摩擦攪拌接合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種摩擦攪拌接合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)1中公開了如下技術(shù)，僅將旋轉(zhuǎn)工具的攪拌銷插入垂直對接而成的金屬構(gòu)件彼此的內(nèi)角后，進(jìn)行對接部的摩擦攪拌接合?，F(xiàn)有的摩擦攪拌接合方法的旋轉(zhuǎn)工具由于不包括軸肩部，且僅將旋轉(zhuǎn)工具的攪拌銷插入內(nèi)角，因此，能進(jìn)行摩擦攪拌，直至對接部的較深的位置處。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2013-049072號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0007]但是，若是現(xiàn)有的摩擦攪拌接合方法，則由于無法用軸肩部對塑性流動化后的金屬進(jìn)行按壓，因此，塑性流動化后的金屬容易溢出到內(nèi)角的外部。藉此，存在內(nèi)角變得金屬不足這樣的問題。
[0008]因而，本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供一種摩擦攪拌接合方法，在從金屬構(gòu)件彼此的內(nèi)角將對接部摩擦攪拌接合時，能夠消除內(nèi)角的金屬不足。
[0009]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的摩擦攪拌接合方法使用包括攪拌銷的旋轉(zhuǎn)工具將兩個金屬構(gòu)件接合，其特征是，包括:對接工序，在所述對接工序中，使兩個所述金屬構(gòu)件形成角度地對接，以形成對接部；堆焊焊接工序，在所述堆焊焊接工序中，對在所述對接工序中形成的兩個所述金屬構(gòu)件所成的內(nèi)角實(shí)施堆焊焊接，并通過焊接金屬將所述內(nèi)角覆蓋；以及內(nèi)角接合工序，在所述內(nèi)角接合工序中，僅使旋轉(zhuǎn)的所述攪拌銷插入所述焊接金屬及所述內(nèi)角，并使所述焊接金屬及兩個所述金屬構(gòu)件塑性流動化，來進(jìn)行所述對接部的摩擦攪拌接合。
[0011]此外，本發(fā)明的摩擦攪拌接合方法使用包括攪拌銷的旋轉(zhuǎn)工具將兩個金屬構(gòu)件接合，其特征是，包括:對接工序，在所述對接工序中，使兩個所述金屬構(gòu)件形成角度地對接，以形成對接部；輔助構(gòu)件配置工序，在所述輔助構(gòu)件配置工序中，將輔助構(gòu)件配置于在所述對接工序中形成的兩個所述金屬構(gòu)件所成的內(nèi)角處；以及內(nèi)角接合工序，在所述內(nèi)角接合工序中，僅使旋轉(zhuǎn)的所述攪拌銷插入所述輔助構(gòu)件及所述內(nèi)角，并使所述輔助構(gòu)件及兩個所述金屬構(gòu)件塑性流動化，來進(jìn)行所述對接部的摩擦攪拌接合。
[0012]根據(jù)上述接合方法，由于通過在兩個金屬構(gòu)件所成的內(nèi)角預(yù)先進(jìn)行焊接來形成焊接金屬或是設(shè)置有輔助構(gòu)件的狀態(tài)下進(jìn)行內(nèi)角接合工序，從而能夠補(bǔ)充金屬不足，因此，能防止因金屬不足引起的接合不良。此外，在進(jìn)行堆焊焊接工序的情況下，能防止進(jìn)行內(nèi)角接合工序時金屬構(gòu)件彼此張開。
[0013]此外，較為理想的是，包括外角接合工序，在所述外角接合工序中，從兩個所述金屬構(gòu)件所成的外角側(cè)對所述對接部進(jìn)行摩擦攪拌接合。
[0014]根據(jù)上述接合方法，能提高對接部的接合強(qiáng)度。
[0015]此外，較為理想的是，使在所述外角接合工序中形成的塑性化區(qū)域與在所述內(nèi)角接合工序中形成的塑性化區(qū)域重疊。
[0016]根據(jù)上述接合方法，由于對接部的深度方向整體被摩擦攪拌，因此，能提高氣密性及水密性，并且能提高接合強(qiáng)度。
