專利名稱：接合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用摩擦攪拌的金屬構(gòu)件的接合方法。
背景技術(shù)：
接合金屬構(gòu)件彼此的方法中，已知有摩擦攪拌接合(FSW-Friction Stirffelding)。摩擦攪拌接合是通過使旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)，沿著金屬構(gòu)件彼此的對接部移動(dòng)， 利用旋轉(zhuǎn)工具與金屬構(gòu)件的摩擦熱使對接部的金屬塑性流動(dòng)，從而使金屬構(gòu)件彼此固相接 合。而且，旋轉(zhuǎn)工具一般是在呈圓柱狀的肩部的下端面突設(shè)有攪拌銷(探針)的旋轉(zhuǎn)工具。例如，如圖35a所示，在對一對金屬構(gòu)件101、101的端面彼此對接而形成的對接部 J進(jìn)行摩擦攪拌的情況下，在對接部J的背側(cè)配置背抵接件102，使用旋轉(zhuǎn)工具G沿著對接 部J進(jìn)行摩擦攪拌。該技術(shù)例如記載于專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2。專利文獻(xiàn)1 ；日本專利特開2001-225179號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 ；日本專利特開2005-131666號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題然而，以往的接合方法中存在以下問題，如圖35b所示，由于金屬構(gòu)件101、101在 接合部會(huì)收縮，接合后的金屬構(gòu)件101彼此不水平卻歪斜，產(chǎn)品質(zhì)量降低。此外，還存在以 下問題，例如在將未圖示的連接構(gòu)件插入形成于金屬構(gòu)件101、101之間的槽部103時(shí)，由于 槽部103的底部不平坦，連接構(gòu)件無法高精度地配置。此外，由于金屬構(gòu)件101、101的收縮， 可能在塑性化區(qū)域W的背側(cè)形成缺口(kissing bond) E0藉此，接合部的拉伸強(qiáng)度降低，且 會(huì)導(dǎo)致水密性及氣密性的降低。此外，同樣地，還存在以下問題，如圖35c所示，使金屬構(gòu)件105的側(cè)面與金屬構(gòu)件 105的端面進(jìn)行對接而垂直地接合時(shí)，對于對接部J，從金屬構(gòu)件105、105的外側(cè)進(jìn)行摩擦 攪拌，由于金屬構(gòu)件105、105的收縮，會(huì)使一邊的金屬構(gòu)件105翻轉(zhuǎn)。此外，還存在在金屬 構(gòu)件105、105的接合部的內(nèi)側(cè)的角部(內(nèi)角部)形成缺口 E的問題。在此，例如若從金屬構(gòu)件101、101的背側(cè)或金屬構(gòu)件105、105的內(nèi)側(cè)進(jìn)行摩擦攪 拌，則可解決相關(guān)問題。但是，例如在從呈筒狀的構(gòu)造體的內(nèi)側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌的情況下、和 如圖35c所示地摩擦攪拌內(nèi)角部的情況下，還存在以下問題，不易根據(jù)接合的金屬構(gòu)件彼 此對接的方式，通過摩擦攪拌裝置的配合等，使旋轉(zhuǎn)工具合適地移動(dòng)。從該觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供一種接合方法，該接合方法可使一對 金屬構(gòu)件彼此的對接部容易地接合，并可提高氣密性及水密性。 解決問題所采用的技術(shù)方案 為解決上述問題，本發(fā)明的接合方法是使一對金屬構(gòu)件彼此對接形成對接部的接 合方法，其特征是，在進(jìn)行對上述對接部從一面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦攪拌的摩擦攪拌工序之后，進(jìn)行 對上述對接部從另一面?zhèn)冗M(jìn)行焊接的焊接工序。
根據(jù)該接合方法，由于從一對金屬構(gòu)件彼此的一面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦攪拌之后，還從另 一面?zhèn)冗M(jìn)行焊接，因此，假設(shè)即便有缺陷形成，也能用焊接金屬密封缺陷，從而能提高水密 性及氣密性。此外，由于進(jìn)行焊接能解決裝置的配合等問題，因此能比較容易進(jìn)行接合作 業(yè)。此外，本發(fā)明的接合方法是在多個(gè)金屬構(gòu)件對接而形成的筒狀構(gòu)造體中，使上述 金屬構(gòu)件彼此對接形成對接部的接合方法，其特征是，在進(jìn)行對上述對接部從上述構(gòu)造體 的外表面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦攪拌的摩擦攪拌工序之后，進(jìn)行對上述對接部從上述構(gòu)造體的內(nèi)表面 側(cè)進(jìn)行焊接的焊接工序。根據(jù)該接合方法，由于在從構(gòu)造體的外側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌之后，還從構(gòu)造體的內(nèi)側(cè) 進(jìn)行焊接，因此，假設(shè)即使在構(gòu)造體的內(nèi)表面形成缺陷，也可以用焊接金屬密封，能提高水 密性及氣密性。此外，通過進(jìn)行焊接，即使是由金屬構(gòu)件所圍成的構(gòu)造體，也可從構(gòu)造體的 內(nèi)側(cè)比較容易地進(jìn)行接合作業(yè)。此外，作為優(yōu)選，使在上述摩擦攪拌工序中形成的塑性化區(qū)域與在上述焊接工序 中形成的焊接金屬接觸。根據(jù)該接合方法，由于對接部深度方向的全長被密封，因此能進(jìn)一 步提高接合部的水密性及氣密性。此外，作為優(yōu)選，在上述焊接工序中，包括將焊接金屬填充于沿著出現(xiàn)于上述另一 面的對接部而形成的凹部的焊接金屬填充工序。此外，作為優(yōu)選，在上述焊接工序中，包括 將焊接金屬填充于沿著出現(xiàn)于上述構(gòu)造體的內(nèi)表面的對接部而形成的凹部的焊接金屬填 充工序。根據(jù)該接合方法，能提高焊接的作業(yè)性。此外，作為優(yōu)選，在上述摩擦攪拌工序中，包括在利用大型的旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行正式接 合工序之前，利用小型的旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行臨時(shí)接合的臨時(shí)接合工序。根據(jù)該接合方法，能防止 在進(jìn)行正式接合時(shí)在對接部產(chǎn)生開孔。此外，作為優(yōu)選，在上述摩擦攪拌工序中，包括在上述對接部的兩側(cè)配置一對突 出材的突出材配置工序；以及沿著上述突出材與上述金屬構(gòu)件的對接部進(jìn)行摩擦攪拌的突 出材臨時(shí)接合工序。根據(jù)該接合方法，通過使用突出材，可容易設(shè)定旋轉(zhuǎn)工具的插入位置、 脫離位置。此外，作為優(yōu)選，在上述摩擦攪拌工序中，包括在進(jìn)行摩擦攪拌的旋轉(zhuǎn)工具的預(yù)定 插入位置形成導(dǎo)孔的導(dǎo)孔形成工序。根據(jù)該接合工序，能降低將旋轉(zhuǎn)工具壓入時(shí)的壓入阻 力。藉此，能提高摩擦攪拌接合的精度，并能迅速地進(jìn)行接合作業(yè)。此外，本發(fā)明的接合方法是使一對金屬構(gòu)件彼此對接形成對接部的接合方法，其 特征是，在進(jìn)行對上述對接部從另一面?zhèn)冗M(jìn)行焊接的焊接工序之后，進(jìn)行對上述對接部從 一面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦攪拌的摩擦攪拌工序。根據(jù)該接合方法，在從一面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦攪拌工序之前，從另一面?zhèn)冗M(jìn)行焊接，藉 此，能在另一面?zhèn)扰R時(shí)接合的狀態(tài)下進(jìn)行摩擦攪拌。