[發明專利]金屬板的雙面摩擦攪拌接合方法以及雙面摩擦攪拌接合裝置

有效

• 申請號: 201880050315.3
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN110997212B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 松下宗生;池田倫正
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王瑋;張豐橋

1.一種雙面摩擦攪拌接合方法，將相互對置的一對的旋轉工具分別配置于兩張金屬板的接合部亦即對接部的表面側與背面側，在所述對接部中使所述一對的旋轉工具一邊旋轉一邊沿接合方向移動，借助所述旋轉工具與所述金屬板的摩擦熱使所述金屬板軟化，并且利用所述旋轉工具來攪拌該軟化了的部位由此產生塑性流動而使所述金屬板彼此接合，所述雙面摩擦攪拌接合方法的特征在于，

作為所述一對的旋轉工具，使用如下這樣的部件：具備肩部、以及被配置于該肩部且與所述肩部共有旋轉軸的銷部，并且至少所述肩部與所述銷部由比所述金屬板更硬的材質形成，

利用把持裝置來固定所述金屬板，并且使所述一對的旋轉工具分別按壓于所述金屬板的表面與背面，使所述旋轉工具一邊旋轉一邊沿接合方向移動，

并且使所述一對的旋轉工具的所述旋轉軸從相對于所述金屬板鉛垂方向朝向相對于接合方向先行的一側以傾斜角度α(°)傾斜，該傾斜角度α滿足：

0≤α≤3，

并且通過在所述一對的旋轉工具的所述銷部的頂端間形成間隙g(mm)由此產生所述肩部的間隙G(mm)，該間隙G(mm)相對于所述金屬板的厚度t(mm)以及所述旋轉工具的所述肩部的直徑D(mm)滿足：

(((0.90+(0.2×12×sin1.5°))/1.6)×t)-(0.2×D×sinα)≤G≤((2.20/2.4)×t)-(0.2×D×sinα)，

進一步使所述一對的旋轉工具沿相互相反方向旋轉，來進行所述摩擦攪拌接合。

2.根據權利要求1所述的雙面摩擦攪拌接合方法，其特征在于，

所述肩部的直徑D(mm)相對于所述金屬板的厚度t(mm)滿足：

4×t≤D≤20×t。

3.根據權利要求1或2所述的雙面摩擦攪拌接合方法，其特征在于，

所述間隙g(mm)相對于所述金屬板的厚度t(mm)以及所述旋轉工具的所述肩部的直徑D(mm)滿足：

[0.1-0.09×exp{-0.011×(D/t)²}]×t≤g≤[1-0.9×exp{-0.011×(D/t)²}]×t。

4.一種雙面摩擦攪拌接合方法，將相互對置的一對的旋轉工具分別配置于兩張金屬板的接合部亦即重疊部的表面側與背面側，在所述重疊部中使所述一對的旋轉工具一邊旋轉一邊沿接合方向移動，借助所述旋轉工具與所述金屬板的摩擦熱使所述金屬板軟化，并且利用所述旋轉工具來攪拌該軟化了的部位由此產生塑性流動而使所述金屬板彼此接合，所述雙面摩擦攪拌接合方法的特征在于，

作為所述一對的旋轉工具，使用如下這樣的部件：具備肩部、以及被配置于該肩部且與所述肩部共有旋轉軸的銷部，并且至少所述肩部與所述銷部由比所述金屬板更硬的材質形成，

利用把持裝置來固定所述金屬板，并且使所述一對的旋轉工具分別按壓于所述金屬板的表面與背面，使所述旋轉工具一邊旋轉一邊沿接合方向移動，

并且使所述一對的旋轉工具的所述旋轉軸從相對于所述金屬板鉛垂方向朝向相對于接合方向先行的一側以傾斜角度α(°)傾斜，該傾斜角度α滿足：

0≤α≤3，

并且通過在所述一對的旋轉工具的所述銷部的頂端間形成間隙g(mm)由此產生所述肩部的間隙G(mm)，該間隙G(mm)相對于所述重疊的金屬板的總厚度t(mm)以及所述旋轉工具的所述肩部的直徑D(mm)滿足：

(((0.90+(0.2×12×sin1.5°))/1.6)×t)-(0.2×D×sinα)≤G≤((2.20/2.4)×t)-(0.2×D×sinα)，

進一步使所述一對的旋轉工具沿相互相反方向旋轉，來進行所述摩擦攪拌接合。

5.根據權利要求4所述的雙面摩擦攪拌接合方法，其特征在于，

所述肩部的直徑D(mm)相對于所述重疊的金屬板的總厚度t(mm)滿足：

4×t≤D≤20×t。