接合方法
阅读：259发布：2023-01-24
专利汇可以提供接合方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供一种能防止在摩擦搅拌接合中金属构件彼此错位以及金属构件彼此分开，另外能矫正金属构件的 变形 的接合方法。包括：使第一金属构件(1)的背面(1a)与第二金属构件(2)的端面对接的对接工序；对由第一金属构件(1)的背面(1a)和第二金属构件(2)的侧面(2a、2b)形成的内 角 实施 焊接 的焊接工序；以及将旋转工具(G)的搅拌销(G2)从第一金属构件(1)的 正面 (1b)侧插入，并使旋转工具(G)沿着对接部(J)移动，在使搅拌销(G2)与仅第一金属构件(1) 接触 、或是与第一金属构件(1)及第二金属构件(2)都接触的状态下将对接部(J)摩擦搅拌接合的摩擦搅拌工序，在摩擦搅拌工序中，一边将旋转工具(G)的轴肩部(G1)压入第一金属构件(1)的正面(1b)，一边将对接部(J)摩擦搅拌接合。，下面是接合方法专利的具体信息内容。
1.一种接合方法，其特征在于，包括：
对接工序，在所述对接工序中，使板状的第一金属构件的背面与板状的第二金属构件的端面对接而形成对接部；
焊接工序，在所述焊接工序中，对由所述第一金属构件的背面和所述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接；以及
摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的、成为与背面相反的一侧的正面一侧插入所述第一金属构件，并使所述旋转工具沿着所述对接部移动，在使所述搅拌销与仅所述第一金属构件接触、或者使所述搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件都接触的状态下，对所述对接部进行摩擦搅拌接合，在所述摩擦搅拌工序中，一边将所述旋转工具的轴肩部压入所述第一金属构件的正面，一边对所述对接部进行摩擦搅拌接合。
2.一种接合方法，其特征在于，包括：
对接工序，在所述对接工序中，使板状的第一金属构件的背面与板状的第二金属构件的端面对接而形成对接部；
焊接工序，在所述焊接工序中，对由所述第一金属构件的背面和所述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接；以及
摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的、成为与背面相反的一侧的正面一侧插入所述第一金属构件，并使所述旋转工具沿着所述对接部移动，在使仅所述搅拌销与仅所述第一金属构件接触、或者使仅所述搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件都接触的状态下，对所述对接部进行摩擦搅拌接合。
3.一种接合方法，其特征在于，包括：
对接工序，在所述对接工序中，使板状的第一金属构件的端面与板状的第三金属构件的端面对接而形成第一对接部，并且使所述第一金属构件的背面及所述第三金属构件的背面与第二金属构件的端面对接而形成第二对接部；
焊接工序，在所述焊接工序中，对由所述第一金属构件的背面和所述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接，并且对由所述第三金属构件的背面和所述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接；以及
摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的、成为与其背面相反的一侧的正面一侧及所述第三金属构件的、成为与其背面相反的一侧的正面一侧插入所述第一对接部，并使所述旋转工具沿着第一对接部移动，在使所述搅拌销与仅所述第一金属构件及所述第三金属构件接触、或者使所述搅拌销与所述第一金属构件、所述第二金属构件及第三金属构件都接触的状态下，对所述第一对接部及所述第二对接部进行摩擦搅拌接合，
在所述摩擦搅拌工序中，一边将所述旋转工具的轴肩部压入所述第一金属构件的正面及所述第三金属构件的正面，一边对所述第一对接部及所述第二对接部进行摩擦搅拌接合。
4.一种接合方法，其特征在于，包括：
对接工序，在所述对接工序中，使板状的第一金属构件的端面与板状的第三金属构件的端面对接而形成第一对接部，并且使所述第一金属构件的背面及所述第三金属构件的背面与第二金属构件的端面对接而形成第二对接部；
焊接工序，在所述焊接工序中，对由所述第一金属构件的背面和所述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接，并且对由所述第三金属构件的背面和所述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接；以及
摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从所述第一金属构件的、成为与其背面相反的一侧的正面一侧及所述第三金属构件的、成为与其背面相反的一侧的正面一侧插入所述第一对接部，并使所述旋转工具沿着第一对接部移动，在使仅所述搅拌销与仅所述第一金属构件及所述第三金属构件接触、或者使仅所述搅拌销与所述第一金属构件、所述第二金属构件及第三金属构件都接触的状态下，对所述第一对接部及所述第二对接部进行摩擦搅拌接合。
5.如权利要求1至4中任一项所述的接合方法，其特征在于，
在所述焊接工序中，通过一个焊程连续地对所述内角实施堆焊焊接。
6.如权利要求1至4中任一项所述的接合方法，其特征在于，
在所述焊接工序中，以隔开间隔的方式断续地对所述内角实施堆焊焊接。
7.如权利要求1至4中任一项所述的接合方法，其特征在于，
在所述焊接工序中，进行激光焊接、MIG焊接或TIG焊接。
8.如权利要求1至4中任一项所述的接合方法，其特征在于，
在所述摩擦搅拌工序中，在所述第二金属构件的两侧配置一对架台，
在所述架台中的、与所述内角相对的部位形成倒角部。
9.一种接合方法，其特征在于，包括：
重合工序，在所述重合工序中，使板状的第一金属构件的正面与板状的第二金属构件的背面重合而形成重合部；
焊接工序，在所述焊接工序中，对由所述第一金属构件的端面和所述第二金属构件的背面形成的内角进行焊接，并且对由所述第一金属构件的正面和所述第二金属构件的端面形成的内角进行焊接；以及
第一正式接合工序，在所述第一正式接合工序中，将包括搅拌销和轴肩部的旋转工具从所述第二金属构件的与背面相反的一侧的正面一侧插入，在使所述搅拌销与仅所述第二金属构件接触、或者使所述搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述重合部相对移动，来对所述重合部进行摩擦搅拌接合，在所述第一正式接合工序中，一边将所述旋转工具的所述轴肩部压入所述第二金属构件的正面，一边进行摩擦搅拌接合。
10.一种接合方法，其特征在于，包括：
重合工序，在所述重合工序中，使板状的第一金属构件的正面与板状的第二金属构件的背面重合而形成重合部；
焊接工序，在所述焊接工序中，对由所述第一金属构件的端面和所述第二金属构件的背面形成的内角进行焊接，并且对由所述第一金属构件的正面和所述第二金属构件的端面形成的内角进行焊接；以及
第一正式接合工序，在所述第一正式接合工序中，将包括搅拌销的旋转工具从所述第二金属构件的与背面相反的一侧的正面一侧插入，在使仅所述搅拌销与仅所述第二金属构件接触、或者使仅所述搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述重合部相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合。
