摩擦攪拌接合方法技術

提供一種重量輕又可以良好接合的摩擦攪拌接合方法。使中空型材１０的面板１１的端部和中空型材２０的面板的端部對接。面板２１的端部重合在突出片１５上。把回轉工具５０的小徑部５２插入對接部，從大徑部５１側看時，邊右回轉邊沿對接部移動。移動方向是從圖１的紙面的跟前側朝向里側。在圖１中，回轉工具的軸心的右側的流動化的金屬的壓力高。從插入的小徑部５１的前端部到中空部１０ｂ、１０ａ側的構件的厚度是右側方厚。由于壓力高的右側的構件的厚度厚，所以，金屬不會流出到中空部１０ａ側。由于左側的構件的厚度薄，所以重量輕。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，特別適用于中空型材的摩擦攪拌接合。，是使插入接合部的圓棒(稱為回轉工具)邊回轉邊沿接合線移動，使接合部發熱、軟化、塑性流動、固相接合的方法。回轉工具由大徑部和小徑部構成。把小徑部插入需要接合的構件內，使大徑部的端面與上述構件接觸。在小徑上設置螺紋。另外，在需要接合的2個構件的回轉工具的插入側設置凸部，用該凸部的金屬填埋2個構件之間的間隙。使回轉工具的大徑部進入凸部內。由于必需把回轉工具插入接合部的金屬內，所以在接合部上加上了很大的力。因此，在接合中空型材時，把連接中空型材的2個面板的連接板的部分作為與其他中空型材進行摩擦攪拌接合位置。用上述連接板支承上述力，邊防止中空型材變形邊進行摩擦攪拌接合。這些都記述在特開平11-90655號公報(USP 6050474)中。摩擦攪拌接合，是把回轉工具插入需要接合的構件內使金屬流動化的接合。因此，在從插入構件的小徑部的前端到被接合構件的里側(大徑部側的相反側)的厚度薄時，流動化的金屬向里側流出。即使流出，也使構件向流出側膨脹。包括此以下叫做「流出」。因此，有必要加厚填補流出的金屬的凸部的厚度。另外，在接合部產生空孔。因此，有必要加厚從小徑部的前端部到里側的構件的厚度以使金屬不流出，因此，型材變重，價格變高。本專利技術的目的在于，提供一種重量輕可以良好接合的。通過各種檢驗認識到，由回轉工具的回轉產生的流動化的金屬的壓力在整個回轉工具的軸向投影范圍內不是相同的，壓力隨位置不同而不同。壓力高的位置由回轉工具的回轉方向和移動方向決定。本專利技術的特征在于，在流動化的金屬的壓力變高的位置上放置從小徑部的前端部到構件的里側的厚度厚的部分。附圖說明圖1是本專利技術的一個實施例的接合部的縱向剖視圖。圖2是俯視圖。圖3是本專利技術的一個實施例的一對中空型材的縱向剖視圖。圖4是鐵道車輛的車體的立體圖。圖5是本專利技術的其他實施例的接合部的縱向剖視圖。根據圖1至圖4說明本專利技術的一個實施例。鐵道車輛的車體500由構成側面的側構體501、構成屋頂的屋頂構體502、構成地板的底架503和構成長度方向的端部的端構體50構成。側構體501、屋頂構體502和底架503分別由多個擠壓型材10、20接合而成。使擠壓型材10、20的長度方向(擠壓方向)朝向車體500的長度方向。擠壓型材10、20是鋁合金制的中空型材。下面對構成側構體501的中空型材10，20的構造進行說明，其他地方的中空型材也是同樣的。中空型材10(20)實質上是由平行的2塊面板11(21)、12(22)和連接該2塊面板的多個連接板13(23)構成。連接板13(23)相對面板11(21)、12(22)傾斜。即由面板11(21)、12(22)和連接板13(23)構成桁架。中空型材10(20)的寬度方向的端部的連接板14(24)與面板11、12(21，22)垂直。在連接板14和面板11(12)的連接部的外面側上有重疊中空型材20的面板21(22)的凹部。中空型材10的端部與中空型材20的面板21、22重合，在面板的11、12的端部上有支持面板21、22的突出片15。突出片15從連接板14上突出出來。突出片15與上述凹部連接。在面板11、12(21、22)的端部上有向中空型材10、20的外面側(厚度方向的外側)突出的凸部17(27)。面板11、12(21、22)和凸部17(27)的端面順沿著中空型材10(20)的厚度方向。面板11、12和凸部17的端面(即，凹部的面板11、12側)處于連接板14的板厚的中心附近。中空型材10的面板11(12)和凸部17的端面與中空型材20的面板21(22)和凸部27的端面對接。面板11(12)和面板21(22)在同一平面上，凸部17、27的突出量是相同的。