摩擦搅拌接合方法技术

一种摩擦搅拌接合方法，通过减小摩擦搅拌装置所受的载荷，能在对接部的较深位置处进行接合。在摩擦搅拌接合方法中，使用包括搅拌销(F2)的正式接合用旋转工具(F)来对两个金属构件(1)进行接合，其特征是，包括正式接合工序，在该正式接合工序中，使旋转的搅拌销(F2)移动到将金属构件(1)彼此对接后形成的对接部来进行摩擦搅拌接合，在正式接合工序中，仅使搅拌销(F2)与金属构件(1)接触。

Friction stir bonding method

A friction stir joining method that engages in a deeper position at the butt joint by reducing the load applied to the friction stir device. In the friction stir welding method, including stirring pin (F2) officially joined by a rotating tool (F) to two (1) is bonded to the metal component, which is characterized in that the bonding process includes formal, formal in the bonding process, the rotation of the stirring pin (F2) will move to the metal component (1) butt to butt each other after the formation of friction stir welding joint in the formal process, only the stirring pin (F2) and metal member (1) contact.

【技术实现步骤摘要】
摩擦搅拌接合方法本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/JP2012/068931，国际申请日为2012年7月26日，进入中国国家阶段的申请号为201280040287.X，名称为“摩擦搅拌接合方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种摩擦搅拌接合方法。
技术介绍
在专利文献1中公开了从金属构件彼此的对接部的正面侧及背面侧进行摩擦搅拌接合，并通过使利用摩擦搅拌接合而形成的塑性化区域彼此接触，来将对接部没有间隙地接合这样的技术。根据上述技术，能提高接合后的金属构件间的气密性及水密性。另一方面，在专利文献2中公开了将内角摩擦搅拌接合用旋转工具插入到呈直角对接后的两个金属构件的内角来进行摩擦搅拌接合的技术。图37是表示现有的摩擦搅拌接合方法的剖视图。在现有的摩擦搅拌接合方法中，利用内角摩擦搅拌接合用旋转工具110，对使金属构件101的端面与金属构件102的侧面对接而形成的对接部J进行摩擦搅拌接合。内角摩擦搅拌接合用旋转工具110包括：呈三棱柱的按压块111；以及搅拌销112，该搅拌销112能以贯穿按压块111的状态相对于该按压块111旋转。在接合时，在使按压块111与金属构件101、102的各侧面抵接的状态下，使搅拌销112旋转。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2008－87036号公报专利文献2：日本专利特开平11－320128号公报根据现有的接合方法，在将板厚较大的金属构件彼此接合时，需要增大搅拌销的长度及外径，另外，伴随着上述搅拌销的大型化，还需要增大肩部的外径。但是，若增大肩部的外径，则金属构件与肩部间的摩擦便会变大，因此，存在摩擦搅拌装置所受的载荷变大这样的问题。藉此，很难对特别是板厚较大的金属构件的较深位置进行接合。另一方面，在现有的对金属构件间的内角部进行接合的摩擦搅拌接合中，如参照图37这样，由于在将按压块111按压到金属构件101、102的同时进行接合，因此，存在金属构件101、102被按压块111削去的可能性。另外，由于存在按压块111，因此，无法看到接合部分。此外，如图37所示，在对金属构件101、102的内角进行接合之前，还可以考虑从构成外角的面侧进行临时接合。在金属构件101、102的厚度较大的情况下，存在在通过临时接合形成的塑性化区域Wa与形成于内角的塑性化区域Wb之间形成有间隙这样的问题。
技术实现思路