11.如权利要求9或10所述的接合方法，其特征在于，包括：
第二正式接合工序，在所述第二正式接合工序中，将包括搅拌销和轴肩部的旋转工具从所述第一金属构件的与正面相反的背面一侧插入，在使所述旋转工具的所述搅拌销与仅所述第一金属构件接触、或者使所述旋转工具的所述搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述重合部相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合，
在所述第二正式接合工序中，一边将所述旋转工具的轴肩部压入所述第一金属构件的背面，一边进行摩擦搅拌，并且使所述第一正式接合工序的塑性化区域与所述第二正式接合工序的塑性化区域重叠。
12.如权利要求9或10所述的接合方法，其特征在于，包括：
第二正式接合工序，在所述第二正式接合工序中，将包括搅拌销的旋转工具从所述第一金属构件的与正面相反的背面一侧插入，在使所述旋转工具的仅所述搅拌销与仅所述第一金属构件接触、或者使所述旋转工具的仅所述搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述重合部相对移动，来对所述重合部进行摩擦搅拌接合，
在所述第二正式接合工序中，使所述第一正式接合工序的塑性化区域与所述第二正式接合工序的塑性化区域重叠。
13.一种接合方法，其特征在于，包括：
重合工序，在所述重合工序中，使板状的第一金属构件的正面与板状的第二金属构件的背面重合而形成重合部；
焊接工序，在所述焊接工序中，对由所述第一金属构件的端面和所述第二金属构件的背面形成的内角进行焊接，并且对由所述第一金属构件的正面和所述第二金属构件的端面形成的内角进行焊接；以及
正式接合工序，在所述正式接合工序中，使双轴肩旋转工具沿着所述重合部相对移动，来对重合部进行摩擦搅拌接合，其中，所述双轴肩旋转工具包括一对轴肩部和将所述轴肩部之间连接的搅拌销，
在所述正式接合工序中，在使一对所述轴肩部分别与所述第一金属构件及所述第二金属构件接触的状态下进行摩擦搅拌。
14.如权利要求9、10以及13中任一项所述的接合方法，其特征在于，
在所述焊接工序中，通过一个焊程连续地对所述内角实施堆焊焊接。
15.如权利要求9、10以及13中任一项所述的接合方法，其特征在于，
在所述焊接工序中，以隔开间隔的方式断续地对所述内角实施堆焊焊接。
16.如权利要求9、10以及13中任一项所述的接合方法，其特征在于，
在所述焊接工序中，进行激光焊接、MIG焊接或TIG焊接。
接合方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种对金属构件彼此进行摩擦搅拌接合的接合方法。
背景技术
[0002] 在专利文献1、2中公开了一种技术，使金属构件彼此以主视呈T字状的方式对接，并对对接部进行摩擦搅拌接合。在上述现有技术中，在将第二金属构件的端部插入形成于第一金属构件背面的凹槽之后，将旋转工具从第一金属构件的正面一侧插入来对对接部进行摩擦搅拌接合。
发明内容
发明要解决的技术问题
[0005] 在专利文献1、2的技术中，由于是将第二金属构件插入第一金属构件的凹槽的形态，因此，存在摩擦搅拌接合时金属构件彼此的位置在第二金属构件的长边方向上错开这样的问题。此外，在摩擦搅拌接合时，若第一金属构件相对于第二金属构件以浮起的方式分开，则存在成为接合缺陷的原因的可能性。此外，若为现有技术，则存在因摩擦搅拌接合时的摩擦热而导致第一金属构件的正面一侧(插入旋转工具的面一侧)以凹陷的方式(以第一金属构件的前端侧从第二金属构件分开的方式)发生变形的可能性。
[0006] 此外，若为专利文献3的技术，则由于焊接部的强度低，因此，存在第一金属构件与第二金属构件分开的可能性。
[0007] 从上述观点出发，本发明的技术问题在于提供一种接合方法，该接合方法能防止在摩擦搅拌接合中金属构件彼此的位置错开和金属构件彼此分开，然后能矫正金属构件的变形。此外，本发明的技术问题在于提供一种接合强度高的接合方法。解决技术问题所采用的技术方案
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明的特征是，包括：对接工序，在上述对接工序中，使板状的第一金属构件的背面与板状的第二金属构件的端面对接而形成对接部；焊接工序，在上述焊接工序中，对由上述第一金属构件的背面和上述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接；以及摩擦搅拌工序，在上述摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从上述第一金属构件的、成为与背面相反的一侧的正面一侧插入上述第一金属构件，并使上述旋转工具沿着上述对接部移动，在使上述搅拌销与仅上述第一金属构件接触、或者使上述搅拌销与上述第一金属构件及上述第二金属构件都接触的状态下，对上述对接部进行摩擦搅拌接合，在上述摩擦搅拌工序中，一边将上述旋转工具的轴肩部压入上述第一金属构件的正面，一边对上述对接部进行摩擦搅拌接合。
[0009] 根据上述接合方法，由于进行了焊接工序，因此，能防止摩擦搅拌工序时的金属构件彼此的错位及分开。藉此，能防止伴随金属构件的错位及分开而产生接合不良。此外，虽然因焊接时的焊接热而导致第一金属构件的背面一侧以凹陷的方式发生变形，但能通过摩擦搅拌接合时的摩擦热对上述变形进行矫正。此外，由于将旋转工具的轴肩部压入金属构件，因此，能减少毛刺的产生。另外，在减小轴肩部的压入量时，会使塑性化区域的凹槽变浅，因此，能对第一金属构件的正面规整地进行精加工。
[0010] 此外，本发明的特征是，包括：对接工序，在上述对接工序中，使板状的第一金属构件的背面与板状的第二金属构件的端面对接而形成对接部；焊接工序，在上述焊接工序中，对由上述第一金属构件的背面和上述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接；以及摩擦搅拌工序，在上述摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从上述第一金属构件的、成为与背面相反的一侧的正面一侧插入上述第一金属构件，并使上述旋转工具沿着上述对接部移动，在使仅上述搅拌销与仅上述第一金属构件接触、或者使仅上述搅拌销与上述第一金属构件及上述第二金属构件都接触的状态下，对上述对接部进行摩擦搅拌接合。
[0011] 根据上述接合方法，由于进行了焊接工序，因此，能防止摩擦搅拌工序时的金属构件彼此的错位及分开。藉此，能防止伴随金属构件的错位及分开而产生接合不良。此外，虽然因焊接时的焊接热而导致第一金属构件的背面侧以凹陷的方式发生变形，但能通过摩擦搅拌接合时的摩擦热对上述变形进行矫正。此外，由于使旋转工具的仅搅拌销与金属构件接触，因此，能缩窄塑性化区域的宽度。若能缩窄塑性化区域的宽度，则对第二金属构件的板厚较小的情况有利。此外，通过使旋转工具的仅搅拌销与金属构件接触，能在不对摩擦搅拌装置施加较大的载荷的状态下进行摩擦搅拌，直至较深的位置，因此，对第一金属构件的板厚较大的情况有利。
