JP2000246465A - 摩擦撹拌接合用ツール - Google Patents
摩擦撹拌接合用ツールInfo
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- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/1245—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
- B23K20/1255—Tools therefor, e.g. characterised by the shape of the probe
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 摩擦撹拌接合用ツールとして、被接合部の肉
厚が異なる複数種の被接合材を接合することが可能であ
り、厚肉材を接合対象としても安定した良好な接合品位
を確保できるものを提供する。 【解決手段】 回転駆動部に取り付ける軸状基体２の先
端にプローブ３が同心状に突設され、プローブ３を回転
しつつ被接合材中に埋入させて相対移動することによ
り、被接合材の接合を行う摩擦撹拌接合用ツール１Ａで
あって、プローブ３が先端側を小径として段階的に径の
異なる複数の軸部３ａ，３ｂより構成されている。
厚が異なる複数種の被接合材を接合することが可能であ
り、厚肉材を接合対象としても安定した良好な接合品位
を確保できるものを提供する。 【解決手段】 回転駆動部に取り付ける軸状基体２の先
端にプローブ３が同心状に突設され、プローブ３を回転
しつつ被接合材中に埋入させて相対移動することによ
り、被接合材の接合を行う摩擦撹拌接合用ツール１Ａで
あって、プローブ３が先端側を小径として段階的に径の
異なる複数の軸部３ａ，３ｂより構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、摩擦撹拌接合法
によって被接合材を接合する際の加工ヘッドとして用い
られる摩擦撹拌接合用ツールに関する。
によって被接合材を接合する際の加工ヘッドとして用い
られる摩擦撹拌接合用ツールに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、金属材の溶接やロウ付けに代わる
新しい接合手段として、摩擦撹拌接合（Ｆｒｉｃｔｉｏ
ｎ Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ）法が登場している。こ
の接合法は、例えば特表平７−５０５０９０号公報に開
示されているように、被加工物よりも硬い材質のプロー
ブ（棒状物）を高速回転させながら被加工物に摺接させ
た際に、この摺接部分で発生する摩擦熱と圧力によって
被加工物素材が塑性流動化するため、該プローブが被加
工物中に埋入して且つこの埋入状態のまま被加工物中を
移動可能になることを利用したものである。
新しい接合手段として、摩擦撹拌接合（Ｆｒｉｃｔｉｏ
ｎ Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ）法が登場している。こ
の接合法は、例えば特表平７−５０５０９０号公報に開
示されているように、被加工物よりも硬い材質のプロー
ブ（棒状物）を高速回転させながら被加工物に摺接させ
た際に、この摺接部分で発生する摩擦熱と圧力によって
被加工物素材が塑性流動化するため、該プローブが被加
工物中に埋入して且つこの埋入状態のまま被加工物中を
移動可能になることを利用したものである。
【０００３】例えば、金属板同士の突き合わせ接合線に
沿ってプローブを前記埋入状態で相対移動させると、進
行するプローブの前方側で塑性流動した両金属板の素材
が撹拌混練されながら該プローブの後方側へ漸次移行
し、後方側では摩擦熱を失って急速に冷却固化するか
ら、両金属板は互いの素材同士が撹拌混練されて完全に
一体化した状態で接合される。この場合、素材が塑性流
動する温度は融点よりもかなり低く、接合は固相接合の
範疇に入り、接合過程を通して金属材への入熱量は溶接
やロウ付けに比較して極めて少なく、且つ凝固収縮に伴
う応力の発生もないから、接合部近傍の熱歪みによる変
形や割れを生じにくいという利点がある。
沿ってプローブを前記埋入状態で相対移動させると、進
行するプローブの前方側で塑性流動した両金属板の素材
が撹拌混練されながら該プローブの後方側へ漸次移行
し、後方側では摩擦熱を失って急速に冷却固化するか
ら、両金属板は互いの素材同士が撹拌混練されて完全に
一体化した状態で接合される。この場合、素材が塑性流
動する温度は融点よりもかなり低く、接合は固相接合の
範疇に入り、接合過程を通して金属材への入熱量は溶接
やロウ付けに比較して極めて少なく、且つ凝固収縮に伴
う応力の発生もないから、接合部近傍の熱歪みによる変
形や割れを生じにくいという利点がある。
【０００４】従来、このような摩擦撹拌接合における加
工ヘッドとして、一般的に図５に示すような摩擦撹拌接
合用ツール（11）が使用されている。このツール（11）
は、回転駆動部（図示省略）に取り付ける軸状基体（1
2）の先端に、ねじ軸状のプローブ（13）が同心状に突
設されており、軸状基体（12）とプローブ（13）の根元
との段差をなすショルダー部（14）が中央側にやや窪ん
