摩擦搅拌接合装置、其运转方法以及接头构造制造方法及图纸

本发明专利技术的摩擦搅拌接合装置具备：工具(10)；旋转驱动器(8)；直动驱动器(7)；以及控制装置(110)，控制装置(110)构成为执行：步骤A，配置为第1部件(W1)与工具(10)对置，并且成为第1部件(W1)、第2部件(W2)以及第3部件(W3)的顺序；步骤B，控制直动驱动器(7)和旋转驱动器(8)，以在旋转工具(10)的状态下使工具(10)的末端部挤压被接合物(W)的被接合部(Wa)；步骤C，控制直动驱动器(7)和旋转驱动器(8)来使工具(10)的末端部到达第1位置以使得软化的第3部件(W3)向比第2部件(W2)的上表面靠上方的位置延伸；以及步骤D，控制直动驱动器(7)和旋转驱动器(8)，以在旋转工具(10)的状态下从被接合部(Wa)拔出该工具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摩擦搅拌接合装置、其运转方法以及接头构造
本专利技术涉及摩擦搅拌接合装置、其运转方法以及接头构造。
技术介绍
公知有制造包括钢制板部件和比重比其轻的轻金属制板材在内的车身的方法(例如，参照专利文献1)。在专利文献1所公开的车身的制造方法中，包括：第1接合工序，将轻金属制板材与钢制板材重叠，通过从轻金属制板材侧进行挤压的旋转工具的摩擦热使轻金属制板材局部性地软化和塑性流动，由此将轻金属制板材与钢制板材接合；和第2接合工序，将在上述第1接合工序中所接合的轻金属制板材及钢制板材、和两片以上的钢制板材重叠，并通过电阻点焊将其多个部位进行接合。专利文献1：日本特开2009-202828号公报
技术实现思路
本专利技术人想到了与上述专利文献1所公开的车身的制造方法不同的、能够将3个部件接合的摩擦搅拌接合装置及其运转方法。本专利技术的目的在于提供一种具备新的结构的摩擦搅拌接合装置及其运转方法。另外，本专利技术的目的在于提供一种结构与通过上述专利文献1所公开的车身的制造方法接合的被接合物(车身)不同的接头构造。为了解决上述以往的课题，本专利技术所涉及的摩擦搅拌接合装置是对具有第1部件、第2部件以及第3部件的被接合物进行接合的摩擦搅拌接合装置，上述摩擦搅拌接合装置具备：工具，形成为圆柱状，并构成为能够进行绕着轴线的旋转、和向沿着该轴线的方向的进退移动；旋转驱动器，使上述工具绕着上述轴线旋转；直动驱动器，使上述工具沿着上述轴线进退移动；以及控制装置，上述第2部件和上述第3部件构成为熔点高于上述第1部件，上述第3部件构成为硬度高于上述第2部件，上述控制装置构成为执行：步骤A，将上述被接合物配置为，上述第1部件与上述工具对置，并且成为上述第1部件、上述第2部件以及上述第3部件的顺序；步骤B，控制上述直动驱动器和上述旋转驱动器，以在旋转上述工具的状态下，使上述工具的末端部挤压上述被接合物的被接合部；步骤C，控制上述直动驱动器和上述旋转驱动器，来使上述工具的末端部到达预先设定好的规定的第1位置，以使得软化的上述第3部件向比上述第2部件的上表面靠上方的位置延伸；以及步骤D，控制上述直动驱动器和上述旋转驱动器，以在旋转上述工具的状态下从上述被接合部拔出上述工具。由此，能够将由3个部件构成的被接合物充分地接合。另外，本专利技术所涉及的摩擦搅拌接合装置的运转方法是对具有第1部件、第2部件以及第3部件的被接合物进行接合的摩擦搅拌接合装置的运转方法，上述摩擦搅拌接合装置具备：工具，形成为圆柱状，并构成为能够进行绕着轴线的旋转、和向沿着该轴线的方向的进退移动；旋转驱动器，使上述工具绕着上述轴线旋转；以及直动驱动器，使上述工具沿着上述轴线进退移动，上述第2部件和上述第3部件构成为熔点高于上述第1部件，上述第3部件构成为硬度高于上述第2部件，上述摩擦搅拌接合装置的运转方法具备：步骤A，将上述被接合物配置为，上述第1部件与上述工具对置，并且成为上述第1部件、上述第2部件以及上述第3部件的顺序；步骤B，使上述直动驱动器和上述旋转驱动器进行动作，以在旋转上述工具的状态下，使上述工具的末端部挤压上述被接合物的被接合部；步骤C，使上述直动驱动器和上述旋转驱动器进行动作，来使上述工具的末端部到达预先设定好的规定的第1位置，以使得软化的上述第3部件向比上述第2部件的上表面靠上方的位置延伸；以及步骤D，使上述直动驱动器和上述旋转驱动器进行动作，以在旋转上述工具的状态下从上述被接合部拔出上述工具。由此，能够将由3个部件构成的被接合物充分地接合。并且，本专利技术所涉及的接头构造是通过在被接合部对具有第1部件、第2部件以及第3部件的被接合物进行接合而形成的接头构造，上述第2部件和上述第3部件构成为熔点高于上述第1部件，上述第3部件构成为材料硬度高于上述第1部件和上述第2部件，上述第1部件、上述第2部件以及上述第3部件配置成为该顺序，上述被接合部形成为由来于上述第3部件的材料向比上述第2部件的上表面靠上方的位置延伸。在本专利技术所涉及的接头构造中，形成由来于第3部件的材料向比第2部件的上表面靠上方的位置延伸的锚定部分。而且，通过锚定部分，能够获得相对于拉伸剪切的强度变高，相对地剥离强度也变高之类的锚定效果。因此，能够将由3个部件构成的被接合物充分地接合，从而能够提供稳固的接头构造。