接合方法技术

一种接合方法，使用包括搅拌销(F2)的旋转工具(F)对第一金属构件(1)和第二金属构件(2)进行接合，其特征是，包括：对接工序，将第一金属构件(1)的端面(1a)与第二金属构件(2)的背面(2c)对接以形成对接部(J1)；配置工序，将辅助构件(10)配置在第二金属构件(2)的正面(2b)中的、与第一金属构件(1)对应的位置处；以及摩擦搅拌工序，将旋转的搅拌销(F2)从辅助构件(10)的正面(10a)侧插入，并在使仅搅拌销(F2)与第二金属构件(2)及辅助构件(10)接触或是与第一金属构件(1)、第二金属构件(2)及辅助构件(10)接触的状态下，使旋转工具(F)相对移动，以对对接部(J1)进行摩擦搅拌接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接合方法
本专利技术涉及一种将金属构件彼此摩擦搅拌接合的接合方法。
技术介绍
在专利文献1、2中公开了一种使金属构件彼此对接成主视观察时呈T字状，以对对接部进行摩擦搅拌接合的技术。上述现有技术是在使第一金属构件的端面与第二金属构件的背面对接后，将旋转工具从第二金属构件的正面侧插入，以对对接部进行摩擦搅拌接合。例如，在专利文献3中公开了如下技术，将旋转工具的仅搅拌销插入到垂直对接而成的金属构件彼此的内角，以对对接部进行摩擦搅拌接合。现有的摩擦搅拌接合方法的旋转工具不包括轴肩部，且将旋转工具的仅搅拌销插入到内角，因此，能进行摩擦搅拌直至对接部的较深的位置处。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特许第3947271号公报专利文献2：日本专利特许第4056587号公报专利文献3：日本专利特开2013-049072号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在现有技术中，使旋转工具的轴肩部与第二金属构件的正面接触以进行摩擦搅拌，因此，存在施加于摩擦搅拌装置的负荷变大的问题。此外，使旋转工具的轴肩部与第二金属构件的正面接触，因此，塑性化区域的宽度变大。为了不使塑性流动材料从第一金属构件与第二金属构件的内角流出，必须增大第一金属构件的板厚。此外，现有技术是将第一金属构件插入到第二金属构件的凹槽的形态，因此，存在在摩擦搅拌接合时金属构件彼此的位置在第一金属构件的长边方向上发生偏移的问题。此外，在摩擦搅拌接合时，第二金属构件会以相对于第一金属构件上浮的方式分开，从而可能导致接合不良。此外，在现有的接合方法中，将旋转工具的轴肩部的下端面压入到第二金属构件的正面以进行正式接合工序，因此，存在施加于摩擦搅拌装置的负荷变大的问题。此外，将旋转工具的轴肩部的下端面压入到第二金属构件的正面以进行正式接合工序，因此，存在热输入量变大而使第一金属构件和第二金属构件的热应变变大的问题。在专利文献3的摩擦搅拌接合方法中，由于并未通过轴肩部对塑性流动化后的金属进行按压，因此，塑性流动化后的金属容易溢出到内角的外部。藉此，存在内角处变得金属不足这样的问题。从上述的观点出发，本专利技术的技术问题在于提供一种接合方法，能减小施加于摩擦搅拌装置的负荷，并且设计的自由度高。此外，本专利技术的技术问题在于提供一种接合方法，能在减小施加于摩擦搅拌装置的负荷的同时，提高接合精度，并且能减小各金属构件的热应变。此外，本专利技术的技术问题在于提供一种接合方法，在对金属构件彼此的内角进行摩擦搅拌接合的情况下，能消除内角处的金属不足。解决技术问题所采用的技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术的接合方法使用包括搅拌销的旋转工具，对第一金属构件和第二金属构件进行接合，其特征是，包括：对接工序，在上述对接工序中，将上述第一金属构件的端面与上述第二金属构件的背面对接，以形成对接部；配置工序，在上述配置工序中，将辅助构件配置在上述第二金属构件的正面中的、与上述第一金属构件对应的位置处；以及摩擦搅拌工序，在上述摩擦搅拌工序中，将旋转的上述搅拌销从上述辅助构件的正面侧插入，并在使仅上述搅拌销与上述第二金属构件及上述辅助构件接触的状态下，或是在使仅上述搅拌销与上述第一金属构件、上述第二金属构件及上述辅助构件接触的状态下，使上述旋转工具相对移动，以对上述对接部进行摩擦搅拌接合。根据上述接合方法，在使仅搅拌销与第二金属构件及辅助构件接触的状态下，或是在使仅搅拌销与第一金属构件、第二金属构件及辅助构件接触的状态下，进行摩擦搅拌接合，因此，与现有技术相比，能减小施加于摩擦搅拌装置的负荷。