热交换器的制造方法与流程

1.本发明涉及一种热交换器的制造方法。


背景技术：

2.例如，在专利文献1中公开了一种热交换器的制造方法，通过摩擦搅拌对并排设置有多个孔部的压出多孔管和将该压出多孔管的开口部封闭的封闭体进行接合。图13是表示现有的热交换器的制造方法的剖视图。
3.在现有的热交换器的制造方法中，在使铝合金制的压出多孔管101的端面101a与形成在盖体102的外周的层差部103对接以形成对接部j10之后，使用旋转工具g对对接部j10进行摩擦搅拌接合。层差部103由层差底面103a和层差侧面103b构成。对接部j10以使压出多孔管101的端面101a与盖体102的层差底面103a对接而构成。旋转工具g包括轴肩部g1和从轴肩部g1下垂的搅拌销g2。在摩擦搅拌工序中，使旋转的搅拌销g2的旋转中心轴z与对接部j10重合并使他们相对移动。现有技术文献专利文献
4.专利文献1：日本专利特开2016-74016号公报


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
5.在此，存在像压出多孔管101那样形状相对简单的构件，由1000系列铝合金的延展材料形成，盖体102例如由4000系列铝合金的铸造材料形成这样的情况。这样，存在将铝合金的材料种类不同的构件彼此进行接合来制造热交换器的情况。在这种情况下，由于一般来说，盖体102的硬度比压出多孔管的硬度大，因此，若如图13所示那样进行摩擦搅拌接合，则搅拌销g2从盖体102一侧受到的材料阻力比从压出多孔管101一侧受到的材料阻力更大。因而，很难通过旋转工具g的搅拌销g2高平衡性地对不同的材料种类进行搅拌，存在接合后的塑性化区域中会产生空洞缺陷而使接合强度降低这样的问题。
6.此外，如图13所示，在将搅拌销g2插入到对接部j10时，将搅拌销g2沿铅锤方向压入至规定的深度，因此，摩擦搅拌的开始位置处的摩擦热变得过大。由此，在该开始位置处，存在盖体102一侧的金属容易混入到压出多孔管101一侧而成为接合不良的一个原因这样的问题。
7.另一方面，在使搅拌销g2从对接部j10拔出使其脱离时，将搅拌销g2沿铅锤方向拔出，因此，摩擦搅拌的结束位置处的摩擦热变得过大。由此，在该结束位置处，存在盖体102一侧的金属容易混入到压出多孔管101一侧而成为接合不良的一个原因这样的问题。
8.从这种观点出发，本发明的技术问题在于提供一种能将材料种类不同的铝合金理想地接合的热交换器的制造方法。解决技术问题所采用的技术方案
9.为了解决上述技术问题，本发明提供一种热交换器的制造方法，所述热交换器由在内部具有翅片的压出多孔管和将所述压出多孔管的开口部封闭的盖体构成，通过摩擦搅拌将所述压出多孔管与所述盖体接合，其特征是，所述盖体具有底部和从所述底部的周缘立起的周壁部，在所述周壁部的外周缘形成周壁层差部，所述周壁层差部具有层差侧面和层差倾斜面，所述层差倾斜面以随着从所述层差侧面朝向外侧而靠近所述底部一侧的方式倾斜，所述压出多孔管在端部具有嵌合部，所述嵌合部未形成所述翅片并用于与所述周壁部嵌合，所述压出多孔管由第二铝合金形成，所述盖体由第一铝合金形成，所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金的硬度大的材料种类，摩擦搅拌中使用的旋转工具包括基端侧销和前端侧销，所述基端侧销的锥形角度比前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，所述热交换器的制造方法包括：对接工序，在所述对接工序中，通过将所述盖体的所述周壁部插入所述压出多孔管的所述嵌合部，使所述压出多孔管的内周面与所述盖体的层差侧面重合，并且使所述压出多孔管的端面与所述盖体的所述层差倾斜面对接，以在对接部形成截面呈v字状的间隙；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的所述旋转工具的前端侧销插入所述压出多孔管的外周面，在使所述前端侧销的外周面与所述盖体的层差倾斜面稍许接触，并且使所述基端侧销的外周面与所述压出多孔管的外周面接触的状态下，一边使所述第二铝合金流入所述间隙，一边使所述旋转工具沿着设定于比所述对接部更靠所述压出多孔管一侧的设定移动路径以规定的深度绕所述压出多孔管的外周面旋转一周，来对所述对接部进行摩擦搅拌，在所述正式接合工序中，在将旋转的所述前端侧销插入到设定在比所述设定移动路径更靠所述压出多孔管一侧的开始位置之后，一边使所述旋转工具的旋转中心轴移动至与所述设定移动路径重叠的位置，一边将所述前端侧销缓慢地压入至所述规定的深度。
