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METHOD OF JOINING DISSIMILAR METAL PLATE AND JOINT STRUCTURE OF DISSIMILAR METAL PLATE meetings

Patent code P160013579
Posted date Dec 28, 2016
Application number P2011-033676
Publication number P2012-170967A
Patent number P5854451
Date of filing Feb 18, 2011
Date of publication of application Sep 10, 2012
Date of registration Dec 18, 2015
Inventor
  • (In Japanese)大石 郁
  • (In Japanese)坂村 勝
  • (In Japanese)竹保 義博
Applicant
  • (In Japanese)広島県
Title METHOD OF JOINING DISSIMILAR METAL PLATE AND JOINT STRUCTURE OF DISSIMILAR METAL PLATE meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of joining dissimilar metal plates at low cost with high productivity, and attaining required joining strength; and to provide a joint structure of the dissimilar metal plates obtained by the method.
SOLUTION: A processing tool 2 is provided with a pin 23 at an axial center of longitudinal one end of a rod-like tool body 21, the pin 23 having a curved surface 23a whose diameter is gradually reduced toward the tip. While the processing tool 2 is rotated about the axis center, the pin 23 is pressed against a first metal plate 3 of a stack of the first metal plate 3 and a second metal plate 4, and while the first metal plate 3 is softened by friction heat, the pin 23 is pressed into the second metal plate 4, so that the second metal plate 4 is also softened by friction heat. The softened metal parts 3a and 4a pressed aside respectively along the curved surface 23a of the pin 23 are united continuously during the softening process of the first metal plate 3 and the second metal plate 4, and the softened metal part 3a of the second metal plate 4 covers the softened metal part 4a of the second metal plate 4 at the boundary of the softened metal parts 3a and 4a to attain an anchor structure.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来より、重ね合わせた金属板同士を接合する方法として摩擦攪拌接合や摩擦攪拌点接合が知られている。例えば、特許文献1では、融点の高い金属板同士の摩擦攪拌点接合が開示されていて、長手方向一端の軸心上に嵌合凹部が形成された棒状ツール本体及び上記嵌合凹部に嵌着するピンからなる加工ツールを用い、該加工ツールを回転させながら重合状態の金属板に接近させ、上記ピンを上記金属板に押し付けて摩擦熱により軟化した軟化金属部分を攪拌させた状態で硬化させることにより金属板同士を接合している。

ところで、軽量化や高剛性化といった構造物における各性能の向上を同時に行うのを目的として、材質・板厚等の異なる金属板を構造物の適材適所に配置するために、異種金属板同士を接合したい場合がある。これら異種金属板同士を摩擦攪拌接合する場合、融点の異なる異種金属板をそれぞれ軟化させても当該異種金属板同士の軟化金属部分が互いに混ざり難く、接合強度が安定しないことが一般的に知られている。そこで、特許文献2に開示されている異種金属板同士の摩擦攪拌接合方法では、重合状態の金属板の融点の低い金属板側から加工ツールを押し付けて上記ピン先端を融点の高い金属板側に到達させずにその手前で保持し、摩擦熱により融点の低い金属板側だけを軟化させて攪拌し、攪拌域を融点の高い金属板表面に密着させることで金属板同士を繋ぐようにしている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、重ね合わせた異種金属板の接合方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
第1金属板と該第1金属板より融点の高い材質の第2金属板とを重ね合わせて両者を摩擦熱を利用して接合する異種金属板の接合方法であって、
先端に向かって次第に縮径する曲率半径が1mm~13mmである湾曲面を有するピンが棒状ツール本体の長手方向一端の軸心上に突設された加工ツールを軸心回りに回転させながら重合状態の第1金属板及び第2金属板に接近させ、上記ピンを上記第1金属板に押し付けて該第1金属板を摩擦熱により軟化させつつ上記第2金属板側に0.5mm以上押し込むことにより該第2金属板をも摩擦熱により軟化させ、上記第1金属板及び第2金属板の軟化過程で上記ピンの湾曲面に沿って押しのけられた各々の軟化金属部分が一体に連続し、且つ、両軟化金属部分の境界では上記第2金属板の軟化金属部分が上記第1金属板の軟化金属部分に覆い被さってアンカー構造となり、第1金属板と第2金属板とが接合されることを特徴とする異種金属板の接合方法。

【請求項2】
 
請求項1に記載の異種金属板の接合方法であって、
一方側に第1金属板が、他方側に第2金属板がそれぞれ偏って配置されるように上記第1金属板及び第2金属板を複数枚重ね合わせ、
上記第1金属板及び上記第2金属板を軟化させつつ上記ピンを重合方向外側に位置する第2金属板まで押し込むことを特徴とする異種金属板の接合方法。

【請求項3】
 
請求項1又は2に記載の異種金属板の接合方法であって、
上記ツール本体の長手方向一端には、先端に向かって次第に縮径するショルダー面が形成され、
上記ピンを第2金属板まで押し込む際、上記ショルダー面を上記第1金属板の軟化金属部分にまで押し込むことを特徴とする異種金属板の接合方法。

【請求項4】
 
請求項1から3のいずれか1つに記載の異種金属板の接合方法であって、
上記第1金属板は、アルミニウム合金板、陽極酸化被膜アルミニウム合金板及びマグネシウム合金板のいずれか1つであり、
上記第2金属板は、鋼板であることを特徴とする異種金属板の接合方法。

【請求項5】
 
請求項1から4のいずれか1つに記載の異種金属板の接合方法であって、
高密度ポリエチレンシート、シール剤及び繊維強化プラスチックのいずれか1つの絶縁部材を上記第1金属板と上記第2金属板との間に介在させ、
上記第1金属板、上記絶縁部材及び上記第2金属板を順に軟化させつつ上記ピンを第2金属板まで押し込むことを特徴とする異種金属板の接合方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2011033676thum.jpg
State of application right Registered


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