[發明專利]摩擦攪拌接合方法以及回轉工具

無效

• 申請號: 02103217.3
• 申請日: 2002-01-29
• 公開（公告）號: CN1398693A
• 公開（公告）日: 2003-02-26
• 發明（設計）人: 江角昌邦;福寄一成;岡村久宣
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 何騰云

發明所屬技術領域

本發明涉及一種摩擦攪拌接合方法，適用于鐵路車輛等的輸送機器、產業機械、科學機械、家庭電氣化制品等中鋁合金部件的接合。

以往技術

摩擦攪拌接合方法是一種將插入接合部的圓棒(稱作回轉工具)邊回轉邊沿著接合線移動、使接合部發熱、軟化、塑性流動，以固相接合的方法。回轉工具由大徑部和小徑部構成。將小徑部插入要接合的部件中，使大徑部的端面與前述部件接觸。在小徑部上設有螺紋。朝向小徑部一側的大徑部的端面圓錐狀傾斜。該圓錐面凹下。回轉工具的軸線傾斜于回轉工具的移動方向。即，相對于移動方向向后傾斜。另外，使用線軸型回轉工具，將要接合的部件位于2個大徑部之間，以進行摩擦攪拌接合。

另外，在2個要接合部件的在回轉工具插入側設有凸部，回轉工具的小徑部插入對接部的同時，回轉工具的大徑部插入凸部內，以進行摩擦攪拌接合。凸部的金屬作為原資材，埋入這2個部件間的間隙中。凸部可以只在一方部件上設置。其用于由擠壓型材制作部件、并且將垂直于擠壓方向的部分進行摩擦攪拌接合的場合。

這些技術內容由日本特許(專利)第3070735號公報(USP6237829)、特許第2712838號公報(USP5460317)、特表平9-508073號公報(EP0752926B1)、和特許第3070735號公報(USP6237829)所公開。

發明所要解決的技術問題

正如前述，只在對接部的一方部件上設有凸部時，與兩方的部件上均設有凸部狀態下進行摩擦攪拌接合的場合相比，難以實現良好地接合。

另外，對接部存在間隙時，凸部的金屬作為原資材埋入對接部的間隙中。但是，只一方部件上設有凸部時，靠間隙難以實現良好地接合。即使兩方的部件上均設有凸部，隨著間隙加大，也很難實現良好地接合。

此外，由于回轉工具的軸線必須傾斜于回轉工具的移動方向，在接合線為曲線時，必須控制軸線相對回轉工具的移動方向傾斜一規定的角度，從而導致控制難以實現。特別是，在曲線為小半徑時，更加困難。

本發明的目的是，無論是只在對接部的一方部件上設有凸部情況下、還是對接部的間隙較大情況下、或者接合線為曲線情況下，均可實現良好地摩擦攪拌接合。

解決技術問題的手段

上述目的通過如下技術方案得以實現，即，只在該對接部的一方部件上設有凸部，另一方的部件與除了前述凸部外的部分對接，使用朝向小徑部一側的大徑部的端面具有凹凸的回轉工具，在將前述大徑部插入前述小徑部而前述大徑部的端面只插入前述凸部中的狀態下，進行摩擦攪拌接合。

上述目的還可由如下技術方案得以實現，即，使用朝向小徑部一側的大徑部的端面上具有從該大徑部的外周側至前述小徑部側的溝槽的回轉工具，在前述大徑部的端面和前述小徑部插入部件中的狀態下，每當回轉前述回轉工具，前述部件的金屬就沿著前述溝槽移動到該回轉工具的軸線側地方式使前述回轉工具回轉。

上述目的由如下技術方案得以實現，即，使用由大徑部和小徑部構成的回轉工具，在前述大徑部的端面和前述小徑部插入部件中的狀態下，使前述回轉工具回轉以實現摩擦攪拌接合的方法中，前述大徑部由與前述小徑部為不同的部件的第1大徑部和與前述小徑部為同一部件的第2大徑部構成，沿著前述回轉工具的軸線，按照前述小徑部、前述第1大徑部、前述第2大徑部的順序設有這些部件，前述第1大徑部螺旋配合在前述第2大徑部與前述小徑部之間的軸部，前述第1大徑部的端面與前述第2大徑部的端面接觸，在與前述螺旋配合的螺紋方向相同的方向使回轉工具回轉。

附圖簡述

圖1為本發明一實施例的回轉工具主要部分的透視圖，

圖2為圖1的回轉工具的整體透視圖，

圖3為使用圖1的回轉工具接合對接部期間的縱剖視圖，

圖4為圖3的俯視圖，

圖5為接合后的縱剖視圖，

圖6為本發明一實施例的側構體的主視圖，

圖7為沿圖6的VII-VII線的剖視圖，

圖8為沿圖6的VIII-VIII線的剖視圖，

圖9為鐵道車輛的車體的透視圖，

圖10為本發明另一實施例的接合部的縱剖視圖，

圖11為本發明又一實施例的接合部的縱剖視圖，

圖12為本發明另一實施例的回轉工具的俯視圖，

圖13為沿圖12的XIII-XIII線的剖視圖，

圖14為本發明再一實施例的接合部的縱剖視圖。

發明的實施例

參照圖1～圖9說明本發明的一實施例。圖3為沿圖4的III-III線的剖視圖，相當于圖6的VII-VII剖面。