在参照附图的基础上，根据以下优选的实施方式的详细的说明，本专利技术的上述目的、其他的目的、特征以及优点得以明确。根据本专利技术所涉及的摩擦搅拌接合装置及其运转方法，能够将由3个部件构成的被接合物充分地接合。另外，根据本专利技术所涉及的接头构造，通过将由3个部件构成的被接合物充分地接合，能够提供稳固的接头构造。附图说明图1是表示本实施方式1所涉及的摩擦搅拌接合装置的简要结构的示意图。图2是表示本实施方式1所涉及的摩擦搅拌接合装置的动作的一个例子的流程图。图3是表示本实施方式1所涉及的摩擦搅拌接合装置的主要部位的示意图，并且表示通过工具执行了摩擦搅拌接合的状态。图4是表示本实施方式2所涉及的摩擦搅拌接合装置中的工具的末端部的简要结构的示意图。图5是表示通过摩擦搅拌接合装置将被接合物接合的状态的示意图。图6是表示通过本实施方式1或者2所涉及的摩擦搅拌接合装置对被接合物W进行摩擦搅拌接合的条件的表。图7是表示在图6所示的试验例1的条件下对被接合物进行摩擦搅拌接合的结果的照片。图8是表示在图6所示的试验例2的条件下对被接合物进行摩擦搅拌接合的结果的照片。图9是表示在图6所示的试验例3的条件下对被接合物进行摩擦搅拌接合的结果的照片。图10是表示在图6所示的试验例4的条件下对被接合物进行摩擦搅拌接合的结果的照片。图11是表示在图6所示的试验例5的条件下对被接合物进行摩擦搅拌接合的结果的照片。图12是表示在图6所示的试验例6的条件下对被接合物进行摩擦搅拌接合的结果的照片。图13是表示在图6所示的试验例7的条件下对被接合物进行摩擦搅拌接合的结果的照片。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的优选的实施方式进行说明。此外，以下，在所有的附图中，对相同或者相当的要素标注相同的附图标记，并省略其重复的说明。另外，在所有的附图中，提取并图示了对本专利技术进行说明所需的结构元件，对于其他的结构元件，存在省略图示的情况。并且，本专利技术并不限定于以下的实施方式。(实施方式1)本实施方式1所涉及的摩擦搅拌接合装置是对具有第1部件、第2部件以及第3部件的被接合物进行接合的摩擦搅拌接合装置，摩擦搅拌接合装置具备：工具，形成为圆柱状，并构成为能够进行绕着轴线的旋转、和向沿着该轴线的方向的进退移动；旋转驱动器，使工具绕着轴线旋转；直动驱动器，使工具沿着轴线进退移动；以及控制装置，第2部件和第3部件构成为熔点高于第1部件，第3部件构成为硬度高于第2部件，控制装置构成为执行：步骤A，将被接合物配置为，第1部件与工具对置，并且成为第1部件、第2部件以及第3部件的顺序；步骤B，控制直动驱动器和旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摩擦搅拌接合装置，对具有第1部件、第2部件以及第3部件的被接合物进行接合，其中，/n所述摩擦搅拌接合装置具备：/n工具，形成为圆柱状，并构成为能够进行绕着轴线的旋转、和向沿着该轴线的方向的进退移动；/n旋转驱动器，使所述工具绕着所述轴线旋转；/n直动驱动器，使所述工具沿着所述轴线进退移动；以及/n控制装置，/n所述第2部件和所述第3部件构成为熔点高于所述第1部件，/n所述第3部件构成为硬度高于所述第2部件，/n所述控制装置构成为执行：/n步骤A，将所述被接合物配置为，所述第1部件与所述工具对置，并且成为所述第1部件、所述第2部件以及所述第3部件的顺序；/n步骤B，控制所述直动驱动器和所述旋转驱动器，以在旋转所述工具的状态下，使所述工具的末端部挤压所述被接合物的被接合部；/n步骤C，控制所述直动驱动器和所述旋转驱动器，来使所述工具的末端部到达预先设定好的规定的第1位置，以使得软化的所述第3部件向比所述第2部件的上表面靠上方的位置延伸；以及/n步骤D，控制所述直动驱动器和所述旋转驱动器，以在旋转所述工具的状态下从所述被接合部拔出所述工具。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181011 JP 2018-1925201.一种摩擦搅拌接合装置，对具有第1部件、第2部件以及第3部件的被接合物进行接合，其中，
所述摩擦搅拌接合装置具备：
工具，形成为圆柱状，并构成为能够进行绕着轴线的旋转、和向沿着该轴线的方向的进退移动；
旋转驱动器，使所述工具绕着所述轴线旋转；
直动驱动器，使所述工具沿着所述轴线进退移动；以及
控制装置，
所述第2部件和所述第3部件构成为熔点高于所述第1部件，
所述第3部件构成为硬度高于所述第2部件，
所述控制装置构成为执行：
步骤A，将所述被接合物配置为，所述第1部件与所述工具对置，并且成为所述第1部件、所述第2部件以及所述第3部件的顺序；
步骤B，控制所述直动驱动器和所述旋转驱动器，以在旋转所述工具的状态下，使所述工具的末端部挤压所述被接合物的被接合部；
步骤C，控制所述直动驱动器和所述旋转驱动器，来使所述工具的末端部到达预先设定好的规定的第1位置，以使得软化的所述第3部件向比所述第2部件的上表面靠上方的位置延伸；以及
步骤D，控制所述直动驱动器和所述旋转驱动器，以在旋转所述工具的状态下从所述被接合部拔出所述工具。


