巻き取り部分83と前記接合体3が前記回転ドラム71と接する部分を結ぶ平面のこと。リコイラー8の接合体3の巻き取り部分83は、リコイラー8の外周面に沿って1本の直線で表され、接合体3が前記回転ドラム71と接する部分も回転ドラムの外周面(回転ドラムの曲面状をしている側面部のこと)に沿って1本の直線で表されるが、この2つの直線を結ぶ平面のこと)よりも下方に位置されており、前記張力調整ローラー10の下面に前記接合体3を沿わせてから、前記リコイラー8に前記接合体3を巻き取らせるようにされている。   In the continuous friction stir welding apparatus 200 of the present invention, preferably, a band further joined between a winding portion 83 of the joined body 3 of the recoiler 8 and a portion where the joined body 3 contacts the rotating drum 71. A tension adjusting roller 10 is provided for adjusting the tension so that the plate follows the rotating drum, and the lowest part 102 of the outer peripheral surface 101 of the tension adjusting roller 10 is a plane connecting the two parts (that is, joining the recoiler 8). A plane connecting the winding portion 83 of the body 3 and the portion where the joined body 3 is in contact with the rotating drum 71. The winding portion 83 of the joined body 3 of the recoiler 8 is one along the outer peripheral surface of the recoiler 8. The portion where the joined body 3 is in contact with the rotating drum 71 is also expressed by a single straight line along the outer peripheral surface of the rotating drum (the side surface portion having the curved surface shape of the rotating drum). this A plane connecting the two straight lines), and the joint 3 is placed along the lower surface of the tension adjusting roller 10, and then the joint 3 is wound around the recoiler 8. ing.

なお、張力調整ローラー10の回転軸103は、摩擦攪拌ツール61の回転軸62を有する平面に対し、垂直に交っている。本実施の形態では帯板の移動と同周速で回転するように駆動されている。   The rotating shaft 103 of the tension adjusting roller 10 intersects the plane having the rotating shaft 62 of the friction stir tool 61 perpendicularly. In this embodiment, it is driven to rotate at the same peripheral speed as the movement of the strip.

前記張力調整ローラー10の回転軸103の位置は、前記両部分を結ぶ平面(すなわち、リコイラー8の接合体3の巻き取り部分83と前記接合体3が前記回転ドラム71と接する部分を結ぶ平面)からの距離が可変なようにされていることが好ましい。   The position of the rotary shaft 103 of the tension adjusting roller 10 is a plane connecting the two portions (that is, a plane connecting the winding portion 83 of the joined body 3 of the recoiler 8 and the portion where the joined body 3 contacts the rotating drum 71). It is preferable that the distance from is variable.

図4は、本実施形態の回転ドラム71の要部を模式的に示す平面図であり、図4(a)は、接合のための帯板が存在しない状態、図4(b)は接合作業中の状態である。以下、図4を参照しつつ説明する。回転ドラム71は円筒体からなる回転ドラム本体712と回転軸711とドラム軸受け713とからなり、ドラム軸受け713がドラム軸受け台714(図1、2に記載)の上に載っている。   FIG. 4 is a plan view schematically showing the main part of the rotating drum 71 of the present embodiment. FIG. 4 (a) shows a state in which there is no band plate for joining, and FIG. 4 (b) shows joining work. It is in a state. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. The rotating drum 71 includes a rotating drum main body 712 formed of a cylindrical body, a rotating shaft 711, and a drum bearing 713, and the drum bearing 713 is placed on a drum bearing base 714 (described in FIGS. 1 and 2).

この回転ドラム71は、前記回転ドラム71の曲面状をしている側面部分715に、前記帯板1,2及び接合された帯板である接合体3が沿わされ、前記回転ドラム71が前記帯板1,2及び接合された帯板である接合体3と連れ回りされるようになっている。
回転ドラムの回転軸の位置は帯板の長さ方向に対し、前後に移動可能にされている。後述するが、プローブの埋入される位置を裏当てに対し調整できるため好ましいからである。
In this rotary drum 71, the band plate 1, 2 and the joined body 3, which is a joined band plate, are placed along a curved side surface portion 715 of the rotary drum 71. The plates 1 and 2 are joined together with the joined body 3 which is a joined strip.
The position of the rotary shaft of the rotary drum is movable back and forth with respect to the length direction of the band plate. As will be described later, this is because the position where the probe is embedded can be adjusted with respect to the backing.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置200においては、回転ドラム本体712の曲面状をしている側面部分715に沿わされた一の帯板1の一の側面11と他の帯板2の一の側面21とが突合わされた状態で、幅方向の拡大を防ぐため、少なくとも一の帯板1の他の側面12又は他の帯板2の他の側面22のいずれかまたは両方から前記突合わせ部に向かう方向に押圧力を与える機構を有することが好ましい。押圧力を与える機構としては、突き合わせた帯板が回転ドラムに沿わされた部分の片側面を幅方向に固定し、突きあわされた帯板の反対方向の側面から押圧する機構等が挙げられ、押圧する手法としては、ばね材を介して締め付け力を得る方法などが挙げられる。   In the continuous friction stir welding apparatus 200 according to the present invention, one side surface 11 of one strip 1 and one side surface of another strip 2 along the curved side surface portion 715 of the rotary drum body 712. 21, in order to prevent expansion in the width direction, the abutting portion is connected to the abutting portion from one or both of the other side surface 12 of the at least one band plate 1 and the other side surface 22 of the other band plate 2. It is preferable to have a mechanism for applying a pressing force in the direction toward the head. Examples of the mechanism for applying the pressing force include a mechanism for fixing the one side surface of the portion along which the abutted band plate extends along the rotating drum in the width direction and pressing it from the opposite side surface of the abutted band plate, and the like. Examples of the pressing method include a method of obtaining a tightening force through a spring material.

図4に示した回転ドラム71においては、回転ドラム本体712の曲面状をしている側面部分715の端部716に前記一の帯板2の他の側面22に接するリブ720が立設されており、前記他の帯板1の他の側面12に接し押圧するための押圧手段が前記回転ドラムに付設されている。前記押圧手段としては、バネ730を有し、回転ドラム本体712の内部を貫通しているボルト731のナット732を締めることにより、押し付け板740をバネ730が押し付け、それにより上記押し付け板740の回転ドラム本体712側に隣接された可動性のリブ750が回転ドラム本体712側に押し付けられ、回転ドラム本体712上に存在する帯板の側面に接し帯板を押圧するものである。上記のバネ730を有し、回転ドラム本体712の内部を貫通しているボルト731は、複数個設けられており、それにより上記押し付け板740が可動性のリブ750をバランスよく押圧できるようにされている。   In the rotating drum 71 shown in FIG. 4, ribs 720 that are in contact with the other side surface 22 of the one strip 2 are erected at the end portion 716 of the side surface portion 715 that has a curved surface of the rotating drum main body 712. A pressing means for contacting and pressing the other side surface 12 of the other band plate 1 is attached to the rotating drum. As the pressing means, a spring 730 is provided, and the spring 730 presses the pressing plate 740 by tightening the nut 732 of the bolt 731 penetrating the inside of the rotating drum body 712, thereby rotating the pressing plate 740. A movable rib 750 adjacent to the drum main body 712 is pressed against the rotary drum main body 712 and is in contact with the side surface of the strip existing on the rotary drum main body 712 to press the band plate. A plurality of bolts 731 having the spring 730 and penetrating the inside of the rotating drum body 712 are provided so that the pressing plate 740 can press the movable rib 750 in a balanced manner. ing.

尚、幅方向に拘束する幅方向拘束具として、回転ドラム本体712の曲面状をしている側面部分715に、接合する帯板と帯板を合わせた幅と略同幅の溝が設けられていてその溝中に帯板と帯板が側面が突き合わせ状態で導かれるものであっても良い。溝の側壁にて、幅方向の拡大が抑止されるからである。   As a width direction restraining tool for restraining in the width direction, a groove having substantially the same width as the combined width of the band plate and the band plate is provided in the curved side surface portion 715 of the rotating drum body 712. The belt plate and the belt plate may be guided in a state where the side surfaces are in contact with each other in the groove. This is because expansion in the width direction is suppressed at the side wall of the groove.

図4(b)は、この回転ドラム71の接合作業中の状態である。接合される帯板は矢印で示した方向に進行する。まず、一の帯板1の一の側面11と他の帯板2の一の側面21とが突合わされた状態で、回転ドラム本体712の曲面状をしている側面部分715に帯板が沿わされる。一の帯板1の他の側面12側に前記押圧手段によって押圧された可動性のリブ750が当接し、他の帯板2の他の側面22にはリブ720が当接しているので、帯板1の一の側面11と他の帯板2の一の側面21とが突合わされた面は、強固に密着する。この状態で回転ドラム71の頂点近傍で突合わされた面に、摩擦攪拌ツール61の摩擦撹拌ツール本体611のプローブ612が埋入されても、幅方向に拡大することが抑止されかつ張力により回転ドラムに沿わされているため変形せずに摩擦攪拌接合される。接合された後の接合体3は、矢印方向に進行して最終的にはリコイラーに巻き取られる。   FIG. 4B shows a state in which the rotating drum 71 is being joined. The strip to be joined proceeds in the direction indicated by the arrow. First, in a state where one side surface 11 of one belt plate 1 and one side surface 21 of the other belt plate 2 are abutted, the belt plate lies along the curved side surface portion 715 of the rotating drum body 712. Is done. Since the movable rib 750 pressed by the pressing means is in contact with the other side surface 12 of the one band plate 1 and the rib 720 is in contact with the other side surface 22 of the other band plate 2, The surface where one side surface 11 of the plate 1 and one side surface 21 of the other band plate 2 are abutted firmly adheres firmly. In this state, even if the probe 612 of the friction stir tool main body 611 of the friction stir tool 61 is embedded in the surface abutted in the vicinity of the apex of the rotary drum 71, expansion in the width direction is suppressed and the rotating drum is caused by tension. Therefore, friction stir welding is performed without deformation. After being joined, the joined body 3 proceeds in the direction of the arrow and is finally wound around the recoiler.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置において、摩擦撹拌ツールの回転軸と、プローブが帯板に埋入される帯板の接平面との、帯板の未接合側からの、なす角度が鈍角であることが好ましい。図5に基づき説明する。
図5(a)は凸状の曲面を有する裏当て7に帯板1と帯板2が側面が互いの側面を突き合わされて、裏当て7に対し両側斜め下方から張力により曲面に沿わされていて、そこに摩擦撹拌ツール本体611のプローブ(摩擦撹拌ツール本体611の先端にあり、帯板突き合わせ部に埋入されているため図ではプローブは見えない)が挿入されている状態の斜視図である。プローブが挿しこまれている部分における裏当て7に沿わされた帯板の表面には、裏当て7は幅方向成分が直線のため、プローブが挿しこまれている部分に接する接平面Hがあり、その接平面Hと摩擦撹拌ツール本体611の回転軸62とのなす角θが鈍角であることを示すものである。なお、簡潔にするため、幅方向の拡大を拘束するための幅方向拘束具は図では省略している。
In the continuous friction stir welding apparatus of the present invention, the angle formed by the rotation axis of the friction stir tool and the tangent plane of the band plate in which the probe is embedded in the band plate from the unbonded side of the band plate is an obtuse angle. It is preferable. This will be described with reference to FIG.
In FIG. 5A, the side surfaces of the band plate 1 and the band plate 2 are abutted against each other on the backing 7 having a convex curved surface, and the side surface of the backing 7 is curved along the curved surface due to tension from diagonally downward on both sides. The probe of the friction stir tool main body 611 (at the tip of the friction stir tool main body 611 and embedded in the band plate butting portion, the probe is not visible) is inserted in the perspective view. is there. On the surface of the band plate along the backing 7 in the portion where the probe is inserted, the backing 7 has a tangential plane H in contact with the portion where the probe is inserted because the width direction component is a straight line. The angle θ formed between the tangential plane H and the rotating shaft 62 of the friction stir tool body 611 is an obtuse angle. For the sake of brevity, the width direction restraining tool for restraining the expansion in the width direction is omitted in the drawing.

図5(b)は、図5(a)の側面図である。帯板が凸状の曲面を有する裏当て7に沿わされた状態で、接平面Hと摩擦撹拌ツールの回転軸62のなす、裏当て7に帯板が供給される側(供給側がわかりやすいように図中、帯板の移動方向を矢印で示した)から摩擦撹拌ツール本体611に向かってゆく側における、角θが鈍角であることを表している。
図5では強調するためにθを過大にして示しているが、θは90°<θ<130°が好ましく、91°<θ<110°、より好ましくは、92°<θ<95°である。
本発明では突き合わせ接合するため、裏当てに帯板を沿わせる際に片方の帯板が他の帯板に乗り上げるという不具合が発生することがある。摩擦撹拌ツールを挿入すると、乗り上げを抑制する効果がある。この場合摩擦撹拌ツールの回転軸が帯板表面と垂直の場合には、ショルダーの前面が材料に挿入され過ぎるため、材料がえぐれてしまい乗り上げ抑制効果が小さい。この場合には乗り上げ防止のための機構を設けることが好ましい。一方摩擦撹拌ツールの回転軸と接平面のなす角度θを鈍角にすれば、乗り上げを効果的に抑止でき、乗り上げ防止のための機構がなくても乗り上げ無し接合できるからである。
FIG. 5B is a side view of FIG. The side where the strip is supplied to the backing 7 formed by the tangent plane H and the rotating shaft 62 of the friction stirrer tool in a state where the strip is aligned with the backing 7 having a convex curved surface (so that the supply side is easy to understand) In the drawing, the moving direction of the band plate is indicated by an arrow), and the angle θ on the side going toward the friction stir tool body 611 is an obtuse angle.
In FIG. 5, θ is excessively shown for emphasis, but θ is preferably 90 ° <θ <130 °, 91 ° <θ <110 °, and more preferably 92 ° <θ <95 °. .
In the present invention, since butt-joining is performed, there is a case where one of the strips rides on the other strip when the strip is placed on the backing. Inserting a friction stir tool has the effect of suppressing the ride. In this case, when the rotation axis of the friction stir tool is perpendicular to the surface of the belt plate, the front surface of the shoulder is inserted too much into the material, so that the material is swept away and the riding-up suppressing effect is small. In this case, it is preferable to provide a mechanism for preventing climbing. On the other hand, if the angle θ formed between the rotating shaft of the friction stir tool and the tangent plane is made an obtuse angle, it is possible to effectively suppress the ride-up, and it is possible to join without ride-up even without a mechanism for preventing the ride-up.

