專利名稱：摩擦攪拌接合方法以及摩擦攪拌接合用材料組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摩擦攪拌接合方法以及摩擦攪拌接合用型材組。
背景技術(shù)：
摩擦攪拌接合方法如下面敘述的專利文獻(xiàn)1那樣，是將旋轉(zhuǎn)工具插入鋁型材的對接部進(jìn)行攪拌、使型材軟化來進(jìn)行固相接合的方法。
這種場合，在部件的端部設(shè)置沿部件的板的厚度方向突出的凸部，從凸部一側(cè)插入旋轉(zhuǎn)工具，在對接部有間隙的場合，由該凸部的金屬填補(bǔ)該間隙。由于凸部在接合部上剩余多個，在摩擦攪拌接合結(jié)束后，用研磨機(jī)切削該剩余凸部而將其除去。
由于型材的寬度尺寸大約在30cm～40cm之間，所以在得到比其寬的部件的場合，要接合多塊型材。各凸部的高度都相同。
專利文獻(xiàn)1專利第3014654號然而，考慮到實際應(yīng)用到鐵道車輛構(gòu)架上時，在鐵道車輛的構(gòu)架中，由于位置不同其板的板厚也不同，所以，旋轉(zhuǎn)工具的小徑部的長度必須與板的板厚大致相同。這樣，在每個接合地方旋轉(zhuǎn)工具的大小不同，必須使用、管理旋轉(zhuǎn)工具，非常麻煩。
用圖7～圖9來具體說明。這是鐵道車輛的側(cè)構(gòu)架，這里使3個型材(中空型材)10、11、12對接放在夾具15上。車輛構(gòu)架的型材很多，這里取3個。有2個接合部A、B。型材10、11、12在面板14的上面有加強(qiáng)用的助肋17，不過，只在型材11上標(biāo)出來，在其它型材10、12上的就省略了。在助肋上焊接加強(qiáng)部件(未圖示出)。在型材10、11、12的寬度方向端部的對接部上使凸部18在面板14的板的板厚方向上向外(圖7的上方)突出。
型材10的面板14的厚度比其它型材11、12的面板14的板厚厚。這是由于，在型材10上有窗口(未圖示出)，而在其它型材11、12上沒有窗口。因此，中間部位的型材11的面板14，在型材10一側(cè)與型材10的面板14的厚度相同，在與型材12的接合部一側(cè)的板的板厚與型材12的面板14的厚度相同。
型材10與型材11的對接部A(接合部A)的凸部18、18凸出量相同，凸部18、18的寬度也相同，凸部18凸出量考慮到了使旋轉(zhuǎn)工具30的大徑部31和小徑部32的邊界33位于凸部18的內(nèi)部來進(jìn)行摩擦攪拌接合。假如小徑部32和凸部18重疊量為零(邊界33位于面板14的外面的延長線上)的話由于面板14的外面凹陷，所以為了將其除去應(yīng)使邊界33位于凸部18內(nèi)。小徑部32的長度是使小徑部32的前端位于面板14的背面(夾具15)附近的長度。
型材11和12的對接部B(接合部B)的凸部18、18的高度和寬度相同，型材10、11的凸部的大小相同。旋轉(zhuǎn)工具30的大徑部31和小徑部32的邊界33位于凸部18的內(nèi)部來進(jìn)行摩擦攪拌接合。小徑部32的長度是小徑部32的前端位于面板14的背面(夾具15)附近的長度。
就面板14的板厚說明一例，型材10的面板14的板厚為4mm，型材12的面板14的板厚為3mm，型材11的面板14的板厚型材10一側(cè)是4mm、型材12一側(cè)是3mm。接合部A的凸部18凸出量2mm，接合部B的凸部18凸出量為2mm。凸部18的寬度6.5mm。
因此，接合部A的旋轉(zhuǎn)工具30的小徑部32的長度為5mm，接合部B的旋轉(zhuǎn)工具30的小徑部32的長度為3mm，對應(yīng)接合部A、B而需要小徑部32的長度不同的旋轉(zhuǎn)工具30。
因此，在有多個摩擦接合地方的場合，必須為每一個摩擦攪拌接合地方準(zhǔn)備旋轉(zhuǎn)工具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供使旋轉(zhuǎn)工具30的大小能夠相同的摩擦攪拌接合方法以及摩擦攪拌接合用材料組。
所述目的能夠通過以下方案來實現(xiàn)，即具有多個部件，且該多個部件在板的端部具有沿板厚方向突出的凸部；使所述板的端部和相鄰的所述板的端部對接，所述部件的板的厚度與其它所述部件的板的厚度不同，所述板的厚度厚的地方的所述對接部的從所述板凸出的所述凸部凸出量比所述板厚薄的地方的所述對接部的從所述板凸出的所述凸部凸出量小，所述板厚薄的地方的從所述板凸出的所述凸部的所述突出量比所述板厚厚的地方的突出量大；以相同插入量從所述凸部一側(cè)插入相同大小的旋轉(zhuǎn)工具來進(jìn)行摩擦攪拌接合。


