接合方法技术

本发明专利技术提供一种接合方法，能减小金属构件的表面的凹槽，并且能减小接合表面粗糙度。包括：对接工序，在上述对接工序中，使正面的高度变化的金属构件(1、1)彼此对接以形成高度变化的对接部(J)；以及接合工序，在所述接合工序中，将包括基端侧销(F2)和前端侧销(F3)的摩擦搅拌用的旋转工具(F)插入到高度变化的对接部(J)，以进行摩擦搅拌，基端侧销(F2)的锥角角度(A)比前端侧销(F3)的锥角角度(B)大，在基端侧销(F2)的外周面形成有台阶状的层差部(F21)，在接合工序中，在使基端侧销(F2)和前端侧销(F3)与金属构件(1、1)接触的状态下对对接部(J)进行摩擦搅拌。

Joint method

【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由摩擦搅拌实现的接合方法。
技术介绍
作为用于摩擦搅拌接合的旋转工具，已知一种包括轴肩部和从轴肩部下垂的搅拌销的旋转工具。上述旋转工具在将轴肩部的下端面压入金属构件的状态下进行摩擦搅拌接合。通过将轴肩部压入金属构件，从而能对塑性流动材料进行按压以抑制毛边的产生。然而，当接合的高度位置发生变化时容易产生缺陷，并且存在凹槽变大的同时产生大量毛边的问题。另一方面，已知一种摩擦搅拌接合方法，使用包括搅拌销的旋转工具对两个金属构件进行接合，其特征是，包括正式接合工序，在上述正式接合工序中，将旋转的搅拌销插入到金属构件彼此的对接部，并在使仅搅拌销与金属构件接触的状态下进行摩擦搅拌接合(专利文献1)。根据上述现有技术，在搅拌销的外周面刻设有螺旋槽，一边使仅搅拌销与被接合构件接触，一边在使基端部露出的状态下进行摩擦搅拌接合，因此，即使接合的高度位置变化，也能抑制缺陷的产生，并且还能减小对摩擦搅拌装置的负荷。然而，由于并未通过轴肩部对塑性流动材料进行按压，因此，存在金属构件的表面的凹槽变大，并且接合表面粗糙度变大这样的问题。此外，存在在凹槽的附近形成有隆起部(与接合前相比，金属构件的表面隆起的部位)的问题。另一方面，在专利文献2中记载有包括轴肩部和从轴肩部下垂的搅拌销的旋转工具。在轴肩部以及搅拌销的外周面分别形成有锥面。在轴肩部的锥面形成有俯视观察时呈涡旋状的槽。上述槽的截面形状呈半圆形。通过设置锥面，从而即使金属构件的厚度及接合的高度位置发生变化，也能稳定地接合。此外，通过使塑性流动材料进入到上述槽中，从而能对塑性流动材料的流动进行控制，以形成理想的塑性化区域。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2013-39613号公报专利文献2：日本专利特许第4210148号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，根据专利文献2的现有技术，由于塑性流动材料会进入到锥面的槽的内部，因此，存在槽不能发挥作用的问题。此外，当塑性流动材料进入到上述槽时，在塑性流动材料附着于槽的状态下被摩擦搅拌，因此，存在被接合金属构件与附着物相互摩擦而使接合品质下降这样的问题。另外，存在被接合金属构件的表面变得粗糙，毛边变多，并且金属构件的表面的凹槽也变大这样的问题。从上述这种观点出发，本专利技术的目的在于提供一种接合方法，能减小金属构件的表面的凹槽，并且能减小接合表面粗糙度。解决技术问题所采用的技术方案为了解决上述这种技术问题，本专利技术的第一方面是一种接合方法，其特征是，所述接合方法包括：对接工序，在所述对接工序中，使正面的高度变化的金属构件彼此对接以形成高度变化的对接部；以及接合工序，在所述接合工序中，将包括基端侧销和前端侧销的摩擦搅拌用的旋转工具插入到高度变化的所述对接部，以进行摩擦搅拌，所述基端侧销的锥角角度比所述前端侧销的锥角角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，在所述接合工序中，在使所述基端侧销和所述前端侧销与所述金属构件接触的状态下对所述对接部进行摩擦搅拌。根据上述接合方法，由于能通过锥角角度大的基端侧销的外周面对金属构件进行按压，因此，能减小接合表面的凹槽，并且能消除或减小形成于凹槽附近的隆起部。台阶状的层差部浅且出口宽，因此，即使通过基端侧销对金属构件进行按压，塑性流动材料也不易附着于基端侧销的外周面。因此，能减小接合表面粗糙度，并且能理想地稳定接合品质。此外，通过包括前端侧销，从而能容易地插入到深处。此外，较为理想的是，在所述接合工序中，一边将所述前端侧销插入到高度变化的所述对接部的插入深度保持大致恒定，一边进行摩擦搅拌。此外，较为理想的是，在所述接合工序中，以由摩擦搅拌形成的塑性化区域的深度大致恒定的方式对所述前端侧销插入到高度变化的所述对接部的插入深度进行调节。根据上述接合方法，能将接合部的接合强度保持为大致恒定。