[发明专利]摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合控制方法

说明书

在接合工具(1)的突起部(11)的内部，在将接合工具的突起部(11)压入被接合构件时从被接合构件表面起的深度分别不同的突起部(11)的内部位置，设置有多个温度传感器(13)，在实施接合时，控制装置(5)通过控制接合工具(1)的旋转速度、移动速度或者这两者来进行控制，以便使由温度传感器(13)检测出的温度落入预定的控制温度范围内，谋求接合品质的均匀化。

技术领域

本发明涉及利用塑性流动现象将被接合构件固相接合的摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合控制方法。

背景技术

已知利用旋转的接合工具给予摩擦热，使被接合构件产生塑性流动现象，利用接合工具进行搅拌并将被接合构件接合起来的摩擦搅拌接合装置(下面，称为FSW(FrictionStir Welding：摩擦搅拌焊接)装置)。FSW装置用于铝、铜、铁、它们的合金等在比较低的温度下软化的金属的接合。

在一般的FSW装置中，根据被接合构件的材质及厚度预先设定预定的最佳接合工具的规格(材质、形状等)、转速(旋转速度)、作为进给速度的接合速度、插入深度等加工条件，从接合开始直到接合结束，保持该加工条件以实施接合。并且，基于确认在接合部位的截面中没有产生空穴缺陷、在接合部的表面没有产生槽状缺陷的结果，判断接合被是否恰当地进行。一般地，基本上不进行从接合开始点到结束点之间的接合温度控制及考虑由接合温度的变动引起的对接合品质的影响。

但是，在不控制被接合构件的接合部的温度的情况下，在从接合开始点到结束点之间，其接合温度不可避免地产生波动，其结果是，接合部的强度及接合品质也会产生波动。特别是，在将不同种类材料的被接合构件接合起来的情况下，会产生大的影响。

因此，例如，在专利文献1中，公开了一种将重叠的两个被接合构件1、2接合起来的加工探头P(接合工具)，其配备有相对于加工探头本体Pa的旋转轴偏心地配置且相对于加工探头本体Pa能够旋转的接合用销Pb(参照图1等)。在这种加工探头P中，由于偏心配置的接合用销Pb相对于加工探头本体Pa的中心进行旋转运动，所以，可以谋求加工探头P的底面附近部分、也就是被接合构件1、2的交界面的温度的均匀化。进而，在专利文献1中，记载了在加工探头P上设置温度检测手段23，基于该温度检测手段23的检测值，控制加工探头本体Pa以及接合用销Pb的转速(参照第0032段等)。

另外，在专利文献2中，公开了一种摩擦搅拌接合装置1的例子，所述摩擦搅拌接合装置1，在被接合部3的接合工具4和与其相反侧抵接地设置的支承被接合物2的垫板构件21上设置热电偶34，能够基于由热电偶34检测出的温度来监视接合工具4的过热(参照图2等)。

另外，在专利文献3中，公开了一种摩擦搅拌接合方法的例子，所述摩擦搅拌接合方法，能够通过使接合工具的旋转速度或者接合速度变化，将向从接合对象的工件1的接合开始部位至结束部位的构件1中的进热量控制成大致恒定(参照权利要求1、权利要求2、图1等)。根据该接合方法，记载了特别是在小直径的管材或棒材的周向方向的接合中，在整个接合部上获得均匀的接合品质(参照段落0023等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-167758号公报

专利文献2：日本特开2011-115842号公报

专利文献3：日本特许第4286962号公报

发明内容

发明所要解决的课题