摩擦搅拌焊接方法技术

从上面部分对两个中空挤制框架部件１０和２０的面板１２ｂ和２２ｂ的对接部分进行摩擦搅拌焊接。接着，设置用来连接上面部分的面板１２ｂ和２２ｂ的连接部件３０。在连接部件３０和面板１１和２１被一块垫板２１０支撑的条件下，从上面部分对这些部件的连接部分进行摩擦搅拌焊接。由于摩擦搅拌焊接期间的负载是由垫板２１０支撑的，所以肋条１３和１４可以做得比较薄并且可以获得轻结构。在对中空挤制框架部件进行摩擦搅拌焊接中，可以降低焊接部分的肋条的厚度。（*该技术在2021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和一种中空挤制框架部件的以及一种摩擦搅拌焊接设备，还涉及一种结构体以及一种摩擦搅拌焊接所用的中空挤制框架部件。例如，本专利技术涉及一种铝合金中空挤制框架部件(例如铁路车辆、飞机和建筑结构等)的，并涉及一种摩擦搅拌焊接设备、一种结构体以及一种摩擦搅拌焊接所用的中空挤制框架部件。是这样一种方法，其中通过转动一根插入在焊接部分中的圆杆(它被称作“旋转工具”)并且使该旋转工具沿挤制框架部件的焊接线向前移动，从而加热该焊接部分，使焊接部分变软并且使之塑性流动，然后被坚固地焊住。旋转工具包括一个插入在焊接部分中的小直径部分和一个位于所述小直径部分的外侧处的大直径部分。该旋转工具的小直径部分和大直径部分具有相同的轴线。旋转工具的小直径部分和大直径部分之间的边界稍稍插入焊接部分。例如在公开号为平9-309164(EP0797043A2)的日本专利申请中披露了上述的技术在采用所述旋转工具进行摩擦搅拌焊接期间，较大负载作用在所要进行焊接的中空挤制框架部件上。因此，当焊接这些中空挤制框架部件的时候，要在焊接部分设置一根肋条，从而由该肋条来支撑上述的负载。因此，该中空挤制框架部件的重量会变重，所以在要求轻结构的铁路车辆和飞机领域中，所述重量的增加变成一个大问题。本专利技术的目的在于提供一种，其中可以降低在中空挤制框架部件中的重量增加并且实现了降低中空挤制框架部件中的重量增加。上述目的可以通过一种来实现，其特征在于，放在框架座上的第一部件的焊接部分背面和用于焊接该第一部件的第二部件中将一块垫板设置在一个至少由第一部件所占据的空间中，从该空间的外面部分通过该垫板表面和框架座作为支撑部件，从而对第一部件和第二部件进行摩擦搅拌焊接，然后从该空间中将垫板除去。附图说明图1为纵向断面图，显示出在根据本专利技术的一个实施例的的焊接部分的焊接之前的情况；图2为侧视图，显示出根据本专利技术的一个实施例的的焊接设备；图3为纵向断面图，显示出所要加工的中空挤制框架部件；图4为透视图，显示出铁路车辆的车体；图5为侧视图，显示出根据本专利技术另一个实施例的的焊接设备；图6为根据本专利技术另一个实施例的的垫板的纵向断面图；图7为纵向断面图，显示出根据本专利技术另一个实施例的的焊接部分；图8为纵向断面图，显示出根据本专利技术另一个实施例的的焊接部分；图9为纵向断面图，显示出根据本专利技术另一个实施例的的焊接部分。下面将参照图1至图4对本专利技术的一个实施例进行说明。图3为沿着图4的Ⅲ-Ⅲ线剖开的断面图。铁路车辆结构主体100由用于构成侧面的侧面结构体101、用于构成顶部的顶部结构体102、用于构成底板的支架103以及用于构成端部的侧面结构体104构成。侧面结构体101、顶部结构体102以及支架103都是分别通过焊接多个中空挤制框架部件来构成的。中空挤制框架部件的纵向方向朝着铁路车辆的车体的纵向方向。该中空挤制框架部件是一种由铝合金制成的中空挤制框架部件。下面将对用于构成侧面结构体101的中空挤制框架部件10和20的结构进行说明。其它部分和其它结构体与上面的类似。中空挤制框架部件10由两块面板11和12以及多个用于上述两块面板11和12的肋条13和14构成。面板11和12基本上是平行的。肋条13和14是倾斜的。肋条13和14设有桁架结构。中空挤制框架部件20由两块面板21和22以及多个用于上述两块面板21和22的肋条23和24构成。面板21和22基本上是平行的。肋条23和24是倾斜的。肋条23和24设有桁架结构。设在铁路车辆的车体100的外表面处的面板12的端部从车体100的内部侧面的面板12的端部突起到相邻中空挤制部件20的侧面上。