为了解决上述技术问题，本专利技术的第二方面是一种接合方法，其特征是，所述接合方法包括：重合工序，在所述重合工序中，使至少正面的高度变化的一方的金属构件的正面与高度变化的另一方的金属构件的背面重合，以形成高度变化的重合部；以及接合工序，在所述接合工序中，将包括基端侧销和前端侧销的摩擦搅拌用的旋转工具从所述另一方的金属构件的正面插入，以进行摩擦搅拌，所述基端侧销的锥角角度比所述前端侧销的锥角角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，在所述接合工序中，在一边使所述旋转工具的所述基端侧销与仅所述另一方的金属构件接触，一边使所述旋转工具的所述前端侧销与所述一方的金属构件和所述另一方的金属构件的两方接触、或是与仅所述另一方的金属构件接触的状态下，对所述重合部进行摩擦搅拌。根据上述接合方法，与上述本专利技术的第一方面相同，由于能通过锥角角度大的基端侧销的外周面对金属构件进行按压，因此，能减小接合表面的凹槽，并且能消除或减小形成于凹槽附近的隆起部。台阶状的层差部浅且出口宽，因此，即使通过基端侧销对金属构件进行按压，塑性流动材料也不易附着于基端侧销的外周面。因此，能减小接合表面粗糙度，并且能理想地稳定接合品质。此外，通过包括前端侧销，因此，能容易地插入到深处。此外，较为理想的是，在所述接合工序中，一边将所述前端侧销插入到高度变化的所述重合部的插入深度保持大致恒定，一边进行摩擦搅拌。此外，较为理想的是，在所述接合工序中，以由摩擦搅拌形成的塑性化区域的深度大致恒定的方式对所述前端侧销插入到高度变化的所述重合部的插入深度进行调节。根据上述接合方法，能将接合部的接合强度保持大致恒定。此外，较为理想的是，所述旋转工具在所述前端侧销的前端部设有平坦面和突起部，其中，所述平坦面与所述旋转工具的转轴垂直，所述突起部从所述平坦面突出，在所述接合工序中，以一边使所述旋转工具的所述基端侧销与仅所述另一方的金属构件接触，一边使所述前端侧销的所述突起部到达所述重合部的方式进行摩擦搅拌。根据上述接合方法，被突起部刮起来的金属被平坦面阻挡而向下方流动，因此，搅拌效率变高，从而能提高接合强度。专利技术效果根据本专利技术的接合方法，能减小金属构件的表面的凹槽，并且能减小接合表面粗糙度。附图说明图1是表示本专利技术实施方式的接合方法中使用的旋转工具的侧视图。图2是旋转工具的放大剖视图。图3是表示旋转工具的第一变形例的剖视图。图4是表示旋转工具的第二变形例的剖视图。图5是表示旋转工具的第三变形例的剖视图。图6A是表示第一实施方式的接合方法的对接工序的立体图。图6B是表示第一实施方式的接合方法的对接工序的立体图。图7A是表示第一实施方式的接合方法的接合工序的立体图。图7B是表示第一实施方式的接合方法的接合工序的剖视图。图8是表示第一实施方式的接合方法的接合工序的剖视图。图9是表示现有的旋转工具的示意图。图10是表示现有的旋转工具的示意图。图11A是表示第一实施方式的接合方法的接合工序的变形例的剖视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接合方法，其特征在于，所述接合方法包括：/n对接工序，在所述对接工序中，使正面的高度变化的金属构件彼此对接以形成高度变化的对接部；以及/n接合工序，在所述接合工序中，将包括基端侧销和前端侧销的摩擦搅拌用的旋转工具插入到高度变化的所述对接部，以进行摩擦搅拌，/n所述基端侧销的锥角角度比所述前端侧销的锥角角度大，/n在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，/n在所述接合工序中，在使所述基端侧销和所述前端侧销与所述金属构件接触的状态下对所述对接部进行摩擦搅拌。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180201 JP 2018-0161061.一种接合方法，其特征在于，所述接合方法包括：
对接工序，在所述对接工序中，使正面的高度变化的金属构件彼此对接以形成高度变化的对接部；以及
接合工序，在所述接合工序中，将包括基端侧销和前端侧销的摩擦搅拌用的旋转工具插入到高度变化的所述对接部，以进行摩擦搅拌，
所述基端侧销的锥角角度比所述前端侧销的锥角角度大，
在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，
在所述接合工序中，在使所述基端侧销和所述前端侧销与所述金属构件接触的状态下对所述对接部进行摩擦搅拌。


2.如权利要求1所述的接合方法，其特征在于，
在所述接合工序中，一边将所述前端侧销插入到高度变化的所述对接部的插入深度保持大致恒定，一边进行摩擦搅拌。


3.如权利要求1所述的接合方法，其特征在于，
在所述接合工序中，以由摩擦搅拌形成的塑性化区域的深度大致恒定的方式对所述前端侧销插入到高度变化的所述对接部的插入深度进行调节。


4.一种接合方法，其特征在于，所述接合方法包括：
重合工序，在所述重合工序中，使至少正面的高度变化的一方的金属构件的正面与高度变化的另一方的金属构件的背面重合，以形成高度变化的重合部；以及接合工序，在所述接合工...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀久司，山中宏介，
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