2個凸部17、27的寬度是相同的。2個凸部的寬度比回轉工具50的大徑部51的直徑大。凸部17、27的金屬成為填埋對接部分的間隙的金屬的原始材料。當接合的時候，2個中空型材10、20固定在架臺100上，101是放入下面的凸部17，27的槽。回轉工具50在大徑部51的前端設置小徑部52。在小徑部52上設置螺紋。在接合時在對接部插入回轉工具50。大徑部51的下部位于凸部17、27內。小徑部52插入面板11、12的對接部。小徑部52的下端若干插入突出片15內。回轉工具50邊回轉邊沿對接部的接合線移動。把回轉工具50插入應該接合的部分之后，使回轉工具50從圖1中的紙面跟前側向紙面里側移動。在作為圖1的俯視圖的圖2中，A是回轉工具50的移動方向，B是回轉工具50的回轉方向。小徑部52的螺紋是左螺紋。從大徑部51側看小徑部52側時，回轉工具50的回轉方向是右回轉(順時針方向)。從回轉工具50向移動方向的前方看時，如圖1所示，在回轉工具50的軸心的右側有突出片15。圖3的上面側的摩擦攪拌接合完成之后，上下翻轉中空型材10、20，同樣地進行摩擦攪拌接合。由于回轉工具50產生的流動化的接合部的金屬的壓力，在回轉工具50的移動方向上，回轉工具50的軸心的右側比左側大。這是因為回轉工具50進行右回轉，回轉工具50的前方的未接合的金屬集合到右側的緣故。在圖1中，連接板14的左右有中空部10b、10a。從插入接合部的小徑部52的前端部到左右的中空部10b、10a的距離，在右側的突出片15側厚些。由于突出片15支持面板21，所以做得比較厚。由于壓力高側的構件的厚度厚，因而，流動的金屬因突出片15的厚度而不會流出到中空部10a側，在接合部的內部不會產生空洞。另外，回轉工具50的左側的壓力比右側低，這是因為在回轉工具50的后方沒有未接合金屬的緣故。這樣，由于回轉工具50的軸心的左側內部壓力低，所以從小徑部52的前端到連接板13的左側的中空部10b的構件的厚度可以薄些，因此，可以減輕中空型材10的重量。根據圖1，對上述「從插入的小徑部52的前端部到中空部10b、10a的構件的厚度」進行說明。把防止在壓力高側金屬流出的必須的金屬厚度作為R。沿小徑部52的軸心的右半部分的前端部厚度比厚度R厚的構件是必須的。在小徑部52的右側前端的角部上，以該角部為中心以R為半徑的厚的構件是必須的。上述所謂「從插入的小徑部52的前端部到中空部10b的構件的厚度」也叫水平方向的厚度。沿小徑部52的軸心左半部分的前端部的構件的厚度比厚度R還薄。在這里，螺紋的方向和回轉工具50的回轉方向與上述的相同，但在中空型材10、20的朝向是左右相反的情況，即，考慮到突出片15向回轉工具50的左側突出的情況。在該情況下，由于薄的構件位于回轉工具50的右側的壓力高的一側，所以會流進空間側。因此接合部的內部容易產生空洞。另外，當突出片15與面板21的重合部在小徑部的左側時，接合部近旁的重合面向回轉工具50的大徑部51側隆起，容易產生缺口。上述重合部在右側時由于在高壓部上有重合部，缺口的發生很少。即，從小徑部52的前端部到與大徑部51側相反側的構件的面的厚度之中，使高壓部位于厚度厚的一方。高壓部發生在從大徑部51側看時的回轉工具50的回轉方向向右回轉時，從回轉工具50向移動方向看時，發生在回轉工具50的右側。小徑部52的螺紋為右旋螺紋，回轉工具50的回轉方向為左側(逆時針方向)時，使中空型材10、20的組合左右相反，使突出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種摩擦攪拌結合方法，其特征在于，第１構件由板和突出片構成，上述突出片在上述板的端部與該板實質上平行地突出，并相對該板的一個面凹入地被配置，在上述突出片上重合第２構件的端部，同時使上述板的端部與上述第２構件的端部對接，當使用在大徑部的前端有小徑部的回轉工具，把上述小徑部插入上述對接部分進行摩擦攪拌結合時，在向沿上述對接部分移動上述回轉工具的方向看時，在上述回轉工具的軸心的右側設置從上述插入的上述小徑部的前端部到與上述大徑部側相反側的上述第１構件的面的厚度厚的一方，從上述大徑部側看時，使上述回轉工具邊右回轉，邊沿上述對接部分移動。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：江角昌邦，福寄一成，佐藤章弘，
申請(專利權)人：株式會社日立制作所，
類型：發明
國別省市：JP[日本]