摩擦搅拌焊方法技术

在一侧框架构件（３０）的板（３１）的端部上表面上设置了一个凸起部（３２）。另一框架构件（４０）的板（４１）的端部与框架构件（３０）的板（３１）对接。框架构件（３０、４０）是铝合金的挤压框架构件。它们的成形方向相互垂直。对框架构件（４０）的板（４１）的上表面进行堆焊。在这种情况下，从上部插入旋转焊具并进行摩擦搅拌焊。因此，堆焊起到了凸起部（３２）的作用并可以实现良好的焊接。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于例如铝合金框架构件等的焊接的摩擦搅拌焊。本专利技术尤其是涉及一种用于例如在两个对接的铝合金框架构件的待焊接部分的高度位置不同时的焊接的摩擦搅拌焊。
技术介绍
如日本专利申请公开文件平9-309164(EP 0797043A2)所示，是这样一种方法，其中通过转动插入两个对接的待焊接框架构件的焊接部分中的圆棒(称之为旋转焊具)并沿着焊缝移动此旋转焊具进行焊接，这两个对接的待焊接框架构件的焊接部分经加热而变软并促使其塑性流态化和焊合。旋转焊具包括一个插向焊接部分的小直径段和一个定位于小直径段外部的大直径段。旋转焊具的小直径段和大直径段位于同一轴线上。使旋转焊具的大直径段的一侧和旋转焊具小直径段的一侧转动。例如，对用铝合金材料制成的两个待焊接框架构件的一个对接部和一个搭接部进行摩擦搅拌焊。另外，一个凸向旋转焊具的大直径段一侧的凸起部设在待焊接框架构件的焊接部分上。此框架构件的凸起部与一个空心挤压框架构件宽度方向上的一个端部成一整体。上述凸起部变成填覆在两个空心挤压框架构件间形成的间隙的填覆材料。当框架构件凸起部的一个侧面形成产品的外表面如有轨车辆车体外侧面的时候，在焊接后切除框架构件的残余的凸起部。当上述凸起部设置在挤压框架构件上时，可以沿成形方向设置凸起部。但是，框架构件的凸起部不能设置在挤压部的一端，换句话说，框架构件的凸起部不能设置在凸起部设置侧的垂直方向上。结果，当挤压框架构件彼此相互垂直地布置并且试图对挤压框架构件的端部实施摩擦搅拌焊时，在一个挤压框架构件的一端部上存在凸起部，而在另一个挤压框架构件上没有凸起部。因此，人们认为不能实现两个挤压框架构件的良好焊接，这是因为另一个挤压框架构件在焊接部分上没有凸起部。在两个挤压框架构件焊接部分宽度方向上的表面的高度位置彼此不同的情况下，将证明上述事实。换句话说，当在一个框架构件宽度方向上的表面的高度不同于在另一个框架构件宽度方向上的表面的高度时，或在一个框架构件宽度方向上的表面的顶部高于或低于在另一个框架构件宽度方向上的表面的顶部时，将证明上述事实。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种，其中即使当两个构件的焊接部分表面的的高度位置不同时，也能获得良好的焊接效果。上述目的可以这样实现，即当两个构件的焊接部分表面的高度位置不同时，对较低构件的表面进行堆焊，随后对这两个构件的焊接部分进行摩擦搅拌焊。另外，上述“两个构件的焊接部分表面的高度位置不同”是指，在假设上述表面侧例如朝上布置而旋转焊具被确定为定位基点的情况下，例如从旋转焊具到焊接部分表面的距离是不同的。上述“较低构件”是指那个距离旋转焊具较远的构件。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的摩擦搅拌焊的两个框架构件焊接部分的纵向横截面视图，它是图6的I-I截面图；图2是图1所示两个框架构件的待焊接部分附近的斜视图；图3是图1所示框架构件的凸肋的III-III截面视图；图4是本专利技术两个框架构件的另一个部分的焊接部分的纵向横截面视图，它是图6的IV-IV截面图；图5示出了在其中对图4的两个框架构件进行了摩擦搅拌焊的焊接之后的状态；图6是表示有轨车辆车体的侧视图，其中根据本专利技术对车体进行了摩擦搅拌焊；图7是表示另一个有轨车辆的另一车体的侧视图，其中根据本专利技术对该车体进行了摩擦搅拌焊；图8是图7所示两个框架构件的VIII-VIII截面图；以及图9是表示另一个有轨车辆的另一个车体的剖视图，其中根据本专利技术对车体进行了摩擦搅拌焊，图9对应于图8所示的实施例。在其被用于有轨车辆车体的情况下，参见图1～图6来描述根据本专利技术一个实施例的摩擦搅拌焊。具体实施例方式在图6中，有轨车辆的侧构架体20是通过连接许多个铝合金挤压框架构件30、40、50而形成的。