[发明专利]摩擦搅拌接合方法及装置

摘要

本发明提供有效消除由被加工材料的加热不足引起的塑性流动不良，从而能够实现充分的强度、并且能够实现接合施工性的提高的摩擦搅拌接合方法及装置。在结构用钢的摩擦搅拌接合时，使用具有与钢板的动摩擦系数为0.6以下的材料的旋转工具，将旋转工具配置于钢板的一面侧和另一面侧，利用设置于旋转工具的前方的加热机构而被加热的加热区域面积的65％以上位于钢板的表面的接合中央线与下述平行于该接合中央线的直线之间，所述接合中央线为穿过旋转工具的旋转轴且平行于接合方向的直线，所述平行于该接合中央线的直线为仅向后退侧隔开与旋转工具的销部的最大半径相同的距离的直线。

主权项

1.摩擦搅拌接合方法，其中，将一对旋转工具以相对的方式分别配置于作为被加工材料的钢板的一面侧和另一面侧，在钢板间的未接合部中，使所述一对旋转工具在旋转的同时沿接合方向移动，一边利用所述一对旋转工具与所述钢板的摩擦热使所述钢板软化、一边利用所述一对旋转工具搅拌软化了的部位，由此产生塑性流动从而将钢板彼此接合，所述一对旋转工具的材料、或被覆在所述一对旋转工具的表面的材料与所述钢板之间的动摩擦系数为0.6以下，至少配置于一面侧的旋转工具具有肩部、和配置于该肩部且与该肩部共有旋转轴的销部，所述肩部和所述销部由比所述钢板硬的材质形成，一边将所述钢板固定，一边将所述一对旋转工具推压于所述钢板的一面侧和另一面侧，使所述一对旋转工具在旋转的同时沿接合方向移动，并且将利用设置在配置于所述一面侧的旋转工具的接合方向前方的加热机构而被加热的所述钢板的表面的温度T_S(℃)满足下述式(1)的区域作为加热区域时，所述加热区域与配置于所述一面侧的旋转工具的最小距离为所述一面侧的旋转工具的肩部的直径以下，所述加热区域的面积为配置于所述一面侧的旋转工具的销部的最大直径部的面积以下，所述加热区域的面积的65％以上位于所述钢板的表面的接合中央线与下述平行于该接合中央线的直线之间，所述接合中央线为穿过配置于所述一面侧的旋转工具的旋转轴且平行于接合方向的直线，所述平行于该接合中央线的直线为仅向后退侧隔开与配置于所述一面侧的旋转工具的销部的最大半径相同的距离的直线，T_S≥0.8×T_A1……(1)T_A1为下述式(2)所示的温度，T_A1(℃)＝723‑10.7[％Mn]‑16.9[％Ni]+29.1[％Si]+16.9[％Cr]+290[％As]+6.38[％W]……(2)上述[％M]为作为被加工材料的钢板中的M元素的含量(质量％)，不含有的情况下为0。