[發明專利]摩擦攪拌接合裝置和摩擦攪拌接合方法

有效

• 申請號: 201210327720.X
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN103056509A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 加藤慶訓
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳蘊輝

技術領域

本發明涉及對于工件進行摩擦攪拌接合的摩擦攪拌接合裝置和摩擦攪拌接合方法。

本發明根據在2011年10月19日在日本申請的特愿2011-229577號而主張優先權，把其內容在此引用。

背景技術

作為把由兩個部件構成的工件進行接合的方法之一知道有摩擦攪拌接合。所說的摩擦攪拌接合是使用被叫做工具軸肩面的面以向工件的接合部位以規定的壓力加壓的狀態使該工件旋轉，以此使工件表面產生摩擦熱，利用該摩擦熱使工件軟化來進行接合。

這種摩擦攪拌接合由于在工件成形時變形和在摩擦攪拌接合中熱變形等，而有時在工件即被接合部件彼此之間的對接部的上面產生臺階即錯位。且在產生該錯位的狀態下進行摩擦攪拌接合時，在接合部產生隧道狀的空洞和槽等接合不良，有可能使接合強度下降。例如日本國特開2000-202645號公報就公開有防止產生這種接合不良的技術。

日本國特開2000-202645號公報公開的摩擦攪拌接合裝置在旋轉工具前進方向的延長線上，一邊利用加壓輥對兩個被接合部件的端部上面進行加壓，一邊使被接合部件彼此之間的臺階即錯位變成進入到規定范圍內的狀態來進行摩擦攪拌接合。且該加壓輥為了使加壓部盡量地接近旋轉工具，把支承該加壓輥的按壓軸形成為從上下方向的中途位置彎曲。

但在日本國特開2000-202645號公報公開的技術中，由于加壓輥的壓緊軸彎曲而當被作用有強的加壓力時，該載荷付與部就產生大的轉矩，有可能破損。在為了防止破損而對上述壓緊軸使用高剛性的材料時，成本大幅度上升。

發明內容

本發明是考慮到該情況而開發的，目的在于提供一種摩擦攪拌接合裝置，能夠一邊抑制成本并防止破損，一邊抑制錯位。

本發明的摩擦攪拌接合裝置具有：工具保持部、設置在被所述工具保持部保持的工具的接合方向前方來按壓工件接合部位表面的按壓機構，所述按壓機構具備：向所述工件給予載荷的載荷付與部、設置在所述載荷付與部與被所述工具保持部保持的工具之間而與所述工件的所述接合部位表面抵接的第一抵接部、相對所述載荷付與部而設置在所述第一抵接部相反側并與所述工件的表面抵接的第二抵接部、安裝在所述載荷付與部而支承所述第一抵接部和所述第二抵接部的支承部。

所述摩擦攪拌接合裝置在按壓工件時，雖然從第一抵接部和第二抵接部向載荷付與部作用有轉矩，但由于第一抵接部和第二抵接部是夾住載荷付與部而被設置其兩側，所以分別產生在第一抵接部和第二抵接部的轉矩被相互抵消。因此，即使在載荷付與部對工件付與大的按壓力的情況下，也能夠防止載荷付與部破損，按壓機構的第一抵接部在工具的接合方向前方與工具鄰接，能夠可靠地按壓工件的接合部位表面。

本發明的摩擦攪拌接合裝置中，所述支承部也可以能夠圍繞與所述接合方向正交的軸旋轉地安裝在所述載荷付與部。

由于所述支承部能夠旋轉，所以在工件的表面有凹凸的情況下，支承部能夠相對該凹凸隨動地動作，能夠可靠地按壓接合部位表面。

本發明的摩擦攪拌接合裝置中，所述第一抵接部和所述第二抵接部被能夠圍繞與所述接合方向正交的旋轉軸旋轉的所述支承部支承，也可以是外周面在沿所述旋轉軸的方向向徑向外側鼓出形成的成為凸曲面的輥。

利用所述輥，即使在工件向沿旋轉軸的方向傾斜的情況下，也能夠防止輥與工件成為部分觸接，能夠一邊防止工件損傷一邊可靠地按壓。

本發明的摩擦攪拌接合裝置也可以還具備冷卻所述按壓機構的第一冷卻機構。

利用所述第一冷卻機構能夠防止由隨著接合產生的熱的影響而按壓機構有損傷，能夠一邊更可靠地按壓一邊接合。

本發明的摩擦攪拌接合裝置中，所述第一冷卻機構也可以冷卻所述按壓機構中的所述第一抵接部。

由于所述第一抵接部被配置在按壓機構中距離工具最近的位置，所以容易受到熱的影響，通過冷卻第一抵接部則能夠更有效地進行按壓機構的冷卻。

本發明的摩擦攪拌接合裝置也可以在相對被所述工具保持部保持的工具而成為所述接合方向后方的位置，還具備冷卻所述接合部位表面的第二冷卻機構。

利用所述第二冷卻機構則能夠在接合后迅速地把接合部位的熱除去。

本發明的摩擦攪拌接合裝置也可以還具備：設置在被所述工具保持部保持的工具接合方向的后方來按壓所述工件所述接合部位表面的輔助按壓機構。

利用所述輔助按壓機構，在工具接合方向的后方也能夠按壓工件，能夠在更可靠地按壓工件的狀態下進行接合。