這樣，由于能防止多產(chǎn)生于進(jìn)行摩擦攪 拌的面的背面(另一面)側(cè)的缺陷的發(fā)生，能提高接合部分的金屬構(gòu)件的水密性及氣密性。 此外，由于通過從另一面?zhèn)冗M(jìn)行焊接，能解決裝置的配合等問題，因此能比較容易地進(jìn)行接 合作業(yè)。此外，由于在摩擦攪拌工序中，能在一對金屬構(gòu)件彼此臨時(shí)接合的狀態(tài)下進(jìn)行摩擦 攪拌，因此能提高作業(yè)性。此外，根據(jù)本發(fā)明的接合方法，在多個(gè)金屬構(gòu)件對接而形成的筒狀的構(gòu)造體中，使上述金屬構(gòu)件彼此對接形成對接部，其特征是，在進(jìn)行對上述對接部從上述構(gòu)造體的內(nèi)表 面?zhèn)冗M(jìn)行焊接的焊接工序之后，進(jìn)行對上述對接部從上述構(gòu)造體的外表面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦攪拌 的摩擦攪拌工序。根據(jù)該接合方法，由于在從構(gòu)造體的外表面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦攪拌之前，從構(gòu)造體的內(nèi) 表面?zhèn)冗M(jìn)行焊接，因此，能在內(nèi)表面?zhèn)扰R時(shí)接合的狀態(tài)下進(jìn)行摩擦攪拌。藉此，能防止多產(chǎn) 生于進(jìn)行摩擦攪拌的面的背面(構(gòu)造體的內(nèi)表面)側(cè)的缺陷的發(fā)生，從而能提高接合部分 的金屬構(gòu)件的水密性及氣密性。此外，由于通過從構(gòu)造體的內(nèi)表面?zhèn)冗M(jìn)行焊接，能解決接合 構(gòu)造體內(nèi)部時(shí)的裝置的配合等問題，能比較容易地進(jìn)行接合作業(yè)。此外，由于在摩擦攪拌工 序中，能在一對金屬構(gòu)件彼此臨時(shí)接合的狀態(tài)下進(jìn)行摩擦攪拌，因此能提高作業(yè)性。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的接合方法，能容易地接合一對金屬構(gòu)件彼此的對接部，并能提高氣 密性及水密性。


圖1是表示第一實(shí)施方式的構(gòu)造體的立體圖。圖2是表示第一實(shí)施方式的構(gòu)造體的俯視圖。圖3是表示第一實(shí)施方式的中間構(gòu)件的圖，圖3a是分解立體圖，圖3b是俯視圖。圖4是表示第一實(shí)施方式的對接工序的立體圖。圖5a是表示第一實(shí)施方式的對接工序后的立體圖，圖5b是表示第一實(shí)施方式的 槽部形成工序的立體圖。圖6是表示第一實(shí)施方式的突出材配置工序的立體圖。圖7a是表示小型旋轉(zhuǎn)工具的側(cè)視圖，圖7b是表示大型旋轉(zhuǎn)工具的側(cè)視圖。圖8是表示第一實(shí)施方式的臨時(shí)接合工序的俯視圖。圖9是表示第一實(shí)施方式的正式接合工序的俯視圖。圖10是圖9的I-I線剖視圖。圖11是表示第一實(shí)施方式的焊接工序的側(cè)視圖。圖12是表示第一實(shí)施方式的連接構(gòu)件插入工序的立體圖。圖13是表示第一實(shí)施方式的突出材配置工序的立體圖。圖14是表示第一實(shí)施方式的外側(cè)臨時(shí)接合工序的俯視圖。圖15是表示第一實(shí)施方式的外側(cè)正式接合工序的圖，圖15a是俯視圖，圖15b是 圖15a的II-II線剖視圖。圖16a是表示第二實(shí)施方式的凹部形成工序的側(cè)視圖，圖16b是表示第二實(shí)施方 式的焊接金屬填充工序的側(cè)視圖。圖17a是從外側(cè)觀察第三實(shí)施方式的構(gòu)造體的立體圖，圖17b是從內(nèi)側(cè)觀察第三 實(shí)施方式的構(gòu)造體的立體圖。圖18是表示第四實(shí)施方式的構(gòu)造體的分解立體圖。圖19a是表示第四實(shí)施方式的摩擦攪拌工序的立體圖，圖19b是表示第四實(shí)施方 式的焊接工序的部分透視立體圖。圖20是表示第五實(shí)施方式的對接工序的主視圖。
圖21是表示第五實(shí)施方式的焊接工序的立體圖。圖22是表示第五實(shí)施方式的摩擦攪拌工序的準(zhǔn)備階段的立體圖。圖23a是圖22的一部分的放大立體圖，圖23b是表示槽部形成工序的立體圖。圖24是表示第五實(shí)施方式的突出材配置工序的立體圖。圖25是表示第五實(shí)施方式的臨時(shí)接合工序的俯視圖。圖26是表示第五實(shí)施方式的正式接合工序的俯視圖。圖27是圖26的I-I線剖視圖。圖28是表示第六實(shí)施方式的焊接工序的圖，圖28a是表示凹部形成工序的圖，圖 28b是表示焊接金屬填充工序的圖。圖29a是表示第七實(shí)施方式的對接工序的立體圖，圖29b是表示第七實(shí)施方式的 焊接工序的立體圖。圖30a是表示第七實(shí)施方式的突出材配置工序的立體圖，圖30b是表示第七實(shí)施 方式的摩擦攪拌工序的立體圖。圖31a是第八實(shí)施方式的被接合金屬構(gòu)件的分解圖，圖31b是表示第八實(shí)施方式 的對接工序的圖，圖31c是表示第八實(shí)施方式的焊接工序及摩擦攪拌工序的圖。圖32是表示第八實(shí)施方式的構(gòu)造體的立體圖。圖33是第九實(shí)施方式的被接合金屬構(gòu)件的分解立體圖。圖34a是表示第九實(shí)施方式的焊接工序的立體圖，圖34b是表示第九實(shí)施方式的 摩擦攪拌工序的立體圖。圖35是表示以往的接合方法的剖視圖。
(符號(hào)說明)
1構(gòu)造體
11 14平板
31突出材
32突出材
F小型旋轉(zhuǎn)工具
G大型旋轉(zhuǎn)工具
Hl H4壁構(gòu)件
J對接部
Ml凹部
Pl導(dǎo)孔(螺紋底孔)
Rl R4角構(gòu)件
T焊接金屬
W塑性化區(qū)域
具體實(shí)施例方式[第一實(shí)施方式]對于本發(fā)明的接合方法，參照附圖詳細(xì)地說明。如圖1所示，本發(fā)明的接合方法以 制造出由四個(gè)壁構(gòu)件H1、H2、H3、H4所圍成的筒狀的構(gòu)造體1為例作說明。而且，在說明中，以構(gòu)造體1的中空部側(cè)為內(nèi)側(cè)，相反側(cè)為外側(cè)。此外，形成構(gòu)造體1的內(nèi)側(cè)的面為內(nèi)表面， 形成外側(cè)的面為外表面。如圖1及圖2所示，本實(shí)施方式的構(gòu)造體1是內(nèi)部具有截面大致呈矩形的中空部 的筒狀體。構(gòu)造體1由構(gòu)成構(gòu)造體1的四角且俯視方向大致呈L字狀的角構(gòu)件R1、R2、R3、 R4以及分別設(shè)于角構(gòu)件R1、R2、R3、R4之間的平板11、12、13、14所構(gòu)成，各構(gòu)件的側(cè)端面彼 此接合。角構(gòu)件Rl R4及平板11 14由可摩擦攪拌的金屬材料制成，如鋁、鋁合金、銅、 銅合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等。壁構(gòu)件Hl由分離配置的角構(gòu)件R1、R4以及配置于角構(gòu)件R1、R4之間的平板11所 構(gòu)成。壁構(gòu)件H2由配置于角構(gòu)件R1、R2之間的平板12所構(gòu)成。壁構(gòu)件H3由分離配置的 角構(gòu)件R2、R3以及配置于角構(gòu)件R2、R3之間的平板13所構(gòu)成。壁構(gòu)件H4由配置于角構(gòu)件 R3、R4之間的平板14以及連接構(gòu)件U、U所構(gòu)成。從壁構(gòu)件Hl的外側(cè)(外表面)及內(nèi)側(cè)(內(nèi)表面)對角構(gòu)件R4的一側(cè)端面與平板 11的另一側(cè)端面的對接部Jl及角構(gòu)件Rl的另一側(cè)端面與平板11的一側(cè)端面的對接部J2 進(jìn)行摩擦攪拌，由摩擦攪拌所形成的各塑性化區(qū)域的前端側(cè)重疊。