だ形になっている。しかして、摩擦撹拌接合において
は、図６に示すように、被接合材（Ｗ）の被接合部
（Ｃ）に、その肉厚（ｔ）に略等しい長さのプローブ
（12）を高速回転させつつ接合方向に対して軸線が若干
後傾した状態で根元まで埋入させ、この埋入状態でツー
ル（10）側又は被接合材（Ｗ）側を移動させるが、この
ときショルダー部（14）が塑性流動した素材を上から押
さえて接合表面を均すことになる。
工ヘッドとして、一般的に図５に示すような摩擦撹拌接
合用ツール（11）が使用されている。このツール（11）
は、回転駆動部（図示省略）に取り付ける軸状基体（1
2）の先端に、ねじ軸状のプローブ（13）が同心状に突
設されており、軸状基体（12）とプローブ（13）の根元
との段差をなすショルダー部（14）が中央側にやや窪ん
だ形になっている。しかして、摩擦撹拌接合において
は、図６に示すように、被接合材（Ｗ）の被接合部
（Ｃ）に、その肉厚（ｔ）に略等しい長さのプローブ
（12）を高速回転させつつ接合方向に対して軸線が若干
後傾した状態で根元まで埋入させ、この埋入状態でツー
ル（10）側又は被接合材（Ｗ）側を移動させるが、この
ときショルダー部（14）が塑性流動した素材を上から押
さえて接合表面を均すことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、従来の摩擦撹
拌接合においては、接合対象とする被接合部（Ｃ）の肉
厚（ｔ）が変わる毎にツール（11）を交換する必要があ
り、その交換に手間を要して加工能率が悪い上、プロー
ブ（12）の長さが異なる多種のツール（11）を用意せね
ばならず、それだけ設備コストが高く付くという問題が
あった。また、接合対象が厚肉材である場合、特に被接
合部（Ｃ）の肉厚（ｔ）が７ｍｍ以上のものでは、接合
部に欠陥が発生し易くなるため、良好な接合品を安定的
に得ることが困難であった。
拌接合においては、接合対象とする被接合部（Ｃ）の肉
厚（ｔ）が変わる毎にツール（11）を交換する必要があ
り、その交換に手間を要して加工能率が悪い上、プロー
ブ（12）の長さが異なる多種のツール（11）を用意せね
ばならず、それだけ設備コストが高く付くという問題が
あった。また、接合対象が厚肉材である場合、特に被接
合部（Ｃ）の肉厚（ｔ）が７ｍｍ以上のものでは、接合
部に欠陥が発生し易くなるため、良好な接合品を安定的
に得ることが困難であった。
【０００６】この発明は、上述の事情に鑑みて、摩擦撹
拌接合用ツールとして、被接合部の肉厚が異なる複数種
の被接合材を接合することが可能であり、しかも厚肉材
を接合対象としても安定した良好な接合品位を確保でき
るものを提供することを目的としている。
拌接合用ツールとして、被接合部の肉厚が異なる複数種
の被接合材を接合することが可能であり、しかも厚肉材
を接合対象としても安定した良好な接合品位を確保でき
るものを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る摩擦撹拌接合用ツールは、回転駆動
部に取り付ける軸状基体の先端に同心状に突設されたプ
ローブが、先端側を小径として段階的に径の異なる複数
の軸部より構成されていることを特徴としている。
に、この発明に係る摩擦撹拌接合用ツールは、回転駆動
部に取り付ける軸状基体の先端に同心状に突設されたプ
ローブが、先端側を小径として段階的に径の異なる複数
の軸部より構成されていることを特徴としている。
【０００８】すなわち、この摩擦撹拌接合用ツールで
は、プローブにおける径の異なる軸部間の段差部分がシ
ョルダー部として機能するから、例えばプローブが基部
側の軸部と先端側の軸部との２段構成であれば、被接合
部の肉厚がプローブの全長に対応する場合と、先端側の
軸部の長さに対応する場合との２種の接合に利用でき、
同様に３段構成で３種、４段構成で４種と、段数分に相
当する種類の接合に共用可能である。
は、プローブにおける径の異なる軸部間の段差部分がシ
ョルダー部として機能するから、例えばプローブが基部
側の軸部と先端側の軸部との２段構成であれば、被接合
部の肉厚がプローブの全長に対応する場合と、先端側の
軸部の長さに対応する場合との２種の接合に利用でき、
同様に３段構成で３種、４段構成で４種と、段数分に相
当する種類の接合に共用可能である。
【０００９】一方、従来の摩擦撹拌接合ツールによる厚
肉材の接合における既述の欠陥は、接合部の厚み方向中
間位置に発生し易いことが確認されている。これは、摩
擦撹拌接合の過程で、被接合部の上位側ではショルダー
部による押圧力が加わり、また下位側ではプローブの先
端面による撹拌力が付加するのに対し、中間位置ではプ
ローブ周面による摩擦だけで撹拌力が弱いため、被接合
材同士の素材の混じり合いが不充分になって接合不足に
陥り易いものと推測される。しかるに、この発明の摩擦
撹拌接合用ツールでは、プローブの複数段の軸部（２段
構成ではプローブ全長）を埋入させる形で摩擦撹拌接合
を行う場合、軸部間の段差部分のショルダー部が被接合
部の厚み方向中間位置にくるため、このショルダー部に
よる押圧力と摩擦が加わって中間位置での撹拌力も大き
くなり、もって厚肉材を接合対象としても欠陥の発生が
抑えられる。
肉材の接合における既述の欠陥は、接合部の厚み方向中