[0012] 此外，本发明的特征是，包括：对接工序，在上述对接工序中，使板状的第一金属构件的端面与板状的第三金属构件的端面对接而形成第一对接部，并且使上述第一金属构件的背面及上述第三金属构件的背面与第二金属构件的端面对接而形成第二对接部；焊接工序，在上述焊接工序中，对由上述第一金属构件的背面和上述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接，并且对由上述第三金属构件的背面和上述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接；以及摩擦搅拌工序，在上述摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从上述第一金属构件的、成为与其背面相反的一侧的正面一侧及上述第三金属构件的、成为与其背面相反的一侧的正面一侧插入上述第一对接部，并使上述旋转工具沿着第一对接部移动，在使上述搅拌销与仅上述第一金属构件及上述第三金属构件接触、或者使上述搅拌销与上述第一金属构件、上述第二金属构件及第三金属构件都接触的状态下，对上述第一对接部及上述第二对接部进行摩擦搅拌接合，在上述摩擦搅拌工序中，一边将上述旋转工具的轴肩部压入上述第一金属构件的正面及上述第三金属构件的正面，一边对上述第一对接部及上述第二对接部进行摩擦搅拌接合。
[0013] 根据上述接合方法，由于进行了焊接工序，因此，能防止摩擦搅拌工序时的金属构件彼此的错位及分开。藉此，能防止伴随金属构件的错位及分开而产生接合不良。此外，虽然因焊接时的焊接热而导致第一金属构件及第三金属构件的背面一侧以凹陷的方式发生变形，但能通过摩擦搅拌接合时的摩擦热对上述变形进行矫正。此外，由于将旋转工具的轴肩部压入金属构件，因此，能减少毛刺的产生。另外，通过减小轴肩部的压入量，使塑性化区域的凹槽变浅，因此，能对第一金属构件及第三金属构件的正面规整地进行精加工。
[0014] 此外，本发明包括：对接工序，在上述对接工序中，使板状的第一金属构件的端面与板状的第三金属构件的端面对接而形成第一对接部，并且使上述第一金属构件的背面及上述第三金属构件的背面与第二金属构件的端面对接而形成第二对接部；焊接工序，在上述焊接工序中，对由上述第一金属构件的背面和上述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接，并且对由上述第三金属构件的背面和上述第二金属构件的侧面形成的内角实施焊接；以及摩擦搅拌工序，在上述摩擦搅拌工序中，将旋转工具的搅拌销从上述第一金属构件的、成为与其背面相反的一侧的正面一侧及上述第三金属构件的、成为与其背面相反的一侧的正面一侧插入上述第一对接部，并使上述旋转工具沿着第一对接部移动，在使仅上述搅拌销与仅上述第一金属构件及上述第三金属构件接触、或者使仅上述搅拌销与上述第一金属构件、上述第二金属构件及第三金属构件都接触的状态下，对上述第一对接部及上述第二对接部进行摩擦搅拌接合。
[0015] 根据上述接合方法，由于进行了焊接工序，因此，能防止摩擦搅拌工序时的金属构件彼此的错位及分开。藉此，能防止伴随金属构件的错位及分开而产生接合不良。此外，虽然因焊接时的焊接热而导致第一金属构件及第三金属构件的背面一侧以凹陷的方式发生变形，但能通过摩擦搅拌接合时的摩擦热对上述变形进行矫正。此外，由于使旋转工具的仅搅拌销与金属构件接触，因此，能缩窄塑性化区域的宽度。若能缩窄塑性化区域的宽度，则对第二金属构件的板厚较小的情况有利。此外，由于能在不对摩擦搅拌装置施加较大的载荷的状态下进行摩擦搅拌，直至较深的位置，因此，对第一金属构件及第三金属构件的板厚较大的情况有利。
[0016] 此外，较为理想的是，在上述焊接工序中，通过一个焊程连续地对上述内角实施堆焊焊接。此外，较为理想的是，在上述焊接工序中，以隔开间隔的方式断续地对上述内角实施堆焊焊接。此外，较为理想的是，在上述焊接工序中，进行激光焊接、MIG焊接或TIG焊接。焊接添加件根据需要适当供给即可。根据上述接合方法，能可靠地对内角进行接合。
[0017] 此外，较为理想的是，在上述摩擦搅拌工序中，在上述第二金属构件的两侧配置一对架台，在上述架台中的、与上述内角相对的部位形成倒角部。
[0018] 根据上述接合方法，由于能避免形成于内角的焊接金属与架台接触，因此，能理想地将金属构件配置于架台。
[0019] 此外，本发明的特征是，包括：重合工序，在上述重合工序中，使板状的第一金属构件的正面与板状的第二金属构件的背面重合而形成重合部；焊接工序，在上述焊接工序中，对由上述第一金属构件的端面和上述第二金属构件的背面形成的内角进行焊接，并且对由上述第一金属构件的正面和上述第二金属构件的端面形成的内角进行焊接；以及第一正式接合工序，在上述第一正式接合工序中，将包括搅拌销和轴肩部的旋转工具从上述第二金属构件的与背面相反的一侧的正面一侧插入，在使上述搅拌销与仅上述第二金属构件接触、或者使上述搅拌销与上述第一金属构件及上述第二金属构件都接触的状态下，使上述旋转工具沿着上述重合部相对移动，来对上述重合部进行摩擦搅拌接合，在上述第一正式接合工序中，一边将上述旋转工具的上述轴肩部压入上述第二金属构件的正面，一边进行摩擦搅拌接合。
[0020] 根据上述方法，由于对重合部进行了焊接和摩擦搅拌接合，因此，能提高重合部的接合强度。此外，通过进行焊接工序，能防止第一正式接合工序时的第一金属构件及第二金属构件的错位。此外，通过将轴肩部压入第二金属构件，能抑制毛刺的产生。
[0021] 此外，本发明的特征是，包括：重合工序，在上述重合工序中，使板状的第一金属构件的正面与板状的第二金属构件的背面重合而形成重合部；焊接工序，在上述焊接工序中，对由上述第一金属构件的端面和上述第二金属构件的背面形成的内角进行焊接，并且对由上述第一金属构件的正面和上述第二金属构件的端面形成的内角进行焊接；以及第一正式接合工序，在上述第一正式接合工序中，将包括搅拌销的旋转工具从上述第二金属构件的与背面相反的一侧的正面一侧插入，在使仅上述搅拌销与仅上述第二金属构件接触、或者使仅上述搅拌销与上述第一金属构件及上述第二金属构件都接触的状态下，使上述旋转工具沿着上述重合部相对移动，以对上述重合部进行摩擦搅拌接合。
[0022] 根据上述方法，由于对重合部进行了焊接和摩擦搅拌接合，因此，能提高重合部的接合强度。此外，通过进行焊接工序，能防止第一正式接合工序时的第一金属构件及第二金属构件的错位。此外，通过使旋转工具的仅搅拌销接触来进行第一正式接合工序，能在不对摩擦搅拌装置施加较大的载荷的情况下进行摩擦搅拌，直至较深的位置。
[0023] 此外，较为理想的是，本发明包括：第二正式接合工序，在上述第二正式接合工序中，将包括搅拌销和轴肩部的旋转工具从上述第一金属构件的与正面相反的背面一侧插入，在使上述旋转工具的上述搅拌销与仅上述第一金属构件接触、或者使上述旋转工具的上述搅拌销与上述第一金属构件及上述第二金属构件都接触的状态下，使上述旋转工具沿着上述重合部相对移动，以对上述重合部进行摩擦搅拌接合，在上述第二正式接合工序中，一边将上述旋转工具的轴肩部压入上述第一金属构件的背面，一边进行摩擦搅拌，并且使上述第一正式接合工序的塑性化区域与上述第二正式接合工序的塑性化区域重叠。此外，较为理想的是，本发明包括：第二正式接合工序，在上述第二正式接合工序中，将包括搅拌销的旋转工具从上述第一金属构件的与正面相反的背面一侧插入，在使上述旋转工具的仅上述搅拌销与仅上述第一金属构件接触、或者使上述旋转工具的仅上述搅拌销与上述第一金属构件及上述第二金属构件都接触的状态下，使上述旋转工具沿着上述重合部相对移动，来对上述重合部进行摩擦搅拌接合，在上述第二正式接合工序中，使上述第一正式接合工序的塑性化区域与上述第二正式接合工序的塑性化区域重叠。
