JP2009119488A - Joining method - Google Patents
Joining method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009119488A JP2009119488A JP2007295108A JP2007295108A JP2009119488A JP 2009119488 A JP2009119488 A JP 2009119488A JP 2007295108 A JP2007295108 A JP 2007295108A JP 2007295108 A JP2007295108 A JP 2007295108A JP 2009119488 A JP2009119488 A JP 2009119488A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal member
- joining
- joined
- metal
- friction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Description
本発明は、摩擦攪拌を利用した金属部材の接合方法に関する。 The present invention relates to a method for joining metal members using friction stirring.
金属部材同士を接合する方法として、摩擦攪拌接合(FSW=Friction Stir Welding)が知られている。摩擦攪拌接合は、回転させた回転ツールを金属部材同士の突合部に沿って移動させ、回転ツールと金属部材との摩擦熱により突合部の金属を塑性流動させることで、金属部材同士を固相接合させるものである。なお、回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部の下端面に攪拌ピン(プローブ)を突設してなるものが一般的である。 Friction stir welding (FSW = Friction Stir Welding) is known as a method for joining metal members. In friction stir welding, the rotated rotating tool is moved along the abutting portion between the metal members, and the metal at the abutting portion is plastically flowed by the frictional heat between the rotating tool and the metal member, so that the metal members are solid-phased. It is what is joined. In general, the rotating tool is formed by protruding a stirring pin (probe) on the lower end surface of a cylindrical shoulder portion.
ところで、一方の金属部材の側面と、他方の金属部材の端面とを突き合せて平面視L字状を呈する被接合金属部材に摩擦攪拌接合する場合は、被接合金属部材の表面側及び裏面側から摩擦攪拌を行うとともに、両金属部材の各側面によって形成される入り隅部に摩擦攪拌を行う場合がある。
しかし、前記した回転ツールで入り隅部に摩擦攪拌を行うと、当該回転ツールのショルダ部が一方の金属部材及び他方の金属部材に接触するため、当該回転ツールを深い位置まで押し込むことができないという問題があった。
By the way, when friction stir welding is performed on a metal member to be joined that has a L-shape in plan view by abutting the side surface of one metal member and the end surface of the other metal member, the front side and the back side of the metal member to be joined In some cases, friction stirring is performed on the corners formed by the side surfaces of both metal members.
However, when friction stirring is performed on the corners with the rotary tool described above, the shoulder portion of the rotary tool comes into contact with one metal member and the other metal member, and therefore the rotary tool cannot be pushed deep. There was a problem.
そこで、平面視L字状の被接合金属部材の接合方法として、特許文献1に係る発明が知られている。
従来の接合方法は、図18に示すように、第一金属部材1aの側面と第二金属部材1bの端面とを突き合せて形成された突合部J1に、表面側及び裏面側から摩擦攪拌を行う。そして、第一金属部材1aの側面及び第二金属部材1bの側面によって略直角に形成される入り隅部Eに対しては、小型の回転ツールHを用いて摩擦攪拌を行う。即ち、被接合金属部材1の入り隅部Eに三角柱形状を呈する当て部材Lを当接させるとともに、棒状の回転ツールHを当て部材Lの上面から貫通させ、当て部材Lを摺動させながら摩擦攪拌を行う。これによれば、入り隅部Eであっても好適に接合し、被接合金属部材1の側面間の水密性及び気密性を高めることができる。
Then, the invention which concerns on
As shown in FIG. 18, in the conventional joining method, friction stir is applied to the abutting portion J1 formed by abutting the side surface of the
しかしながら、被接合金属部材1の入り隅部Eを接合する場合は、回転ツールHの攪拌ピンを押圧するのが困難であるため、攪拌ピンの径を小さくせざるを得なかった。そのため、第一金属部材1a及び第二金属部材1bの接合強度が低いという問題があった。
However, when joining the entering corner E of the
このような観点から、本発明は、第一金属部材の側面と、第二金属部材の端面とを突き合せてなる被接合金属部材の側面間における水密性及び気密性を高めるとともに、接合強度を高めることが可能な接合方法を提供することを課題とする。 From such a point of view, the present invention improves the water tightness and air tightness between the side surfaces of the metal member to be joined formed by abutting the side surface of the first metal member and the end surface of the second metal member, and increases the bonding strength. It is an object to provide a bonding method that can be enhanced.
このような課題を解決する本発明に係る接合方法は、側面に凸部を備えた第一金属部材と端面に凹部を備えた第二金属部材とを、前記側面と前記端面で突き合わせ、前記凸部と前記凹部とを嵌め合わせてなる被接合金属部材を形成する突合工程と、前記第一金属部材と前記第二金属部材の突合部に対して前記被接合金属部材の表面から摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、前記突合部に対して前記被接合金属部材の裏面から摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、前記突合部に対して前記被接合金属部材の側面から溶接及び摩擦攪拌の少なくともいずれか一方を行う側面本接合工程と、を含み、前記第一本接合工程で形成された表面側塑性化領域と、前記溶接で形成された溶接金属又は前記摩擦攪拌で形成された側面側塑性化領域とを重複させるとともに、前記第二本接合工程で形成された裏面側塑性化領域と、前記溶接で形成された溶接金属又は前記摩擦攪拌で形成された側面側塑性化領域とを重複させることを特徴とする。 A joining method according to the present invention that solves such a problem includes a first metal member having a convex portion on a side surface and a second metal member having a concave portion on an end surface, butted on the side surface and the end surface. A joining step of forming a joined metal member formed by fitting the portion and the recessed portion, and friction agitation from the surface of the joined metal member to the joined portion of the first metal member and the second metal member A first main joining step, a second main joining step in which friction agitation is performed from the back surface of the metal member to be joined to the abutting portion, and welding and friction agitation from the side surface of the metal member to be joined to the abutting portion. A surface side plasticizing region formed in the first main joining step, a weld metal formed by the welding, or a side surface formed by the friction stirrer. When the side plasticization region overlaps In addition, the back side plasticization region formed in the second main joining step and the weld metal formed by the welding or the side side plasticization region formed by the friction stirrer are overlapped. .
かかる接合方法によれば、溶接及び摩擦攪拌の少なくともいずれか一方によって、被接合金属部材の側面に露出する突合部を密閉するため、水密性及び気密性を高めることができる。また、被接合金属部材の側面に露出する突合部の一部は、第一金属部材の凸部及び第二金属部材の凹部によって、入り隅部から離間した位置に形成される。これにより、当該突合部を摩擦攪拌する際には、接合面に対して攪拌ピンを略垂直に押圧することができるため、攪拌ピンを深い位置まで押し込むことができる。よって、被接合金属部材の接合強度を高めることができる。また、被接合金属部材の側面に露出する突合部に対して溶接のみを行う場合には、従来よりも溶接長を長く確保することができるため、被接合金属部材の接合強度を高めることができる。また、突合部の一部が入り隅部から離間した位置に形成されるため、当該突合部に対する溶接及び摩擦攪拌作業を比較的容易に行うことができる。 According to such a joining method, since the abutting portion exposed to the side surface of the metal member to be joined is sealed by at least one of welding and friction stirring, water tightness and air tightness can be improved. In addition, a part of the abutting portion exposed on the side surface of the metal member to be joined is formed at a position separated from the corner by the convex portion of the first metal member and the concave portion of the second metal member. Accordingly, when the abutting portion is frictionally stirred, the stirring pin can be pressed substantially perpendicularly to the joint surface, and thus the stirring pin can be pushed to a deep position. Therefore, the joining strength of the metal member to be joined can be increased. Further, when only welding is performed on the abutting portion exposed on the side surface of the metal member to be bonded, the welding length can be secured longer than before, so that the bonding strength of the metal member to be bonded can be increased. . In addition, since a part of the abutting part is formed at a position separated from the corner, welding and friction agitation work for the abutting part can be performed relatively easily.
また、本発明は、前記表面側塑性化領域及び前記裏面側塑性化領域の少なくともいずれか一方が、前記凸部に接触することが好ましい。かかる接合方法によれば、被接合金属部材の側面に露出する突合部をより確実に密閉することができる。 Moreover, it is preferable that at least any one of the said surface side plasticization area | region and the said back surface side plasticization area | region contacts the said convex part. According to this joining method, the abutting portion exposed on the side surface of the metal member to be joined can be more reliably sealed.
また、本発明に係る前記凸部は、前記第一金属部材から離間する方向に向かうに従って先細りとなり、前記凹部は、前記第二金属部材の前記端面から離間する方向に向かうに従って先細りとなることが好ましい。かかる接合方法によれば、突合工程において、第一金属部材及び第二金属部材をスムーズに嵌め合わせることができる。 Further, the convex portion according to the present invention may be tapered as it goes away from the first metal member, and the concave portion may be tapered as it goes away from the end surface of the second metal member. preferable. According to this joining method, the first metal member and the second metal member can be smoothly fitted together in the abutting step.
また、本発明は、前記側面本接合工程の前に、前記被接合金属部材の側面に露出する前記突合部に沿って予め凹溝を形成する凹溝形成工程と、前記凹溝に前記溶接金属を充填する溶接金属充填工程を含むことが好ましい。 Further, the present invention provides a groove forming step of forming a groove in advance along the abutting portion exposed on the side surface of the metal member to be bonded before the side surface main bonding step, and the weld metal in the groove. It is preferable to include a welding metal filling step of filling the weld metal.
かかる接合方法によれば、凹溝を形成して溶接金属を充填するため、溶接の作業性を高めることができる。 According to this joining method, since the concave groove is formed and the weld metal is filled, the workability of welding can be improved.
また、本発明は、前記溶接金属充填工程によって前記被接合金属部材の側面から突出した溶接金属を切除する切除工程を含むことが好ましい。かかる接合方法によれば、被接合金属部材の側面を平滑に成形することができる。 Moreover, it is preferable that this invention includes the cutting process which cuts out the weld metal which protruded from the side surface of the said to-be-joined metal member by the said weld metal filling process. According to this joining method, the side surfaces of the metal members to be joined can be formed smoothly.