此外，由于将仅搅拌销插入，因此，能减小塑性化区域的宽度。藉此，还能减小第一金属构件的板厚，因此，能提高设计的自由度。此外，由于除了对第一金属构件和第二金属构件之外，还对辅助构件进行摩擦搅拌接合，因此，能防止接合部处的金属不足。此外，较为理想的是，包括去除工序，在上述去除工序中，将形成有毛边的辅助构件从上述第二金属构件去除。根据上述接合方法，能容易地将形成有毛边的辅助构件整体去除。此外，较为理想的是，在上述摩擦搅拌工序中，将上述搅拌销插入到上述辅助构件的中央部处。根据上述接合方法，能容易地将旋转工具插入到辅助构件。此外，较为理想的是，在将上述旋转工具的旋转中心轴所穿过的位置设定为接合基准线的情况下，在上述配置工序中，将上述辅助构件配置在相对于上述接合基准线位于仅一侧，在上述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使上述毛边产生在上述辅助构件。根据上述接合方法，能使毛边聚集于相对于接合基准线配置于仅一侧的辅助构件，因此，能更容易地去除毛边。此外，较为理想的是，在将上述旋转工具的旋转中心轴所穿过的位置设定为接合基准线的情况下，在上述配置工序和上述摩擦搅拌工序中，将上述辅助构件配置成跨过上述接合基准线，并且将辅助构件的配置位置和接合条件设定成使上述毛边产生在相对于上述接合基准线位于一侧的上述辅助构件，且在上述摩擦搅拌工序后上述辅助构件不会残留在另一侧。根据上述接合方法，能均衡地防止接合部处的金属不足。此外，通过在摩擦搅拌工序后将残留在仅一侧的辅助构件与毛边一起去除，从而能更容易地去除毛边。此外，本专利技术的特征是，包括：对接工序，在上述对接工序中，将板状的第一金属构件的端面与板状的第二金属构件的背面对接，以形成对接部；临时接合工序，在上述临时接合工序中，将旋转的临时接合用旋转工具的仅搅拌销插入到由上述第一金属构件和上述第二金属构件构成的内角处，并沿上述内角进行临时点焊；以及正式接合工序，在上述正式接合工序中，将旋转的正式接合用旋转工具从上述第二金属构件的正面侧插入，并在使上述正式接合用旋转工具的仅搅拌销与上述第二金属构件接触的状态下，或是在使上述正式接合用旋转工具的仅搅拌销与上述第一金属构件及上述第二金属构件接触的状态下，使上述正式接合用旋转工具相对移动，以对上述对接部进行摩擦搅拌接合。根据上述接合方法，由于在临时接合工序中将金属构件彼此临时点焊，因此，在正式接合工序时，能防止金属构件彼此分开或位置偏移。藉此，能提高接合精度。此外，在正式接合工序和临时接合工序中均将仅搅拌销插入到各金属构件，因此，能减少热输入量，从而能减少各金属构件的热应变。此外，在正式接合工序和临时接合工序中均将仅搅拌销插入到各金属构件，因此，能减少施加于摩擦搅拌装置的负荷。此外，较为理想的是，上述临时接合用旋转工具与上述正式接合用旋转工具是同一旋转工具。根据上述接合方法，在临时接合工序和正式接合工序时不更换旋转工具亦可，因此，能提高操作效率。此外，本专利技术的特征是，包括：对接工序，在上述对接工序中，将板状的第一金属构件的端面与板状的第二金属构件的背面对接，以形成对接部；临时接合工序，在上述临时接合工序中，沿由上述第一金属构件和上述第二金属构件构成的内角进行通过焊接实现的临时点焊；以及正式接合工序，在上述正式接合工序中，将旋转的正式接合用旋转工具从上述第二金属构件的正面侧插入，并在使上述正式接合用旋转工具的仅搅拌销与上述第二金属构件接触的状态下，或是在使上述正式接合用旋转工具的仅搅拌销与上述第一金属构件及上述第二金属构件接触的状态下，使上述正式接合用旋转工具相对移动，以对上述对接部进行摩擦搅拌接合。根据上述接合方法，由于在临时接合工序中将金属构件彼此临时点焊，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接合方法，使用包括搅拌销的旋转工具，对第一金属构件和第二金属构件进行接合，其特征在于，包括：对接工序，在所述对接工序中，将所述第一金属构件的端面与所述第二金属构件的背面对接，以形成对接部；配置工序，在所述配置工序中，将辅助构件配置在所述第二金属构件的正面中的、与所述第一金属构件对应的位置处；以及摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转的所述搅拌销从所述辅助构件的正面侧插入，并在使仅所述搅拌销与所述第二金属构件及所述辅助构件接触的状态下，或是在使仅所述搅拌销与所述第一金属构件、所述第二金属构件及所述辅助构件接触的状态下，使所述旋转工具相对移动，以对所述对接部进行摩擦搅拌接合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.20 JP 2016-121683;2016.09.26 JP 2016-186431.