[發明專利]攪拌摩擦點焊用旋轉工具及使用該旋轉工具的攪拌摩擦點焊方法

在審

• 申請號: 201380045773.5
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN104718046A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 福田敏彥
• 申請（專利權）人: 株式會社UACJ
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

1.一種攪拌摩擦點焊用旋轉工具，該攪拌摩擦點焊用旋轉工具對兩個鋁材的疊合部位插入以在繞軸心旋轉的圓柱狀的工具主體的頂端中心部同軸突出的方式設置的探針，來對這兩個鋁材的疊合物進行攪拌摩擦點焊，其特征在于，

使上述探針由包括中間探針和中心探針的階梯構造構成，該中間探針呈圓柱狀，其自上述工具主體的頂端部同軸突出、且外徑小于該工具主體的外徑，該中心探針呈圓柱狀，其自該中間探針進一步同軸突出、且外徑小于該中間探針的外徑，并且，將該工具主體的頂端面形成為第一臺肩面，該第一臺肩面呈朝向徑向內側去逐漸凹陷、且在比該工具主體的頂端外周緣進入到該工具主體內的位置處與上述中間探針的基部連結的形狀，而且，將該中間探針的頂端面形成為第二臺肩面，該第二臺肩面呈朝向徑向內側去逐漸凹陷、且在比該中間探針的頂端外周緣進入到該中間探針內的位置處與上述中心探針的基部連結的形狀。

2.根據權利要求1所述的攪拌摩擦點焊用旋轉工具，其中，

上述第一臺肩面和/或上述第二臺肩面由自外周緣朝向上述工具主體或上述中間探針的軸心以恒定角度傾斜而形成凹陷形狀的傾斜面構成。

3.根據權利要求1或2所述的攪拌摩擦點焊用旋轉工具，其中，

上述中心探針的外周部由螺紋部構成。

4.根據權利要求1～3中任一項所述的攪拌摩擦點焊用旋轉工具，其中，

上述中心探針的頂端面和上述中間探針的頂端外周緣設為自上述工具主體突出相同的突出高度。

5.根據權利要求1～4中任一項所述的攪拌摩擦點焊用旋轉工具，其中，

上述兩個鋁材中的至少一者為含有3質量％以上Mg的鋁合金材質。

6.根據權利要求1～5中任一項所述的攪拌摩擦點焊用旋轉工具，其中，

上述中間探針的直徑在上述工具主體的直徑的40％～80％的范圍內。

7.根據權利要求1～6中任一項所述的攪拌摩擦點焊用旋轉工具，其中，

上述中心探針的直徑在上述中間探針的直徑的50％～90％的范圍內。

8.根據權利要求1～7中任一項所述的攪拌摩擦點焊用旋轉工具，其中，

上述第一臺肩面的傾斜角度(θ₁)在10°～30°的范圍內。

9.根據權利要求1～8中任一項所述的攪拌摩擦點焊用旋轉工具，其中，

上述第二臺肩面的傾斜角度(θ₂)在10°～30°的范圍內。

10.一種攪拌摩擦點焊方法，該攪拌摩擦點焊方法為：對兩個鋁材的疊合部位插入旋轉工具中的以在繞軸心旋轉的圓柱狀的工具主體的頂端中心部同軸突出的方式設置的探針，來對這兩個鋁材的疊合物進行攪拌摩擦點焊，其特征在于，

作為上述旋轉工具，上述探針由包括中間探針和中心探針的階梯構造構成，該中間探針呈圓柱狀，其自上述工具主體的頂端部同軸突出、且外徑小于該工具主體的外徑，該中心探針呈圓柱狀，其自該中間探針進一步同軸突出、且外徑小于該中間探針的外徑，并且，將該工具主體的頂端面形成為第一臺肩面，該第一臺肩面呈朝向徑向內側去逐漸凹陷、且在比該工具主體的頂端外周緣進入到該工具主體內的位置處與上述中間探針的基部連結的形狀，而且，將該中間探針的頂端面形成為第二臺肩面，該第二臺肩面呈朝向徑向內側去逐漸凹陷、且在比該中間探針的頂端外周緣進入到該中間探針內的位置處與上述中心探針的基部連結的形狀，并使該旋轉工具的上述中心探針的頂端插入到該中心探針的插入方向前方側的鋁材內，從而進行上述攪拌摩擦點焊。

11.根據權利要求10所述的攪拌摩擦點焊方法，其中，

上述兩個鋁材中的至少一者為含有3質量％以上Mg的鋁合金材質。

12.根據權利要求10或11所述的攪拌摩擦點焊方法，其中，

上述疊合的兩個鋁材之中、靠上述旋轉工具的探針的插入側的鋁材為含有3質量％以上Mg的鋁合金材質。

13.根據權利要求10～12中任一項所述的攪拌摩擦點焊方法，其中，

使上述旋轉工具的中間探針的頂端插入到上述中心探針的插入方向前方側的鋁材內來進行上述攪拌摩擦點焊。

14.根據權利要求10～12中任一項所述的攪拌摩擦點焊方法，其中，

僅使上述旋轉工具的中心探針位于該中心探針的插入方向前方側的鋁材內從而進行上述攪拌摩擦點焊。