[0017]此外，較為理想的是，包括外角接合工序，在所述外角接合工序中，從兩個所述金屬構(gòu)件所成的外角側(cè)對所述對接部進(jìn)行焊接。
[0018]根據(jù)上述接合方法，能提高對接部的接合強(qiáng)度。
[0019]此外，較為理想的是，使在所述外角接合工序中形成的焊接金屬與在所述內(nèi)角接合工序中形成的塑性化區(qū)域重疊。
[0020]根據(jù)上述接合方法，由于對接部的深度方向整體被接合，因此，能提高氣密性及水密性，并且能提高接合強(qiáng)度。
[0021 ] 此外，較為理想的是，在所述對接工序中，使一方的所述金屬構(gòu)件的側(cè)面與另一方的所述金屬構(gòu)件的端面對接，當(dāng)一方的所述金屬構(gòu)件的側(cè)面與另一方的所述金屬構(gòu)件的側(cè)面所成的內(nèi)角的角度為α的情況下，在所述內(nèi)角接合工序中，插入至兩個所述側(cè)面的交線的所述旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)中心軸位于假想基準(zhǔn)面與一方的所述金屬構(gòu)件的側(cè)面之間的位置處，所述假想基準(zhǔn)面穿過所述交線且和所述側(cè)面所成的角度為α /2。
[0022]根據(jù)上述接合方法，通過使旋轉(zhuǎn)工具朝一方的上述金屬構(gòu)件一側(cè)傾斜，從而能將攪拌銷插入至對接部的較深位置處，因此，能接合到對接部的較深位置處。
[0023]此外，本發(fā)明的摩擦攪拌接合方法使用包括攪拌銷的旋轉(zhuǎn)工具，將所要對接的面的形狀互不相同的兩個金屬構(gòu)件接合，其特征是，包括:對接工序，在所述對接工序中，將一方的所述金屬構(gòu)件與另一方的所述金屬構(gòu)件對接，來形成對接部；堆焊焊接工序，在所述堆焊焊接工序中，在另一方的所述金屬構(gòu)件的周向范圍內(nèi)對所述對接部實(shí)施堆焊焊接，并通過焊接金屬將兩個所述金屬構(gòu)件所成的內(nèi)角覆蓋；以及接合工序，在所述接合工序中，將旋轉(zhuǎn)的所述攪拌銷插入所述內(nèi)角，在僅使所述攪拌銷與所述焊接金屬及兩個所述金屬構(gòu)件接觸的狀態(tài)下，在另一方的所述金屬構(gòu)件的周向范圍內(nèi)進(jìn)行所述對接部的摩擦攪拌。
[0024]此外，本發(fā)明的摩擦攪拌接合方法使用包括攪拌銷的旋轉(zhuǎn)工具，將所要對接的面的形狀互不相同的兩個金屬構(gòu)件接合，其特征是，包括:對接工序，在所述對接工序中，將一方的所述金屬構(gòu)件與另一方的所述金屬構(gòu)件對接，來形成對接部；輔助構(gòu)件配置工序，在所述輔助構(gòu)件配置工序中，在另一方的所述金屬構(gòu)件的周向范圍內(nèi)將輔助構(gòu)件配置于所述對接部，并通過所述輔助構(gòu)件將兩個所述金屬構(gòu)件所成的內(nèi)角覆蓋；以及接合工序，在所述接合工序中，將旋轉(zhuǎn)的所述攪拌銷插入所述內(nèi)角，在僅使所述攪拌銷與所述輔助構(gòu)件及兩個所述金屬構(gòu)件接觸的狀態(tài)下，在另一方的所述金屬構(gòu)件的周向范圍內(nèi)進(jìn)行所述對接部的摩擦攪拌。
[0025]根據(jù)上述摩擦攪拌接合方法，通過在對使金屬構(gòu)件對接而形成的內(nèi)角預(yù)先實(shí)施堆焊焊接或是配置輔助構(gòu)件之后進(jìn)行摩擦攪拌，從而能消除內(nèi)角的金屬不足。
[0026]此外，較為理想的是，所述金屬構(gòu)件均呈板狀，在所述對接工序中，使一方的所述金屬構(gòu)件的正面與另一方的所述金屬構(gòu)件的背面對接。
[0027]此外，較為理想的是，一方的所述金屬構(gòu)件呈板狀，另一方的所述金屬構(gòu)件呈圓柱狀，在所述對接工序中，使一方的所述金屬構(gòu)件的正面與另一方的所述金屬構(gòu)件的端面對接。
