JP6756253B2 - Joining method - Google Patents
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Description
本発明は、金属部材同士を摩擦攪拌で接合する接合方法に関する。 The present invention relates to a joining method for joining metal members by friction stir welding.
例えば、特許文献1には、第一金属部材と第二金属部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法が開示されている。当該接合方法では、第一金属部材と第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成した後、回転ツールの攪拌ピンのみを第一金属部材及び第二金属部材に接触させた状態で突合せ部に対して摩擦攪拌を行うというものである。
For example,
従来の接合方法であると、塑性流動化した金属を回転ツールのショルダ部で押さえないため、塑性流動化した金属が外部に溢れ出し接合部が金属不足になるという問題がある。
また、従来の接合方法では、塑性流動化した金属の温度が低下すると、接合部の金属が収縮するため、接合された金属部材同士が平坦にならずに歪んでしまう場合があり、この場合には、製品の品質が低下するという問題がある。
さらに、接合部において塑性化領域の反対側となる部位には、接合部の金属の収縮に起因して隙間が形成されてしまう虞がある。このように、接合部に溶接欠陥(Kissing Bond)が形成されると、接合部の引張強度が低下するとともに、接合部の水密性及び気密性が低下するという問題がある。
In the conventional joining method, since the plastically fluidized metal is not pressed by the shoulder portion of the rotating tool, there is a problem that the plastically fluidized metal overflows to the outside and the joint portion becomes short of metal.
Further, in the conventional joining method, when the temperature of the plastically fluidized metal decreases, the metal at the joint portion shrinks, so that the joined metal members may not be flat and may be distorted. Has the problem that the quality of the product deteriorates.
Further, there is a possibility that a gap may be formed in the portion of the joint portion opposite to the plasticized region due to the shrinkage of the metal in the joint portion. As described above, when a welding defect (Kissing Bond) is formed in the joint portion, there is a problem that the tensile strength of the joint portion is lowered and the watertightness and airtightness of the joint portion are lowered.
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、接合部の金属不足を防ぐとともに、摩擦攪拌工程前に接合部に予め熱歪みを付与することで、接合部の品質を高めることができる接合方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, prevents metal shortage of the joint, and applies thermal strain to the joint in advance before the friction stir welding step to improve the quality of the joint. The challenge is to provide.
前記課題を解決するための第一の発明は、第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記突合せ部に対して表面側から溶接する溶接工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材をひっくり返して、前記第一金属部材又は前記第二金属部材の裏面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する除去工程と、を含むことを特徴とする。 The first invention for solving the above-mentioned problems is a joining method for joining a first metal member and a second metal member, in which the first metal member and the second metal member are butted against each other to form a butt portion. The butt step of forming, the welding step of welding from the front surface side to the butt portion, and the back surface of the first metal member or the second metal member by turning over the first metal member and the second metal member. The arrangement step of arranging the auxiliary member so as to be in surface contact with the metal member, and the stirring pin of the rotating tool is inserted from the surface side of the auxiliary member while rotating, and only the stirring pin is inserted into the first metal member and the second metal member. And the friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member and the auxiliary member by relatively moving the rotating tool along the abutting portion in contact with the auxiliary member, and burrs are formed. It is characterized by including a removing step of removing the auxiliary member from the first metal member or the second metal member.
前記課題を解決するための第二の発明は、第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記突合せ部に対して表面側から溶接する溶接工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材をひっくり返して、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の裏面の両方に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する除去工程と、を含み、前記配置工程では、前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記補助部材のうち前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする。
前記課題を解決するための第三の発明は、第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記突合せ部に対して表面側から溶接する溶接工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材をひっくり返して、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の裏面の両方に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する除去工程と、を含み、前記溶接工程において前記突合せ部に形成された溶接金属と、前記摩擦攪拌工程において前記突合せ部に形成された塑性化領域と、が接触していることを特徴とする。
A second invention for solving the above problems is a joining method for joining a first metal member and a second metal member, in which the first metal member and the second metal member are butted against each other to form a butt portion. The butt step to be formed, the welding step of welding to the butt portion from the front surface side, and the back surface of the first metal member and the second metal member by turning over the first metal member and the second metal member. The arrangement step of arranging the auxiliary member so as to make surface contact with both of the above, and inserting from the surface side of the auxiliary member while rotating the stirring pin of the rotating tool, and only the stirring pin is the first metal member and the second. A friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member and the auxiliary member by relatively moving the rotating tool along the abutting portion in contact with the metal member and the auxiliary member, and a burr. said auxiliary member and a removing step of removing from said first metal member and the second metallic member, only containing, in the disposing step, the auxiliary member the first metal member and the second metal member but formed While arranging the metal in one of the above parts, the metal is arranged so as to slightly project to the other side with the butt portion sandwiched therein. In the friction stirring step, burrs generated in the friction stirring joint are the first of the auxiliary members. It is characterized in that the joining condition is set so that it is formed on either one side of the metal member and the second metal member .
A third invention for solving the above problems is a joining method for joining a first metal member and a second metal member, in which the first metal member and the second metal member are butted against each other to form a butt portion. The butt step to be formed, the welding step of welding to the butt portion from the front surface side, and the back surface of the first metal member and the second metal member by turning over the first metal member and the second metal member. The arrangement step of arranging the auxiliary member so as to make surface contact with both of the above, and inserting from the surface side of the auxiliary member while rotating the stirring pin of the rotating tool, and only the stirring pin is the first metal member and the second. A friction stirring step of joining the first metal member, the second metal member and the auxiliary member by relatively moving the rotating tool along the abutting portion in contact with the metal member and the auxiliary member, and a burr. The welding metal formed in the butt portion in the welding step and the welding metal formed in the butt portion and the friction stirring step include a removing step of removing the auxiliary member formed of the first metal member and the second metal member. It is characterized in that it is in contact with the plasticized region formed in the butt portion.
