JP5509798B2 - Joining method - Google Patents
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Description
本発明は、摩擦攪拌接合および溶接を組み合わせた接合方法に関する。 The present invention relates to a joining method combining friction stir welding and welding.
近年、金属製の被接合部材の接合方法として溶接やろう接に代わる新しい接合方法として摩擦攪拌接合が開発され実用化されている。摩擦攪拌接合は、固相接合であり、溶接(溶融接合)やろう接(液相−固相反応接合)よりも低温で被接合部材を接合できるため、接合時の熱変形や接合部の酸化による接合不良が少ないなどの利点がある(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, friction stir welding has been developed and put to practical use as a new joining method that replaces welding and brazing as a joining method for metallic members to be joined. Friction stir welding is solid-phase bonding, and the members to be bonded can be bonded at a lower temperature than welding (melting bonding) or brazing (liquid-solid reaction bonding). There is an advantage that there is little bonding failure due to (for example, see Patent Document 1).
摩擦攪拌接合は、ツールと呼ばれる接合工具から被接合部材に大きなツール荷重を負荷して接合を行う。これに起因して、摩擦攪拌接合は、曲面形状や角形状(単なる角部分や、角部分が連続的に連なる段差部分)等の複雑な形状を有する被接合部材の突合部を接合することが困難であるという問題を有する。 Friction stir welding is performed by applying a large tool load to a member to be joined from a welding tool called a tool. Due to this, the friction stir welding can join the butt portion of the member to be joined having a complicated shape such as a curved surface shape or a square shape (a simple corner portion or a step portion where the corner portions are continuously connected). It has the problem of being difficult.
また、摩擦攪拌接合は、接合端部に接合強度を十分に得られない部分(接合工具に設けられたプローブと呼ばれる突起が通過しないため、攪拌が不十分な部分)が生じてしまう。 In addition, in friction stir welding, a portion where the joining strength cannot be sufficiently obtained at a joining end portion (a portion where stirring is insufficient because a projection called a probe provided on the joining tool does not pass) occurs.
さらに、摩擦攪拌接合は、接合工具のプローブによって接合部分に孔が形成されるという課題がある。 Further, the friction stir welding has a problem that a hole is formed in a joint portion by a probe of a welding tool.
そこで、本発明は、摩擦攪拌接合の長所を活かしつつ、その短所を補うことが可能な接合方法を提案する。 Therefore, the present invention proposes a joining method that can make use of the advantages of friction stir welding and compensate for the disadvantages.
前記の課題を解決するため本発明に係る接合方法は、複数の金属製の被接合部材を突き合わせて突合部を構成する突合工程と、前記突合部の一部に沿って摩擦攪拌を行う摩擦攪拌接合工程と、前記突合部の他部に沿って溶接を行う溶接工程と、を有し、前記溶接工程は、前記摩擦攪拌接合工程の後に行い、前記摩擦攪拌接合工程による接合端を前記溶接工程によって接合し、前記摩擦攪拌接合工程による接合端は、前記摩擦攪拌接合工程におけるプローブの非通過領域であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a joining method according to the present invention includes a joining step in which a plurality of metal members to be joined are brought into contact to form a joining portion, and friction stirring in which friction stirring is performed along a part of the joining portion. A welding step for performing welding along the other part of the butt portion, and the welding step is performed after the friction stir welding step, and a welding end is formed by the friction stir welding step. The joining end in the friction stir welding process is a non-passing region of the probe in the friction stir welding process .
本発明によれば、摩擦攪拌接合の長所を活かしつつ、その短所を補うことが可能な接合方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the joining method which can compensate the fault can be provided, utilizing the advantage of friction stir welding.
以下、本発明に係る接合方法の実施の形態について、図1から図11を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a bonding method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11.