而且，塑性化區(qū)域包括由 后述的旋轉(zhuǎn)工具的摩擦熱加熱而呈現(xiàn)塑性化的狀態(tài)以及接合用旋轉(zhuǎn)工具通過而回到常溫 的狀態(tài)兩種狀態(tài)。此外，同樣地，從各壁構(gòu)件的外表面?zhèn)燃皟?nèi)表面?zhèn)葘菢?gòu)件Rl的一側(cè)端面與平板 12的另一側(cè)端面的對接部J3以及角構(gòu)件R2的另一側(cè)端面與平板12的一側(cè)端面的對接部 J4、角構(gòu)件R2的一側(cè)端面與平板13的另一側(cè)端面的對接部J5以及角構(gòu)件R3的另一側(cè)端 面與平板13的一側(cè)端面的對接部J6進(jìn)行摩擦攪拌，由摩擦攪拌所形成的各塑性化區(qū)域的 前端側(cè)重疊。另一方面，角構(gòu)件R3的一側(cè)端面與平板14的另一側(cè)端面的對接部J7以及角構(gòu)件 R4的另一側(cè)端面與平板14的一側(cè)端面的對接部J8的特征是，從壁構(gòu)件H4的內(nèi)表面?zhèn)群附?后，從外表面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦攪拌。以下，對本實(shí)施方式的接合方法作詳細(xì)的說明。由于由壁構(gòu)件H1、H2、H3構(gòu)成的截 面呈U字狀的中間構(gòu)件與以往的摩擦攪拌接合大致相同，因此簡單地作說明。本實(shí)施方式的接合方法主要包括(1)中間構(gòu)件接合工序、(2)對接工序、(3)槽部 形成工序、(4)摩擦攪拌工序、(5)焊接工序、(6)連接構(gòu)件插入工序、(7)外側(cè)臨時(shí)接合工 序、(8)外側(cè)正式接合工序。(1)中間構(gòu)件接合工序中間構(gòu)件接合工序是形成構(gòu)造體1的中間體即中間構(gòu)件20(參照圖3b)的工序。 中間構(gòu)件20是從構(gòu)造體1中僅將平板14卸下的構(gòu)件，截面大致呈U字狀。中間構(gòu)件20具 有相向配置的壁構(gòu)件HI、壁構(gòu)件H3以及設(shè)于壁構(gòu)件Hl與壁構(gòu)件H3之間的平板12(壁構(gòu) 件H2)。在中間構(gòu)件接合工序中，在分別形成壁構(gòu)件HI、壁構(gòu)件H3之后，將平板12與壁構(gòu) 件Hl及壁構(gòu)件H3接合。從壁構(gòu)件Hl的內(nèi)表面?zhèn)燃巴獗砻鎮(zhèn)葘菢?gòu)件R4的一側(cè)端面與平板11的另一側(cè) 端面的對接部J1，遍及對接部Jl的長度方向全長地進(jìn)行摩擦攪拌而接合。此外，形成于對 接部Jl的塑性化區(qū)域Wl、Wl的前端側(cè)(平板11的厚度方向中央部)重疊。藉此，由于能 對對接部JI的深度方向的間隙全部進(jìn)行摩擦攪拌，因此能提高氣密性及水密性。同樣地，從內(nèi)表面?zhèn)燃巴獗砻鎮(zhèn)葘菢?gòu)件Rl的另一側(cè)端面與平板11的一側(cè)端面的對接部J2，遍及 對接部J2的全長地進(jìn)行摩擦攪拌，使塑性化區(qū)域W2、W2的前端側(cè)重疊。從壁構(gòu)件H3的內(nèi)表面?zhèn)燃巴獗砻鎮(zhèn)葘菢?gòu)件R2的一側(cè)端面與平板13的另一側(cè) 端面的對接部J5，遍及對接部J5長度方向全長地進(jìn)行摩擦攪拌而接合。此外，形成于對接 部J5的塑性化區(qū)域W5、W5的前端側(cè)(平板13的厚度方向中央部)重疊。藉此，由于能對 對接部J5的深度方向的間隙全部進(jìn)行摩擦攪拌，因此能提高氣密性及水密性。同樣地，從 外表面?zhèn)燃皟?nèi)表面?zhèn)葘菢?gòu)件R3的另一側(cè)端面與平板13的一側(cè)端面的對接部J6，遍及對 接部J6長度方向全長地進(jìn)行摩擦攪拌，使塑性化區(qū)域W6、W6的前端側(cè)重疊。如圖3a及圖3b所示，平板12設(shè)于角構(gòu)件Rl與角構(gòu)件R2之間。從平板12的內(nèi) 表面?zhèn)燃巴獗砻鎮(zhèn)葘ζ桨?2的另一側(cè)端面與角構(gòu)件Rl的一側(cè)端面的對接部J3，遍及對接 部J3的長度方向全長地進(jìn)行摩擦攪拌而接合。形成于對接部J3的塑性化區(qū)域W3、W3的前 端側(cè)(平板12的厚度方向中央部)重疊。藉此，由于能對對接部J3的深度方向的間隙全 部進(jìn)行摩擦攪拌，因此能提高氣密性及水密性。同樣地，從平板12的內(nèi)表面?zhèn)燃巴獗砻鎮(zhèn)?對角構(gòu)件R2的另一側(cè)端面與平板12的一側(cè)端面的對接部J4，遍及對接部J4的長度方向全 長地進(jìn)行摩擦攪拌，使塑性化區(qū)域W4、W4的前端側(cè)重疊。如圖3b所示，在中間構(gòu)件20的一部分形成有供平板14插入的開口部21。而且， 在本實(shí)施方式中，雖然從外表面?zhèn)燃皟?nèi)表面?zhèn)葘χ虚g構(gòu)件20的各對接部進(jìn)行摩擦攪拌，但 并不限定于此。例如，也可從中間構(gòu)件20的外表面?zhèn)燃皟?nèi)表面?zhèn)戎腥我庖粋?cè)進(jìn)行焊接，從 另一側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌。(2)對接工序如圖4所示，在對接工序中，將平板14插入中間構(gòu)件20的開口部21 (參照圖3b)。 平板14的寬度與開口部21的寬度大致相同。即，當(dāng)平板14插入開口部21時(shí)，出現(xiàn)于開口 部21的一對側(cè)端面R3b、R4a與平板14的兩側(cè)端面14a、14b對接。如圖4所示，平板14的 另一側(cè)端面14a與角構(gòu)件R3的一側(cè)端面R3b對接而形成對接部J7。另一方面，平板14的 一側(cè)端面14b與角構(gòu)件R4的另一側(cè)端面R4a對接而形成對接部J8。而且，平板14與角構(gòu)件R4對接而形成的金屬構(gòu)件以下稱為被接合金屬構(gòu)件N。此 外，被接合金屬構(gòu)件N的外側(cè)的面稱為外表面A，內(nèi)側(cè)的面稱為內(nèi)表面B，一側(cè)端面稱為第一 端面C，另一側(cè)端面稱為第二端面D。如圖4及圖5a所示，在進(jìn)行對接工序時(shí)，最好在中間構(gòu)件20的內(nèi)側(cè)配置背抵接臺(tái) 25。背抵接臺(tái)25是從中間構(gòu)件20的內(nèi)側(cè)支承平板14的構(gòu)件。背抵接臺(tái)25包括分離設(shè)置 的第一背抵接材25a、第二背抵接材25b、以及立設(shè)于第一背抵接材25a與第二背抵接材25b 之間的縱向構(gòu)件25c、25c。從第一背抵接材25a的外側(cè)的面到第二背抵接材25b的外側(cè)的 面的距離與從平板12的內(nèi)側(cè)的面到平板14的內(nèi)側(cè)的面(參照圖2)的距離大致相等。在 本實(shí)施方式中，在對接部J7、J8各設(shè)有一個(gè)背抵接臺(tái)25。而且，雖然以下說明的(3)槽部形成工序、(4)摩擦攪拌工序、(5)焊接工序、(6) 連接構(gòu)件插入工序、(7)外側(cè)臨時(shí)接合工序、(8)外側(cè)正式接合工序是對對接部J7及對接 部J8所進(jìn)行的工序，但由于對兩對接部的作業(yè)內(nèi)容大致相同，因此以對接部J8為例而做說 明。(3)槽部形成工序