間位置に発生し易いことが確認されている。これは、摩
擦撹拌接合の過程で、被接合部の上位側ではショルダー
部による押圧力が加わり、また下位側ではプローブの先
端面による撹拌力が付加するのに対し、中間位置ではプ
ローブ周面による摩擦だけで撹拌力が弱いため、被接合
材同士の素材の混じり合いが不充分になって接合不足に
陥り易いものと推測される。しかるに、この発明の摩擦
撹拌接合用ツールでは、プローブの複数段の軸部（２段
構成ではプローブ全長）を埋入させる形で摩擦撹拌接合
を行う場合、軸部間の段差部分のショルダー部が被接合
部の厚み方向中間位置にくるため、このショルダー部に
よる押圧力と摩擦が加わって中間位置での撹拌力も大き
くなり、もって厚肉材を接合対象としても欠陥の発生が
抑えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例につい
て、図面を参照して具体的に説明する。図１及び図２は
第一実施例、図３及び図４は第二実施例を示す。
て、図面を参照して具体的に説明する。図１及び図２は
第一実施例、図３及び図４は第二実施例を示す。
【００１１】図１に示すように、第一実施例の摩擦撹拌
接合ツール（１Ａ）は、回転駆動部（図示省略）に取り
付ける軸状基体（２）の先端にプローブ（３）が同心状
に突設されており、該プローブ（３）が太径の基部側軸
部（３ａ）と細径の先端側軸部（３ｂ）との２段構成で
あり、両軸部（３ａ）（３ｂ）の外周には螺条（５）が
刻設されている。そして、軸状基体（２）とプローブ
（３）の根元との段差が第一ショルダー部（４ａ）をな
すと共に、基部側軸部（３ａ）と先端側軸部（３ｂ）と
の間の段差が第二ショルダー部（４ｂ）をなし、両ショ
ルダー部（４ａ）（４ｂ）は共に中央側に低く窪んだ形
になっている。
接合ツール（１Ａ）は、回転駆動部（図示省略）に取り
付ける軸状基体（２）の先端にプローブ（３）が同心状
に突設されており、該プローブ（３）が太径の基部側軸
部（３ａ）と細径の先端側軸部（３ｂ）との２段構成で
あり、両軸部（３ａ）（３ｂ）の外周には螺条（５）が
刻設されている。そして、軸状基体（２）とプローブ
（３）の根元との段差が第一ショルダー部（４ａ）をな
すと共に、基部側軸部（３ａ）と先端側軸部（３ｂ）と
の間の段差が第二ショルダー部（４ｂ）をなし、両ショ
ルダー部（４ａ）（４ｂ）は共に中央側に低く窪んだ形
になっている。
【００１２】この摩擦撹拌接合ツール（１Ａ）は、プロ
ーブ（３）の全長をＬ1 、先端側軸部（３ｂ）の長さを
Ｌ2 とすれば、被接合部の肉厚がＬ1 ，Ｌ2 に略等しい
２種の被接合材の接合に共用できる。すなわち、図２
（イ）に示す厚肉の被接合材（Ｗ1 ）は肉厚ｔ1 がＬ1
にほぼ等しいため、その一対を突き合わせて摩擦撹拌接
合する場合、ツール（１Ａ）を接合方向（矢印ａ）に対
して軸線（Ｏ）が若干後傾した状態で高速回転させつ
つ、第一ショルダー部（４ａ）が被接合材（Ｗ1 ）の表
面に接するように、プローブ（３）を突き合わせた被接
合部（Ｃ）に根元まで埋入させ、この埋入状態でツール
（１Ａ）を相対移動させればよい。また、図２（ロ）に
示す薄肉の被接合材（Ｗ2 ）は肉厚ｔ2 がＬ2 にほぼ等
しいため、同様の接合に際し、ツール（１Ａ）を前記同
様に高速回転させつつ、第二ショルダー部（４ｂ）が被
接合材（Ｗ2 ）の表面に接するように、プローブ（３）
の先端側軸部（３ｂ）を被接合部（Ｃ）に埋入させ、こ
の埋入状態でツール（１Ａ）を相対移動させればよい。
ーブ（３）の全長をＬ1 、先端側軸部（３ｂ）の長さを
Ｌ2 とすれば、被接合部の肉厚がＬ1 ，Ｌ2 に略等しい
２種の被接合材の接合に共用できる。すなわち、図２
（イ）に示す厚肉の被接合材（Ｗ1 ）は肉厚ｔ1 がＬ1
にほぼ等しいため、その一対を突き合わせて摩擦撹拌接
合する場合、ツール（１Ａ）を接合方向（矢印ａ）に対
して軸線（Ｏ）が若干後傾した状態で高速回転させつ
つ、第一ショルダー部（４ａ）が被接合材（Ｗ1 ）の表
面に接するように、プローブ（３）を突き合わせた被接
合部（Ｃ）に根元まで埋入させ、この埋入状態でツール
（１Ａ）を相対移動させればよい。また、図２（ロ）に
示す薄肉の被接合材（Ｗ2 ）は肉厚ｔ2 がＬ2 にほぼ等
しいため、同様の接合に際し、ツール（１Ａ）を前記同
様に高速回転させつつ、第二ショルダー部（４ｂ）が被
接合材（Ｗ2 ）の表面に接するように、プローブ（３）
の先端側軸部（３ｂ）を被接合部（Ｃ）に埋入させ、こ
の埋入状態でツール（１Ａ）を相対移動させればよい。
【００１３】しかして、上記前者の厚肉の被接合材（Ｗ
1 ）の摩擦撹拌接合においては、プローブ（３）の第二
ショルダー部（４ｂ）が被接合部（Ｃ）の厚み方向中間
位置にくるため、この第二ショルダー部（４ｂ）による
押圧力と摩擦によって該中間位置に強い撹拌力が働くこ
とになる。従って、厚肉材を接合対象とする場合、既述
のように従来の摩擦撹拌接合では厚み方向中間位置にお
ける撹拌力の不足による欠陥が発生し易かったが、この
摩擦撹拌接合用ツール（１Ａ）にて図２（イ）に示すよ
うにプローブ（３）の全長を埋入させる形で接合を行う
ことにより、従来では困難であった被接合部の厚みが７
ｍｍ以上であるものは無論のこと、同厚みが１０ｍｍを
越える場合でも良好な接合品を安定的に得ることが可能
