摩擦搅动连接部位的修补方法技术

按摩擦搅动连接法连接框架件和形成连接部位接缝，每个框架件由Ａ６Ｎ０１材料制的铝合金的基础件中空地挤压成型和模制。有缺陷时，对接缝打磨，去除缺陷接缝，形成修补区。再用ＴＩＧ焊接法处理修补缝。焊条用与框架件的基础件相同的材料制成。对摩擦搅动连接部位进行发纹处理，可获得具高度美感的表面，其中，框架件的交界和缺陷的痕迹是难以查觉的。在制造如火车厢时，对其中铝合金材料进行摩擦搅动连接，改进了修补摩擦搅动连接部件的方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摩擦搅动连接(friction stirjoining)部位的修补方法，尤其是涉及用铝合金材料作基础部件的工件的。摩擦搅动连接法是这样一种方法按该法，使一圆棒(被称为转动工具)插入欲经受摩擦搅动连接的两工件的结合部(该工件比如是铝合金框架件)的圆棒转动，然后使该转动工具沿此二经受摩擦搅动连接的挤压框架件的连接线移动。这两个经受摩擦搅动连接的挤压框架件的摩擦搅动连接部位被加热、软化、塑性流化。转动工具是由插在两挤压框架件的摩擦搅动连接部位的小直径部位和设置在该小直径部外侧部位的大直径部位构成。旋转工具的小直径的中心与该旋转工具的大直径部位的中心同轴设置。该旋转工具的小直径部位和大直径部位的交界部份稍插入该两挤压框架件的摩擦搅动连接部位中。该旋转工具逆着两挤压框架件的连接进行方向向后倾斜。当对此二挤压框架件进行摩擦搅动连接时，在插入该旋转工具的、挤压框架件的一侧的表面上形成该挤压框架件的突起部位。因此，在此二挤压框架件的摩擦搅动连接部位处，该挤压框架件的板厚变小。为防止上述的该挤压框架件板厚减小的问题。在欲经受摩擦搅动连接的挤压框架件的端部，提供朝着该旋转工具一侧突起的升高部位，然后对包括此升高部位的两挤压框架件进行摩擦搅动连接。此外，替代向该挤压框架件提供该升高部位的是，对此二挤压框架件(第一和第二挤压框架件)设置第三块板，然后对此二挤压框架件和此第三块板进行摩擦搅动结合。还有，在摩擦搅动连接中空框架件时，整体地设置一个与该中空框架件的面板垂直的支撑板，借助摩擦搅动连接的力可防止该中空框架件面板弯折。上述技术公开于日本专利申请公开，平9-309164(EP 0797043 A2)中。图9展示了按摩擦搅动连接法连接火车车厢10侧部构件的技术。在该火车车厢10的侧部结构的构件中，采用了挤压框架件20和30(第一挤压框架件20和第二挤压框架件30)。这类挤压框架件20和30是通过挤压成型和模制而成的，比如，在铝合金件(A6NO1材料)各自的侧缘部件使它们连接，再沿第一、二挤压框架件20和30的连接线40对第一，二挤压框架件20和30进行摩擦搅动连接，于是在第一和第二挤压框架件20和30之间形成接缝50。上述的A6NO1材料作为铝和/或铝合金的挤压框架件材料被用作火车车厢材料，因为可获得截面形状复杂的、大而薄的中空框架，并可得到高防腐蚀性能和良好的焊接性能。上述A6NO1材料的化学成份是0.40-0.9％Si、小于0.35％的Fe、小于0.35％的Cu、小于0.50％的Mn、0.40-0.8％Mg、小于0.3％Cr、小于0.25％Zn、小于0.10％Ti、及余量的Al。接着，检测第一和第二挤压框架件20和30的接缝50，没有缺陷时，就将它原样保留下来，当在对接缝50进行缺陷修补后，发现缝50中有缺陷时，则进行发状裂缝处理(hairline processing)等工序，从而可形成具有美丽外观的第一和第二挤压框架件20和30的表面。图4展示了沿第一和第二挤压框架件20和30的连接线40进行摩擦搅动连接，及在第一和第二挤压框架件20和30间形成接缝50的状况。检测第一和第二挤压框架件20和30的接缝50，比如，按超声波探伤法进行检测，假设在接缝50上发现了图5所示的缺陷。此外从附图说明图1到图7未画出升高部分的端部线(但图3除外)。图6和7中所示的每种结构表示了在接缝50上发现的缺陷70的常规修补过程。第一和第二挤压框架件20和30分别用A6NO1铝合金材料作基础件按挤压工艺制成。由于对第一和第二挤压框架件20和30进行摩擦搅动连接而形成的接缝50具有和第一和第二挤压框架件20和30的基础件相同的A6NO1材料的组份。