传热板的制造方法及接合方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种传热板的制造方法及接合方法。
【背景技术】
[0002]作为将一对金属构件彼此接合的方法，已知有摩擦搅拌接合(FSW:Frict1nStirWelding)。摩擦搅拌接合是通过使旋转的旋转工具沿着金属构件彼此的对接部移动，并利用旋转工具和金属构件的摩擦热，使对接部的金属塑性流动，来将金属构件彼此固相接合。另外，一般来说，旋转工具是在呈圆柱状的轴肩部的下端面上突出设置有搅拌销(探针)的构件。
[0003]例如，在专利文献I中，记载有利用摩擦搅拌将底座构件与盖板接合来形成传热板的发明。如图29(a)所示，底座构件301具有盖槽302和形成在盖槽302的底面上的凹槽303。盖板310以覆盖凹槽303的方式配置在盖槽302中。在专利文献I的发明中，使沿着盖槽302和盖板310的对接部旋转的旋转工具N移动来进行摩擦搅拌接合。旋转工具N包括轴肩部NI和形成在轴肩部NI的下端面上的搅拌销N2。在旋转工具N的移动轨迹上形成有塑性化区域W。
[0004]若如上所述进行摩擦搅拌接合，则因热收缩而使底座构件301的正面301A呈凹陷地发生翘曲。因而，在专利文献I的发明中，如图29(b)所示，公开了利用旋转工具N对底座构件301的背面301B进行摩擦搅拌的技术。若进行这样的工序，则由于在背面301B上也产生热收缩，因此，能提高传热板的平坦性。
[0005]另一方面，例如，在专利文献2中公开了一种使用由轴肩部和从该轴肩部的下端面突出的搅拌销构成的旋转工具，来对金属构件彼此的对接部进行摩擦搅拌接合的技术。
[0006]另一方面，例如，在专利文献3中公开了一种在使板状的金属构件彼此重合以形成重合部之后，将旋转工具从配置于上侧的金属构件的正面插入来对重合部进行摩擦搅拌的技术。在专利文献2、专利文献3的摩擦搅拌接合中，均将旋转工具的轴肩部的下端面压入金属构件的正面几毫米左右来进行摩擦搅拌。
现有技术文献专利文献
[0007]专利文献1:日本专利特开2009 —195940号公报专利文献2:日本专利特开2008 — 290092号公报
专利文献3:日本专利特开2002 — 79383号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0008]如图29(a)所示，在专利文献I的发明中，将轴肩部NI的下端面压入底座构件301的正面301A来进行摩擦搅拌接合。若将轴肩部NI压入，则能防止塑性流动后的金属从旋转工具N的周围溢出。但是，由于通过轴肩部NI的下端面对底座构件301施加很大的按压力，因此，存在塑性流动材料流入凹槽303的可能性。另一方面，若将摩擦搅拌的位置设定成不使塑性流动材料流入凹槽303，则存在传热板的设计的自由度受到限制这样的问题。
[0009]此外，如图29(b)所示，由于底座构件301朝背面301B呈凸状地发生翘曲，因此，当使旋转工具N朝El方向移动时，轴肩部NI的下端面中的行进方向前侧会与背面30IB抵接。此夕卜，当使旋转工具朝E2方向旋转时，轴肩部NI的下端面中的行进方向后侧会与背面301B抵接。藉此，存在旋转工具N的操作性降低这样的问题。
[0010]此外，在使具有倾斜面及曲面的金属构件彼此对接时，对接部的高度会发生变化。此外，在使具有倾斜面及曲面的板状的金属构件彼此重合时，重合部的高度会发生变化。在这种情况下，若采用现有的旋转工具进行摩擦搅拌接合，则由于旋转工具的轴肩部与倾斜面等接触，因此，存在旋转工具的移动变得困难这样的问题。此外，当将由倾斜面等构成的对接部及重合部接合时，由于很难将搅拌销插入至上述对接部的较深的位置，因此，存在发生接合不良的情况。
[0011]另一方面，还想到存在对使具有一定板厚的一方的金属构件的正面与正面的高度发生变化的另一方的金属构件的背面重合而形成的重合部进行摩擦搅拌的情况。在这种情况下，也由于插入旋转工具一侧的金属构件即另一方的金属构件的正面的高度发生变化，因此，采用现有的旋转工具，存在旋转工具的移动会变得困难、会产生接合不良这样的问题。
[0012]因此，本发明的技术问题在于提供一种传热板的制造方法，能制造出平坦的传热板，并且旋转工具的操作性良好，同时设计的自由度高。
[0013]此外，本发明的技术问题在于提供一种接合方法，能在对接部或重合部的高度变化的情况下，提高旋转工具的操作性，并能可靠地进行接合。此外，本发明的技术问题在于提供一种接合方法，能在插入旋转工具一侧的金属构件的正面高度发生变化的情况下，提高旋转工具的操作性，并能可靠地进行接合。
解决技术问题所采用的技术方案
[0014]为了解决上述技术问题，本发明的特征是，包括:准备工序，在所述准备工序中，将盖板插入形成在凹槽周围的盖槽中，并且使底座构件及所述盖板的正面侧凸出地固定在工作台上，其中所述凹槽在所述底座构件的正面开口；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，使包括搅拌销的旋转工具沿着所述盖槽的侧壁与所述盖板的侧面的对接部相对移动，以进行摩擦搅拌，在所述正式接合工序中，将所述搅拌销插入所述对接部，并在仅使所述搅拌销与所述底座构件及所述盖板接触的状态下进行摩擦搅拌。
[0015]此外，本发明的特征是，包括:准备工序，在所述准备工序中，将热介质用管插入形成在盖槽底面的凹槽中并将盖板插入所述盖槽中，并且使底座构件及所述盖板的正面侧凸出地固定在工作台上，其中所述盖槽在所述底座构件的正面开口；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，使包括搅拌销的旋转工具沿着所述盖槽的侧壁与所述盖板的侧面的对接部相对移动，以进行摩擦搅拌，在所述正式接合工序中，将所述搅拌销插入所述对接部，并在仅使所述搅拌销与所述底座构件及所述盖板接触的状态下进行摩擦搅拌。
[0016]根据上述制造方法，由于以在准备工序中预先使底座构件及盖板的正面侧凸出地固定的状态进行正式接合工序，因此，能利用因正式接合工序而产生的热收缩，来使传热板变得平坦。此外，由于旋转工具中仅搅拌销与底座构件及盖板接触，因此，即便底座构件及盖板的正面呈凸状地发生翘曲，也不会像现有的制造方法那样使轴肩部与底座构件及盖板抵接，因此，能使旋转工具的操作性变得良好。
[0017]此外，由于不像现有的制造方法那样使轴肩部与底座构件及盖板接触，因此，能减小对于底座构件及盖板的按压力，并且与现有的制造方法相比，能使塑性化区域的宽度变小。藉此，与现有的制造方法相比，能使旋转工具更靠近凹槽，提高传热板的设计自由度。此夕卜，与现有的制造方法相比，能减轻接合的底座构件及盖板与旋转工具间的摩擦，并能减小摩擦搅拌装置所承受的负荷。藉此，能容易地摩擦搅拌接合到对接部的较深的位置处。
[0018]此外，较为理想的是，包括临时接合工序，所述临时接合工序在所述正式接合工序之前，对所述对接部进行临时接合。根据上述制造方法，能防止在正式接合工序时对接部的开裂。
[0019]此外，较为理想的是，在所述临时接合工序中，仅将所述旋转工具的搅拌销插入所述对接部，以进行临时接合。根据上述制造方法，由于能在正式接合工序和临时接合工序中使用相同的旋转工具，因此，能实现制造周期的缩短。
[0020]此外，较为理想的是，对所述底座构件及所述盖板中的至少一方的变形量进行测量，在所述正式接合工序中，一边与所述变形量相适应地对所述搅拌销的插入深度进行调节，一边进行摩擦搅拌。
[0021]根据上述制造方法，能将搅拌销相对于底座构件及盖板的深度位置保持恒定。
[0022]此外，本发明的特征是，包括:准备工序，在所述准备工序中，使盖板与底座构件的正面重合，以覆盖凹槽或凹部，并且使所述底座构件及所述盖板的正面侧凸出地固定在工作台上，其中所述凹槽或凹部在所述底座构件的正面开口；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将包括搅拌销的旋转工具从所述盖板的正面插入，使所述旋转工具沿着所述底座构件的正面与所述盖板的背面的重合部相对移动，在所述正式接合工序中，在仅使所述搅拌销与所述底座构件和所述盖板这两者、或者仅与所述盖板接触的状态下进行所述重合部的摩擦搅拌。
[0023]根据上述制造方法，由于以在准备工序中预先使底座构件及盖板的正面侧凸出地固定的状态进行正式接合工序，因此，能利用因正式接合工序而产生的热收缩，来使传热板变得平坦。此外，由于旋转工具中仅搅拌销与盖板接触，因此，即便盖板的正面呈凸状地发生翘曲，也不会像现有的制造方法那样使轴肩部与盖板抵接，因此，能使旋转工具的操作性变得良好。
[0024]此外，由于不像现有的制造方法那样使轴肩部与盖板接触，因此，能减小对于盖板的按压力，并且与现有的制造方法相比，能使塑性化区域的宽度变小。藉此，与现有的制造方法相比，能使旋转工具更靠近凹槽或凹部，提高传热板的设计自由度。此外，与现有的制造方法相比，能减轻接合的底座构件及盖板与旋转工具间的摩擦，并能减小摩擦搅拌装置所承受的负荷。藉此，能容易地摩擦搅拌接合到对接部的较深的位置处。
[0025]此外，较为理想的是，包括临时接合工序，所述临时接合工序在所述正式接合工序之前，对所述重合部进行临时接合。根据上述制造方法，能防止在正式接合工序时重合部的开裂。
[0026]此外，较为理想的是，对所述底座构件及所述盖板中的至少一方的变形量进行测量，在所述正式接合工序中，一边与所述变形量相适应地对所述搅拌销的插入深度进行调节，一边进行摩擦搅拌。另外，在这种情况下，也可以预先从传热板的背面侧测量所述底座构件的变形量，并换算成传热板的正面侧的变形量。
[0027]根据上述制造方法，能将搅拌销相对于底座构件及盖板的深度位置保持恒定。
[0028]此外，较为理想的是，还包括毛刺切除工序，所述毛刺切除工序在所述正式接合工序结束之后，将因所述旋转工具的摩擦搅拌而产生的毛刺切除。根据上述制造方法，能使传热板的正面变得平坦。
[0029]此外，为了解决上述技术问题，本发明的特征是，包括:变形工序，在所述变形工序中，使拉伸应力作用在底座构件及盖板的正面侧，从而使所述底座构件及所述盖板变形成使所述正面侧凸出；盖槽封闭工序，在所述盖槽封闭工序中，将所述盖板插入形成在凹槽周围的盖槽，其中所述凹槽在所述底座构件的正面开口；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，使包括搅拌销的旋转工具沿着所述盖槽的侧壁与所述盖板的侧面的对接部相对移动，以进行摩擦搅拌，在所述正式接合工序中，将所述搅拌销插入所述对接部，并在仅使所述搅拌销与所述底座构件及所述盖板接触的状态下进行摩擦搅拌。
[0030]此外，本发明的特征是，包括:变形工序，在所述变形工序中，使拉伸应力作用在底座构件及盖板的正面侧，从而使所述底座构件及所述盖板变形成使所述正面侧凸出；热介质用管插入工序，在所述热介质用管插入工序中，将热介质用管插入形成于盖槽底面的凹槽中，其中所述盖槽在所述底座构件的正面开口 ；盖板插入工序，在所述盖板插入工序中，将盖板插入所述盖槽；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，使包括搅拌销的旋转工具沿着所述盖槽的侧壁与所述盖板的侧面的对接部相对移动，以进行摩擦搅拌，在所述正式接合工序中，将所述搅拌销插入所述对接部，并在仅使所述搅拌销与所述底座构件及所述盖板接触的状态下进行摩擦搅拌。
[0031]根据上述制造方法，由于在预先以使拉伸应力作用于底座构件及盖板的正面侧的方式发生变形后进行正式接合工序，因此，能利用因正式接合工序而产生的热收缩，来使传热板变得平坦。此外，由于旋转工具中仅搅拌销与底座构件及盖板接触，因此，即便底座构件及盖板的正面呈凸状地发生翘曲，也不会像现有的制造方法那样使轴肩部与底座构件及盖板抵接，因此，能使旋转工具的操作性变得良好。
[0032]此外，由于不像现有的制造方法那样使轴肩部与底座构件及盖板接触，因此，能减小对于底座构件及盖板的按压力，并且与现有的制造方法相比，能使塑性化区域的宽度变小。藉此，与现有的制造方法相比，能使旋转工具更靠近凹槽，提高传热板的设计自由度。此夕卜，与现有的制造方法相比，能减轻接合的底座构件及盖板与旋转工具间的摩擦，并能减小摩擦搅拌装置所承受的负荷。藉此，能容易地摩擦搅拌接合到对接部的较深的位置处。
[0033]此外，较为理想的是，包括临时接合工序，所述临时接合工序在所述正式接合工序之前，对所述对接部进行临时接合。根据上述制造方法，能防止在正式接合工序时对接部的开裂。
[0034]此外，较为理想的是，在所述临时接合工序中，仅将所述旋转工具的搅拌销插入所述对接部，以进行临时接合。根据上述制造方法，由于能在正式接合工序和临时接合工序中使用相同的旋转工具，因此，能实现制造周期的缩短。
[0035]此外，较为理想的是，对所述底座构件及所述盖板中的至少任意一方的变形量进行测量，在所述正式接合工序中，一边与所述变形量相适应地对所述搅拌销的插入深度进行调节，一边进行摩擦搅拌。
[0036]根据上述制造方法，能将搅拌销相对于传热板的深度位置保持恒定。
[0037]此外，本发明的特征是，包括:变形工序，在所述变形工序中，使拉伸应力作用在底座构件及盖板的正面侧，从而使所述底座构件及所述盖板变形成使所述正面侧凸出；封闭工序，在所述封闭工序中，使所述盖板与所述底座构件的正面重合，以覆盖凹槽或凹部，其中所述凹槽或凹部在所述底座构件的正面开口；临时接合工序，在所述临时接合工序中，将所述底座构件与所述盖板的重合部临时接合；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将包括搅拌销的旋转工具从所述盖板的正面插入，使所述旋转工具沿着所述底座构件的正面与所述盖板的背面的重合部相对移动，在所述正式接合工序中，在仅使所述搅拌销与所述底座构件和所述盖板这两者、或者仅与所述盖板接触的状态下进行所述重合部的摩擦搅拌。
[0038]根据上述制造方法，由于在预先以使拉伸应力作用于底座构件及盖板的正面侧的方式发生变形后进行正式接合工序，因此，能利用因正式接合工序而产生的热收缩，来使传热板变得平坦。此外，由于旋转工具中仅搅拌销与盖板接触，因此，即便盖板的正面呈凸状地发生翘曲，也不会像现有的制造方法那样使轴肩部与盖板抵接，因此，能使旋转工具的操作性变得良好。
[0039]此外，由于不像现有的制造方法那样使轴肩部与盖板接触，因此，能减小对于盖板的按压力，并且与现有的制造方法相比，能使塑性化区域的宽度变小。藉此，与现有的制造方法相比，能使旋转工具更靠近凹槽或凹部，提高传热板的设计自由度。此外，与现有的制造方法相比，能减轻接合的底座构件及盖板与旋转工具间的摩擦，并能减小摩擦搅拌装置所承受的负荷。藉此，能容易地摩擦搅拌接合到对接部的较深的位置处。
[0040]此外，较为理想的是，对所述底座构件及所述盖板中的至少任意一方的变形量进行测量，在所述正式接合工序中，一边与所述变形量相适应地对所述搅拌销的插入深度进行调节，一边进行摩擦搅拌。
[0041 ]根据上述制造方法，能将搅拌销相对于传热板的深度位置保持恒定。
[0042]此外，较为理想的是，还包括毛刺切除工序，所述毛刺切除工序在所述正式接合工序结束之后，将因所述旋转工具的摩擦搅拌而产生的毛刺切除。根据上述制造方法，能使传热板的正面变得平坦。
[0043]此外，为了解决上述技术问题，本发明的特征是，包括:对接工序，在所述对接工序中，使正面的高度变化的金属构件彼此对接来形成高度变化的对接部；以及接合工序，在所述接合工序中，在仅使旋转工具的搅拌销与所述金属构件接触