[发明专利]摩擦搅拌点接合方法及摩擦搅拌点接合装置

说明书

根据本发明的一形态的摩擦搅拌点接合方法包括使旋转工具旋转并将肩部（28）从第一被接合物（101）侧向第二被接合物（102）压入的压入工序、以及将在压入工序中流入肩部的内部的搅拌材料向外部推出，将搅拌材料填回至因将肩部压入而产生的压入孔中的填回工序，为了在填回工序结束时使保护层（104）的成分呈向搅拌部（105）的中央部分集中的状态，在压入工序中将肩部从第一被接合物与第二被接合物的边界向第二被接合物侧压入1mm以上。

技术领域

本发明涉及摩擦搅拌点接合方法及摩擦搅拌点接合装置。

背景技术

摩擦搅拌点接合（FSJ；Friction Spot Joining）作为点焊接合、铆接合的替代品而受到期待。在摩擦搅拌点接合中，通过将旋转工具压入重叠的被接合物、使两被接合物因摩擦热部分软化并搅拌来进行接合。摩擦搅拌点接合中存在使用肩部和销固定的旋转工具的单动式的摩擦搅拌点接合、和使用肩部和销相对移动的旋转工具的复动式的摩擦搅拌点接合。其中，复动式的摩擦搅拌点接合中，在压入工序后进行填回工序，搅拌材料填回至因将旋转工具压入而产生的孔（压入孔）中，由此能使接合带来的痕迹不明显（参照专利文献1）。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1 ：日本特开2012-196682号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，存在如下情况：在被接合物的表面通过阳极化（anodize）处理等表面处理、底漆涂覆而形成由不同于母材的材料构成的保护层。明确了以复动式的摩擦搅拌点接合对具有该保护层的被接合物进行接合的情况相比于同样以复动式的摩擦搅拌点接合对不具有保护层的被接合物进行接合的情况，接合部的强度降低。此外，发明人发现，该接合部的强度降低起因于复动式的摩擦搅拌点接合中的保护层成分的分布。

本发明鉴于如上情况而成，目的在于提供一种能抑制通过复动式的摩擦搅拌点接合而对具有保护层的被接合物进行接合时的接合部的强度降低的摩擦搅拌点接合方法。

解决问题的手段：

根据本发明的一形态的摩擦搅拌点接合方法，是使用具有圆筒状的肩部和能在该肩部的内部进行移动的圆柱状的销的旋转工具从而通过摩擦搅拌点接合使第一被接合物与第二被接合物接合的复动式的摩擦搅拌点接合方法，在所述第一被接合物及所述第二被接合物中的至少一方的接合面上形成保护层；该摩擦搅拌点接合方法包括：压入工序，所述压入工序使所述旋转工具旋转并将所述肩部从所述第一被接合物侧向所述第二被接合物压入，以此部分搅拌所述第一被接合物及所述第二被接合物的材料并形成搅拌部，彼时使保护层的成分与其他搅拌材料一并流入所述肩部的内部；以及填回工序，所述填回工序使所述旋转工具旋转并借由所述销将在所述压入工序中流入所述肩部的内部的搅拌材料向所述肩部的外部推出，同时使所述肩部后退，以此将搅拌材料填回至因将所述肩部压入而产生的压入孔中；为了在所述填回工序结束时使所述保护层的成分呈向所述搅拌部的中央部分集中的状态，在所述压入工序中将所述肩部从所述第一被接合物与所述第二被接合物的边界向所述第二被接合物侧压入1mm以上。

在此，在压入工序中形成搅拌部，但保护层的成分并非向搅拌部整体扩展，而是在搅拌部的内部形成保护层的成分的密度较高的层，即以保护层的成分为主成分的层（残存层）。而且，在以往的摩擦搅拌点接合方法中，通过进行填回工序，残存层移动至存在保护层的位置附近。根据发明人的实验得以明确，在这种情况下，若向接合部施力，则会从残存层产生龟裂，而这是招致接合部的强度降低的原因。对此，根据上述的方法，由于能在填回工序中使残存层向搅拌部的中心部集中，所以不会从残存部产生龟裂，能抑制接合部的强度降低。

又，在上述的摩擦搅拌点接合方法中，也可以是，使所述填回工序中所述肩部相对于所述搅拌部的面压小于所述压入工序中所述肩部相对于所述搅拌部的面压。