である。図３に示す第二実施例の摩擦撹拌接合ツール
（１Ｂ）では、軸状基体（２）の先端に突設されたプロ
ーブ（３）は、太径の基部側軸部（３ａ）と、中間径の
中間軸部（３ｂ）と、細径の先端側軸部（３ｃ）との３
段構成であり、各軸部（３ａ）〜（３ｃ）の外周にはや
はり螺条（５）が刻設されている。そして、軸状基体
（２）とプローブ（３）の根元との段差が第一ショルダ
ー部（４ａ）、基部側軸部（３ａ）と中間軸部（３ｂ）
との段差が第二ショルダー部（４ｂ）、中間軸部（３
ｂ）と先端側軸部（３ｃ）との段差が第三ショルダー部
（４ｃ）となり、これらショルダー部（４ａ）〜（４
ｃ）はいずれも中央側に低く窪んだ形になっている。
1 ）の摩擦撹拌接合においては、プローブ（３）の第二
ショルダー部（４ｂ）が被接合部（Ｃ）の厚み方向中間
位置にくるため、この第二ショルダー部（４ｂ）による
押圧力と摩擦によって該中間位置に強い撹拌力が働くこ
とになる。従って、厚肉材を接合対象とする場合、既述
のように従来の摩擦撹拌接合では厚み方向中間位置にお
ける撹拌力の不足による欠陥が発生し易かったが、この
摩擦撹拌接合用ツール（１Ａ）にて図２（イ）に示すよ
うにプローブ（３）の全長を埋入させる形で接合を行う
ことにより、従来では困難であった被接合部の厚みが７
ｍｍ以上であるものは無論のこと、同厚みが１０ｍｍを
越える場合でも良好な接合品を安定的に得ることが可能
である。図３に示す第二実施例の摩擦撹拌接合ツール
（１Ｂ）では、軸状基体（２）の先端に突設されたプロ
ーブ（３）は、太径の基部側軸部（３ａ）と、中間径の
中間軸部（３ｂ）と、細径の先端側軸部（３ｃ）との３
段構成であり、各軸部（３ａ）〜（３ｃ）の外周にはや
はり螺条（５）が刻設されている。そして、軸状基体
（２）とプローブ（３）の根元との段差が第一ショルダ
ー部（４ａ）、基部側軸部（３ａ）と中間軸部（３ｂ）
との段差が第二ショルダー部（４ｂ）、中間軸部（３
ｂ）と先端側軸部（３ｃ）との段差が第三ショルダー部
（４ｃ）となり、これらショルダー部（４ａ）〜（４
ｃ）はいずれも中央側に低く窪んだ形になっている。
【００１４】この摩擦撹拌接合ツール（１Ｂ）では、プ
ローブ（３）の全長をＬ1 、中間軸部（３ｂ）と先端側
軸部（３ｃ）との合計長さをＬ2 、先端側軸部（３ｃ）
の長さをＬ3 として、被接合部の肉厚がＬ1 〜Ｌ3 のい
ずれかに略等しい３種の被接合材の接合に共用できる。
図４の実線で示すように、肉厚ｔ1 がＬ1 にほぼ等しい
厚肉の被接合材（Ｗ1 ）が接合対象であれば、第一ショ
ルダー部（４ａ）が被接合材（Ｗ1 ）の表面に接するよ
うにプローブ（３）の全長を被接合部（Ｃ）に埋入させ
て前記第一実施例同様に摩擦撹拌接合を行えばよい。そ
して、図４の仮想線で示すように、肉厚ｔ2 がＬ2 にほ
ぼ等しい被接合材（Ｗ2 ）が接合対象であれば第二ショ
ルダー部（４ｂ）の位置まで、また肉厚ｔ3 がＬ3 にほ
ぼ等しい被接合材（Ｗ3 ）であれば第三ショルダー部
（４ｃ）の位置まで、それぞれプローブ（３）を被接合
部（Ｃ）に埋入させて前記第一実施例同様に摩擦撹拌接
合を行えばよい。
ローブ（３）の全長をＬ1 、中間軸部（３ｂ）と先端側
軸部（３ｃ）との合計長さをＬ2 、先端側軸部（３ｃ）
の長さをＬ3 として、被接合部の肉厚がＬ1 〜Ｌ3 のい
ずれかに略等しい３種の被接合材の接合に共用できる。
図４の実線で示すように、肉厚ｔ1 がＬ1 にほぼ等しい
厚肉の被接合材（Ｗ1 ）が接合対象であれば、第一ショ
ルダー部（４ａ）が被接合材（Ｗ1 ）の表面に接するよ
うにプローブ（３）の全長を被接合部（Ｃ）に埋入させ
て前記第一実施例同様に摩擦撹拌接合を行えばよい。そ
して、図４の仮想線で示すように、肉厚ｔ2 がＬ2 にほ
ぼ等しい被接合材（Ｗ2 ）が接合対象であれば第二ショ
ルダー部（４ｂ）の位置まで、また肉厚ｔ3 がＬ3 にほ
ぼ等しい被接合材（Ｗ3 ）であれば第三ショルダー部
（４ｃ）の位置まで、それぞれプローブ（３）を被接合
部（Ｃ）に埋入させて前記第一実施例同様に摩擦撹拌接
合を行えばよい。
【００１５】この第二実施例の摩擦撹拌接合ツール（１
Ｂ）においても、被接合部（Ｃ）にプローブ（３）の全
長を埋入させて接合を行う際には第二及び第三ショルダ
ー部（４ｂ）（４ｃ）が、また中間軸部（３ｂ）と先端
側軸部（３ｃ）を埋入させて接合を行う際には第三ショ
ルダー部（４ｂ）（４ｃ）が、被接合部（Ｃ）の厚み方
向中間部で強い撹拌力を付与することになるから、前記
第一実施例のツール（１Ａ）と同様に厚肉材の接合に好
ましく適用できる。
Ｂ）においても、被接合部（Ｃ）にプローブ（３）の全
長を埋入させて接合を行う際には第二及び第三ショルダ
ー部（４ｂ）（４ｃ）が、また中間軸部（３ｂ）と先端
側軸部（３ｃ）を埋入させて接合を行う際には第三ショ
ルダー部（４ｂ）（４ｃ）が、被接合部（Ｃ）の厚み方
向中間部で強い撹拌力を付与することになるから、前記
第一実施例のツール（１Ａ）と同様に厚肉材の接合に好
ましく適用できる。
【００１６】なお、前記第一及び第二実施例ではプロー
ブ（３）が２段及び３段構成であるものを示したが、こ
の発明の摩擦撹拌接合用ツールは４段以上の多段構成と
することも可能である。また、プローブ（３）の全長、
各軸部の長さ比率及び径、各ショルダー部の幅等につい
ては、接合対象とする被接合材の寸法や材質に応じて種
々設定できる。なお、この発明に係る摩擦撹拌接合用ツ
ールは、例示したような被接合材同士の突き合わせ部に
限らず、重ね合わせ部や嵌合部の接合にも適用できるこ
とは言うまでもない。
ブ（３）が２段及び３段構成であるものを示したが、こ
の発明の摩擦撹拌接合用ツールは４段以上の多段構成と
することも可能である。また、プローブ（３）の全長、
各軸部の長さ比率及び径、各ショルダー部の幅等につい
ては、接合対象とする被接合材の寸法や材質に応じて種
々設定できる。なお、この発明に係る摩擦撹拌接合用ツ
ールは、例示したような被接合材同士の突き合わせ部に
限らず、重ね合わせ部や嵌合部の接合にも適用できるこ
とは言うまでもない。
【００１７】
【発明の効果】この発明によれば、軸状基体の先端に突
設されたプローブを回転しつつ被接合材中に埋入させて
相対移動することによって当該被接合材の接合を行う摩
擦撹拌接合用ツールとして、被接合部の肉厚が異なる複
数種の被接合材の接合に共用することが可能であり、し
かも厚肉材を接合対象としても安定した良好な接合品位
を確保できるものが提供される。
設されたプローブを回転しつつ被接合材中に埋入させて
相対移動することによって当該被接合材の接合を行う摩
擦撹拌接合用ツールとして、被接合部の肉厚が異なる複
数種の被接合材の接合に共用することが可能であり、し
かも厚肉材を接合対象としても安定した良好な接合品位
を確保できるものが提供される。
【図１】 この発明の第一実施例に係る摩擦撹拌接合用
ツールの要部の半断面側面図である。
ツールの要部の半断面側面図である。
【図２】 同第一実施例の摩擦撹拌接合用ツールによる
接合状態を示し、（イ）図は接合対象が厚肉材である場
合の縦断側面図、（ロ）図は接合対象が薄肉材である場
合の縦断側面図である。
接合状態を示し、（イ）図は接合対象が厚肉材である場
合の縦断側面図、（ロ）図は接合対象が薄肉材である場
合の縦断側面図である。
【図３】 この発明の第二実施例に係る摩擦撹拌接合用
ツールの要部の半断面側面図である。
ツールの要部の半断面側面図である。
【図４】 同第二実施例の摩擦撹拌接合用ツールによる
接合状態を示す縦断側面図である。
接合状態を示す縦断側面図である。
【図５】 従来の摩擦撹拌接合用ツールの要部の半断面
側面図である。
側面図である。
【図６】 従来の摩擦撹拌接合用ツールによる接合状態
を示す縦断側面図である。
を示す縦断側面図である。
１Ａ，１Ｂ・・・・・摩擦撹拌接合用ツール ２・・・・・・・・・軸状基体 ３・・・・・・・・・プローブ ３ａ〜３ｂ・・・・・軸部 ４ａ〜４ｃ・・・・・ショルダー部 Ｗ1 〜Ｗ3 ・・・・・被接合材 Ｃ・・・・・・・・・被接合部
Claims (1)
- 【請求項１】 回転駆動部に取り付ける軸状基体の先端
にプローブが同心状に突設され、該プローブを回転しつ
つ被接合材中に埋入させて相対移動することによって当
該被接合材の接合を行う摩擦撹拌接合用ツールにおい
て、 前記プローブが先端側を小径として段階的に径の異なる
複数の軸部より構成されていることを特徴とする摩擦撹
拌接合用ツール。
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|---|---|
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Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6510975B2 (en) * | 2000-05-31 | 2003-01-28 | Showa Denko K.K. | Friction agitation joining tool and friction agitation joining method using the same |
| WO2002078893A3 (en) * | 2001-03-29 | 2003-03-06 | Mazda Motor | Friction stir welding method and apparatus |
| JP3401499B2 (ja) | 2001-03-29 | 2003-04-28 | マツダ株式会社 | 摩擦撹拌を用いた接合装置 |
| JP3452018B2 (ja) | 2000-03-24 | 2003-09-29 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法及び接合ツール |
| US6676008B1 (en) * | 2002-04-30 | 2004-01-13 | Edison Welding Institute | Friction stir welding of corner configurations |
| EP1514632A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-16 | The Boeing Company | Apparatus and method for friction stir welding with a variable speed pin |
| US6915939B2 (en) * | 2000-09-21 | 2005-07-12 | Showa Denko K.K. | Friction agitation joining tool |
| WO2005092558A1 (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Nihon University | 摩擦圧接による金属板の接合方法及び装置 |
| JP2007160370A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Hino Motors Ltd | 摩擦撹拌接合ツール |
| US7360677B2 (en) | 2003-12-05 | 2008-04-22 | Mazda Motor Corporation | Spot joining method of metal members and spot joining apparatus of metal members |
| JP2008132524A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Kurimoto Ltd | 摩擦撹拌用回転工具 |
| ITRM20090144A1 (it) * | 2009-03-27 | 2010-09-28 | Univ Palermo | Utensile di saldatura per attrito |
| US7857192B2 (en) | 2006-03-16 | 2010-12-28 | Showa Denko K.K. | Friction stir welding tool and friction stir welding method |
| JP2012143808A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Suzuki Motor Corp | 接合方法および接合用工具 |
| CN104718046A (zh) * | 2012-09-06 | 2015-06-17 | 株式会社Uacj | 搅拌摩擦点焊用旋转工具及使用该旋转工具的搅拌摩擦点焊方法 |
| CN104985321A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-10-21 | 辽宁石油化工大学 | 一种手工操作的搅拌摩焊接设备及方法 |
| JP2016147313A (ja) * | 2016-05-23 | 2016-08-18 | 日本軽金属株式会社 | 摩擦攪拌接合方法 |
| CN107088702A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-08-25 | 哈尔滨万洲焊接技术有限公司 | 一种能实现单次焊接双道成形的搅拌摩擦焊焊具 |
| CN111405960A (zh) * | 2018-02-01 | 2020-07-10 | 日本轻金属株式会社 | 液冷套的制造方法 |
| CN111745285A (zh) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 本田技研工业株式会社 | 搅拌摩擦接合用工具 |
| CN111843172A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-30 | 兰州理工大学 | 一种填丝搅拌摩擦焊接方法 |
| CN113020776A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 沈阳航空航天大学 | 一种用于金属与热塑性聚合物焊接的搅拌头及焊接方法 |
| US11654508B2 (en) | 2017-09-27 | 2023-05-23 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Method for producing liquid-cooled jacket |
| US11654507B2 (en) | 2017-12-18 | 2023-05-23 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Method for manufacturing liquid-cooling jacket |
| US11707798B2 (en) | 2018-04-02 | 2023-07-25 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Method for manufacturing liquid-cooled jacket |
| US11707799B2 (en) | 2018-12-19 | 2023-07-25 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Joining method |
| US11712748B2 (en) | 2017-09-27 | 2023-08-01 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Method for producing liquid-cooled jacket |
| US12059741B2 (en) | 2018-04-02 | 2024-08-13 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Method for manufacturing liquid-cooling jacket using a rotary tool with a pin step portion on a base side pin and a spiral groove on a tip side pin |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP11048218A patent/JP2000246465A/ja active Pending
Cited By (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3452018B2 (ja) | 2000-03-24 | 2003-09-29 | 日本軽金属株式会社 | 接合方法及び接合ツール |
| US6510975B2 (en) * | 2000-05-31 | 2003-01-28 | Showa Denko K.K. | Friction agitation joining tool and friction agitation joining method using the same |
| US6915939B2 (en) * | 2000-09-21 | 2005-07-12 | Showa Denko K.K. | Friction agitation joining tool |
| WO2002078893A3 (en) * | 2001-03-29 | 2003-03-06 | Mazda Motor | Friction stir welding method and apparatus |
| JP3401499B2 (ja) | 2001-03-29 | 2003-04-28 | マツダ株式会社 | 摩擦撹拌を用いた接合装置 |
| US6676008B1 (en) * | 2002-04-30 | 2004-01-13 | Edison Welding Institute | Friction stir welding of corner configurations |
| EP1514632A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-16 | The Boeing Company | Apparatus and method for friction stir welding with a variable speed pin |
| US6913186B2 (en) | 2003-09-11 | 2005-07-05 | The Boeing Company | Apparatus and method for friction stir welding with a variable speed pin |
| US7360677B2 (en) | 2003-12-05 | 2008-04-22 | Mazda Motor Corporation | Spot joining method of metal members and spot joining apparatus of metal members |
| WO2005092558A1 (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Nihon University | 摩擦圧接による金属板の接合方法及び装置 |
| JPWO2005092558A1 (ja) * | 2004-03-25 | 2008-02-07 | 学校法人日本大学 | 摩擦圧接による金属板の接合方法及び装置 |
| JP4592103B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2010-12-01 | 学校法人日本大学 | 摩擦圧接による金属板材の接合方法及びその装置 |
| JP2007160370A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Hino Motors Ltd | 摩擦撹拌接合ツール |
| US7857192B2 (en) | 2006-03-16 | 2010-12-28 | Showa Denko K.K. | Friction stir welding tool and friction stir welding method |
| JP2008132524A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Kurimoto Ltd | 摩擦撹拌用回転工具 |
| ITRM20090144A1 (it) * | 2009-03-27 | 2010-09-28 | Univ Palermo | Utensile di saldatura per attrito |
| JP2012143808A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Suzuki Motor Corp | 接合方法および接合用工具 |
| US20150174697A1 (en) * | 2012-09-06 | 2015-06-25 | Uacj Corporation | Rotating tool for friction stir welding and friction stir welding method using same |
| CN104718046A (zh) * | 2012-09-06 | 2015-06-17 | 株式会社Uacj | 搅拌摩擦点焊用旋转工具及使用该旋转工具的搅拌摩擦点焊方法 |
| US9676055B2 (en) * | 2012-09-06 | 2017-06-13 | Uacj Corporation | Rotating tool for friction stir welding and friction stir welding method using same |
| CN104985321A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-10-21 | 辽宁石油化工大学 | 一种手工操作的搅拌摩焊接设备及方法 |
| CN104985321B (zh) * | 2015-07-16 | 2016-11-23 | 辽宁石油化工大学 | 一种手工操作的搅拌摩擦焊接设备及方法 |
| JP2016147313A (ja) * | 2016-05-23 | 2016-08-18 | 日本軽金属株式会社 | 摩擦攪拌接合方法 |
| CN107088702A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-08-25 | 哈尔滨万洲焊接技术有限公司 | 一种能实现单次焊接双道成形的搅拌摩擦焊焊具 |
| US11654508B2 (en) | 2017-09-27 | 2023-05-23 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Method for producing liquid-cooled jacket |
| US11712748B2 (en) | 2017-09-27 | 2023-08-01 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Method for producing liquid-cooled jacket |
| US11654507B2 (en) | 2017-12-18 | 2023-05-23 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Method for manufacturing liquid-cooling jacket |
| CN111405960B (zh) * | 2018-02-01 | 2022-03-08 | 日本轻金属株式会社 | 液冷套的制造方法 |
| CN111405960A (zh) * | 2018-02-01 | 2020-07-10 | 日本轻金属株式会社 | 液冷套的制造方法 |
| US11707798B2 (en) | 2018-04-02 | 2023-07-25 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Method for manufacturing liquid-cooled jacket |
| US12059741B2 (en) | 2018-04-02 | 2024-08-13 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Method for manufacturing liquid-cooling jacket using a rotary tool with a pin step portion on a base side pin and a spiral groove on a tip side pin |
| US11707799B2 (en) | 2018-12-19 | 2023-07-25 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Joining method |
| CN111745285A (zh) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 本田技研工业株式会社 | 搅拌摩擦接合用工具 |
| CN111843172A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-30 | 兰州理工大学 | 一种填丝搅拌摩擦焊接方法 |
| CN111843172B (zh) * | 2020-07-09 | 2021-09-10 | 兰州理工大学 | 一种填丝搅拌摩擦焊接方法 |
| CN113020776A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 沈阳航空航天大学 | 一种用于金属与热塑性聚合物焊接的搅拌头及焊接方法 |
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