布置在出入口21和窗口25之间的铝合金框架构件30、30的成形方向和布置在一个窗口25和布置在窗口25附近的纵向成形的挤压框架构件30之间的框架构件30、30的成形方向在图6中分别是纵向。在窗口下部的铝合金挤压框架构件40、40的成形方向在图6中是横向。换句话说，挤压框架构件30的成形方向和挤压框架构件40的成形方向相互垂直地布置。在出入口21上部的铝合金挤压框架构件50的成形方向在图6中是横向。参考数字28表示车体探架。这些构件通过摩擦搅拌焊和普通的MIG焊接方式被焊接起来。参见图4和图5，以下将描述成形方向相同的挤压框架构件30、30相互间的摩擦搅拌焊。与之相似地对挤压框架构件40、40进行摩擦搅拌焊。挤压框架构件30(与框架构件40、50相似地)在车体外侧和车体内侧具有一块平板31，其上布置了许多个凸肋33。凸肋33沿挤压框架构件30的成形方向设置(与框架构件40、50相似)。在挤压框架构件30的宽度方向(垂直于挤压框架构件的成形方向的方向)的一端上(框架构件30、30相互对接的端部)，设有一个用于挤出侧面内的(凸肋33侧)车体的凸起部32。框架构件30的凸起部32的凸起高度或凸起尺寸用h表示。平板31的端部和凸起部32的端部的表面32b基本上布置在垂直于框架构件30的平板31的顶面32c或其外表面的方向上。因此，当两个挤压框架构件30、30对接时，框架构件30、30的平板31端部的表面32b、32b彼此接触。但是，这是理想的情况。对接部被认为是一种I形槽结构。当对两个框架构件30、30进行摩擦搅拌焊时，为了不在两个框架构件30、30之间形成间隙(形成有预定值的间隙)，挤压框架构件30、30被固定在一个底座60上。挤压框架构件30和平板31的凸起部32朝上，并且平板31安装在底座60上。另外，挤压框架构件30、30端部的焊接部分被制成与底座60接触。底座60由钢材料制成。一个实施两个框架构件30、30的摩擦搅拌焊的旋转焊具70从上方插向焊接部分。旋转焊具70由一个大直径段71和一个位于大直径段71的末端(下端)的小直径段72构成。旋转焊具70的大直径段71和小直径段72的分界部73(旋转焊具70的大直径段71的外周边部分)成弧形，它凹向大直径段71的一侧。小直径段具有螺纹结构。在摩擦搅拌焊过程中，分界部73(旋转焊具70的大直径段71的外周边部分)定位于框架构件30的凸起部32中。换句话说，分界部73定位在位于凸起部32的顶面32c与在框架构件30的平板31内面侧的表面31b(非凸起部的表面)之间的中间段内(中间段的长度是凸起高度h)。通过使旋转焊具70转动并将其插入两个挤压框架构件30、30的焊接部分并继续使旋转焊具70转动并沿两个挤压框架构件30、30的焊缝移动而实施摩擦搅拌焊。另外，在大直径段71一侧的旋转焊具70的轴心相对于旋转焊具70的移动方向向后部倾斜。因此，旋转焊具70的大直径段71的前端被布置在框架构件30的凸起部32的顶面32c的外表面侧(在图4中，顶面32c的上方)。旋转焊具70的大直径段71的后端定位于框架构件30的凸起部32上(线32d的位置)。换句话说，旋转焊具70大直径段71的后端定位于凸起部32的顶面32c与框架构件30的平板31的表面31b的延长线之间。上述的“前”、“后”是以旋转焊具70的移动方向为基准而定义的。以下将解释各构件的尺寸之间的关系。框架构件30凸起部32、32的顶面32c、32c的宽度W1在两个凸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦搅拌焊方法，它包括以下步骤：（ｉ）除去延伸在挤压空心框架构件的挤压方向上的位于端部的相对板之间的凸肋；（ｉｉ）使一个挤压框架构件的端部与所述挤压空心框架构件的所述端部对接，使所述挤压空心框架构件的所述挤压方向与所述挤 压框架构件的挤压方向成正交，且所述挤压框架构件被插入所述挤压空心框架构件的所述相对板之间；（ｉｉｉ）使所述挤压空心框架构件的厚度与所述挤压框架构件的厚度在焊接处基本相同；和（ｉｖ）在所述对接部从所述挤压空心框架构件的外侧进行 摩擦搅拌焊。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤章弘，江角昌邦，福寄一成，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]