図1は、本発明の実施形態に係る接合方法を示したフローチャートである。 FIG. 1 is a flowchart illustrating a bonding method according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態に係る接合方法は、突合工程S1と、突合工程S1の後に実施する摩擦攪拌接合工程S2と、少なくとも突合工程S1の後に実施する溶接工程S3と、を有する。なお、本実施形態に係る接合方法は、摩擦攪拌接合工程S2の後に溶接工程S3を行う。 As shown in FIG. 1, the joining method according to the present embodiment includes a butting process S1, a friction stir welding process S2 that is performed after the butting process S1, and a welding process S3 that is performed at least after the butting process S1. . In addition, the welding method which concerns on this embodiment performs welding process S3 after friction stir welding process S2.
突合工程S1は、本実施形態に係る接合方法によって接合される複数の被接合部材に突合部を構成する工程である。被接合部材は、例えばアルミニウム合金を含む金属製の部材であり、摩擦攪拌接合および溶接によって接合できるものであれば良い。突合部は、それぞれの被接合部材に形成された面を突き合わせた突合面(または「接合面」と呼ぶ。)を含み、摩擦攪拌接合工程S2および溶接工程S3で接合される領域である。 The butting step S1 is a step of forming a butting portion on a plurality of members to be joined that are joined by the joining method according to this embodiment. The member to be joined is a metal member including, for example, an aluminum alloy and may be any member that can be joined by friction stir welding and welding. The abutting portion includes an abutting surface (or a “joining surface”) that abuts the surfaces formed on the respective members to be joined, and is a region joined in the friction stir welding step S2 and the welding step S3.
摩擦攪拌接合工程S2は、突合部の一部に沿って接合工具を移動し、摩擦攪拌によって被接合部材の本接合を行う工程である。 The friction stir welding step S2 is a step of moving the welding tool along a part of the abutting portion and performing the main joining of the members to be joined by friction stirring.
溶接工程S3は、突合部の他部に沿って熱源を移動し、溶接によって被接合部材の本接合を行う工程である。溶接工程S3において行われる溶接方法は、アークを熱源とするアーク溶接(ティグ溶接やミグ溶接を含むガスシールドアーク溶接やセルフシールドアーク溶接などを含む)やガス溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接などの既知の溶接方法を用いることが可能である。 The welding step S3 is a step in which the heat source is moved along the other part of the abutting portion and main joining of the members to be joined is performed by welding. The welding method performed in the welding step S3 includes arc welding using an arc as a heat source (including gas shield arc welding including TIG welding and MIG welding, self-shielded arc welding, etc.), gas welding, laser welding, electron beam welding, and the like. Known welding methods can be used.
次に、摩擦攪拌接合工程S2について詳述する。 Next, the friction stir welding step S2 will be described in detail.
図2は、本発明の実施形態に係る接合方法のうち摩擦攪拌接合工程を示した概略図である。 FIG. 2 is a schematic view showing a friction stir welding step in the joining method according to the embodiment of the present invention.
図2に示すように、摩擦攪拌接合工程S2は、接合工具14を用いて複数の被接合部材である一対の被接合プレート11、12を突き合わせた突合部の一部を接合する工程である。
As shown in FIG. 2, the friction stir welding step S <b> 2 is a step of joining a part of the abutting portion where a pair of joined
接合工具14は、例えば、回転駆動装置(図示省略)の駆動部に結合された円柱形状の回転体15と、回転体15の先端に突出させて一体に形成された円柱形状のプローブ16と、を備える。回転体15の端面はショルダ17と呼ばれる。プローブ16は、回転体15の端面から被接合プレート11、12の突合部の厚さに相当する長さに突出される。またプローブ16は、被接合プレート11、12の攪拌を効率よく行うなどのため、ねじ溝が設けられたり、回転軸直交方向の断面形状が非円形状(例えば、楕円や太鼓型)に形成されたりする。
The
摩擦攪拌接合工程S2は、回転駆動装置によって接合工具14を高速で回転(図2中、実線矢R)させながら被接合プレート11、12の突合部に押圧し、接合工具14と被接合プレート11、12との摩擦熱によって被接合プレート11、12の接合部分を軟化させ、この軟化した部分を接合工具14の回転によって攪拌し、被接合プレート11、12を接合する。摩擦熱によって軟化された被接合プレート11、12の接合部分が接合工具14の接合方向(図2中、実線矢F)後方へ回り込むように攪拌された後、接合工具14の移動にともなって摩擦熱を急速に失い冷却硬化することによって、被接合プレート11、12は接合される。
In the friction stir welding step S2, the
図3は、本発明の実施形態に係る接合方法に用いる接合工具を示した図である。 FIG. 3 is a view showing a joining tool used in the joining method according to the embodiment of the present invention.
