[发明专利]摩擦搅拌焊接组件及摩擦搅拌焊接加工方法

说明书

本发明公开了一种摩擦搅拌焊接组件及摩擦搅拌焊接加工方法，其中，摩擦搅拌焊接加工方法包括：提供一摩擦搅拌焊接组件，包含：二金属板件，每一金属板件具有一焊接区；以及一固定件，供置入二金属板件，使其局部位于二焊接区，以固定相邻叠置的二金属板件；其中，固定件的局部可借由摩擦搅拌焊接加工与二焊接区熔融；将二金属板件的二焊接区彼此相邻且相对叠置；将固定件置入二金属板件，且其局部触及二焊接区，使二金属板件相互固定；以及进行摩擦搅拌焊接加工，固定件的局部与二焊接区皆于摩擦搅拌焊接加工后熔融结合。

技术领域

本发明是有关于一种摩擦搅拌焊接加工技术，特别是有关于一种能简易固定与定位层叠的二金属板件的摩擦搅拌焊接组件及摩擦搅拌焊接加工方法。

背景技术

摩擦搅拌积层制造（Friction Stir Additive Manufacturing, FSAM）为摩擦搅拌焊接与积层制造两项加工技术的结合，其利用多道次摩擦搅拌焊接加工将叠合的上下两层板材焊合，并视需求重复多次堆栈焊合成形。

进行摩擦搅拌焊接时，摩擦搅拌焊接工具作用于工件上的下压力及轴向扭力均非常的大，需以夹治具压持工件使其稳固，摩擦搅拌焊接加工方能顺利进行。然而，压持工件的夹治具会妨碍摩擦搅拌焊接工具进行，也就是说，工件受夹治具压持的区域无法进行摩擦搅拌焊接加工。这将使得受夹治具压持的区域的材料无法有效利用，积层后还需将此区域的材料削除，造成材料浪费。再则，板材积层高度越高，需具备刚性更佳的夹治具以克服搅拌工具的轴向扭力，增加夹治具设计的难度与制作成本。此外，在积层制造时，上下料需先组设和卸除夹治具，作业时间长，大幅降低设备稼动率。

此外，已知摩擦搅拌焊接加工亦有以点焊方式将两工件定位与固定，点焊虽有操作简便与经济的优势，但点焊会将热导入工件，极易造成工件变形，使层叠的工件无法彼此贴合，将导致接合上的缺陷，影响积层制造质量。

以上所述的现有夹治具的缺点，不利于摩擦搅拌焊接加工与摩擦搅拌积层制造的发展，因此，有需要提供新的摩擦搅拌焊接组件及摩擦搅拌焊接加工方法，以解决前述的问题。

发明内容

本发明的一目的是提供一种摩擦搅拌焊接组件与一种摩擦搅拌焊接加工方法，借由一固定件固定与定位层叠的二金属板件，以降低对层叠的二金属板件进行摩擦搅拌焊接加工的作业时间与成本。

本发明的另一目的是提供一种摩擦搅拌焊接组件与一种摩擦搅拌焊接加工方法，借由一固定件固定与定位层叠的二金属板件，以提升对层叠的二金属板件进行摩擦搅拌焊接加工的有效积层面积与材料利用率。

本发明的又一目的是提供一种摩擦搅拌焊接组件与一种摩擦搅拌焊接加工方法，借由一固定件固定与定位层叠的二金属板件，以提升对层叠的二金属板件进行摩擦搅拌焊接加工的质量。

依据上述的目的，本发明提供一种摩擦搅拌焊接组件，包含：二金属板件，每一金属板件具有一焊接区；以及一固定件，供置入前述二金属板件，使其局部位于二焊接区，以固定相邻叠置的二金属板件；其中，固定件的局部能够借由摩擦搅拌焊接加工与二焊接区熔融。

依据上述的目的，本发明更提供一种摩擦搅拌焊接加工方法，其步骤包括：提供如前述的摩擦搅拌焊接组件；将二金属板件的二焊接区彼此相邻且相对叠置；将固定件置入二金属板件，且其至少局部触及二焊接区，使二金属板件相互固定；以及进行摩擦搅拌焊接加工，使固定件的局部与二焊接区皆于摩擦搅拌焊接加工后熔融而结合。

本发明能借由将一固定件的局部置入层叠的二金属板件的焊接区以固定与定位二金属板件，并于进行摩擦搅拌焊接加工时，使固定件的局部与二焊接区皆于摩擦搅拌焊接加工后熔融而结合，省却夹治具开发设计、组设拆卸等作业时间与成本，且固定件的设置不会妨碍摩擦搅拌焊接工具进给，可提升有效积层面积与材料利用率，更能使层叠的工件能彼此贴合，确保积层制造的质量。

附图说明

图1 为本发明的摩擦搅拌焊接加工方法第一实施例的步骤流程图；