[发明专利]摩擦搅拌接合装置及其运转方法

说明书

一种摩擦搅拌接合装置，其通过用摩擦热使由铝部件(W1)和镀锌钢部件(W2)构成的被接合物(W)软化从而接合，其具备：销部件(1)；肩部件(2)，其形成为圆筒状，在内部插通有销部件(1)，构成为能够向沿着轴线(Xr)的方向进退移动；旋转驱动器(5)，其构成为使销部件(1)绕轴线(Xr)旋转，不使肩部件(2)旋转；以及直动驱动器(4)，其使销部件(1)和肩部件(2)沿着轴线(Xr)进退移动，铝部件(W1)配置为与销部件(1)对置。

技术领域

本发明涉及摩擦搅拌接合装置及其运转方法。

背景技术

公知有将铝材和镀锌钢板接合的摩擦点接合装置(例如，参照专利文献1)。在专利文献1所公开的摩擦点接合装置中，具备用于测量旋转工具的温度的工具温度测量器、和用于测量铝材和镀锌钢板的接合部的温度的材料温度测量器，反馈装置基于工具温度测量器和材料温度测量器的温度信息，对使旋转工具旋转的伺服马达进行反馈控制。

具体而言，在专利文献1所公开的摩擦点接合装置中，将工具的末端的距离在铝材侧维持在0.1～0.3mm的范围，并且使铝材和镀锌钢板的接合部的温度处于320～350℃的范围，由此将接合部作为新生面，一边在接合部生成Fe和Al的金属间化合物一边进行摩擦点接合。

专利文献1：日本特开2016-124002号公报

然而，在专利文献1所公开的摩擦点接合装置中，需要具备2个温度测量器，因此装置的制造成本增加。另外，在专利文献1所公开的摩擦点接合装置中，需要基于来自温度测量器的温度信息进行反馈控制，并且必须将工具的末端的位置维持在规定的范围，因此控制程序变得复杂，还存在改善的余地。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种通过简易的结构能够将铝部件和镀锌钢部件以高的强度接合的摩擦搅拌接合装置及其运转方法。

为了解决上述现有的课题，本发明所涉及的摩擦搅拌接合装置通过用摩擦热使由铝部件和镀锌钢部件构成的被接合物软化从而进行接合，具备：销部件，其形成为圆柱状，构成为能够绕轴线旋转和向沿着该轴线的方向进退移动；肩部件，其形成为圆筒状，在内部插通有上述销部件，构成为能够向沿着上述轴线的方向进退移动；旋转驱动器，其构成为使上述销部件绕上述轴线旋转，不使上述肩部件绕上述轴线旋转；以及直动驱动器，其使上述销部件和上述肩部件沿着上述轴线进退移动，上述铝部件配置为与上述销部件对置。

由此，能够减少从肩部件经由铝部件向镀锌钢部件的热输入量，从而能够抑制锌的熔融。因此，能够抑制熔融的锌侵入到铝部件，因此能够抑制锌和铝反应而产生液化裂纹。因此，能够将铝部件和镀锌钢部件以高的强度接合。

另外，本发明所涉及的摩擦搅拌接合装置的运转方法为通过用摩擦热使由铝部件和镀锌钢部件构成的被接合物软化从而进行接合的摩擦搅拌接合装置的运转方法，上述摩擦搅拌接合装置具备：销部件，其形成为圆柱状，构成为能够绕轴线旋转和向沿着该轴线的方向进退移动；肩部件，其形成为圆筒状，在内部插通有上述销部件，构成为能够向沿着上述轴线的方向进退移动；旋转驱动器，其构成为使上述销部件绕上述轴线旋转，不使上述肩部件绕上述轴线旋转；以及直动驱动器，其使上述销部件和上述肩部件沿着上述轴线进退移动，上述铝部件配置为与上述销部件对置，上述摩擦搅拌接合装置的运转方法具备：步骤A，使上述直动驱动器和上述旋转驱动器动作，以在使上述销部件旋转并且不使上述肩部件旋转的状态下，使上述销部件的末端部按压上述被接合物的被接合部；步骤B，使上述直动驱动器和上述旋转驱动器动作，而使上述销部件的末端部到达预先设定的规定的第1位置，以使软化的上述镀锌钢部件刺入软化的上述铝部件中；以及步骤C，在上述步骤B之后，使上述直动驱动器和上述旋转驱动器动作，以在使上述销部件旋转的状态下，从上述被接合部拔出上述销部件的末端部。