10.此外，本发明提供一种热交换器的制造方法，所述热交换器由在内部具有翅片的压出多孔管和将所述压出多孔管的开口部封闭的盖体构成，通过摩擦搅拌将所述压出多孔管与所述盖体接合，其特征是，所述盖体具有底部和从所述底部的周缘立起的周壁部，在所述周壁部的外周缘形成周壁层差部，所述周壁层差部具有层差侧面和层差倾斜面，所述层差倾斜面以随着从所述层差侧面朝向外侧而靠近所述底部一侧的方式倾斜，所述压出多孔管在端部具有嵌合部，所述嵌合部未形成所述翅片并用于与所述周壁部嵌合，所述压出多孔管由第二铝合金形成，所述盖体由第一铝合金形成，所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金的硬度大的材料种类，摩擦搅拌中使用的旋转工具包括基端侧销和前端侧销，所述基端侧销的锥形角度比前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，所述热交换器的制造方法包括：对接工序，在所述对接工序中，通过将所述盖体的所述周壁部插入所述压出多孔管的所述嵌合部，使所述压出多孔管的内周面与所述盖体的层差侧面重合，并且使所述压出多孔管的端面与所述盖体的所述层差倾斜面对接，以在对接部形成截面呈v字状的间隙；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的所述旋转工具的前端侧销插入所述压出多孔管的外周面，在使所述前端侧销的外周面与所述盖体的层差倾斜面稍许接触，并且使所述基端侧销的外周面与所述压出多孔管的外周面接触的状态下，一边使所述第二铝合金流入所述间隙，一边使所述旋转工具沿着设定于比所述对接部更靠所述压出多孔管一侧的设定移动路径以规定的深度绕所述压出多孔管的外周面旋转一周，来对所述对接部进行摩擦搅拌，在所述正式接合工序中，将所述前端侧销从设
定在所述设定移动路径上的开始位置插入，一边使所述前端侧销朝行进方向移动，一边将所述前端侧销缓慢地压入至规定的高度。
11.根据上述制造方法，通过盖体与压出多孔管的摩擦热对对接部中的主要是压出多孔管一侧的第二铝合金进行搅拌来使其塑性流动化，从而能在对接部处对盖体与压出多孔管进行接合。此外，保持使前端侧销的外周面与盖体稍许接触，因此，能尽可能地减少第一铝合金从盖体向压出多孔管的混入。由此，在对接部处主要是压出多孔管一侧的第二铝合金被摩擦搅拌，因此，能抑制接合强度的降低。此外，通过使基端侧销的外周面与压出多孔管的外周面接触并对塑性流动材料进行按压，能抑制毛边的产生。此外，通过一边使旋转工具移动一边将前端侧销缓慢地压入至规定的深度，能防止摩擦热局部变得过大。由此，能防止在设定移动路径上盖体的第一铝合金混入到压出多孔管一侧。
12.此外，较为理想的是，在所述正式接合工序中，使所述旋转工具以规定的旋转速度旋转来进行摩擦搅拌，当在所述正式接合工序中插入所述前端侧销时，在使所述前端侧销以比所述规定的旋转速度高的速度旋转的状态下将所述前端侧销插入，一边使旋转速度缓慢地下降，一边使所述前端侧销移动至所述设定移动路径。
13.根据上述制造方法，能更理想地进行摩擦搅拌接合。
14.此外，本发明提供一种热交换器的制造方法，所述热交换器由在内部具有翅片的压出多孔管和将所述压出多孔管的开口部封闭的盖体构成，通过摩擦搅拌将所述压出多孔管与所述盖体接合，其特征是，所述盖体具有底部和从所述底部的周缘立起的周壁部，在所述周壁部的外周缘形成周壁层差部，所述周壁层差部具有层差侧面和层差倾斜面，所述层差倾斜面以随着从所述层差侧面朝向外侧而靠近所述底部一侧的方式倾斜，所述压出多孔管在端部具有嵌合部，所述嵌合部未形成所述翅片并用于与所述周壁部嵌合，所述压出多孔管由第二铝合金形成，所述盖体由第一铝合金形成，所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金的硬度大的材料种类，摩擦搅拌中使用的旋转工具包括基端侧销和前端侧销，所述基端侧销的锥形角度比前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，所述热交换器的制造方法包括：对接工序，在所述对接工序中，通过将所述盖体的所述周壁部插入所述压出多孔管的所述嵌合部，使所述压出多孔管的内周面与所述盖体的层差侧面重合，并且使所述压出多孔管的端面与所述盖体的所述层差倾斜面对接，以在对接部形成截面呈v字状的间隙；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的所述旋转工具的前端侧销插入所述压出多孔管的外周面，在使所述前端侧销的外周面与所述盖体的层差倾斜面稍许接触，并且使所述基端侧销的外周面与所述压出多孔管的外周面接触的状态下，一边使所述第二铝合金流入所述间隙，一边使所述旋转工具沿着设定于比所述对接部更靠所述压出多孔管一侧的设定移动路径以规定的深度绕所述压出多孔管的外周面旋转一周，来对所述对接部进行摩擦搅拌，在所述正式接合工序中，将结束位置设定在比所述设定移动路径更靠所述压出多孔管一侧，在对所述对接部的摩擦搅拌接合之后，一边使所述旋转工具移动至所述结束位置，一边将所述前端侧销缓慢地拔出，从而在所述结束位置处使所述旋转工具从所述压出多孔管脱离。
15.此外，本发明提供一种热交换器的制造方法，所述热交换器由在内部具有翅片的压出多孔管和将所述压出多孔管的开口部封闭的盖体构成，通过摩擦搅拌将所述压出多孔管与所述盖体接合，其特征是，所述盖体具有底部和从所述底部的周缘立起的周壁部，在所
述周壁部的外周缘形成周壁层差部，所述周壁层差部具有层差侧面和层差倾斜面，所述层差倾斜面以随着从所述层差侧面朝向外侧而靠近所述底部一侧的方式倾斜，所述压出多孔管在端部具有嵌合部，所述嵌合部未形成所述翅片并用于与所述周壁部嵌合，所述压出多孔管由第二铝合金形成，所述盖体由第一铝合金形成，所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金的硬度大的材料种类，摩擦搅拌中使用的旋转工具包括基端侧销和前端侧销，所述基端侧销的锥形角度比前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，所述热交换器的制造方法包括：对接工序，在所述对接工序中，通过将所述盖体的所述周壁部插入所述压出多孔管的所述嵌合部，使所述压出多孔管的内周面与所述盖体的层差侧面重合，并且使所述压出多孔管的端面与所述盖体的所述层差倾斜面对接，以在对接部形成截面呈v字状的间隙；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的所述旋转工具的前端侧销插入所述压出多孔管的外周面，在使所述前端侧销的外周面与所述盖体的层差倾斜面稍许接触，并且使所述基端侧销的外周面与所述压出多孔管的外周面接触的状态下，一边使所述第二铝合金流入所述间隙，一边使所述旋转工具沿着设定于比所述对接部更靠所述压出多孔管一侧的设定移动路径以规定的深度绕所述压出多孔管的外周面旋转一周，来对所述对接部进行摩擦搅拌，在所述正式接合工序中，将结束位置设定在所述设定移动路径上，在对所述对接部的摩擦搅拌接合之后，一边使所述旋转工具移动至所述结束位置，一边将所述前端侧销缓慢地拔出，从而在所述结束位置处使所述旋转工具从所述压出多孔管脱离。
16.根据上述制造方法，通过盖体与压出多孔管的摩擦热对对接部中的主要是压出多孔管一侧的第二铝合金进行搅拌来使其塑性流动化，从而能在对接部处对盖体与压出多孔管进行接合。此外，保持使前端侧销的外周面与盖体稍许接触，因此，能尽可能地减少第一铝合金从盖体向压出多孔管的混入。由此，在对接部处主要是压出多孔管一侧的第二铝合金被摩擦搅拌，因此，能抑制接合强度的降低。此外，通过使基端侧销的外周面与压出多孔管的外周面接触并对塑性流动材料进行按压，能抑制毛边的产生。此外，通过一边使旋转工具移动一边将前端侧销缓慢地拔出，能防止摩擦热局部变得过大。由此，能防止在设定移动路径上盖体的第一铝合金混入到压出多孔管一侧。
17.此外，较为理想的是，在所述正式接合工序中，使所述前端侧销以规定的旋转速度旋转来进行所述对接部的摩擦搅拌接合，在所述正式接合工序中将所述前端侧销拔出时，一边使旋转速度从所述规定的旋转速度缓慢地上升，一边使所述前端侧销移动至所述结束位置。
18.根据上述制造方法，能更理想地进行摩擦搅拌接合。
19.此外，较为理想的是，在所述对接工序中，以使所述压出多孔管的外周面比所述盖体的外周面更靠外侧的方式形成所述压出多孔管和所述盖体。
20.根据上述制造方法，能防止接合部处的金属不足。
21.此外，较为理想的是，将所述旋转工具的旋转方向和行进方向设定成使所述对接部侧成为前进侧。
22.根据上述制造方法，对接部侧的摩擦搅拌被促进，从而能更理想地进行接合。
23.此外，较为理想的是，在所述正式接合工序中，使所述前端侧销的前端在穿过所述盖体的层差侧面的状态下绕所述压出多孔管的外周面旋转一周，来对所述对接部进行摩擦
搅拌。
24.根据上述制造方法，能更理想地对盖体和压出多孔管进行接合。
25.此外，较为理想的是，所述第一铝合金由铸造材料形成，所述第二铝合金由延展材料形成。发明效果
26.根据本发明的热交换器的制造方法，能将材料种类不同的铝合金理想地接合。
附图说明