一种接合方法，使用包括搅拌销的旋转工具，对第一金属构件和第二金属构件进行接合，其特征在于，包括：对接工序，在所述对接工序中，将所述第一金属构件的端面与所述第二金属构件的背面对接，以形成对接部；配置工序，在所述配置工序中，将辅助构件配置在所述第二金属构件的正面中的、与所述第一金属构件对应的位置处；以及摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转的所述搅拌销从所述辅助构件的正面侧插入，并在使仅所述搅拌销与所述第二金属构件及所述辅助构件接触的状态下，或是在使仅所述搅拌销与所述第一金属构件、所述第二金属构件及所述辅助构件接触的状态下，使所述旋转工具相对移动，以对所述对接部进行摩擦搅拌接合。2.如权利要求1所述的接合方法，其特征在于，包括去除工序，在所述去除工序中，将形成有毛边的辅助构件从所述第二金属构件去除。3.如权利要求1或2所述的接合方法，其特征在于，在所述摩擦搅拌工序中，将所述搅拌销插入到所述辅助构件的中央部处。4.如权利要求2所述的接合方法，其特征在于，在将所述摩擦搅拌工序时所述旋转工具的旋转中心轴所穿过的预定位置设定为接合基准线的情况下，在所述配置工序中，将所述辅助构件配置在相对于所述接合基准线位于仅一侧，在所述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使所述毛边产生在所述辅助构件。5.如权利要求2所述的接合方法，其特征在于，在将所述摩擦搅拌工序时所述旋转工具的旋转中心轴所穿过的预定位置设定为接合基准线的情况下，在所述配置工序和所述摩擦搅拌工序中，将所述辅助构件配置成跨过所述接合基准线，并且将辅助构件的配置位置和接合条件设定成使所述毛边产生在相对于所述接合基准线位于一侧的所述辅助构件，且在所述摩擦搅拌工序后所述辅助构件不会残留在另一侧。6.一种接合方法，其特征在于，包括：对接工序，在所述对接工序中，将板状的第一金属构件的端面与板状的第二金属构件的背面对接，以形成对接部；临时接合工序，在所述临时接合工序中，将旋转的临时接合用旋转工具的仅搅拌销插入到由所述第一金属构件和所述第二金属构件构成的内角，并沿所述内角进行临时点焊；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的正式接合用旋转工具从所述第二金属构件的正面侧插入，并在使所述正式接合用旋转工具的仅搅拌销与所述第二金属构件接触的状态下，或是在使所述正式接合用旋转工具的仅搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件接触的状态下，使所述正式接合用旋转工具相对移动，以对所述对接部进行摩擦搅拌接合。7.如权利要求6所述的接合方法，其特征在于，所述临时接合用旋转工具与所述正式接合用旋转工具是同一旋转工具。8.一种接合方法，其特征在于，包括：对接工序，在所述对接工序中，将板状的第一金属构件的端面与板状的第二金属构件的背面对接，以形成对接部；临时接合工序，在所述临时接合工序中，沿由所述第一金属构件和所述第二金属构件构成的内角进行通过焊接实现的临时点焊；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的正式接合用旋转工具从所述第二金属构件的正面侧插入，并在使所述正式接合用旋转工具的仅搅拌销与所述第二金属构件接触的状态下，或是在使所述正式接合用旋转工具的仅搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件接触的状态下，使所述正式接合用旋转工具相对移动，以对所述对接部进行摩擦搅拌接合。9.如权利要求8所述的接合方法，其特征在于，所述焊接是TIG焊接、MIG焊接或激光焊接。10.