摩擦搅拌接合方法和摩擦搅拌接合装置制造方法及图纸

提供一种确保制品接合强度的摩擦搅拌接合方法和摩擦搅拌接合装置。由于各个工具（２、３）由从各个空气喷嘴（４、５）所喷射的空气冷却，因而能够抑制各个工具（２、３）的热膨胀，能够适当地维持上部工具（２）和下部工具（３）的间隙，因而，在外板（６ａ）和内板（６ｂ）之间形成具有适当厚度的剩余母板厚度的摩擦搅拌接合部，能够确保发动机罩的接合强度。而且，由于由超低温空气发生器（１６）冷却后的空气从各个空气喷嘴（４、５）喷射来冷却各个工具（２、３），因而各个工具（２、３）被更有效地冷却。因而，各个工具（２、３）的热膨胀被抑制在最小限度内。能够获得具有更稳定厚度的剩余母板厚度的摩擦搅拌接合部，能够确保发动机罩的接合强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在铝材等接合等中所使用的摩擦搅拌接合方法和摩擦搅拌接合装置。
技术介绍
在摩擦搅拌接合(焊接)中，使要相互接合的被接合部件重叠，使转动的工具从所述被接合部件的重叠方向接近并压入该重叠后的被接合部件，由被接合部件和工具前端针部(ピン部)的摩擦热使工具周边的被接合部件软化，由转动的针部对该软化的被接合部件进行搅拌。因而，在被重叠的被接合部件之间形成在该被接合部件的重叠方向上具有厚度(下文简称为剩余厚度)的摩擦搅拌接合部，该重叠的被接合部件被接合。已知在这种摩擦搅拌接合中，工具的针部贯穿重叠的被接合部件，在摩擦搅拌接合部产生孔，并且接合强度显著地下降。于是，专利文献1所记载的摩擦搅拌接合装置包括在前端具有针部的转动工具、与该转动工具的针部相对地设置的承受部件、使该承受部件和针部的间距变化的致动器，在示教时对各个击打点位置(摩擦搅拌接合位置)承受部件和针部的间距进行存储，对每个击打点位置的承受部件和针部的间距进行控制，从而在摩擦搅拌接合部确保规定厚度的剩余厚度。但是，在连续地进行摩擦搅拌接合时，有时由于被接合部件和工具前端的针部的摩擦热而使得针部发生热膨胀，工具长度伸长。因而，在使用专利文献1所记载的摩擦搅拌接合装置连续地进行摩擦搅拌接合时，存在下述问题，即，实际的承受部件和针部之间的间距变得比示教时存储在控制装置中的承受部件和针部之间的间距小，在摩擦搅拌接合部上产生孔，不能获得制品所要求的接合强度。专利文献1特开2001-314983号公报(第0038段和0039段及图3)
技术实现思路
鉴于上述情况，提出本专利技术，本专利技术的第1目的是提供一种确保制品接合强度的摩擦搅拌接合方法。此外，本专利技术的第2目的是提供一种确保制品接合强度的摩擦搅拌接合装置。为了实现上述第1目的，本专利技术的权利要求1所记载的专利技术是这样一种摩擦搅拌接合方法，其中，在使设置在同轴上的一对工具中的至少一个工具转动的同时沿轴向向另一个工具移动，将设置在该转动的至少一个工具的前端上的针部压入被设置在该一对工具之间且相互重叠的被接合部件，在由该被接合部件和上述针部的摩擦热使该针部周边的被接合部件软化的同时由该针部对被软化的被接合部件进行搅拌，使摩擦搅拌接合部在重叠的被接合部件之间生成，以使该重叠的被接合部件摩擦搅拌接合，其特征在于使上述一对工具中的至少一个工具冷却。权利要求2记载的专利技术的特征在于在权利要求1记载的专利技术中，使空气喷射到上述一对工具中的至少一个工具上而使该工具冷却。。权利要求3记载的专利技术的特征在于在权利要求2记载的专利技术中，使冷却后的空气喷射到上述一对工具中的至少一个工具上而使该工具冷却。权利要求4记载的专利技术的特征在于在权利要求1～3中任一项记载的专利技术中，对一对工具中的至少一个工具的温度进行监视，在检测出工具温度异常的时刻，使制造停止并通报该工具温度的异常。。权利要求5记载的专利技术的特征在于在权利要求4记载的专利技术中，每当摩擦搅拌接合工序的1个周期结束时，对一对工具中的至少一个工具的温度进行测量。为了实现上述第1目的，本专利技术的权利要求6所记载的专利技术是这样一种摩擦搅拌接合方法，其中，在使设置在同轴上的一对工具中的至少一个工具转动的同时沿轴向向另一个工具移动，将设置在该转动的至少一个工具的前端上的针部压入被设置在一对工具之间且相互重叠的被接合部件，在由该被接合部件和针部的摩擦热使该针部周边的被接合部件软化的同时由该针部对被软化的被接合部件进行搅拌，使摩擦搅拌接合部在重叠的被接合部件之间生成，以使该重叠的被接合部件摩擦搅拌接合，其特征在于对一对工具中的至少一个工具的温度进行监视，在检测出工具温度异常的时刻，使制造停止并通报该工具温度的异常。