図3に示すように、被接合部材(ここでは、被接合プレート11、12)の表面21の法線方向と接合工具14の進行方向である接合方向(図3中、実線矢)とを基準にすると、接合工具14は、その自由端側(プローブ16を有する下端側)を接合方向(図3中、実線矢F)へ先行させ、接合工具14の回転軸と表面21の法線方向との間に前進角θをなす。摩擦攪拌接合工程S2は、前進角θが0°であっても接合可能であるが、接合欠陥が発生しやすくなるため、一般的には前進角θを2°から5°程度とする。
As shown in FIG. 3, the normal direction of the
ここで、摩擦攪拌接合は、接合工具14の構造上、接合部分の始端部および終端部においてプローブ16が通過しない領域を生じるため、この領域の被接合部材を十分に攪拌できない。また、摩擦攪拌接合は、接合部分の終端部にプローブ16の引き抜きにともなう孔が形成される。このような両接合端部の攪拌不足や終端部の引き抜き孔の存在は、接合強度を低下させる虞がある。
Here, in the friction stir welding, due to the structure of the
そこで、本実施形態に係る接合方法は、摩擦攪拌接合工程S2の接合端部に隣接させ、または重ね合わせて溶接を行い、接合品質を改善する。 Therefore, the joining method according to the present embodiment performs welding by adjoining or overlapping the joining end portion of the friction stir welding step S2, thereby improving the joining quality.
図4および図5は、本発明の実施形態に係る接合方法によって接合された構造物の一例を示した概略図である。 4 and 5 are schematic views showing an example of a structure joined by the joining method according to the embodiment of the present invention.
図4および図5に示すように、接合板材22、22Aは、被接合プレート11、12を本発明の実施形態に係る接合方法によって接合した構造物である。
As shown in FIGS. 4 and 5, the joining
具体的には、図4に示すように、接合板材22は、摩擦攪拌接合工程S2による摩擦攪拌接合部分24と溶接工程S3による溶接接合部分25とを隣接させて接合される。
Specifically, as shown in FIG. 4, the joining
他方、図5に示すように、接合板材22Aは、摩擦攪拌接合工程S2の後に溶接工程S3を行い、摩擦攪拌接合工程S2による摩擦攪拌接合部分24と溶接工程S3による溶接接合部分25とを重ね合わせて接合される。この重ね合わされた部分をオーバーラップ部26と呼ぶ。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the joining
オーバーラップ部26は、摩擦攪拌接合工程S2による摩擦攪拌接合部分24の始端部24aに溶接工程S3による溶接接合部分25の終端部25bを重ね合わせて形成される。なお、オーバーラップ部26は、摩擦攪拌接合工程S2による摩擦攪拌接合部分24の始端部24aおよび終端部24bのいずれに形成しても良く、溶接工程S3による溶接接合部分25の始端部25aまたは終端部25bのいずれを重ね合わせても良い。
The
このとき、オーバーラップ部26の範囲は、摩擦攪拌接合工程S2に用いる接合工具14のショルダ17の半径とプローブ16の半径との和以上とすることが好ましい。このように両工程における摩擦攪拌接合部分24および溶接接合部分25を重ね合わせることによって、摩擦攪拌接合工程S2においてプローブ16が通過しない領域(特に、摩擦攪拌接合部分24の始端部24aおよび終端部24b)を溶接工程S3における溶接によって接合することができる。
At this time, the range of the
接合板材22、22Aについてさらに詳述する。
The joining
接合板材22、22Aは、アルミ合金を材料とする板厚4mmの板材である被接合プレート11、12を本実施形態に係る接合方法によって接合した構造物である。
The joining
摩擦攪拌接合工程S2に用いる接合工具14は、ショルダ17の直径約12mm、プローブ16の直径約5mm、プローブ16の突出長さ約3.5mmの形状を有する。摩擦攪拌接合工程S2の接合条件は、接合工具14の回転数約1500rpm、接合工具14の接合速度約300mm/分、接合工具14の前進角約3°、被接合部材に対するプローブ16の挿入量約3.7mm、接合工具14を被接合部材に挿入してから接合工具14の移動を開始するまでの待機時間約2秒、接合工具14の移動を終了してから接合工具14を被接合部材から引き抜くまでの待機時間約1秒とした。
The
溶接工程S3の接合条件は、溶加材にアルミニウム用溶接棒(JIS Z 3232:A5356BY)を使用し、電流値約130Aから170A、接合速度約100mm/分とした。 The welding conditions in the welding step S3 were such that a welding rod for aluminum (JIS Z 3232: A5356BY) was used as the filler material, the current value was about 130 A to 170 A, and the joining speed was about 100 mm / min.