一种接合方法，其特征在于，包括：对接工序，在所述对接工序中，将板状的第二金属构件的端面插入到呈板状且在背面具有凹槽的第一金属构件的所述凹槽中，并使端面与所述凹槽的底面对接，以形成对接部；辅助构件配置工序，在所述辅助构件配置工序中，将辅助构件配置在由所述第一金属构件的背面和所述第二金属构件的侧面形成的内角处；内角摩擦搅拌工序，在所述内角摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从所述内角插入，并使所述旋转工具沿所述内角相对移动，以对内角进行摩擦搅拌接合；以及对接部摩擦搅拌工序，在所述对接部摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的正面侧插入，并使所述旋转工具沿所述凹槽相对移动，以对所述对接部进行摩擦搅拌接合，在所述内角摩擦搅拌工序中，在使仅所述搅拌销与所述第一金属构件、所述第二金属构件及所述辅助构件接触的状态下，对所述内角进行摩擦搅拌接合，在所述对接部摩擦搅拌工序中，在使所述搅拌销与仅所述第一金属构件接触的状态下，或是在使所述搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件两者接触的状态下，对所述对接部进行摩擦搅拌接合。11.如权利要求10所述的接合方法，其特征在于，在所述对接部摩擦搅拌工序中，将所述旋转工具的仅搅拌销从所述第一金属构件的正面插入，并在使仅所述搅拌销与仅所述第一金属构件接触的状态下，或是在使仅所述搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件两者接触的状态下，对所述对接部进行摩擦搅拌接合。12.如权利要求10所述的接合方法，其特征在于，在所述对接部摩擦搅拌工序中，所述旋转工具具有呈圆柱状的轴肩部和从所述轴肩部下垂的搅拌销，并将所述轴肩部的直径设定成比所述凹槽的宽度小。13.如权利要求10所述的接合方法，其特征在于，包括去除工序，在所述去除工序中，将形成有毛边的所述辅助构件从所述第一金属构件或所述第二金属构件去除。14.如权利要求13所述的接合方法，其特征在于，在所述内角摩擦搅拌工序中，将所述旋转工具的接合条件设定成使摩擦搅拌接合中产生的毛边形成于所述辅助构件。15.一种接合方法，其特征在于，包括：对接工序，在所述对接工序中，使呈板状并将背面侧的角部切开的第一金属构件的端面与呈板状并将背面侧的角部切开后的第三金属构件的端面对接，以形成具有凹槽的第一对接部，并且将板状的第二金属构件的端面插入到所述凹槽中，并使端面与所述凹槽的底面对接，以形成第二对接部；辅助构件配置工序，在所述辅助构件配置工序中，将辅助构件配置于由所述第一金属构件的背面和所述第二金属构件的侧面形成的内角，并且将辅助构件配置于由所述第三金属构件的背面和所述第二金属构件的侧面形成的内角；内角摩擦搅拌工序，在所述内角摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从所述内角插入，并使所述旋转工具沿所述内角相对移动，以对所述内角进行摩擦搅拌接合；以及对接部摩擦搅拌工序，在所述对接部摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的正面侧和所述第三金属构件的正面侧插入，并使所述旋转工具沿所述凹槽相对移动，以对所述第一对接部和所述第二对接部进行摩擦搅拌接合，在所述内角摩擦搅拌工序中，在使仅所述搅拌销与所述第一金属构件和所述第三金属构件中的任一方、所述第二金属构件以及所述辅助构件接触的状态下，对所述内角进行摩擦搅拌接合，在所述对接部摩擦搅拌工序中，在使所述搅拌销与仅所述第一金属构件及所述第三金属构件接触的状态下，或是在使所述搅拌销与所述第一金属构件、所述第三金属构件及所述第二金属构件接触的状态下，对所述第一对接部和所述第二对接部进行摩擦搅拌接合。16.如权利要求15所述的接合方法，其特征在于，在所述对接部摩擦搅拌工序中，将所述旋转工具的仅搅拌销从所述第一金属构件和所述第三金属构件的正面插入，并在使仅所述搅拌销与仅所述第一金属构件及所述第三金属构件接触的状态下，或是在使仅所述搅拌销与所述第一金属构件、所述第三金属构件及所述第二金属构件接触的状态下，对所述第一对接部和所述第二对接部进行摩擦搅拌接合。17.如权利要求15所述的接合方法，其特征在于，在所述对接部摩擦搅拌工序中，所述旋转工具具有呈圆柱状的轴肩部和从所述轴肩部下垂的搅拌销，并将所述轴肩部的直径设定成比所述凹槽的宽度小。18.如权利要求15所述的接合方法，其特征在于，包括去除工序，在所述去除工序中，将形成有毛边的所述辅助构件从所述第一金属构件、所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀久司，濑尾伸城，
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