[发明专利]旋转工具单元、摩擦搅拌接合方法、双层面板的组装体及双层面板的摩擦搅拌接合方法

权利要求书

1.一种旋转工具单元，用于摩擦搅拌接合，其特征在于，具有：

圆筒状的保持件，该保持件固定在摩擦搅拌装置的夹头部上；

滑动轴，该滑动轴能够插入到所述保持件的内部，并与所述保持件一体地旋转；以及

双轴肩部搅拌头型工具，该双轴肩部搅拌头型工具由第一轴肩部、第二轴肩部及在所述第一轴肩部与所述第二轴肩部之间形成的销构成，

在所述滑动轴的前端固定有所述第一轴肩部，

在所述保持件与所述滑动轴之间包括滑动元件，从而使所述滑动轴相对于所述保持件沿轴向滑动。

2.如权利要求1所述的旋转工具单元，其特征在于，

所述滑动元件由形成在所述滑动轴的外表面或所述保持件的内表面上的轴承槽和在轴承槽内滑动的球轴承构成。

3.如权利要求1所述的旋转工具单元，其特征在于，

具有在所述保持件和所述滑动轴中的任意一方上形成的键槽和在所述保持件和所述滑动轴中的另一方上形成的键，

所述键伴随着所述滑动轴的移动而在所述键槽的内部移动。

4.如权利要求1所述的旋转工具单元，其特征在于，

沿着所述保持件的内表面和所述滑动轴的外表面中的任意一方的轴向延伸设置有凸条，沿着所述保持件的内表面和所述滑动轴的外表面中的另一方的轴向延伸设置有凹条，

所述凸条伴随着所述滑动轴的移动而在所述凹条的内部移动。

5.一种摩擦搅拌接合方法，使用权利要求1所述的旋转工具单元，来对一对金属板进行接合，其特征在于，所述摩擦搅拌接合方法包括：

对接工序，在该对接工序中，将所述金属板的端面彼此对接；以及

接合工序，在该接合工序中，使旋转的所述双轴肩部搅拌头型工具的销移动到将所述端面彼此对接后形成的对接部，来将所述端面彼此进行摩擦搅拌接合，

在所述接合工序中，预先将所述第一轴肩部与所述第二轴肩部间的距离设定为所述金属板的厚度以下，当因摩擦搅拌而使所述金属板变形，来使所述金属板的位置沿所述双轴肩部搅拌头型工具的轴向移位时，所述双轴肩部搅拌头型工具随着所述金属板的移位沿轴向移动。

6.如权利要求5所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，

在将所述端面彼此间的间隙设定为1.00mm以下时，

将所述金属板的厚度与所述轴肩部间的距离设定成满足0.2mm≤{（金属板的厚度）－（轴肩部间的距离）}≤0.8mm。

7.如权利要求5所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，

在将所述端面彼此间的间隙设定为大于1.00mm且为1.75mm以下时，

将所述金属板的厚度与所述轴肩部间的距离设定成满足0.4mm≤{（金属板的厚度）－（轴肩部间的距离）}≤0.8mm。

8.如权利要求5所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，

设定成使所述轴肩的外径的平方值除以所述销的外径的平方值后的值大于2.0。

9.如权利要求5所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，

设定成将销的外径的平方值减去所述销的外径的平方值后得到的值，并使所述销的外径的平方值除以所述得到的值后的值大于0.2，且使所述销的外径的平方值除以所述销的外径乘所述轴肩部间的距离的值后的值大于1.2。

10.如权利要求5所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，

在所述接合工序中，在对接后的部分的所述金属板的厚度不同的情况下，当将所述金属板的厚度较大的所述金属板相对于所述双轴肩部搅拌头型工具的行进方向配置在左侧时，使所述双轴肩部搅拌头型工具朝右旋转。

11.如权利要求5所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，

在所述接合工序中，在对接后的部分的所述金属板的厚度不同的情况下，当将所述金属板的厚度较大的所述金属板相对于所述双轴肩部搅拌头型工具的行进方向配置在右侧时，使所述双轴肩部搅拌头型工具朝左旋转。