板构件的接合方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种板构件的接合方法，详细地讲，是涉及一种将板构件的边缘部彼此接合的板构件的接合方法。
【背景技术】
[0002]作为将构成汽车的车门、发动机罩(bonnet)等的外板和内板这样的2张板构件接合的方法，公知有一种所谓的卷边接合的方法。如图9所示，该方法是这样的方法，即，使外板110的边缘部111的顶端侧部分从内板120的边缘部121突出并将两边缘部111、121彼此叠合，接着，将外板110的边缘部111的顶端侧部分折回，利用该折回部112夹持内板120的边缘部121，将上述边缘部111、121彼此接合，因此，外观品质优异。但是，在该接合方法中，由于卷边接合仅是夹持内板120的边缘部121的构造，因此，外板110和内板120之间的接合强度较低。因此，出于提高接合强度的目的，有时也并用粘接剂、或者在卷边接合之后并用点焊、激光焊接。但是，若在外板110和内板120之间的卷边接合时并用点焊，则存在由焊接的打痕引起外观品质降低的问题。为了避免这一点，需要频繁地进行焊接电极的表面状态的管理。而且，特别是，在外板110和内板120的材质(例如铁和铝)不同的情况下应用点焊时，焊接时所产生的热使板110、120较大程度地应变，因此，需要在后期工序中矫正应变。并且，在这种情况下，由于板110、120的热膨胀率也不同，因此，在卷边接合之后实施的涂装的烘烤工序时，产生发生热变形而导致板110、120彼此错开的问题。为了解决这样的问题，以往还提出了在将板构件卷边接合之后实施摩擦搅拌接合的做法。
[0003]在专利文献I中公开了一种在将内板和外板之间卷边接合之后将上述内板和外板的边缘部彼此摩擦搅拌接合的方法。
[0004]此外，在专利文献2中公开了一种在一个板的端部将另一个板的端部卷边而进行卷边加工的技术。
[0005]专利文献1:日本特开2004 - 345500号公报
[0006]专利文献2:日本特开2008 - 105083号公报
【发明内容】
_7] 发明要解决的问题
[0008]在专利文献I所述的卷边接合方法中，在利用外板110的边缘部111的折回部112夹持内板120的边缘部121而进行卷边接合之后，使未图示的摩擦搅拌接合用的工具一边旋转一边从内板120的边缘部121上的折回部112 (参照图10和图11)之上插入进行摩擦搅拌接合。但是，在该方法中，产生了作为上述工具的抽出痕迹130的孔部131、处于该孔部周围的锐利的毛刺132 (参照图10和图11)、上述工具的旋转搅拌针的穿孔痕迹133。由于该孔部131、毛刺132、穿孔痕迹133在外观上看得到，因此，与通常的卷边接合相比，其外观品质相当低。因而，在这种情况下，至少需要在后期加工去除毛刺132。
[0009]此外，在专利文献I所述的方法中，在外板110和内板120的材质不同的情况下，在摩擦搅拌接合过程中使用的工具的抽出痕迹处暴露异种金属界面140(参照图11)，存在以此处为起点地发生异种金属接触腐蚀的缺点。因此，在使用过程中产生接合强度、外观品质显著降低的问题。
[0010]并且，在专利文献I所述的方法中，在外板和内板未固定的状态下进行卷边接合，因此，将外板弯折时外板和内板的对位并不容易，存在外板和内板稍稍错位的缺点。
[0011]另一方面，在专利文献2所述的卷边接合方法公开了一种通过以外板的边缘部将内板的边缘部卷边来将两边缘部接合的方法。在将该方法应用于板构件的卷边接合的情况下，在外板的边缘部中的卷边的范围(第一形状)和没有卷边的范围(第二形状)之间对卷边接合部施加的应力变得不均匀，存在产生损害外板的外观品质的应变的问题。
[0012]本发明即是鉴于这样的实际状况而完成的，其目的在于提供一种这样的板构件的接合方法:在接合板构件的过程中，不会损害外观品质，不必进行矫正由焊接引起的应变、或者去除因摩擦搅拌接合而产生的毛刺这样的后期工序，而且，在板构件之间不会发生错位，不会损害外观品质、耐腐蚀性，能够提高板构件之间的接合强度。
_3] 用于解决问题的方案
[0014]在本发明中，为了解决上述课题，提供一种包括以下工序的板构件的接合方法:第I工序，使第I板构件的边缘部的顶端侧部分从第2板构件的边缘部突出并将两边缘部彼此叠合；第2工序，从上述第2板构件侧将旋转的工具插入到上述两边缘部，对上述两边缘部进行摩擦搅拌接合；以及第3工序，将上述第I板构件的边缘部的顶端侧部分折回，通过该折回部夹持上述第2板构件的边缘部，对上述第I板构件的边缘部和上述第2板构件的边缘部进行卷边接合。
[0015]本发明优选的是，在上述工具的直径设为R，上述第2板构件的板厚设为t，以及从上述第2板构件的端面到上述工具的旋转中心的距离设为L的情况下，上述工具的旋转中心的位置设定为满足L彡(R/2+t)的关系。
[0016]本发明优选的是，使上述第I板构件的边缘部的折回部的端面位于比上述工具的抽出痕迹靠板构件中央侧的位置。
[0017]本发明优选的是，使上述第I板构件的边缘部的折回部与因摩擦搅拌接合产生在上述第2板构件的边缘部上的毛刺接触。
[0018]本发明优选的是，在上述第I板构件的边缘部和上述第2板构件的边缘部之间涂敷粘接剂。
[0019]本发明优选的是，上述第I板构件和上述第2板构件是异种材料。
[0020]本发明优选的是，上述第2板构件形成为其硬度高于上述第I板构件的材料的硬度。
[0021]发明的效果
[0022]在本发明的板构件的接合方法中，使第I板构件的边缘部和第2板构件的边缘部彼此叠合，将该两边缘部摩擦搅拌接合之后，利用第I板构件的折回部夹持第2板构件的边缘部从而将上述两边缘部彼此卷边接合，因此，与以往的仅利用卷边接合时相比，板构件的边缘部之间因摩擦搅拌接合而能够更加牢固地接合。因此，在卷边接合过程中，将上述第I板构件弯折时，上述第I板构件和上述第2板构件的对位变容易。由此，在卷边接合之后，在第I板构件和第2板构件之间不会产生丝毫的错位，能够得到精度较高的构件。而且，与焊接相比摩擦搅拌接合的发热量较小，因此，即使并用摩擦搅拌接合和卷边接合，在卷边接合之后产生的应变也较小。因而，也不需要矫正该应变的后期工序作业。并且，通过除了进行卷边接合之外还进行摩擦搅拌接合，板构件的接合强度变高，因此，即使在卷边接合之后实施的烘烤工序中产生热变形，板构件之间也不会发生错位。此外，在卷边接合时在摩擦搅拌接合部及其附近对第2板构件的折回部施加的应力大致均匀，因此，能够防止如在专利文献I中指出那样的外观上的品质降低。
[0023]在本发明中，在将在摩擦搅拌接合过程中所使用的工具的直径设为R，将上述第2板构件的板厚设为t，将从上述第2板构件的端面到上述工具的旋转中心的距离设为L的情况下，上述工具的旋转中心的位置设定为满足L多(R/2+t)的关系，因此，在摩擦搅拌接合时，即使从上述工具对第2板构件施加较大的负荷，该第2板构件的边缘部也不会较大程度地向外侧错位或者变形，能够进行完善的摩擦搅拌接合。
[0024]在本发明中，使上述第I板构件的边缘部的折回部的端面位于比摩擦搅拌接合痕迹靠板构件中央侧的位置，因此，能够利用上述第I板构件的折回部可靠地掩盖摩擦搅拌接合痕迹，因此，能够获得从外侧看不到接合痕迹的良好的外观状态。
[0025]在本发明中，若使上述第I板构件的边缘部的折回部与因摩擦搅拌接合产生在上述第2板构件的边缘部上的毛刺接触，则该毛刺咬入到上述折回部，因此，上述第I板构件的边缘部的折回部不会自上述第2板构件的边缘部错位，能够使板构件之间的接合更加可
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[0026]在本发明中，若在上述第I板构件的边缘部和上述第2板构件的边缘部之间涂敷粘接剂，则能够提高板构件之间的接合甚至是卷边接合的强度，并且能够利用板构件之间的粘接剂，防止雨水等液体进入到板构件之间，能够获得较高的耐腐蚀性。
[0027]本发明在将上述第I板构件和上述第2板构件设为异种材料的情况下特别有用，即使在这样的情况下也能够获得与上述同样的效果，在此基础之上，还能够获得以下效果。即，由于在摩擦搅拌接合过程中所使用的工具的抽出痕迹上产生的异种材料界面被上述第I板构件的边缘部的折回部堵塞，因此，雨水等成为引起腐蚀的主要因素的液体不会附着，能够防止由异种金属接触腐蚀引起的接合强度降低、外观品质的降低。
[0028]本发明在上述第2板构件形成为其硬度高于上述第I板构件的材料的硬度的情况下特别有效，在这种情况下，能够使因摩擦搅拌接合而在上述第2板构件的边缘部上产生的毛刺可靠地咬入到上述第I板构件的折回部，因此，能够可靠地使板构件之间的接合更加牢固。
【附图说明】
[0029]图1表示本发明的板构件的接合方法的一实施方式，是表示将外板和内板摩擦搅拌接合的情形的剖视图。
[0030]图2表示本发明的板构件的接合方法的一实施方式，是表示在摩擦搅拌接合之后将外板的边缘部和内板的边缘部卷边接合的情形的剖面图。
[0031]图3表示本发明的板构件的接合方法的一实施方式，是放大地表示在摩擦搅拌接合之后将外板的边缘部和内板的边缘部卷边接合的情形的主要部分的剖面图。
[0032]图4表示本发明的板构件的接合方法的一实施方式，是表示使外板的边缘部的顶端侧部分从内板的边缘部突出并将两边缘部叠合的情形的立体图。
[0033]图5表示本发明的板构件的接合方法的一实施方式，是表示在摩擦搅拌接合之后利用外板的边缘部的折回部夹持内板的边缘部进行了卷边接合的情况的立体图。
[0034]图6表示本发明的板构件的接合方法的一实施方式，特别是表示在外板和内板之间涂敷粘接剂的情况，图6的(a)是表示在外板的边缘部叠合内板的边缘部之前在两边缘部之间涂敷粘接剂的情形的剖视图，图6的(b)是表示在摩擦搅拌接合之前利用粘接剂在外板的边缘部固定有内板的边缘部的情形的剖视图，图6的(C)是表示在将外板的边缘部和内板的边缘部摩擦搅拌接合之后进行了卷边接合的情形的剖视图。
[0035]图7表示本发明的板构件的接合方法的一实施方式，特别是表示应用摩擦搅拌接合的部位的一个例子，图7的(a)是表示车门的情况的示意图，图7的(b)是表示发动机罩的情况的不意图。
[0036]图8表示本发明的板构件的接合方法