[0028]此外，較為理想的是，一方的所述金屬構(gòu)件呈板狀，另一方的所述金屬構(gòu)件呈筒狀，在所述對接工序中，使一方的所述金屬構(gòu)件的正面與另一方的所述金屬構(gòu)件的端面對接。
[0029]此外，較為理想的是，一方的所述金屬構(gòu)件呈板狀，另一方的所述金屬構(gòu)件呈圓筒狀，在所述對接工序中，使一方的所述金屬構(gòu)件的正面與另一方的所述金屬構(gòu)件的端面對接。
[0030]此外，較為理想的是，在一方的所述金屬構(gòu)件上形成有通孔，在所述對接工序中，用另一方的所述金屬構(gòu)件將所述通孔覆蓋，或是使所述通孔與另一方的所述金屬構(gòu)件的中空部連通。
[0031]根據(jù)上述摩擦攪拌接合方法，能將各種形狀的金屬構(gòu)件彼此接合。
[0032]此外，本發(fā)明的摩擦攪拌接合方法使用包括攪拌銷的旋轉(zhuǎn)工具將兩個金屬構(gòu)件接合，其特征是，包括:對接工序，在所述對接工序中，通過使一方的金屬構(gòu)件的側(cè)面與另一方的金屬構(gòu)件的端面對接來形成對接部，從而形成主視呈T字形的被接合金屬構(gòu)件；堆焊焊接工序，在所述堆焊焊接工序中，對所述被接合金屬構(gòu)件的至少一方的內(nèi)角實(shí)施堆焊焊接，并用焊接金屬將所述內(nèi)角覆蓋；以及接合工序，在所述接合工序中，將旋轉(zhuǎn)的攪拌銷插入所述內(nèi)角，在僅使所述攪拌銷與所述焊接金屬及所述被接合金屬構(gòu)件接觸的狀態(tài)下，進(jìn)行所述對接部的摩擦攪拌。
[0033]根據(jù)上述摩擦攪拌接合方法，通過在對使金屬構(gòu)件對接而形成的內(nèi)角預(yù)先實(shí)施堆焊焊接之后進(jìn)行摩擦攪拌，從而能消除內(nèi)角的金屬不足。
[0034]此外，較為理想的是，在所述堆焊焊接工序中，對所述被接合金屬構(gòu)件的兩個內(nèi)角實(shí)施堆焊焊接，并用焊接金屬將各內(nèi)角覆蓋，在所述接合工序中，進(jìn)行第一接合工序及第二接合工序，其中，在所述第一接合工序中，對所述被接合金屬構(gòu)件的兩個內(nèi)角中的一個進(jìn)行摩擦攪拌，在所述第二接合工序中，對所述被接合金屬構(gòu)件的兩個內(nèi)角中的另一個進(jìn)行摩擦攪拌，在所述第二接合工序中，在使所述攪拌銷進(jìn)入在所述第一接合工序中形成的塑性化區(qū)域的同時進(jìn)行摩擦攪拌。
[0035]根據(jù)上述摩擦攪拌接合方法，由于能通過堆焊焊接工序提高兩個金屬構(gòu)件的接合強(qiáng)度，因此，能穩(wěn)定地進(jìn)行接合工序。此外，通過對兩個內(nèi)角進(jìn)行摩擦攪拌，從而能提高接合部的氣密性及水密性，并且能提高接合強(qiáng)度。另外，通過在使攪拌銷進(jìn)入一方的塑性化區(qū)域的狀態(tài)下進(jìn)行另一方的接合工序，從而能進(jìn)一步提高氣密性及水密性。
[0036]此外，本發(fā)明的摩擦攪拌接合方法使用包括攪拌銷的旋轉(zhuǎn)工具將兩個金屬構(gòu)件接合，其特征是，包括:對接工序，在所述對接工序中，通過使一方的金屬構(gòu)件的側(cè)面與另一方的金屬構(gòu)件的端面對接來形成對接部，從而形成主視呈T字形的被接合金屬構(gòu)件；輔助構(gòu)件配置工序，在所述輔助構(gòu)件配置工序中，將輔助構(gòu)件配置于所述被接合金屬構(gòu)件的至少一方的內(nèi)角，并用所述輔助構(gòu)件將所述內(nèi)角覆蓋；以及接合工序，在所述接合工序中，將旋轉(zhuǎn)的攪拌銷插入所述內(nèi)角，在僅使所述攪拌銷與所述輔助構(gòu)件及所述被接合金屬構(gòu)件接觸的狀態(tài)下，進(jìn)行所述對接部的摩擦攪拌。
[0037]根據(jù)上述摩擦攪拌接合方法，通過在預(yù)先將輔助構(gòu)件配置于使金屬構(gòu)件對接而形成的內(nèi)角之后進(jìn)行摩擦攪拌，從而能消除內(nèi)角的金屬不足。