27.图1是表示本发明实施方式的旋转工具的侧视图。图2是旋转工具的放大剖视图。图3是表示旋转工具的第一变形例的剖视图。图4是表示旋转工具的第二变形例的剖视图。图5是表示旋转工具的第三变形例的剖视图。图6是表示本发明第一实施方式的热交换器的分解立体图。图7是表示第一实施方式的热交换器的制造方法的对接工序的剖视图。图8是表示第一实施方式的热交换器的制造方法的正式接合工序的开始位置的示意图。图9是表示第一实施方式的热交换器的制造方法的正式接合工序的剖视图。图10是表示第一实施方式的热交换器的制造方法的正式接合工序的结束位置的示意图。图11是表示本发明第二实施方式的热交换器的制造方法的正式接合工序的开始位置的示意图。图12是表示本发明第二实施方式的热交换器的制造方法的正式接合工序的结束位置的示意图。图13是表示现有的热交换器的制造方法的剖视图。
具体实施方式
28.适当参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，对本实施方式的接合方法中使用的旋转工具进行说明。旋转工具是用于摩擦搅拌接合的工具。如图1所示，旋转工具f例如由工具钢形成，主要由基轴部f1、基端侧销f2和前端侧销f3构成。基轴部f1是呈圆柱状并连接于摩擦搅拌装置的主轴的部位。
29.基端侧销f2与基轴部f1连续，并随着朝向前端而变得尖细。基端侧销f2呈圆锥台形状。只要适当设定基端侧销f2的锥形角度a即可，例如为135
°
～160
°
。若锥形角度a小于135
°
或大于160
°
，则摩擦搅拌后的接合表面粗糙度变大。锥形角度a比后述的前端侧销f3的锥形角度b大。如图2所示，在基端侧销f2的外周面遍及整个高度方向形成有台阶状的销层差部f21。销层差部f21通过朝右旋绕或朝左旋绕而形成为螺旋状。也就是说，销层差部f21在俯视观察时呈螺旋状，在侧视观察时呈台阶状。当使旋转工具f朝右旋转时，销层差部f21设定成从基端侧向前端侧朝左旋绕。
30.另外，较为理想的是，当使旋转工具f朝左旋转时，将销层差部f21设定为从基端侧
向前端侧朝右旋绕。由此，塑性流动材料被销层差部f21引导至前端侧，因此，能够减少溢出到被接合金属构件的外部的金属。销层差部f21由层差底面f21a和层差侧面f21b构成。相邻的销层差部f21的各顶点f21c、f21c之间的距离x1(水平方向距离)是根据后述的层差角度c以及层差侧面f21b的高度y1而适当设定的。
31.只要适当设定层差侧面f21b的高度y1即可，但例如设定为0.1～0.4mm。若高度y1小于0.1mm，则接合表面粗糙度会变大。另一方面，若高度y1大于0.4mm，则存在接合表面粗糙度变大的倾向，并且有效层差部数量(与被接合金属构件接触的销层差部f21的数量)也减少。
32.只要适当设定层差底面f21a与层差侧面f21b所成的层差角度c即可，但例如设定为85
°
～120
°
。在本实施方式中，层差底面f21a与水平面平行。层差底面f21a也可以从工具的旋转中心轴向外周方向在相对于水平面-5
°
～15
°
内的范围内倾斜(水平面的下方为负，水平面的上方为正)。距离x1、层差侧面f21b的高度y1、层差角度c以及层差底面f21a相对于水平面的角度适当设定为，在进行摩擦搅拌时，塑性流动材料不会滞留并附着于销层差部f21的内部，而是排出到外部，并且能通过层差底面f21a对塑性流动材料进行按压，以减小接合表面粗糙度。
33.如图1所示，前端侧销f3与基端侧销f2连续地形成。前端侧销f3呈圆锥台形状。前端侧销f3的前端为相对于旋转中心轴垂直的平坦面f4。前端侧销f3的锥形角度b比基端侧销f2的锥形角度a小。如图2所示，在前端侧销f3的外周面刻设有螺旋槽f31。螺旋槽f31既可以朝右旋绕，也可以朝左旋绕，但当使旋转工具f朝右旋转时，从基端侧向前端侧朝左旋绕地刻设。
34.另外，较为理想的是，当使旋转工具f朝左旋转时，将螺旋槽f31设定成从基端侧向前端侧朝右旋绕。由此，塑性流动材料被螺旋槽f31引导至前端侧，因此，能减少溢出到被接合金属构件的外部的金属。螺旋槽f31由螺旋底面f31a和螺旋侧面f31b构成。将相邻的螺旋槽f31的顶点f31c、f31c之间的距离(水平方向距离)设为长度x2。将螺旋侧面f31b的高度设为高度y2。由螺旋底面f31a和螺旋侧面f31b构成的螺旋角度d例如形成为45
°
～90
°
。螺旋槽f31通过与被接合金属构件接触而使摩擦热上升，并且具有将塑性流动材料引导至前端侧的作用。
35.旋转工具f能适当进行设计改变。图3是表示本发明的旋转工具的第一变形例的侧视图。如图3所示，在第一变形例的旋转工具fa中，由销层差部f21的层差底面f21a和层差侧面f21b所成的层差角度c为85
°
。层差底面f21a与水平面平行。这样，也可以使层差底面f21a与水平面平行，并且层差角度c在摩擦搅拌中能使塑性流动材料不滞留并附着于销层差部f21内而是排出到外部的范围内设为锐角。
