[发明专利]转动摩擦焊接方法

说明书

本发明涉及一种转动摩擦焊的方法，例如，本发明适用于铁路车辆或建筑结构等用的铝合金制的长形构架件的转动摩擦焊接方法。

转动摩擦焊接法是一种通过使一种插入连接部位的圆棒(称之为“转动工具”)转动并使该转动工具沿长形构架件的连接线移动，使转动摩擦焊接部位发热、软化和塑性流态化，并在固态下牢固地连接在一起的方法。上述转动工具由一个小直径部分和一个大直径部分构成，前者插入转动摩擦焊接部位，后者位于上述转动工具的小直径部分的外面。转动工具的大直径部分和小直径部分具有共同的轴线。转动工具的小直径部分与大直径部分之间的界面稍稍进入连接部位。上述的技术已在例如日本专利申请公开No.平成9-309164(EP 0797043 A2)公开过。

在上述日本专利申请公开No.平成9-309164(EP 0797043 A2)的图9中，示出从空心挤压构架件的两个面中之一个进行对空心挤压构架件的两个面的连接。就是说，一个侧面的板件对接着而从构架件的另一个侧面进行转动摩擦焊。使上述板件的外表面平直地焊在一起。而板件另一侧面的端部与厚度方向相垂直。

另外，在日本公开专利申请No.平成9-309164(EP 0797043 A2)的图7中，用焊接法将具有凸部的板件连接起来，结果呈现出良好的转动摩擦焊接特性。

正如在上述日本公开申请No.平成9-309164(EP 0797043 A2)的图9所示，考虑了使两个长的例如25m左右的板件(挤压构架件)对接和焊接的情况。在转动摩擦焊接过程中，从上部将连接部位的板件压下。用于压下板件的装置是一种与转动工具一起移动的压下金属的配件或一种辊子。而且，在两个板件按预定的间距暂时焊在一起之后，通过压下两个构架件而实现转动摩擦焊。当板件是一种长尺寸材料时，会出现这样一种情况，即由于板件端部的变形而使板件沿纵向呈波浪形。此时，如图7所示，在对接部位，两个板件B1和B2的端部形成沿上、下方向的台阶式高度差。这种台阶式高度差可通过从上部将其压下而避免。

但是，要消除上述的台阶式高度差，必需使压下金属的配件的间距变小，于是提高了装置的成本。而且，在暂时固定焊接后进行转动摩擦焊时，必需去掉上述的台阶式高度差，同样是个问题。在焊接时存在台阶式高度差，焊接后便不可能消除它了。

本发明的目的是在对接的板件中进行一种在焊接部位不出现台阶式高度差的焊接连接。

上述目的可通过一种转动摩擦焊接法来达到，该方法包含如下步骤：将第一构架件的面板端部的凸部插入第二构架件的面板端部的凹部；然后从上述面板的一个表面侧将一种转动工具插到上述的插入部位，对上述面板的另一个表面侧平直地进行转动摩擦焊。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种结构体的制造方法。该方法包含如下步骤：将第一构架件的面板端部的凸部插入第二构架件的面板端部的凹部；从上述面板的一个表面侧将一种转动工具插到上述的插入部位，对上述面板的另一个表面侧平直地进行转动摩擦焊；将已通过转动摩擦焊得到的工件的一个侧面安置在结构体的外表面，而制出结构体。

为实现本发明的上述的目的，本发明还提供了一种车身的制造方法。所述方法包含如下步骤：将第一构架件的面板端部的凸部插入第二构架件的面板端部的凹部；从面板的一个表面侧将一个转动工具插到上述的插入部位，并对面板的另一表面侧平直地进行转动摩擦焊；将通过转动摩擦焊获得的工件的一个侧面安置到车身之外表面而制成这种车身。

为实现本发明的上述的目的，本发明还提供了一种采用转动摩擦焊的构架件，其特征在于，在与面板厚度方向相垂直方向的端面上形成一个凹部。

为实现本发明的上述的目的，本发明还提供了一种采用转动摩擦焊的构架件，其特征在于，在与面板厚度方向相垂直的端面上形成一个凸部。

下面参看附图详细说明本发明，附图中：

图1是本发明的一个实施例的对接部位的纵剖视图；

图2是图1实施例的对接部位连接之前的纵剖视图；

图3是图1实施例的对接部位连接之后的纵剖视图；

图4是本发明的一个实施例的空心构架件的纵剖视图；

图5是本发明的一个实施例的一对空心构架件的纵剖视图；

图6是一种铁路车辆的车身的透视图；

图7是现有技术的对接部位的纵剖视图。