第一の発明から第三の発明における接合方法によれば、第一金属部材と第二金属部材とが接合されるとともに、第一金属部材及び第二金属部材に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。
また、表面側から突合せ部に溶接工程を行った後に、裏面側から突合せ部に摩擦攪拌工程を行うことで、摩擦攪拌工程前に、溶接工程によって接合部に予め熱歪みを付与している。これにより、接合された金属部材同士が摩擦攪拌工程後に屈曲するのを防ぐとともに、水密性及び気密性に優れた接合部を形成することができる。
また、除去工程においてバリを補助部材ごと除去することができるため、バリを除去する作業が容易となる。
According to the joining method in the first to third inventions, the first metal member and the second metal member are joined, and in addition to the first metal member and the second metal member, the auxiliary member is also frictionally stirred at the same time. By joining, it is possible to prevent a metal shortage at the joint.
Further, by performing the welding step from the front surface side to the butt portion and then performing the friction stir step from the back surface side to the butt portion, thermal strain is applied to the joint portion in advance by the welding process before the friction stirring process. As a result, it is possible to prevent the joined metal members from bending after the friction stir step and to form a joint portion having excellent watertightness and airtightness.
Further, since the burr can be removed together with the auxiliary member in the removing step, the work of removing the burr becomes easy.
また、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。かかる接合方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。 Further, in the friction stir welding step, it is preferable to set the joining conditions so that burrs generated in the friction stir welding are formed on the auxiliary member. According to such a joining method, the work of removing burrs can be performed more easily.
また、前記配置工程では、前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記補助部材のうち前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。 Further, in the arrangement step, the auxiliary member is arranged on one of the first metal member and the second metal member, and is arranged so as to slightly project to the other side with the butt portion sandwiched therein. In the friction stir welding step, it is preferable to set the joining conditions so that the burrs generated in the friction stir welding are formed on either one of the first metal member and the second metal member of the auxiliary members.
かかる接合方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。また、突合せ部を挟んで他方側にわずかに補助部材を突出させる分、接合部の金属不足をより防ぐことができる。 According to such a joining method, the work of removing burrs can be performed more easily. In addition, the metal shortage of the joint can be further prevented by slightly projecting the auxiliary member to the other side with the butt portion sandwiched between them.
また、前記溶接工程において前記突合せ部に形成された溶接金属と、前記摩擦攪拌工程において前記突合せ部に形成された塑性化領域とを接触させることが好ましい。かかる接合方法によれば、接合部の水密性及び気密性をより高めることができる。 Further, it is preferable that the weld metal formed in the butt portion in the welding step is brought into contact with the plasticized region formed in the butt portion in the friction stir welding step. According to such a joining method, the watertightness and airtightness of the joined portion can be further improved.
本発明に係る接合方法によれば、接合部の金属不足を防ぐことができ、さらに、摩擦攪拌工程前に接合部に予め熱歪みを付与することで、接合部の品質を高めるとともに、水密性及び気密性に優れた接合部を形成することができる。 According to the joining method according to the present invention, it is possible to prevent a metal shortage in the joint, and further, by applying thermal strain to the joint in advance before the friction stir welding step, the quality of the joint is improved and the watertightness is improved. And it is possible to form a joint having excellent airtightness.
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態に係る接合方法について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、溶接工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程と、を行う。なお、以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面という意味である。
[First Embodiment]
The joining method according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the joining method according to the present embodiment, a butt step, a welding step, a placement step, a friction stir step, and a removal step are performed. In the following description, the "front surface" means the surface opposite to the "back surface".
突合せ工程は、図1に示すように、第一金属部材1と第二金属部材2とを突き合わせる工程である。第一金属部材1及び第二金属部材2は、金属製の板状部材である。第一金属部材1及び第二金属部材2の材料は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等から適宜選択すればよい。
第一金属部材1及び第二金属部材2の板厚は同等になっている。第一金属部材1及び第二金属部材2の板厚は適宜設定すればよい。
As shown in FIG. 1, the butt step is a step of butt-butting the
The plate thicknesses of the
突合せ工程では、第一金属部材1の端面1aと、第二金属部材2の端面2aとを突き合わせて突合せ部J1を形成する。第一金属部材1の表面1bと、第二金属部材2の表面2bとは面一になる。
In the butt step, the
さらに、第一金属部材1及び第二金属部材2の表面1b,2bが上側となるようにして、第一金属部材1及び第二金属部材2の架台Tの上面に載置し、第一金属部材1及び第二金属部材2を治具(図示省略)を用いて架台Tに移動不能に拘束する。
Further, the
溶接工程は、第一金属部材1と第二金属部材2との突合せ部J1を表面側から溶接する工程である。溶接工程において、溶接の種類は特に制限されないが、例えば、MIG溶接、TIG溶接等のアーク溶接やレーザー溶接で行うことができる。
溶接工程では、溶接トーチを突合せ部J1の表面側に近接させ、突合せ部J1に沿って溶接トーチを相対移動させることで、突合せ部J1の表面側を溶接する。
これにより、突合せ部J1の表面側に溶接金属W2が形成される。溶接金属W2は、突合せ部J1の内部に形成されるとともに、突合せ部J1の表面に肉盛りされる。
The welding step is a step of welding the butt portion J1 between the
In the welding step, the welding torch is brought close to the surface side of the butt portion J1 and the welding torch is relatively moved along the butt portion J1 to weld the surface side of the butt portion J1.
As a result, the weld metal W2 is formed on the surface side of the butt portion J1. The weld metal W2 is formed inside the butt portion J1 and is built up on the surface of the butt portion J1.