根据这种观点，本专利技术的技术问题在于提供一种摩擦搅拌接合方法，其通过减小摩擦搅拌装置所受的载荷，能在对接部的较深位置处进行接合。此外，本专利技术的技术问题在于提供一种摩擦搅拌接合方法，其不仅能抑制金属构件在接合时受到损伤，而且能够理想地进行接合。为了解决上述技术问题，在本专利技术的摩擦搅拌接合方法中，使用包括搅拌销的旋转工具来对两个金属构件进行接合，其特征是，包括正式接合工序，在该正式接合工序中，将旋转的上述搅拌销插入上述金属构件彼此的对接部，并在仅使上述搅拌销与上述金属构件接触的状态下进行摩擦搅拌接合。根据上述方法，由于与金属构件接触的部分仅为搅拌销，因此，与将肩部按压到金属构件的现有的摩擦搅拌方法相比，能够减小金属构件与旋转工具间的摩擦，并能减小摩擦搅拌装置所受的载荷。即，根据本专利技术，由于能够将搅拌销插入到金属构件的较深的位置处，因此，即便是板厚较大的金属构件，也能够在较深的位置处进行接合。此外，本专利技术的摩擦搅拌接合方法使用包括搅拌销的旋转工具来对两个金属构件进行接合，其特征在于，包括正式接合工序，在该正式接合工序中，将旋转的上述搅拌销插入上述金属构件彼此的对接部，并在仅使上述搅拌销与上述金属构件接触的状态下进行摩擦搅拌接合，在上述正式接合工序中，进行如下工序：第一正式接合工序，在该第一正式接合工序中，从上述金属构件的正面侧进行摩擦搅拌接合；以及第二正式接合工序，在该第二正式接合工序中，从上述金属构件的背面侧进行摩擦搅拌接合，使在上述第一正式接合工序中形成的塑性化区域与在上述第二正式接合工序中形成的塑性化区域接触。根据上述方法，由于与金属构件接触的部分仅为搅拌销，因此，与将肩部按压到金属构件的现有的摩擦搅拌方法相比，能够减小金属构件与旋转工具间的摩擦，并能减小摩擦搅拌装置所受的载荷。即，根据本专利技术，由于能够将搅拌销插入到金属构件的较深的位置处，因此，即便是板厚较大的金属构件，也能够在较深的位置处进行接合。此外，由于能够对对接部的厚度方向的全长进行摩擦搅拌接合，因此，能够提高气密性及水密性。此外，较为理想的是，在上述正式接合工序中形成的塑性化区域上进行堆焊。根据上述方法，能够补充由正式接合工序引起的金属不足的量。此外，较为理想的是，包括：配置工序，在该配置工序，将辅助构件配置在上述正式接合工序中形成的塑性化区域上；以及辅助构件接合工序，在该辅助构件接合工序中，将上述金属构件与上述辅助构件接合。根据上述方法，能够补充由正式接合工序引起的金属不足的量。此外，较为理想的是，包括在进行上述正式接合工序之前进行上述金属构件彼此的临时接合的临时接合工序。根据上述方法，能够防止金属构件彼此在正式接合工序时分开。此外，较为理想的是，在上述对接部的边上配置接头件并在上述接头件设置底孔之后，将上述搅拌销插入上述底孔来进行上述正式接合工序。根据上述方法，能够减小将旋转工具压入金属构件时的压入阻力。此外，在本专利技术的摩擦搅拌接合方法中，使用包括搅拌销的旋转工具来对两个金属构件进行接合，其特征是，包括：对接工序，在该对接工序中，将上述金属构件彼此成角度地对接来形成对接部；以及正式接合工序，在该正式接合工序中，将旋转的上述搅拌销插入上述金属构件彼此间的内角，并在仅使上述搅拌销与两个上述金属构件接触的状态下进行上述对接部的摩擦搅拌接合。此外，在本专利技术的摩擦搅拌接合方法中，使用包括搅拌销的旋转工具来对两个金属构件进行接合，其特征是，包括：对接工序，在该对接工序中，将上述金属构件彼此成角度地对接来形成对接部；第一正式接合工序，在该第一正式接合工序中，将旋转的上述搅拌销插入上述金属构件彼此间的内角，并在仅使上述搅拌销与两个上述金属构件接触的状态下进行上述对接部的摩擦搅拌接合；以及第二正式接合工序，在该第二正式接合工序中，将旋转的上述搅拌销插入上述金属构件彼此的构成外角的面侧，并在仅使上述搅拌销与两个上述金属构件接触的状态下进行上述对接部的摩擦搅拌接合。根据上述方法，由于仅使搅拌销与金属构件接触，因此，能够抑制接合时金属构件的侧面的损伤。此外，由于没有像以往那样在旋转工具上使用按压块，因此，能看到接合部分。藉此，能够提高作业性。此外，较为理想的是，使在上述第一正式接合工序中形成的塑性化区域与在上述第二正式接合工序中形成的塑性化区域接触。根据上述方法，由于没有对接部的间隙，因此，能够提高气密性及水密性。此外，较为理想的是，在上述对接工序中，使一方的上述金属构件的侧面与另一方的上述金属构件的端面对接，并在由一方的上述金属构件的侧面与另一方的上述金属构件的侧面所构成的内角的角度为α的情况下，在上述第一正式接合工序中，使插入到上述侧面彼此的相交线的上述旋转工具的旋转中心轴位于假想基准面与上述一方的上述金属构件的侧面之间，其中，上述假想基准面穿过上述相交线，且与上述侧面所成的角度为α/2。根据上述方法，通过使旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦搅拌接合方法，使用包括搅拌销且与摩擦搅拌装置的转轴连接的旋转工具来将铝合金制的两个金属构件接合，其特征在于，在所述搅拌销的外周面刻设有螺旋槽，所述摩擦搅拌接合方法包括：对接工序，在该对接工序中，使所述金属构件彼此对接来形成对接部；以及正式接合工序，在该正式接合工序中，将旋转的所述搅拌销插入所述金属构件彼此的所述对接部，并在使所述摩擦搅拌装置及所述旋转工具中的仅所述旋转工具的所述搅拌销与所述金属构件接触、以使摩擦热产生的状态下，使所述搅拌销相对于所述对接部相对移动来进行摩擦搅拌接合，在所述正式接合工序之前，将两个所述金属构件载置在架台上，使用夹具将两个所述金属构件限制成无法移动，在所述正式接合工序中，利用所述搅拌销的外周面，使塑性流动化后的铝合金作为毛边流出到外部，并且一边在所述金属构件的正面侧的塑性化区域的周围形成高低差，一边对所述对接部进行摩擦搅拌接合。