また、接合板材22Aは、摩擦攪拌接合工程S2による接合端部と溶接工程S3による接合端部とを約20mm重ねた。これは、接合工具14のショルダ17の直径に対して約1.6倍となる。
Further, in the joining
ここで、接合板材22、22Aの接合部分の強度について説明する。
Here, the strength of the joined portions of the joining
接合板材22の試験片は、摩擦攪拌接合による摩擦攪拌接合部分24のうち接合端部(ここでは始端部24a)を含む領域(図4中、二点鎖線に挟まれた領域T1)を切り出したものである。
The test piece of the joining
他方、接合板材22Aの試験片は、摩擦攪拌接合による摩擦攪拌接合部分24のうちオーバーラップ部26を含む領域(図5中、二点鎖線に挟まれた領域T2)を切り出したものである。
On the other hand, the test piece of the joining
両試験片は、オーバーラップ部26の接合方向長さの約2倍の幅を有する。また、評価対象の接合強度は、突合面の法線方向に対する引張強さである。
Both test pieces have a width that is approximately twice the length of the
図6は、本発明の実施形態に係る接合方法によって接合された構造物の接合強度の一例を示した図である。 FIG. 6 is a view showing an example of the bonding strength of the structures bonded by the bonding method according to the embodiment of the present invention.
図6に示すように、接合板材22Aは、接合板材22に比べて約2.5倍の接合強度の向上が見られた。
As shown in FIG. 6, the
接合板材22の試験片は、摩擦攪拌接合工程S2により接合された摩擦攪拌接合部分24のみを有する。摩擦攪拌接合部分24は、溶接工程S3における熱影響をほとんど受けていない。すなわち、接合板材22の試験片は、摩擦攪拌接合工程S2においてプローブ16が通過しない領域(ここでは、摩擦攪拌接合部分24の始端部24a)が、溶接を行われていないまま残っている。したがって、接合板材22の試験片は、摩擦攪拌接合のみによって接合された接合部とほぼ同様の接合強度を有していると考えられる。
The test piece of the joining
他方、接合板材22Aの試験片は、オーバーラップ部26を含む。すなわち、接合板材22Aの試験片は、摩擦攪拌接合工程S2においてプローブ16が通過しない領域(ここでは、摩擦攪拌接合部分24の始端部24a)が溶接され接合されている。
On the other hand, the test piece of the joining
次に、非平面形状部分を有する被接合部材を本実施形態に係る接合方法によって接合する場合について説明する。 Next, the case where the to-be-joined member which has a non-planar shape part is joined by the joining method which concerns on this embodiment is demonstrated.
図7は、本発明の実施形態に係る接合方法によって接合された構造物の他の例を示した概略的な断面図である。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing another example of a structure joined by the joining method according to the embodiment of the present invention.