溶接工程後に、第一金属部材1及び第二金属部材2を上下方向にひっくり返して架台Tの上面に載置し、第一金属部材1及び第二金属部材2を治具(図示省略)を用いて架台Tに移動不能に拘束する。このように、第一金属部材1及び第二金属部材2を上下反転させることで、第一金属部材1及び第二金属部材2の裏面1c,2cが上側に配置される。
第一実施形態の架台Tには、直線状の凹溝T1が形成されている。溶接工程では、凹溝T1の直上に突合せ部J1の表側が配置されるように、架台Tに対して第一金属部材1及び第二金属部材2を配置する。
After the welding process, the
A linear concave groove T1 is formed in the gantry T of the first embodiment. In the welding step, the
なお、溶接工程後に、接合部の温度が低下すると、図2に示すように、溶接金属W2が収縮するため、第一金属部材1及び第二金属部材2の接合部には、溶接金属W2の反対側(裏面1c,2c側)に向けて凸形状となるように歪みが生じる。すなわち、第一金属部材1及び第二金属部材2の接合部には、溶接金属W2側が窪むように歪みが生じる。このように、溶接工程によって接合部に熱歪みが付与されている。
As shown in FIG. 2, when the temperature of the joint portion drops after the welding step, the weld metal W2 contracts. Therefore, the weld metal W2 is attached to the joint portion of the
配置工程は、第一金属部材1又は第二金属部材2に補助部材10を配置する工程である。補助部材10は金属製の板状部材である。補助部材10は摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第一金属部材1及び第二金属部材2と同じ材料になっている。
補助部材10の板厚は、後記する摩擦攪拌工程後の塑性化領域W1(図7参照)が金属不足にならないように適宜設定する。本実施形態では、補助部材10の板厚は第一金属部材1よりも薄く設定している。なお、補助部材10は本実施形態では板状としているが、他の形状であってもよい。
The arranging step is a step of arranging the
The plate thickness of the
配置工程では、補助部材10の裏面10cと第二金属部材2の裏面2cとを面接触させる。補助部材10は、第二金属部材2(又は第一金属部材1)のみと面接触するように配置する。本実施形態では、補助部材10の端面10aと第二金属部材2の端面2aとが面一となるように配置する。
In the arranging step, the
また、第一金属部材1、第二金属部材2及び補助部材10を治具(図示省略)を用いて架台Tに移動不能に拘束する。このとき、第一金属部材1及び第二金属部材2は治具によって架台Tの上面に押さえ付けられるため、第一金属部材1と第二金属部材2とは架台Tの上面に平坦に固定される。
Further, the
また、第一実施形態の架台Tには、直線状の凹溝T1が形成されている。配置工程では、凹溝T1の直上に突合せ部J1の表側が配置されるように、架台Tに対して第一金属部材1及び第二金属部材2を配置する。これにより、突合せ部J1の表側に形成された溶接金属W2の肉盛り部は、凹溝T1内に入り込むため、溶接金属W2の肉盛り部が架台Tの上面に当たるのを防ぐことができる。したがって、架台Tの上面に第一金属部材1及び第二金属部材2を平坦に配置することができる。
なお、架台Tに凹溝T1を設けることなく、架台Tの上面に複数の板材を間隔を空けて配置し、板材同士の間に第一金属部材1及び第二金属部材2を載置してもよい。この構成では、板材同士の間に溶接金属W2を配置し、板材同士の間に溶接金属W2の肉盛り部を入り込ませることができる。
また、溶接工程後に溶接金属W2の肉盛り部を切除してもよい。この構成では、架台Tの上面に凹溝T1を形成しなくてもよい。
Further, a linear concave groove T1 is formed in the gantry T of the first embodiment. In the arranging step, the
In addition, without providing the concave groove T1 in the gantry T, a plurality of plate members are arranged on the upper surface of the gantry T at intervals, and the
Further, the built-up portion of the weld metal W2 may be cut off after the welding step. In this configuration, it is not necessary to form the concave groove T1 on the upper surface of the gantry T.
摩擦攪拌工程は、図4に示すように、接合用回転ツールFを用いて第一金属部材1と第二金属部材2との突合せ部J1を裏面側から摩擦攪拌によって接合する工程である。接合用回転ツールFは、連結部F1と、攪拌ピンF2とで構成されている。接合用回転ツールFは、特許請求の範囲の「回転ツール」に相当する。接合用回転ツールFは、例えば工具鋼で形成されている。連結部F1は、摩擦攪拌装置の回転軸(図示省略)に連結される部位である。連結部F1は円柱状を呈している。
As shown in FIG. 4, the friction stir welding step is a step of joining the butt portion J1 between the
攪拌ピンF2は、連結部F1から垂下しており、連結部F1と同軸になっている。攪拌ピンF2は連結部F1から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンF2の外周面には螺旋溝が刻設されている。本実施形態では、接合用回転ツールFを左回転させるため、螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて右回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て右回りに形成されている。 The stirring pin F2 hangs down from the connecting portion F1 and is coaxial with the connecting portion F1. The stirring pin F2 is tapered as it is separated from the connecting portion F1. A spiral groove is engraved on the outer peripheral surface of the stirring pin F2. In the present embodiment, in order to rotate the joining rotation tool F counterclockwise, the spiral groove is formed clockwise from the base end to the tip end. In other words, the spiral groove is formed clockwise when viewed from above when the spiral groove is traced from the base end to the tip end.
なお、接合用回転ツールFを右回転させる場合は、螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて左回りに形成することが好ましい。言い換えると、この場合の螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て左回りに形成されている。螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンF2の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材(第一金属部材1、第二金属部材2及び補助部材10)の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。螺旋溝は省略してもよい。
When the joint rotation tool F is rotated clockwise, it is preferable to form the spiral groove counterclockwise from the base end to the tip end. In other words, the spiral groove in this case is formed counterclockwise when viewed from above when the spiral groove is traced from the base end to the tip end. By setting the spiral groove in this way, the metal plastically fluidized during friction stir welding is guided to the tip end side of the stirring pin F2 by the spiral groove. As a result, the amount of metal that overflows to the outside of the metal member to be joined (
接合用回転ツールFは、マシニングセンタ等の摩擦攪拌装置に取り付けてもよいが、例えば、先端にスピンドルユニット等の回転手段を備えたアームロボットに取り付けてもよい。 The joining rotation tool F may be attached to a friction stir device such as a machining center, or may be attached to, for example, an arm robot having a rotating means such as a spindle unit at the tip.