该在端部突起的面板被称作12b。面板12b的板厚比其他部分面板的板厚更厚。面板12b的端部设有一个突出到上面部分的凸起部分12c。将包括凸起部分12c在内的面板12b的端部被对接并且按照进行。设在铁路车辆的车体100的外表面处的面板22的端部从车体100的内部侧面的面板22的端部突起到相邻中空挤制部件10的侧面上。该在端部突起的面板被称作22b。面板22b的板厚比其他部分面板的板厚更厚。面板22b的端部设有一个突出到上面部分的凸起部分22c。将包括凸起部分22c在内的面板22b的端部被对接并且按照进行。这两个凸起部分12c和22c的总体宽度大于旋转工具的大直径部分的直径。旋转工具的大直径部分的边界部分和旋转工具的大直径部分的小直径部分位于从面板12b和22b的上表面的凸起部分12c和22c的上面部分中。面板11的端部和面板21的端部通过连接部件30相连。面板11的端部设有凹入部分。该凹入部分在车的内侧和端部一侧开口。为了构成该凹入部分，一块薄片16在端部的侧面凸出。面板11的端部设有一个凸入到上面部分的凹入部分。包括凸起部分17在内的面板11的端部对接着连接部件30的端部。另外，连接部件30的端部重叠在突出薄片16上面。从上面部分对上述对接部分进行摩擦搅拌焊接。用于进行摩擦对接焊接的位置位于面板12b的上面部分中。面板11和连接部件30的对接部分(用于进行摩擦搅拌焊接的位置)，即用于从面板11到达凸起薄片16的拐角部分位于面板12b的上面部分处。连接部件30的端部上设有一个凸起部分31。这两个凸起部分17和31的总体宽度大于旋转工具的大直径部分的直径。旋转工具的大直径部分的插入位置类似于面板12b和22b的对接部分的情况的位置。面板21的端部上设有一个凹入部分。该凹入部分朝向车的内部侧面以及端部一侧开口。为了构成该凸起部分，薄片26在端部的侧面中凸起。连接部件30的端部重叠在凸起薄片26上。该重叠部分进行摩擦搅拌焊接。摩擦搅拌焊接的位置设在面板22b的上面部分上。凸起薄片26的上表面和面板22的上表面之间的连接部分是倾斜的。这在焊接连接部件30和面板22的情况中成为一个凹槽。凸起薄片16和26的凹入量和连接部件30的厚度相同。连接部件30的上表面和面板11和12的上表面设成同一表面。面板21一侧的连接部件30的端部上设有一个突出到上面部分的凸起部分32。凸起部分32的宽度大于旋转工具的大直径部分的直径。凸起部分32的宽度的中心上设有一个V形凹槽33。根据通过光学系统传感器对凹槽33的探测在凹槽33的位置处引导转动工具。对接部分的焊接被探测到对接部分的位置，并且将旋转工具引导进对接部分上。旋转工具的大直径部分的插入量类似于面板12b和22b的对接部分的情况的插入量。当连接部件30进行焊接的时候，在两个中空挤制框架部件10和20的端部中的空间中设有一块垫板210。该垫板210安装在面板12b和22b上。垫板210的上表面位于焊接部分的下面部分处。垫板210的高度小于面板12b和22b的上表面和凸起薄片16和26的下表面之间的高度。两个表面之间的间隙不大。在凸起薄片16和26的下面部分的位置上设垫板210的上表面。摩擦搅拌焊接位置的下面部分上设有垫板210和面板12b和22b。因此，当连接部件30的两个端部没有同时进行焊接的时候，垫板210不会猛烈地掉下来。用于设置垫板210的空间位于焊接部分的背面。下面将对摩擦搅拌焊接的过程进行说明。首先，把框架部件10和20安装在框架座200上并固定。把面板11和21设在上面部分处，并把面板12和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦搅拌焊接方法，其特征在于，在安放在框架座的第一部件的焊接部分的后表面和用于焊接所述第一部件的第二部件中，将一块垫板设置在由至少所述第一部件占据的空间中；从所述空间的外面部分，通过使所述垫板和所述框架座形成为支撑部件，从而对所 述第一部件和所述第二部件进行摩擦搅拌焊接；以及从所述空间中除去所述垫板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松永彻也，高井英夫，细田佑司，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]