[发明专利]接合方法及接合装置

说明书

技术区域

本申请基于日本专利申请2007-89735号而主张优先权，参照上述日 本专利申请的全部内容而将其引用至此。

本发明涉及一种将接合物与被接合物接合的接合方法及接合装置。作 为本发明的接合方法及接合装置的具体应用领域，例如有小件部件向LNG 容器等的大型铝构造物的安装，小件部件向铁道车辆、汽车等的铝部件的 安装，小件部件向船舶、桥梁等的钢铁部件的安装等。

背景技术

作为将接合物与被接合物接合的以往的方法有电弧螺柱(arc stud) 法。在电弧螺柱法中，首先使接合物与被接合物之间发生电弧放电，借助 该电弧放电使接合物与被接合物熔融，在接合物与被接合物之间形成由熔 融物构成的熔池。接着在形成了熔池的状态下向被接合物按压接合物，将 接合物与被接合物接合。

作为将接合物与被接合物接合的其他的以往的方法有摩擦压接法。在 摩擦压接法中，在将接合物按压在被接合物上的状态下使接合物旋转，使 接合物与被接合物之间产生摩擦热，通过使在接合物与被接合物的接合部 处发生塑性变形而将接合物与被接合物接合(例如参照专利文献1)。

作为将接合物与被接合物接合的其他的以往的方法有钎焊。在钎焊 中，在接合物与被接合物之间配置比接合物及被接合物熔点低的钎料，使 该钎料熔融而将接合物与被接合物接合(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2002-153979号公报

专利文献2：日本特开2002-290068号公报

但是，在电弧螺柱法中存在以下问题：熔池在凝固的过程中会产生裂 痕及气泡等的缺陷，熔接部的品质及接合强度的偏差容易变大，接合的可 靠性低。此外，在进行电弧螺柱法时，需要用于进行熔接的焊枪、用于施 加电压的熔接电源及供给用于防止氧化等的密封气体的装置等的附带机 器、和这些附带机器的配线及配管等。此外，需要接合前的氧化覆膜除去 工序、柱状螺栓接合工序、套圈除去工序，工序数多。

摩擦压接法是不受姿态变化的影响的稳定的施工方法，但是为了使塑 性变形发生，需要以从数百kg到吨级的按压力将接合物按压在被接合物 上。从而存在以下问题：摩擦压接法只能够应用于能够承受这样的按压力 的接合物及被接合物的接合，而不能够利用摩擦压接法接合例如会由于按 压力而发生压曲那样的强度小的接合物。此外，接合装置大型化，很难将 装置运入已有构造物而进行施工。此外，发生的摩擦热与相对速度和按压 力的积成比例。在接合物小径时相对速度低，因此需要特别大的按压力或 超高速旋转。

在铝的钎焊中，需要除去接合物及被接合物中的附着有钎料的部分的 氧化保护膜的工序。为了氧化保护膜的除去而使用很多的强活性稀释剂。 该强活性稀释剂若残留则成为接合部分的腐蚀的原因，因此存在以下问 题，在钎焊中，还需要除去强活性稀释剂的工序，工序数增加。此外，钎 料和母材的熔点的差小，所以必须在±5℃左右的温度范围内进行钎焊。 从而，钎焊一般应用于熔融温度范围小且与钎料的熔点的差比较大的铝合 金，难以应用于熔融温度范围大且与钎料的熔点的差比较小的Cu、Mg、 Zn、Si等的含有量高的高强度铝合金等。

发明内容

从而，本发明的目的在于提供一种接合方法以及接合装置，能够通过 小的按压力将接合物与被接合物接合，可靠性高且不会使作业环境恶化。

为了解决上述课题，基于本发明的接合方法的特征为，

在分别由金属材料形成的接合物以及被接合物之间，配置上述接合物 及上述被接合物中的至少某一方的低熔点部件；

在将上述接合物经由上述低熔点部件按压在上述被接合物上的状态 下，在上述接合物与上述被接合物之间提供相对运动从而使摩擦热产生， 在比上述接合物及上述被接合物中的至少某一方的熔点低的温度下，使上 述接合物及上述被接合物中的至少某一方与上述低熔点部件的连接部位 熔融；

停止上述接合物与上述被接合物之间的相对运动，将上述接合物与上 述被接合物接合。

优选本发明的特征为，上述接合物及上述被接合物由相同种类的金属 材料形成。

优选本发明的特征为，上述金属材料为铝。

优选本发明的特征为，通过使上述接合物旋转而在上述接合物与上述 被接合物之间提供相对运动。