[0024] 根据上述方法，由于还从第一金属构件的背面一侧实施摩擦搅拌，因此，能进一步提高接合强度，并且能平衡良好地进行接合。
[0025] 此外，本发明的特征是，包括：重合工序，在上述重合工序中，使板状的第一金属构件的正面与板状的第二金属构件的背面重合而形成重合部；焊接工序，在上述焊接工序中，对由上述第一金属构件的端面和上述第二金属构件的背面形成的内角进行焊接，并且对由上述第一金属构件的正面和上述第二金属构件的端面形成的内角进行焊接；以及正式接合工序，在上述正式接合工序中，使双轴肩旋转工具沿着上述重合部相对移动，来对重合部进行摩擦搅拌接合，其中，上述双轴肩旋转工具包括一对轴肩部和将上述轴肩部之间连接的搅拌销，在上述正式接合工序中，在使一对上述轴肩部分别与上述第一金属构件及上述第二金属构件接触的状态下进行摩擦搅拌。
[0026] 根据上述方法，由于对重合部进行了焊接和摩擦搅拌接合，因此，能提高重合部的接合强度。此外，通过进行焊接工序，能防止正式接合工序时的第一金属构件及第二金属构件的错位。此外，通过使用双轴肩旋转工具来进行正式接合工序，能通过一个焊程对第一金属构件及第二金属构件的板厚方向整体进行接合。
[0027] 此外，较为理想的是，在上述焊接工序中，通过一个焊程连续地对上述内角实施堆焊焊接。此外，较为理想的是，在上述焊接工序中，以隔开间隔的方式断续地对上述内角实施堆焊焊接。此外，较为理想的是，在上述焊接工序中，进行激光焊接、MIG焊接或TIG焊接。焊接添加件根据需要适当供给即可。根据上述接合方法，能可靠地对内角进行接合。
发明效果
发明效果
[0029] 图1是表示本发明第一实施方式的接合方法的立体图，图1的(a)表示对接工序，图1的(b)表示焊接工序。
图2是表示第一实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的剖视图，图2的(a)表示接合前，图2的(b)表示接合中。
图3是表示本发明第二实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的剖视图。
图4是表示本发明第三实施方式的接合方法的图，图4的(a)是表示焊接工序的立体图，图4的(b)是表示摩擦搅拌工序的剖视图。
图5是表示本发明第四实施方式的接合方法的立体图，图5的(a)表示对接工序，图5的(b)表示焊接工序。
图6是表示第四实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的剖视图，图6的(a)表示接合前，图6的(b)表示接合中。
图7是表示第五实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的剖视图，图7的(a)表示接合前，图7的(b)表示接合中。
图8是表示第六实施方式的接合方法的立体图，图8的(a)是焊接工序，图8的(b)表示接头件接合工序。
图9是表示第六实施方式的接合方法的第一正式接合工序的图，图9的(a)是立体图，图
9的(b)是剖视图。
图10是表示第六实施方式的接合方法的第二正式接合工序的剖视图。
图11是表示第七实施方式的接合方法的第一正式接合工序的图，图11的(a)是立体图，图11的(b)是剖视图。
图12是表示第七实施方式的接合方法的第二正式接合工序的剖视图。
图13是表示本发明第八实施方式的接合方法的双轴肩工具的立体图。
图14是表示第八实施方式的接合方法的正式接合工序的图，图14的(a)是立体图，图14的(b)是剖视图。
图2是表示第一实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的剖视图，图2的(a)表示接合前，图2的(b)表示接合中。
图3是表示本发明第二实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的剖视图。
图4是表示本发明第三实施方式的接合方法的图，图4的(a)是表示焊接工序的立体图，图4的(b)是表示摩擦搅拌工序的剖视图。
图5是表示本发明第四实施方式的接合方法的立体图，图5的(a)表示对接工序，图5的(b)表示焊接工序。
图6是表示第四实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的剖视图，图6的(a)表示接合前，图6的(b)表示接合中。
图7是表示第五实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的剖视图，图7的(a)表示接合前，图7的(b)表示接合中。
图8是表示第六实施方式的接合方法的立体图，图8的(a)是焊接工序，图8的(b)表示接头件接合工序。
图9是表示第六实施方式的接合方法的第一正式接合工序的图，图9的(a)是立体图，图
9的(b)是剖视图。
图10是表示第六实施方式的接合方法的第二正式接合工序的剖视图。
图11是表示第七实施方式的接合方法的第一正式接合工序的图，图11的(a)是立体图，图11的(b)是剖视图。
图12是表示第七实施方式的接合方法的第二正式接合工序的剖视图。
图13是表示本发明第八实施方式的接合方法的双轴肩工具的立体图。
图14是表示第八实施方式的接合方法的正式接合工序的图，图14的(a)是立体图，图14的(b)是剖视图。
具体实施方式
[0030] [第一实施方式]参照附图，对本发明第一实施方式的接合方法进行详细说明。如图1的(a)所示，在本实施方式的接合方法中，将第一金属构件1与第二金属构件2以主视呈T字状的方式对接，并通过摩擦搅拌进行接合。
[0031] 第一金属构件1及第二金属构件2均呈板状。第一金属构件1及第二金属构件2的板厚可以形成为不同，但在本实施方式中是相同的。第一金属构件1及第二金属构件2从铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等能进行摩擦搅拌的金属中适当选择。
[0032] 在本实施方式的接合方法中，进行对接工序、焊接工序、摩擦搅拌工序。如图1的(a)所示，对接工序是使第一金属构件1的背面1a与第二金属构件2的端面2c对接而形成对接部J的工序。
[0033] 如图1的(b)所示，焊接工序是对各内角实施焊接而进行接合的工序。在焊接工序中，对由第一金属构件1的背面1a和第二金属构件2的第一侧面2a形成的第一内角以及由第一金属构件1的背面1a和第二金属构件2的第二侧面2b形成的第二内角实施焊接。焊接的种类没有特别限制，但在本实施方式的焊接工序中，进行激光焊接、TIG焊接或MIG焊接等堆焊焊接来形成焊接金属3、3。焊接添加件只要根据需要适当供给即可。在焊接工序中，可以像本实施方式那样不隔开间隔而通过一个焊程连续地进行，也可以以隔开间隔地形成对一个内角进行焊接的焊接金属3的方式断续地进行。如图1的(b)所示，在焊接工序之后，因热收缩而导致第一金属构件1的背面1a一侧以凹陷的方式(以使第一金属构件1的前端侧接近第二金属构件2的方式)翘曲而发生变形。另外，焊接工序只要对第一内角及第二内角中的至少一方进行即可，但通过对第一内角及第二内角两者进行焊接，能平衡良好地进行接合。
[0034] 如图2的(a)及(b)所示，摩擦搅拌工序是对对接部J进行摩擦搅拌接合的工序。如图2的(a)所示，在摩擦搅拌工序中，首先，将第一金属构件1及第二金属构件2配置于架台4、4。更详细而言，在摩擦搅拌工序中，将第二金属构件2插入分开配置的架台4、4之间，并使第一金属构件1的背面1a与架台4、4抵接。架台4、4均呈长方体。在架台4、4中的、与各内角相对的部位形成有倒角部4a、4a。倒角部4a的形状只要以不与焊接金属3抵接的方式适当形成即可，在本实施方式中呈倒斜角形状。