このため、摩擦撹拌ツールの回転軸が沿直又は製造ラインの床面に対し垂直である場合には、摩擦撹拌ツールのプローブを帯板に埋入する帯板の長さ方向の位置が、前記凸状の面のプローブが埋入される曲面部分の曲率中心を有する軸よりも前(帯板が裏当てに対し供給される側)であることが好ましい。
よって、例えば凸状の曲面が円筒の側面状である回転ドラムの場合には、円筒側面の曲率中心はドラムの回転軸に一致するが、摩擦撹拌ツールのプローブを帯板に埋入する帯板の長さ方向の位置は、回転ドラムの中心よりも帯板の供給される側(アンコイラー側)に偏していることが好ましい。
本実施例では摩擦攪拌ツール61の摩擦撹拌ツール本体611の回転軸62は、回転軸62が沿直方向であるため、回転ドラム71の回転軸711よりもアンコイラー寄りに設置されている。
For this reason, when the rotation axis of the friction stir tool is perpendicular or perpendicular to the floor surface of the production line, the position in the length direction of the strip where the probe of the friction stir tool is embedded in the strip is It is preferably in front of the axis having the center of curvature of the curved surface portion in which the convex probe is embedded (the side on which the strip is supplied to the backing).
Thus, for example, in the case of a rotating drum whose convex curved surface is a cylindrical side surface, the center of curvature of the cylindrical side surface coincides with the rotation axis of the drum, but the band plate in which the probe of the friction stir tool is embedded in the band plate It is preferable that the position in the length direction is biased toward the side to which the band plate is supplied (uncoiler side) from the center of the rotating drum.
In this embodiment, the rotating shaft 62 of the friction stirring tool body 611 of the friction stirring tool 61 is disposed closer to the uncoiler than the rotating shaft 711 of the rotating drum 71 because the rotating shaft 62 is in the straight direction.

図6は、摩擦攪拌ツールの摩擦撹拌ツール本体611のプローブ612が突合わせ面Pに埋入される様子を説明するための図であり、図4(b)のV−V線断面の端面図をやや拡大した拡大端面図で示した、回転ドラム本体712上に突合わせ面Pが沿わされたものに、摩擦攪拌ツールの摩擦撹拌ツール本体611のプローブ612が突合わせ面Pに埋入される様子を示した説明図である。なお、上記の端面図においては、ボルト731の描画はしていない。   FIG. 6 is a view for explaining a state in which the probe 612 of the friction stir tool main body 611 of the friction stir tool is embedded in the abutting surface P, and is an end view taken along the line VV in FIG. The probe 612 of the friction stir tool main body 611 of the friction stir tool is embedded in the abutting surface P in the case where the abutting surface P is along the rotating drum main body 712 shown in the enlarged end view of FIG. It is explanatory drawing which showed the mode. Note that the bolt 731 is not drawn in the above end view.

本発明において、図6(a)のように、摩擦攪拌ツールの摩擦撹拌ツール本体611の回転軸62が、回転ドラム本体712の回転軸711の中心Oから回転ドラムの頂点Tに向けて垂直に伸ばした直線R上にあってもよい(すなわち、摩擦攪拌ツールの摩擦撹拌ツール本体611の回転軸62の延長線が回転ドラム71の回転軸711と交わる)。しかしながら、図6(b)に示すように、摩擦攪拌ツールの摩擦撹拌ツール本体611の回転軸62が、回転ドラム本体712の回転軸711の中心Oから回転ドラムの頂点Tに向けて垂直に伸ばした直線Rよりも、Sだけアンコイラー寄りになるように回転ドラムの軸の位置を調整し設定している。   In the present invention, as shown in FIG. 6A, the rotation shaft 62 of the friction stir tool main body 611 of the friction stir tool is perpendicularly directed from the center O of the rotation shaft 711 of the rotary drum main body 712 toward the apex T of the rotary drum. It may be on the extended straight line R (that is, the extension line of the rotary shaft 62 of the friction stir tool main body 611 of the friction stir tool intersects the rotary shaft 711 of the rotary drum 71). However, as shown in FIG. 6B, the rotating shaft 62 of the friction stirring tool body 611 of the friction stirring tool extends vertically from the center O of the rotating shaft 711 of the rotating drum body 712 toward the apex T of the rotating drum. The position of the axis of the rotating drum is adjusted and set so that S is closer to the uncoiler than the straight line R.

摩擦攪拌ツールの摩擦撹拌ツール本体611の回転軸62が、Sだけアンコイラー寄りにあると、帯板の表面P(突合せ面)と摩擦攪拌ツール本体611のショルダー613面との間に隙間63が形成され易いので、摩擦撹拌ツールのショルダー面に対し帯板の接する角度が斜めになるため、接合品質が良く安定した接合ができるからである。
このため摩擦撹拌ツール回転軸と裏当てとの帯板の長さ方向の距離はこのため相対的に可変にされていることが好ましく、摩擦攪拌接合装置と、裏当てのいずれかまたはいずれもが移動可能にされていることが好ましい。
When the rotation shaft 62 of the friction stir tool main body 611 of the friction stir tool is close to the uncoiler by S, a gap 63 is formed between the surface P (butting surface) of the strip and the shoulder 613 surface of the friction stir tool main body 611. This is because the angle with which the belt plate comes into contact with the shoulder surface of the friction stir tool is inclined, so that the joining quality is good and stable joining can be performed.
For this reason, it is preferable that the distance in the length direction of the belt plate between the friction stir tool rotating shaft and the backing is relatively variable, and either or both of the friction stir welding apparatus and the backing are It is preferable to be movable.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置においては、摩擦攪拌ツール、摩擦撹拌ツールを回転させる駆動機構、摩擦撹拌ツールを回転軸方向に移動させる駆動機構、摩擦撹拌ツールを埋入させるために回転軸方向に荷重を加える荷重機構を備えると共に、帯板の長手方向及び又は幅方向に摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を変更しうるように摩擦撹拌ツールの回転軸位置変更駆動機構を有することが好ましい。ここで摩擦撹拌ツールを回転軸方向に移動させる駆動機構とは、装置の運転始動時においては摩擦撹拌ツールの先端にあるプローブを帯板から離しておき、摩擦撹拌ツールが一定の回転数に達した時点で摩擦撹拌ツールを帯板方向に移動させてプローブを埋入させるためのものである。   In the continuous friction stir welding apparatus of the present invention, the friction stir tool, the drive mechanism for rotating the friction stir tool, the drive mechanism for moving the friction stir tool in the direction of the rotation axis, and the rotational axis direction for embedding the friction stir tool It is preferable that a load mechanism for applying a load is provided, and a rotation shaft position changing drive mechanism for the friction stir tool is provided so that the position of the rotation shaft of the friction stir tool can be changed in the longitudinal direction and / or the width direction of the strip. Here, the drive mechanism that moves the friction stir tool in the direction of the rotation axis means that the probe at the tip of the friction stir tool is kept away from the strip when the device starts up, and the friction stir tool reaches a certain number of rotations. At this point, the probe is embedded by moving the friction stir tool toward the strip.

帯板の長さ方向に前後に摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を調整変更するのは、接合用材料により、摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を、裏当ての曲面に対し相対的に移動し、摩擦撹拌ツールの回転軸と埋入される位置における帯板表面の接平面とのなす角(θ)を調節し、好適な接合品質がえられるように調整できるからである。   Adjusting and changing the rotational axis position of the friction stirrer tool back and forth in the length direction of the strip is because the rotational axis position of the friction stirrer tool is moved relative to the curved surface of the backing by the bonding material. This is because the angle (θ) formed by the rotating shaft of the friction stir tool and the tangent plane of the surface of the band plate at the embedded position can be adjusted so that a suitable joining quality can be obtained.

帯板の幅方向に前後に摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を調整変更するのは、接合用材料の幅と材質の組み合わせにより、摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を、突き合わせ部又は材質の組み合わせにより適宜なオフセット量を調節することができるので、好適な接合品質が得られるからである。   Adjusting and changing the position of the axis of rotation of the friction stir tool back and forth in the width direction of the strip depends on the combination of the width and material of the material used for bonding, This is because an appropriate offset amount can be adjusted by this, so that a suitable joining quality can be obtained.

次に、上記の連続摩擦攪拌接合装置200を用いて、帯板1と帯板2を接合することによって接合体3を製造する方法を説明する。   Next, a method for manufacturing the joined body 3 by joining the strip 1 and the strip 2 using the continuous friction stir welding apparatus 200 will be described.

アンコイラー4から帯板1を繰り出し、アンコイラー5から帯板2を繰り出し、前記繰り出された両帯板の側面同士を突合せ、突き合わせた両帯板を張力調整ローラー9の外周面91の下面に沿わせた後、図4に示した回転ドラム71の回転ドラム本体712の曲面状をしている側面部分715の上に沿わせ、さらに、張力調整ローラー10の外周面101の下面に沿わせた後、リコイラー8に巻き取らせるようにさせる。   The strip 1 is unwound from the uncoiler 4, the strip 2 is unrolled from the uncoiler 5, the side surfaces of the unrolled strips are butted together, and the butted strips are placed along the lower surface of the outer peripheral surface 91 of the tension adjusting roller 9. Then, along the side surface portion 715 having a curved shape of the rotating drum body 712 of the rotating drum 71 shown in FIG. 4, and further along the lower surface of the outer peripheral surface 101 of the tension adjusting roller 10, Let the recoiler 8 take up.

回転ドラムの回転軸の位置を、摩擦撹拌ツール回転軸と帯板の接平面とのなす角度が適当な値の鈍角になるように前後に微調整し固定する。
回転ドラムの温度を定温に維持できるよう、ヒーター及びチラーを運転する。
The position of the rotation shaft of the rotating drum is finely adjusted back and forth so that the angle formed by the friction stirring tool rotation shaft and the tangent plane of the strip is an obtuse angle with an appropriate value.
The heater and chiller are operated so that the temperature of the rotating drum can be maintained at a constant temperature.

次に、回転ドラム本体712の内部を貫通しているボルト731のナット732を締めることにより、押し付け板740をバネ730が押し付け、それにより上記押し付け板740に隣接された可動性のリブ750が回転ドラム本体712側に押し付けられ、回転ドラム本体712上に存在する突合せされた帯板の突合せ面とは反対側の一側面を押圧する。回転ドラム本体712上に存在する突合せされた帯板の突合せ面とは反対側の他の側面にはリブ720が存在するので、回転ドラム本体712上に存在する突合せされた帯板は、リブ720とリブ750に挟まれて突合せ面が強固に密着される。   Next, the spring 730 presses the pressing plate 740 by tightening the nut 732 of the bolt 731 passing through the inside of the rotating drum main body 712, thereby rotating the movable rib 750 adjacent to the pressing plate 740. It is pressed against the drum main body 712 side and presses one side surface opposite to the butting surface of the butted band plate present on the rotating drum main body 712. Since the rib 720 is present on the other side opposite to the butting surface of the butted band plate present on the rotating drum body 712, the butted band plate existing on the rotating drum body 712 is the rib 720. And the butted surfaces are tightly adhered to each other.

この状態で、張力調整ローラー9と張力調整ローラー10の位置(高さ)を調節して、突き合わせた両帯板に十分な張力がかかるようにする。   In this state, the positions (heights) of the tension adjusting roller 9 and the tension adjusting roller 10 are adjusted so that sufficient tension is applied to the two band plates that are abutted.

摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を、帯板の突き合わせ部に対する位置を突き合わせ部上または適当なオフセット量になるように帯板の幅方向に微調整し固定する。   The position of the rotating shaft of the friction stir tool is finely adjusted and fixed in the width direction of the strip so that the position of the strip with respect to the butting portion is on the butting portion or an appropriate offset amount.

次に、摩擦攪拌接合装置6の摩擦攪拌ツール61を回転させる。摩擦撹拌ツール61が一定の回転数に達した時点で摩擦撹拌ツール61を帯板方向に移動させて、プローブ612を帯板の突き合わせ部又はその近傍に埋入させ、プローブが埋入された部分及びショルダー613面下を可塑化させる。摩擦攪拌接合に必要な可塑化がされたところで、モータ部82と回転軸81と巻き取り張力調整機構とからなるリコイラー8のモータ部82を動かし、回転軸81を回転させ、帯板を移動させ、突合わされた帯板をリコイラー8に巻き取る。また、上記のリコイラー8のモータ部82の作動と同時に、アンコイラー4のモータ42、及び、アンコイラー5のモータ52も作動させ、帯板を繰り出すようにする。リコイラー8に2つの帯板が接合された接合体3が巻き取られるようになる。   Next, the friction stir tool 61 of the friction stir welding apparatus 6 is rotated. When the friction stir tool 61 reaches a certain number of revolutions, the friction stir tool 61 is moved in the direction of the band plate, and the probe 612 is embedded in or near the butted portion of the band plate, and the probe is embedded. And plasticizing the lower surface of the shoulder 613. When plasticization necessary for the friction stir welding is performed, the motor unit 82 of the recoiler 8 including the motor unit 82, the rotation shaft 81, and the winding tension adjusting mechanism is moved, the rotation shaft 81 is rotated, and the belt plate is moved. The wound strip is wound around the recoiler 8. Further, simultaneously with the operation of the motor unit 82 of the recoiler 8, the motor 42 of the uncoiler 4 and the motor 52 of the uncoiler 5 are also operated to feed out the strip. The joined body 3 in which the two strips are joined to the recoiler 8 is wound up.

上記のようにして、接合体を連続して接合品質よく、変形による歪がなく、良好に製造することができたが、具体的な製造条件などは、以下の通りであった。
帯板1:材質は銅系のC1020。横幅は37mm。長さは100m。厚さは2.0mm。
帯板2:材質は、マンガニン。横幅は10mm。長さは100m。厚さは2.0mm。
回転ドラムの直径は、500mm。回転ドラムに接触した帯板の長さは、約500mm。
張力は、1kg重/mm
帯板の移動速度は、100mm/min。
摩擦撹拌ツール材質は、Ni基2重複相金属間化合物合金。
摩擦撹拌ツール本体611の回転軸62とプローブが帯板に埋入される帯板の接平面とのなす角度θは94°。
直線Rと摩擦撹拌ツール本体611の回転軸62までの距離Sは17mm。
摩擦撹拌ツールの回転速度は、800rpm〜1200rpm。
摩擦撹拌ツールの荷重は、約500kg重。
回転ドラム温度は50℃。
As described above, the joined body was continuously produced with good joining quality, no distortion due to deformation, and could be produced satisfactorily. Specific production conditions and the like were as follows.
Band plate 1: The material is copper-based C1020. The width is 37 mm. The length is 100m. Thickness is 2.0mm.
Strip 2: The material is manganin. The width is 10mm. The length is 100m. Thickness is 2.0mm.
The diameter of the rotating drum is 500 mm. The length of the strip contacting the rotating drum is about 500 mm.
The tension is 1 kg weight / mm 2 .
The moving speed of the strip is 100 mm / min.
The friction stir tool is made of Ni-based dual phase intermetallic compound alloy.
The angle θ between the rotating shaft 62 of the friction stir tool main body 611 and the tangent plane of the strip where the probe is embedded in the strip is 94 °.
The distance S between the straight line R and the rotating shaft 62 of the friction stir tool body 611 is 17 mm.
The rotational speed of the friction stir tool is 800 rpm to 1200 rpm.
The load of the friction stir tool is about 500 kg.
The rotating drum temperature is 50 ° C.