在槽部形成工序中，對應(yīng)于對接部J8，在被接合金屬構(gòu)件N的外表面A形成槽部 K。如圖5b所示，槽部形成工序是使用公知的端銑等而沿著對接部J8切出規(guī)定的寬度、深 度而形成槽部K的工序。雖然在本實(shí)施方式中，槽部K的截面呈矩形，但其它的形狀亦可。(5)摩擦攪拌工序如圖5b所示，在摩擦攪拌工序中，使用大型旋轉(zhuǎn)工具G沿著出現(xiàn)于槽部K的底面 的對接部J8進(jìn)行摩擦攪拌。在本實(shí)施方式中，摩擦攪拌工序包括配置一對突出材的突出材 配置工序、對對接部J8進(jìn)行臨時(shí)接合的臨時(shí)接合工序、在正式接合工序的預(yù)定插入位置形 成導(dǎo)孔的導(dǎo)孔形成工序以及對對接部J8進(jìn)行正式接合的正式接合工序。在此，參照圖7對用于各摩擦攪拌的小型的旋轉(zhuǎn)工具(以下稱“小型旋轉(zhuǎn)工具F”) 以及比小型旋轉(zhuǎn)工具F還大的大型的旋轉(zhuǎn)工具(以下稱“大型旋轉(zhuǎn)工具G”)詳細(xì)地說明。圖7a所示的小型旋轉(zhuǎn)工具F由工具鋼等比被接合金屬構(gòu)件N還硬質(zhì)的金屬材料 所構(gòu)成，包括呈圓柱狀的肩部Fl和突設(shè)于該肩部Fl的下端面Fll的攪拌銷(探針)F2。雖 然小型旋轉(zhuǎn)工具F的尺寸、形狀對應(yīng)于被接合金屬構(gòu)件N的材質(zhì)及厚度等設(shè)定即可，但至少 比大型旋轉(zhuǎn)工具G(參照圖8b)還小。如此，由于可在比使用大型旋轉(zhuǎn)工具G時(shí)小的負(fù)載的 作用下進(jìn)行摩擦攪拌接合，因此，可降低作用于摩擦攪拌裝置的負(fù)載，而且，由于小型旋轉(zhuǎn) 工具F的移動(dòng)速度(傳送速度)比大型旋轉(zhuǎn)工具G的移動(dòng)速度還高，因此，可減少摩擦攪拌 接合所需的時(shí)間及成本。肩部Fl的下端面Fll是起到推壓塑性流動(dòng)化的金屬而防止其飛散至周圍的作用 的部位，在本實(shí)施方式中形成凹面狀。雖然肩部Fl的外徑X1的大小并無特別限制，但在本 實(shí)施方式中，比大型旋轉(zhuǎn)工具G的肩部Gl的外徑Y(jié)1小。攪拌銷F2從肩部Fl的下端面Fll的中央垂下，在本實(shí)施方式中，形成前端細(xì)的圓 錐臺(tái)狀。此外，在攪拌銷F2的周面形成有設(shè)置成螺旋狀的攪拌翼。雖然攪拌銷F2的外徑 的大小并無特別限制，但在本實(shí)施方式中，最大外徑(上端徑)X2比大型旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌 銷G2的最大外徑(上端徑)Y2小，且最小外徑(下端徑)X3比攪拌銷G2的最小外徑(下端 徑)Y3小。此外，攪拌銷F2的長度La比大型旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌銷G2的長度Lb小。如圖7b所示的大型旋轉(zhuǎn)工具G由工具鋼等比被接合金屬構(gòu)件N還硬質(zhì)的金屬材 料所構(gòu)成，包括呈圓柱狀的肩部Gl和突設(shè)于該肩部Gl的下端面Gll的攪拌銷(探針)G2。肩部Gl的下端面Gll與小型旋轉(zhuǎn)工具F相同，形成凹面狀。攪拌銷G2從肩部Gl 的下端面Gll的中央垂下，在本實(shí)施方式中，形成前端細(xì)的圓錐臺(tái)狀。如圖6及圖8所示，在突出材配置工序中，在被接合金屬構(gòu)件N的兩端面配置一對 突出材。第一突出材31及第二突出材32是以夾住對接部J8的形式配置的構(gòu)件，分別具有 能覆蓋出現(xiàn)于第一端面C及第二端面D的對接部J8的尺寸、形狀。在本實(shí)施方式中，第一 突出材31及第二突出材32配置于背抵接臺(tái)25的第一背抵接材25a。第一突出材31及第 二突出材32的表面與槽部K的底面齊平。雖然第一突出材31及第二突出材32的材質(zhì)并 無特別限制，但在本實(shí)施方式中，以與被接合金屬構(gòu)件N相同組成的金屬材料形成。此外，被接合金屬構(gòu)件N與第一突出材31及第二突出材32通過焊接而接合。藉 此，在進(jìn)行后述的摩擦攪拌時(shí)，能防止被接合金屬構(gòu)件N與各突出材產(chǎn)生開孔。在臨時(shí)接合工序中，使用小型旋轉(zhuǎn)工具F沿著出現(xiàn)于槽部K的底面的對接部J8進(jìn) 行摩擦攪拌。即，如圖8所示，使小型旋轉(zhuǎn)工具F位于開始位置Spi的正上方，開始位置Spi設(shè)于第一突出材31的適當(dāng)位置上，接著，使小型旋轉(zhuǎn)工具F邊右旋轉(zhuǎn)邊下降，從而將攪拌銷 F2(參照圖7a)按壓于開始位置SP1。攪拌銷F2的整體進(jìn)入第一突出材31，且肩部Fl的下 端面Fll的整面接觸于第一突出材31的表面之后，使小型旋轉(zhuǎn)工具F邊旋轉(zhuǎn)邊朝臨時(shí)接合 工序的起點(diǎn)si做相對移動(dòng)。小型旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)起點(diǎn)si之后，在起點(diǎn)si使小型旋轉(zhuǎn)工具 F不脫離而移至臨時(shí)接合工序的終點(diǎn)el。在小型旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)終點(diǎn)el之后，使小型旋轉(zhuǎn) 工具F不脫離而移動(dòng)至結(jié)束位置Epi，在結(jié)束位置Epi使小型旋轉(zhuǎn)工具F脫離。而且，在小型旋轉(zhuǎn)工具F的攪拌銷F2橫穿過被接合金屬構(gòu)件N與第一突出材31 的對接部J31以及被接合金屬構(gòu)件N與第二突出材32的對接部J32時(shí)，雖然有將被接合金 屬構(gòu)件N與各突出材拉離的力作用，但由于被接合金屬構(gòu)件N與第一突出材31及第二突出 材32所形成的內(nèi)角部通過焊接而接合，因此，能防止被接合金屬構(gòu)件N與第一突出材31及 第二突出材32之間的開孔。臨時(shí)接合工序的結(jié)束位置Epi成為后述的正式接合工序的開始 位置Smi。此外，在進(jìn)行臨時(shí)接合工序時(shí)，可使用小型旋轉(zhuǎn)工具F沿著被接合金屬構(gòu)件N與第 一突出材31的對接部J31及被接合金屬構(gòu)件N與第二突出材32的對接部J32進(jìn)行摩擦攪 拌(突出材臨時(shí)接合工序)。藉此，由于被接合金屬構(gòu)件N與第一突出材31及第二突出材 32可更牢固地接合，因此能進(jìn)一步防止進(jìn)行后述的正式接合工序時(shí)產(chǎn)生開孔。此外，突出材 臨時(shí)接合工序和臨時(shí)接合工序是以連續(xù)軌跡的方式連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌，因而能提高作業(yè) 性。如圖7b所示，導(dǎo)孔形成工序是在后述的正式接合工序中的摩擦攪拌的開始位置 上形成導(dǎo)孔Pl的工序。即，在本實(shí)施方式的導(dǎo)孔形成工序中，在設(shè)定于第二突出材32的表 面的開始位置Smi形成導(dǎo)孔Pl。導(dǎo)孔Pl是以降低大型旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌銷G2的插入阻力(壓入阻力)為目的而 設(shè)置的，在本實(shí)施方式中，是以未圖示的鉆頭等對小型旋轉(zhuǎn)工具F的攪拌銷F2脫離時(shí)所形 成的沖孔nl擴(kuò)孔而形成的。若利用沖孔nl，則由于可簡化導(dǎo)孔Pl的形成工序，可縮短作業(yè) 時(shí)間。雖然導(dǎo)孔Pl的形式并無特別限制，但在本實(shí)施方式中，呈圓筒狀。而且，在本實(shí)施方 式中，雖然在第二突出材32形成導(dǎo)孔P1，但導(dǎo)孔Pl的位置并無特別限制，也可形成于第一 突出材31，更好的是，形成于出現(xiàn)在如本實(shí)施方式的槽部K的底面的接縫(邊界線)的延長 線上。在正式接合工序中，使用大型旋轉(zhuǎn)工具G真正地接合對接部J8。在本實(shí)施方式的 正式接合工序中，使用大型旋轉(zhuǎn)工具G對臨時(shí)接合狀態(tài)的對接部J8從被接合金屬構(gòu)件N的 外表面A側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌。如圖9所示，在正式接合工序中，將大型旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌銷G2插入(壓入)開 始位置Smi，使插入的攪拌銷G2在中途不脫離而移動(dòng)至結(jié)束位置EM1。即，在正式接合工序 中，從導(dǎo)孔Pl開始摩擦攪拌，并連續(xù)進(jìn)行摩擦攪拌至結(jié)束位置Emi。而且，雖然在本實(shí)施方式中，在第二突出材32設(shè)置摩擦攪拌的開始位置Smi，在第 一突出材31設(shè)置結(jié)束位置Emi，但開始位置Smi與結(jié)束位置Emi的位置并無限定。