36.图4是表示本发明的旋转工具的第二变形例的侧视图。如图4所示，在第二变形例的旋转工具fb中，销层差部f21的层差角度c为115
°
。层差底面f21a与水平面平行。这样，也可以使层差底面f21a与水平面平行，并且在起到销层差部f21的功能的范围内使层差角度c为钝角。
37.图5是表示本发明的旋转工具的第三变形例的侧视图。如图5所示，在第三变形例的旋转工具fc中，层差底面f21a从工具的旋转中心轴向外周方向相对于水平面朝上方倾斜10
°
。层差侧面f21b与铅锤面平行。这样，也可以在摩擦搅拌中能对塑性流动材料进行按压
的范围内，形成为使层差底面f21a从工具的旋转中心轴向外周方向比水平面更靠上方倾斜。通过上述旋转工具的第一变形例至第三变形例，也能起到与下述实施方式同等的效果。旋转工具f、fa、fb、fc也可以例如安装于在前端设有主轴单元等旋转驱动单元的机器人臂上。
38.[第一实施方式]适当参照附图对本发明的实施方式进行说明。第一实施方式的热交换器1如图6所示由压出多孔管2和配置在压出多孔管2两端的盖体3、3构成。热交换器1是供流体在内部流通并对配置的发热体进行冷却的设备。压出多孔管2和盖体3、3通过摩擦搅拌接合而一体化。
[0039]
压出多孔管2主要由主体部11和多个翅片12构成。压出多孔管2在本实施方式中形成为主要含有第二铝合金。第二铝合金例如由jisa1050、a1100、a6063等铝合金延展材料形成。压出多孔管2是由第二铝合金形成的压出型材。
[0040]
主体部11呈筒状。主体部11的侧部11a、11b以朝外侧(主体部11的宽度方向外侧)凸出的方式弯曲。主体部11的基板部11c、11d平坦，且平行地对置。也就是说，主体部11的截面呈长圆形状。翅片12相对于基板部11c、11d垂直。翅片12在主体部11的压出方向上延伸设置，并分别平行地形成。在相邻的翅片12之间形成有供流体流通的截面呈矩形的孔部13。
[0041]
在压出多孔管2两端的开口部形成有未形成翅片12的嵌合部14。嵌合部14是供后述的盖体3的周壁部22插入的部位。嵌合部14是通过对翅片12的两端进行切削而形成的。压出多孔管2的形状并不局限于上述形状。例如，压出多孔管2的截面(相对于压出方向垂直的截面)呈圆形、椭圆形或方形。
[0042]
盖体3、3是将压出多孔管2两端的开口部封闭的构件。盖体3、3分别呈相同形状。盖体3具有底部21和周壁部22。底部21是呈长圆形状的板状构件。底部21的外形形成为与压出多孔管2的主体部11的外形大致相同的形状，以将压出多孔管2的开口部封闭。周壁部22是从底部21的周缘部垂直地立起的部位。周壁部22沿着底部21的形状形成为长圆的框状。通过底部21和周壁部22形成凹状的集管流路24。
[0043]
盖体3只要是能摩擦搅拌的金属则没有特别限制，但在本实施方式中形成为主要含有第一铝合金。第一铝合金是硬度比第二铝合金的硬度大的材料。第一铝合金例如使用jish5302adc12(al－si－cu系列)等铝合金铸造材料。
[0044]
如图7所示，在周壁部22的外周缘形成有周壁层差部23，该周壁层差部23由层差侧面23a和从层差侧面23a立起的层差倾斜面23b构成。周壁层差部23遍及整个周向形成。层差侧面23a与压出方向平行。层差倾斜面23b以随着从层差侧面23a朝向外侧(主体部11的宽度方向外侧)而靠近底部21的方式倾斜。换言之，层差倾斜面23b以随着朝向外侧而远离主体部11的方式倾斜。层差倾斜面23b的倾斜角度β呈一定的倾斜角度。层差倾斜面23b相对于铅锤面的倾斜角度β(参照图7)与前端侧销f3相对于旋转中心轴z的倾斜角度α(参照图1)相同。
[0045]
压出多孔管2的外周面11f和周壁部22的外周面22b也可以共面，但在本实施方式中，盖体3设定为在进行后述的对接工序之后，压出多孔管2的外周面11f比周壁部22的外周面22b更靠外侧。换言之，设定为压出多孔管2的端面11e的高度(厚度)尺寸比层差倾斜面23b的高度尺寸大。
[0046]
接着，对本实施方式的热交换器的制造方法进行说明。在本实施方式的热交换器的制造方法中进行准备工序、对接工序和正式接合工序。
[0047]
准备工序是准备压出多孔管2和盖体3的工序。压出多孔管2和盖体3在制造方法上没有特别限制，但压出多孔管2例如通过挤压成型而成型。盖体3例如通过模铸而成型。
[0048]
如图7所示，对接工序是使盖体3与压出多孔管2对接的工序。在对接工序中，使压出多孔管2的嵌合部14与盖体3的周壁部22嵌合。由此，使盖体3的层差倾斜面23b与压出多孔管2的端面11e对接以形成对接部j1，并且使盖体3的层差侧面23a与压出多孔管2的内周面11g重合以形成对接部j2。周壁部22的端面22a与翅片12的端面12a接触、或者隔开稍许的间隙对置。对接部j1、j2遍及周向而形成。在对接部j1形成有截面呈v字状的间隙。