図7に示すように、接合管35は、被接合部材である角丸角管材27、28を本発明の実施形態に係る接合方法によって接合した構造物である。
As shown in FIG. 7, the joining
角丸角管材27、28は、長手軸直交方向の断面形状が略方形状であり、略平面形状の表面を有する辺部分31と、角丸形状の表面を有する角丸部分32と、を有する中空管である。
The rounded
接合管35は、摩擦攪拌接合工程S2において辺部分31を接合した後に溶接工程S3において角丸部分32の接合を行い、摩擦攪拌接合工程S2による摩擦攪拌接合部分24と溶接工程S3による溶接接合部分25とを重ね合わせて接合される。
The joining
すなわち、接合管35は、接合板材22Aと同様に、摩擦攪拌接合工程S2による摩擦攪拌接合部分24に溶接工程S3による溶接接合部分25を重ね合わせて構成されたオーバーラップ部26を有する。
That is, the joining
オーバーラップ部26は、角丸部分32から連続させ、かつ摩擦攪拌接合により接合される辺部分31に位置させて形成される。
The
図8および図9は、本発明の実施形態に係る接合方法によって接合された構造物の他の例を示した斜視図である。 8 and 9 are perspective views showing other examples of structures joined by the joining method according to the embodiment of the present invention.
図8および図9に示すように、接合管37、37Aは、被接合管材41、42を本発明の実施形態に係る接合方法によって接合した構造物である。
As shown in FIGS. 8 and 9, the joining
被接合管材41、42は、長手軸直交方向の断面形状が略方形状であり、隣り合う2つの角丸部分45と、隣り合う2つの略直角な角部分46と、を有する中空管である。
The to-
図8に示すように、接合管37は、摩擦攪拌接合工程S2による摩擦攪拌接合部分24と溶接工程S3による溶接接合部分25とを隣接させて接合される。
As shown in FIG. 8, the joining
2つの角丸部分45の間に位置する略平面形状の表面を有する辺部分47は、摩擦攪拌接合工程S2による摩擦攪拌接合部分24である。
The
他方、図9に示すように、接合管37Aは、摩擦攪拌接合工程S2の後に溶接工程S3を行い、摩擦攪拌接合工程S2による摩擦攪拌接合部分24と溶接工程S3による溶接接合部分25とを重ね合わせて接合される。
On the other hand, as shown in FIG. 9, the joining
オーバーラップ部26は、摩擦攪拌接合工程S2による摩擦攪拌接合部分24の始端部24aおよび終端部24bに溶接工程S3による溶接接合部分25を重ね合わせて構成される。
The
接合管37、37Aについてさらに詳述する。
The joining
接合管37、37Aは、例えば自動二輪車の車体フレームである。接合管37、37Aは、アルミ合金(JIS H 4100:6N01−T5)を材料とする板厚4mmの中空管である被接合管材41、42を本実施形態に係る接合方法によって接合した構造物である。被接合管材41、42は、軸直交方向断面視において長辺約55mm、短辺約50mmの略方形状断面を有する。
The joining
摩擦攪拌接合工程S2に用いる接合工具14は、ショルダ17の直径約8mm、プローブ16の直径約3mm、プローブ16の突出長さ約1.5mmの形状を有する。摩擦攪拌接合工程S2の接合条件は、接合工具14の回転数約1500rpm、接合工具14の接合速度約100mm/分、接合工具14の前進角約3°、被接合部材に対するプローブ16の挿入量約1.7mm、接合工具14を被接合部材に挿入してから接合工具14の移動を開始するまでの待機時間約4秒、接合工具14の移動を終了してから接合工具14を被接合部材から引き抜くまでの待機時間約1秒とした。
The
溶接工程S3の接合条件は、溶加材にアルミニウム用溶接棒(JIS Z 3232:A5356BY)を使用し、電流値約130Aから170A、接合速度約100mm/分とした。 The welding conditions in the welding step S3 were such that a welding rod for aluminum (JIS Z 3232: A5356BY) was used as the filler material, the current value was about 130 A to 170 A, and the joining speed was about 100 mm / min.
また、接合管37Aは、摩擦攪拌接合工程S2による接合端部と溶接工程S3による接合端部とを約12mm重ねた。これは、接合工具14のショルダ17の直径に対して約1.5倍となる。
Moreover, the joining
次に、接合管37、37Aの接合部分の強度について説明する。
Next, the strength of the joint portion of the
図10は、本発明の実施形態に係る接合方法によって接合された構造物の強度試験の様子を示した図である。 FIG. 10 is a view showing a state of a strength test of a structure joined by the joining method according to the embodiment of the present invention.
図10に示すように、接合管37、37Aの接合強度を評価するために三点曲げ試験を行った。評価対象の接合強度は、接合管37、37Aに対する三点曲げ試験における破断または座屈時の曲げ強さである。
As shown in FIG. 10, a three-point bending test was performed in order to evaluate the joint strength of the
なお、三点曲げ試験における負荷荷重は、摩擦攪拌接合工程S2による摩擦攪拌接合部分24に引っ張り力が生じる方向へ負荷した。
In addition, the load in the three-point bending test was applied in a direction in which a tensile force is generated in the friction
図11は、本発明の実施形態に係る接合方法によって接合された構造物の接合強度の他の例を示した図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the bonding strength of the structures bonded by the bonding method according to the embodiment of the present invention.
図11に示すように、接合管37Aは、接合管37に比べて約2倍の接合強度の向上が見られた。
As shown in FIG. 11, the joining
なお、接合管37の曲げ強さは、接合部で破断した際の曲げ強さである。他方、接合管37Aは母材が座屈変形した際の曲げ強さである。
In addition, the bending strength of the joining
接合管37は、摩擦攪拌接合工程S2により接合された摩擦攪拌接合部分24のみを有する(オーバーラップ部26を有していない)。摩擦攪拌接合部分24は、溶接工程S3における熱影響をほとんど受けていない。すなわち、接合管37は、摩擦攪拌接合工程S2においてプローブ16が通過しない領域(ここでは、摩擦攪拌接合部分24の始端部24a)が、溶接を行われていないまま残っている。
The joining
他方、接合管37Aは、オーバーラップ部26を含む。すなわち、接合管37Aは、摩擦攪拌接合工程S2においてプローブ16が通過しない領域(ここでは、摩擦攪拌接合部分24の始端部24a)が溶接され接合されている。
On the other hand, the joining
したがって、本実施形態に係る接合方法によれば、突合面に隙間(例えば、約0.5mm以上)や段差(例えば、約0.5mm以上)を有する被接合部材を接合する場合、このような隙間や段差を溶接によって接合し、その他の部分を摩擦攪拌接合によって接合することができる。本実施形態に係る接合方法によれば、摩擦攪拌接合による接合が困難な隙間部分や段差部分を確実に接合し高い接合強度を得ることができる。 Therefore, according to the joining method according to the present embodiment, when joining a member to be joined having a gap (for example, about 0.5 mm or more) or a step (for example, about 0.5 mm or more) on the abutting surface, A gap or a step can be joined by welding, and other portions can be joined by friction stir welding. According to the joining method according to the present embodiment, it is possible to reliably join a gap portion or a step portion that is difficult to join by friction stir welding and obtain a high joining strength.
また、本実施形態に係る接合方法によれば、例えば、溶接による接合が困難なガス欠陥が多い厚肉部を有する鋳物の被接合部材や、溶接による接合では十分な接合強度が得られない応力集中部を有する被接合部材に対し、これらの部分を摩擦攪拌接合により接合を行うことが可能になり、接合強度を向上させることができる。 In addition, according to the joining method according to the present embodiment, for example, a member to be joined having a thick portion having many gas defects that are difficult to join by welding, or stress that does not provide sufficient joining strength by joining by welding. These parts can be joined to the member to be joined having the concentrated portion by friction stir welding, and the joining strength can be improved.