以下、この発明の第2の実施形態を図7、図8を参照して説明する。この実施形態は、この発明に係る連続摩擦攪拌接合装置300を用い、3条の長尺の帯板を接合することによって長尺の接合体を製造するものである。その際に、先ず2条の帯板の接合体を作製し、次いで、それに第3の帯板を接合するものである。   Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a continuous bonded stir welding apparatus 300 according to the present invention is used to manufacture a long bonded body by bonding three long strips. At that time, a joined body of two strips is first prepared, and then a third strip is joined thereto.

図7は、この連続摩擦攪拌接合装置300の模式的な正面図、図8はその平面図である。いずれの図においても、帯板1、帯板2、帯板2A、接合体3及び接合体3Aは装置を構成するものではなく、装置の使用状態を説明するために描いたものである。   FIG. 7 is a schematic front view of the continuous friction stir welding apparatus 300, and FIG. 8 is a plan view thereof. In any of the drawings, the band plate 1, the band plate 2, the band plate 2A, the joined body 3 and the joined body 3A do not constitute an apparatus, but are drawn for explaining the use state of the apparatus.

連続摩擦攪拌接合装置300は、巻き取られた一の金属製の帯板1を繰り出すアンコイラー4と、巻き取られた他の金属製の帯板2を繰り出す他のアンコイラー5と、前記繰り出された両帯板の側面同士を突合せ、摩擦攪拌ツール61を埋入して摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合装置6と、前記ツール61による前記帯板に対する押圧を帯板の裏面から支えるための裏当て7と、帯板の側面同士が突合せ摩擦攪拌接合された接合帯板である接合体3と、巻き取られた一の金属製の帯板2Aを繰り出すアンコイラー5Aと、前記接合体3と、前記引き出された帯板2Aの側面同士を突合せ、摩擦攪拌ツール61Aを埋入して摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合装置6Aと、前記ツール61Aによる前記帯板に対する押圧を帯板の裏面から支えるための裏当て7Aと、接合体3と帯板2Aの側面同士が突合せ摩擦攪拌接合された被接合帯板である接合体3Aを巻き取るリコイラー8Aと、張力調整ローラー9と張力調整ローラー10と張力調整ローラー9Aと張力調整ローラー10Aとを備えている。   The continuous friction stir welding apparatus 300 is fed with an uncoiler 4 that feeds out one wound metal strip 1 and another uncoiler 5 that feeds out another rolled metal strip 2. A friction stir welding apparatus 6 that butts the side surfaces of both strip plates, embeds a friction stir tool 61 and friction stir welds, and a backing 7 for supporting the pressing against the strip plate by the tool 61 from the back surface of the strip plate. And a joined body 3 which is a joined strip plate in which the side surfaces of the strip plates are butt-friction-stirred and joined, an uncoiler 5A for unwinding one wound metal strip 2A, the joined body 3 and the drawn-out The friction stir welding apparatus 6A that butts the side surfaces of the strip 2A and embeds the friction stir tool 61A and friction stir welds and supports the pressing of the tool 61A against the strip from the back side of the strip The contact 7A, the recoiler 8A that winds up the joined body 3A, which is a joined band plate in which the side surfaces of the joined body 3 and the strip plate 2A are abutted and friction stir welded, the tension adjusting roller 9, the tension adjusting roller 10, and the tension adjusting roller 9A and a tension adjusting roller 10A.

上記連続摩擦攪拌接合装置300のうち、「巻き取られた一の金属製の帯板1を繰り出すアンコイラー4と、巻き取られた他の金属製の帯板2を繰り出す他のアンコイラー5と、前記繰り出された両帯板の側面同士を突合せ、摩擦攪拌ツール61を埋入して摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合装置6と、前記ツール61による前記帯板に対する押圧を帯板の裏面から支えるための裏当て7と、帯板の側面同士が突合せ摩擦攪拌接合された接合帯板である接合体3」までは、連続摩擦攪拌接合装置200と同様である。したがって、連続摩擦攪拌接合装置200と同じ機能を有するものに同じ符号を付すことによりその説明は省略する。
連続摩擦攪拌接合装置300は、アンコイラー4に巻き取られた帯板1の突き合わせされる側の側面のなす平面と、アンコイラー5に巻き取られた帯板2の突き合わせされる側の側面のなす平面は同一の平面を形成し、両アンコイラーの回転軸41,51とリコイラーの回転軸81Aと張力調整ローラー9の回転軸と張力調整ローラー10の回転軸と張力調整ローラー9Aの回転軸93Aと張力調整ローラー10Aの回転軸103Aは共に前記の同一の平面と垂直に交わっている。尚、前記ツール61の回転軸62は、接合が突き合わせ面上にある場合、すなわちツールオフセットが0の場合には、ツールの回転軸62も前記同一の平面上にある。
Of the continuous friction stir welding apparatus 300, “an uncoiler 4 that unwinds one wound metal strip 1, another uncoiler 5 that unwinds another rolled metal strip 2, and The friction stir welding apparatus 6 that butts the side surfaces of both the fed strips, embeds the friction stir tool 61 and friction stir welds, and supports the pressing of the tool 61 against the strip from the back side of the strip Up to the backing 7 and the joined body 3 ”, which is a joining strip in which the side surfaces of the strip are abutted and friction stir welded, is the same as the continuous friction stir welding apparatus 200. Therefore, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to what has the same function as the continuous friction stir welding apparatus 200. FIG.
The continuous friction stir welding apparatus 300 includes a plane formed by a side surface of the band plate 1 wound around the uncoiler 4 and a side surface of the band plate 2 wound around the uncoiler 5 and a side surface thereof. Form the same plane, the rotation shafts 41 and 51 of both uncoilers, the rotation shaft 81A of the recoiler, the rotation shaft of the tension adjustment roller 9, the rotation shaft of the tension adjustment roller 10, the rotation shaft 93A of the tension adjustment roller 9A and the tension adjustment. Both the rotating shafts 103A of the roller 10A intersect perpendicularly with the same plane. The rotation axis 62 of the tool 61 is also on the same plane when the joint is on the abutting surface, that is, when the tool offset is zero.

連続摩擦攪拌接合装置300においては、帯板1と帯板2の側面同士が突合せ摩擦攪拌接合によって接合された接合体3の下流に、巻き取られた一の金属製の帯板2Aを繰り出すアンコイラー5Aが設けられ、前記接合体3と、前記繰り出された帯板2Aの側面同士を突合せ、摩擦攪拌ツール61Aを埋入して摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合装置6Aと、前記ツール61Aによる前記帯板に対する押圧を帯板の裏面から支えるための裏当て7Aと、接合体3と帯板2Aの側面同士が突合せ摩擦攪拌接合された接合帯板である接合体3Aを巻き取るリコイラー8Aとが設けられている。   In the continuous friction stir welding apparatus 300, an uncoiler that feeds one wound metal strip 2A wound downstream of a joined body 3 in which the side surfaces of the strip 1 and the strip 2 are joined by butt friction stir welding. 5A, a friction stir welding apparatus 6A that butts the side surfaces of the joined body 3 and the fed strip 2A, embeds a friction stir tool 61A, and performs friction stir welding, and the band by the tool 61A. A backing 7A for supporting the pressure on the plate from the back side of the band plate, and a recoiler 8A for winding the bonded body 3A, which is a bonded band plate in which the side surfaces of the bonded body 3 and the band plate 2A are abutted against each other and friction stir bonded, are provided. It has been.

連続摩擦攪拌接合装置300では、接合体3の突き合わせされる側の側面は、アンコイラー5Aに巻き取られた帯板2Aの突き合わせされる側の側面のなす平面上にあり、この平面に、アンコイラー5Aの回転軸51Aとリコイラー8Aの回転軸81Aと張力調整ローラー9Aの回転軸93Aと張力調整ローラー10Aの回転軸103Aが垂直に交わっている。尚、前記ツール61Aの回転軸62Aは、接合が突き合わせ面上にある場合、すなわちツールオフセットが0の場合には、前記ツールの回転軸62Aも前記平面上にあり、この前記平面上に、接合体3の側面と、前記側面と突合せされる金属製の帯板2Aの側面の突合せ面P1を含む平面がある。   In the continuous friction stir welding apparatus 300, the side surface of the bonded body 3 to be abutted is on a plane formed by the side surface of the band plate 2A that is wound around the uncoiler 5A, and the uncoiler 5A The rotating shaft 51A, the rotating shaft 81A of the recoiler 8A, the rotating shaft 93A of the tension adjusting roller 9A, and the rotating shaft 103A of the tension adjusting roller 10A intersect perpendicularly. The rotation axis 62A of the tool 61A is located on the abutting surface, that is, when the tool offset is 0, the rotation axis 62A of the tool is also on the plane. There is a plane including the side surface of the body 3 and the butting surface P1 of the side surface of the metal strip 2A to be butted against the side surface.

上記アンコイラー5Aは、モータ部52Aと回転軸51Aからなり、回転軸51Aには帯板2Aが巻かれており、回転軸51Aの回転により帯板2Aが繰り出されるようにされている。   The uncoiler 5A includes a motor unit 52A and a rotating shaft 51A, and a belt plate 2A is wound around the rotating shaft 51A, and the belt plate 2A is drawn out by the rotation of the rotating shaft 51A.

上記アンコイラー5Aには、巻き戻しに対する調整された抵抗力を示すことにより、帯板2Aに一定の張力を付与する機構を備えていることが好ましい。このような一定の張力を付与する機構としては、例えば、モータの電磁力や、ブレーキによる摩擦などのトルクを発生、制御する機構が挙げられる。このため本実施形態のアンコイラー5Aは巻き戻しに対する調整された抵抗力を示すことにより、帯板2Aに張力を付与する機構を備えている。 The uncoiler 5A is preferably provided with a mechanism for applying a constant tension to the band plate 2A by showing an adjusted resistance against rewinding. Examples of such a mechanism that applies a constant tension include a mechanism that generates and controls torque such as electromagnetic force of a motor and friction caused by a brake. For this reason, the uncoiler 5A of this embodiment is provided with a mechanism for applying tension to the band plate 2A by showing the adjusted resistance against unwinding.

上記摩擦攪拌接合装置6Aは、摩擦攪拌ツール61Aを有しており、この摩擦攪拌ツール61Aの摩擦撹拌ツール本体611Aのプローブ612Aを、接合体3の側面と帯板2Aの側面同士を突合せた突合せ面P1に埋入して摩擦攪拌接合する。   The friction stir welding apparatus 6A includes a friction stir tool 61A. The probe 612A of the friction stir tool main body 611A of the friction stir tool 61A is abutted by joining the side surfaces of the joined body 3 and the side surfaces of the strip 2A. It is embedded in the surface P1 and friction stir welding is performed.

摩擦攪拌接合に用いる摩擦攪拌ツール61Aは、前述の摩擦攪拌ツール61と同様であるので、詳細な説明は省略する。   Since the friction stir tool 61A used for the friction stir welding is the same as the friction stir tool 61 described above, detailed description thereof is omitted.

前記ツール61Aによる前記帯板に対する押圧を帯板の裏面から支えるための裏当て7Aとしては、その形状は、平板状、曲面を有するものなどがあり、好ましい裏当て7Aとしては、回転可能な円筒形をした回転ドラム71Aであり、前記回転ドラム71Aの曲面状をしている側面部分に、接合体3、帯板2A及び接合された帯板である接合体3Aが沿わされ、前記回転ドラム71Aが接合体3、帯板2A及び接合された帯板である接合体3Aと連れ回りされるようになっているものである。   The backing 7A for supporting the pressing of the strip by the tool 61A from the back side of the strip has a flat plate shape, a curved surface, etc., and a preferable backing 7A is a rotatable cylinder. The rotary drum 71A has a shape, and the joined body 3, the band plate 2A, and the joined body 3A which is a joined strip are placed along a curved side surface portion of the rotary drum 71A. Are rotated together with the joined body 3, the strip 2A and the joined body 3A which is the joined strip.

前記回転ドラム71Aは、その回転軸711Aの位置が接合体3、帯板2Aの長手方向に変更可能になるように位置調整機構を有していることが好ましい。本実施の形態では回転ドラムの回転軸が沿わされる帯板の長さ方向に前後に移動可能なようにスライドできその位置が固定可能なようにされている。回転ドラム71Aは回転ドラム71と同様であるので詳細な説明は省略する。また、本実施の形態でも、ヒーターとチラーの組み合わせにより温度調節している。   The rotating drum 71A preferably has a position adjusting mechanism so that the position of the rotating shaft 711A can be changed in the longitudinal direction of the joined body 3 and the band plate 2A. In this embodiment, the rotary shaft of the rotary drum can be slid so as to be movable back and forth in the length direction of the strip along which the rotary shaft is aligned, and its position can be fixed. Since the rotating drum 71A is the same as the rotating drum 71, a detailed description thereof will be omitted. Also in this embodiment, the temperature is adjusted by a combination of a heater and a chiller.