[0049]
如图8和图9所示，正式接合工序是使用旋转工具f对对接部j1进行摩擦搅拌接合的工序。首先，在相对于对接部j1远离盖体3的位置设定“设定移动路径l1”(点划线))。设定移动路径l1是在后述正式接合工序中对对接部j1进行接合所需的旋转工具f的移动路径。关于设定移动路径l1将稍后进行详细叙述。
[0050]
如图8所示，在正式接合工序中，在从开始位置sp1到中间点s1为止的压入区间、从设定移动路径l1上的中间点s1旋转一周到中间点s2为止的正式区间和从中间点s2到结束位置ep1为止的脱离区间这三个区间中连续地进行摩擦搅拌接合。中间点s1、s2设定在设定移动路径l1上。开始位置sp1在压出多孔管2的主体部11中设定于相对于设定移动路径l1远离盖体3的位置。在本实施方式中，在将开始位置sp1和中间点s1连结的线段与设定移动路径l1所成的角度为钝角的位置处设定开始位置sp1。
[0051]
在在正式接合工序的压入区间中，进行从开始位置sp1至中间点s1的摩擦搅拌。在压入区间中，一边使旋转中心轴z相对于主体部11的外周面11f垂直，一边将朝右旋转的旋转工具f(前端侧销f3)插入到开始位置sp1，并相对移动至中间点s1。此时，将前端侧销f3缓慢地压入，使其至少在到达中间点s1之前达到预先设定的“规定的深度”。也就是说，不使旋转工具f停留在一处，而是使旋转工具f一边在设定移动路径l1上移动，一边缓慢地下降。在旋转工具f到达中间点s1之后，就此转移至正式区间。
[0052]
在正式区间中，如图9所示使旋转工具f沿着设定移动路径l1旋转一周。在正式区间中，设定为在到达中间点s1时前端侧销f3的外周面与层差倾斜面23b平行，并且前端侧销f3的外周面与层差倾斜面23b稍许接触。此外，将插入深度设定为基端侧销f2的外周面与压出多孔管2的外周面11f接触，并且前端侧销f3的平坦面f4穿过层差侧面23a。设定为使旋转工具f的旋转中心轴z与主体部11的外周面11f垂直，并在将他们维持的状态下，使旋转工具f沿着对接部j1相对移动。
[0053]
前端侧销f3的外周面与层差倾斜面23b的接触量(偏置量)n例如设定在0＜n≤1.0mm之间，较为理想的是设定在0＜n≤0.85mm之间，更为理想的是设定在0＜n≤0.65mm之间。
[0054]
如图9所示，设定移动路径l1表示平坦面f4的中心经过的轨迹。也就是说，设定移动路径l1设定为在对接部j1的周向上，在使层差倾斜面23b与前端侧销f3的外周面平行，同时使两者稍许接触。在正式区间中，在从上方观察旋转工具f时，以使平坦面f4的中心与设定移动路径l1重叠的方式使旋转工具f移动。另外，只要适当设定前端侧销f3的“规定的深度”即可，但在本实施方式中，旋转工具f的平坦面f4插入到穿过层差侧面23a的位置。由此，
还能可靠地对对接部j2进行接合。
[0055]
若设定成前端侧销f3的外周面与层差倾斜面23b不接触，则对接部j1的接合强度变低。另一方面，若前端侧销f3与层差倾斜面23b的接触量n大于1.0mm，则盖体3的第一铝合金可能会大量混入到压出多孔管2一侧而造成接合不良。
[0056]
如图10所示，在使旋转工具f旋转一周且前端侧销f3到达中间点s2之后，就此转移至脱离区间。在脱离区间中，在从中间点s2朝向结束位置ep1之间，将前端侧销f3缓慢地拔出(上升)，并使前端侧销f3在结束位置ep1处从压出多孔管21脱离。也就是说，不使旋转工具f停留在一处，而是使旋转工具f一边移动至结束位置ep1，一边缓慢地拔出。结束位置ep1设定在将结束位置ep1和中间点s2连结的线段与设定移动路径l1所成的角度为钝角的位置。在旋转工具f的移动轨迹上形成有塑性化区域w1。另外，在如前所述使压出多孔管2与一端侧的盖体3的摩擦搅拌接合结束之后，以相同的要领进行压出多孔管2与另一端侧的盖体3的摩擦搅拌接合。
[0057]
根据以上说明的本实施方式的热交换器的制造方法，通过压出多孔管2与前端侧销f3的摩擦热来对对接部j1的主要是压出多孔管2一侧的第二铝合金进行搅拌来使其塑性流动化，从而能够在对接部j1处对压出多孔管2的端面11e与盖体3的层差倾斜面23b进行接合。
[0058]
此外，保持使前端侧销f3的外周面与层差倾斜面23b稍许接触，因此，能尽可能地减少第一铝合金从盖体3向压出多孔管2的混入。由此，在对接部j1处主要是压出多孔管2一侧的第二铝合金被摩擦搅拌，因此，能抑制接合强度的降低。也就是说，在正式接合工序中，能尽可能地减小前端侧销f3在相对于前端侧销f3的旋转中心轴z的一侧和另一侧受到的材料阻力的不均衡。此外，将前端侧销f3的外周面与盖体3的层差倾斜面23b设定为平行，因此，能高平衡性地对塑性流动材料进行摩擦搅拌，从而能抑制接合强度的降低。
