[發明專利]摩擦攪拌接合用工具、摩擦攪拌接合裝置及接合材料的制造方法

有效

• 申請號: 201380074198.1
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN105026096B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 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: 岳雪蘭

1.一種摩擦攪拌接合用工具，其具備：

表面側肩部，沿軸線方向延伸；

背面側肩部，與所述表面側肩部在所述軸線方向上對置而設，與該表面側肩部一起夾持板材彼此的對接部而與所述板材抵接；

探針，在所述表面側肩部與所述背面側肩部之間貫穿所述板材而配置并沿所述軸線方向延伸，且連結這些表面側肩部與背面側肩部，

所述探針在所述軸線的至少一側的端部具有第一螺紋部，

所述表面側肩部及所述背面側肩部中的至少一個肩部具有第二螺紋部，所述第二螺紋部螺合于所述第一螺紋部，并且螺合狀態隨著所述表面側肩部與所述背面側肩部的相對旋轉而產生變化，以使這些表面側肩部與背面側肩部在所述軸線方向上靠近，并且通過與所述第一螺紋部螺合而連接所述至少一個肩部和所述探針，

將所述第一螺紋部及所述第二螺紋部的導程角設定為，所述螺合狀態產生變化而使所述第二螺紋部旋入所述第一螺紋部時的旋入力與所述背面側肩部受到來自板材的加壓力的反作用力達到平衡的狀態成為進行接合時的所述背面側肩部的施加于板材的加壓力為最佳的狀態，

由此，所述表面側肩部與所述背面側肩部之間的間隔根據所述板材的板厚變動。

2.根據權利要求1所述的摩擦攪拌接合用工具，其中，

所述表面側肩部具有所述第二螺紋部，

所述背面側肩部與所述探針成為一體。

3.根據權利要求2所述的摩擦攪拌接合用工具，其中，

所述第二螺紋部為設置于從所述表面側肩部的端面沿著所述軸線朝遠離所述背面側肩部的方向形成的孔部的內螺紋，

所述孔部中，在所述第二螺紋部與所述端面之間形成有具有大于所述探針外徑的內徑的擴徑孔部。

4.根據權利要求1所述的摩擦攪拌接合用工具，其中，

所述背面側肩部具有所述第二螺紋部，

所述表面側肩部與所述探針成為一體。

5.根據權利要求1所述的摩擦攪拌接合用工具，其中，

所述表面側肩部及所述背面側肩部具有所述第二螺紋部，

所述探針在所述軸線的兩側端部具有第一螺紋部。

6.一種摩擦攪拌接合裝置，其具備：

權利要求1至5中任一項所述的摩擦攪拌接合用工具；

主體部，設置于所述板材的表面側；及

工具保持部，安裝于所述主體部而保持所述摩擦攪拌接合用工具中的所述表面側肩部，且使該表面側肩部以所述軸線為旋轉中心相對于所述主體部旋轉。

7.一種接合材料的制造方法，該方法使用摩擦攪拌接合用工具來制造接合材料，所述摩擦攪拌接合用工具具備：表面側肩部，沿軸線方向延伸；背面側肩部，與所述表面側肩部在所述軸線方向上對置而設，與該表面側肩部一起夾持板材彼此的對接部而與所述板材抵接；探針，在所述表面側肩部與所述背面側肩部之間貫穿所述板材而配置并沿所述軸線方向延伸，且連結這些表面側肩部與背面側肩部，所述探針在所述軸線的至少一側的端部具有第一螺紋部，所述表面側肩部及所述背面側肩部中的至少一個肩部具有通過螺合于所述第一螺紋部來連接該至少一個肩部與所述探針的第二螺紋部，所述接合材料的制造方法具備：

準備工序，以向所述軸線方向夾持所述板材中的所述對接部的方式配置所述表面側肩部與所述背面側肩部，并且使所述探針貫穿于所述板材；

連結工序，使所述第二螺紋部螺合于所述第一螺紋部，并通過所述探針連結所述表面側肩部和所述背面側肩部；

調整工序，進行所述第一螺紋部與所述第二螺紋部的緊固力的調整；及

接合工序，在所述調整工序中以規定的所述緊固力緊固所述第一螺紋部和所述第二螺紋部的狀態下，使所述表面側肩部及所述背面側肩部以所述軸線為中心旋轉，從而進行摩擦攪拌接合來接合所述板材彼此，

所述接合工序具有自動調整工序，該自動調整工序中隨著所述表面側肩部與所述背面側肩部的相對旋轉自動改變所述第一螺紋部與所述第二螺紋部的螺合狀態，以使這些表面側肩部與背面側肩部靠近，由此，使所述表面側肩部與所述背面側肩部之間的間隔根據所述板材的板厚變動。

8.根據權利要求7所述的接合材料的制造方法，其還具備，

反轉工序，通過所述接合工序接合所述板材彼此之后，在接合部的末端使所述表面側肩部及所述背面側肩部以所述軸線為中心向與所述接合工序的方向為反方向的方向旋轉。