[0035] 接着，如图2的(b)所示，将旋转工具F从第一金属构件1的正面1b插入，并沿着对接部J进行摩擦搅拌接合。旋转工具F由连接部F1和搅拌销F2构成。旋转工具F例如由工具钢形成。连接部F1是与未图示的摩擦搅拌装置的转轴连接的部位。连接部F1呈圆柱状，并形成有供螺栓紧固的螺纹孔。
[0036] 搅拌销F2从连接部F1下垂，并与连接部F1同轴。搅拌销F2随着与连接部F1分开，其前端变细。搅拌销F2的长度比第一金属构件1的板厚大。在搅拌销F2的外周面上刻设有螺旋槽F3。在本实施方式中，由于使旋转工具F向右旋转，因此，螺旋槽F3形成为随着从基端朝向前端而向左旋转。换言之，若将螺旋槽F3从基端朝向前端描画，则螺旋槽F3从上方观察形成为向左旋转。
[0037] 另外，较为理想的是，当使旋转工具F向左旋转时，将螺旋槽F3形成为随着从基端朝向前端而向右旋转。换言之，若将螺旋槽F3从基端朝向前端描画，则这种情况下的螺旋槽F3从上方观察形成为向右旋转。通过如上所述设定螺旋槽F3，从而在进行摩擦搅拌时，利用螺旋槽F3将塑性流动化后的金属朝搅拌销F2的前端侧引导。藉此，能减少溢出到第一金属构件1外部的金属的量。
[0038] 如图2的(b)所示，当使用旋转工具F进行摩擦搅拌接合时，将旋转的仅搅拌销F2插入第一金属构件1，使第一金属构件1与连接部F1一边分开，一边移动。换言之，以在搅拌销F2的基端部露出的状态下描画对接部J的方式进行摩擦搅拌接合。在旋转工具F的移动轨迹上，因摩擦搅拌后的金属硬化，而形成塑性化区域W。
[0039] 较为理想的是，旋转工具F的插入深度设定成使搅拌销F2的前端到达对接部J。也就是说，较为理想的是，使旋转工具F与第一金属构件1及第二金属构件2接触而进行摩擦搅拌接合。在设定成搅拌销F2的前端未到达对接部J的情况下，也就是说，在使搅拌销F2与仅第一金属构件1接触的情况下，通过第一金属构件1与搅拌销F2的摩擦热，使对接部J周围的金属发生塑性流动，从而使第一金属构件1与第二金属构件2接合。
[0040] 另外，较为理想的是，在摩擦搅拌工序结束后，进行将在第一金属构件1的正面1b产生的毛刺去除的毛刺去除工序。藉此，能对第一金属构件1的正面1b规整地进行精加工。
[0041] 根据以上说明的本实施方式的接合方法，由于对内角进行焊接，因此，能防止摩擦搅拌工序时的第一金属构件1及第二金属构件2彼此的错位及分开。藉此，能防止伴随第一金属构件1及第二金属构件2的错位及分开而产生接合不良。此外，虽然因焊接时的焊接热而导致第一金属构件1的背面1a一侧以凹陷的方式发生变形，但能通过摩擦搅拌接合时的摩擦热，对上述变形进行矫正。
[0042] 此外，焊接工序中的焊接的种类没有特别限制，但通过像本实施方式那样进行激光焊接、TIG焊接或MIG焊接，能容易且可靠地对内角进行焊接。
[0043] 此外，本实施方式的架台4、4在与各内角相对的部位形成有倒角部4a、4a。在将第一金属构件1及第二金属构件2配置于架台4时，存在焊接金属3与架台4发生干涉而使第一金属构件1及第二金属构件2从架台4上浮的可能性，但根据本实施方式，能防止焊接金属3、3与架台4发生干涉。
[0044] 此外，在本实施方式的摩擦搅拌工序中，由于在使仅搅拌销F2与第一金属构件1及第二金属构件2(或仅第一金属构件1)接触的状态下，使用旋转工具F进行摩擦搅拌接合，因此，能在不对摩擦搅拌装置施加较大的载荷的状态下进行摩擦搅拌接合，直至较深的位置。因而，旋转工具F对第一金属构件1的板厚大的情况特别有利。此外，与将轴肩部压入的情况下相比，能减小塑性化区域W的宽度，因此，旋转工具F对第二金属构件2的板厚薄的情况也有利。
[0045] [第二实施方式]接着，对本发明第二实施方式的接合方法进行说明。如图3所示，第二实施方式的接合方法在使用旋转工具G这点上与第一实施方式有所不同。在第二实施方式的接合方法中，进行对接工序、焊接工序、摩擦搅拌工序。由于对接工序及焊接工序与第一实施方式相同，因此省略说明。
[0046] 旋转工具G由轴肩部G1和从轴肩部G1下垂的搅拌销G2构成。在搅拌销G2的外周面上刻设有螺旋槽。在摩擦搅拌工序中，使旋转工具G一边插入第一金属构件1的正面1b，一边沿着对接部J移动。此外，在摩擦搅拌工序中，将轴肩部G1的下端面压入第一金属构件1数毫米左右，以进行摩擦搅拌。搅拌销G2的插入深度只要能对对接部J进行摩擦搅拌接合，就没有特别限制，但较为理想的是，像本实施方式那样设定成使搅拌销G2的前端到达对接部J。也就是说，较为理想的是，使旋转工具G与第一金属构件1及第二金属构件2接触来进行摩擦搅拌接合。
[0047] 在设定成搅拌销G2的前端未到达对接部J的情况下，也就是说，在使搅拌销G2与仅第一金属构件1接触的情况下，通过第一金属构件1与搅拌销G2的摩擦热，使对接部J周围的金属发生塑性流动，从而使第一金属构件1与第二金属构件2接合。
[0048] 根据以上说明的第二实施方式的接合方法，也能获得与第一实施方式大致相同的效果。此外，由于将轴肩部G1压入第一金属构件1的正面1b，因此，塑性流动件被轴肩部G1按压，能减少毛刺。此外，若减小旋转工具G的压入量，则能减小因塑性化区域W而在正面1b产生的凹槽，因此，表面处理等变得容易，能对第一金属构件1的正面1b规整地进行精加工。
[0049] [第三实施方式]接着，对本发明第三实施方式的接合方法进行说明。如图4的(a)及(b)所示，第三实施方式的接合方法在第一金属构件1A的厚度及使用旋转工具G这点上与第一实施方式有所不同。第一金属构件1A与第一实施方式相比为1/3左右的厚度。因而，在焊接工序中，因热收缩而导致第一金属构件1A的背面1a以凹陷的方式(以使第一金属构件1A的前端侧接近第二金属构件2的方式)发生比第一实施方式大的变形。
[0050] 摩擦搅拌工序与第二实施方式的摩擦搅拌工序相同。也就是说，在摩擦搅拌工序中，将旋转工具G从第一金属构件1A的正面1b插入，而使旋转工具G沿着对接部J移动。
[0051] 根据以上说明的第三实施方式的接合方法，也能获得与第一实施方式大致相同的效果。特别是，在像本实施方式那样，第一金属构件1A的板厚薄、焊接工序中的变形大的情况下，第一金属构件1A大幅变形。在这种情况下，通过使用旋转工具G一边使轴肩部G1与第一金属构件1A接触，一边进行摩擦搅拌接合，从而进热量变大，因此，能对焊接工序中产生的翘曲进行矫正。藉此，能对在第一金属构件1A产生的翘曲进行矫正，从而使第一金属构件1A变得平坦。较为理想的是，在摩擦搅拌工序中，适当设定轴肩部G1的外径、旋转工具G的传送速度或旋转工具G的转速等以控制进热量，在摩擦搅拌工序后，使第一金属构件1A(1)变得平坦。
[0052] [第四实施方式]接着，对本发明第四实施方式的接合方法进行说明。如图5的(a)及(b)所示，在第四实施方式的接合方法中，在使第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23以主视呈T字状的方式对接而进行接合这点上与第一实施方式有所不同。
[0053] 在第四实施方式的接合方法中，进行对接工序、焊接工序、摩擦搅拌工序。在对接工序中，使第一金属构件21的端面21c与第三金属构件23的端面23c对接，以形成第一对接部J1。此外，在对接工序中，使第二金属构件22的端面22c与对接部J1对接，以形成第二对接部J2。也就是说，使第二金属构件22的端面22c与第一金属构件21的背面21a及第三金属构件23的背面23a对接。