[0059]
此外，通过使基端侧销f2的外周面与压出多孔管2的外周面11f接触并对塑性流动材料进行按压，能抑制毛边的产生。此外，能通过基端侧销f2的外周面对塑性流动材料进行按压，因此，能减小形成于接合表面(周壁部22的外周面22b和压出多孔管2的外周面11f)的层差凹槽，并且能消除或减小形成于层差凹槽附近的隆起部。此外，由于基端侧销f2的台阶状的销层差部f21浅且出口大，因此，容易一边利用层差底面f21a对塑性流动材料进行按压一边将塑性流动材料排出到销层差部f21的外部。因此，即使通过基端侧销f2对塑性流动材料进行按压，塑性流动材料也不易附着于基端侧销f2的外周面。由此，能减小接合表面粗糙度，并且能够理想地稳定接合品质。
[0060]
此外，在正式接合工序的压入区间中，一边使旋转工具f从开始位置sp1移动至与设定移动路径l1重叠的位置，一边将前端侧销f3缓慢地压入至规定的深度，从而能防止旋转工具f在设定移动路径l1上停止使得摩擦热变得过大。同样地，在正式接合工序的脱离区间中，一边使旋转工具f从设定移动路径l1移动至结束位置ep1，一边使前端侧销f3从规定的深度缓慢地拔出并脱离，从而能防止旋转工具f在设定移动路径l1上停止而使摩擦热变得过大。
[0061]
由此，能防止在设定移动路径l1上摩擦热变得过大，能防止第一铝合金从盖体3过度地向压出多孔管2混入而造成接合不良。
[0062]
此外，在正式接合工序中，只要适当设定开始位置sp1和结束位置ep1的位置即可，
但通过设定为开始位置sp1与设定移动路径l1所成的角度、结束位置ep1与设定移动路径l1所成的角度为钝角，能在旋转工具f的移动速度在中间点s1、s2处不下降的情况下平滑地转移至正式区间或脱离区间。由此，能防止因旋转工具f在设定移动路径l1上停止或是移动速度下降而导致摩擦热变得过大。另外，也可以以从上方观察时将旋转工具f的轨迹描画成圆弧的方式使旋转工具f从开始位置sp1移动至设定移动路径l1。同样地，也可以以从上方观察时将旋转工具f的轨迹描画成圆弧的方式使旋转工具f从设定移动路径l1移动至结束位置ep1。
[0063]
此外，在本实施方式的正式接合工序中，只要适当设定旋转工具f的旋转方向和行进方向即可，但将旋转工具f的旋转方向和行进方向设定为使形成于旋转工具f的移动轨迹的塑性化区域w1中的、盖体3一侧(对接部j1一侧)成为剪切侧，而使压出多孔管2一侧成为流动侧。通过设定为使盖体3一侧成为剪切侧，以使前端侧销f3在对接部j1的周围处的搅拌作用变大，能期待对接部j1处的温度上升，并能在对接部j1处更可靠地对盖体3与压出多孔管2进行接合。
[0064]
另外，剪切侧(advancing side：行进侧)是指旋转工具的外周相对于被接合部的相对速度为在旋转工具的外周处的切线速度的大小上加上移动速度的大小后的值的一侧。另一方面，流动侧(retreating side：回退侧)是指通过使旋转工具朝旋转工具的移动方向的相反方向转动，以使旋转工具相对于被接合部的相对速度变低的一侧。
[0065]
此外，盖体3的第一铝合金是硬度比压出多孔管2的第二铝合金的硬度大的材料。由此，能提高热交换器1的耐久性。此外，较为理想的是，将盖体3的第一铝合金设为铝合金铸造材料，将压出多孔管2的第二铝合金设为铝合金延展材料。通过将第一铝合金设为例如jish5302adc12等al－si－cu系列铝合金铸造材料，能提高盖体3的铸造性、强度、被切削性等。此外，通过将第二铝合金设为例如jisa1000系列或a6000系列，能提高压出多孔管2的加工性、导热性。
[0066]
此外，在正式接合工序中，能对对接部j1的整周进行摩擦搅拌接合，因此，能提高热交换器的气密性和水密性。此外，在正式接合工序的终端部分处，在旋转工具f完全经过中间点s1之后朝向结束位置ep1。也就是说，通过使由正式接合工序形成的塑性化区域w1的各端部彼此重叠，能进一步提高气密性和水密性。
[0067]
此外，在正式接合工序中，在使旋转工具f的前端侧销f3的基端侧露出的状态下进行摩擦搅拌，因此，能减轻作用于摩擦搅拌装置的负荷。此外，在本实施方式中设定为，在进行对接工序之后，压出多孔管2的外周面11f比周壁部22的外周面22b更靠外侧。由此，能使被摩擦搅拌的压出多孔管2的第二铝合金流入对接部j1，从而能防止对接部j1处的金属不足。
[0068]
此外，通过在盖体3中包括集管流路24，能将在孔部13中流入或流出的流体聚集。
[0069]