參照圖9詳細(xì)說明正式接合工序。首先，使大型旋轉(zhuǎn)工具G位于開始位置Smi (導(dǎo)孔Pl)的正上方，接著，使大型旋轉(zhuǎn) 工具G邊右旋轉(zhuǎn)邊下降，從而使攪拌銷G2的前端插入導(dǎo)孔P1。攪拌銷的整體進(jìn)入第二突出材32且肩部Gl的下端面Gll的整面接觸于第二突出材32的表面之后，進(jìn)行摩擦攪拌，并 使大型旋轉(zhuǎn)工具G朝對接部J8的一端做相對移動(dòng)，從而突入對接部J8。當(dāng)使大型旋轉(zhuǎn)工具 G移動(dòng)時(shí)，在該攪拌銷G2周圍的金屬依次塑性流動(dòng)，且在從攪拌銷G2分離的位置上，塑性流 動(dòng)的金屬再次硬化而形成塑性化區(qū)域(以下稱為“槽部塑性化區(qū)域W8”)(參照圖10)。在進(jìn)入被接合金屬構(gòu)件N的熱量有可能過大時(shí)，最好將水從槽部K的底面(外表 面A側(cè))供給到大型旋轉(zhuǎn)工具G的周圍而實(shí)現(xiàn)冷卻。而且，當(dāng)冷卻水進(jìn)入角構(gòu)件R4及平板 14之間時(shí)，有可能在接合面產(chǎn)生氧化膜，但在本實(shí)施方式中，由于進(jìn)行臨時(shí)接合工序來封閉 角構(gòu)件R4與平板14之間的開孔，因此冷卻水難以進(jìn)入角構(gòu)件R4與平板14之間的開孔，接 合部的質(zhì)量沒有變差的可能。在被接合金屬構(gòu)件N的對接部J8中，在被接合金屬構(gòu)件N的接縫上的移動(dòng)軌跡上 設(shè)定摩擦攪拌的路徑，使大型旋轉(zhuǎn)工具G沿該路徑做相對移動(dòng)，藉此，從對接部J8的一端至 另一端連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌。使大型旋轉(zhuǎn)工具G相對移動(dòng)至對接部J8的另一端之后，進(jìn)行 摩擦攪拌，并依此狀態(tài)朝結(jié)束位置Emi做相對移動(dòng)。在大型旋轉(zhuǎn)工具G到達(dá)結(jié)束位置Emi之 后，使大型旋轉(zhuǎn)工具G邊旋轉(zhuǎn)邊上升，從而使攪拌銷G2從結(jié)束位置Emi脫離。最好在正式接 合工序結(jié)束之后，切削產(chǎn)生于槽部K的底面的毛邊而使底面平滑。此外，在正式接合工序結(jié) 束之后，切削除去一對突出材。(5)焊接工序 焊接工序是從被接合金屬構(gòu)件N的內(nèi)表面B側(cè)沿著對接部J8進(jìn)行焊接的工序。如 圖11所示，在焊接工序中，暫時(shí)拆下背抵接臺(tái)25，從槽部塑性化區(qū)域W8的內(nèi)側(cè)進(jìn)行TIG焊 接或MIG焊接等隆起熔接，沿著對接部J8形成焊接金屬Tl。隆起焊接進(jìn)行到焊接金屬Tl 從被接合金屬構(gòu)件N的內(nèi)表面B突出程度。通過進(jìn)行焊接工序，假設(shè)即使在槽部塑性化區(qū) 域W8的內(nèi)側(cè)形成缺口(KissingBond)，由于可密封該缺口，因此能提高接合部分的強(qiáng)度、水 密性及氣密性。此外，即使在由于摩擦攪拌工序使接合部產(chǎn)生收縮，而使角構(gòu)件R4及平板 14不形成于同一平面時(shí)，通過從被接合金屬構(gòu)件N的內(nèi)表面B側(cè)進(jìn)行焊接，可修正由于該收 縮所產(chǎn)生的變形。而且，最好切削焊接金屬Tl中從內(nèi)表面B突出的部分Tl’。藉此，可使內(nèi)表面B形 成平滑。(6)連接構(gòu)件插入工序如圖12所示，連接構(gòu)件插入工序是將連接構(gòu)件U插入槽部K的工序。連接構(gòu)件U 的寬度、深度及長度尺寸分別與槽部K的寬度、深度及長度尺寸大致相等，并由與被接合金 屬構(gòu)件N相同成分的金屬形成。即，當(dāng)連接構(gòu)件U插入槽部K時(shí)，連接構(gòu)件U的表面與被接 合金屬構(gòu)件N的外表面A齊平，且連接構(gòu)件U的兩端面與被接合金屬構(gòu)件N的第一端面C 及第二端面D齊平。在連接構(gòu)件插入工序中，由于能通過上述焊接工序修正被接合金屬構(gòu) 件N的歪斜，因此槽部K的底面大致水平。藉此，能合適地插入連接構(gòu)件U。(8)外側(cè)臨時(shí)接合工序如圖13及圖14所示，在外側(cè)臨時(shí)接合工序中，使小型旋轉(zhuǎn)工具F沿著平板14與 連接構(gòu)件U的對接部J8a及角構(gòu)件R4與連接構(gòu)件U的對接部J8b進(jìn)行臨時(shí)接合。本實(shí)施 方式的外側(cè)臨時(shí)接合工序包括配置一對突出材的突出材配置工序、以小型旋轉(zhuǎn)工具F對對 接部J8a及對接部J8b進(jìn)行臨時(shí)接合的外側(cè)臨時(shí)接合工序、以及在大型旋轉(zhuǎn)工具G的預(yù)定
12插入位置形成導(dǎo)孔的導(dǎo)孔形成工序。如圖13及圖14所示，突出材配置工序是將第一突出材33及第二突出材34配置 于被接合金屬構(gòu)件N的第一端面C及第二端面D的工序。第一突出材33及第二突出材34 以夾住對接部J8、對接部J8a及對接部J8b的形式配置，分別具有覆蓋出現(xiàn)于第一端面C及 第二端面D的各對接部的尺寸、形狀。在本實(shí)施方式中，第一突出材33及第二突出材34配 置于背抵接臺(tái)25的第一背抵接材25a。第一突出材33及第二突出材34的表面與被接合 金屬構(gòu)件N的外表面A大致相同。雖然第一突出材33及第二突出材34的材質(zhì)并無特別限 制，但在本實(shí)施方式中由與被接合金屬構(gòu)件N相同組成的金屬材料形成。在外側(cè)臨時(shí)接合工序中，使用小型旋轉(zhuǎn)工具F沿著出現(xiàn)于被接合金屬構(gòu)件N的外 表面A的對接部JSa及對接部J8b進(jìn)行摩擦攪拌。如圖14所示，在本實(shí)施方式中，在外側(cè) 臨時(shí)接合工序中，使小型旋轉(zhuǎn)工具F從設(shè)定于第一突出材33的開始位置Sp2起以連續(xù)軌跡 的方式相對移動(dòng)至設(shè)定于第一突出材33的結(jié)束位置Ep2為止來進(jìn)行摩擦攪拌。S卩，外側(cè)臨時(shí)接合工序包括接合第一突出材33與被接合金屬構(gòu)件N的對接部J33 的第一突出材臨時(shí)接合工序、接合平板14與連接構(gòu)件U的對接部JSa的第一外側(cè)臨時(shí)接合 工序、接合第二突出材34與被接合金屬構(gòu)件N的對接部J34的第二突出材臨時(shí)接合工序、 以及接合角構(gòu)件R4與連接構(gòu)件U的對接部J8b的第二外側(cè)臨時(shí)接合工序。在第一突出材臨時(shí)接合工序中，將小型旋轉(zhuǎn)工具F按壓至設(shè)定于第一突出材33的 開始位置Sp2后，使小型旋轉(zhuǎn)工具F相對移動(dòng)至第一突出材臨時(shí)接合工序的起點(diǎn)s33。在小 型旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)起點(diǎn)s33之后，沿著對接部J33移動(dòng)至第一突出材臨時(shí)接合工序的終點(diǎn) e33。在小型旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)終點(diǎn)e33之后，使小型旋轉(zhuǎn)工具F不脫離，暫時(shí)進(jìn)入第一突出 材33，并移動(dòng)至第一外側(cè)臨時(shí)接合工序的起點(diǎn)sl4。而且，在使小型旋轉(zhuǎn)工具F右旋轉(zhuǎn)的情況下，由于可能在小型旋轉(zhuǎn)工具F的行進(jìn)方 向的左側(cè)產(chǎn)生微小的空洞缺陷，因此，最好設(shè)定第一突出材接合工序的起點(diǎn)s33和終點(diǎn)e33 的位置，以使被接合金屬構(gòu)件N位于小型旋轉(zhuǎn)工具F的行進(jìn)方向的右側(cè)。這樣的話，因?yàn)榭?洞缺陷難以產(chǎn)生在被接合金屬構(gòu)件N側(cè)，可得到高質(zhì)量的接合體。