为去除接缝50中的缺陷，用诸如砂轮之类的工具处理出一个包括这种缺陷部位的部分，并形成修补区70。接着进行MIG焊(金属惰性气体保护焊)，形成修补缝80。当进行MIG焊时，采用适于MIG焊的焊丝。具有A5356规范的材料被用作这种焊接的材料。图8示出一种状态，其中对包括已被修补的接缝50的连接部位进行发状裂缝处理部位52。与第一、二挤压框架件20和30的表面相比，发状裂纹处理部位52具有性能高度均匀的表面，因而可用保留这种未上漆状态的表面作火车厢10的侧部构件。当对按上述的常规摩擦连接形成的，用MIG修补过的接缝50进行发状裂纹处理52时，图8中的修补部位82的表面显示出与其周边表面不同的外观。至于修补部位的外观，它保持与火车厢10的侧部构件一样未涂漆的状态，当采用这种连接件时，从外观感觉方面而言，这就成了问题。本专利技术的目的在于提供一种能克服上述问题的修补摩擦搅动连接部位的方法。本专利技术的另一目的在于提供一种能去除摩擦搅动连接部位中的缺陷的修补摩擦搅动连接部位的方法。本专利技术的再一目的在于提供修补摩擦搅动连接部位的方法，按该法可去除两个欲经受摩擦搅动结合工件的摩擦搅动连接部位的接缝中的缺陷。本专利技术的修补通过运用摩擦搅动连接而形成的摩擦搅动连接部位的方法包括通过按打摩法去除缺陷而形成修补区的步骤，该缺陷包括在连缝中，及按TIG(惰性气体保护钨电极焊接)焊接法，采用与基础件为同一材料的焊条，在已形成的修补区中形成修补接缝的步骤。本专利技术的修补摩擦搅动连接部位的方法还包括对包括修补接缝和该接缝的连接部位进行发状裂缝处理的步骤。图1是示出本专利技术修补摩擦搅动连接部位的工艺的一个实施方案的说明图；图2是示出本专利技术修补摩擦搅动连接部位的工艺的一个实施方案的说明图；图3是展示本专利技术修补摩擦搅动连接部位的工艺的一个实施方案的说明图；图4是展示摩擦搅动连接的示意图；图5是展示摩擦搅动连接中的缺陷的说明图；图6是展示现有技术的修补摩擦搅动连接部位的工艺的说明图；图7是展示现有技术的修补摩擦搅动连接部位的工艺的说明图；图8是展示现有技术的修补摩擦搅动连接部位的工艺的说明图；图9是展示按摩擦搅动法制造火车厢侧部构件的说明图；图10是沿图9中的A-A线截取的剖面图。图1和2分别展示了将要说明的本专利技术实施方案的、修补摩擦搅动连接部位的方法。对构成火车厢10的侧部构件的第一和第二挤压框架件20和30进行摩擦搅动连接，在第一和第二挤压框架件20和30之间的连接部位40上形成接缝50。图9是按摩擦搅动连接法制造火车厢10的侧部构件的说明图，而图10是沿图9中的A-A线截取的剖面图。在图10中，将第一和第二挤压框架件20和30的升起部位22和32的侧端部紧靠在一起，然后通过进行摩擦搅动连接形成接缝50。当第一和第二挤压框架件20和30的升起部位22和32被用作火车厢10的外面时，按照打磨工艺，连接的升起部位被作为平面使用，但，当该连接的升起部位的反面作为火车厢的外侧而形成时，则该连接的升起部位保留原样不变。第一和第二挤压框架件20和30的上述接缝50是用A6NO1的同类材料形成的，该材料也是第一和第二挤压框架件20和30的基本部件。接着，检测第一和第二挤压框架件20和30的接缝50。这种对接缝50的检测，可在保留第一和第二挤压框架件20和30的升起部位22和32的条件下进行，或在切去第一，二挤压框架件20和30的升起部位22和32的条件下进行。对接缝50检测的结果是，当在接缝50上发现缺陷，如开裂或疵点等时，则去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过对以铝合金件作基础件的工件进行摩擦搅动而形成的摩擦搅动连接部位的修补方法，该摩擦搅动连接部位的修补方法包括如下步骤： 通过按打磨工艺去除包含在接缝中的缺陷而形成修补区的步骤；及 按ＴＩＧ焊接法，用与所述基础件同材质的焊条在所述形成的修补区中形成修补缝的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：江角昌邦，福寄一成，佐藤章弘，
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]