另外，在正式接合工序中，既可以使旋转工具f的旋转速度恒定，也可以使其可变。在正式接合工序的压入区间中，当将开始位置sp1处的旋转工具f的旋转速度设为v1，将正式区间中的旋转工具f的旋转速度设为v2时，也可以设为v1＞v2。旋转速度v2是设定移动路径l1上预先设定的恒定的旋转速度。也就是说，也可以在开始位置sp1处，将旋转速度预先设定得较高，一边在压入区间内使旋转速度缓慢地降低，一边转移至正式区间。
[0070]
此外，在第一正式接合工序的脱离区间中，当将正式区间中的旋转工具f的旋转速
度设为v2，将在结束位置ep1处脱离时的旋转工具f的旋转速度设为v3时，也可以设为v3＞v2。也就是说，也可以是在转移至脱离区间之后，一边朝向结束位置ep1缓慢地提升旋转速度，一边使旋转工具f从压出多孔管2脱离。在将旋转工具f压入至压出多孔管2时或是使旋转工具f从压出多孔管2脱离时，通过如上所述设定，能用旋转速度弥补压入区间或脱离区间时较小的按压力，因此，能理想地进行摩擦搅拌。
[0071]
[第二实施方式]接着，对本发明第二实施方式的热交换器的制造方法进行说明。在第二实施方式中，如图11及图12所示，将正式接合工序中的开始位置sp1、中间点s1、s2和结束位置ep1的位置均设定在设定移动路径l1上这一点与第一实施方式不同。在第二实施方式中，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0072]
在第二实施方式的热交换器的制造中进行准备工序、对接工序和正式接合工序。准备工序和对接工序与第一实施方式相同。
[0073]
在正式接合工序中，如图11所示，将开始位置sp1设定在设定移动路径l1上。在正式接合工序中，在从开始位置sp1到中间点s1为止的压入区间、从设定移动路径l1上的中间点s1旋转一周到中间点s2为止的正式区间和从中间点s2到结束位置ep1为止的脱离区间这三个区间中连续地进行摩擦搅拌。
[0074]
在压入区间中，如图11所示，进行从开始位置sp1到中间点s1为止的摩擦搅拌。在压入区间中，一边使旋转中心轴z相对于压出多孔管2的外周面11f垂直，一边将朝右旋转的前端侧销f3插入到开始位置sp1，并相对移动至中间点s1。此时，将前端侧销f3缓慢地压入，使其至少在到达中间点s1之前达到预先设定的“规定的深度”。
[0075]
此外，在压入区间中，当使旋转工具f移动并且到达中间点s1时，设定为使前端侧销f3的外周面与层差倾斜面23b平行，并且设定为使前端侧销f3的外周面与层差倾斜面23b稍许接触。此外，设定为使基端侧销f2的外周面与压出多孔管2的外周面11f接触。接着，一边维持上述状态，一边转移至正式区间的摩擦搅拌接合。前端侧销f3的外周面与层差倾斜面23b的接触量(偏置量)n和设定移动路径l1的设定与第一实施方式相同。
[0076]
如图12所示，在使旋转工具f旋转一周且前端侧销f3到达中间点s2之后，就此转移至脱离区间。在脱离区间中，如图12所示，在从中间点s2朝向结束位置ep1之间，将前端侧销f3缓慢地拔出(朝上方移动)，从而在设定在设定移动路径l1上的结束位置ep1处使前端侧销f3从压出多孔管2脱离。
[0077]
根据以上说明的第二实施方式的热交换器的制造方法，也能够起到与第一实施方式大致相同的效果。也可以像第二实施方式那样将正式接合工序中的开始位置sp1和结束位置ep1设定在设定移动路径l1上。(符号说明)
[0078]1ꢀꢀꢀ
热交换器2
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压出多孔管3
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盖体f
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旋转工具f2
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基端侧销f3
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前端侧销
f4
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平坦面j1
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对接部sp1
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开始位置ep1
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结束位置w1
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塑性化区域。