权利要求7记载的专利技术的特征在于在权利要求6记载的专利技术中，每当摩擦搅拌接合工序的1个周期结束时，对一对工具中的至少一个工具的温度进行测量。为了实现第2目的，本专利技术中权利要求8记载的专利技术是一种用于权利要求1～5中任一项所述摩擦搅拌接合方法的摩擦搅拌接合装置，其特征在于包括使一对工具中的至少一个工具冷却的工具冷却单元。权利要求9记载的专利技术的特征在于在权利要求8记载的专利技术中，工具冷却单元包括使由空气源压送的空气从空气喷嘴朝向工具喷射的空气喷射装置。权利要求10记载的专利技术的特征在于在权利要求9记载的专利技术中，工具冷却单元包括使由空气源压送的空气冷却的空气冷却装置。权利要求11记载的专利技术的特征在于在权利要求8～10中任一项记载的专利技术中，还包括对一对工具中的至少一个工具的温度进行测量的工具温度测量单元；和控制单元，该控制单元判断由该工具温度测量单元所测量的工具温度是否为适当温度，当判定该工具温度不是适当温度时，使制造停止同时通报工具温度异常。为了实现第2目的，本专利技术中权利要求12记载的专利技术是一种用于权利要求6或7所述的摩擦搅拌接合方法的摩擦搅拌接合装置，其特征在于还包括对一对工具中的至少一个工具的温度进行测量的工具温度测量单元；和控制单元，该控制单元判断由该工具温度测量单元所测量的工具温度是否为适当温度，当判定该工具温度不是适当温度时，使制造停止同时通报工具温度异常。因而在权利要求1记载的专利技术中，防止由被接合部件和工具的摩擦热所引起的工具的热膨胀。在权利要求2记载的专利技术中，通过喷射空气使得工具被冷却。在权利要求3记载的专利技术中，通过喷射冷却后的空气使得工具被冷却。在权利要求4记载的专利技术中，能够阻止由升温而热膨胀后的工具继续进行摩擦搅拌接合。在权利要求5记载的专利技术中，能够确认是否在适当地实施工具的冷却，而且，能够阻止由升温而热膨胀后的工具连续进行摩擦搅拌接合。在权利要求6记载的专利技术中，能够阻止由升温而热膨胀后的工具连续进行摩擦搅拌接合。在权利要求7记载的专利技术中，能够有效地测量工具的温度。在权利要求8记载的专利技术中，通过工具冷却单元使得工具被冷却，能够防止由被接合部件和工具的摩擦热所引起的工具热膨胀。在权利要求9记载的专利技术中，工具冷却单元由从空气喷射装置的空气喷嘴所喷射的空气使工具冷却。在权利要求10记载的专利技术中，工具冷却单元由被空气冷却装置冷却而从空气喷射装置的空气喷嘴喷射的空气使工具冷却。在权利要求11记载的专利技术中，能够确认是否在适当地实施由工具冷却单元所进行的工具的冷却。而且，能够阻止由升温而热膨胀后的工具连续进行摩擦搅拌接合。在权利要求12记载的专利技术中，能够阻止由升温而热膨胀后的工具连续进行摩擦搅拌接合。专利技术效果能够提供一种确保制品的接合强度的摩擦搅拌接合方法。而且，能够提供一种确保制品的接合强度的摩擦搅拌接合装置。附图说明图1是示出该摩擦搅拌接合装置的工具架(ッ一ルヘッド)以及工具冷却单元的空气的系统的视图；图2是该摩擦搅拌接合装置的说明图，特别是示出工具温度由非接触温度传感器所测量(检测)状态的视图；图3是示出摩擦搅拌接合部的横截面的视图；图4是示出形成在上部工具和下部工具之间的间隙的视图；图5是示出连续进行摩擦搅拌接合时击打点数(打点数)和摩擦搅拌接合部7的剩余母板厚度T的关系的视图。标号说明1摩擦搅拌接合装置，2上部工具，3下部工具，4空气喷嘴，5空气喷嘴，7摩擦搅拌接合部，8非接触温度传感器(工具温度测量单元)，11机器人控制器(控制单元)，13空气源，16超低温空气发生器(空气冷却装置)具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦搅拌接合方法，其中，在使设置在同轴上的一对工具中的至少一个工具转动的同时沿轴向向另一个工具移动，将设置在该转动的至少一个工具的前端上的针部压入被设置在该一对工具之间且相互重叠的被接合部件，在由该被接合部件和上述针部的摩擦热使该针部周边的被接合部件软化的同时由该针部对被软化的被接合部件进行搅拌，使摩擦搅拌接合部在重叠的被接合部件之间生成，以使该重叠的被接合部件摩擦搅拌接合，其特征在于：使上述一对工具中的至少一个工具冷却。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小塚裕，铃木实，野村浩二，藤泽泰成，内田圭亮，池田贵史，森尊治，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]