摩擦攪拌工程では、補助部材10の表面10bから突合せ部J1に左回転させた攪拌ピンF2のみを挿入し、被接合金属部材と連結部F1とは離間させつつ相対移動させる。言い換えると、攪拌ピンF2の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。
そして、第一金属部材1、第二金属部材2及び補助部材10と攪拌ピンF2とを接触させた状態で、突合せ部J1に沿って図4の手前側から奥側に向けて接合用回転ツールFを相対移動させる。本実施形態では、接合用回転ツールFの進行方向左側に補助部材10が位置するように接合用回転ツールFの進行方向を設定する。
In the friction stir welding step, only the stirring pin F2 rotated counterclockwise is inserted from the
Then, in a state where the
接合用回転ツールFの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。例えば、接合用回転ツールFの進行方向左側に補助部材10を配置しつつ、接合用回転ツールFを右回転させてもよい。もしくは、接合用回転ツールFの進行方向右側に補助部材10を配置しつつ、接合用回転ツールFを左右いずれかに回転させてもよい。接合用回転ツールFの回転方向等の条件と補助部材10の好ましい位置関係については後記する。
The rotation direction and the traveling direction of the joining rotation tool F are not limited to those described above, and may be appropriately set. For example, the joining rotation tool F may be rotated clockwise while the
攪拌ピンF2の挿入深さは、攪拌ピンF2と突合せ部J1とを接触させつつ、第一金属部材1及び第二金属部材2の板厚等に応じて適宜設定すればよい。これにより、突合せ部J1が摩擦攪拌接合される。接合用回転ツールFの移動軌跡には塑性化領域W1が形成される。摩擦攪拌工程後は、図5に示すように、補助部材10の端部にバリVが形成される。
The insertion depth of the stirring pin F2 may be appropriately set according to the plate thickness of the
除去工程は、図6に示すように、補助部材10を第二金属部材2から除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材10を第二金属部材2から離間する方向に折り曲げて第二金属部材2から除去する。これにより、図7に示すように、第一金属部材1と第二金属部材2とが接合される。
As shown in FIG. 6, the removing step is a step of removing the
なお、摩擦攪拌工程後に、接合部の温度が低下すると、塑性化領域W1の金属が収縮するため、第一金属部材1及び第二金属部材2の接合部には、塑性化領域W1側の反対側に向けて凸形状となるように歪みが生じる。すなわち、第一金属部材1及び第二金属部材2の接合部には、塑性化領域W1側が窪むように歪みが生じる。
第一実施形態の接合方法では、摩擦攪拌工程の前に、溶接工程によって接合部に溶接金属W2の反対側(裏面1c,2c側)に向けて凸形状となるように熱歪みが付与されている。したがって、摩擦攪拌工程において接合部に歪みが生じることで、第一金属部材1と第二金属部材2とは平坦になる。
When the temperature of the joint portion drops after the friction stir welding step, the metal in the plasticized region W1 shrinks. Therefore, the joint portion between the
In the joining method of the first embodiment, before the friction stir welding step, thermal strain is applied to the joint portion by the welding step so as to have a convex shape toward the opposite side (back
また、接合部の温度が低下して、塑性化領域W1の金属が収縮すると、接合部において塑性化領域W1の反対側(裏面側)となる部位に隙間が形成され、接合部に溶接欠陥(Kissing Bond)が形成される虞がある。しかしながら、第一実施形態の接合方法では、摩擦攪拌工程の前に、接合部の裏面側が溶接されているため、接合部に溶接欠陥が生じるのを防ぐことができる。 Further, when the temperature of the joint portion is lowered and the metal in the plasticized region W1 shrinks, a gap is formed in the joint portion on the opposite side (back surface side) of the plasticized region W1 and a welding defect (welding defect) is formed in the joint portion. Kissing Bond) may be formed. However, in the joining method of the first embodiment, since the back surface side of the joint portion is welded before the friction stir welding step, it is possible to prevent welding defects from occurring in the joint portion.
また、第一実施形態の摩擦攪拌工程では、溶接工程において突合せ部J1の表面側に形成された溶接金属W2と、摩擦攪拌工程において突合せ部J1の裏面側に形成された塑性化領域W1とが接触するように、攪拌ピンF2の挿入深さが設定されている。 Further, in the friction stir welding step of the first embodiment, the weld metal W2 formed on the front surface side of the butt portion J1 in the welding step and the plasticized region W1 formed on the back surface side of the butt portion J1 in the friction stir welding step are formed. The insertion depth of the stirring pin F2 is set so as to make contact.
以上説明した第一実施形態に係る接合方法によれば、図5に示すように、第一金属部材1と第二金属部材2とが接合されるとともに、第一金属部材1及び第二金属部材2に加え、補助部材10も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部(塑性化領域W1)の金属不足を防ぐことができる。また、第一実施形態によれば、第一金属部材1及び第二金属部材2の両方ではなく、片側のみに補助部材10を配置するだけで金属不足を防ぐことができる。
According to the joining method according to the first embodiment described above, as shown in FIG. 5, the
また、第一実施形態では、図1に示すように、表面側から突合せ部J1に溶接工程を行った後に、図4に示すように、裏面側から突合せ部J1に摩擦攪拌工程を行うことで、摩擦攪拌工程前に、溶接工程によって接合部に予め熱歪みを付与している。これにより、接合された第一金属部材1及び第二金属部材2が摩擦攪拌工程後に屈曲するのを防ぐとともに、水密性及び気密性に優れた接合部を形成することができる。また、第一金属部材1及び第二金属部材2の接合強度を高めることができる。
Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, a welding step is performed on the butt portion J1 from the front surface side, and then a friction stir welding step is performed on the butt portion J1 from the back surface side as shown in FIG. Prior to the friction stir welding process, thermal strain is applied to the joint portion in advance by a welding process. As a result, it is possible to prevent the joined
また、第一実施形態では、図6に示すように、摩擦攪拌工程によって補助部材10にバリVが形成されるが、除去工程において補助部材10ごと取り除くことができる。これにより、バリを除去する作業を容易に行うことができる。図5に示すように、摩擦攪拌工程後は補助部材10の端面が突合せ部J1に向かうにつれて板厚が薄くなるように傾斜している。補助部材10は除去装置等を用いてもよいが、本実施形態では手作業で容易に補助部材10を取り除くことができる。
Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 6, the burr V is formed on the
ここで、第一実施形態に係る接合方法では、補助部材10を第一金属部材1及び第二金属部材2よりも薄く設定しているため、従来のようにショルダ部を金属部材に押し込みながら摩擦攪拌を行うと、ショルダ部と補助部材10との接触により補助部材10が外部に飛ばされてしまい接合部の金属不足を補うことができない。しかし、第一実施形態では、接合用回転ツールFの攪拌ピンF2のみを第一金属部材1、第二金属部材2及び補助部材10に接触させつつ摩擦攪拌を行うため、補助部材10が外部に飛ばされることなく接合部の金属不足を補うことができる。また、ショルダ部を接触させる場合に比べて摩擦攪拌装置に作用する負荷を低減することができる。
Here, in the joining method according to the first embodiment, since the
第一実施形態では、図4に示すように、接合用回転ツールFのシアー側(advancing side:回転ツールの外周における接線速度に回転ツールの移動速度が加算される側)が他方側(接合中心線Xよりも右側)となるように接合用回転ツールFの移動方向と回転方向を設定している。接合用回転ツールFの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。 In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the shear side (advancing side: the side where the moving speed of the rotating tool is added to the tangential speed on the outer circumference of the rotating tool) is the other side (joining center). The moving direction and the rotating direction of the joining rotation tool F are set so as to be on the right side of the line X). The rotation direction and the traveling direction of the joining rotation tool F are not limited to those described above, and may be appropriately set.
例えば、接合用回転ツールFの回転速度が遅い場合では、フロー側(retreating side:回転ツールの外周における接線速度から回転ツールの移動速度が減算される側)に比べてシアー側の方が塑性流動材の温度が上昇しやすくなるため、塑性化領域W1外のシアー側にバリVが多く発生する傾向にある。
一方、例えば、接合用回転ツールFの回転速度が速い場合、シアー側の方が塑性流動材の温度が上昇するものの、回転速度が速い分、塑性化領域W1外のフロー側にバリVが多く発生する傾向にある。
For example, when the rotation speed of the joining rotation tool F is slow, the shear flow is on the shear side compared to the flow side (retreating side: the side where the movement speed of the rotation tool is subtracted from the tangential speed on the outer circumference of the rotation tool). Since the temperature of the material tends to rise, a large amount of burr V tends to occur on the shear side outside the plasticized region W1.
On the other hand, for example, when the rotation speed of the joining rotation tool F is high, the temperature of the plastic fluid material rises on the shear side, but there are many burrs V on the flow side outside the plasticization region W1 due to the high rotation speed. It tends to occur.
第一実施形態では、接合用回転ツールFの回転速度を速く設定しているため、図5に示すように、塑性化領域W1外のフロー側にバリVが多く発生する傾向にある。つまり、補助部材10側にバリVを集約させることができる。また、接合用回転ツールFの回転速度を速く設定することにより、接合用回転ツールFの移動速度(送り速度)を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。
In the first embodiment, since the rotation speed of the joining rotation tool F is set to be high, as shown in FIG. 5, a large number of burrs V tend to occur on the flow side outside the plasticization region W1. That is, the burr V can be concentrated on the
摩擦攪拌工程の際に、図4に示すように、接合用回転ツールFの進行方向のどちら側にバリVが発生するかは接合条件によって異なる。当該接合条件とは、接合用回転ツールFの回転速度、回転方向、移動速度(送り速度)、攪拌ピンF2の傾斜角度(テーパー角度)、第一金属部材1、第二金属部材2及び補助部材10の材質、補助部材10の厚さ等の各要素とこれらの要素の組合せで決定される。接合条件に応じて、バリVが発生する側又はバリVが多く発生する側が、接合中心線Xに対して補助部材10が第一金属部材1及び第二金属部材2と多く面接触している側となるように設定すれば、バリを除去する作業を容易に行うことができるため好ましい。
As shown in FIG. 4, in the friction stir step, which side of the joining rotation tool F in the traveling direction the burr V is generated depends on the joining conditions. The joining conditions include the rotation speed, rotation direction, movement speed (feed speed) of the joining rotation tool F, the inclination angle (taper angle) of the stirring pin F2, the
[第二実施形態]
次に、第二実施形態に係る接合方法について説明する。第二実施形態に係る接合方法は、図8に示すように、第一金属部材1及び第二金属部材2の両方と接触するように補助部材10を配置する点で第一実施形態と相違する。また、接合用回転ツールFの回転方向も第一実施形態と相違する。第二実施形態に係る接合方法では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
[Second Embodiment]
Next, the joining method according to the second embodiment will be described. As shown in FIG. 8, the joining method according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the
第二実施形態に係る接合方法は、突合せ工程と、溶接工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。第二実施形態の突合せ工程及び溶接工程は、第一実施形態と同じであるため説明を省略する。 The joining method according to the second embodiment includes a butt step, a welding step, a placement step, a friction stir step, and a removal step. Since the butt step and the welding step of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
溶接工程において突合せ部J1を表面側から溶接した後に、第一金属部材1及び第二金属部材2を上下方向にひっくり返して架台Tの上面に拘束する。なお、溶接工程後に、接合部の温度が低下すると、接合部には、溶接金属W2の反対側(裏面1c,2c側)に向けて凸形状となるように歪みが生じる。このように、溶接工程によって接合部に熱歪みが付与されている。
After welding the butt portion J1 from the surface side in the welding step, the
第二実施形態の配置工程は、図8に示すように、第一金属部材1の裏面1c及び第二金属部材2の裏面2cと補助部材10の裏面10cとを面接触させる工程である。補助部材10の板厚は、後記する摩擦攪拌工程後の塑性化領域W1が金属不足にならないように適宜設定する。
第二実施形態の配置工程では、補助部材10の中央が概ね突合せ部J1に位置するように配置する。
As shown in FIG. 8, the arrangement step of the second embodiment is a step of bringing the
In the arrangement step of the second embodiment, the
摩擦攪拌工程は、図9に示すように、接合用回転ツールFを用いて第一金属部材1と第二金属部材2との突合せ部J1を摩擦攪拌によって接合する工程である。
第二実施形態では、接合用回転ツールFを右回転させるため、攪拌ピンF2の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。
As shown in FIG. 9, the friction stir welding step is a step of joining the butt portion J1 between the
In the second embodiment, in order to rotate the joining rotation tool F clockwise, the spiral groove of the stirring pin F2 is formed counterclockwise from the base end to the tip end.
第二実施形態の摩擦攪拌工程では、右回転させた攪拌ピンF2を補助部材10の表面10bから挿入し、突合せ部J1に達するように攪拌ピンF2の挿入深さを設定する。
第二実施形態の摩擦攪拌工程では、突合せ部J1に右回転させた攪拌ピンF2のみを挿入し、被接合金属部材と連結部F1とは離間させつつ移動させる。言い換えると、攪拌ピンF2の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。
そして、第一金属部材1、第二金属部材2及び補助部材10と攪拌ピンF2とを接触させた状態で、突合せ部J1に沿って接合用回転ツールFを図9の手前側から奥側に向けて相対移動させる。これにより、突合せ部J1が摩擦攪拌接合される。接合用回転ツールFの移動軌跡には塑性化領域W1が形成される。
なお、第二実施形態では、接合用回転ツールFを高速回転しているため、バリVはシアー側に比べてフロー側の方に多く発生する傾向にある。
In the friction stir step of the second embodiment, the stirring pin F2 rotated clockwise is inserted from the
In the friction stir welding step of the second embodiment, only the stirring pin F2 rotated clockwise is inserted into the butt portion J1 and the metal member to be joined and the connecting portion F1 are moved while being separated from each other. In other words, friction stir welding is performed with the base end portion of the stirring pin F2 exposed.
Then, with the
In the second embodiment, since the joining rotation tool F is rotated at high speed, burrs V tend to be generated more on the flow side than on the shear side.
除去工程は、図10に示すように、摩擦攪拌工程によって分断された補助部材10を第一金属部材1及び第二金属部材2から除去する工程である。除去工程では、補助部材10,10を第一金属部材1及び第二金属部材2から離間する方向にそれぞれ折り曲げて除去する。
As shown in FIG. 10, the removing step is a step of removing the
なお、摩擦攪拌工程後に、接合部に歪みが生じるが、摩擦攪拌工程の前に、溶接工程によって接合部に予め熱歪みが付与されているため、図11に示すように、第一金属部材1と第二金属部材2とは平坦になる。また、摩擦攪拌工程において、突合せ部J1の表面側を摩擦攪拌する前に、突合せ部J1の裏面側が溶接されているため、接合部に溶接欠陥が生じるのを防ぐことができる。
Although the joint portion is distorted after the friction stir welding step, the
以上説明した第二実施形態に係る接合方法によれば、図10に示すように、第一金属部材1と第二金属部材2とが接合されるとともに、第一金属部材1及び第二金属部材2に加え、補助部材10も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部(塑性化領域W1)の金属不足を防ぐことができる。また、第一金属部材1及び第二金属部材2の両方に跨るように補助部材10を配置するため、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができるとともに、金属をバランスよく補充することができる。
According to the joining method according to the second embodiment described above, as shown in FIG. 10, the
また、第二実施形態では、図8に示すように、表面側から突合せ部J1に溶接工程を行った後に、図9に示すように、裏面側から突合せ部J1に摩擦攪拌工程を行うことで、摩擦攪拌工程前に、溶接工程によって接合部に予め熱歪みを付与している。これにより、接合された第一金属部材1及び第二金属部材2が摩擦攪拌工程後に屈曲するのを防ぐとともに、水密性及び気密性に優れた接合部を形成することができる。また、第一金属部材1及び第二金属部材2の接合強度を高めることができる。
Further, in the second embodiment, as shown in FIG. 8, a welding step is performed on the butt portion J1 from the front surface side, and then a friction stir welding step is performed on the butt portion J1 from the back surface side as shown in FIG. Before the friction stir welding process, thermal strain is applied to the joint portion in advance by the welding process. As a result, it is possible to prevent the joined
また、第二実施形態によれば、図10に示すように、摩擦攪拌工程によって分断された補助部材10にそれぞれバリVが形成されるが、除去工程において補助部材10ごと取り除くことができる。これにより、バリVを除去する作業を容易に行うことができる。
Further, according to the second embodiment, as shown in FIG. 10, burrs V are formed on the
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態に係る接合方法について説明する。図12に示すように、第三実施形態に係る接合方法では、配置工程において補助部材10を第一金属部材1及び第二金属部材2の両方に配置しつつ、補助部材10に対する第一金属部材1と第二金属部材2との接触割合を変更する点で第一実施形態と相違する。また、接合用回転ツールFの回転方向も第一実施形態と相違する。第三実施形態に係る接合方法では、第一実施形態と相違する点を中心に説明する。
[Third Embodiment]
Next, the joining method according to the third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 12, in the joining method according to the third embodiment, the
第三実施形態に係る接合方法は、突合せ工程と、溶接工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。第三実施形態の突合せ工程及び溶接工程は、第一実施形態と同じであるため説明を省略する。 The joining method according to the third embodiment includes a butt step, a welding step, a placement step, a friction stir step, and a removal step. Since the butt step and the welding step of the third embodiment are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
溶接工程において突合せ部J1を表面側から溶接した後に、第一金属部材1及び第二金属部材2を上下方向にひっくり返して架台Tの上面に拘束する。なお、溶接工程後に、接合部の温度が低下すると、接合部には、溶接金属W2の反対側(裏面1c,2c側)に向けて凸形状となるように歪みが生じる。このように、溶接工程によって接合部に熱歪みが付与されている。
After welding the butt portion J1 from the surface side in the welding step, the
第三実施形態の配置工程は、図12に示すように、第一金属部材1の裏面1c及び第二金属部材2の裏面2cと補助部材10の裏面10cとを面接触させる工程である。
第三実施形態の配置工程では、補助部材10の9割程度を第一金属部材1に配置し、残りの1割程度を第二金属部材2に配置する。つまり、突合せ部J1に対して補助部材10がわずかに第二金属部材2側に突出するように配置する。
第三実施形態において、補助部材10の配置位置は、補助部材10が第一金属部材1及び第二金属部材2の両方に面接触するように配置するとともに、後記する除去工程を行った際に第二金属部材2側(補助部材10との接触面積が少ない側)に補助部材10が残存しないように調節する。
As shown in FIG. 12, the arrangement step of the third embodiment is a step of bringing the
In the arrangement step of the third embodiment, about 90% of the
In the third embodiment, the
摩擦攪拌工程は、図13に示すように、接合用回転ツールFを用いて第一金属部材1と第二金属部材2との突合せ部J1を摩擦攪拌によって接合する工程である。
第三実施形態では、接合用回転ツールFを右回転させるため、攪拌ピンF2の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。
As shown in FIG. 13, the friction stir welding step is a step of joining the butt portion J1 between the
In the third embodiment, in order to rotate the joining rotation tool F clockwise, the spiral groove of the stirring pin F2 is formed counterclockwise from the base end to the tip end.
