[发明专利]摩擦搅拌接合方法

说明书

提供能抑制接合缺陷发生的摩擦搅拌接合方法。沿着具有沿规定的方向延伸的平面状的外周面的第一摩擦搅拌接合对象部位、以及具有从所述第一摩擦搅拌接合对象部位在外周面的延伸配置方向上的端部起沿所述规定的方向延伸的曲面状的外周面的第二摩擦搅拌接合对象部位，来扫描摩擦搅拌工具FT，将第一摩擦搅拌接合对象部位以及第二摩擦搅拌接合对象部位依次连续地接合。控制摩擦搅拌工具与接合对象的部件的相对位置或者姿势，以便摩擦搅拌工具的肩部在所述扫描方向上的后半部比前半部向所述摩擦搅拌接合对象部位内更深地进入，并且所述肩部向第一摩擦搅拌接合对象部位内的进入深度与所述肩部向第二摩擦搅拌接合对象部位的进入深度相同。

技术领域

本发明涉及摩擦搅拌接合方法。

背景技术

例如，如下述专利文献1中所记载那样，已知2个金属部件的摩擦搅拌接合方法。在该摩擦搅拌接合方法的第一工序(对接工序)中，首先，将作为接合对象部件的2个金属部件(第一部件以及第二部件)的端面对接。并且，以在第一部件以及第二部件的交界部不形成台阶的方式配置两部件。在第二工序(接合工序)中，摩擦搅拌工具的顶端部(探针部)被压入到摩擦搅拌接合对象部位，沿着摩擦搅拌接合对象部位扫描。由此，摩擦搅拌接合对象部位(即，位于所述对接的端面的两侧的部分)被搅拌而塑性流动。如此将第一部件和第二部件接合。

专利文献1：日本特开2016－74014号公报

一般地，在摩擦搅拌工具沿着摩擦搅拌接合对象部位扫描之际，摩擦搅拌工具的中心轴不与接合对象部位的表面垂直，相对于所述表面(或者法线)稍微倾斜。即，摩擦搅拌工具的顶端侧(探针部侧)比基端侧(柄部侧)位于所述扫描方向的前方。中心轴相对于所述法线的倾斜角度被称为前进角。前进角例如被设定为3°。如上述那样，通过将摩擦搅拌工具相对于所述法线倾斜配置，摩擦搅拌工具的肩部(柄部的顶端)中、所述扫描方向上的后半部侧与前半部侧相比更深地进入所述接合对象部位内。因此，抑制通过摩擦搅拌工具被搅拌而向所述扫描方向的后方侧塑性流动的金属材料浮起(表面的膨出)，能够抑制接合缺陷(空洞)的发生。

此处，如图22所示那样，考察将对接的第一部件P1以及第二部件P2的第一摩擦搅拌接合对象部位WP1接合，接着将第二摩擦搅拌接合对象部位WP2接合的工序。此外，第一摩擦搅拌接合对象部位WP1的外周面S1是平面状，第二摩擦搅拌接合对象部位WP2的外周面S2是沿外周面S1连续的圆弧面。

首先，摩擦搅拌工具FT被压入到第一摩擦搅拌接合对象部位WP1。然后，摩擦搅拌工具FT向第二摩擦搅拌接合对象部位WP2侧(在图23中右方)平行移动。在第一摩擦搅拌接合对象部位WP1的接合工序中，前进角θ被设定为规定值(例如3°)。换言之，肩部的后半部向第一摩擦搅拌接合对象部位WP1内的进入深度d被设定为能够抑制塑性流动的金属材料的浮起的最佳值d₀(例如0.3mm)。此外，摩擦搅拌工具FT的顶端(探针部)实际上是圆锥台形，但在以下的说明中，将探针部PR的顶端DP作为尖锐形。另外，在图23中，虚线La表示距离外周面S1、S2的距离为进入深度d的最佳值d₀的位置。虚线Lb表示距离外周面S1、S2的距离为搅拌深度D的最佳值D₀的位置。