在使小型旋轉(zhuǎn)工具F左旋轉(zhuǎn)的情況下，由于可能在小型旋轉(zhuǎn)工具F的行進(jìn)方向的 右側(cè)產(chǎn)生微小的空洞缺陷，因此，最好設(shè)定第一突出材接合工序的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置，以使 被接合金屬構(gòu)件N位于小型旋轉(zhuǎn)工具F的行進(jìn)方向的左側(cè)。具體而言，雖然圖示省略，但只 需在小型旋轉(zhuǎn)工具F右旋轉(zhuǎn)時(shí)的終點(diǎn)e33的位置設(shè)置起點(diǎn)，在小型旋轉(zhuǎn)工具F右旋轉(zhuǎn)時(shí)的 起點(diǎn)s33的位置設(shè)置終點(diǎn)即可。在小型旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)第一外側(cè)臨時(shí)接合工序的起點(diǎn)sl4之后，依此狀態(tài)移至第 一外側(cè)臨時(shí)接合工序，使小型旋轉(zhuǎn)工具F沿著對接部J8a移動(dòng)。在小型旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)第 一外側(cè)臨時(shí)接合工序的終點(diǎn)el4之后，暫時(shí)進(jìn)入第二突出材34，并移動(dòng)至第二突出材臨時(shí) 接合工序的起點(diǎn)s34。在小型旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)起點(diǎn)s34之后，使小型旋轉(zhuǎn)工具F沿著對接部 J34移動(dòng)至第二突出材臨時(shí)接合工序的終點(diǎn)e34。在小型旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)終點(diǎn)e34之后，使小型旋轉(zhuǎn)工具F不脫離而移動(dòng)至第二外 側(cè)臨時(shí)接合工序的起點(diǎn)sR4。在小型旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)sR4之后，使小型旋轉(zhuǎn)工具F沿著對接 部J8b移動(dòng)，并依此狀態(tài)移至第二外側(cè)臨時(shí)接合工序。在小型旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)第二外側(cè)臨 時(shí)接合工序的終點(diǎn)eR4之后，依此狀態(tài)突入第一突出材33，并使小型旋轉(zhuǎn)工具F在結(jié)束位置Ep2脫離。而且，結(jié)束位置Ep2也是后述的外側(cè)正式接合工序的開始位置SM2。在外側(cè)臨時(shí)接合工序結(jié)束之后，利用形成于結(jié)束位置Ep2的沖孔(未圖示)形成導(dǎo) 孔。由于導(dǎo)孔形成工序與上述大致相同而省略其說明。(9)外側(cè)正式接合工序外側(cè)正式接合工序是真正接合出現(xiàn)于被接合金屬構(gòu)件N的外表面A的對接部J8a 及J8b的工序。在本實(shí)施方式的外側(cè)正式接合工序中，使用大型旋轉(zhuǎn)工具G，對臨時(shí)接合狀 態(tài)的對接部J8a及對接部J8b從被接合金屬構(gòu)件N的外表面A側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌。如圖15a所示，在外側(cè)正式接合工序中，將大型旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌銷G2插入開始 位置Sm2，使插入的攪拌銷G2在中途不脫離而移動(dòng)至結(jié)束位置Εκ。而且，雖然在本實(shí)施方式 中，將摩擦攪拌的開始位置Sm2及結(jié)束位置Em2設(shè)于第一突出材33上，但開始位置Sm2及結(jié)束 位置Em2的位置并無限定。參照圖15a及圖15b更詳細(xì)地說明外側(cè)正式接合工序。首先，如圖15a所示，使大型旋轉(zhuǎn)工具G位于導(dǎo)孔(開始位置Sm2)的正上方，接著， 使大型旋轉(zhuǎn)工具G邊右旋轉(zhuǎn)邊下降，從而將攪拌銷G2的前端插入導(dǎo)孔。在攪拌銷G2的整 體進(jìn)入第一突出材33，且肩部Gl的下端面Gll的整面接觸于第一突出材33的表面之后，進(jìn) 行摩擦攪拌，使大型旋轉(zhuǎn)工具G朝對接部J8b的一端做相對移動(dòng)，從而突入對接部J8b。在 使大型旋轉(zhuǎn)工具G移動(dòng)時(shí)，在其攪拌銷G2周圍的金屬依次塑性流動(dòng)，并在從攪拌銷G2分離 的位置上，塑性流動(dòng)的金屬再次硬化而形成塑性化區(qū)域(以下稱“外側(cè)塑性化區(qū)域W8’”)。然后，以形成的外側(cè)塑性化區(qū)域W8’不接觸于對接部J34及對接部J33的形式使 大型旋轉(zhuǎn)工具G往復(fù)移動(dòng)(在本實(shí)施方式中為二次往復(fù))而沿著對接部J8b及對接部JSa 連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌。最后，使大型旋轉(zhuǎn)工具G通過對接部J33，并在設(shè)定于第一突出材33 的結(jié)束位置Em2脫離。如圖15b所示，最好以外側(cè)塑性化區(qū)域W8’的前端側(cè)接觸于槽部K的底面的形式 進(jìn)行摩擦攪拌。通過該構(gòu)造，可遍及對接部J8a及對接部J8b的深度方向的全長而進(jìn)行摩 擦攪拌。此外，使大型旋轉(zhuǎn)工具G錯(cuò)開往復(fù)，藉此能對連接構(gòu)件U的下表面與槽部K底面的 接縫的整面進(jìn)行摩擦攪拌，因此，能進(jìn)一步提高水密性及氣密性。而且，以外側(cè)塑性化區(qū)域W8’不接觸對接部J34和對接部J33的形式使大型旋轉(zhuǎn) 工具G往復(fù)移動(dòng)，藉此能防止對接部J34及對接部J33的氧化膜卷入。如圖11所示，根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式的接合方法，在對平板14與角構(gòu)件R4 的對接部J8從被接合金屬構(gòu)件N(構(gòu)造體1)的外側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌之后，從內(nèi)側(cè)進(jìn)行熔接， 因此即使在出現(xiàn)于內(nèi)表面B的對接部J8形成缺口(參照圖35b、圖35c)，由于可密封焊接 金屬Tl，因此能提高水密性及氣密性，并能提高接合部分的接合強(qiáng)度。此外，根據(jù)焊接，即便 本實(shí)施方式這樣的，例如以壁構(gòu)件圍在四邊的構(gòu)造體1，也不受裝置的配合等的限制，能比 較容易地從內(nèi)側(cè)進(jìn)行接合作業(yè)。此外，通過使槽部塑性化區(qū)域W8與焊接金屬Tl接觸，能遍及對接部J8的深度方 向的全長密封。此外，通過在進(jìn)行摩擦攪拌工序及外側(cè)正式接合工序各工序之前，進(jìn)行臨時(shí) 接合工序，能防止對接部在正式接合時(shí)產(chǎn)生開孔。雖然對以上本發(fā)明的實(shí)施方式做了說明，但在不脫離本發(fā)明思想的范圍內(nèi)可做適 當(dāng)?shù)淖兏?。在其它?shí)施方式的說明中，省略與第一實(shí)施方式重復(fù)的說明。