[0054] 如图5的(b)所示，焊接工序是对第一金属构件21的背面21a与第二金属构件22的第一侧面22a的第一内角实施焊接的工序。此外，焊接工序是对第三金属构件23的背面23a与第二金属构件22的第二侧面22b的第二内角实施焊接的工序。当焊接工序完成后，因热收缩而导致第一金属构件21及第三金属构件23的前端侧沿着接近第二金属构件22的方向变形成凹状。
[0055] 如图6的(a)及(b)所示，摩擦搅拌工序是使用旋转工具G对第一对接部J1及第二对接部J2进行摩擦搅拌接合的工序。在摩擦搅拌工序中，首先，以与第一实施方式相同的要领，将通过焊接金属3、3接合的第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23配置于架台4、4。
[0056] 接着，将旋转的搅拌销G2插入第一对接部J1，并使旋转工具G沿着第一对接部J1相对移动。在旋转工具G的移动轨迹上形成塑性化区域W。在摩擦搅拌工序中，将轴肩部G1的下端面压入第一金属构件21的正面21b及第三金属构件23的正面23b数毫米左右，以进行摩擦搅拌。较为理想的是，搅拌销G2的插入深度设定成使搅拌销G2的前端到达第二对接部J2。也就是说，较为理想的是，在使搅拌销G2与第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23接触的状态下进行摩擦搅拌接合。
[0057] 在设定成搅拌销G2的前端未到达第二对接部J2的情况下，也就是说，在使搅拌销G2与仅第一金属构件21及第三金属构件23接触的情况下，通过第一金属构件21及第三金属构件23与搅拌销G2的摩擦热，使第二对接部J2周围的金属发生塑性流动，从而使第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23接合。
[0058] 根据以上说明的第四实施方式的接合方法，由于对内角进行了焊接，因此，能防止摩擦搅拌工序时的第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23彼此的错位及分开。藉此，能防止伴随第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23的错位及分开而产生接合不良。此外，虽然因焊接时的焊接热而导致第一金属构件21的背面21a及第三金属构件23的背面23a一侧以凹陷的方式发生变形，但能通过摩擦搅拌接合时的摩擦热对上述变形进行矫正。藉此，能使第一金属构件21的正面21b及第三金属构件23的正面23b平坦。
[0059] 此外，焊接工序中的焊接的种类没有特别限制，但通过像本实施方式那样进行激光焊接、TIG焊接或MIG焊接，能容易且可靠地对内角进行焊接。
[0060] 此外，本实施方式的架台4、4在与各内角相对的部位形成有倒角部4a、4a。在将第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23配置于架台4、4时，存在焊接金属3与架台4发生干涉而使第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23从架台4上浮的可能性，但根据本实施方式，能防止焊接金属3、3与架台4发生干涉。
[0061] 此外，在本实施方式的摩擦搅拌工序中，由于一边将轴肩部G1压入第一金属构件21及第三金属构件23，一边进行摩擦搅拌，因此，能通过轴肩部G1来按压塑性流动件，从而能减少毛刺的产生。
[0062] [第五实施方式]接着，对本发明第五实施方式的接合方法进行说明。如图7的(a)及(b)所示，在第五实施方式中，在使用旋转工具F代替旋转工具G这点上与第四实施方式有所不同。
[0063] 在第五实施方式的接合方法中，进行对接工序、焊接工序、摩擦搅拌工序。由于对接工序及焊接工序与第四实施方式相同，因此省略说明。
[0064] 在摩擦搅拌工序中，将旋转的搅拌销F2插入第一对接部J1，并使旋转工具F沿着第一对接部J1相对移动。在旋转工具F的移动轨迹上形成有塑性化区域W。较为理想的是，搅拌销F2的插入深度设定成搅拌销F2的前端到达第二对接部J2。也就是说，较为理想的是，在使搅拌销F2与第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23接触的状态下进行摩擦搅拌接合。
[0065] 在设定成搅拌销F2的前端未到达第二对接部J2的情况下，也就是说，在使搅拌销F2与仅第一金属构件21及第三金属构件23接触的情况下，通过第一金属构件21及第三金属构件23与搅拌销F2的摩擦热，使第二对接部J2周围的金属发生塑性流动，从而使第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23接合。
[0066] 根据以上说明的第五实施方式的接合方法，由于对内角进行了焊接，因此，能防止摩擦搅拌工序时的第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23彼此的错位及分开。藉此，能防止伴随第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23的错位及分开而产生接合不良。此外，虽然因焊接时的焊接热而导致第一金属构件21的背面21a及第三金属构件23的背面23a一侧以凹陷的方式发生变形，但能通过摩擦搅拌接合时的摩擦热对上述变形进行矫正。藉此，能使第一金属构件21的正面21b及第三金属构件23的正面23b变得平坦。
[0067] 此外，在本实施方式的摩擦搅拌工序中，由于在使仅搅拌销F2与第一金属构件21、第二金属构件22及第三金属构件23(或仅第一金属构件21及第三金属构件23)接触的状态下，使用旋转工具F进行摩擦搅拌接合，因此，能在不对摩擦搅拌装置施加较大的载荷的状态下进行摩擦搅拌接合，直至较深的位置。因而，旋转工具F对第一金属构件21及第三金属构件23的板厚较大的情况特别有利。此外，与将轴肩部压入的情况相比，能减小塑性化区域W的宽度，因此，旋转工具F对第二金属构件22的板厚较薄的情况也有利。
[0068] [第六实施方式]参照附图，对本发明第六实施方式的接合方法进行详细说明。如图8的(a)所示，在本实施方式的接合方法中，使第一金属构件101与第二金属构件102重合，并通过摩擦搅拌进行接合。
[0069] 第一金属构件101及第二金属构件102均呈板状。第一金属构件101及第二金属构件102的板厚可以形成为不同，但在本实施方式中是相同的。第一金属构件101及第二金属构件102从铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等能进行摩擦搅拌的金属中适当选择。
[0070] 在本实施方式的接合方法中，进行重合工序、焊接工序、接头件接合工序、第一正式接合工序、第二正式接合工序。如图8的(a)所示，重合工序是使第一金属构件101的正面101a与第二金属构件102的背面102b重合而形成重合部J3的工序。第一金属构件101及第二金属构件102在架台(省略图示)上通过夹具拘束成无法移动。由第一金属构件101的正面
101a和第二金属构件102的端面102c形成内角U1。由第二金属构件102的背面102b和第一金属构件101的端面101c形成内角U2。另外，“正面”是指与“背面”相反一侧的面。
101a和第二金属构件102的端面102c形成内角U1。由第二金属构件102的背面102b和第一金属构件101的端面101c形成内角U2。另外，“正面”是指与“背面”相反一侧的面。
