[发明专利]摩擦搅拌接合装置用熨平板、摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法

说明书

本发明提供一种与以往相比能够抑制在接合部件的接合表面突出的毛刺的产生的摩擦搅拌接合装置用熨平板、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法。熨平板(100)以包围旋转工具(5)的外周部的方式、且以不与旋转工具(5)一起旋转的方式安装于摩擦搅拌接合装置(200)，其中，熨平板(100)的供旋转工具(5)插入的部分的内径比旋转工具(5)大，在熨平板(100)以包围旋转工具(5)的外周部的方式配置之际，供两张金属板(1、2)的剩余材料进入的材料流入路径(105)在熨平板(100)与旋转工具(5)之间形成。

技术领域

本发明涉及摩擦搅拌接合装置用熨平板(ironing plate)、具备该摩擦搅拌接合装置用熨平板的摩擦搅拌接合装置、以及摩擦搅拌接合方法。

背景技术

作为与以往相比能够抑制软化后工件的飞散、在工件的接合表面突出的毛刺的产生的包括转子的摩擦搅拌接合工具的一个例子，在专利文献1中记载有一种具备在顶端具有接合销的圆柱形状的转子的摩擦搅拌接合工具，其具备呈环状覆盖转子的外周面的流动抑制部件，且流动抑制部件以相对于被接合部件不旋转的状态被支承，并记载了在流动抑制部件与转子之间的间隙填充有润滑剂。

另外，在专利文献2中记载有一种摩擦搅拌方法，以通过能够维持充分的混合作用和固化作用且能够控制热输入的摩擦搅拌方法来克服表面过热的问题为目的，该摩擦搅拌方法包括将摩擦搅拌工具的旋转探头放入作为低传导且高熔点的金属或金属合金的工件(workpiece)或一组工件间的接合部，探头从与工件接触的肩部或肩部间突出，相对于该肩部或各个肩部旋转。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-305486号公报

专利文献2：日本专利5404389号

公知有如下摩擦搅拌接合技术：一边使旋转工具旋转，一边使设置到旋转工具的工具主体的肩部(shoulder portion)的表面与接合部件的表面接触，利用肩部的表面与接合部件的表面之间的摩擦热而进行摩擦搅拌，从而使接合部件成为熔点以下的固相状态，对材料进行搅拌而进行接合。

该接合技术在进行作为主体的铝合金、以及镁、铁等金属材料和树脂材料等的接合的各种产业领域被实际应用化。

如图1所示，在摩擦搅拌接合中，旋转工具5的探头5a在被插入到要接合的接合材料之间的状态下高速旋转，并且肩部5b由于高速旋转而与接合材料的表面相互磨擦。因此，如图1所示，剩余材料被作为毛刺30从与肩部5b的缘端相当的部分和接合材料表面之间的间隙排出。这样的毛刺30在焊道34的两端侧、即旋转工具5的旋转方向与摩擦搅拌前进方向(接合方向或者工具输送方向)一致的前进侧(advancing side)32、以及旋转工具5的旋转方向和摩擦搅拌前进方向朝向相反的返回侧(retreating side)33产生。尤其是，毛刺30在返回侧33侧较多地产生。

出于产品的外观、品质等观点考虑，这样的毛刺并不能说是理想的，需要去除。不过，存在如下问题：由于在作业工序中添加去除作业从而工序数增加，并且花费劳力和时间，导致产品的成本上升。另外，也存在以下情况：与毛刺产生相应地接合部分的接合部件的量减少，在接合部产生槽缺陷、内部缺陷(通道状的缺陷)等问题，接合强度降低。

作为用于防止这样的毛刺的产生、飞散的技术的一环，存在上述那样的使润滑剂填充于具有接合销的转子与不旋转的流动抑制部件之间的专利文献1等所记载的技术。不过，在该专利文献1所记载的技术中，无法抑制剩余材料被作为毛刺从流动抑制部件与材料表面之间的间隙排出，寻求进一步的毛刺的抑制。

另外，在使用上述那样的旋转探头和不旋转的肩部的专利文献2所记载的技术中，也与专利文献1所记载的技术同样地，无法抑制剩余材料被作为毛刺从肩部与材料表面之间的间隙排出，寻求进一步的毛刺的抑制。

发明内容