例如，雖然在第一實(shí)施方式中使用連接構(gòu)件U進(jìn)行接合，但在被接合金屬構(gòu)件N的 壁構(gòu)件的厚度大的情況下，可利用多個(gè)連接構(gòu)件U及槽部K進(jìn)行接合。另一方面，在被接合 金屬構(gòu)件N的厚度小的情況下，也可不使用連接構(gòu)件U,從被接合金屬構(gòu)件N的外側(cè)進(jìn)行摩 擦攪拌后，從內(nèi)側(cè)進(jìn)行焊接。[第二實(shí)施方式]此外，例如，如圖16所示，在進(jìn)行上述焊接工序時(shí)，也可包括在槽部塑性化區(qū)域 W8的前端側(cè)(被接合金屬構(gòu)件N的內(nèi)表面B)，沿著對接部J8形成凹部Ml的凹部形成工序； 以及將焊接金屬T2填充于凹部Ml的焊接金屬填充工序。根據(jù)該接合方法，能提高進(jìn)行焊 接時(shí)的作業(yè)性。此外，通過切除焊接金屬T2中從被接合金屬構(gòu)件N的內(nèi)表面B突出的部分 (T2’)，能平滑地形成內(nèi)表面B。而且，雖然在本實(shí)施方式中，凹部Ml截面呈矩形，但其它形 狀亦可。[第三實(shí)施方式]如圖17所示，第三實(shí)施方式的接合方法就一側(cè)的第一金屬構(gòu)件Ia的側(cè)面與另一 側(cè)的第二金屬構(gòu)件Ib的端面對接而形成對接部JlO這點(diǎn)而言，與第一實(shí)施方式不同。艮口， 雖然在第一實(shí)施方式中使用角構(gòu)件Rl R4使各構(gòu)件的側(cè)端面彼此抵接而形成構(gòu)造體，但 也可如本實(shí)施方式這樣，使一側(cè)的金屬構(gòu)件的側(cè)面與另一側(cè)的金屬構(gòu)件的側(cè)端面對接而形 成構(gòu)造物。在本實(shí)施方式中，例如使一對第一金屬構(gòu)件Ia與一對第二金屬構(gòu)件Ib對接而 形成截面呈矩形的筒狀的構(gòu)造體50。本實(shí)施方式的接合方法包括對第一金屬構(gòu)件Ia的側(cè)面與第二金屬構(gòu)件Ib的側(cè) 端面對接而形成的對接部Jio，從構(gòu)造體50 (被接合金屬構(gòu)件Ni)的外表面A側(cè)進(jìn)行摩擦攪 拌的摩擦攪拌工序；以及從構(gòu)造體50的內(nèi)表面B側(cè)進(jìn)行焊接的焊接工序。本實(shí)施方式的焊接工序是在從第一金屬構(gòu)件Ia及第二金屬構(gòu)件Ib所形成的被接 合金屬構(gòu)件W的外表面A進(jìn)行摩擦攪拌之后，對內(nèi)角部I (第一金屬構(gòu)件Ia與第二金屬構(gòu) 件Ib的內(nèi)側(cè)的角部)進(jìn)行焊接的工序。即，通過焊接，遍及出現(xiàn)于被接合金屬構(gòu)件N的內(nèi) 表面的對接部JlO的全長形成焊接金屬T3。藉此，假設(shè)即便在摩擦攪拌工序中，在內(nèi)角部I 形成缺口(參照圖35c)，也能通過焊接而密封該缺口，因此能提高水密性及氣密性，并能提 高接合部分的強(qiáng)度。此外，如圖35c所示，即使一邊的金屬由于接合時(shí)的收縮而翻轉(zhuǎn)，也能 通過焊接修正該翻轉(zhuǎn)。此外，雖然不易對內(nèi)角部I進(jìn)行摩擦攪拌，但若通過熔接，則可以比 較容易地進(jìn)行接合作業(yè)。而且，也可使摩擦攪拌工序所形成的塑性化區(qū)域WlO與焊接工序 所形成的焊接金屬T3接觸，從而進(jìn)一步提高水密性及氣密性。[第四實(shí)施方式]如圖18及圖19所示，第四實(shí)施方式的接合方法在包括呈圓筒狀的筒狀構(gòu)件IOa 以及覆蓋筒狀構(gòu)件IOa的端部的蓋構(gòu)件IOb這點(diǎn)與第一實(shí)施方式不同。本實(shí)施方式的接合 方法包括對對接部Jll進(jìn)行摩擦攪拌的摩擦攪拌工序、以及對內(nèi)角部I’進(jìn)行焊接的焊接工序。本實(shí)施方式的構(gòu)造體60包括使筒狀構(gòu)件IOa的端部與蓋構(gòu)件IOb的一側(cè)面對接 而形成的對接部J11。如圖19a所示，在摩擦攪拌工序中，使大型旋轉(zhuǎn)工具G沿著對接部Jll 右旋轉(zhuǎn)，并在從蓋構(gòu)件IOb的正面?zhèn)瓤茨鏁r(shí)針方向上移動(dòng)來進(jìn)行摩擦攪拌。如圖19b所示，在進(jìn)行摩擦攪拌工序之后，對構(gòu)造體60的內(nèi)部的內(nèi)角部I ’進(jìn)行焊接。通過在內(nèi)角部I’形成焊接金屬T3，可提高接合部的強(qiáng)度，并能提高氣密性及水密性。 此外，根據(jù)焊接工序，即使是本實(shí)施方式的圓筒狀的構(gòu)造體60，由于能解決裝置的配合等問 題，因此能比較容易地進(jìn)行接合作業(yè)。而且，大型旋轉(zhuǎn)工具G最好在從蓋構(gòu)件IOb的正面?zhèn)瓤茨鏁r(shí)針方向上移動(dòng)。藉此， 由于在蓋構(gòu)件IOb側(cè)產(chǎn)生缺陷的可能性變高，因而能提高筒狀構(gòu)件IOa的氣密性及水密性。 此外，雖然在本實(shí)施方式中，使筒狀構(gòu)件IOa與蓋構(gòu)件IOb接合，但也可使一對筒狀構(gòu)件IOa 的側(cè)端彼此對接而接合。[第五實(shí)施方式]以下所示的第五實(shí)施方式 第九實(shí)施方式的接合方法就從構(gòu)造體的內(nèi)側(cè)進(jìn)行焊 接工序之后，從外側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌工序這點(diǎn)與第一實(shí)施方式 第四實(shí)施方式的接合方法不 同。第五實(shí)施方式的接合方法以制造圖1所示的構(gòu)造體1的工序?yàn)槔稣f明。本實(shí)施方式的接合方法包括⑴中間構(gòu)件接合工序、(2)對接工序、(3)焊接工序、 (4)槽部形成工序、(5)摩擦攪拌工序、(6)連接構(gòu)件插入工序、(7)外側(cè)臨時(shí)接合工序、(8) 外側(cè)正式接合工序。(1)中間構(gòu)件接合工序中間構(gòu)件接合工序是形成構(gòu)造體1的中間體即中間構(gòu)件20(參照圖3b)的工序。 由于中間構(gòu)件接合工序與第一實(shí)施方式相同，因此省略其說明。(2)對接工序如圖20所示，在對接工序中，將中間構(gòu)件20上下翻轉(zhuǎn)之后，將平板14插入中間構(gòu) 件20的開口部21 (參照圖3b)。平板14的寬度與開口部21的寬度大致相同。S卩，當(dāng)平板 14插入開口部21時(shí)，出現(xiàn)于開口部21的一對側(cè)端面R3b、R4a與平板14的側(cè)端面14a、14b 分別對接。如圖20所示，在平板14的另一側(cè)端面14a與角構(gòu)件R3的一側(cè)端面R3b的對接 面上形成對接部J7。另一方面，在平板14的一側(cè)端面14b與角構(gòu)件R4的另一側(cè)端面R4a 的對接面上形成對接部J8。而且，雖然以下說明的(3)焊接工序、(4)槽部形成工序、(5)摩擦攪拌工序、(6) 連接構(gòu)件插入工序、(7)外側(cè)臨時(shí)接合工序、(8)外側(cè)正式接合工序是對對接部J7及對接部 J8進(jìn)行的工序，但由于作業(yè)內(nèi)容對兩對接部大致相同，因此以對接部J8為例而做說明。此外，如圖21所示，平板14與角構(gòu)件R4對接而形成的金屬構(gòu)件也稱為被接合金 屬構(gòu)件N2。此外，被接合金屬構(gòu)件N2的外側(cè)的面稱為外表面A、內(nèi)側(cè)的面稱為內(nèi)表面B，一 側(cè)端面稱為第一端面C，另一側(cè)端面稱為第二端面D (參照圖25)。(3)焊接工序焊接工序是從被接合金屬構(gòu)件N2的內(nèi)表面B側(cè)沿著對接部J8進(jìn)行焊接的工序。 如圖21所示，在焊接工序中，進(jìn)行TIG焊接或MIG熔接等隆起焊接，沿著對接部J8形成焊 接金屬Tl。隆起焊接進(jìn)行到焊接金屬Tl從被接合金屬構(gòu)件N2的內(nèi)表面B突出程度。通過 進(jìn)行焊接工序，在進(jìn)行后述的正式接合工序(摩擦攪拌工序)時(shí)，能防止在對接部J8的內(nèi) 表面B側(cè)形成缺口(KissingBond)。而且，最好將焊接金屬Tl中從內(nèi)表面B突出的部分切 除。藉此，能平滑地形成內(nèi)表面B。(4)槽部形成工序如圖22及圖23所示，在槽部形成工序中，在對接部J8的外表面A側(cè)，沿著對接部