帯板の側面同士が突合せ摩擦攪拌接合された接合帯板である接合体3Aを巻き取るリコイラー8Aは、モータ部82Aと回転軸81Aと巻き取り駆動部と、張力調整機構とからなり、回転軸81Aの回転により接合体3Aが巻きとられるようにされている。リコイラー8Aにおいても、巻き取り張力調整機構を有しているものが好ましいため、モータの電磁力や、ブレーキによる摩擦などのトルクを発生、制御する機構の調整機構が付設されている。
リコイラー8Aの調整された巻き取り力により、帯板および接合された帯板を裏当てに沿わせるための一定の張力を付加することができ、かつ各アンコイラーと同調することにより、一定の張力を与えた状態で摩擦撹拌ツールに対し移動させることができる。
A recoiler 8A that winds up the joined body 3A, which is a joining band plate in which the side surfaces of the strips are butt-friction-stirred, is composed of a motor unit 82A, a rotating shaft 81A, a winding drive unit, and a tension adjusting mechanism. The joined body 3A is wound by the rotation of 81A. Since the recoiler 8A also preferably has a take-up tension adjusting mechanism, an adjusting mechanism for a mechanism for generating and controlling the electromagnetic force of the motor and torque such as friction caused by a brake is attached.
The adjusted winding force of the recoiler 8A can add a constant tension for bringing the strip and the joined strip along the backing, and by synchronizing with each uncoiler, a constant tension can be obtained. It can be moved relative to the friction stir tool in the given state.

前記リコイラーの下流側若しくはリコイラーの代わりにあるいはリコイラーとの間に、帯板を移動させるための駆動機構としてピンチローラーを設け、その下流側に、接合された帯板を打ち抜く打ち抜き機構、切断する切断機構、切削する切削機構、研磨する研磨機構、圧延する圧延機構又はプレスするプレス機構を設け、接合された帯板を、打ち抜き、切断、切削、研磨、圧延またはプレス等することもできる。このような接合体のライン内二次加工においては、二次加工工程をライン速度に同期させておくことが好ましい。   A pinch roller is provided as a drive mechanism for moving the belt plate downstream of the recoiler or in place of or between the recoiler, and a punching mechanism for punching the joined belt plate on the downstream side, cutting for cutting. A mechanism, a cutting mechanism for cutting, a polishing mechanism for polishing, a rolling mechanism for rolling, or a pressing mechanism for pressing can be provided, and the joined strip can be punched, cut, cut, ground, rolled, pressed, or the like. In such in-line secondary processing of the joined body, it is preferable to synchronize the secondary processing step with the line speed.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置300は、好ましくは、前記アンコイラー5Aの帯板2Aの繰り出し部分53Aと、前記帯板2Aが前記回転ドラム71Aと接する部分との間に張力調整ローラー9Aを有し、前記張力調整ローラー9Aの外周面91Aの最低部92Aは、前記両部分を結ぶ平面(すなわち、アンコイラーの帯板の繰り出し部分と前記帯板が前記回転ドラムと接する部分を結ぶ平面のこと。アンコイラーの帯板の繰り出し部分は、アンコイラーの外周面に沿って1本の直線で表され、帯板が前記回転ドラムと接する部分も回転ドラムの外周面(回転ドラムの曲面状をしている側面部のこと)に沿って1本の直線で表されるが、この2つの直線を結ぶ平面のこと)よりも下方に位置されており、前記張力調整ローラー9Aの下面に前記接合体3,帯板2Aを沿わせてから、前記回転ドラム71Aに前記接合体3,帯板2Aを沿わせるようにされている。すなわち、前記張力調整ローラー9Aは、前記接合体3,帯板2Aに、前記裏当てに近づける方向に押圧力を付加して、前記回転ドラムに前記接合体3,帯板2Aを沿わせる。   The continuous friction stir welding apparatus 300 of the present invention preferably has a tension adjusting roller 9A between the feeding portion 53A of the strip 2A of the uncoiler 5A and the portion where the strip 2A contacts the rotary drum 71A. The lowest portion 92A of the outer peripheral surface 91A of the tension adjusting roller 9A is a plane connecting the two portions (that is, a plane connecting the feeding portion of the strip plate of the uncoiler and the portion where the strip plate is in contact with the rotating drum. The feeding portion of the belt plate is represented by a single straight line along the outer peripheral surface of the uncoiler, and the portion where the belt plate is in contact with the rotating drum is also the outer peripheral surface of the rotating drum (the side surface portion having the curved surface of the rotating drum). It is represented by a single straight line along the surface of the tension adjusting roller 9A and is located below the plane connecting the two straight lines). Serial assembly 3, from and along the strip 2A, the bonding member 3 to the rotary drum 71A, which is to be along the strip 2A. That is, the tension adjusting roller 9A applies a pressing force to the joined body 3 and the strip plate 2A in a direction approaching the backing, and causes the joined body 3 and the strip plate 2A to follow the rotating drum.

なお、張力調整ローラー9Aの回転軸93Aは、摩擦攪拌ツール61Aの回転軸62Aを有する平面に対し、垂直に交っている。   In addition, the rotating shaft 93A of the tension adjusting roller 9A intersects perpendicularly with the plane having the rotating shaft 62A of the friction stir tool 61A.

前記張力調整ローラー9Aの回転軸93Aの位置は、前記両部分を結ぶ平面(すなわち、アンコイラーの帯板の繰り出し部分と前記帯板が前記回転ドラムと接する部分を結ぶ平面)からの距離が可変なようにされていることが好ましい。張力調整ローラー9Aは帯板と連れまわりしていてもよいし、摩擦撹拌ツールに対する帯板の移動力を補助するため回転駆動されていてもよい。   The position of the rotary shaft 93A of the tension adjusting roller 9A is variable in distance from the plane connecting the two portions (that is, the plane connecting the uncoiler strip feeding portion and the strip contacting the rotating drum). It is preferable that it is made so. The tension adjusting roller 9A may be rotated with the strip or may be rotationally driven to assist the moving force of the strip with respect to the friction stir tool.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置300は、前記リコイラー8Aの接合体3Aの巻き取り部分83Aと前記接合体3Aが前記回転ドラム71Aと接する部分との間に、好ましくは、更に、接合された帯板が回転ドラムに沿うように張力を調整するための張力調整ローラー10Aを有し、前記張力調整ローラー10Aの外周面101Aの最低部102Aは、前記両部分を結ぶ平面(すなわち、リコイラー8Aの接合体3Aの巻き取り部分83Aと前記接合体3Aが前記回転ドラム71Aと接する部分を結ぶ平面のこと。リコイラー8Aの接合体3Aの巻き取り部分83Aは、リコイラー8Aの外周面に沿って1本の直線で表され、接合体3Aが前記回転ドラム71Aと接する部分も回転ドラムの外周面(回転ドラムの曲面状をしている側面部のこと)に沿って1本の直線で表されるが、この2つの直線を結ぶ平面のこと)よりも下方に位置されており、前記張力調整ローラー10Aの下面に前記接合体3Aを沿わせてから、前記リコイラー8Aに前記接合体3Aを巻き取らせるようにされている。   In the continuous friction stir welding apparatus 300 according to the present invention, preferably, a belt further joined between the winding portion 83A of the joined body 3A of the recoiler 8A and the portion where the joined body 3A contacts the rotating drum 71A. A tension adjusting roller 10A for adjusting the tension so that the plate follows the rotating drum is provided, and the lowest part 102A of the outer peripheral surface 101A of the tension adjusting roller 10A is a plane connecting the two parts (that is, joining the recoiler 8A). A plane connecting the winding portion 83A of the body 3A and the portion where the joined body 3A is in contact with the rotating drum 71 A. The winding portion 83A of the joined body 3A of the recoiler 8A is one along the outer peripheral surface of the recoiler 8A. The part represented by a straight line and where the joined body 3A is in contact with the rotating drum 71A is also the outer peripheral surface of the rotating drum (the side surface portion having the curved surface of the rotating drum). ), But is located below the plane connecting the two straight lines), and the joined body 3A is placed along the lower surface of the tension adjusting roller 10A. The joined body 3A is wound around the recoiler 8A.

なお、張力調整ローラー10Aの回転軸103Aは、摩擦攪拌ツール61Aの回転軸62Aを有する平面に対し、垂直に交っている。本実施の形態では帯板の移動と同速で回転するように駆動されている。   The rotation shaft 103A of the tension adjusting roller 10A intersects perpendicularly with the plane having the rotation shaft 62A of the friction stir tool 61A. In this embodiment, it is driven to rotate at the same speed as the movement of the strip.

前記張力調整ローラー10Aの回転軸103Aの位置は、前記両部分を結ぶ平面(すなわち、リコイラー8Aの接合体3Aの巻き取り部分83Aと前記接合体3Aが前記回転ドラム71Aと接する部分を結ぶ平面)からの距離が可変なようにされていることが好ましい。   The position of the rotary shaft 103A of the tension adjusting roller 10A is a plane connecting the two portions (that is, a plane connecting the winding portion 83A of the joined body 3A of the recoiler 8A and the portion where the joined body 3A is in contact with the rotating drum 71A). It is preferable that the distance from is variable.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置300においても、連続摩擦攪拌接合装置200と同様に回転ドラム本体の曲面状をしている側面部分に沿わされた接合体3の一の側面と帯板2Aの一の側面とが突合わされた状態で、幅方向の拡大を防ぐため、少なくとも接合体の他の側面又は帯板2Aの他の側面のいずれかまたは両方から前記突合わせ部に向かう方向に押圧力を与える機構を有することが好ましい。押圧力を与える機構としては、連続摩擦攪拌接合装置200と同様に、突き合わせた帯板が回転ドラムに沿わされた部分の片側面を幅方向に固定し、突きあわされた帯板の反対方向の側面から押圧する機構等が挙げられ、
押圧する手法としては、ばね材を介して締め付け力を得る方法などが挙げられる。本実施の形態では図4に示したものと同様の機構が使用された。
Also in the continuous friction stir welding apparatus 300 of the present invention, as in the continuous friction stir welding apparatus 200, one side surface of the joined body 3 along the curved side surface portion of the rotating drum body and one side of the strip 2A. In order to prevent expansion in the width direction in a state in which the side surface of the belt is abutted, a pressing force is applied in a direction toward at least the abutting portion from at least one of or both of the other side surface of the joined body and the other side surface of the band plate 2A. It is preferable to have a providing mechanism. As a mechanism for applying the pressing force, as in the case of the continuous friction stir welding apparatus 200, one side of the portion where the abutted strip is along the rotary drum is fixed in the width direction, and the opposite direction of the straddled strip is Examples include a mechanism that presses from the side,
Examples of the pressing method include a method of obtaining a tightening force through a spring material. In the present embodiment, a mechanism similar to that shown in FIG. 4 is used.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置300において、摩擦攪拌ツール61Aの摩擦撹拌ツール本体611Aの回転軸62Aと回転ドラム71Aの回転軸711Aとの位置関係は、連続摩擦攪拌接合装置200における、図6に示した摩擦攪拌ツール61の摩擦撹拌ツール本体611の回転軸62と回転ドラム71の回転軸711との位置関係と同様であり、本実施の形態では、摩擦攪拌ツール61A及び回転ドラム71Aとして、連続摩擦攪拌接合装置200における、摩擦攪拌ツール61及び回転ドラム71と同様のものが使用された。   In the continuous friction stir welding apparatus 300 of the present invention, the positional relationship between the rotation shaft 62A of the friction stir tool body 611A of the friction stir tool 61A and the rotation shaft 711A of the rotation drum 71A is as shown in FIG. The positional relationship between the rotating shaft 62 of the friction stirring tool main body 611 and the rotating shaft 711 of the rotating drum 71 of the friction stirring tool 61 shown in the drawing is the same, and in this embodiment, the friction stirring tool 61A and the rotating drum 71A are continuous. The same friction stir tool 61 and rotating drum 71 in the friction stir welding apparatus 200 were used.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置300においては、摩擦攪拌ツール、摩擦撹拌ツールを回転させる駆動機構、摩擦撹拌ツールを回転軸方向に移動させる駆動機構、摩擦撹拌ツールを埋入させるために回転軸方向に荷重を加える荷重機構を備えると共に、帯板の長手方向及び又は幅方向に摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を変更しうるように摩擦撹拌ツールの回転軸位置変更駆動機構を有することが好ましい。ここで摩擦撹拌ツールを回転軸方向に移動させる駆動機構とは、装置の運転始動時においては摩擦撹拌ツールの先端にあるプローブを帯板から離しておき、摩擦撹拌ツールが一定の回転数に達した時点で摩擦撹拌ツールを帯板方向に移動させてプローブを埋入させるためのものである。   In the continuous friction stir welding apparatus 300 of the present invention, the friction stir tool, the drive mechanism for rotating the friction stir tool, the drive mechanism for moving the friction stir tool in the direction of the rotation axis, and the rotational axis direction for embedding the friction stir tool It is preferable to include a load mechanism for applying a load to the belt plate and a rotation shaft position changing drive mechanism for the friction stir tool so that the position of the rotation shaft of the friction stir tool can be changed in the longitudinal direction and / or the width direction of the strip. Here, the drive mechanism that moves the friction stir tool in the direction of the rotation axis means that the probe at the tip of the friction stir tool is kept away from the strip when the device starts up, and the friction stir tool reaches a certain number of rotations. At this point, the probe is embedded by moving the friction stir tool toward the strip.

帯板の長さ方向に前後にツールの回転軸の位置を調整変更するのは、接合用材料により、摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を、裏当ての曲面に対し相対的に移動し、摩擦撹拌ツールの回転軸と埋入される位置における帯板表面の接平面とのなす角(θ)を調節し、好適な接合品質がえられるように調整できるからである。   The tool rotation axis position is adjusted back and forth in the longitudinal direction of the strip because the position of the rotation axis of the friction stirrer tool is moved relative to the curved surface of the backing, depending on the bonding material. This is because the angle (θ) formed by the rotation axis of the stirring tool and the tangent plane of the surface of the strip at the position where it is embedded can be adjusted so that a suitable joining quality can be obtained.

帯板の幅方向に前後に摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を調整変更するのは、接合用材料の幅と材質の組み合わせにより、摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を、突き合わせ部又は材質の組み合わせにより適宜なオフセット量を調節することができるので、好適な接合品質が得られるからである。   Adjusting and changing the position of the axis of rotation of the friction stir tool back and forth in the width direction of the strip depends on the combination of the width and material of the material used for bonding, This is because an appropriate offset amount can be adjusted by this, so that a suitable joining quality can be obtained.

次に、上記の連続摩擦攪拌接合装置300を用いて、先ず2条の帯板の接合体を作製し、次いで、それに第3の帯板を接合することによって、3条の長尺の接合体を製造する方法を説明する。尚前記実施の形態と重複する部分の一部は省略している。   Next, by using the above-described continuous friction stir welding apparatus 300, first, a strip-shaped joined body of two strips is manufactured, and then a third strip is joined to the strip, thereby forming a three-long strip-shaped joined body. A method of manufacturing the will be described. In addition, a part of the part which overlaps with the said embodiment is abbreviate | omitted.