[0071] 如图8的(a)所示，焊接工序是对内角U1、U2进行焊接的工序。虽然焊接的种类不受限制，但在本实施方式中，进行激光焊接、TIG焊接或MIG焊接等堆焊焊接。焊接添加件只要根据需要适当供给即可。在焊接工序中，通过一个焊程对内角U1、U2的全长连续地进行堆焊焊接。在内角U1、U2处分别形成焊接金属M。
[0072] 如图8的(b)所示，接头件接合工序是将接头件T1、T2接合于重合部J3两侧的工序。接头件T1、T2由与第一金属构件101及第二金属构件102相同的材料形成，并呈长方体。接头件T1、T2的高度与第一金属构件101及第二金属构件102的板厚方向之和相等。在接头件接合工序中，通过焊接，对由接头件T1和第一金属构件101及第二金属构件102形成的内角进行接合。同样地，通过焊接，对由接头件T2和第一金属构件101及第二金属构件102形成的内角进行接合。使接头件T1的正面T1a与第二金属构件102的正面102a形成为共面，并且使背面T1b与第一金属构件101的背面101b形成为共面。同样地，使接头件T2的正面T2a与第二金属构件102的正面102a形成为共面，并且使背面T2b与第一金属构件101的背面101b形成为共面。
[0073] 如图9的(a)所示，第一正式接合工序是从第二金属构件102的正面102a一侧对重合部J3进行摩擦搅拌接合的工序。在第一正式接合工序中，使用旋转工具G(第一旋转工具)进行接合。旋转工具G由圆柱状的轴肩部G1和从轴肩部G1下垂的搅拌销G2构成。搅拌销G2越朝向前端，其前端变得越细。在搅拌销G2的外周面上形成有螺旋槽。
[0074] 在第一正式接合工序中，将开始位置Sp1设定于接头件T1的正面T1a，将结束位置Ep1设定于接头件T2的正面T2a。在第一正式接合工序中，将旋转的旋转工具G的搅拌销G2插入开始位置Sp1。然后，使旋转工具G沿着重合部J3朝向结束位置Ep1相对移动。在旋转工具G的移动轨迹上形成塑性化区域W1。
[0075] 如图9的(b)所示，在第一正式接合工序中，一边将旋转工具G的轴肩部G1的下端面压入第二金属构件102数毫米左右，一边进行摩擦搅拌。搅拌销G2的插入深度只要适当设定即可，但较为理想的是，设定成搅拌销G2到达重合部J3。也就是说，在使搅拌销G2与第一金属构件101及第二金属构件102都接触的状态下进行摩擦搅拌接合。
[0076] 在搅拌销G2未到达重合部J3的情况下，也就是说，在使搅拌销G2与仅第二金属构件102接触的情况下，通过旋转工具G与第二金属构件102的摩擦热，使重合部J3发生塑性流动而被接合。在旋转工具G到达结束位置Ep1后，使旋转工具G从接头件T2脱离。在第一正式接合工序结束后，将第一金属构件101及第二金属构件102翻转，并再次夹于架台。
[0077] 如图10所示，第二正式接合工序是从第一金属构件101的背面101b一侧对重合部J3进行摩擦搅拌接合的工序。在第二正式接合工序中，使用旋转工具G进行接合。在第二正式接合工序中，将开始位置设定于接头件T1和接头件T2中的一方，将结束位置设定于接头件T1和接头件T2中的另一方。在第二正式接合工序中，以与第一正式接合工序相同的要领进行摩擦搅拌接合。也就是说，一边将旋转工具G的轴肩部G1的下端面压入第一金属构件101的背面101b数毫米左右，一边使旋转工具G沿着重合部J3相对移动以进行摩擦搅拌。在旋转工具G的移动轨迹上形成塑性化区域W2。
[0078] 第二正式接合工序中的搅拌销G2的插入深度只要适当设定即可，但在本实施方式中，较为理想的是，设定成搅拌销G2到达重合部J3。也就是说，在使搅拌销G2与第一金属构件101及第二金属构件102都接触的状态下进行摩擦搅拌接合。更详细而言，在本实施方式中，将插入深度设定成使搅拌销G2的前端进入塑性化区域W1。塑性化区域W1与塑性化区域W2重叠。
[0079] 在搅拌销G2未到达重合部J3的情况下，也就是说，在使搅拌销G2与仅第一金属构件101接触的情况下，通过旋转工具G与第二金属构件101的摩擦热，使重合部J3发生塑性流动而被接合。在旋转工具G到达结束位置后，使旋转工具G从接头件脱离。通过以上那样，第一金属构件101与第二金属构件102接合。
[0080] 另外，根据需要，也可以进行将在第一正式接合工序及第二正式接合工序中产生的毛刺切除的毛刺切除工序。藉此，能对第一金属构件101的背面101b及第二金属构件102的正面102a规整地进行精加工。
[0081] 根据以上说明的第六实施方式的接合方法，通过对重合部J3进行焊接和摩擦搅拌接合这两个工序，能提高重合部J3的接合强度。此外，通过进行焊接工序，能防止第一正式接合工序时的第一金属构件101及第二金属构件102的错位。此外，通过将轴肩部G1压入第一金属构件101的背面101b及第二金属构件102的正面102a，能抑制毛刺的产生。此外，第二正式接合工序也可以省略，但通过像本实施方式那样进行第一正式接合工序及第二正式接合工序这两个工序，能进一步提高接合强度，并且能平衡良好地进行接合。
[0082] [第七实施方式]接着，对本发明第七实施方式的接合方法进行说明。在本实施方式中，在使用旋转工具G(第二旋转工具)进行摩擦搅拌接合这点上与第六实施方式有所不同。在本实施方式的接合方法中，进行重合工序、焊接工序、接头件接合工序、第一正式接合工序、第二正式接合工序。由于重合工序与第六实施方式相同，因此省略说明。
[0083] 焊接工序是对内角U1、U2进行焊接的工序。虽然焊接的种类不受限制，但在本实施方式中，进行激光焊接、TIG焊接或MIG焊接等堆焊焊接。在焊接工序中，对内角U1、U2的全长断续地进行堆焊焊接。在内角U1、U2以隔开间隔的方式形成焊接金属M。由于接头件接合工序与第六实施方式相同，因此省略说明。
[0084] 如图11的(a)所示，第一正式接合工序是从第二金属构件102的正面102a一侧对重合部J3进行摩擦搅拌接合的工序。在第一正式接合工序中，使用旋转工具(无轴肩部的旋转工具)F进行接合。在搅拌销F2的外周面上形成有螺旋槽F3。通过设置螺旋槽F3，从而在进行摩擦搅拌时，利用螺旋槽F3将塑性流动化后的金属朝搅拌销F2的前端侧引导。藉此，能减少溢出到被接合金属构件(第一金属构件101、第二金属构件102)外部的金属的量。
[0085] 在第一正式接合工序中，将开始位置Sp1设定于接头件T1的正面T1a，将结束位置Ep1设定于接头件T2的正面T2a。在第一正式接合工序中，将向右旋转的旋转工具F的搅拌销F2插入开始位置Sp1。然后，使旋转工具F沿着重合部J3朝向结束位置Ep1相对移动。在旋转工具F的移动轨迹上形成塑性化区域W1。
[0086] 如图11的(b)所示，在第一正式接合工序中，使旋转工具F的连接部F1从第二金属构件102分开，以进行摩擦搅拌接合。也就是说，在搅拌销F2的基端侧露出的状态下进行摩擦搅拌接合。搅拌销F2的插入深度只要适当设定即可，但较为理想的是，设定成使搅拌销F2到达重合部J3。也就是说，在使搅拌销F2与第一金属构件101及第二金属构件102都接触的状态下进行摩擦搅拌接合。
[0087] 在搅拌销F2未到达重合部J3的情况下，也就是说，在使搅拌销F2与仅第二金属构件102接触的状态下，通过旋转工具F与第二金属构件102的摩擦热，使重合部J3发生塑性流动而被接合。在旋转工具F到达结束位置Ep1后，使旋转工具F从接头件T2脱离。在第一正式接合工序结束后，将第一金属构件101及第二金属构件102翻转，并再次夹于架台。
