[发明专利]金属构件的接合装置及接合方法

说明书

本发明涉及金属构件的接合装置及接合方法。所述金属构件的接合装置包括加压单元和电流供应单元及变形抑制单元。所述加压单元朝着第二金属构件的孔部对第一金属构件进行加压，使该第一金属构件压入所述孔部。所述电流供应单元将焊接电流供应于所述第一金属构件与所述第二金属构件之间。所述变形抑制单元抑制所述第一金属构件和所述第二金属构件这两者中成分金属材料的屈服强度和熔融温度的至少一方较低者的沿横截面方向的变形，所述横截面方向是与所述压入的方向相交的方向。所述变形抑制单元设置在所述压入的方向上至少包含塑性流动范围的区域。由此，既能够确保高的接合强度又能够抑制顶锻量的增大。

技术领域

本发明涉及金属构件的接合装置及接合方法。

背景技术

作为对棒状或筒状的第一金属构件与环状的第二金属构件进行接合的方法，可采用如下的接合方法：使一方压入另一方的孔部中，在短时间内流通大电流来进行接合。具体而言，首先，将第一金属构件的横截面尺寸(即，第一金属构件在与压入方向垂直的平面上的尺寸)预先设为大于第二金属构件的孔部的横截面尺寸(即，第二金属构件的孔部在与压入方向垂直的平面上的尺寸，也就是第二金属构件在与压入方向垂直的平面上的孔尺寸)。而且对第一金属构件的远端部预先进行锥形加工，并且对第二金属构件的孔部的开口缘也预先进行锥形加工。

其次，使第一金属构件抵接于第二金属构件的孔部，一边进行加压一边在短时间内流通大电流。由此，使第一金属构件及第二金属构件的一侧的界面部分软化而形成塑性流动，从而在该界面部分完成固相接合。

上述的接合方法中，由于在短时间内流通大电流，因此在接合部及其周边难以产生烧伤及变形等，能够实现高精度的接合。而且与采用了电弧焊接或钎焊等的接合方法相比，还能够降低成本。

日本专利公开公报特开2006-181627号中公开了一种如下的技术：使物理性质(熔融温度、屈服强度等)彼此不同的异种金属相互接合，以实现轻型化及降低成本。

然而，若采用以往技术所涉及的上述那样的接合方法来使物理性质互不相同的异种金属彼此接合时，为了确保接合强度而必须设定较多的顶锻量，从而会导致接合构件的大型化及重量增大。

对此，本发明人进行了研讨，下面利用图10对所研讨的事项进行说明。图10表示了利用上述的接合方法对由碳钢形成的第一金属构件900与由铝合金(Al合金)形成的第二金属构件901进行接合后的状态。如图10所示，在该接合方法中，第一金属构件900的锥形面900a被按压于(箭头A₉₀)第二金属构件901的锥形面901b而形成塑性流动，并形成扩散层902而完成固相接合。

然而，由于由Al合金形成的第二金属构件901的熔融温度低于碳钢，因此接合初期的Al合金会发生溶融而成为毛刺903而被排出到外部。由此会产生未接合部Ar₀。此外，由于Al合金和碳钢的屈服强度之差而会导致第二金属构件901发生变形。因此，基于上述的情况，在采用以往技术的情况下，必须设定较多的顶锻量，以确保接合强度。

发明内容

本发明鉴于上述的问题而作，其目的在于提供一种既能够确保高的接合强度又能够抑制顶锻量的增大的金属构件的接合装置及接合方法。