アンコイラー4から帯板1を繰り出し、アンコイラー5から帯板2を繰り出し、アンコイラー5Aから帯板2Aを繰り出し、前記繰り出された帯板1と帯板2の側面同士を突合せ、突き合わせた両帯板を張力調整ローラー9の外周面91の下面に沿わせた後、図4に示した回転ドラム71の回転ドラム本体712の曲面状をしている側面部分715の上に沿わせ、さらに、張力調整ローラー10の外周面101の下面に沿わせた後、アンコイラー5Aから繰り出された帯板2Aと側面同士を突合せ、突き合わせた3つの帯板を張力調整ローラー9Aの外周面91Aの下面に沿わせる。次いで、この3つの帯板が突き合された帯板を回転ドラム71Aの回転ドラム本体の曲面状をしている側面部分の上に沿わせ、次いで、張力調整ローラー10Aの外周面101Aの下面に沿わせた後、リコイラー8Aに巻き取らせるようにさせる。   The strip 1 is fed out from the uncoiler 4, the strip 2 is fed out from the uncoiler 5, the strip 2A is fed out from the uncoiler 5A, the side surfaces of the fed strip 1 and the strip 2 are butted together, After being along the lower surface of the outer peripheral surface 91 of the tension adjusting roller 9, the surface is aligned on the curved side surface portion 715 of the rotating drum body 712 of the rotating drum 71 shown in FIG. 10, the belt plate 2A fed out from the uncoiler 5A is brought into contact with the side surfaces, and the three butted strips are placed along the lower surface of the outer peripheral surface 91A of the tension adjusting roller 9A. Next, the band plate in which the three band plates are abutted is placed on the curved side surface portion of the rotating drum body of the rotating drum 71A, and then on the lower surface of the outer peripheral surface 101A of the tension adjusting roller 10A. After being aligned, the recoiler 8A is made to wind up.

回転ドラム71及び回転ドラム71Aの回転軸の位置を、摩擦撹拌ツール回転軸と帯板の接平面とのなす角度が適当な値の鈍角になるように前後に微調整し固定する。
回転ドラム71及び回転ドラム71Aの温度を設定する。
The positions of the rotary shafts of the rotary drum 71 and the rotary drum 71A are finely adjusted back and forth so that the angle formed by the rotary shaft of the friction stir tool and the tangent plane of the belt plate becomes an obtuse angle with an appropriate value.
The temperatures of the rotating drum 71 and the rotating drum 71A are set.

次に、回転ドラム本体712の内部を貫通しているボルト731のナット732を締めることにより、押し付け板740をバネ730が押し付け、それにより上記押し付け板740に隣接された可動性のリブ750が回転ドラム本体712側に押し付けられ、回転ドラム本体712上に存在する突合せされた帯板の突合せ面とは反対側の一側面を押圧する。回転ドラム本体712上に存在する突合せされた帯板の突合せ面とは反対側の他の側面にはリブ720が存在するので、回転ドラム本体712上に存在する突合せされた帯板は、リブ720とリブ750に挟まれて突合せ面が強固に密着される。   Next, the spring 730 presses the pressing plate 740 by tightening the nut 732 of the bolt 731 passing through the inside of the rotating drum main body 712, thereby rotating the movable rib 750 adjacent to the pressing plate 740. It is pressed against the drum main body 712 side and presses one side surface opposite to the butting surface of the butted band plate present on the rotating drum main body 712. Since the rib 720 is present on the other side opposite to the butting surface of the butted band plate present on the rotating drum body 712, the butted band plate existing on the rotating drum body 712 is the rib 720. And the butted surfaces are tightly adhered to each other.

また、回転ドラム7Aにおいても、回転ドラム7の場合と同様にして、回転ドラム本体上に存在する突合せされた3つの帯板の突合せ面が強固に密着される。   Also in the rotating drum 7A, as in the case of the rotating drum 7, the butting surfaces of the three butted strips present on the rotating drum main body are firmly adhered.

この状態で、張力調整ローラー9、張力調整ローラー10、張力調整ローラー9A及び、張力調整ローラー10Aの位置(高さ)を調節して、突き合わせた3つの帯板に十分な張力がかかるようにする。   In this state, the tension adjustment roller 9, the tension adjustment roller 10, the tension adjustment roller 9A, and the position (height) of the tension adjustment roller 10A are adjusted so that sufficient tension is applied to the three strips that have been abutted. .

摩擦撹拌ツール61及び摩擦撹拌ツール61Aの回転軸の位置を、帯板の突き合わせ部に対する位置を突き合わせ部上または適当なオフセット量になるように帯板の幅方向に微調整し固定する。   The rotational axis positions of the friction stir tool 61 and the friction stir tool 61A are finely adjusted and fixed in the width direction of the strip so that the position of the strip plate with respect to the butting portion is on the butting portion or an appropriate offset amount.

次に、摩擦攪拌接合装置6の摩擦攪拌ツール61を回転させる。摩擦撹拌ツール61が一定の回転数に達した時点で摩擦撹拌ツール61を帯板方向に移動させて、プローブを帯板の突き合わせ部又はその近傍に埋入させ、プローブが埋入された部分及びショルダー面下を可塑化させる。
同時に、摩擦攪拌接合装置6Aの摩擦攪拌ツール61Aを回転させる。摩擦撹拌ツール61Aが一定の回転数に達した時点で摩擦撹拌ツール61Aを帯板方向に移動させて、プローブを帯板の突き合わせ部又はその近傍に埋入させ、プローブが埋入された部分及びショルダー面下を可塑化させる。
Next, the friction stir tool 61 of the friction stir welding apparatus 6 is rotated. When the friction stir tool 61 reaches a certain number of revolutions, the friction stir tool 61 is moved in the direction of the band plate so that the probe is embedded at or near the butted portion of the band plate, and the portion where the probe is embedded and Plasticize under the shoulder surface.
At the same time, the friction stir tool 61A of the friction stir welding apparatus 6A is rotated. When the friction stir tool 61A reaches a certain number of rotations, the friction stir tool 61A is moved in the direction of the strip, and the probe is embedded at or near the butted portion of the strip, and the portion where the probe is embedded and Plasticize under the shoulder surface.

摩擦攪拌接合装置6及び摩擦攪拌接合装置6Aで、摩擦攪拌接合に必要な可塑化がされたところで、モータ部82Aと回転軸81Aと巻き取り張力調整機構とからなるリコイラー8Aのモータ部82Aを動かし、回転軸81Aを回転させ、突合わされた帯板をリコイラー8Aに巻き取る。また、上記のリコイラー8Aのモータ部82Aの作動と同時に、アンコイラー4のモータ42、アンコイラー5のモータ52及びアンコイラー5Aのモータ52Aも作動させ、帯板を繰り出すようにする。摩擦攪拌接合装置6により帯板1と帯板2との接合体3が得られ、その接合体3に帯板2Aが接合された接合体3Aがリコイラー8Aに巻き取られるようになる。   When plasticization necessary for friction stir welding is performed by the friction stir welding apparatus 6 and the friction stir welding apparatus 6A, the motor part 82A of the recoiler 8A including the motor part 82A, the rotating shaft 81A, and the winding tension adjusting mechanism is moved. Then, the rotating shaft 81A is rotated and the butted strip is wound around the recoiler 8A. Simultaneously with the operation of the motor unit 82A of the recoiler 8A, the motor 42 of the uncoiler 4, the motor 52 of the uncoiler 5 and the motor 52A of the uncoiler 5A are also operated so that the belt plate is fed out. A joined body 3 of the strip 1 and the strip 2 is obtained by the friction stir welding apparatus 6, and the joined body 3A in which the strip 2A is joined to the joined body 3 is wound around the recoiler 8A.

上記のようにして、3つの帯板の接合体を連続して接合品質よく、変形による歪がなく、良好に製造することができたが、具体的な製造条件などは、以下の通りであった。
帯板1:材質は銅系のC1020。横幅は37mm。長さは100m。厚さは2.0mm。
帯板2:材質はマンガニン。横幅は10mm。長さは100m。厚さは2.0mm。
帯板2A:材質は銅系のC1020。横幅は37mm。長さは100m。厚さは2.0mm。
回転ドラム71及び回転ドラム71Aの直径は、500mm。回転ドラム71及び回転ドラム71Aに接触した帯板の長さは、約500mm。
張力は、1kg重/mm
帯板の移動速度は、100mm/min。
摩擦攪拌ツール61及び61Aの材質は、Ni基2重複相金属間化合物合金。
摩擦撹拌ツール61の回転軸62とプローブが帯板に埋入される帯板の接平面とのなす角度θは94°。
直線Rと摩擦撹拌ツール61の回転軸62までの距離Sは17mm。
摩擦撹拌ツール本体611Aの回転軸62Aとプローブが帯板に埋入される帯板の接平面とのなす角度θは94°。
直線Rと摩擦撹拌ツール本体611Aの回転軸62Aまでの距離Sは17mm。
摩擦撹拌ツール61及び61Aの回転速度は、800rpm〜1200rpm。
摩擦撹拌ツール61及び61Aの荷重は、約500kg重。
回転ドラム71及び回転ドラム71Aの温度は50℃。
As described above, the joined body of the three strips could be produced satisfactorily with good joining quality, no distortion due to deformation, and the specific production conditions were as follows. It was.
Band plate 1: The material is copper-based C1020. The width is 37 mm. The length is 100m. Thickness is 2.0mm.
Strip 2: material is manganin. The width is 10mm. The length is 100m. Thickness is 2.0mm.
Band plate 2A: The material is copper-based C1020. The width is 37 mm. The length is 100m. Thickness is 2.0mm.
The diameter of the rotating drum 71 and the rotating drum 71A is 500 mm. The length of the belt plate in contact with the rotating drum 71 and the rotating drum 71A is about 500 mm.
The tension is 1 kg weight / mm 2 .
The moving speed of the strip is 100 mm / min.
The material of the friction stir tools 61 and 61A is a Ni-based 2-duplex intermetallic compound alloy.
The angle θ between the rotating shaft 62 of the friction stir tool 61 and the tangent plane of the strip where the probe is embedded in the strip is 94 °.
The distance S between the straight line R and the rotating shaft 62 of the friction stir tool 61 is 17 mm.
The angle θ formed by the rotating shaft 62A of the friction stir tool body 611A and the tangent plane of the strip where the probe is embedded in the strip is 94 °.
The distance S between the straight line R and the rotating shaft 62A of the friction stir tool body 611A is 17 mm.
The rotational speed of the friction stir tools 61 and 61A is 800 rpm to 1200 rpm.
The load of the friction stir tools 61 and 61A is about 500 kg.
The temperature of the rotating drum 71 and the rotating drum 71A is 50 ° C.

以下、この発明の第3の実施形態を図9を参照して説明する。この実施形態は、この発明に係る連続摩擦攪拌接合装置400を用い、3条の長尺の帯板を接合することによって長尺の接合体を製造しようとするものである。その際に、3条の帯板を用いて2か所の接合を同時に行って、接合体を作製するものである。   A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. This embodiment is intended to manufacture a long joined body by joining three long strips using the continuous friction stir welding apparatus 400 according to the present invention. In that case, joining is performed at two places simultaneously using three strips to produce a joined body.

図9は、この連続摩擦攪拌接合装置400を用いて、接合作業を行っているところを示す模式的な斜視図である。   FIG. 9 is a schematic perspective view showing a joining operation using the continuous friction stir welding apparatus 400.

連続摩擦攪拌接合装置400は、巻き取られた第1の金属製の帯板1Bを繰り出すアンコイラー(図示せず)と、巻き取られた第2の金属製の帯板2Bを繰り出す他のアンコイラー(図示せず)と、巻き取られた第3の金属製の帯板3Bを繰り出す他のアンコイラー(図示せず)と、帯板1B、帯板2B及び帯板3Bの張力を調整するための張力調整ローラー9Bと、前記引き出された帯板1Bと帯板2Bの側面同士を突合せた面に摩擦攪拌ツール本体611Bを埋入して摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合装置(図示せず)と前記引き出された帯板2Bと帯板3Bの側面同士を突合せた面に摩擦攪拌ツール本体621Bを埋入して摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合装置(図示せず)と、前記ツール本体611B、621Bによる前記帯板に対する押圧を帯板の裏面から支えるための裏当て7Bと、帯板の側面同士が突合せ摩擦攪拌接合された接合帯板である接合体123Bの張力を調整するための張力調整ローラー10Bと、前記接合体123Bを巻き取るリコイラー(図示せず)とを備えている。
連続摩擦攪拌接合装置400は、アンコイラーに巻き取られた帯板1Bの突き合わせされる側の側面のなす平面と、他のアンコイラーに巻き取られた帯板2Bの突き合わせされる側の側面のなす平面は同一の平面を形成し、両アンコイラーの回転軸とリコイラーの回転軸と張力調整ローラー9Bの回転軸93Bと張力調整ローラー10Bの回転軸103Bは共に前記の同一の平面と垂直に交わっている。尚、前記ツール本体611Bの回転軸は、接合が突き合わせ面上にある場合、すなわちツールオフセットが0の場合には、前記ツール本体611Bの回転軸も前記同一の平面上にあり、この前記平面上に、帯板1Bの側面と、前記側面と突合せされる帯板2Bの側面の突合せ面P2を含む平面がある。
また、アンコイラーに巻き取られた帯板2Bの突き合わせされる側の側面のなす平面と、他のアンコイラーに巻き取られた帯板3Bの突き合わせされる側の側面のなす平面は同一の平面を形成し、両アンコイラーの回転軸とリコイラーの回転軸と張力調整ローラー9Bの回転軸93Bと張力調整ローラー10Bの回転軸103Bは共に前記の同一の平面と垂直に交わっている。尚、前記ツール本体621Bの回転軸は、接合が突き合わせ面上にある場合、すなわちツールオフセットが0の場合には、前記ツール本体621Bの回転軸も前記同一の平面上にあり、この前記平面上に、帯板2Bの側面と、前記側面と突合せされる帯板3Bの側面の突合せ面P3を含む平面がある。
The continuous friction stir welding apparatus 400 includes an uncoiler (not shown) that feeds the wound first metal strip 1B, and another uncoiler that feeds the wound second metal strip 2B ( (Not shown), another uncoiler (not shown) for feeding the wound third metal strip 3B, and tension for adjusting the tension of the strip 1B, the strip 2B and the strip 3B The adjustment roller 9B, a friction stir welding apparatus (not shown) for friction stir welding by embedding the friction stir tool body 611B in the surface where the side surfaces of the drawn strip 1B and the strip 2B are abutted with each other and the pulled out The friction stir welding apparatus (not shown) for embedding the friction stir tool main body 621B in the surface where the side surfaces of the strip 2B and the strip 3B are abutted with each other and friction stir welding, and the tool main bodies 611B and 621B Against strip A backing 7B for supporting the pressure from the back side of the strip, a tension adjusting roller 10B for adjusting the tension of the joined body 123B which is a joined strip in which the side surfaces of the strip are butted against each other by friction stir welding, and the joining And a recoiler (not shown) that winds up the body 123B.
Continuous friction stir welding apparatus 400 includes a plane formed by the side surface of the band plate 1B wound around the uncoiler and a side surface formed by the other side of the band plate 2B wound by another uncoiler. Form the same plane, and the rotation axis of both uncoilers, the rotation axis of the recoiler, the rotation axis 93B of the tension adjusting roller 9B, and the rotation axis 103B of the tension adjusting roller 10B all intersect perpendicularly with the same plane. The rotation axis of the tool body 611B is on the same plane when the joint is on the abutting surface, that is, when the tool offset is 0, the rotation axis of the tool body 611B is also on the same plane. In addition, there is a plane including the side surface of the band plate 1B and the butting surface P2 of the side surface of the band plate 2B to be butted against the side surface.
Further, the plane formed by the side surface of the band plate 2B wound up by the uncoiler and the plane formed by the side surface of the band plate 3B wound up by another uncoiler form the same plane. The rotating shafts of both uncoilers, the rotating shaft of the recoiler, the rotating shaft 93B of the tension adjusting roller 9B, and the rotating shaft 103B of the tension adjusting roller 10B all intersect perpendicularly with the same plane. The rotation axis of the tool body 621B is on the same plane when the joint is on the abutting surface, that is, when the tool offset is 0, the rotation axis of the tool body 621B is also on the same plane. In addition, there is a plane including the side face of the strip 2B and the abutting surface P3 of the side face of the strip 3B to be abutted against the side face.