圖1是本發(fā)明的一個實施例的摩擦攪拌接合時的側(cè)構(gòu)架的縱剖視圖。
圖2是圖1的A部的縱剖視圖。
圖3是圖1的B部的縱剖視圖。
圖4是本發(fā)明的其它實施例的側(cè)構(gòu)架摩擦攪拌接合時的主視圖。
圖5是圖4的A部的縱剖視圖。
圖6是圖4的B部的縱剖視圖。
圖7是原有的側(cè)構(gòu)架摩擦攪拌接合時的主視圖。
圖8是圖7的A部的縱剖視圖。
圖9是圖7的B部的縱剖視圖。
圖中10、11、12、100、110、120-型材，13、14-面板，15-夾具，18-凸部，30-旋轉(zhuǎn)工具，31-大徑部，32-小徑部，A、B-摩擦攪拌接合部。
具體實施例方式
以下對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。
實施例1以下根據(jù)圖1～圖3對本發(fā)明的實施例1進(jìn)行說明。在圖1中，型材10、11、12的面板14的板厚與圖7相同。型材10的面板14的板厚為4mm，型材12的面板14的板厚為3mm，型材11的面板14的板厚型材10一側(cè)是4mm，型材12一側(cè)是3mm。
型材10和型材11的接合部A凸部18、18的凸出量為2mm，型材12和型材11的接合部B的凸部18、18的凸出量為3mm。接合部B凸部的凸出量大于接合部A凸部18的凸出量。因此，在多個型材10、11、12中的、包含凸部18、面板14在內(nèi)的型材10、11、12的板厚全都相同。
旋轉(zhuǎn)工具30的小徑部32的長度對所有的接合部A、B的旋轉(zhuǎn)工具而言也都相同。即，接合部B的旋轉(zhuǎn)工具30的小徑部32的長度與接合部A的旋轉(zhuǎn)工具相同。小徑部32的長度比面板14的板厚厚的地方長。具體地說，如果面板14厚的地方A的板厚為4mm的話，旋轉(zhuǎn)工具的小徑部32的長度就是5mm，凸部18和小徑部32重疊量就是1mm。如果面板薄的地方B的板厚為3mm的話，凸部18和小徑部32重疊量就是1mm。各接合部A、B的旋轉(zhuǎn)工具30的大直徑31的外形相同。小徑部32的外形也相同。
在這種結(jié)構(gòu)中，在各接合部A、B中配置所述大小的旋轉(zhuǎn)工具30來進(jìn)行摩擦攪拌接合。在板厚厚的地方的接合部A由于旋轉(zhuǎn)工具的小徑部30插入量與以前相同，所以，進(jìn)行與以前相同的摩擦攪拌接合。
在板的板厚薄的地方的接合部B，使小徑部32和大徑部31的邊界位于面板14的上面向下方1mm地進(jìn)行摩擦攪拌接合。旋轉(zhuǎn)工具30的小徑部32插入的地方全都進(jìn)行相同的管理。該下方1mm在接合部A、B都相同。
因此，無需在每一接合部A、B改變旋轉(zhuǎn)工具30的大小，并且旋轉(zhuǎn)工具30插入量也可以相同。
因此，能夠很容易地進(jìn)行作業(yè)。
如果凸部18一側(cè)在構(gòu)架的外面一側(cè)的話，在摩擦攪拌接合后，切削凸部18將其除去，而與板13的外面對齊。
在所述實施例中，雖然是在每一接合部配置旋轉(zhuǎn)工具并同時進(jìn)行摩擦攪拌作業(yè)，但是，也可以先摩擦攪拌接合一方的接合部A，然后使用在接合部A中使用的旋轉(zhuǎn)工具30對另一方的接合部B進(jìn)行摩擦攪拌接合作業(yè)。
另外，不光是鋁擠出型材，也能夠適用于其他部件。
實施例2雖然上述實施例是單面型材，但也可以用于雙面型材(中空型材)。中空型材由于接合部的里面不接觸夾具15，所以，旋轉(zhuǎn)工具30的接合厚度不準(zhǔn)確地說基本上是板厚。
在圖4中，中空型材100、110、120由2張實質(zhì)平行的面板13、14和連接面板13、14的連接板16、17，型材寬度方向的端部凸部18構(gòu)成。型材100、110、120的面板13、14的板厚與圖5的面板14的板厚相同。型材100的面板13、14的板厚比型材120的面板13、14的板厚厚(型材120的面板13、14的板厚薄)。型材110和120的接合部B附近的型材110的面板13、14的板厚薄，型材100和110的接合部A附近的型材110的面板13、14的板厚厚。
