板構(gòu)件的接合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種板構(gòu)件的接合方法，詳細(xì)地講，是涉及一種將板構(gòu)件的邊緣部彼此接合的板構(gòu)件的接合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為將構(gòu)成汽車的車門、發(fā)動(dòng)機(jī)罩(bonnet)等的外板和內(nèi)板這樣的2張板構(gòu)件接合的方法，公知有一種所謂的卷邊接合的方法。如圖9所示，該方法是這樣的方法，即，使外板110的邊緣部111的頂端側(cè)部分從內(nèi)板120的邊緣部121突出并將兩邊緣部111、121彼此疊合，接著，將外板110的邊緣部111的頂端側(cè)部分折回，利用該折回部112夾持內(nèi)板120的邊緣部121，將上述邊緣部111、121彼此接合，因此，外觀品質(zhì)優(yōu)異。但是，在該接合方法中，由于卷邊接合僅是夾持內(nèi)板120的邊緣部121的構(gòu)造，因此，外板110和內(nèi)板120之間的接合強(qiáng)度較低。因此，出于提高接合強(qiáng)度的目的，有時(shí)也并用粘接劑、或者在卷邊接合之后并用點(diǎn)焊、激光焊接。但是，若在外板110和內(nèi)板120之間的卷邊接合時(shí)并用點(diǎn)焊，則存在由焊接的打痕引起外觀品質(zhì)降低的問(wèn)題。為了避免這一點(diǎn)，需要頻繁地進(jìn)行焊接電極的表面狀態(tài)的管理。而且，特別是，在外板110和內(nèi)板120的材質(zhì)(例如鐵和鋁)不同的情況下應(yīng)用點(diǎn)焊時(shí)，焊接時(shí)所產(chǎn)生的熱使板110、120較大程度地應(yīng)變，因此，需要在后期工序中矯正應(yīng)變。并且，在這種情況下，由于板110、120的熱膨脹率也不同，因此，在卷邊接合之后實(shí)施的涂裝的烘烤工序時(shí)，產(chǎn)生發(fā)生熱變形而導(dǎo)致板110、120彼此錯(cuò)開(kāi)的問(wèn)題。為了解決這樣的問(wèn)題，以往還提出了在將板構(gòu)件卷邊接合之后實(shí)施摩擦攪拌接合的做法。
[0003]在專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了一種在將內(nèi)板和外板之間卷邊接合之后將上述內(nèi)板和外板的邊緣部彼此摩擦攪拌接合的方法。
[0004]此外，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種在一個(gè)板的端部將另一個(gè)板的端部卷邊而進(jìn)行卷邊加工的技術(shù)。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004 - 345500號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2008 - 105083號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

_7] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0008]在專利文獻(xiàn)I所述的卷邊接合方法中，在利用外板110的邊緣部111的折回部112夾持內(nèi)板120的邊緣部121而進(jìn)行卷邊接合之后，使未圖示的摩擦攪拌接合用的工具一邊旋轉(zhuǎn)一邊從內(nèi)板120的邊緣部121上的折回部112 (參照?qǐng)D10和圖11)之上插入進(jìn)行摩擦攪拌接合。但是，在該方法中，產(chǎn)生了作為上述工具的抽出痕跡130的孔部131、處于該孔部周圍的銳利的毛刺132 (參照?qǐng)D10和圖11)、上述工具的旋轉(zhuǎn)攪拌針的穿孔痕跡133。由于該孔部131、毛刺132、穿孔痕跡133在外觀上看得到，因此，與通常的卷邊接合相比，其外觀品質(zhì)相當(dāng)?shù)?。因而，在這種情況下，至少需要在后期加工去除毛刺132。
[0009]此外，在專利文獻(xiàn)I所述的方法中，在外板110和內(nèi)板120的材質(zhì)不同的情況下，在摩擦攪拌接合過(guò)程中使用的工具的抽出痕跡處暴露異種金屬界面140(參照?qǐng)D11)，存在以此處為起點(diǎn)地發(fā)生異種金屬接觸腐蝕的缺點(diǎn)。因此，在使用過(guò)程中產(chǎn)生接合強(qiáng)度、外觀品質(zhì)顯著降低的問(wèn)題。
[0010]并且，在專利文獻(xiàn)I所述的方法中，在外板和內(nèi)板未固定的狀態(tài)下進(jìn)行卷邊接合，因此，將外板彎折時(shí)外板和內(nèi)板的對(duì)位并不容易，存在外板和內(nèi)板稍稍錯(cuò)位的缺點(diǎn)。
[0011]另一方面，在專利文獻(xiàn)2所述的卷邊接合方法公開(kāi)了一種通過(guò)以外板的邊緣部將內(nèi)板的邊緣部卷邊來(lái)將兩邊緣部接合的方法。在將該方法應(yīng)用于板構(gòu)件的卷邊接合的情況下，在外板的邊緣部中的卷邊的范圍(第一形狀)和沒(méi)有卷邊的范圍(第二形狀)之間對(duì)卷邊接合部施加的應(yīng)力變得不均勻，存在產(chǎn)生損害外板的外觀品質(zhì)的應(yīng)變的問(wèn)題。
[0012]本發(fā)明即是鑒于這樣的實(shí)際狀況而完成的，其目的在于提供一種這樣的板構(gòu)件的接合方法:在接合板構(gòu)件的過(guò)程中，不會(huì)損害外觀品質(zhì)，不必進(jìn)行矯正由焊接引起的應(yīng)變、或者去除因摩擦攪拌接合而產(chǎn)生的毛刺這樣的后期工序，而且，在板構(gòu)件之間不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位，不會(huì)損害外觀品質(zhì)、耐腐蝕性，能夠提高板構(gòu)件之間的接合強(qiáng)度。
_3] 用于解決問(wèn)題的方案
[0014]在本發(fā)明中，為了解決上述課題，提供一種包括以下工序的板構(gòu)件的接合方法:第I工序，使第I板構(gòu)件的邊緣部的頂端側(cè)部分從第2板構(gòu)件的邊緣部突出并將兩邊緣部彼此疊合；第2工序，從上述第2板構(gòu)件側(cè)將旋轉(zhuǎn)的工具插入到上述兩邊緣部，對(duì)上述兩邊緣部進(jìn)行摩擦攪拌接合；以及第3工序，將上述第I板構(gòu)件的邊緣部的頂端側(cè)部分折回，通過(guò)該折回部夾持上述第2板構(gòu)件的邊緣部，對(duì)上述第I板構(gòu)件的邊緣部和上述第2板構(gòu)件的邊緣部進(jìn)行卷邊接合。
[0015]本發(fā)明優(yōu)選的是，在上述工具的直徑設(shè)為R，上述第2板構(gòu)件的板厚設(shè)為t，以及從上述第2板構(gòu)件的端面到上述工具的旋轉(zhuǎn)中心的距離設(shè)為L(zhǎng)的情況下，上述工具的旋轉(zhuǎn)中心的位置設(shè)定為滿足L彡(R/2+t)的關(guān)系。
[0016]本發(fā)明優(yōu)選的是，使上述第I板構(gòu)件的邊緣部的折回部的端面位于比上述工具的抽出痕跡靠板構(gòu)件中央側(cè)的位置。
[0017]本發(fā)明優(yōu)選的是，使上述第I板構(gòu)件的邊緣部的折回部與因摩擦攪拌接合產(chǎn)生在上述第2板構(gòu)件的邊緣部上的毛刺接觸。
[0018]本發(fā)明優(yōu)選的是，在上述第I板構(gòu)件的邊緣部和上述第2板構(gòu)件的邊緣部之間涂敷粘接劑。
[0019]本發(fā)明優(yōu)選的是，上述第I板構(gòu)件和上述第2板構(gòu)件是異種材料。
[0020]本發(fā)明優(yōu)選的是，上述第2板構(gòu)件形成為其硬度高于上述第I板構(gòu)件的材料的硬度。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]在本發(fā)明的板構(gòu)件的接合方法中，使第I板構(gòu)件的邊緣部和第2板構(gòu)件的邊緣部彼此疊合，將該兩邊緣部摩擦攪拌接合之后，利用第I板構(gòu)件的折回部夾持第2板構(gòu)件的邊緣部從而將上述兩邊緣部彼此卷邊接合，因此，與以往的僅利用卷邊接合時(shí)相比，板構(gòu)件的邊緣部之間因摩擦攪拌接合而能夠更加牢固地接合。因此，在卷邊接合過(guò)程中，將上述第I板構(gòu)件彎折時(shí)，上述第I板構(gòu)件和上述第2板構(gòu)件的對(duì)位變?nèi)菀?。由此，在卷邊接合之后，在第I板構(gòu)件和第2板構(gòu)件之間不會(huì)產(chǎn)生絲毫的錯(cuò)位，能夠得到精度較高的構(gòu)件。而且，與焊接相比摩擦攪拌接合的發(fā)熱量較小，因此，即使并用摩擦攪拌接合和卷邊接合，在卷邊接合之后產(chǎn)生的應(yīng)變也較小。因而，也不需要矯正該應(yīng)變的后期工序作業(yè)。并且，通過(guò)除了進(jìn)行卷邊接合之外還進(jìn)行摩擦攪拌接合，板構(gòu)件的接合強(qiáng)度變高，因此，即使在卷邊接合之后實(shí)施的烘烤工序中產(chǎn)生熱變形，板構(gòu)件之間也不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位。此外，在卷邊接合時(shí)在摩擦攪拌接合部及其附近對(duì)第2板構(gòu)件的折回部施加的應(yīng)力大致均勻，因此，能夠防止如在專利文獻(xiàn)I中指出那樣的外觀上的品質(zhì)降低。
[0023]在本發(fā)明中，在將在摩擦攪拌接合過(guò)程中所使用的工具的直徑設(shè)為R，將上述第2板構(gòu)件的板厚設(shè)為t，將從上述第2板構(gòu)件的端面到上述工具的旋轉(zhuǎn)中心的距離設(shè)為L(zhǎng)的情況下，上述工具的旋轉(zhuǎn)中心的位置設(shè)定為滿足L多(R/2+t)的關(guān)系，因此，在摩擦攪拌接合時(shí)，即使從上述工具對(duì)第2板構(gòu)件施加較大的負(fù)荷，該第2板構(gòu)件的邊緣部也不會(huì)較大程度地向外側(cè)錯(cuò)位或者變形，能夠進(jìn)行完善的摩擦攪拌接合。
[0024]在本發(fā)明中，使上述第I板構(gòu)件的邊緣部的折回部的端面位于比摩擦攪拌接合痕跡靠板構(gòu)件中央側(cè)的位置，因此，能夠利用上述第I板構(gòu)件的折回部可靠地掩蓋摩擦攪拌接合痕跡，因此，能夠獲得從外側(cè)看不到接合痕跡的良好的外觀狀態(tài)。
[0025]在本發(fā)明中，若使上述第I板構(gòu)件的邊緣部的折回部與因摩擦攪拌接合產(chǎn)生在上述第2板構(gòu)件的邊緣部上的毛刺接觸，則該毛刺咬入到上述折回部，因此，上述第I板構(gòu)件的邊緣部的折回部不會(huì)自上述第2板構(gòu)件的邊緣部錯(cuò)位，能夠使板構(gòu)件之間的接合更加可
A+-.與巨O
[0026]在本發(fā)明中，若在上述第I板構(gòu)件的邊緣部和上述第2板構(gòu)件的邊緣部之間涂敷粘接劑，則能夠提高板構(gòu)件之間的接合甚至是卷邊接合的強(qiáng)度，并且能夠利用板構(gòu)件之間的粘接劑，防止雨水等液體進(jìn)入到板構(gòu)件之間，能夠獲得較高的耐腐蝕性。
[0027]本發(fā)明在將上述第I板構(gòu)件和上述第2板構(gòu)件設(shè)為異種材料的情況下特別有用，即使在這樣的情況下也能夠獲得與上述同樣的效果，在此基礎(chǔ)之上，還能夠獲得以下效果。即，由于在摩擦攪拌接合過(guò)程中所使用的工具的抽出痕跡上產(chǎn)生的異種材料界面被上述第I板構(gòu)件的邊緣部的折回部堵塞，因此，雨水等成為引起腐蝕的主要因素的液體不會(huì)附著，能夠防止由異種金屬接觸腐蝕引起的接合強(qiáng)度降低、外觀品質(zhì)的降低。
[0028]本發(fā)明在上述第2板構(gòu)件形成為其硬度高于上述第I板構(gòu)件的材料的硬度的情況下特別有效，在這種情況下，能夠使因摩擦攪拌接合而在上述第2板構(gòu)件的邊緣部上產(chǎn)生的毛刺可靠地咬入到上述第I板構(gòu)件的折回部，因此，能夠可靠地使板構(gòu)件之間的接合更加牢固。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1表示本發(fā)明的板構(gòu)件的接合方法的一實(shí)施方式，是表示將外板和內(nèi)板摩擦攪拌接合的情形的剖視圖。
[0030]圖2表示本發(fā)明的板構(gòu)件的接合方法的一實(shí)施方式，是表示在摩擦攪拌接合之后將外板的邊緣部和內(nèi)板的邊緣部卷邊接合的情形的剖面圖。
[0031]圖3表示本發(fā)明的板構(gòu)件的接合方法的一實(shí)施方式，是放大地表示在摩擦攪拌接合之后將外板的邊緣部和內(nèi)板的邊緣部卷邊接合的情形的主要部分的剖面圖。
[0032]圖4表示本發(fā)明的板構(gòu)件的接合方法的一實(shí)施方式，是表示使外板的邊緣部的頂端側(cè)部分從內(nèi)板的邊緣部突出并將兩邊緣部疊合的情形的立體圖。
[0033]圖5表示本發(fā)明的板構(gòu)件的接合方法的一實(shí)施方式，是表示在摩擦攪拌接合之后利用外板的邊緣部的折回部夾持內(nèi)板的邊緣部進(jìn)行了卷邊接合的情況的立體圖。
[0034]圖6表示本發(fā)明的板構(gòu)件的接合方法的一實(shí)施方式，特別是表示在外板和內(nèi)板之間涂敷粘接劑的情況，圖6的(a)是表示在外板的邊緣部疊合內(nèi)板的邊緣部之前在兩邊緣部之間涂敷粘接劑的情形的剖視圖，圖6的(b)是表示在摩擦攪拌接合之前利用粘接劑在外板的邊緣部固定有內(nèi)板的邊緣部的情形的剖視圖，圖6的(C)是表示在將外板的邊緣部和內(nèi)板的邊緣部摩擦攪拌接合之后進(jìn)行了卷邊接合的情形的剖視圖。
[0035]圖7表示本發(fā)明的板構(gòu)件的接合方法的一實(shí)施方式，特別是表示應(yīng)用摩擦攪拌接合的部位的一個(gè)例子，圖7的(a)是表示車門的情況的示意圖，圖7的(b)是表示發(fā)動(dòng)機(jī)罩的情況的不意圖。
[0036]圖8表示本發(fā)明的板構(gòu)件的接合方法