[0038]此外，較為理想的是，在所述輔助構(gòu)件配置工序中，將所述輔助構(gòu)件分別配置于所述被接合金屬構(gòu)件的兩個內(nèi)角，并用所述輔助構(gòu)件將各內(nèi)角覆蓋，在所述接合工序中，進(jìn)行第一接合工序及第二接合工序，其中，在所述第一接合工序中，對所述被接合金屬構(gòu)件的兩個內(nèi)角中的一個進(jìn)行摩擦攪拌，在所述第二接合工序中，對所述被接合金屬構(gòu)件的兩個內(nèi)角中的另一個進(jìn)行摩擦攪拌，在所述第二接合工序中，在使所述攪拌銷進(jìn)入在所述第一接合工序中形成的塑性化區(qū)域的同時進(jìn)行摩擦攪拌。
[0039]根據(jù)上述摩擦攪拌接合方法，通過對兩個內(nèi)角進(jìn)行摩擦攪拌，從而能提高接合部的氣密性及水密性，并且能提高接合強(qiáng)度。此外，通過在使攪拌銷進(jìn)入一方的塑性化區(qū)域的狀態(tài)下進(jìn)行另一方的接合工序，從而能進(jìn)一步提高氣密性及水密性。
[0040]此外，較為理想的是，在所述對接工序后，包括接頭件配置工序，在所述接頭件配置工序中，將包括兩個工具插入面的接頭件與所述被接合金屬構(gòu)件的正面抵接，在所述接頭件配置工序中，使一方的所述輔助構(gòu)件的露出面與所述接頭件的一方的所述工具插入面共面，并且使另一方的所述輔助構(gòu)件的露出面與所述接頭件的另一方的所述工具插入面共面。
[0041]根據(jù)上述摩擦攪拌接合方法，能將接合工序的旋轉(zhuǎn)工具的插入位置設(shè)定于接頭件。此外，通過使各輔助構(gòu)件的露出面與接頭件的兩個工具插入面分別共面，從而能順暢地進(jìn)行摩擦攪拌。此外，由于能將兩個接合工序的插入位置設(shè)定于一個接頭件，因此，能提高作業(yè)效率。
[0042]發(fā)明效果
[0043]根據(jù)本發(fā)明的摩擦攪拌接合方法，當(dāng)從兩個金屬構(gòu)件所成的內(nèi)角對對接部進(jìn)行摩擦攪拌接合的情況下，能消除內(nèi)角的金屬不足。
【附圖說明】
[0044]圖1 (a)是表示本實(shí)施方式的正式接合用旋轉(zhuǎn)工具的側(cè)視圖，圖1 (b)是表示正式接合用旋轉(zhuǎn)工具的接合形態(tài)的剖視圖。
[0045]圖2 (a)是表示本實(shí)施方式的大型旋轉(zhuǎn)工具的側(cè)視圖，圖2 (b)是表示小型旋轉(zhuǎn)工具的側(cè)視圖。
[0046]圖3(a)是表不本發(fā)明的第一實(shí)施方式的對接工序的立體圖，圖3 (b)是表不第一實(shí)施方式的外角接合工序的立體圖。
[0047]圖4是表示第一實(shí)施方式的堆焊焊接工序的立體圖。
[0048]圖5是表示第一實(shí)施方式的內(nèi)角接合工序的圖，其中，圖5(a)是立體圖，圖5(b)是剖視圖。
[0049]圖6(a)是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的外角接合工序的立體圖，圖6(b)是表示第二實(shí)施方式的內(nèi)角接合工序的剖視圖。
[0050]圖7(a)是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的對接工序及接頭件配置工序的立體圖，圖7(b)是表示第三實(shí)施方式的外角接合工序的立體圖。
[0051]圖8是表示第三實(shí)施方式的輔助構(gòu)件配置工序的圖，其中，圖8(a)是立體圖，圖8(b)是圖8(a)的1-Ι剖視圖。
[0052]圖9是表示第三實(shí)施方式的內(nèi)角接合工序的圖，其中，圖9(a)是立體圖，圖9(b)是剖視圖。
[0053]圖10(a)是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的外角接合工序的立體圖，圖10(b)是表示第四實(shí)施方式的內(nèi)角接合工序的剖視圖。
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