對接部的凸部18在面板13、14的端部向中空型材的外面突出。凸部18凸出量對接合部A來說與前述相同。接合部B的凸部18凸出量比接合部A凸出量大。多個接合部A、B所使用的旋轉(zhuǎn)工具30、30的大小以及插入量全都相同。具體地說，假如面板14厚的地方的板厚是4mm的話，則旋轉(zhuǎn)工具的小徑部的長度是5mm，凸部18和小徑部32重疊量大約是1mm。假如面板厚的地方B的面板13、14的板厚是3mm的話，凸部18和小徑部32重疊量大約是2mm。(由于小直徑32的長度是5mm)。因此，包含凸部18、面板13、14在內(nèi)的型材100、110、120的板厚全都相同。
旋轉(zhuǎn)工具的大徑部31的外形與接合部A的旋轉(zhuǎn)工具30相同。小徑部32的外形與接合部B的旋轉(zhuǎn)工具30也相同。
在對接部A、B中，一方的型材110、120嵌入另一方的型材100、110的端部。在連接板16的板厚中心的延長線上有凸部18、18(面板13、14)的端部。連接板16和凸部18(面板13、14)的接合部形成凹部。另一方的中空型材的面板13、14嵌入該凹部。
型材100、110、120放在夾具15上，不摩擦攪拌接合的一側(cè)的面板13的凸部18的頂面放在夾具15上。
在該結(jié)構(gòu)中，在各接合部分別配置所述大小的旋轉(zhuǎn)工具30來進(jìn)行摩擦攪拌接合。在面板厚的地方的接合部A上，由于旋轉(zhuǎn)工具的小徑部32插入的地方與以前相同，所以進(jìn)行與以前相同的摩擦攪拌接合。
在面板薄的地方的接合部B，使小徑部32和大徑部31的邊界位于面板的上面向上方2mm地進(jìn)行摩擦攪拌接合。插入的旋轉(zhuǎn)工具30的插入力介由連接板16、凸部18、18而從凸部18、18傳遞給夾具15。
因此，在每個接合部A、B上，不必改變旋轉(zhuǎn)工具30的大小，并且旋轉(zhuǎn)工具30插入量也可以相同。
在面板14一側(cè)的摩擦攪拌接合結(jié)束后，將型材100、110、120翻過來，使面板13一側(cè)的凸部向上方突出，使用同一工具30、以相同的插入量進(jìn)行摩擦攪拌接合。
權(quán)利要求
1.一種摩擦攪拌接合方法，其特征在于具有多個部件，且該多個部件在板的端部具有沿板厚方向突出的凸部，使所述板的端部和相鄰的所述板的端部對接，所述部件的板的厚度與其它所述部件的板的厚度不同，所述板的厚度厚的地方的所述對接部的從所述板凸出的所述凸部凸出量、比所述板厚薄的地方的從所述板凸出的所述凸部凸出量小，所述板厚薄的地方的從所述板凸出的所述凸部的所述突出量比所述板厚厚的地方的突出量大，以相同插入量從所述凸部一側(cè)插入相同大小的旋轉(zhuǎn)工具來進(jìn)行摩擦攪拌接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦攪拌接合方法，其特征在于所述部件是中空型材，該中空型材由實質(zhì)上平行的2張面板、連接兩者的連接板、設(shè)置在該中空型材的寬度方向端部的凸部構(gòu)成。
3.一種摩擦攪拌接合用型材組，在由在端部具有凸部的多個型材構(gòu)成，并使多個所述型材對接而摩擦攪拌接合多個對接部的型材組中，其特征在于板厚厚的地方的所述對接部的從所述凸部的板凸出的所述凸部凸出量、比板厚薄的地方的所述凸部的凸出量小，板厚薄的地方的所述凸部的所述突出量比所述板厚厚的地方的突出量大。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的摩擦攪拌接合用型材組，其特征在于包含所述凸部以及所述板的所述型材在所有的型材組中為相同板厚。
全文摘要
一種摩擦攪拌接合方法以及摩擦攪拌接合用材料組，該摩擦攪拌接合方法是進(jìn)行2處以上的摩擦攪拌接合的方法。其將3張型材(10、11、12)放在夾具(15)上，有2個對接部。型材(10)的面板(14)的板厚厚、型材(12)的面板(14)的板厚薄。凸部(18)的突出厚度中的、接合厚的面板的地方A比接合薄的面板(14)的地方B的凸部的突出厚度厚。在摩擦攪拌接合時旋轉(zhuǎn)工具插入型材(10、11、12)的大小相同。旋轉(zhuǎn)工具的大小可全部相同，且旋轉(zhuǎn)工具的插入量也可相同，從而能夠很容易地進(jìn)行摩擦攪拌接合。因此，即使摩擦接合部的面板的厚度與另一方的摩擦攪拌接合部的面板的厚度不同、也能夠很容易地進(jìn)行摩擦攪拌接合。
文檔編號B23K20/12GK1590005SQ200410055930
公開日2005年3月9日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者江角昌邦, 茂山正明, 松永徹也 申請人:株式會社日立制作所