また、本発明は、前記第一金属部材の一方の側面と、前記第二金属部材の一方の側面とで形成される前記被接合金属部材の入り隅部において、前記入り隅部に露出する前記表面側塑性化領域及び前記裏面側塑性化領域の少なくともいずれか一方に、回転ツールを用いて摩擦攪拌を行う入り隅部補修工程を含むことが好ましい。 Further, according to the present invention, in the entering corner portion of the metal member to be bonded formed by one side surface of the first metal member and one side surface of the second metal member, the exposed metal portion is exposed to the entering corner portion. It is preferable that at least one of the front side plasticization region and the back side plasticization region includes a corner repair process in which friction stirring is performed using a rotating tool.
かかる接合方法によれば、仮に、被接合金属部材の側面に露出する表面側塑性化領域及び裏面側塑性化領域に空洞欠陥や酸化被膜等が発生したとしても、これらの空隙を封入して好適に補修することができる。 According to such a joining method, even if a cavity defect or an oxide film or the like is generated in the surface side plasticized region and the back side plasticized region exposed on the side surface of the metal member to be joined, it is preferable to enclose these voids. Can be repaired.
本発明に係る接合方法によれば、第一金属部材の側面と、第二金属部材の端面とを突き合せてなる被接合金属部材の側面間における水密性及び気密性を高めるとともに、接合強度を高めることができる。 According to the joining method according to the present invention, the water tightness and air tightness between the side faces of the metal member to be joined formed by abutting the side face of the first metal member and the end face of the second metal member are improved, and the joining strength is increased. Can be increased.
[第一実施形態]
本発明の最良の実施形態を、適宜図面を用いて説明する。図1は、第一実施形態に係る接合方法を示した斜視図である。図1に示すように、第一実施形態に係る接合方法は、第一金属部材1aの側面と、第二金属部材1b端面とを突き合せて平面視L字状に形成し、表面A、裏面Bから摩擦攪拌を行うとともに、側面においては、溶接及び摩擦攪拌の両方を行うことを特徴とする。まず、被接合金属部材1、タブ材及び回転ツールについて詳細に説明する。なお、説明における上下左右前後は、図1の矢印に従う。
[First embodiment]
The best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 is a perspective view showing a joining method according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the joining method according to the first embodiment is such that the side surface of the
被接合金属部材1は、図2の(a)及び(b)に示すように、側面に凸部Nを有する第一金属部材1aと、端面に凹部Oを有する第二金属部材1bとを略隙間なく嵌め合わせて形成されている。第一金属部材1a及び第二金属部材1bは、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金など摩擦攪拌可能な金属材料からなる。第一金属部材1a及び第二金属部材1bの形状・寸法に特に制限はないが、少なくとも突合部J1における厚さ寸法を同一にすることが望ましい。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
第一金属部材1aは、断面視矩形の直方体形状を呈し、その側面14aから突出した断面視等脚台形の凸部Nを有する。凸部Nは、第一金属部材1aの端面11aから、前後軸方向に向かって延設されている。凸部Nは、第一金属部材1aの側面14aの高さ方向の中央に形成されている。凸部Nの台形に係る長辺の長さはp1、短辺の長さはp2で形成されている。また、長辺から短辺までの突出高さはp3、凸部Nの長さはp4で形成されている。
The
なお、本実施形態においては、突出高さp3は、後記する大型接合用回転ツールG(図3の(b)参照)のショルダ部G1の半径よりも大きく形成されている。即ち、突出高さp3と、後記する大型接合用回転ツールGのショルダ部G1の外径Y1との関係が、p3>Y1/2となるように形成されている。 In the present embodiment, the protrusion height p3 is formed to be larger than the radius of the shoulder portion G1 of the large-sized joining rotary tool G (see FIG. 3B) described later. That is, the protruding height p3, the relationship between the outer diameter Y 1 of the shoulder portion G1 of the later-described large joining rotation tool G, and is formed such that p3> Y 1/2.
第二金属部材1bは、断面視矩形の直方体形状を呈し、その端面11bに凹設された断面視等脚台形の凹部Oを有する。凹部Oは、第二金属部材1bの一方の側面14bから他方の側面15bまで連続して形成されている。凹部Oは、第二金属部材1bの端面11bの高さ方向の中央に形成されている。凹部Oの断面に係る長辺の長さはq1、短辺の長さはq2で形成されている。また、長辺から短辺までの深さはq3、凹部Oの長さはq4で形成されている。
The
図2の(b)に示すように、第一金属部材1aの凸部Nと、第二金属部材1bの凹部Oとを突き合わせると、ほぼ隙間のないように嵌め合わされ、突合せ面には突合部J1が形成される。即ち、凸部Nと凹部Oの断面形状は、それぞれ略同等(p1≒q1、p2≒q2、p3≒q3、p4≒q4)に形成されている。なお、凸部N及び凹部Oの形状は、断面視等脚台形に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。
As shown in FIG. 2 (b), when the convex portion N of the
また、凸部Nは、側面14aから離間する方向に向かうに従って先細り(テーパ)となるように形成されている。また、凹部Oは、端面11bから離間する方向に向かうに従って先細りとなるように形成されている。これにより、第一金属部材1aと第二金属部材1bとを嵌め合わせる作業が容易となる。
Moreover, the convex part N is formed so that it may taper (taper) as it goes to the direction spaced apart from the
なお、図2の(b)に示すように、被接合金属部材1のうち、第一金属部材1aの表面12aと第二金属部材1bの表面12bとで形成される面を表面Aともいう。また、第一金属部材1aの裏面13aと第二金属部材1bの裏面13bとで形成される面を裏面Bともいう。
また、被接合金属部材1のうち、第一金属部材1aの側面14aと第二金属部材1bの側面14bとで形成される面を第一側面Cともいう。また、第一金属部材1aの端面11aと第二金属部材1bの側面15bとで形成される面を第二側面Dともいう。また、第一金属部材1aの側面14aと第二金属部材1bの側面14bとで略垂直に形成された角部分を入り隅部Iとする。
As shown in FIG. 2B, the surface formed by the
Moreover, the surface formed by the
次に、図3を参照して、仮接合などに用いる回転ツールF(以下、「小型接合用回転ツールF」という。)及び本接合に用いる回転ツールG(以下、「大型接合用回転ツールG」という。)を詳細に説明する。 Next, referring to FIG. 3, a rotary tool F used for temporary joining or the like (hereinafter referred to as “small joining rotary tool F”) and a rotary tool G used for main joining (hereinafter referred to as “large joining rotary tool G”). Will be described in detail.
図3の(a)に示す小型接合用回転ツールFは、工具鋼など被接合金属部材1よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部F1と、このショルダ部F1の下端面F11に突設された攪拌ピン(プローブ)F2とを備えて構成されている。小型接合用回転ツールFの寸法・形状は、被接合金属部材1の材質や厚さ等に応じて設定すればよいが、少なくとも、後記する第一本接合工程で用いる大型接合用回転ツールG(図3の(b)参照)よりも小型にする。このようにすると、本接合よりも小さな負荷で仮接合を行うことが可能となるので、仮接合時に摩擦攪拌装置に掛かる負荷を低減することが可能となり、さらには、小型接合用回転ツールFの移動速度(送り速度)を大型接合用回転ツールGの移動速度よりも高速にすることも可能になるので、仮接合に要する作業時間やコストを低減することが可能となる。
The small joining rotary tool F shown in FIG. 3 (a) is made of a metal material harder than the
ショルダ部F1の下端面F11は、塑性流動化した金属を押えて周囲への飛散を防止する役割を担う部位であり、本実施形態では、凹面状に成形されている。ショルダ部F1の外径X1の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、大型接合用回転ツールGのショルダ部G1の外径Y1よりも小さくなっている。 The lower end surface F11 of the shoulder portion F1 is a portion that plays a role of pressing the plastic fluidized metal and preventing scattering to the surroundings, and is formed in a concave shape in this embodiment. Not particularly limited to the size of the outer diameter X 1 of the shoulder portion F1, but in the present embodiment, is smaller than the outer diameter Y 1 of the shoulder portion G1 of the rotary tool G for large junction.
攪拌ピンF2は、ショルダ部F1の下端面F11の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンF2の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。攪拌ピンF2の外径の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、最大外径(上端径)X2が大型接合用回転ツールGの攪拌ピンG2の最大外径(上端径)Y2よりも小さく、かつ、最小外径(下端径)X3が攪拌ピンG2の最小外径(下端径)Y3よりも小さい。攪拌ピンF2の長さLAは、大型接合用回転ツールGの攪拌ピンG2の長さL1よりも小さくすることが望ましい。 The stirring pin F2 hangs down from the center of the lower end surface F11 of the shoulder portion F1, and is formed into a tapered truncated cone shape in this embodiment. In addition, a stirring blade engraved in a spiral shape is formed on the peripheral surface of the stirring pin F2. There is no particular limitation on the size of the outer diameter of the stirring pin F2, in the present embodiment, the maximum outer diameter (upper diameter) X 2 is the maximum outer diameter of the stirring pin G2 of the rotary tool G for large joint (upper end diameter) Y 2 smaller than, and the minimum outer diameter (bottom diameter) X 3 is smaller than the minimum outer diameter (bottom diameter) Y 3 of the stirring pin G2. It is desirable that the length L A of the stirring pin F2 be smaller than the length L 1 of the stirring pin G2 of the large joining rotary tool G.
図3の(b)に示す大型接合用回転ツールGは、工具鋼など被接合金属部材1よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部G1と、このショルダ部G1の下端面G11に突設された攪拌ピン(プローブ)G2とを備えて構成されている。
The large-sized joining rotary tool G shown in FIG. 3B is made of a metal material harder than the
ショルダ部G1の下端面G11は、小型接合用回転ツールFと同様に、凹面状に成形されている。攪拌ピンG2は、ショルダ部G1の下端面G11の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンG2の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。 The lower end surface G11 of the shoulder portion G1 is formed in a concave shape like the small joining rotary tool F. The stirring pin G2 hangs down from the center of the lower end surface G11 of the shoulder portion G1, and is formed into a tapered truncated cone shape in this embodiment. In addition, a stirring blade engraved in a spiral shape is formed on the peripheral surface of the stirring pin G2.
第一タブ材2及び第二タブ材3は、図4に示すように、被接合金属部材1の突合部J1を挟むように配置されるものであって、それぞれ、被接合金属部材1に添設され、両側面に現れる継ぎ目(境界線)を覆い隠す。第一タブ材2及び第二タブ材3の材質に特に制限はないが、本実施形態では、被接合金属部材1と同一組成の金属材料で形成している。また、第一タブ材2及び第二タブ材3の形状・寸法にも特に制限はないが、本実施形態では、その厚さ寸法を突合部J1における被接合金属部材1の厚さ寸法と同一にしている。
As shown in FIG. 4, the
以下、本実施形態に係る各工程について詳細に説明する。本実施形態に係る接合方法は、(1)突合工程、(2)第一仮接合工程、(3)第一本接合工程、(4)第二仮接合工程、(5)第二本接合工程、(6)第一側面本接合工程、(7)第二側面本接合工程を含んでいる。 Hereinafter, each process according to the present embodiment will be described in detail. The bonding method according to this embodiment includes (1) a butt process, (2) a first temporary bonding process, (3) a first main bonding process, (4) a second temporary bonding process, and (5) a second main bonding process. (6) 1st side surface main joining process and (7) 2nd side surface main joining process are included.
(1)突合工程
突合工程は、第一金属部材1aと第二金属部材1bとを突き合わせて被接合金属部材1を形成する突合工程と、被接合金属部材1にタブ材を配置するタブ材配置工程とを含むものである。
突合工程では、図2の(a)及び(b)に示すように、第一金属部材1aの側面14aと第二金属部材1bの端面11bとを突き合わせて被接合金属部材1を形成する。即ち、第一金属部材1aの凸部Nと第二金属部材1bの凹部Oとを嵌め合わせる。被接合金属部材1は、第一金属部材1aの表面12aと第二金属部材1bの表面12bとは面一に形成されており、第一金属部材1aの裏面13aと第二金属部材1bの裏面13bとは面一に形成されている。また、第一金属部材1aの一方の側面14aと第二金属部材1bの一方の側面14bとは略垂直に形成されている。また、第一金属部材1aの端面11aと第二金属部材1bの他方の側面15bとは面一に形成されている。
(1) Butting process The butting process includes a butting process in which the
In the abutting step, as shown in FIGS. 2A and 2B, the
ここで、図2の(b)に示すように、第一金属部材1aと第二金属部材1bとの突合部J1のうち、凸部Nと凹部Oとの突合せ面を突合部J10とする。さらに、突合部J10のうち、鉛直の部分を鉛直辺部J10a、一方の斜辺部分を斜辺部10b、他方の斜辺部分を斜辺部10cとする。
Here, as shown in FIG. 2B, the abutting surface between the convex portion N and the concave portion O of the abutting portion J1 between the
タブ材配置工程では、図4に示すように、被接合金属部材1の第二側面D及び被接合金属部材1の入り隅部Iに第一タブ材2及び第二タブ材3をそれぞれ配置する。第一タブ材2及び第二タブ材3は、本実施形態においては、被接合金属部材1と同等の材料からなる。第一タブ材2は、直方体を呈し、被接合金属部材1の第二側面Dにおいて、突合部J1に沿って当接配置される。第一タブ材2の表面及び裏面は、被接合金属部材1の表面A及び裏面Bにそれぞれ面一に形成されている。また、第一タブ材2と被接合金属部材1との入り隅部2a,2bは、溶接によって仮接合されている。これにより、摩擦攪拌を行うときの目開きを防止することができる。なお、第一タブ材2と被接合金属部材1との突合部を突合部j2とする。
In the tab material arranging step, as shown in FIG. 4, the
第二タブ材3は、直方体を呈し、入り隅部Iにおいて、第一金属部材1a及び第二金属部材1bに沿ってそれぞれ当接配置される。第二タブ材3の表面及び裏面は、被接合金属部材1の表面A及び裏面Bとそれぞれ面一に形成されている。また、第二タブ材3と被接合金属部材1との入り隅部3a,3bは、第一タブ材2と同様に溶接によって仮接合されている。
被接合金属部材1にタブ材を配置したら、当該被接合金属部材1を図示しない摩擦攪拌装置に、表面Aが上方を向くようにして治具などで固定する。
The
When the tab material is arranged on the
(2)第一仮接合工程
第一仮接合工程は、被接合金属部材1の表面Aから被接合金属部材1とタブ材とを仮に接合する第一仮接合工程と、後記する第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴を形成する下穴形成工程とを含むものである。
(2) First Temporary Bonding Step The first temporary bonding step includes a first temporary bonding step of temporarily bonding the
第一仮接合工程では、図5に示すように、被接合金属部材1の表面Aから、小型接合用回転ツールFを一筆書きの移動軌跡(ビード)を形成するように移動させて、突合部j2,J1,j3及びj4に対して連続して摩擦攪拌を行う。即ち、第一仮接合工程は、突合部j2を接合する第一タブ材接合工程、突合部J1を接合する仮接合工程、突合部j3及びj4を接合する第二タブ材接合工程からなる。
In the first temporary joining step, as shown in FIG. 5, the small joining rotary tool F is moved from the surface A of the
本実施形態の第一仮接合工程における摩擦攪拌の手順をより詳細に説明する。
まず、小型接合用回転ツールFの攪拌ピンF2を右回転させながら第一タブ材2の適所に設けた開始位置SP1に挿入して摩擦攪拌を開始し、小型接合用回転ツールFを第一タブ材接合工程の始点s2に向けて相対移動させる。
The procedure of friction stirring in the first temporary joining step of this embodiment will be described in more detail.
First, by inserting the starting position S P1 provided in place of the
小型接合用回転ツールFを相対移動させて第一タブ材接合工程の始点s2まで連続して摩擦攪拌を行ったら、始点s2で小型接合用回転ツールFを離脱させることなくそのまま第一タブ材接合工程に移行する。 When the small tool rotating tool F is relatively moved and friction stirring is continuously performed up to the starting point s2 of the first tab material joining step, the first tab material joining is performed without removing the small tool rotating tool F at the starting point s2. Move to the process.
第一タブ材接合工程では、第一タブ材2と被接合金属部材1との突合部j2に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材1と第一タブ材2との継ぎ目上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型接合用回転ツールFを相対移動させることで、突合部j2に対して摩擦攪拌を行う。本実施形態では、小型接合用回転ツールFを途中で離脱させることなく第一タブ材接合工程の始点s2から終点e2まで連続して摩擦攪拌を行う。
In the first tab material joining step, friction agitation is performed on the abutting portion j2 between the
なお、小型接合用回転ツールFを右回転させた場合には、進行方向の左側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、小型接合用回転ツールFの進行方向の左側に第一タブ材2が位置するように第一タブ材接合工程の始点s2と終点e2の位置を設定することが望ましい。このようにすると、被接合金属部材1側に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の製品を得ることが可能となる。
When the small joining rotary tool F is rotated to the right, there is a possibility that a fine joining defect may occur on the left side in the traveling direction. Therefore, the first tab member is located on the left side in the traveling direction of the small joining rotary tool F. It is desirable to set the positions of the start point s2 and the end point e2 of the first tab material joining step so that 2 is located. If it does in this way, since it becomes difficult to generate | occur | produce a joining defect on the to-
小型接合用回転ツールFが第一タブ材接合工程の終点e2に達したら、終点e2で摩擦攪拌を終了させずに仮接合工程の始点s1まで連続して摩擦攪拌を行い、そのまま仮接合工程に移行する。なお、本実施形態では、第一タブ材接合工程の終点e2から仮接合工程の始点s1に至る摩擦攪拌のルートを第一タブ材2に設定している。
When the small joining rotary tool F reaches the end point e2 of the first tab material joining step, the friction stir is continuously performed to the start point s1 of the temporary joining step without terminating the friction stirring at the end point e2, and the temporary joining step is performed as it is. Transition. In the present embodiment, the friction stir route from the end point e2 of the first tab material joining process to the start point s1 of the temporary joining process is set to the
仮接合工程では、被接合金属部材1の突合部J1に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材1の継ぎ目上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型接合用回転ツールFを相対移動させることで、突合部J1に対して摩擦攪拌を行う。本実施形態では、小型接合用回転ツールFを途中で離脱させることなく仮接合工程の始点s1から終点e1まで連続して摩擦攪拌を行う。
In the temporary joining step, friction agitation is performed on the abutting portion J1 of the
小型接合用回転ツールFが仮接合工程の終点e1に達したら、そのまま第二タブ材接合工程に移行する。即ち、第二タブ材接合工程の始点s3でもある仮接合工程の終点e1で小型接合用回転ツールFを離脱させることなく第二タブ材接合工程に移行する。 When the small joining rotary tool F reaches the end point e1 of the temporary joining process, the process proceeds to the second tab material joining process as it is. That is, the process proceeds to the second tab material joining step without detaching the small joining rotary tool F at the end point e1 of the temporary joining step which is also the starting point s3 of the second tab material joining step.
第二タブ材接合工程では、被接合金属部材1と第二タブ材3との突合部j3に対して摩擦攪拌を行う。本実施形態では、突合部j3上に折返し点m3を設け、小型接合用回転ツールFを始点s3から折返し点m3に移動させた後に、小型接合用回転ツールFを折返し点m3から終点e3に移動させることで、第二タブ材接合工程の始点s3から終点e3まで連続して摩擦攪拌を行う。即ち、小型接合用回転ツールFを始点s3〜折返し点m3間で往復させた後に、小型接合用回転ツールFを終点e3まで移動させることで、第二タブ材接合工程の始点s3から終点e3まで連続して摩擦攪拌を行う。なお、始点s3から折返し点m3に至る摩擦攪拌のルート及び折返し点m3から終点e3に至る摩擦攪拌のルートは、それぞれ、被接合金属部材1と第二タブ材3との継ぎ目上に設定する。
In the second tab material joining step, friction agitation is performed on the abutting portion j3 between the
図5に示すように、小型接合用回転ツールFが第二タブ材接合工程の終点e3に達したら、終点e3で摩擦攪拌を終了させずに、第二タブ材3に設けた終了位置EP1まで連続して摩擦攪拌を行う。小型接合用回転ツールFが終了位置EP1に達したら、小型接合用回転ツールFを回転させつつ上昇させて終了位置EP1から離脱させる。
As shown in FIG. 5, when the small joining rotary tool F reaches the end point e3 of the second tab material joining step, the end position E P1 provided on the
下穴形成工程では、図3の(b)に示すように、第一本接合工程において、大型接合用回転ツールGを挿入する挿入予定位置(開始位置)に下穴P1を形成する工程である。本実施形態に係る下穴形成工程では、第一仮接合工程の終了位置EP1(図5参照)に下穴P1を形成する。終了位置EP1には小型接合用回転ツールFの抜き穴が形成されているため、その抜き穴を利用して容易に下穴P1を形成することができる。 In the pilot hole forming step, as shown in FIG. 3B, the pilot hole P1 is formed at the planned insertion position (starting position) where the large-sized bonding rotary tool G is inserted in the first main bonding step. . In the pilot hole forming process according to the present embodiment, the pilot hole P1 is formed at the end position E P1 (see FIG. 5) of the first temporary bonding process. Since the punch hole of the rotary tool F for small joining is formed at the end position E P1 , the pilot hole P1 can be easily formed using the punch hole.
下穴P1の位置(即ち、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置)にも制限はなく、第一タブ材2や第二タブ材3に形成してもよいし、突合部j2に形成してもよいが、本実施形態の如く被接合金属部材1の突合部J1の延長線上に形成することが望ましい。
There is no limitation on the position of the pilot hole P1 (that is, the friction stirring start position in the first main joining step), and it may be formed on the
(3)第一本接合工程
第一本接合工程は、図6に示すように、突合部J1に対して被接合金属部材1の表面Aから本格的に摩擦攪拌を行う工程である。本実施形態に係る第一本接合工程では、図3の(b)に示す大型接合用回転ツールGを使用し、仮接合された状態の突合部J1に対して被接合金属部材1の表面Aから摩擦攪拌を行う。
(3) 1st main joining process A 1st main joining process is a process of performing frictional stirring in earnest from the surface A of the to-
第一本接合工程では、まず、図6に示すように、大型接合用回転ツールGを左回転させつつ攪拌ピンG2を開始位置SM1に形成された下穴P1に挿入し、摩擦攪拌を開始する。本実施形態では、被接合金属部材1と第二タブ材3との突合部j4に開始位置SM1を設けているので、大型接合用回転ツールGの攪拌ピンG2を圧入する際に、塑性流動化した金属の一部が被接合金属部材1と第二タブ材3との間にある微細な隙間に流れ込み、その後に塑性流動化した金属の前記した隙間への逸散が緩和されるので、肉不足による接合欠陥が生じ難くなる。
In the first one bonding step, first, as shown in FIG. 6, insert the rotary tool G for large joining the prepared hole P1 formed a stirring pin G2 at the start position S M1 while counterclockwise rotation, starting friction stir To do. In the present embodiment, since the start position S M1 provided in the butting portion j4 between the joined
なお、下穴P1に大型接合用回転ツールGの攪拌ピンG2を圧入すると、被接合金属部材1と第二タブ材3とを引き離そうとする力が作用するが、被接合金属部材1と第二タブ材3とにより形成された入り隅部3a,3aを溶接により仮接合しているので、被接合金属部材1と第二タブ材3との間に目開きが発生することがない。
In addition, when the stirring pin G2 of the large-sized joining rotary tool G is press-fitted into the prepared hole P1, a force for separating the joined
被接合金属部材1の突合部J1の一端まで摩擦攪拌を行ったら、そのまま大型接合用回転ツールGを突合部J1に突入させ、被接合金属部材1の継ぎ目上に設定された摩擦攪拌のルートに沿って大型接合用回転ツールGを相対移動させることで、突合部J1の一端から他端まで連続して摩擦攪拌を行う。突合部J1の他端まで大型接合用回転ツールGを相対移動させたら、摩擦攪拌を行いながら突合部j2を横切らせ、そのまま終了位置EM1に向けて相対移動させる。
After frictional stirring is performed up to one end of the abutting portion J1 of the
大型接合用回転ツールGが終了位置EM1に達したら、大型接合用回転ツールGを回転させながら上昇させて攪拌ピンG2を終了位置EM1から離脱させる。被接合金属部材1の表面Aには、突合部J1に沿って表面側塑性化領域W1が形成されている。
なお、本実施形態においては、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM1を突合部j4に設けた場合を例示したが、第一タブ材2に設けてもよいし、第二タブ材3に設けてもよい。また、第一本接合工程が終了したら、表面Aに形成されているバリを除去して、表面Aを平滑に形成することが好ましい。これにより、後記するタブ材配置工程において表面Aにタブ材を配置する際に、タブ材と被接合金属部材1とを密着させることができる。
前記した第一本接合工程が終了したら、被接合金属部材1を図示しない摩擦攪拌装置から一旦外し、裏面Bが上方を向くようにして再度、治具で固定する。
When the large-sized joining rotary tool G reaches the end position E M1 , the large-sized joining rotary tool G is raised while rotating, and the stirring pin G2 is detached from the end position E M1 . On the surface A of the
In the present embodiment has exemplified a case in which the start position S M1 of the friction stir in the single joining step butting portion j4, it may be provided on the
When the first main joining step is completed, the
(4)第二仮接合工程
図7は、第一実施形態に係る第二仮接合工程及び第二本接合工程を示した平面図である。第二仮接合工程は、図7に示すように、被接合金属部材1の裏面Bから被接合金属部材1とタブ材とを仮に接合する第二仮接合工程と、第二本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴を形成する下穴形成工程とを含むものである。
第二仮接合工程では、図7に示すように、被接合金属部材1の裏面Bから、被接合金属部材1と第一タブ材2及び第二タブ材3とを左回転させた小型接合用回転ツールFを一筆書きの移動軌跡(ビード)を形成するように移動させて、突合部j2,J1,j3及びj4に対して連続して摩擦攪拌を行う。即ち、第二仮接合工程は、突合部j2を接合する第一タブ材接合工程、突合部J1を接合する仮接合工程、突合部j3及びj4を接合する第二タブ材接合工程からなる。本実施形態においては、第二仮接合工程の開始位置SP2を第一タブ材2に設定し、終了位置EP2を突合部j4上に設定する。
第二仮接合工程は、前記した第一仮接合工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
(4) Second Temporary Bonding Step FIG. 7 is a plan view showing a second temporary bonding step and a second main bonding step according to the first embodiment. As shown in FIG. 7, the second temporary bonding step includes a second temporary bonding step of temporarily bonding the
In the second temporary joining step, as shown in FIG. 7, the joining
Since the second temporary bonding step is substantially the same as the first temporary bonding step described above, detailed description thereof is omitted.
(5)第二本接合工程
第二本接合工程は、図7に示すように、突合部J1に対して被接合金属部材1の裏面Bから本格的に摩擦攪拌を行う工程である。本実施形態に係る第二本接合工程では、図3の(b)に示す大型接合用回転ツールGを右回転させて使用し、仮接合された状態の突合部J1に対して被接合金属部材1の裏面Bから摩擦攪拌を行う。
第二本接合工程は、本実施形態においては、突合部j4に設定された開始位置SM2から第一タブ材2に設定された終了位置EM2まで大型接合用回転ツールGを離脱させることなく摩擦攪拌を行う。第二本接合工程は、前記した第一本接合工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。なお、被接合金属部材1の裏面Bには、突合部J1に沿って裏面側塑性化領域W2が形成されている。
(5) Second Main Joining Process The second main joining process is a process in which frictional stirring is performed in earnest from the back surface B of the
In the present embodiment, the second main joining step is performed without detaching the large joining rotary tool G from the start position S M2 set in the abutting portion j4 to the end position E M2 set in the
第二本接合工程が終了したら、第一タブ材2及び第二タブ材3を被接合金属部材1から切除する。図8は、第一実施形態に係る第一側面本接合工程を示した図である。図8に示すように、第一本接合工程では、大型接合用回転ツールGを左回転させて摩擦攪拌を行ったため、進行方向右側(表面側塑性化領域W1の第二金属部材1b側)にトンネル状の空洞欠陥R(以下、トンネル状空洞欠陥Rとする)が発生する可能性がある。また、第二本接合工程では、大型接合用回転ツールGを右回転させて摩擦攪拌を行ったため、進行方向左側(裏面側塑性化領域W2の第二金属部材1b側)にトンネル状空洞欠陥Rが発生する可能性がある。
また、第一本接合工程及び第二本接合工程によって、第二タブ材3と被接合金属部材1との突合部j4に形成された酸化皮膜を被接合金属部材1の内部(第一金属部材1a側)に巻き込む可能性がある。これらの欠陥については、後記する補修工程で適宜補修を行う。
When the second main joining step is completed, the
In addition, the oxide film formed on the abutting portion j4 between the
(6)第一側面本接合工程
第一側面本接合工程は、図8に示すように、被接合金属部材1の第一側面C(第二金属部材1bの一方の側面14b上)に露出する突合部J10に対して、溶接及び摩擦攪拌の少なくともいずれか一方を行うことによって突合部J10を密閉するものである。一方、後記する第二側面本接合工程は、被接合金属部材1の第二側面D(第二金属部材1bの他方の側面15b上)に露出する突合部J10(図10参照)に対して、溶接及び摩擦攪拌の少なくともいずれか一方を行うことによって突合部J10を密閉するものである。本実施形態では、第一側面本接合工程及び第二側面本接合工程を合わせて、側面本接合工程ともいう。
(6) 1st side surface main joining process A 1st side surface main joining process is exposed to the 1st side surface C (on one
第一側面本接合工程は、本実施形態においては、突合部J10に沿って凹溝Kを形成する凹溝形成工程と、凹溝Kに溶接を行って凹溝Kに溶接金属T1を充填させる溶接金属充填工程と、溶接金属T1のうち肉盛部T1’を切除する切除工程と、突合部J10の一部に摩擦攪拌を行う第一側面摩擦攪拌工程を含むものである。 In the present embodiment, the first side main joining step is a step of forming a concave groove K along the abutting portion J10 and a step of welding the concave groove K to fill the concave groove K with the weld metal T1. It includes a weld metal filling step, a cutting step of cutting the build-up portion T1 ′ of the weld metal T1, and a first side friction stirring step of performing friction stirring on a part of the abutting portion J10.
凹溝形成工程では、図8に示すように、突合部J10に沿って公知のエンドミル等を用いて凹溝Kを形成する。凹溝Kの両端は、表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2に重複するように形成される。これにより、後記する溶接金属充填工程の際に、表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2と溶接金属Tとを重複させることができるため、突合部J10を隙間なく密閉することができる。凹溝Kの形状は、本実施形態においては、図8の(b)に示すように、断面視略半円形状に形成されているが、形状を限定する趣旨ではない。 In the concave groove forming step, as shown in FIG. 8, the concave groove K is formed along the abutting portion J10 using a known end mill or the like. Both ends of the groove K are formed so as to overlap the front surface side plasticized region W1 and the back surface side plasticized region W2. Thereby, in the welding metal filling process to be described later, the front side plasticized region W1 and the back side plasticized region W2 and the weld metal T can be overlapped, so that the abutting portion J10 can be sealed without a gap. . In the present embodiment, the shape of the concave groove K is formed in a substantially semicircular shape in cross section as shown in FIG. 8B, but the shape is not limited.
溶接金属充填工程では、凹溝Kに肉盛溶接を行い、凹溝Kに溶接金属T1を充填させる。肉盛溶接は、図8の(b)に示すように、溶接金属T1が第一側面Cから突出する程度に、例えばTIG溶接又はMIG溶接を行う。なお、溶接金属T1のうち、第一側面Cから突出した部分を肉盛部T1’とする。 In the weld metal filling step, overlay welding is performed on the groove K, and the groove K is filled with the weld metal T1. In the overlay welding, for example, TIG welding or MIG welding is performed to such an extent that the weld metal T1 protrudes from the first side face C, as shown in FIG. In addition, let the part which protruded from the 1st side C among weld metal T1 be the build-up part T1 '.
切除工程では、溶接金属T1のうち、第一側面Cから突出した肉盛部T1’を公知の切削具を用いて切除する。これにより、第一側面Cを平滑に成形することができる。 In the cutting process, the welded portion T1 'protruding from the first side surface C of the weld metal T1 is cut using a known cutting tool. Thereby, the 1st side C can be shape | molded smoothly.
第一側面摩擦攪拌工程は、図9に示すように、表面A及び裏面Bに一対のタブ材を配置するタブ材配置工程と、第一側面Cに露出する突合部J10のうち、鉛直辺部J10aに沿って摩擦攪拌を行う第一側面摩擦攪拌工程とを含むものである。 As shown in FIG. 9, the first side friction stirrer step includes a tab material arrangement step in which a pair of tab members are arranged on the front surface A and the back surface B, and a vertical side portion of the abutting portion J10 exposed on the first side surface C. And a first side frictional stirring step for performing frictional stirring along J10a.
タブ材配置工程では、図9に示すように、被接合金属部材1の表面A及び裏面Bに沿って一対の第三タブ材4及び第四タブ材5をそれぞれ配置する。第三タブ材4及び第四タブ材5は、突合部J10の鉛直辺部J10aの延長線上に配置される。第三タブ材4及び第四タブ材5は、その表面及び裏面が、被接合金属部材1の第一側面C及び第二側面Dとそれぞれ面一となるように形成されている。被接合金属部材1と第三タブ材4との入り隅部4a,4bは溶接により仮接合される。同様に、被接合金属部材1と第四タブ材5との入り隅部5a,5bは、溶接により仮接合される。
In the tab material arranging step, as shown in FIG. 9, a pair of
第一側面摩擦攪拌工程では、図9に示すように、突合部J10の鉛直辺部J10aに対して摩擦攪拌を行う。即ち、凸部Nの先端面と凹部Oの底面との突合部を含むように、摩擦攪拌を行う。本実施形態においては、第一側面摩擦攪拌工程の開始位置SM3は第四タブ材5に設定し、終了位置EM3は、第三タブ材4に設定する。開始位置SM3及び終了位置EM4は、突合部J10の鉛直辺部J10aの延長線上に設定する。これにより、第一側面摩擦攪拌工程を最短距離で行うことができる。
In the first side frictional stirring step, as shown in FIG. 9, the frictional stirring is performed on the vertical side portion J10a of the abutting portion J10. That is, friction agitation is performed so as to include the abutting portion between the tip surface of the convex portion N and the bottom surface of the concave portion O. In the present embodiment, the start position S M3 of the first side frictional stirring process is set to the
より詳細に説明すると、大型接合用回転ツールGを回転させて第四タブ材5に設定された開始位置SM3に押し込み、第三タブ材4側に向けて相対移動させる。第四タブ材5と被接合金属部材1との突合部j5を通過させて、大型接合用回転ツールGを離脱させずに、鉛直辺部J10aに沿って相対移動させる。そして、第三タブ材4と被接合金属部材1との突合部j6を通過させて、第三タブ材4に設定された終了位置EM3で大型接合用回転ツールGを離脱させる。第一側面Cには、第一側面摩擦攪拌工程によって、第一側面側塑性化領域W3が形成されている。なお、第一側面摩擦攪拌工程を行う前に、開始位置SM3に前記した下穴を形成して大型接合用回転ツールGの圧入抵抗を軽減してもよい。
More specifically, the large joining rotary tool G is rotated and pushed into the start position SM3 set on the
図9に示すように、第一側面側塑性化領域W3の幅Waは、凹溝Kの幅Kaよりも大きく形成されている。これにより、鉛直辺部J10aの全長に亘って、凹溝Kと溶接金属T1との界面を摩擦攪拌することができる。 As shown in FIG. 9, the width Wa of the first side surface plasticizing region W <b> 3 is formed larger than the width Ka of the groove K. Thereby, the friction stir of the interface of the ditch | groove K and the weld metal T1 can be carried out over the full length of the vertical side part J10a.
ここで、表面Aから突合部J10の斜辺部J10bまでの距離Naは、表面側塑性化領域W1の深さW1dよりも小さく形成されている。同様に、裏面Bから突合部J10の斜辺部10cまでの距離Naは、裏面側塑性化領域W2の深さW2dよりも小さく形成されている。即ち、表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2と、第一金属部材1aの凸部Nとを重複させることにより、突合部J10をより確実に密閉することができる。
Here, the distance Na from the surface A to the oblique side portion J10b of the abutting portion J10 is formed to be smaller than the depth W1d of the surface side plasticizing region W1. Similarly, the distance Na from the back surface B to the oblique side portion 10c of the abutting portion J10 is formed to be smaller than the depth W2d of the back surface plasticizing region W2. That is, the abutting portion J10 can be more reliably sealed by overlapping the front surface side plasticized region W1 and the back surface side plasticized region W2 with the convex portion N of the
(7)第二側面本接合工程
第二側面本接合工程は、図10に示すように、被接合金属部材1の第二側面Dに露出する突合部J10に対して、溶接及び摩擦攪拌のいずれか一方を行うことによって突合部J10を密閉するものである。第二側面本接合工程は、本実施形態においては、突合部J10に沿って凹溝Kを形成する凹溝形成工程と、凹溝Kに溶接を行って凹溝Kに溶接金属T2を充填させる溶接金属充填工程と、溶接金属T2のうち肉盛部(図示省略)を切除する切除工程と、突合部J10の一部に摩擦攪拌を行う第二側面摩擦攪拌工程を含むものである。
(7) Second side main joining process As shown in FIG. 10, the second side main joining process is performed by either welding or friction stirring on the abutting portion J10 exposed on the second side D of the
凹溝形成工程では、図10に示すように、第二側面Dに露出する突合部J10に沿って公知のエンドミル等を用いて凹溝Kを形成する。凹溝Kの両端は、表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2に重複するように形成される。これにより、後記する溶接金属充填工程の際に、表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2と溶接金属T2とを重複させることができるため、突合部J10を隙間なく密閉することができる。 In the concave groove forming step, the concave groove K is formed using a known end mill or the like along the abutting portion J10 exposed on the second side face D, as shown in FIG. Both ends of the groove K are formed so as to overlap the front surface side plasticized region W1 and the back surface side plasticized region W2. Thereby, in the welding metal filling process to be described later, the front side plasticized region W1 and the back side plasticized region W2 and the weld metal T2 can be overlapped, so that the abutting portion J10 can be sealed without a gap. .
溶接金属充填工程では、図10に示すように、凹溝Kに肉盛溶接を行い、凹溝Kに溶接金属T2を充填させる。肉盛溶接は、溶接金属T2が第二側面Dから突出する程度に、例えばTIG溶接又はMIG溶接を行う(図8の(b)参照)。 In the weld metal filling process, as shown in FIG. 10, build-up welding is performed on the groove K and the groove K is filled with the weld metal T2. In overlay welding, for example, TIG welding or MIG welding is performed to such an extent that the weld metal T2 protrudes from the second side surface D (see FIG. 8B).