上記連続摩擦攪拌接合装置400を構成する、3つのアンコイラー、張力調整ローラー9B、張力調整ローラー10B、2つの摩擦攪拌接合装置、裏当て7B及びリコイラーなどの構造、機能や好ましい態様などは、連続摩擦攪拌接合装置200又は連続摩擦攪拌接合装置300で説明したことと同様であり、その説明は省略する。   The structure, function, preferred mode, etc. of the three uncoilers, the tension adjusting roller 9B, the tension adjusting roller 10B, the two friction stir welding devices, the backing 7B, and the recoiler constituting the continuous friction stir welding device 400 are continuous friction. This is the same as that described in the stir welding apparatus 200 or the continuous friction stir welding apparatus 300, and the description thereof is omitted.

なお、張力調整ローラー9Bの回転軸93B及び張力調整ローラー10Bの回転軸103Bは、摩擦攪拌ツール本体611Bの回転軸を有する平面及び摩擦攪拌ツール本体621Bの回転軸を有する平面に対し、垂直に交っている。   The rotation shaft 93B of the tension adjustment roller 9B and the rotation shaft 103B of the tension adjustment roller 10B intersect perpendicularly with respect to the plane having the rotation axis of the friction stir tool body 611B and the plane having the rotation axis of the friction stir tool body 621B. ing.

なお、上記の連続摩擦攪拌接合装置400においては、張力調整ローラー9Bとして、接合しようとする3枚の帯板の合計の幅よりも幅の広い張力調整ローラーを1本だけ用いているが、接合しようとする個々の帯板ごとに張力調整ローラーが用いられてもよいし、接合しようとする3枚の帯板のうち2枚の帯板に対して1個の張力調整ローラーが用いられ残りの帯板に対して別の1個の張力調整ローラーが用いられても良いが、一の共通ローラーで行う方が、帯板を回転ドラムに沿わせることが無理なく行えるため好ましい。
共通張力調整ローラーで帯板に張力を付与するためには、3つのアンコイラーの位置(高さ)を適宜変えると共に、帯板を張力調整ローラーの下面を通すか、上面を通すかを考慮する必要がある。
In the continuous friction stir welding apparatus 400 described above, only one tension adjusting roller wider than the total width of the three strips to be joined is used as the tension adjusting roller 9B. A tension adjusting roller may be used for each individual band plate to be joined, or one tension adjusting roller is used for two of the three band plates to be joined, and the rest Another tension adjusting roller may be used for the band plate, but it is preferable to use one common roller because the band plate can be reasonably aligned with the rotating drum.
In order to apply tension to the strip with the common tension adjusting roller, it is necessary to change the position (height) of the three uncoilers as appropriate and consider whether the strip passes through the lower or upper surface of the tension adjusting roller. There is.

上記連続摩擦攪拌接合装置400において裏当て7Bとしては、回転ドラム71Bを使用している。   In the continuous friction stir welding apparatus 400, the rotating drum 71B is used as the backing 7B.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置400においても、連続摩擦攪拌接合装置200や連続摩擦攪拌接合装置300と同様に、帯板1B、帯板2B、帯板3Bの側面が突合わされた状態で、少なくとも帯板1Bの突合せ面でない側面1B1又は帯板3Bの突合せ面でない側面3B1のいずれか又は両方から前記突合わせ面に押圧力を与える機構を有することが好ましい。幅方向に拡大するのを防ぐ幅方向拘束具としては、連続摩擦攪拌接合装置200や300と同様にリブ、可動性リブ、裏当てに形成された溝などが挙げられるが、本実施の形態では、回転ドラム71Bの両側面部にリブ720Bと721Bが取り付けられているものが使用された。リブ720Bと721Bの間の間隔は、側面が突合わされた帯板1B、帯板2B、帯板3Bの合計の幅に固定されている。   In the continuous friction stir welding apparatus 400 of the present invention, as in the continuous friction stir welding apparatus 200 and the continuous friction stir welding apparatus 300, at least the side surfaces of the strip 1B, the strip 2B, and the strip 3B are abutted, It is preferable to have a mechanism that applies a pressing force to the abutting surface from either or both of the side surface 1B1 that is not the butting surface of the band plate 1B and the side surface 3B1 that is not the butting surface of the band plate 3B. Examples of the width direction restraint device that prevents the expansion in the width direction include ribs, movable ribs, grooves formed on the backing, etc., as in the continuous friction stir welding apparatus 200 or 300. In this case, one having ribs 720B and 721B attached to both side surfaces of the rotating drum 71B was used. The interval between the ribs 720B and 721B is fixed to the total width of the band plate 1B, the band plate 2B, and the band plate 3B whose side surfaces are abutted.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置400において、裏当てとして、回転ドラムが使用される場合は、摩擦攪拌ツール本体611Bの回転軸及び摩擦攪拌ツール本体621Bの回転軸が回転ドラムの回転軸711Bよりもアンコイラー寄りであることが好ましいため、そのように位置設定されている。その理由は、連続摩擦攪拌接合装置200や連続摩擦攪拌接合装置300の説明中で述べた通りである。   In the continuous friction stir welding apparatus 400 of the present invention, when a rotating drum is used as a backing, the rotating shaft of the friction stirring tool body 611B and the rotating shaft of the friction stirring tool body 621B are more than the rotating shaft 711B of the rotating drum. Since it is preferable to be closer to the uncoiler, the position is set as such. The reason is as described in the description of the continuous friction stir welding apparatus 200 and the continuous friction stir welding apparatus 300.

本発明の連続摩擦攪拌接合装置400においては、摩擦攪拌ツール、摩擦撹拌ツールを回転させる駆動機構、摩擦撹拌ツールを回転軸方向に移動させる駆動機構、摩擦撹拌ツールを埋入させるために回転軸方向に荷重を加える荷重機構を備えると共に、帯板の長手方向及び又は幅方向に摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を変更しうるように摩擦撹拌ツールの回転軸位置変更駆動機構を有している。
ここで摩擦撹拌ツールを回転軸方向に移動させる駆動機構とは、装置の運転始動時においては摩擦撹拌ツールの先端にあるプローブを帯板から離しておき、摩擦撹拌ツールが一定の回転数に達した時点で摩擦撹拌ツールを帯板方向に移動させてプローブを埋入させるためのものである。
In the continuous friction stir welding apparatus 400 of the present invention, the friction stir tool, the drive mechanism for rotating the friction stir tool, the drive mechanism for moving the friction stir tool in the direction of the rotation axis, and the rotational axis direction for embedding the friction stir tool And a rotation shaft position changing drive mechanism for the friction stir tool so that the position of the rotation shaft of the friction stir tool can be changed in the longitudinal direction and / or the width direction of the band plate.
Here, the drive mechanism that moves the friction stir tool in the direction of the rotation axis means that the probe at the tip of the friction stir tool is kept away from the strip when the device starts up, and the friction stir tool reaches a certain number of rotations. At this point, the probe is embedded by moving the friction stir tool toward the strip.

帯板の長さ方向に前後に摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を調整変更するのは、接合用材料により、摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を、裏当ての曲面に対し相対的に移動し、摩擦撹拌ツールの回転軸と埋入される位置における帯板表面の接平面とのなす角(θ)を調節し、好適な接合品質がえられるように調整できるからである。   Adjusting and changing the rotational axis position of the friction stirrer tool back and forth in the length direction of the strip is because the rotational axis position of the friction stirrer tool is moved relative to the curved surface of the backing by the bonding material. This is because the angle (θ) formed by the rotating shaft of the friction stir tool and the tangent plane of the surface of the band plate at the embedded position can be adjusted so that a suitable joining quality can be obtained.

帯板の幅方向に前後に摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を調整変更するのは、接合用材料の幅と材質の組み合わせにより、摩擦撹拌ツールの回転軸の位置を、突き合わせ部又は材質の組み合わせにより適宜なオフセット量を調節することができるので、好適な接合品質が得られるからである。   Adjusting and changing the position of the axis of rotation of the friction stir tool back and forth in the width direction of the strip depends on the combination of the width and material of the material used for bonding, This is because an appropriate offset amount can be adjusted by this, so that a suitable joining quality can be obtained.

次に、上記の連続摩擦攪拌接合装置400を用いて、3条の帯板を用いて2か所の接合を同時に行って、3条の長尺の接合体を製造する方法を説明する。   Next, a method for manufacturing a three-long long joined body by simultaneously joining two places using three strips using the continuous friction stir welding apparatus 400 will be described.

3つのアンコイラー(図示せず)のそれぞれから、帯板1B、帯板2B、帯板3Bを繰り出し、前記繰り出された帯板1Bと帯板2Bの側面同士を突合せ、更に、帯板2Bの他の側面に帯板3Bの側面を突き合わせる。3つの帯板が突き合わせられたものを、張力調整ローラー9Bの外周面の下面に沿わせた後、図9に示した回転ドラム71Bの回転ドラム本体の曲面状をしている側面部分の上に沿わせ、さらに、張力調整ローラー10Bの外周面の下面に沿わせた後、リコイラー(図示せず)に巻き取らせるようにさせる。   From each of the three uncoilers (not shown), the strip 1B, the strip 2B, and the strip 3B are unrolled, the side surfaces of the unrolled strip 1B and the strip 2B are butted together, and the other strips 2B The side surface of the band plate 3B is abutted against the side surface. After the three strips are butted together along the lower surface of the outer peripheral surface of the tension adjusting roller 9B, the curved drum surface of the rotating drum 71B shown in FIG. Further, along the lower surface of the outer peripheral surface of the tension adjusting roller 10B, the recoiler (not shown) is wound.

回転ドラム71Bの回転軸の位置を、摩擦撹拌ツール回転軸と帯板の接平面とのなす角度が適当な値の鈍角になるように前後に微調整し固定する。
回転ドラムの温度を定温に維持できるよう、ヒーター及びチラーを運転した。
The position of the rotating shaft of the rotating drum 71B is finely adjusted back and forth so that the angle formed by the friction stirring tool rotating shaft and the tangent plane of the strip plate becomes an obtuse angle with an appropriate value.
The heater and chiller were operated so that the temperature of the rotating drum could be maintained at a constant temperature.

回転ドラム71Bにおいては、突合わされた帯板に押圧力を与える機構として回転ドラム71Bの両側面部にリブ720Bと721Bが取り付けられており、リブ720Bと721Bの間の間隔が、側面が突合わされた帯板1B、帯板2B、帯板3Bの合計の幅にされているので、回転ドラム本体上に存在する突合せされた帯板は、突合せ面が強固に密着される。   In the rotating drum 71B, ribs 720B and 721B are attached to both side surfaces of the rotating drum 71B as a mechanism for applying a pressing force to the abutted band plates, and the side surfaces of the ribs 720B and 721B are abutted against each other. Since the total width of the band plate 1B, the band plate 2B, and the band plate 3B is set, the abutting surfaces of the abutted band plates existing on the rotating drum main body are firmly adhered.

この状態で、張力調整ローラー9Bと張力調整ローラー10Bの位置(高さ)を調節して、突き合わせた3つの帯板に十分な張力がかかるようにする。   In this state, the positions (heights) of the tension adjusting roller 9B and the tension adjusting roller 10B are adjusted so that sufficient tension is applied to the three strips that are abutted.

摩擦撹拌ツール本体611B及び摩擦撹拌ツール本体621Bの回転軸の位置を、帯板の突き合わせ部に対する位置を突き合わせ部上または適当なオフセット量になるように帯板の幅方向に微調整し固定する。   The rotational axes of the friction stir tool main body 611B and the friction stir tool main body 621B are finely adjusted and fixed in the width direction of the band plate so that the position of the band plate with respect to the butting portion is on the butting portion or an appropriate offset amount.