【技术特征摘要】
2011.08.19 JP 2011-179586;2011.08.30 JP 2011-187911.一种摩擦搅拌接合方法，使用包括搅拌销且与摩擦搅拌装置的转轴连接的旋转工具来将铝合金制的两个金属构件接合，其特征在于，在所述搅拌销的外周面刻设有螺旋槽，所述摩擦搅拌接合方法包括：对接工序，在该对接工序中，使所述金属构件彼此对接来形成对接部；以及正式接合工序，在该正式接合工序中，将旋转的所述搅拌销插入所述金属构件彼此的所述对接部，并在使所述摩擦搅拌装置及所述旋转工具中的仅所述旋转工具的所述搅拌销与所述金属构件接触、以使摩擦热产生的状态下，使所述搅拌销相对于所述对接部相对移动来进行摩擦搅拌接合，在所述正式接合工序之前，将两个所述金属构件载置在架台上，使用夹具将两个所述金属构件限制成无法移动，在所述正式接合工序中，利用所述搅拌销的外周面，使塑性流动化后的铝合金作为毛边流出到外部，并且一边在所述金属构件的正面侧的塑性化区域的周围形成高低差，一边对所述对接部进行摩擦搅拌接合。2.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，在所述正式接合工序中形成的塑性化区域上进行堆焊。3.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，进行如下工序：配置工序，在该配置工序，将辅助构件配置在所述正式接合工序中形成的塑性化区域上；以及辅助构件接合工序，在该辅助构件接合工序中，将所述金属构件与所述辅助构件接合。4.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，包括，在进行所述正式接合工序之前进行所述金属构件彼此的临时接合的临时接合工序。5.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，在所述对接部的边上配置接头件并在所述接头件上设置底孔之后，将所述搅拌销插入所述底孔来进行所述正式接合工序。6.一种摩擦搅拌接合方法，使用包括搅拌销且与摩擦搅拌装置的转轴连接的旋转工具来将铝合金制的两个金属构件接合，其特征在于，在所述搅拌销的外周面刻设有螺旋槽，所述摩擦搅拌接合方法包括：对接工序，在该对接工序中，使所述金属构件彼此对接来形成对接部；以及正式接合工序，在该正式接合工序中，将旋转的所述搅拌销插入所述金属构件彼此的所述对接部，并在使所述摩擦搅拌装置及所述旋转工具中的仅所述旋转工具的所述搅拌销与所述金属构件接触、以使摩擦热产生的状态下，使所述搅拌销相对于所述对接部相对移动来进行摩擦搅拌接合，在所述正式接合工序之前，将两个所述金属构件载置在架台上，使用夹具将两个所述金属构件限制成无法移动，在所述正式接合工序中，利用所述搅拌销的外周面，使塑性流动化后的铝合金作为毛边流出到外部，并且一边在所述金属构件的正面侧的塑性化区域的周围形成高低差，一边对所述对接部进行摩擦搅拌接合，在所述正式接合工序中，进行如下工序：第一正式接合工序，在该第一正式接合工序中，从所述金属构件的正面侧进行摩擦搅拌接合；以及第二正式接合工序，在该第二正式接合工序中，从所述金属构件的背面侧进行摩擦搅拌接合，使在所述第一正式接合工序中形成的塑性化区域与在所述第二正式接合工序中形成的塑性化区域接触。7.如权利要求6所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，在所述正式接合工序中形成的塑性化区域上进行堆焊。8.如权利要求6所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，进行如下工序：配置工序，在该配置工序，将辅助构件配置在所述正式接合工序中形成的塑性化区域上；以及辅助构件接合工序，在该辅助构件接合工序中，将所述金属构件与所述辅助构件接合。9.如权利要求6所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，包括，在进行所述正式接合工序之前进行所述金属构件彼此的临时接合的临时接合工序。10.如权利要求6所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，在所述对接部的边上配置接头件并在所述接头件上设置底孔之后，将所述搅拌销插入所述底孔来进行所述正式接合工序。11.一种摩擦搅拌接合方法，使用包括搅拌销且与摩擦搅拌装置的转轴连接的旋转工具来将两个金属构件接合，其特征在于，在所述搅拌销的外周面刻设...

【专利技术属性】
技术研发人员：濑尾伸城，堀久司，
申请(专利权)人：日本轻金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP