[發(fā)明專(zhuān)利]摩擦攪拌焊接方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01104522.1
• 申請(qǐng)日: 2001-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1312141A
• 公開(kāi)（公告）日: 2001-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江角昌邦;福寄一成;水崎剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類(lèi)號(hào): B21D47/01
• 分類(lèi)號(hào): B21D47/01;B23K20/12;F16B5/08
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 孫征

本發(fā)明涉及一種摩擦攪拌焊接，例如涉及一種圓形焊接。

如日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.Hei9-309164(EP?0797043?A2)中所示，摩擦攪拌焊接方法是這樣一種方法：通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)插入在一個(gè)焊接部之中的圓棒(稱(chēng)為“旋轉(zhuǎn)工具”)并沿一焊線移動(dòng)旋轉(zhuǎn)工具，然后焊接部被加熱、軟化并塑性流體化，并且成固狀地焊接。

旋轉(zhuǎn)工具包括一個(gè)插入焊接部的小直徑部(稱(chēng)為“銷(xiāo)”)和定位在旋轉(zhuǎn)工具小直徑部外側(cè)的一個(gè)大直徑部。旋轉(zhuǎn)工具的小直徑部和大直徑部具有相同的軸線。旋轉(zhuǎn)工具的大直徑部轉(zhuǎn)動(dòng)。

在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.Hei11-197855中公開(kāi)了一種焊接方法，其中兩個(gè)部件的一個(gè)焊線是一個(gè)環(huán)形(一種圓形)。在焊接的起點(diǎn)和終點(diǎn)重合后，終點(diǎn)完成在焊線的一個(gè)環(huán)形內(nèi)部或一個(gè)環(huán)形部中。因此，摩擦攪拌焊接完成并從要焊接的部件中抽出旋轉(zhuǎn)工具，由于旋轉(zhuǎn)工具的小直徑部(銷(xiāo))而在要焊接的部件上留下一個(gè)孔。當(dāng)抽出位置是要焊接的一個(gè)環(huán)形位置時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)度問(wèn)題。

此外，旋轉(zhuǎn)工具包括一個(gè)插入一焊接部中的小直徑部和一個(gè)位于小直徑部外側(cè)上的大直徑部。旋轉(zhuǎn)工具傾斜插在部件上。傾斜方向傾斜成在旋轉(zhuǎn)工具的一個(gè)移動(dòng)方向中(要焊接的方向)旋轉(zhuǎn)工具的小直徑部一側(cè)位于旋轉(zhuǎn)工具的大直徑部一側(cè)的前部。換句話說(shuō)，旋轉(zhuǎn)工具向一后部?jī)A斜。以上事實(shí)還在日本專(zhuān)利公開(kāi)文本No.Hei9-508073(EP0752926B1)中示出。

在日本專(zhuān)利中請(qǐng)公開(kāi)No.Hei11-197855中，傾斜的旋轉(zhuǎn)工具以一個(gè)圓形移動(dòng)。傾斜的旋轉(zhuǎn)工具在圓形中移動(dòng)很困難。為了對(duì)應(yīng)于各種圓形，考慮使用一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)行焊接。在此機(jī)床中，要焊接的部件固定在一個(gè)平臺(tái)上，旋轉(zhuǎn)工具安裝在一個(gè)主軸上，主軸傾斜，而且主軸在此圓形中移動(dòng)。但是，為了保持主軸在一個(gè)圓形移動(dòng)方向中預(yù)定的傾角，必須隨著在圓形中的移動(dòng)改變傾角，結(jié)果準(zhǔn)備過(guò)程非常不容易。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種摩擦攪拌焊接，其中可以容易地進(jìn)行一種環(huán)形或圓形(包括圓弧)的摩擦攪拌焊接。

以上目的可以通過(guò)提供一種摩擦攪拌焊接方法而取得，其特征在于，將一第一部件和一第二部件固定在一機(jī)床的一個(gè)平臺(tái)上，對(duì)此一個(gè)旋轉(zhuǎn)工具安裝在一個(gè)主軸上，并且相對(duì)于旋轉(zhuǎn)工具的一軸線中心并相對(duì)于其中第一和第二部件焊接的一個(gè)方向在平臺(tái)傾斜的狀態(tài)下，通過(guò)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)工具移動(dòng)要焊接的部分，可以根據(jù)一種摩擦攪拌焊接對(duì)此部分進(jìn)行焊接。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一摩擦攪拌焊接裝置的一個(gè)側(cè)視圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的焊接流程圖；

圖3是在焊接之前的一個(gè)部件的平面圖；

圖4是圖3的一個(gè)縱向剖視圖；

圖5是在焊接之后部件的平面圖；

圖6是圖5的一個(gè)Ⅴ-Ⅴ剖視圖；

圖7是在焊接之后切除的部件的一個(gè)縱向剖視圖并對(duì)應(yīng)于圖6。

下面參照?qǐng)D1至7描述本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的摩擦攪拌焊接方法。圖1對(duì)應(yīng)于圖3的Ⅰ-Ⅰ剖視圖。附圖標(biāo)記10表示一個(gè)數(shù)控機(jī)床。通常，數(shù)控機(jī)床稱(chēng)為一個(gè)加工中心。機(jī)床包括一個(gè)用于安裝要進(jìn)行加工的匹配物(要進(jìn)行焊接的部件)的平臺(tái)20以及一個(gè)用于加工要進(jìn)行焊接的部件的主軸。主軸30可以旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明此實(shí)施例的機(jī)床是一個(gè)橫軸型，主軸30的軸向指向一個(gè)水平方向。用于安裝(固定)要進(jìn)行焊接的部件的平臺(tái)20的一個(gè)面基本為豎向。平臺(tái)20的此面可以?xún)A斜。平臺(tái)20的軸線可以在一個(gè)中心傾斜(基本沿水平方向)。平臺(tái)20的軸線可以在中心轉(zhuǎn)動(dòng)。由于平臺(tái)20的傾斜狀態(tài)以及由中心形成平臺(tái)20的軸線，平臺(tái)20可以轉(zhuǎn)動(dòng)。

在主軸30的一個(gè)端部，可以安裝一個(gè)機(jī)床的加工目標(biāo)的切削用旋轉(zhuǎn)工具或一個(gè)摩擦攪拌焊接用旋轉(zhuǎn)工具50。在此安裝一個(gè)摩擦攪拌焊接用旋轉(zhuǎn)工具50。旋轉(zhuǎn)工具50的一端指向平臺(tái)20的一個(gè)側(cè)面。主軸30和旋轉(zhuǎn)工具50的一個(gè)軸向中心指向水平方向。旋轉(zhuǎn)工具50根據(jù)主軸30而轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸30的一端可以在一個(gè)軸向移動(dòng)。此外，主軸30可以相對(duì)于此軸向在一個(gè)徑向移動(dòng)。

機(jī)床具有一個(gè)刀具安裝裝置，此安裝裝置包括切削用的多個(gè)旋轉(zhuǎn)工具和多個(gè)方向攪拌焊接用旋轉(zhuǎn)工具，以及一個(gè)用于在刀具安裝裝置和主軸之間交換一個(gè)所需的旋轉(zhuǎn)工具的自動(dòng)交換裝置。

根據(jù)一個(gè)公共公知的方式一個(gè)要進(jìn)行焊接的部件70固定在平臺(tái)20上。在部件70中，一個(gè)圓形凹部71設(shè)置在主軸30的一側(cè)中。一個(gè)臺(tái)階部72設(shè)置在圓形凹部71的外周面部上。臺(tái)階部72和此臺(tái)階部的一個(gè)外面基本為平的。這種平面相對(duì)于此圓形的軸向?yàn)橐痪匦巍?/p>