[发明专利]用于搭接接头的摩擦搅拌焊接装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于搭接接头的摩擦搅拌焊接装置，更具体地说，涉及搭接接合两个金属制成的待接合构件时使用的摩擦搅拌焊接装置。

背景技术

过去，提出了各种用于搭接接头的摩擦搅拌焊接装置，作为搭接并接合两个待接合构件的装置(例如，参照专利文件1和专利文件2)。

图8示出了一种用于搭接接头的传统摩擦搅拌焊接装置的示例。如图8所示，用于搭接接头的摩擦搅拌焊接装置21接合一对搭接起来的待焊接构件22、23。该装置21包括具有肩部25的转子24；和设置成从肩部25伸出的柱状探头26。探头26形成得直径小于转子24直径，并且与转子24中轴线C同心设置。

当一对构件22、23搭接结合时，在围绕转子24中轴线C沿着箭头R方向旋转转子24的同时，用于搭接接头的摩擦搅拌焊接装置21压靠搭接构件22、23中待焊接的上构件22的表面，并沿着预定接合线(未示出)移动。这样，待接合构件22、23在包围探头的区域内软化，并且软化的构件22、23被搅拌且塑性流动。结果是沿着预定接合线形成接头27。

图9是利用用于搭接接头的传统摩擦搅拌焊接装置形成的接头的显微照片。如图9(b)至9(d)所示，在用于搭接接头的传统摩擦搅拌焊接装置21中，问题是难于让软化的待接合构件22、23在包围探头26的区域内上下流动，因此在包围探头26末梢26a的区域内容易形成空隙缺陷。

进而，在现有技术中，为了解决空隙缺陷问题，提出一种用于搭接接头的摩擦搅拌焊接装置。

图10示出了用于搭接接头的传统摩擦搅拌焊接装置的另一个示例。在图10所示用于搭接接头的摩擦搅拌焊接装置31中，螺旋凹槽37形成在探头36周边表面上，从探头36末梢36a延伸到转子34的肩部35。

在如图10所示的这种用于搭接接头的摩擦搅拌焊接装置中，软化的待接合构件22、23因存在螺旋凹槽37而在包围探头36的区域内上下流动，从而能防止在包围探头36末梢36a的区域内出现空隙缺陷。

专利文件1：日本专利申请公开文件：2002-35962

专利文件2：日本专利申请公开文件：2002-35964

发明内容

本发明解决的问题

但是，在上述构造中，待接合构件32、33在待接合构件32、33之间的边界面38附近区域内上下流动增大，所以软化的待接合构件流动，从而在向下流动时向上卷曲起来，如图10所示。因此，如图11所示，氧化膜在待接合构件32、33之间的边界面38处以向上卷曲的状态保留下来。

氧化膜是粘结力较弱的部位，如果氧化膜以向上卷曲的状态保留下来，如图12所示，则上构件32的实际板厚t1将小于其原始板厚t0，由此导致待接合构件32、33的接头强度降低。例如，在如图12所示的情况下，平行于各构件32、33之间的边界面38的相反的力(沿着拉伸剪切方向)作用时，会存在倾向于在残留氧化膜39上出现裂纹的问题。

本发明考虑到上述情形并且设定的目标是提供一种用于搭接接头的摩擦搅拌焊接装置，该装置通过抑制氧化膜向上卷曲，可以防止一对待接合构件之间的接头强度降低。

解决该问题的手段

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种用于搭接接头的摩擦搅拌焊接装置，该装置设置有具有肩部的转子和探头，所述探头设置成从转子的肩部伸出并且与转子中轴线同心设置，螺旋凹槽形成在探头周边表面上，从探头末梢向所述肩部延伸，凹槽深度形成为从探头末梢向所述肩部逐渐减小。

根据本发明，当探头插入一对待接合搭接构件时，螺旋凹槽从探头末梢延伸到超过该对待接合构件的搭接平面的位置。

根据本发明，通道形(channel-shaped)的凹槽设置在探头周边表面上，沿着探头中轴线方向从探头末梢延伸。

而且，根据本发明，当所述探头插入一对待接合的搭接构件时，通道形的凹槽从探头末梢延伸到超过该对待接合构件的搭接平面的位置。

本发明的有益效果

由于本发明是一种用于搭接接头的摩擦搅拌焊接装置，该装置设置有具有肩部的转子和探头，所述探头设置成从转子的肩部伸出并且与转子中轴线同心设置，螺旋凹槽形成在探头周边表面上，从探头末梢向所述肩部延伸，凹槽深度形成为从探头末梢向所述肩部逐渐减小，所以因螺旋凹槽而发生的待接合构件上下流动向着所述肩部逐渐减小。因此，由于在待接合构件之间的边界面附近区域内接头上下流动较之图10所示设置有螺旋凹槽的现有技术较小，所以可以防止氧化膜以向上卷曲的状态保留在待接合构件之间的边界面处。因此，所述一对待接合构件的接头强度不会降低。