切除工程では、溶接金属T2のうち、第二側面Dから突出した肉盛部(図示省略)を公知の切削具を用いて切除する。これにより、第二側面Dを平滑に成形することができる。 In the excision step, the build-up portion (not shown) protruding from the second side face D of the weld metal T2 is excised using a known cutting tool. Thereby, the 2nd side surface D can be shape | molded smoothly.
第二側面摩擦攪拌工程では、図11に示すように、突合部J10の鉛直辺部J10aに沿って摩擦攪拌を行う。即ち、凸部Nの先端面と凹部Oの底面との突合部を含むように、摩擦攪拌を行う。第二側面摩擦攪拌工程は、本実施形態においては、第三タブ材4に設定された開始位置SM4から第四タブ材5に設定された終了位置EM4まで大型接合用回転ツールGを離脱することなく連続して摩擦攪拌を行う。第二側面Dには、第二側面本接合工程によって、第二側面側塑性化領域W4が形成されている。第二側面摩擦攪拌工程は、第一側面摩擦攪拌工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
In the second side frictional stirring step, as shown in FIG. 11, the frictional stirring is performed along the vertical side portion J10a of the abutting portion J10. That is, friction agitation is performed so as to include the abutting portion between the tip surface of the convex portion N and the bottom surface of the concave portion O. In the present embodiment, the second side frictional stirring step separates the large joining rotary tool G from the start position S M4 set on the
以上説明した第一実施形態に係る接合方法によれば、表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2と、第一金属部材1aの凸部Nとを重複させるとともに、突合部J10に肉盛溶接を行い、さらに、突合部J10の鉛直辺部J10aに沿って摩擦攪拌を行うことにより、被接合金属部材1の側面に露出する突合部J10を確実に密閉することができる。これにより、被接合金属部材1の側面間における水密性及び気密性を高めることができる。
According to the joining method which concerns on 1st embodiment demonstrated above, while making the surface side plasticization area | region W1 and the back surface side plasticization area | region W2, and the convex part N of the
また、被接合金属部材1の第一側面Cに露出する突合部J10は、第一金属部材1aの凸部N及び第二金属部材1bの凹部Oによって、入り隅部Iから離間した位置に形成される。これにより、突合部J10(J10a)を摩擦攪拌する際には、接合面に対して大型接合用回転ツールGの攪拌ピンG2を略垂直に押圧することができるため、攪拌ピンG2を深い位置まで押し込むことができる。よって、入り隅部Iを摩擦攪拌する場合に比べて広い領域を摩擦攪拌することができるため、被接合金属部材1の接合強度を高めることができる。また、突合部J10の一部が入り隅部Iから離間した位置に形成されるため、突合部J10に対する溶接及び摩擦攪拌作業を比較的容易に行うことができる。
Further, the abutting portion J10 exposed on the first side surface C of the
ここで、図1及び図9に示すように、本実施形態に係る被接合金属部材1は、平面視L字状を呈するため、第一側面Cに露出する突合部J10の摩擦攪拌が困難になる場合がある。即ち、突合部J10を摩擦攪拌する場合、図示しない摩擦攪拌装置の構造によっては、装置の取り合いにより、大型接合用回転ツールGを第一金属部材1a側に近づけることができない場合がある。これにより、突合部J10に未塑性化領域ができてしまい、水密性及び気密性の低下を招来する。
Here, as shown in FIG.1 and FIG.9, since the to-
しかし、本実施形態においては、凸部Nの突出高さp3は、少なくとも大型接合用回転ツールGのショルダ部G1の半径よりも大きく形成されている。これにより、大型接合用回転ツールGを用いて側面本接合工程を行うことができる。 However, in this embodiment, the protrusion height p3 of the convex portion N is formed to be larger than at least the radius of the shoulder portion G1 of the large-sized joining rotary tool G. Thereby, a side surface main joining process can be performed using the rotation tool G for large sized joining.
また、凹溝Kを形成して溶接金属T1,T2を充填するとともに、切除工程で肉盛部T1’を切除するため、被接合金属部材1の側面を平滑にするとともに、仕上がり面をきれいに成形することができる。
In addition, the groove K is formed to fill the weld metals T1 and T2, and the built-up portion T1 ′ is cut off in the cutting process, so that the side surface of the
なお、本発明においては、適宜補修工程を行って、より気密性及び水密性の高い製品を成形することができる。以下、入り隅部補修工程、第一補修工程、第二補修工程及び横断補修工程について説明する。 In the present invention, a product having higher airtightness and watertightness can be formed by appropriately performing a repair process. Hereinafter, the entering corner repair process, the first repair process, the second repair process, and the cross repair process will be described.
(8)入り隅部補修工程
入り隅部補修工程は、図12に示すように、被接合金属部材1の入り隅部Iに対して、入り隅部用回転ツールHを用いて摩擦攪拌を行うものである。入り隅部補修工程は、三角柱を呈する当て部材Lを入り隅部Iに当てがい、比較的小型の入り隅部用回転ツールHを当て部材Lに貫通させて、当て部材Lを入り隅部Iに摺動させながら摩擦攪拌を行う。このように入り隅部Iに摩擦攪拌を行うことで、入り隅部塑性化領域whが形成され、表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2に形成される可能性のあるトンネル状空洞欠陥Rや酸化皮膜(図示省略)を密閉することができる。
(8) Entering corner repairing process In the entering corner repairing process, as shown in FIG. 12, friction stirring is performed on the entering corner I of the
(9)第一補修工程、第二補修工程
第一補修工程、第二補修工程は、図13の(a)及び(b)に示すように、被接合金属部材1の表面A及び裏面Bの少なくともいずれか一方において、表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2中に欠陥が形成される部分に摩擦攪拌により補修を行うものである。
(9) 1st repair process, 2nd repair process As shown to (a) and (b) of FIG. 13, the 1st repair process and the 2nd repair process are the surface A of the to-
本実施形態に係る第一本接合工程おいては、大型接合用回転ツールGを左回転させて、第二タブ材3側から第一タブ材2側に向けて相対移動させているため、表面側塑性化領域W1の内部の進行方向右側の領域にトンネル状空洞欠陥が形成される可能性がある(当該領域を第一補修領域r1とする)。
また、突合部j2には、酸化皮膜が形成されているため、前記した第一本接合工程を行うと、第一金属部材1aにおける第一タブ材2側であって、かつ、第二金属部材1b側の領域の内部に酸化皮膜を巻き込む可能性がある(当該領域を第二補修領域r2とする)。そのため、第一補修工程は、第一補修領域r1に対して、第二補修工程は、第二補修領域r2に対して、それぞれ小型接合用回転ツールFを用いて摩擦攪拌を行い補修する。なお、本実施形態においては、小型接合用回転ツールFを用いるが、予想される欠陥の大きさや深さによって適宜回転ツールを選択すればよい。
In the first main joining step according to the present embodiment, the large-sized joining rotary tool G is rotated counterclockwise and relatively moved from the
Moreover, since the oxide film is formed in the butt | matching part j2, when the above-mentioned 1st main joining process is performed, it is the
本実施形態では、図13の(b)に示すように、小型接合用回転ツールFを一筆書きの移動軌跡(ビード)を形成するように移動させて、第一補修工程及び第二補修工程を連続して行う。なお、本実施形態では、第一補修領域r1、第二補修領域r2の順序で摩擦攪拌を行う場合を例示するが、摩擦攪拌の順序を限定する趣旨ではない。 In the present embodiment, as shown in FIG. 13B, the small joining rotary tool F is moved so as to form a one-stroke writing trajectory (bead), and the first repair process and the second repair process are performed. Do it continuously. In the present embodiment, the case where the friction stirring is performed in the order of the first repair region r1 and the second repair region r2 is illustrated, but the order of the friction stirring is not limited.
第一補修工程及び第二補修工程における摩擦攪拌の手順を図13の(b)を参照してより詳細に説明する。
まず、被接合金属部材1の適所に設けた開始位置SRに小型接合用回転ツールFの攪拌ピンを挿入(圧入)して摩擦攪拌を開始し、第一補修領域r1(図13の(a)参照)に対して摩擦攪拌を行う。本実施形態では、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置SM1(図6参照)の近傍に開始位置SRを設けるとともに、開始位置SRを挟んで終了位置ERと反対側に折返し点MRを設け、小型接合用回転ツールFを折返し点MRに向かって相対移動させた後に、折返し点MRで折り返し、その後、突合部J1に沿って相対移動させることで、第一補修領域r1に対して摩擦攪拌を行う。
The friction stir procedure in the first repair process and the second repair process will be described in more detail with reference to FIG.
First, insert the stirring pin start position S R to rotate for a small welding tool F which is provided in place of the bonding metal member 1 (press-fit) to the start of friction stir, the first repair region r1 (FIG. 13 (a ))). In the present embodiment, the folded starting position S M1 of the friction stir in the single bonding step is provided with the starting position S R in the vicinity (see FIG. 6), on the side opposite to the end position E R across the start position S R the point M R provided, after moved relative towards the point folding the rotary tool F for small junction M R, folded at folding points M R, then, by relative movement along the butting portion J1, the first repair Friction stirring is performed on the region r1.
第一補修領域r1に対する摩擦攪拌が終了したら、小型接合用回転ツールFを離脱させずにそのまま第二補修工程に移行して第二補修領域r2に対して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態のように、小型接合用回転ツールFで摩擦攪拌できる領域に比して第二補修領域r2が大きい場合には、摩擦攪拌のルートをずらしつつ小型接合用回転ツールFを何度かUターンさせればよい。 When the friction agitation with respect to the first repair region r1 is completed, the small welding rotary tool F is not detached and the process proceeds to the second repair step as it is, and the friction agitation is performed with respect to the second repair region r2. When the second repair region r2 is larger than the region where the friction stir can be performed with the small joining rotary tool F as in the present embodiment, the small joining rotary tool F is changed while shifting the friction stirring route. Just make a U-turn.