第三実施形態の摩擦攪拌工程では、右回転させた攪拌ピンF2を補助部材10の表面10bから挿入し、突合せ部J1に達するように攪拌ピンF2の挿入深さを設定する。
第三実施形態の摩擦攪拌工程では、突合せ部J1に右回転させた攪拌ピンF2のみを挿入し、被接合金属部材と連結部F1とは離間させつつ移動させる。言い換えると、攪拌ピンF2の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。
そして、第一金属部材1、第二金属部材2及び補助部材10と攪拌ピンF2とを接触させた状態で、突合せ部J1に沿って接合用回転ツールFを図13の手前側から奥側に向けて相対移動させる。これにより、突合せ部J1が摩擦攪拌接合される。接合用回転ツールFの移動軌跡には塑性化領域W1が形成される。
なお、第三実施形態では、接合用回転ツールFの進行方向右側に補助部材10が位置するように接合用回転ツールFの進行方向を設定する。第三実施形態では、接合用回転ツールFを高速回転しているため、バリVはシアー側に比べてフロー側の方に多く発生する傾向にある。そして、第三実施形態では、第一金属部材1側がフロー側となるため、補助部材10に多くのバリVが発生する。
In the friction stir step of the third embodiment, the stirring pin F2 rotated clockwise is inserted from the
In the friction stir step of the third embodiment, only the stirring pin F2 rotated clockwise is inserted into the butt portion J1 and the metal member to be joined and the connecting portion F1 are moved while being separated from each other. In other words, friction stir welding is performed with the base end portion of the stirring pin F2 exposed.
Then, with the
In the third embodiment, the traveling direction of the joining rotation tool F is set so that the
除去工程は、図14に示すように、補助部材10を第一金属部材1から除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材10を第一金属部材1から離間する方向に折り曲げて第一金属部材1から除去する。
As shown in FIG. 14, the removing step is a step of removing the
なお、摩擦攪拌工程後に、接合部に歪みが生じるが、摩擦攪拌工程の前に、溶接工程によって接合部に予め熱歪みが付与されているため、図15に示すように、第一金属部材1と第二金属部材2とは平坦になる。また、摩擦攪拌工程において、突合せ部J1の表面側を摩擦攪拌する前に、突合せ部J1の裏面側が溶接されているため、接合部に溶接欠陥が生じるのを防ぐことができる。
Although the joint portion is distorted after the friction stir welding step, the
以上説明した第三実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材1と第二金属部材2とが平面状に接合されるとともに、第一金属部材1及び第二金属部材2に加え、補助部材10も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部(塑性化領域W1)の金属不足を防ぐことができる。
According to the joining method according to the third embodiment described above, the
また、第三実施形態では、図12に示すように、表面側から突合せ部J1に溶接工程を行った後に、図13に示すように、裏面側から突合せ部J1に摩擦攪拌工程を行うことで、摩擦攪拌工程前に、溶接工程によって接合部に予め熱歪みを付与している。これにより、接合された第一金属部材1及び第二金属部材2が摩擦攪拌工程後に屈曲するのを防ぐとともに、水密性及び気密性に優れた接合部を形成することができる。また、第一金属部材1及び第二金属部材2の接合強度を高めることができる。
Further, in the third embodiment, as shown in FIG. 12, after performing a welding step on the butt portion J1 from the front surface side, a friction stir welding step is performed on the butt portion J1 from the back surface side as shown in FIG. Before the friction stir welding process, thermal strain is applied to the joint portion in advance by the welding process. As a result, it is possible to prevent the joined
また、第三実施形態の接合条件によれば、図13に示すように、接合用回転ツールFの回転速度を速く設定しているため、フロー側にバリVが多く発生する傾向にある。つまり、第三実施形態ではバリVが補助部材10のうち第一金属部材1側に多く形成されるように接合用回転ツールFの回転方向及び進行方向等(接合条件)を設定している。
これにより、補助部材10に形成されたバリVは、除去工程において補助部材10ごと除去されるため、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。
また、摩擦攪拌工程後は、補助部材10の端面が突合せ部J1に向かうにつれて板厚が薄くなるように傾斜している。補助部材10は除去装置等を用いてもよいが、第三実施形態では、手作業で容易に補助部材10を容易に取り除くことができる。
Further, according to the joining conditions of the third embodiment, as shown in FIG. 13, since the rotation speed of the joining rotation tool F is set to be high, a large number of burrs V tend to occur on the flow side. That is, in the third embodiment, the rotation direction, the traveling direction, and the like (joining conditions) of the joining rotation tool F are set so that the burr V is formed more on the
As a result, the burr V formed on the
Further, after the friction stir welding step, the end face of the
ここで、前記した第二実施形態の除去工程では、突合せ部J1を挟んで両側にある補助部材10,10を除去する必要がある。しかし、第三実施形態では摩擦攪拌工程後に第二金属部材2側(補助部材10との接触面積が少ない側)に補助部材10が残存しないように補助部材10の配置位置を調節しているため、除去工程では片側の補助部材10を除去するだけでよい。これにより除去工程の作業手間を少なくすることができる。また、配置工程では、突合せ部J1を挟んで第二金属部材2側(他方側)にわずかに補助部材10を突出させる分、接合部の金属不足をバランス良く、かつ、より確実に防ぐことができる。
Here, in the removal step of the second embodiment described above, it is necessary to remove the
1 第一金属部材
2 第二金属部材
10 補助部材
F 接合用回転ツール(回転ツール)
F1 連結部
F2 攪拌ピン
J1 突合せ部
V バリ
W1 塑性化領域
W2 溶接金属
1
F1 Connecting part F2 Stirring pin J1 Butting part V Bali W1 Plasticization area W2 Welded metal
Claims (5)
前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
前記突合せ部に対して表面側から溶接する溶接工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材をひっくり返して、前記第一金属部材又は前記第二金属部材の裏面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、
バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする接合方法。 A joining method for joining a first metal member and a second metal member.
A butt step of abutting the first metal member and the second metal member to form a butt portion,
Welding process of welding from the surface side to the butt portion,
An arrangement step of turning over the first metal member and the second metal member and arranging the auxiliary member so as to make surface contact with the first metal member or the back surface of the second metal member.
