[发明专利]接合方法及摩擦搅拌方法

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/JP2007/055346，国际申请日为2007年03月16日，进入中国国家阶段的申请号为200780033399.1，名称为“接合方法及摩擦搅拌方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种利用摩擦搅拌的金属构件的接合方法及摩擦搅拌方法。

背景技术

作为将金属构件彼此接合的方法，已知摩擦搅拌接合(FSW＝Friction Stir Welding)(参照以下所列举的文献1～9(日本特许厅发行的公开专利公报))。摩擦搅拌接合是如下方法：使旋转工具一边旋转一边沿着金属构件彼此的对接部移动，利用旋转工具与金属构件的摩擦热使对接部的金属作塑性流动，藉此使金属构件彼此固相接合。另外，旋转工具一般为在呈圆柱状的肩部的下端面上突出设置搅拌销(probe)而成的工具。

专利文献1：日本专利特开平11-342481号公报

专利文献2：日本专利特开2004-358535号公报

专利文献3：日本专利特开2005-131666号公报

专利文献4：日本专利特开2003-164980号公报

专利文献5：日本专利特开2002-248582号公报

专利文献6：日本专利特开2002-1551号公报

专利文献7：日本专利特开2005-66669号公报

专利文献8：日本专利特开2004-154798号公报

专利文献9：日本专利特开2003-326374号公报

在要接合的金属构件的厚度比旋转工具的搅拌销的长度大的情况下，有时在从金属构件的表面侧进行摩擦搅拌接合后，还要从背面侧进行摩擦搅拌接合(例如参照文献1～3)。另外，如果增大搅拌销的长度，则仅从表面侧进行摩擦搅拌接合就可将金属构件彼此接合，但由于施加于摩擦搅拌装置的驱动装置的负荷增大，在以现有的摩擦搅拌装置无法应对的情况下，必须对摩擦搅拌装置进行改造或引入大型的摩擦搅拌装置。

如果对金属构件彼此的对接部进行摩擦搅拌，则如文献2所记载，可能会沿着旋转工具的行进方向产生所谓隧道(tunnel)缺陷。虽然即使有隧道缺陷也不至于影响接合部的质量，但在要求较高的气密性及水密性的情况下，必须将隧道缺陷切断，使其不连续。另外，文献2中揭示的是使端面上形成有台阶部的金属构件彼此对接而在对接部上形成凹部、对嵌入该凹部的连接板与金属构件的对接部进行摩擦搅拌、藉此将金属构件彼此接合的技术，但是，在对金属构件彼此的对接部进行了摩擦搅拌后、利用移动旋转工具来横切对接部、从而将隧道缺陷切断的技术也已被揭示。

在文献4、5中，揭示了在通过摩擦搅拌将欲接合的金属构件彼此的对接部正式接合之前将上述对接部临时接合的技术；在金属构件彼此的对接部的两侧配置接头件(tab)(抵接构件)，在该接头件上设置用于进行正式接合的摩擦搅拌的开始位置或结束位置的技术；以及在对金属构件彼此的对接部进行正式接合之前，将接头件接合于金属构件的技术等。

在文献6中，揭示了在通过摩擦搅拌将欲接合的金属构件彼此的对接部正式接合之前通过摩擦搅拌将上述对接部临时接合的技术；在文献7中，揭示了在配置于金属构件彼此的对接部的两侧的接头件上设置用于进行正式接合的摩擦搅拌的开始位置或结束位置的技术；以及在将金属构件彼此的对接部正式接合之前通过摩擦搅拌将接头件接合于金属构件的技术等。

在文献7及文献8等中，揭示了在配置于欲接合的金属构件彼此的对接部的侧方的接头件上设置摩擦搅拌的开始位置或结束位置的技术。

在文献9中，揭示了在摩擦搅拌的开始位置形成底孔，从该底孔开始进行摩擦搅拌的摩擦搅拌方法。

另外，旋转工具的转速及输送速度(移动速度)等摩擦搅拌条件根据作为摩擦搅拌的对象的金属构件的材质及厚度等适当地设定，在文献2、3、5、6、9中，虽然也揭示了各种的摩擦压接条件，但在任何一篇文献中，都是从插入(压入)开始位置的时刻起到从结束位置脱离为止将旋转工具的旋转速度保持恒定，使旋转工具以恒定的输送速度移动。

发明的揭示