次に、2つの摩擦攪拌接合装置の摩擦攪拌ツール本体611Bと摩擦攪拌ツール本体621Bとを回転させる。摩擦攪拌ツール本体611Bと摩擦攪拌ツール本体621Bが一定の回転数に達した時点で、摩擦撹拌ツール本体611Bと摩擦撹拌ツール本体621Bとを帯板方向に移動させて、摩擦攪拌ツール本体611Bのプローブ(摩擦撹拌ツール本体611Bの先端にあり、帯板突き合わせ部に埋入されているため図9ではプローブは見えない)を帯板1Bと帯板2Bの側面同士の突き合わせ部又はその近傍に埋入させ、同時に、摩擦撹拌ツール本体621Bを帯板方向に移動させて、摩擦攪拌ツール本体621Bのプローブ(摩擦撹拌ツール本体621Bの先端にあり、帯板突き合わせ部に埋入されているため図9ではプローブは見えない)を帯板2Bと帯板3Bの側面同士の突き合わせ部又はその近傍に埋入させ、両プローブが埋入された部分及びショルダー面下を可塑化させる。   Next, the friction stir tool body 611B and the friction stir tool body 621B of the two friction stir welding apparatuses are rotated. When the friction stir tool main body 611B and the friction stir tool main body 621B reach a certain number of rotations, the friction stir tool main body 611B and the friction stir tool main body 621B are moved in the strip direction to probe the friction stir tool main body 611B. (The probe is not visible in FIG. 9 because it is embedded at the tip of the friction stir tool body 611B and is embedded in the band plate abutting portion.) Is embedded in or near the abutting portion between the side surfaces of the band plate 1B and the band plate 2B. At the same time, the friction stir tool main body 621B is moved in the direction of the strip, and the probe of the friction stir tool main body 621B (the tip of the friction stir tool main body 621B is embedded in the band abutting portion in FIG. 9). The probe is not visible) and is embedded in the butt portion between the side surfaces of the band plate 2B and the band plate 3B or in the vicinity thereof, and the portion in which both probes are embedded And the lower shoulder surface to plasticize.

それぞれの摩擦攪拌接合装置で、摩擦攪拌接合に必要な可塑化がされたところで、モータ部と回転軸と巻き取り張力調整機構とからなるリコイラー(図示せず)のモータ部を動かし、回転軸を回転させ、3つの帯板が突合わされたものをリコイラー(図示せず)に巻き取る。また、上記のリコイラーのモータ部の作動と同時に、3つのアンコイラーも作動させ、帯板を繰り出すようにする。摩擦攪拌接合装置により帯板1Bと帯板2Bと帯板3Bが接合された接合体123Bがリコイラー(図示せず)に巻き取られるようになる。   In each friction stir welding apparatus, when plasticization necessary for friction stir welding is performed, the motor unit of a recoiler (not shown) composed of a motor unit, a rotating shaft, and a winding tension adjusting mechanism is moved, and the rotating shaft is moved. Rotate and roll up the three strips butted on a recoiler (not shown). Further, simultaneously with the operation of the motor unit of the recoiler, the three decoilers are also operated to feed out the strip. The joined body 123B in which the strip 1B, the strip 2B, and the strip 3B are joined by the friction stir welding apparatus is wound around a recoiler (not shown).

上記のようにして、3つの帯板の接合体を同時に連続して接合品質よく、変形による歪がなく、良好に製造することができたが、具体的な製造条件などは、以下の通りであった。
帯板1B:材質は銅系のC1020。横幅は37mm。長さは100m。厚さは2.0mm。
帯板2B:材質はマンガニン。横幅は10mm。長さは100m。厚さは2.0mm。帯板3B:材質は銅系のC1020。横幅は37mm。長さは100m。厚さは2.0mm。
回転ドラムの直径は、500mm。回転ドラムに接触した帯板1B、2B、3Bの長さは、約500mm。
張力は、1kg重/mm
帯板1B、2B、3Bの移動速度は、100mm/min。
摩擦撹拌ツール本体611B及び621Bの材質は、Ni基2重複相金属間化合物合金。
摩擦撹拌ツール本体611Bの回転軸とプローブが帯板に埋入される帯板の接平面とのなす角度θは94°。
直線Rと摩擦撹拌ツール本体611Bの回転軸までの距離Sは17mm。
摩擦撹拌ツール本体621Bの回転軸とプローブが帯板に埋入される帯板の接平面とのなす角度θは94°。
直線Rと摩擦撹拌ツール本体621Bの回転軸までの距離Sは17mm。
摩擦撹拌ツール本体611B及び621Bの回転速度は、800rpm〜1200rpm。
各摩擦撹拌ツールの荷重は、約500kg重。
回転ドラム温度は、50℃
As described above, the joined body of the three strips could be manufactured continuously and continuously with good bonding quality, no distortion due to deformation, and specific manufacturing conditions are as follows. there were.
Strip 1B: The material is copper-based C1020. The width is 37 mm. The length is 100m. Thickness is 2.0mm.
Strip 2B: Material is manganin. The width is 10mm. The length is 100m. Thickness is 2.0mm. Band plate 3B: The material is copper-based C1020. The width is 37 mm. The length is 100m. Thickness is 2.0mm.
The diameter of the rotating drum is 500 mm. The length of the strips 1B, 2B, 3B in contact with the rotating drum is about 500 mm.
The tension is 1 kg weight / mm 2 .
The moving speed of the strips 1B, 2B, 3B is 100 mm / min.
The material of the friction stir tool bodies 611B and 621B is a Ni-based two-phase intermetallic compound alloy.
The angle θ between the rotation axis of the friction stir tool body 611B and the tangent plane of the strip where the probe is embedded in the strip is 94 °.
The distance S between the straight line R and the rotation axis of the friction stir tool body 611B is 17 mm.
The angle θ formed by the rotational axis of the friction stir tool body 621B and the tangent plane of the strip where the probe is embedded in the strip is 94 °.
The distance S between the straight line R and the rotating shaft of the friction stir tool body 621B is 17 mm.
The rotational speed of the friction stir tool main bodies 611B and 621B is 800 rpm to 1200 rpm.
The load of each friction stir tool is about 500 kg.
Rotating drum temperature is 50 ° C

本発明によれば板厚の薄い薄板であっても接合が難しくなく、接合品質が高く、接合に際して変形が起こり難く、プロテクターを使用する必要がない、帯板と帯板とを連続的に幅方向に突合わせ摩擦攪拌接合して接合帯板を製造する製造方法及び製造装置、特に異種材料の帯板を連続的に幅方向に突合わせ摩擦攪拌接合して長尺の接合帯板を製造する製造方法及び製造装置が提供されるため、特に異種材料を接合するのに好適であり、今後一層需要の増大する低抵抗金属固定抵抗器を品質良く安定して、安価に製造することができる。   According to the present invention, even when a thin plate is thin, joining is not difficult, the joining quality is high, deformation hardly occurs during joining, and it is not necessary to use a protector. Manufacturing method and manufacturing apparatus for producing a joining strip by butt friction stir welding in the direction, and in particular, a long joining strip is produced by continuously butting friction stir welding of strips of different materials in the width direction. Since a manufacturing method and a manufacturing apparatus are provided, it is particularly suitable for joining dissimilar materials, and a low-resistance metal fixed resistor whose demand will further increase in the future can be manufactured stably and inexpensively with high quality.

200 連続摩擦攪拌接合装置
1 帯板
11 帯板1の一の側面
12 帯板1の他の側面
2 帯板
21 帯板2の一の側面
22 帯板2の他の側面
3 接合体
4 アンコイラー
41(アンコイラーの)回転軸
42 モータ部
43 繰り出し部分
5 アンコイラー
51(アンコイラーの)回転軸
52 モータ部
53 繰り出し部分
6 摩擦攪拌接合装置
61 摩擦攪拌ツール
611 摩擦撹拌ツール本体
612 プローブ
613 ショルダー
62 回転軸
63 隙間
7 裏当て
71 回転ドラム
711 回転軸
712 回転ドラム本体
713 ドラム軸受け
714 ドラム軸受け台
715(回転ドラムの曲面状をしている)側面部分
716 (側面部分の)端部
720 リブ
730 バネ
731 ボルト
732 ナット
740 押し付け板
750 可動性のリブ
8 リコイラー
81(リコイラーの)回転軸
82モータ部
83 巻き取り部分
P 突合せ面
9 張力調整ローラー
91(張力調整ローラーの)外周面
92(外周面の)最低部
93 回転軸
10 張力調整ローラー
101(張力調整ローラーの)外周面
102(外周面の)最低部
103 回転軸
F 平面
H 接平面
O 回転軸711の中心
T 回転ドラムの頂点
R 直線
S 直線Rと摩擦撹拌ツール本体の回転軸までの距離
300 連続摩擦攪拌接合装置
2A 帯板
3A 接合体
5A アンコイラー
51A 回転軸
52A モータ部
53A 繰り出し部分
6A 摩擦撹拌接合装置
61A 摩擦攪拌ツール
611A 摩擦攪拌ツール本体
612A プローブ
62A 回転軸
7A 裏当て
71A 回転ドラム
711A 回転軸
8A リコイラー
81A (リコイラーの)回転軸
82A モータ部
83A 巻き取り部分
P1 接合体3の側面と、前記側面と突合せされる帯板2Aの側面との突合せ面
9A 張力調整ローラー
91A(張力調整ローラーの)外周面
92A(外周面の)最低部
93A 回転軸
10A 張力調整ローラー
101A(張力調整ローラーの)外周面
102A(外周面の)最低部
103A 回転軸
400 連続摩擦攪拌接合装置
1B,2B,3B 帯板
1B1 帯板1Bの突合せ面でない側面
3B1 帯板3Bの突合せ面でない側面
9B 張力調整ローラー
93B 回転軸
10B 張力調整ローラー
103B 回転軸
611B 摩擦攪拌ツール本体
621B 摩擦攪拌ツール本体
71B 回転ドラム
720B、721B リブ
7B 裏当て
123B 接合体
P2 帯板1Bの側面と、帯板2Bの側面との突合せ面
P3 帯板2Bの側面と、帯板3Bの側面との突合せ面
200 Continuous friction stir welding apparatus 1 Band plate 11 One side surface of band plate 1 12 Other side surface 2 of band plate 1 Band plate 21 One side surface of band plate 2 Other side surface 2 of band plate 2 Bonded body 4 Uncoiler 41 (Uncoiler's) rotating shaft 42 Motor part 43 Feeding part 5 Uncoiler 51 (Uncoiler's) rotating shaft 52 Motor part 53 Feeding part 6 Friction stir welding device 61 Friction stir tool 611 Friction stir tool main body 612 Probe 613 Shoulder 62 Rotating shaft 63 Gap 7 Backing 71 Rotating drum 711 Rotating shaft 712 Rotating drum main body 713 Drum bearing 714 Drum bearing base 715 Side surface portion 716 (of the curved surface of the rotating drum) End portion 720 (of the side surface portion) Rib 730 Spring 731 Bolt 732 Nut 740 Pressing plate 750 Movable rib 8 Recoiler 81 (Recoiler ) Rotating shaft 82 Motor part 83 Winding part P Abutting surface 9 Tension adjusting roller 91 (outside of tension adjusting roller) outer peripheral surface 92 (outside surface) lowest part 93 Rotating shaft 10 Tension adjusting roller 101 (outside of tension adjusting roller) Surface 102 (outer peripheral surface) lowest part 103 rotation axis F plane H tangential plane O center of rotation shaft 711 T apex of rotation drum R straight line S distance between straight line R and rotation axis of friction stir tool main body 300 continuous friction stir welding apparatus 2A Band plate 3A Joined body 5A Uncoiler 51A Rotating shaft 52A Motor part 53A Feeding part 6A Friction stir welding device 61A Friction stirring tool 611A Friction stirring tool body 612A Probe 62A Rotating shaft 7A Backing 71A Rotating drum 711A Rotating shaft 8A Recoiler 8A Rotating shaft 82A Motor part 83 Winding portion P1 Abutting surface of the side surface of the joined body 3 and the side surface of the band plate 2A butted against the side surface 9A Tension adjusting roller 91A (Tension adjusting roller) outer peripheral surface 92A (outer peripheral surface) lowest portion 93A Rotating shaft 10A Tension adjustment roller 101A (Tension adjustment roller) outer peripheral surface 102A (outer peripheral surface) lowest part 103A Rotating shaft 400 Continuous friction stir welding apparatus 1B, 2B, 3B Band plate 1B1 Side surface which is not a butting surface of band plate 1B 3B1 Band plate 3B 9B Tension adjusting roller 93B Rotating shaft 10B Tension adjusting roller 103B Rotating shaft 611B Friction stir tool main body 621B Friction stir tool main body 71B Rotating drum 720B, 721B Rib 7B Backing 123B Joined member P2 Side surface of strip 1B, Abutting surface with side surface of strip 2B P3 Side surface of strip 2B Abutting surfaces of the side surface of the strip 3B

Claims (19)

