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公開番号2024136334
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023047422
出願日2023-03-24
発明の名称摩擦攪拌接合方法
出願人国立大学法人大阪大学,学校法人龍谷大学,JFEエンジニアリング株式会社
代理人個人,個人
主分類B23K 20/12 20060101AFI20240927BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】ツールの引き抜きによって生じた被接合材の穴を塞ぐことができる摩擦攪拌接合方法を提供することを目的とする。
【解決手段】回転する第1ツールを2以上の被接合材1,2に押し込み、第1ツールを接合線に沿って移動させ、第1ツールを被接合材1,2から引き抜く。第1ツールを第2ツール12に交換する。回転する第2ツール12を第1ツールの引き抜きによって生じた穴4に押し込む。第2ツール12のプローブ12bを穴4に残置する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
回転する第１ツールを２以上の被接合材に押し込み、前記第１ツールを接合線に沿って移動させ、前記第１ツールを前記被接合材から引き抜く工程と、
前記第１ツールを第２ツールに交換する工程と、
回転する前記第２ツールを前記第１ツールの引き抜きによって生じた穴に押し込む工程と、
前記第２ツールの少なくともプローブを前記穴に残置する工程と、を備える摩擦攪拌接合方法。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記第２ツールを破断して前記第２ツールのプローブを前記穴に残置することを特徴とする請求項１に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項３】
前記第２ツールが前記被接合材と同材質であることを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項４】
前記第２ツールのプローブの径が前記第１ツールのプローブの径以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項５】
前記穴に前記被接合材と同材質のパウダを充填し、その後、回転する前記第２ツールを前記穴に押し込むことを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項６】
回転する前記第２ツールを前記穴に押し込む際、前記被接合材の裏面側を予熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項７】
回転するツールを２以上の被接合材に押し込む工程と、
前記ツールを破断して前記ツールのプローブを前記被接合材に残置する工程と、を備える摩擦攪拌接合方法。
【請求項８】
２以上の被接合材の接合部であって、
前記接合部に破断したツールのプローブを摩擦攪拌接合又は溶融接合する接合部。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、２以上の被接合材を摩擦攪拌接合する方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
摩擦攪拌接合（Friction Stir Welding: FSW）は、１９９１年にイギリスのＴＷＩで開発された固相接合法の一種であり、従来の溶接法にはない種々の特徴を有する。例えば、最高到達温度が融点に達せず、固相状態での接合になるため、接合部における強度低下が溶接法に比べて小さいという特徴を有する。
【０００３】
特許文献１には、２以上の被接合材を摩擦攪拌接合する方法が開示されている。この方法では、まず回転するツールを被接合材に押し込む。回転するツールの押し込みにより、ツールと被接合材との間で摩擦熱が発生し、ツールの周囲の被接合材（材料）の温度が上昇する。材料が十分に加熱されて塑性流動を開始できる温度まで到達すると、材料は回転するツールの周りをツールの回転方向に流動する。このとき、ツールの左右の材料の一部が強制的に混合されてツールの周辺領域での接合が実現する。ツールを接合線に沿って移動させると、ツールが移動した後側に連続的に接合部が形成されていく。目的の終端位置に到達したところでツールを引き抜けば、接合が完了する。
【０００４】
しかし、ツールを引き抜くと、ツールを引き抜いた終端位置にツールの穴が残る。ツールの穴が残らないように、特許文献１に記載の摩擦攪拌接合方法では、被接合材の終端位置にタブを設置し、ツールをタブへ移動させ、ツールをタブから引き抜いて被接合材にツールの穴を残さないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２００２－５３９９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の摩擦攪拌接合方法においては、タブを取り除くのに手間がかかるという課題がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、ツールの引き抜きによって生じた被接合材の穴を塞ぐことができ、又はツールを引き抜いても被接合材に穴が生じない摩擦攪拌接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、回転する第１ツールを２以上の被接合材に押し込み、前記第１ツールを接合線に沿って移動させ、前記第１ツールを前記被接合材から引き抜く工程と、前記第１ツールを第２ツールに交換する工程と、回転する前記第２ツールを前記第１ツールの引き抜きによって生じた穴に押し込む工程と、前記第２ツールの少なくともプローブを前記穴に残置する工程と、を備える摩擦攪拌接合方法である。
【０００９】
本発明の他の態様は、回転するツールを２以上の被接合材に押し込む工程と、前記ツールを破断して前記ツールのプローブを前記被接合材に残置する工程と、を備える摩擦攪拌接合方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、第１ツールの引き抜きによって生じた穴に第２ツールのプローブを残置するので、穴をプローブによって塞ぐことができる。また、第１ツールと第２ツールを交換するので、摩擦攪拌接合する第１ツールと穴を塞ぐ第２ツールそれぞれに適したツールを使用することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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