[0088] 如图12所示，第二正式接合工序是从第一金属构件101的背面101b一侧对重合部J3进行接合的工序。在第二正式接合工序中，使用旋转工具F通过摩擦搅拌进行接合。在第二正式接合工序中，将开始位置设定于接头件T1及接头件T2中的一方，将结束位置设定于接头件T1及接头件T2中的另一方。在第二正式接合工序中，以与第一正式接合工序相同的要领进行摩擦搅拌接合。也就是说，使旋转工具F的连接部F1从第一金属构件101分开，进行摩擦搅拌接合。在旋转工具F的移动轨迹上形成塑性化区域W2。
[0089] 第二正式接合工序中的搅拌销F2的插入深度只要适当设定即可，但在本实施方式中，较为理想的是，设定成使搅拌销F2到达重合部J3。也就是说，在使搅拌销F2与第一金属构件101及第二金属构件102都接触的状态下进行摩擦搅拌接合。更详细而言，将插入深度设定成使搅拌销F2的前端进入塑性化区域W1。塑性化区域W1与塑性化区域W2的前端侧重叠。
[0090] 在搅拌销F2未到达重合部J3的情况下，也就是说，在使搅拌销F2与仅第一金属构件101接触的情况下，通过旋转工具F与第一金属构件101的摩擦热，使重合部J3发生塑性流动而被接合。在旋转工具F到达结束位置后，使旋转工具F从接头件脱离。通过以上那样，第一金属构件101与第二金属构件102接合。
[0091] 另外，根据需要，也可以进行将在第一正式接合工序及第二正式接合工序中产生的毛刺切除的毛刺切除工序。藉此，能对第一金属构件101的背面101b及第二金属构件102的正面102a规整地进行精加工。此外，在形成于第一金属构件101的背面101b及第二金属构件102的正面102a的凹槽较大的情况下，也可以进行实施堆焊焊接以修补的修补工序。
[0092] 根据第七实施方式的接合方法，通过对重合部J3进行焊接和摩擦搅拌接合这两个工序，能提高重合部J3的接合强度。此外，通过进行焊接工序，能防止第一正式接合工序时的第一金属构件101及第二金属构件102的错位。此外，由于通过使用旋转工具F进行第一正式接合工序及第二正式接合工序来减少摩擦阻力，因此，能在不对摩擦搅拌装置(省略图示)施加较大的载荷的情况下进行摩擦搅拌，直至较深的位置。在第一金属构件101及第二金属构件102的板厚较大的情况下，使用旋转工具F进行摩擦搅拌是有效的。
[0093] 此外，根据旋转工具F，由于能减小塑性化区域W1、W2的宽度，因此，能减小重合部J3的宽度(第一金属构件101与第二金属构件102的重叠量)。此外，第二正式接合工序也可以省略，但通过像本实施方式那样进行第一正式接合工序及第二正式接合工序这两个工序，能进一步提高接合强度，并且能平衡良好地进行接合。
[0094] 另外，在第七实施方式中，使用旋转工具F进行第一正式接合工序及第二正式接合工序，但也可以使用旋转工具G进行。在这种情况下，只要在使旋转工具G的搅拌销G2的基端侧露出的状态下进行第一正式接合工序及第二正式接合工序即可。
[0095] [第八实施方式]接着，对本发明第八实施方式的接合方法进行说明。在本实施方式的接合方法中，进行重合工序、焊接工序、正式接合工序。由于重合工序及焊接工序与第六实施方式相同，因此省略说明。
[0096] 如图13所示，正式接合工序是使用双轴肩旋转工具H对重合部J3进行摩擦搅拌接合的工序。双轴肩旋转工具H由第一轴肩部H1、第二轴肩部H2以及搅拌销H3构成。第一轴肩部H1呈大致圆柱状。在第一轴肩部H1的搅拌销H3一侧形成有锥面部H1a，该锥面部H1a朝向搅拌销H3缩径。在锥面部H1a的端部形成有端面H1b。
[0097] 第二轴肩部H2呈大致圆柱状。在第二轴肩部H2的搅拌销H3一侧形成有锥面部H2a，该锥面部H2a朝向搅拌销H3缩径。在锥面部H2a的端部形成有端面H2b。搅拌销H3是连接第一轴肩部H1与第二轴肩部H2的轴状构件。
[0098] 在正式接合工序中，如图14的(a)所示，在将第一金属构件101及第二金属构件102以无法移动的方式夹于架台(省略图示)后，使双轴肩旋转工具H位于第一金属构件101及第二金属构件102的侧方。调节高度位置，以使搅拌销H3的长边方向的中心位于重合部J3的延长线上。然后，如图14的(b)所示，使双轴肩旋转工具H一边旋转，一边进入第一金属构件101及第二金属构件102，并沿着重合部J3相对移动。由于搅拌销H3的长度(第一轴肩部H1与第二轴肩部H2间的距离)比第一金属构件101及第二金属构件102的板厚之和小，因此，第一轴肩部H1(端面H1b)被压入第二金属构件102的正面102a，并且第二轴肩部H2(端面H2b)被压入第一金属构件101的背面101b。在双轴肩旋转工具H的移动轨迹上形成塑性化区域W。通过以上那样，第一金属构件101与第二金属构件102接合。
[0099] 另外，根据需要，也可以进行将在正式接合工序中产生的毛刺切除的毛刺切除工序。藉此，能对第一金属构件101的背面101b及第二金属构件102的正面102a规整地进行精加工。
[0100] 根据以上说明的第八实施方式的接合方法，除了焊接工序以外，还对重合部J3进行摩擦搅拌接合，藉此，能提高重合部J3的接合强度。此外，通过进行焊接工序，能防止正式接合工序时的第一金属构件101及第二金属构件102的错位。此外，通过使用双轴肩旋转工具H来进行正式接合工序，能通过一个焊程对第一金属构件101及第二金属构件102的厚度方向整体进行接合。此外，通过将第一轴肩部H1压入第二金属构件102的正面102a，并且将第二轴肩部H2压入第一金属构件101的背面101b，从而能抑制毛刺的产生。
[0101] 以上，对本发明的实施方式进行了说明，但能在不脱离本发明的主旨的范围内适当进行设计改变。例如，也可以使用旋转工具F进行第六实施方式中的第二正式接合工序。也就是说，也可以参照图10那样，使用旋转工具F代替第二正式接合工序的旋转工具F来进行第二正式接合工序。在这种情况下，以使旋转工具F的仅搅拌销F2与第一金属构件101及第二金属构件102都接触的方式、或是以使旋转工具F的仅搅拌销F2与仅第一金属构件101接触的方式进行摩擦搅拌。此外，在这种情况下，使塑性化区域彼此重叠。
[0102] 此外，也可以使用旋转工具G进行第七实施方式中的第二正式接合工序。也就是说，也可以参照图12那样，使用旋转工具G代替旋转工具F来进行第二正式接合工序。在这种情况下，一边将旋转工具G的轴肩部G1压入第一金属构件101的背面101b，一边进行摩擦搅拌。旋转工具G在与仅第一金属构件101接触、或是与第一金属构件101及第二金属构件102都接触的状态下进行摩擦搅拌。此外，在这种情况下，使塑性化区域彼此重叠。
[0103] 此外，在第六实施方式及第七实施方式中设置有接头件T1、T2，但也可以省略。(符号说明)
[0104] 1 第一金属构件1a 背面
1b 正面
2 第二金属构件
2a 背面
2b 正面
3 焊接金属
4 架台
4a 倒角部
101 第一金属构件
101a 正面
101b 背面
102 第二金属构件
102a 正面
102b 背面
J 对接部
J1 第一对接部
J2 第二对接部
J3 重合部
F 旋转工具
F2 搅拌销
G 旋转工具
G1 轴肩部
G2 搅拌销
H 双轴肩旋转工具
U1 内角
U2 内角。
1b 正面
2 第二金属构件
2a 背面
2b 正面
3 焊接金属
4 架台
4a 倒角部
101 第一金属构件
101a 正面
101b 背面
102 第二金属构件
102a 正面
102b 背面
J 对接部
J1 第一对接部
J2 第二对接部
J3 重合部
F 旋转工具
F2 搅拌销
G 旋转工具
G1 轴肩部
G2 搅拌销
H 双轴肩旋转工具
U1 内角
U2 内角。
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