帯板1と帯板2とを幅方向に突き合わせて、摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入させて帯板の接合体を製造する方法であって、
前記プローブが埋入される前記帯板1及び前記帯板2の裏側に凸状の曲面を有する裏当てをあてがい、
前記帯板1の側面と前記帯板2の側面とを突き合せて帯板に長さ方向に張力をかけて前記プローブが埋入される前後にわたり前記裏当ての凸状の曲面に沿わせて、
前記側面が突き合わされた帯板1と帯板2が前記プローブの埋入により幅方向に拡がらない様に、前記突き合わされた帯板1と帯板2を幅方向に拘束した状態で、
前記突き合わせ部またはその近傍に摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入し、プロ
ーブに対し相対的に前記帯板1と前記帯板2を帯板の長手方向に移動させて、摩擦攪拌接
合する帯板の接合体の製造方法。
A method of manufacturing a bonded body of band plates by abutting the band plate 1 and the band plate 2 in the width direction and embedding a probe of a tool for friction stir welding,
Applying a backing having a convex curved surface to the back side of the strip 1 and the strip 2 in which the probe is embedded,
The side surface of the band plate 1 and the side surface of the band plate 2 are brought into contact with each other and tension is applied to the band plate in the longitudinal direction so that the probe is embedded along the convex curved surface of the backing. ,
In a state in which the butted band plate 1 and the band plate 2 are constrained in the width direction so that the band plate 1 and the band plate 2 with which the side surfaces are butted do not expand in the width direction due to the insertion of the probe,
A friction stir welding tool probe is embedded in or near the abutting portion, and the band plate 1 and the band plate 2 are moved relative to the probe in the longitudinal direction of the band plate to perform friction stir welding. A method for manufacturing a joined body of strips.
帯板1と帯板2とを幅方向に突き合わせて、摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入させて帯板の接合体を製造する方法であって、
前記プローブが埋入される前記帯板1及び前記帯板2の裏側に回転ドラムをあてがい、
前記帯板1の側面と前記帯板2の側面とを突き合せて前記プローブが埋入される前後に
わたり前記回転ドラムの曲面に沿わせて、
前記側面が突き合わされた帯板1と帯板2が前記プローブの埋入により幅方向に拡がらない様に、前記突き合わされた帯板1と帯板2を幅方向に拘束した状態で、
前記突き合わせ部またはその近傍に摩擦攪拌接合用のツールのプローブを埋入し、プローブに対し相対的に前記帯板1と前記帯板2を帯板の長手方向に移動させて、摩擦攪拌接合する帯板の接合体の製造方法。
A method of manufacturing a bonded body of band plates by abutting the band plate 1 and the band plate 2 in the width direction and embedding a probe of a tool for friction stir welding,
Applying a rotating drum to the back side of the strip 1 and the strip 2 in which the probe is embedded,
Before and after the probe is embedded by abutting the side face of the strip 1 and the side face of the strip 2
Along the curved surface of the rotating drum,
In a state in which the butted band plate 1 and the band plate 2 are constrained in the width direction so that the band plate 1 and the band plate 2 with which the side surfaces are butted do not expand in the width direction due to the insertion of the probe,
A friction stir welding tool probe is embedded in or near the abutting portion, and the band plate 1 and the band plate 2 are moved relative to the probe in the longitudinal direction of the band plate to perform friction stir welding. A method for manufacturing a joined body of strips.
プローブの埋入により前記側面が突き合わされた帯板1と帯板2が幅方向に拡がらない
様に、前記突き合わされた帯板1と帯板2を、前記裏当てに付設された幅方向拘束具によ
り幅方向に拘束して摩擦攪拌接合することを特徴とする請求項1または2に記載の帯板の
接合体の製造方法。
A width direction in which the abutted band plate 1 and the band plate 2 are attached to the backing so that the band plate 1 and the band plate 2 abutted against each other by insertion of the probe do not expand in the width direction. The method for producing a joined body of strips according to claim 1 or 2, wherein the stirrer is restrained in the width direction by a restraining tool and friction stir welding is performed.
帯板の接合体3と、帯板4とを幅方向に突き合わせて、摩擦攪拌接合用のツールのプロ
ーブを埋入させて三条の帯板の接合体を製造する方法であって、
前記プローブが埋入される前記帯板の接合体3及び帯板4の裏側に凸状の曲面を有する
裏当てをあてがい、
前記帯板の接合体3の側面と前記帯板4の側面とを突き合せて前記プローブが埋入され
る前後にわたり前記裏当ての凸状の曲面に沿わせて、
前記側面が突き合わされた帯板3と帯板4が前記プローブの埋入により幅方向に拡がら
ない様に、前記突き合わされた帯板の接合体3と帯板4を幅方向に拘束した状態で、
前記突き合わされた帯板の接合体3と帯板4との突き合わせ部またはその近傍に摩擦攪
拌接合用のツールのプローブを埋入し、プローブに対し相対的に前記帯板の接合体3と前
記帯板4を帯板の長手方向に移動させて、摩擦攪拌接合する三条の帯板の接合体の製造方
法。
It is a method of manufacturing a strip strip joined body by butting the strip strip assembly 3 and the strip plate 4 in the width direction and embedding a probe of a friction stir welding tool.
Applying a backing having a convex curved surface to the back side of the band plate assembly 3 and the band plate 4 in which the probe is embedded,
Along the convex curved surface of the backing, before and after the probe is embedded by abutting the side surface of the bonded body 3 of the belt plate and the side surface of the belt plate 4,
A state in which the bonded strip 3 and the strip 4 are constrained in the width direction so that the strip 3 and the strip 4 with which the side surfaces are butted do not expand in the width direction due to the insertion of the probe. so,
A probe of a tool for friction stir welding is embedded in or in the vicinity of the butted portion between the butted band plate assembly 3 and the band plate 4, and the band plate union 3 and the band plate relative to the probe. A method for manufacturing a joined body of three strips that moves the strip 4 in the longitudinal direction of the strip and performs friction stir welding.
3以上の複数の帯板を各帯板の幅方向に突き合わせて、摩擦攪拌接合用のツールのプロ
ーブを埋入させて3以上の複数の帯板の接合体を一挙に製造する方法であって、
前記プローブが埋入される前記全帯板の裏側に凸状の曲面を有する裏当てをあてがい、
前記帯板同士を側面と側面とを突き合せて前記プローブが埋入される前後にわたり前記
裏当ての凸状の曲面に沿わせて、
前記側面が突き合わされた帯板の全体の幅が前記プローブの埋入により幅方向に拡がら
ない様に、前記突き合わされた帯板同士を幅方向に拘束した状態で、
前記帯板と帯板との各突き合わせ部またはその近傍に摩擦攪拌接合用のツールのプロー
ブを埋入し、プローブに対し相対的に前記帯板を帯板の長手方向に移動させて、摩擦攪拌
接合する3以上の複数の帯板の接合体の製造方法。
A method of manufacturing a joined body of three or more strips at a time by butting three or more strips in the width direction of each strip and embedding a probe of a tool for friction stir welding. ,
Applying a backing having a convex curved surface on the back side of all the strips in which the probe is embedded,
Along the convex curved surface of the backing, before and after the probe is embedded by abutting the side and side surfaces of the strips,
In a state where the abutted band plates are constrained in the width direction so that the entire width of the abutted band plates does not expand in the width direction due to the insertion of the probe,
A probe for a friction stir welding tool is embedded in or near each butting portion between the band plate and the band plate, and the band plate is moved in the longitudinal direction of the band plate relative to the probe to thereby friction stir. A method for producing a joined body of three or more strips to be joined.
摩擦撹拌ツールの回転軸とプローブが帯板に埋入される帯板の接平面とのなす角度が鈍
角をなすことを特徴とする、請求項1乃至5に記載の帯板の接合体の製造方法。
6. The manufacture of a joined strip of strips according to claim 1, wherein an angle formed between the rotating shaft of the friction stir tool and the tangent plane of the strip where the probe is embedded in the strip is obtuse. Method.
帯板を突き合わせて摩擦攪拌接合する接合装置であって、
巻き取られた帯板1を繰り出すアンコイラー1と、巻き取られた帯板2を繰り出すアン
コイラー2と、
前記繰り出された両帯板の側面同士を突合せ、前記突き合わせ部またはその近傍に摩擦
攪拌ツールのプローブを埋入させ回転により攪拌し接合する摩擦攪拌装置と、
前記ツールによる前記帯板に対する押圧を帯板の裏面から支えるための凸状の曲面を有
する裏当てと、
前記帯板1の側面と前記帯板2の側面とを突き合せて前記プローブが埋入される前後に
わたり前記裏当ての凸状の曲面に沿わせるための、帯板に帯板の長手方向に張力を付加す
る張力付加装置と、
前記側面が突き合わされた帯板1と帯板2が前記プローブの埋入により幅方向に拡がら
ない様に、前記突き合わされた帯板1と帯薄板2を幅方向に拘束する幅方向拘束具と、
前記摩擦攪拌ツールに対し相対的に突き合わせた帯板を帯板の長手方向に移動させる移
動装置と、
を有する帯板の摩擦攪拌接合装置。
It is a joining apparatus that abuts the strip and performs friction stir welding,
An uncoiler 1 for unwinding the wound strip 1 and an uncoiler 2 for unwinding the wound strip 2;
A friction stirrer that abuts the side surfaces of both of the fed strips, embeds a probe of a friction stir tool in the abutting part or in the vicinity thereof, and stirs and joins by rotation,
A backing having a convex curved surface for supporting pressing against the strip by the tool from the back side of the strip;
In the longitudinal direction of the band plate, the side surface of the band plate 1 and the side surface of the band plate 2 are faced to follow the convex curved surface of the backing before and after the probe is embedded. A tension applying device for applying tension;
A width direction restraint tool for restraining the abutted band plate 1 and the band thin plate 2 in the width direction so that the band plate 1 and the band plate 2 abutted against each other do not expand in the width direction due to the insertion of the probe. When,
A moving device for moving the band plate relatively abutted against the friction stir tool in the longitudinal direction of the band plate;
A friction stir welding apparatus for strips having
凸状の曲面を有する裏当てが回転ドラムである請求項7記載の帯板の摩擦攪拌接合装置。   The apparatus for friction stir welding of a strip according to claim 7, wherein the backing having a convex curved surface is a rotating drum. 側面同士が突き合わされた帯板1と帯板2とがプローブの埋入により突き合わせた帯板
が幅方向に拡がらない様に、前記裏当てに幅方向拘束具が付設されている請求項7または
8に記載の帯板の摩擦攪拌接合装置。
The width direction restraint tool is attached to the said back so that the band plate which the band plate 1 and the band plate 2 with which side surfaces were faced | matched by the insertion of a probe does not spread in the width direction. Or a friction stir welding apparatus for strips according to 8.
前記幅方向拘束具が、回転ドラムの回転軸に垂直な方向に立設された一のリブと、突き
合わせた帯板を挟んで回転ドラムの回転軸に垂直な方向に立設された他のリブと、前記突
き合わせた帯板がプローブの埋入により幅方向に拡がらない様に前記リブ間の距離を拘束
する拘束具にてなることを特徴とする請求項9記載の帯板の摩擦攪拌接合装置。
The rib in the width direction has one rib standing in a direction perpendicular to the rotation axis of the rotating drum and another rib standing in a direction perpendicular to the rotation axis of the rotating drum with the butted band plate interposed therebetween. 10. The friction stir welding of the strip according to claim 9, wherein the butted strip is a restraining tool that restrains the distance between the ribs so as not to expand in the width direction due to the insertion of the probe. apparatus.
アンコイラー1に巻き取られている帯板1の突き合わせされる側の側面のなす平面と、
アンコイラー2に巻き取られている帯板2の突き合わせされる側の側面のなす平面とが同
一の平面を形成し、かつアンコイラー1の回転軸及びアンコイラー2の回転軸が前記同一
の平面と垂直に交わることを特徴とする請求項7乃至10のいずれかに記載の帯板の摩擦
攪拌接合装置。
A plane formed by a side surface of the band plate 1 wound around the uncoiler 1 on the side to be abutted;
The plane formed by the side surface of the band plate 2 wound around the uncoiler 2 is the same plane, and the rotation axis of the uncoiler 1 and the rotation axis of the uncoiler 2 are perpendicular to the same plane. The apparatus for friction stir welding of strips according to any one of claims 7 to 10, characterized in that they intersect.
前記裏当てよりも帯板の下流側に突き合せ接合された帯板を巻き取るリコイラー又はピ
ンチローラーを備え、前記リコイラー又は前記ピンチローラーには、帯板に張力を付与し
つつ帯板を下流方向に移動させる機構を備えていることを特徴とする、請求項7乃至11
のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装置。
A recoiler or a pinch roller for winding the band plate butt-joined to the downstream side of the backing plate from the backing is provided. The recoiler or the pinch roller has the strip plate in the downstream direction while applying tension to the strip plate. 12. A mechanism for moving the head to the head is provided.
The apparatus for friction stir welding of strips according to any one of the above.
前記アンコイラーの帯板の繰り出し部分と前記帯板が前記裏当てと接する部分との間に
、前記繰り出された帯板が前記ツールの埋入部よりも前記アンコイラーの帯板の繰り出し
側に近い部分で裏当てに沿わせるための張力調整ローラーを有し、前記張力調整ローラー
は、前記帯板1、2に、前記裏当てに近づける方向に押圧力を付加して、前記回転ドラム
に前記帯板1、2を沿わせることを特徴とする請求項8乃至12のいずれかに記載の帯板
の摩擦攪拌接合装置。
Between the unwinding portion of the uncoiler strip and the portion where the strip is in contact with the backing, the unrolled strip is closer to the unwinding portion of the uncoiler than the embedded portion of the tool. A tension adjusting roller is provided to follow the backing. The tension adjusting roller applies a pressing force to the strips 1 and 2 in a direction approaching the backing, and the strip 1 is applied to the rotating drum. 2, the friction stir welding apparatus for a strip according to claim 8.
前記摩擦攪拌接合装置は摩擦攪拌ツール、摩擦攪拌ツールを回転させる駆動機構、摩擦
攪拌ツールを回転軸方向に移動させる駆動機構、摩擦攪拌ツールを埋入させるために回転
軸方向に荷重を加える荷重機構を備えると共に、帯板の長手方向及び又は幅方向に摩擦攪
拌ツールの回転軸の位置を変更しうるように摩擦攪拌ツールの回転軸位置変更駆動機構を
有することを特徴とする請求項7乃至13のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装置。
The friction stir welding apparatus includes a friction stir tool, a drive mechanism that rotates the friction stir tool, a drive mechanism that moves the friction stir tool in the rotation axis direction, and a load mechanism that applies a load in the rotation axis direction to embed the friction stir tool And a rotation shaft position changing drive mechanism for the friction stir tool so that the position of the rotation shaft of the friction stir tool can be changed in the longitudinal direction and / or the width direction of the belt plate. The apparatus for friction stir welding of strips according to any one of the above.
前記回転ドラムが回転軸の位置が帯板の長手方向に変更可能になるよう位置調整機構を
有していることを特徴とする請求項8乃至14のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装
置。
15. The friction stir welding of a band plate according to claim 8, wherein the rotary drum has a position adjusting mechanism so that the position of the rotation shaft can be changed in the longitudinal direction of the band plate. apparatus.
前記ツール回転軸が前記回転ドラムの回転軸よりもアンコイラー寄りであることを特徴
とする請求項8乃至15のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装置。
16. The friction stir welding apparatus for a strip according to claim 8, wherein the tool rotation shaft is closer to an uncoiler than the rotation shaft of the rotating drum.
前記摩擦攪拌接合部及び又は前記裏当ては、摩擦攪拌接合時の温度を一定に保つための
温度調節機構を備えている請求項7乃至16のいずれかに記載の帯板の摩擦攪拌接合装置
The friction stir welding apparatus for a strip according to any one of claims 7 to 16, wherein the friction stir welding section and / or the backing are provided with a temperature adjusting mechanism for maintaining a constant temperature during the friction stir welding.
前記リコイラー又は前記ピンチローラーの下流側に、接合された帯板を打ち抜く打ち抜
き機構、切断する切断機項、切削する切削機構、研磨する研磨機構、圧延する圧延機構又
はプレスするプレス機構が付帯されている請求項12に記載の帯板の摩擦攪拌接合装置。
On the downstream side of the recoiler or the pinch roller, a punching mechanism for punching the bonded strip, a cutting machine for cutting, a cutting mechanism for cutting, a polishing mechanism for polishing, a rolling mechanism for rolling, or a pressing mechanism for pressing are attached. The friction stir welding apparatus for a strip according to claim 12.
前記摩擦攪拌ツールの材質が、Ni基化合物合金にてなることを特徴とする請求項7乃
至18のいずれかに記載の帯板の連続摩擦攪拌接合装置。
The continuous friction stir welding apparatus for a strip according to any one of claims 7 to 18, wherein the friction stir tool is made of a Ni-based compound alloy.
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