第二補修領域r2に対する摩擦攪拌が終了したら、小型接合用回転ツールFを第一タブ材2上に設定した終了位置ERに移動させ、小型接合用回転ツールFを回転させつつ上昇させて攪拌ピンを終了位置ERから離脱させる。
When friction stir is finished for the second repair region r2, stirring rotation tool F for small joint is moved to the end position E R set on the
(10)第一横断補修工程
図14は、前記した第一補修工程及び第二補修工程後を示した被接合金属部材1の表面A側の平面図である。第一横断補修工程は、被接合金属部材1の表面Aに形成された表面側塑性化領域W1及び裏面Bに形成された裏面側塑性化領域W2の少なくともいずれか一方を複数回横断するように小型接合用回転ツールFを移動させる。
(10) First Cross Repair Process FIG. 14 is a plan view on the surface A side of the bonded
第一横断補修工程における摩擦攪拌のルートは、第一本接合工程における表面側塑性化領域W1の中央線上において表面側塑性化領域W1を横切る複数の交差ルートf1,f1,…と、隣り合う交差ルートf1,f1の同側の端部同士を繋ぐ移行ルートf2,f2,…とを備えている。
交差ルートf1は、第一本接合工程における摩擦攪拌のルートと直交している。また、移行ルートf2は、表面側塑性化領域W1の右側あるいは左側に設けられていて、第一本接合工程における摩擦攪拌のルートと平行になっている。
The friction stir route in the first transverse repair process is adjacent to a plurality of intersecting routes f1, f1,... Crossing the surface plasticization region W1 on the center line of the surface plasticization region W1 in the first main joining process. Transition routes f2, f2,... Connecting the ends on the same side of the routes f1, f1 are provided.
The intersecting route f1 is orthogonal to the friction stirring route in the first main joining step. The transition route f2 is provided on the right side or the left side of the surface side plasticizing region W1, and is parallel to the friction stirring route in the first main joining step.
第一横断補修工程における摩擦攪拌の手順を詳細に説明する。
第一横断補修工程は、小型接合用回転ツールFを、一筆書きの移動軌跡(ビード)を形成するようにジグザグ状に移動させることで、摩擦攪拌の開始位置SCから終了位置ECまで連続して摩擦攪拌を行う。
The procedure of friction stirring in the first transverse repair process will be described in detail.
The first transverse repairing step, continuous rotation tool F for small joint, by moving in a zigzag shape so as to form a one-stroke movement locus (bead), to the end position E C from the start position S C of the friction stir And friction stir.
第一横断補修工程では、まず、被接合金属部材1の適所に設けた開始位置SCに小型接合用回転ツールFの攪拌ピンを挿入(圧入)して摩擦攪拌を開始し、一つ目の交差ルートf1に沿って連続して摩擦攪拌を行う。一つ目の交差ルートf1の終点e10に到達したら、小型接合用回転ツールFの移動方向を変更して、移行ルートf2に沿って移動させ、表面側塑性化領域W1の側方にある金属に対して連続して摩擦攪拌を行う。小型接合用回転ツールFが二つ目の交差ルートf1の始点s10に達したら、小型接合用回転ツールFの移動方向を変更して二つ目の交差ルートf1に沿って移動させ、表面側塑性化領域W1に対して連続して摩擦攪拌を行う。以上のような過程を繰り返し、小型接合用回転ツールFが最後の交差ルートf1の終点e10に達したら、小型接合用回転ツールFを終了位置ECに移動させ、小型接合用回転ツールFを回転させつつ上昇させて攪拌ピンを終了位置ECから離脱させる。このように、第一横断補修工程によれば、表面側塑性化領域W1又は裏面側塑性化領域W2の長手方向に直行する方向に摩擦攪拌を行うことで、被接合金属部材1の接合強度を高めることができる。
In the first traverse repairing process, firstly, inserting the stirring pin start position S C to the rotation for small welding tool F which is provided in place of the bonding metal member 1 (press-fit) to the start of friction stir, one-eyed Friction stirring is continuously performed along the intersection route f1. When the end point e10 of the first intersection route f1 is reached, the moving direction of the small joining rotary tool F is changed and moved along the transition route f2, and the metal on the side of the surface side plasticizing region W1 is moved to the metal. On the other hand, friction stirring is continuously performed. When the small joining rotary tool F reaches the start point s10 of the second crossing route f1, the moving direction of the small joining rotary tool F is changed and moved along the second crossing route f1, and the surface side plasticity is changed. Friction stirring is continuously performed on the control region W1. The above-mentioned process is repeated, and when the small joining rotary tool F reaches the end point e10 of the last intersection route f1, the small joining rotary tool F is moved to the end position E C and the small joining rotary tool F is rotated. The stirring pin is released from the end position E C by raising the stirring pin. Thus, according to the first transverse repair process, by performing frictional stirring in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the front surface side plasticized region W1 or the back surface side plasticized region W2, the bonding strength of the
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。本発明に係る第二実施形態は、第一側面本接合工程及び第二側面本接合工程において、凹溝を形成しない点及び凸部N及び凹部Oの形状が異なる点で第一実施形態と相違する。なお、以下の説明においては、第一側面本接合工程を例にしているが、第二側面本接合工程で行ってもよい。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment according to the present invention is different from the first embodiment in that the groove is not formed and the shapes of the convex portion N and the concave portion O are different in the first side main joining step and the second side main joining step. To do. In addition, in the following description, although the 1st side surface main joining process is made into an example, you may carry out by a 2nd side surface main joining process.
第二実施形態に係る第一金属部材1aの凸部N1及び第二金属部材1bの凹部O1は、断面視矩形を呈する。このように、凸部N1及び凹部O1の形状は、被接合金属部材1によって適宜設定すればよい。なお、凸部N1と凹部O1とで形成される突合部J11は、鉛直辺部J11aと、鉛直辺部J11aの両端から垂直に延在する垂直辺部J11b,J11cとからなる。
The convex part N1 of the
第二実施形態に係る第一側面本接合工程は、突合部J11に沿って溶接を行う溶接接合工程と、突合部J11の一部に摩擦攪拌を行う第一側面摩擦攪拌工程を含むものである。 The first side main joining process according to the second embodiment includes a welding joining process in which welding is performed along the abutting portion J11 and a first side friction agitating process in which friction agitation is performed on a part of the abutting portion J11.
溶接接合工程は、本実施形態においては、突合部J11のうち垂直辺部J11b,11cの全長に亘って溶接を行い、溶接金属T3によって密閉する。溶接の種類は限定されるものではないが、本実施形態においては、TIG溶接又はMIG溶接を用いる。 In the present embodiment, in the present embodiment, welding is performed over the entire length of the vertical side portions J11b and 11c in the abutting portion J11, and the welded metal T3 is sealed. Although the kind of welding is not limited, in this embodiment, TIG welding or MIG welding is used.
第一側面摩擦攪拌工程は、図16に示すように、突合部J11の鉛直辺部J11aに沿って摩擦攪拌する工程であって、第四タブ材5に設定された開始位置SM5から第三タブ材4に設定された終了位置EM5まで大型接合用回転ツールGを離脱することなく摩擦攪拌を行う。開始位置SM5及び終了位置EM5は、突合部J11の鉛直辺部J11aの延長線上に設定されているため、最短距離で摩擦攪拌することができる。第一側面Cには、第一側面摩擦攪拌工程によって、第一側面側塑性化領域W11が形成されている。
また、第一側面摩擦攪拌工程を行った後、第一側面側塑性化領域W11のバリを除去するとともに、溶接金属T3のうち、第一側面Cから突出した部分も除去して第一側面Cを平滑に形成することが好ましい。
First side friction agitation step, as shown in FIG. 16, a step of friction stir along the vertical sides J11a of butting portion J11, from the start position S M5 which is set to the
Moreover, after performing a 1st side surface friction stirring process, while removing the burr | flash of the 1st side surface side plasticization area | region W11, the part protruded from the 1st side surface C was also removed among weld metal T3, and the 1st side surface C was removed. Is preferably formed smoothly.
以上のように本発明の第二実施形態に係る接合方法によれば、表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2と溶接金属T3とを重複させるとともに、第一側面摩擦攪拌工程で形成された第一側面側塑性化領域W11と、溶接金属T3とを重複させるため、突合部J11を確実に密閉することができる。 As described above, according to the joining method according to the second embodiment of the present invention, the front side plasticized region W1 and the back side plasticized region W2 and the weld metal T3 are overlapped and formed in the first side friction stirring step. Since the first side surface plasticized region W11 and the weld metal T3 are overlapped, the abutting portion J11 can be reliably sealed.
なお、本実施形態においては、溶接接合工程を行った後に、第一側面摩擦攪拌工程を行ったが、これに限定されるものではなく、先に第一側面摩擦攪拌工程を行った後に、溶接接合工程を行ってもよい。 In this embodiment, the first side friction stirring step is performed after the welding joining step is performed. However, the present invention is not limited to this, and after the first side friction stirring step is performed first, the welding is performed. A joining process may be performed.
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について説明する。本発明の第三実施形態は、第一側面本接合工程及び第二側面本接合工程において、溶接を行わず、摩擦攪拌のみ行う点で、第一実施形態と相違する。なお、以下の説明においては、第一側面本接合工程を例にしているが、第二側面本接合工程で行ってもよい。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that, in the first side main joining step and the second side main joining step, welding is not performed and only friction stirring is performed. In addition, in the following description, although the 1st side surface main joining process is made into an example, you may carry out by a 2nd side surface main joining process.
第三実施形態に係る第一側面本接合工程は、図17に示すように、突合部J12に沿って摩擦攪拌を行う第一側面摩擦攪拌工程を含むものである。突合部J12は、鉛直辺部J12aと、鉛直辺部J12aの両端から垂直に延在する垂直辺部J12b,J12cとからなる。
第一側面摩擦攪拌工程では、第四タブ材5に設定された開始位置SM6から、第三タブ材4に設定された終了位置EM6まで一筆書きの要領で小型接合用回転ツールFを相対移動させて、摩擦攪拌を行う。本実施形態では、小型接合用回転ツールFを用いるが、他の回転ツールを用いてもよい。
As shown in FIG. 17, the first side surface main joining step according to the third embodiment includes a first side surface friction stirring step in which friction stirring is performed along the abutting portion J12. The abutting portion J12 includes a vertical side portion J12a and vertical side portions J12b and J12c extending vertically from both ends of the vertical side portion J12a.