The stirring pin of the rotation tool is inserted from the surface side of the auxiliary member while rotating, and only the stirring pin is brought into contact with the first metal member, the second metal member, and the auxiliary member along the butt portion. A friction stir step of joining the first metal member, the second metal member, and the auxiliary member by relatively moving the rotary tool.
A removal step of removing the auxiliary member on which burrs are formed from the first metal member or the second metal member, and
A joining method characterized by including.
前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
前記突合せ部に対して表面側から溶接する溶接工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材をひっくり返して、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の裏面の両方に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、
バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する除去工程と、
を含み、
前記配置工程では、前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、
前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記補助部材のうち前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする接合方法。 A joining method for joining a first metal member and a second metal member.
A butt step of abutting the first metal member and the second metal member to form a butt portion,
Welding process of welding from the surface side to the butt portion,
An arrangement step of turning over the first metal member and the second metal member and arranging an auxiliary member so as to make surface contact with both the first metal member and the back surface of the second metal member.
The stirring pin of the rotation tool is inserted from the surface side of the auxiliary member while rotating, and only the stirring pin is brought into contact with the first metal member, the second metal member, and the auxiliary member along the butt portion. A friction stir step of joining the first metal member, the second metal member, and the auxiliary member by relatively moving the rotary tool.
A removal step of removing the auxiliary member on which burrs are formed from the first metal member and the second metal member, and
Only including,
In the arrangement step, the auxiliary member is arranged on one of the first metal member and the second metal member, and is arranged so as to slightly project to the other side with the butt portion sandwiched between them.
The friction stir welding step is characterized in that the joining conditions are set so that the burrs generated in the friction stir welding are formed on either one of the first metal member and the second metal member of the auxiliary members. Joining method.
前記摩擦攪拌工程において前記突合せ部に形成された塑性化領域と、が接触していることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の接合方法。 With the weld metal formed in the butt portion in the welding process,
The joining method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the plasticized region formed in the butt portion in the friction stir step is in contact with the plasticized region.
前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
前記突合せ部に対して表面側から溶接する溶接工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材をひっくり返して、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の裏面の両方に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、
バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する除去工程と、
を含み、
前記溶接工程において前記突合せ部に形成された溶接金属と、
前記摩擦攪拌工程において前記突合せ部に形成された塑性化領域と、が接触していることを特徴とする接合方法。 A joining method for joining a first metal member and a second metal member.
A butt step of abutting the first metal member and the second metal member to form a butt portion,
Welding process of welding from the surface side to the butt portion,
An arrangement step of turning over the first metal member and the second metal member and arranging an auxiliary member so as to make surface contact with both the first metal member and the back surface of the second metal member.
The stirring pin of the rotation tool is inserted from the surface side of the auxiliary member while rotating, and only the stirring pin is brought into contact with the first metal member, the second metal member, and the auxiliary member along the butt portion. A friction stir step of joining the first metal member, the second metal member, and the auxiliary member by relatively moving the rotary tool.
A removal step of removing the auxiliary member on which burrs are formed from the first metal member and the second metal member, and
Only including,
With the weld metal formed in the butt portion in the welding process,
A joining method characterized in that the plasticized region formed in the butt portion in the friction stir step is in contact with the plasticized region .
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