さらに、本実施形態に係る接合方法によれば、突合面の隙間(例えば、約0.5mm以上)や段差(例えば、約0.5mm以上)に加え、曲面形状を有する部分、および角形状(単なる角部分や、角部分が連続的に連なる段差部分)を有する部分などの複雑な形状部分(以下、「非平面形状部分」と言う。)を有する被接合部材を接合する場合、非平面形状部分(接合管35における角丸部分32に相当する部分)を溶接によって接合し、その他の略平面な部分(接合管35における辺部分31に相当する部分)を摩擦攪拌接合によって接合することができる。非平面形状部分を有する被接合部材を摩擦攪拌接合のみで接合する場合は、非平面形状部分(接合管35における角丸部分32に相当する部分)の接合が困難になり接合強度が低下する虞があるが、本実施形態に係る接合方法によれば、非平面形状部分(接合管35における角丸部分32に相当する部分)についても確実に接合し高い接合強度を得ることができる。 Furthermore, according to the joining method according to the present embodiment, in addition to a gap (for example, about 0.5 mm or more) or a step (for example, about 0.5 mm or more) on the abutting surface, a portion having a curved surface shape and a square shape ( When joining a member to be joined having a complicated shape portion (hereinafter referred to as “non-planar shape portion”) such as a mere corner portion or a portion having a step portion where corner portions are continuously connected) The portion (the portion corresponding to the rounded corner portion 32 in the joining tube 35) can be joined by welding, and the other substantially planar portion (the portion corresponding to the side portion 31 in the joining tube 35) can be joined by friction stir welding. . When joining the members to be joined having a non-planar shape portion only by friction stir welding, it is difficult to join the non-planar shape portion (the portion corresponding to the rounded corner portion 32 in the joining tube 35), and the joining strength may be reduced. However, according to the joining method according to the present embodiment, a non-planar shape portion (a portion corresponding to the rounded corner portion 32 in the joining tube 35) can be reliably joined to obtain a high joining strength.
さらにまた、本実施形態に係る接合方法によれば、オーバーラップ部26によって、プローブ16が通過しない領域を溶接によって確実に接合し、接合部分の強度を飛躍的に向上できる。
Furthermore, according to the joining method according to the present embodiment, the
また、本実施形態に係る接合方法によれば、オーバーラップ部26によって、摩擦攪拌接合におけるプローブ16の引き抜き孔を溶接工程S3において確実に埋めることが可能となる。このとき、摩擦攪拌接合において形成される摩擦攪拌接合部分24のバリについても溶接工程S3において溶融させて除去できるので、オーバーラップ部26の外観品質を向上できる。
Moreover, according to the joining method according to the present embodiment, the
なお、実施形態に係る接合方法によって接合される構造物は、接合板材22、22A、接合管35、接合管37、37Aに限られず、非平面形状部分を有する中空押し出し材、角パイプ材、各種フレーム材、プレス成形品、鋳造品、鍛造品、焼結品などの被接合部材を背癒合する場合にも適用できる。
Note that the structures to be joined by the joining method according to the embodiment are not limited to the joining
したがって、本発明に係る接合方法によれば、摩擦攪拌接合の長所を活かしつつ、その短所を補うことができる。 Therefore, according to the joining method according to the present invention, the disadvantages can be compensated while taking advantage of the friction stir welding.
11、12 被接合プレート
14 接合工具
15 回転体
16 プローブ
17 ショルダ
21 表面
22、22A 接合板材
24 摩擦攪拌接合部分
24a 始端部
24b 終端部
25 溶接接合部分
25b 終端部
25a 始端部
26 オーバーラップ部
27、28 角丸角管材
31 辺部分
32 角丸部分
35 接合管
37、37A 接合管
41、42 被接合管材
45 角丸部分
46 角部分
47 辺部分
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記突合部の一部に沿って摩擦攪拌を行う摩擦攪拌接合工程と、
前記突合部の他部に沿って溶接を行う溶接工程と、を有し、
前記溶接工程は、前記摩擦攪拌接合工程の後に行い、前記摩擦攪拌接合工程による接合端を前記溶接工程によって接合し、
前記摩擦攪拌接合工程による接合端は、前記摩擦攪拌接合工程におけるプローブの非通過領域であることを特徴とする接合方法。 A butting step of butting a plurality of metal members to be joined to form a butting portion;
A friction stir welding step of performing friction stir along a part of the abutting portion;
A welding step of performing welding along the other part of the abutting part,
The welding step is performed after the friction stir welding step, and joining ends by the friction stir welding step are joined by the welding step ,
The joining method according to claim 1, wherein the joining end in the friction stir welding process is a non-passing region of the probe in the friction stir welding process .
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