In the first side frictional stirring step, the small joining rotary tool F is relatively moved from the start position S M6 set on the
即ち、本実施形態にかかる第一側面摩擦攪拌工程は、開始位置SM6に回転させた小型接合用回転ツールFを圧入した後、突合部J12の鉛直辺部J12aの一端に設定された第一起点s11に向けて小型接合用回転ツールFを相対移動させる。第一起点s11に達したら突合部J12の垂直辺部J12cに沿って小型接合用回転ツールFを移動させる。そして、第一金属部材1aの近傍に設定された折返し点m11に達したら、再度第一起点s11に向けて小型接合用回転ツールFを移動させる。小型接合用回転ツールFが再度第一起点s11に達したら、鉛直辺部J12aの他端に設定された第二起点s12まで移動させる。そして、小型接合用回転ツールFが第二起点s12に達したら、突合部J12の垂直辺部J12bに沿って小型接合用回転ツールFを移動させる。そして、第一金属部材1aの近傍に設定された折返し点m12に達したら、再度第二起点s12に向けて小型接合用回転ツールFを移動させる。小型接合用回転ツールFが第二起点s12に達したら、第三タブ材4に設定された終了位置EM6に向けて移動させ、終了位置EM6で小型接合用回転ツールFを離脱させる。
That is, the first aspect friction stir process according to the present embodiment, after press-fitting the small joining rotation tool F is rotated to the starting position S M6, the Kazuki which is set at one end of the vertical side portion J12a of butting portion J12 The small joining rotary tool F is moved relative to the point s11. When the first starting point s11 is reached, the small joining rotary tool F is moved along the vertical side portion J12c of the abutting portion J12. Then, when the turning point m11 set near the
折返し点m11,m12の位置は、第一側面摩擦攪拌工程によって形成された第一側面側塑性化領域W12と表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2とが重複する位置に設定する。これにより、突合部J12を隙間なく密閉することができる。また、表面側塑性化領域W1及び裏面側塑性化領域W2と凸部N2とが重複しているため、より確実に突合部J12を密閉することができる。 The positions of the turning points m11 and m12 are set at positions where the first side plasticizing region W12, the front side plasticizing region W1, and the back side plasticizing region W2 formed by the first side frictional stirring step overlap. Thereby, the abutting part J12 can be sealed without a gap. Moreover, since the surface side plasticization area | region W1, the back surface side plasticization area | region W2, and the convex part N2 overlap, the abutting part J12 can be sealed more reliably.
以上のように、本発明の第三実施形態に係る接合方法によれば、溶接を行わず、摩擦攪拌のみによっても突合部J12を密閉することができる。これにより、被接合金属部材1の水密性及び気密性を高めることができる。また、摩擦攪拌のみ行って、溶接を行わないので作業時間を短縮することができる。
As described above, according to the joining method according to the third embodiment of the present invention, the abutting portion J12 can be sealed only by friction stirring without performing welding. Thereby, the watertightness and airtightness of the to-
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に逸脱しない範囲において、適宜変更が可能である。
例えば、側面本接合工程は、摩擦攪拌を行わずに溶接のみ行って、被接合金属部材の第一側面又は第二側面に露出した突合部を密閉してもよい。この際、溶接金属によって突合部に沿って溶接金属で密閉するとともに、表面側塑性化領域及び裏面側塑性化領域と当該溶接金属とを重複させることで、隙間なく突合部を密閉することができる。また、第一金属部材の凸部及び第二金属部材の凹部によって、従来よりも溶接長(突合部)を長く確保することができるため、被接合金属部材の接合強度を高めることができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, the side main joining step may be performed only by welding without performing frictional stirring, and the butted portion exposed on the first side surface or the second side surface of the metal member to be joined may be sealed. At this time, the weld metal is sealed along the butt portion with the weld metal, and the butt portion can be sealed without a gap by overlapping the front side plasticized region and the back side plasticized region with the weld metal. . Moreover, since the welding length (butt | matching part) can be ensured longer than before by the convex part of a 1st metal member, and the recessed part of a 2nd metal member, the joining strength of a to-be-joined metal member can be raised.
なお、本実施形態においては、側面本接合工程は、第一側面本接合工程及び第二側面本接合工程を含むものであるが、どちらか一方のみ行ってもよい。また、溶接の方法は、本実施形態においては、TIG溶接又はMIG溶接を採用したが、他の溶接方法であってもよい。 In the present embodiment, the side main bonding process includes the first side main bonding process and the second side main bonding process, but only one of them may be performed. Further, in the present embodiment, TIG welding or MIG welding is adopted as the welding method, but other welding methods may be used.
1 被接合金属部材
1a 第一金属部材
1b 第二金属部材
2 第一タブ材
3 第二タブ材
A 表面
B 裏面
C 第一側面
D 第二側面
F 小型接合用回転ツール
G 大型接合用回転ツール
J1,J10 突合部
K 凹溝
N 凸部
O 凹部
P1 下穴
T 溶接金属
W 塑性化領域
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第一金属部材と前記第二金属部材の突合部に対して前記被接合金属部材の表面から摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、
前記突合部に対して前記被接合金属部材の裏面から摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、
前記突合部に対して前記被接合金属部材の側面から溶接及び摩擦攪拌の少なくともいずれか一方を行う側面本接合工程と、を含み、
前記第一本接合工程で形成された表面側塑性化領域と、前記溶接で形成された溶接金属又は前記摩擦攪拌で形成された側面側塑性化領域とを重複させるとともに、
前記第二本接合工程で形成された裏面側塑性化領域と、前記溶接で形成された溶接金属又は前記摩擦攪拌で形成された側面側塑性化領域とを重複させることを特徴とする接合方法。 A bonded metal member formed by abutting a first metal member having a convex portion on a side surface and a second metal member having a concave portion on an end surface at the side surface and the end surface, and fitting the convex portion and the concave portion together. A butt process to form;
A first main joining step in which friction stir is performed from the surface of the metal member to be joined to the abutting portion of the first metal member and the second metal member;
A second main joining step in which friction agitation is performed from the back surface of the metal member to be joined to the abutting portion;
A side main joining step of performing at least one of welding and friction stirring from the side surface of the joined metal member with respect to the abutting portion,
While overlapping the surface side plasticization region formed in the first main joining step and the weld metal formed by the welding or the side side plasticization region formed by the friction stir,
The joining method characterized by making the back surface side plasticization area | region formed by said 2nd main joining process overlap with the weld metal formed by the said welding, or the side surface side plasticization area | region formed by the said friction stirring.
前記凹部は、前記第二金属部材の前記端面から離間する方向に向かうに従って先細りとなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の接合方法。 The convex portion tapers in a direction away from the first metal member,
The joining method according to claim 1, wherein the concave portion is tapered toward a direction away from the end face of the second metal member.
前記入り隅部に露出する前記表面側塑性化領域及び前記裏面側塑性化領域の少なくともいずれか一方に、回転ツールを用いて摩擦攪拌を行う入り隅部補修工程を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項5に記載の接合方法。 In the corner of the joined metal member formed by one side surface of the first metal member and one side surface of the second metal member,
The entrance corner repairing step of performing frictional stirring using a rotary tool is included in at least one of the front side plasticization region and the back side plasticization region exposed to the entrance corner. The joining method according to any one of claims 1 to 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007295108A JP2009119488A (en) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | Joining method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007295108A JP2009119488A (en) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | Joining method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009119488A true JP2009119488A (en) | 2009-06-04 |
Family
ID=40812239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007295108A Pending JP2009119488A (en) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | Joining method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009119488A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014076492A (en) * | 2013-12-25 | 2014-05-01 | Nippon Light Metal Co Ltd | Joining method |
| WO2022225173A1 (en) * | 2021-04-21 | 2022-10-27 | 삼성전자 주식회사 | Electronic device comprising bonded structure |
-
2007
- 2007-11-14 JP JP2007295108A patent/JP2009119488A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014076492A (en) * | 2013-12-25 | 2014-05-01 | Nippon Light Metal Co Ltd | Joining method |
| WO2022225173A1 (en) * | 2021-04-21 | 2022-10-27 | 삼성전자 주식회사 | Electronic device comprising bonded structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5223326B2 (en) | Joining method | |
| JP6248790B2 (en) | Friction stir welding method | |
| KR101269807B1 (en) | Joining method | |
| JP6052237B2 (en) | Friction stir welding method | |
| JP5050674B2 (en) | Joining method | |
| JP4865608B2 (en) | Repair method and repair device for welded part | |
| JP5233557B2 (en) | Joining method | |
| JP2009136881A (en) | Joining method | |
| JP2018065164A (en) | Method of manufacturing hollow vessel | |
| CN102794560B (en) | Joining method and method for manufacturing joined structure | |
| JP2008188665A (en) | Joining method | |
| JP2009119488A (en) | Joining method | |
| JP5092561B2 (en) | Joining method | |
| JP2009220138A (en) | Joining method | |
| JP2008188664A (en) | Joining method | |
| JP5447583B2 (en) | Joining method | |
| JP5023909B2 (en) | Joining method | |
| JP2008194732A (en) | Joining method | |
| JP2009190044A (en) | Manufacturing method of bonded structure | |
| JP2009172650A (en) | Manufacturing method of joined structure | |
| JP2009136884A (en) | Joining method | |
| JP2009195949A (en) | Manufacturing method of joined structure | |
| JP4957568B2 (en) | Joining method | |
| JP2009101401A (en) | Joining method | |
| JP5435109B2 (en) | Joining method |