2.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合装置，其中，
所述工具的末端部具有第1末端部、和位于比所述第1末端部靠基端侧的位置的第2末端部，
所述第1末端部和所述第2末端部分别形成为圆锥台状，
所述第1末端部形成为其末端面的面积小于所述第2末端部的末端面的面积。


3.根据权利要求1或2所述的摩擦搅拌接合装置，其中，
所述控制装置构成为：在所述步骤C中，控制所述直动驱动器和所述旋转驱动器，以使得所述工具的末端部在预先设定好的规定的第1时间以内到达所述第1位置。


4.根据权利要求3所述的摩擦搅拌接合装置，其中，
还具备检测所述被接合部的温度的温度检测器，
所述控制装置构成为：在所述步骤C中，基于所述温度检测器所检测到的温度，控制所述直动驱动器和所述旋转驱动器，以使得所述工具的末端部在所述第1时间以内到达所述第1位置。


5.根据权利要求4所述的摩擦搅拌接合装置，其中，
还具备存储有表示所述被接合部的温度、与所述工具的按压力及转速的相关关系的第1数据的存储装置，
所述控制装置构成为：在所述步骤C中，基于存储于所述存储装置的第1数据，控制所述直动驱动器和所述旋转驱动器。


6.一种摩擦搅拌接合装置的运转方法，是对具有第1部件、第2部件以及第3部件的被接合物进行接合的摩擦搅拌接合装置的运转方法，其中，
所述摩擦搅拌接合装置具备：
工具，形成为圆柱状，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：武冈正树，大桥良司，村松良崇，福田拓也，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP