Method For Welding Dissimilar Materials of Different Thickness by Friction Stir Welding

• Main Authors: BANG, HEE SEON, JUNG, MIN WOO, BANG, HAN SUR
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 10.01.2018
• Subjects: CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PERFORMING OPERATIONS; SOLDERING OR UNSOLDERING; TRANSPORTING; WELDING; WORKING BY LASER BEAM

The present invention relates to a method for bonding different materials with different thicknesses by using a tool for frictional stirring bonding, which generates frictional heat while rotating by being in contact with a bonding unit of different base materials in which the different base materials with the different thicknesses has the bonding unit by being in contact with each other. The different base material comprises: a first base material formed of a iron material; and a second base material formed of one among aluminum alloy, magnesium alloy, and titanium alloy. When a pin of the tool for frictional stirring bonding is located in the bonding unit, the pin rotates in a counterclockwise direction on a moving direction of the bonding unit. So, the bonding unit is pressed, and plastic flow is induced by using friction heat. Therefore, the pin welds the bonding unit while moving along the bonding unit. The tool for frictional stirring bonding has: a shoulder unit having a first outer circumference; and the pin extended to a second outer circumference which is 20-50% of the first outer circumference in the shoulder unit at the bottom center of the shoulder unit. The length of the pin is 80-100% of the thickness of the base material relatively thinner among the first base material and the second base material. According to the present invention, the method for bonding different materials with different thicknesses can bond and process the different materials with the different thicknesses to have a strongly bonded surface. 본 발명은 두께가 다른 이종 모재가 상호 서로 맞닿아 접합부를 형성하도록 배치된 이종 모재의 접합부에 접촉 회전하면서 마찰열을 발생시키는 마찰 교반 접합용 공구에 의해 두께가 상이한 이종재료를 접합하는 방법으로서, 이종모재는 철계소재로 된 제1모재와 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 티타늄 합금 중 어느 하나의 소재로 된 제2모재이고, 마찰 교반 접합용 공구의 핀을 접합부에 위치시킨 상태에서 접합부를 따르는 진행방향에 대해 반시계방향으로 회전시키면서 접합부를 가압하면서 마찰열을 이용하여 소성유동을 유도하면서 접합부를 따라 이동시키면서 용접하고, 마찰교반 접합용 공구는 제1외경을 갖게 형성된 숄더부분과, 숄더부분의 저면 중앙에서 숄버부분의 제1외경의 50%~20%인 제2외경으로 연장된 핀을 갖으며 핀의 길이는 제1 및 제2모재 중 상대적으로 두께가 얇은 모재의 두께에 대해 80 내지 100%의 길이를 갖는 것을 적용한다. 이러한 마찰교반에 의한 두께가 상이한 이종재료의 접합방법에 의하면, 상호 두께가 다르며 소재가 다른 이종재료에 대해 건전한 접합면을 갖게 접합처리할 수 있다.