16J8的長度方向形成槽部K。在此，在槽部形成工序、后述的摩擦攪拌工序、連接構(gòu)件插入工 序、外側(cè)臨時(shí)接合工序以及外側(cè)正式接合工序中，最好在中間構(gòu)件20的內(nèi)側(cè)配置背抵接臺(tái) 25。由于槽部形成工序與第一實(shí)施方式大致相同，因此省略其說明。(5)摩擦攪拌工序如圖23b所示，在摩擦攪拌工序中，使用大型旋轉(zhuǎn)工具G沿著出現(xiàn)于槽部K的底面 的對接部J8進(jìn)行摩擦攪拌。在本實(shí)施方式中，摩擦攪拌工序包括配置一對突出材的突出材 配置工序(參照圖24及圖25)、對對接部J8進(jìn)行臨時(shí)接合的臨時(shí)接合工序(參照圖25)、 在正式接合工序的預(yù)定插入位置形成導(dǎo)孔的導(dǎo)孔形成工序以及對對接部J8進(jìn)行正式接合 的正式接合工序(參照圖26)。由于突出材配置工序、臨時(shí)接合工序以及正式接合工序與第 一實(shí)施方式大致相同，因此省略詳細(xì)的說明。如圖27所示，在本實(shí)施方式的正式接合工序中，最好設(shè)定摩擦攪拌的深度，使得 形成于內(nèi)表面B的焊接金屬Tl與形成于外表面A的槽部塑性化區(qū)域W8接觸。藉此，由于 能遍及對接部J8的深度方向的全長而密封，因此能提高水密性及氣密性。而且，最好在正 式接合工序結(jié)束之后，將產(chǎn)生于槽部K的底面的毛邊等切除而形成平滑的底面。此外，在正 式接合工序結(jié)束之后，將一對突出材切削除去。而且，由于(6)連接構(gòu)件插入工序、(7)外側(cè)臨時(shí)接合工序以及(8)外側(cè)正式接合 工序與第一實(shí)施方式大致相同，因此省略其說明。根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式的接合方法，在從被接合金屬構(gòu)件N2(構(gòu)造體1)的外 表面A側(cè)進(jìn)行的摩擦攪拌工序(正式接合工序)之前，通過從內(nèi)表面B側(cè)進(jìn)行焊接工序，能 在使內(nèi)表面B臨時(shí)接合的狀態(tài)下進(jìn)行摩擦攪拌。藉此，能防止在被接合金屬構(gòu)件N2的內(nèi)表 面B側(cè)即在進(jìn)行摩擦攪拌的面的背面?zhèn)犬a(chǎn)生缺口(Kissing Bond)，從而能提高接合部分的 水密性及氣密性。此外，由于通過從構(gòu)造體1的內(nèi)表面B側(cè)進(jìn)行焊接，與進(jìn)行摩擦攪拌的情況相比， 能解決裝置配合等限制，因此能比較容易地進(jìn)行接合作業(yè)。此外，由于在摩擦攪拌工序中， 能在使一對金屬構(gòu)件彼此臨時(shí)接合的狀態(tài)下進(jìn)行摩擦攪拌，因此能提高作業(yè)性。此外，如圖27所示，通過使焊接金屬Tl與槽部塑性化區(qū)域W8接觸，能密封對接部 J8的深度方向。[第六實(shí)施方式]接著，對本發(fā)明的第六實(shí)施方式做說明，雖然在第五實(shí)施方式的焊接工序中，直接 對對接部J8進(jìn)行焊接，但也可如第六實(shí)施方式的焊接工序所示，沿著對接部J8預(yù)先形成凹 部Ml。而且，由于第六實(shí)施方式的接合方法除了焊接工序之外，其余的與第五實(shí)施方式相 同，因此省略其它工序的說明。如圖28a及圖28b所示，第六實(shí)施方式的焊接工序包括沿著出現(xiàn)于平板14及角構(gòu) 件R4構(gòu)成的被接合金屬構(gòu)件N2的內(nèi)表面B的對接部J8形成凹部Ml的凹部形成工序、以 及對凹部Ml填充焊接金屬T2的焊接金屬填充工序。如圖28a所示，在凹部形成工序中，使用公知的端銑方式從內(nèi)表面B沿著對接部J8 的長度方向以規(guī)定的寬度、深度形成凹部Ml。雖然在本實(shí)施方式中，凹部Ml截面呈矩形，但 其它形狀亦可。凹部Ml的深度對應(yīng)于之后進(jìn)行的摩擦攪拌工序中的塑性化區(qū)域的深度而 適當(dāng)?shù)卦O(shè)定即可。
如圖28b所示，在焊接金屬填充工序中，將焊接金屬T2填充于凹部Ml。在焊接金 屬填充工序中，對凹部Ml進(jìn)行MIG焊接或TIG焊接等隆起焊接，使焊接金屬T2從內(nèi)表面B 突出。對焊接金屬T2中從內(nèi)表面B突出的部分，通過沿著內(nèi)表面B進(jìn)行切削，能平滑地形 成內(nèi)表面B。這樣，在焊接工序中，通過進(jìn)行凹部形成工序及焊接金屬填充工序，能提高焊接工 序的作業(yè)性。而且，雖然在本實(shí)施方式中，在角構(gòu)件R與平板14對接后形成凹部Ml，但并不 限定于此，也可預(yù)先切下角構(gòu)件R4及平板14的角部而形成缺口之后，使上述缺口對接而形 成凹部Ml。[第七實(shí)施方式]接著，對本發(fā)明的第七實(shí)施方式做說明。如圖29所示，在第七實(shí)施方式中，在一對 平板狀的金屬構(gòu)件、第一金屬構(gòu)件Illa的端部與第二金屬構(gòu)件Illb的端部垂直地對接而 接合這點(diǎn)與第六實(shí)施方式不同。第七實(shí)施方式的接合方法包括(1)對接工序、(2)焊接工 序、(3)摩擦攪拌工序。(1)對接工序如圖29a所示，在對接工序中，第一金屬構(gòu)件Illa的端部與第二金屬構(gòu)件Illb的 端部垂直地對接。第一金屬構(gòu)件Illa及第二金屬構(gòu)件Illb呈平板狀，由鋁、鋁合金、銅、銅 合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等可摩擦攪拌的金屬材料所構(gòu)成。在第一金屬材料Illa的端 部，以第一金屬構(gòu)件Illa的板寬的大致一半的寬度形成截面呈矩形凹陷的凹槽部141，并 以第一金屬構(gòu)件Illa的板寬的大致一半的寬度形成截面呈矩形突出的突出部142。同樣 地，在第二金屬構(gòu)件Illb的端部，以第二金屬構(gòu)件Illb的板寬的大致一半的寬度形成截面 呈矩形凹陷的凹槽部143，并以第二金屬構(gòu)件Illb的板寬的大致一半的寬度形成截面呈矩 形突出的突出部144。在對接工序中，使第二金屬構(gòu)件Illb的突出部144抵接于第一金屬構(gòu)件Illa的 凹槽部141，并使第一金屬構(gòu)件Illa與第二金屬構(gòu)件Illb大致垂直地對接。藉此，在第一 金屬構(gòu)件Illa與第二金屬構(gòu)件Illb的對接面上形成對接部J110。如圖29b所示，在第一 金屬構(gòu)件Illa與第二金屬構(gòu)件Illb對接而形成的被接合金屬構(gòu)件N3的第一端面C上，出 現(xiàn)了正面看大致呈曲柄狀的對接部J110。(2)焊接工序如圖29b所示，在焊接工序中，對出現(xiàn)于被接合金屬構(gòu)件N3的內(nèi)角部I的對接部 Jlio進(jìn)行熔接。在此，所謂內(nèi)角部I是指第一金屬構(gòu)件Illa與第二金屬構(gòu)件Illb所形成 的內(nèi)側(cè)的角部分。即，在焊接工序中，從被接合金屬構(gòu)件N3的內(nèi)表面B (被接合金屬構(gòu)件N3 的內(nèi)側(cè))，沿著對接部Jl 10的長度方向進(jìn)行TIG焊接或MIG焊接等隆起焊接。而且，最好對 在焊接工序中所形成的焊接金屬T3中從被接合金屬構(gòu)件N3的內(nèi)表面B突出的部分進(jìn)行切 削而形成平滑狀。(3)摩擦攪拌工序本實(shí)施方式的摩擦攪拌工序包括將突出材146安裝于被接合金屬構(gòu)件N3的突出 材設(shè)置工序、以及對對接部Jio從外表面A側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌的正式接合工序。如圖30a所 示，在突出材設(shè)置工序中，在被接合金屬構(gòu)件N3的第一端面C及第二端面(未圖示)上安 裝一對突出材146。突出材146是與被接合金屬構(gòu)件N3相同組成的板狀構(gòu)件，厚度與第二
18金屬構(gòu)件Illb的板厚大致相等。突出材146配置成被接合金屬構(gòu)件N3的外表面A與突出 材146的上表面齊平，通過焊接而接合于被接合金屬構(gòu)件N3上。在正式接合工序中，使用大型旋轉(zhuǎn)工具G，從被接合金屬構(gòu)件N3的外表面A側(cè)沿 著對接部JllO進(jìn)行摩擦攪拌。在本實(shí)施方式中，在突出材146上，在對接部JllO的延長線 上設(shè)定開始位置Sm3，在未圖示的另一側(cè)突出材上設(shè)定結(jié)束位置。然后，使用大型旋轉(zhuǎn)工具G 沿著對接部JllO進(jìn)行摩擦攪拌。如圖30b所示，通過正式接合工序在對接部JllO上形成 塑性化區(qū)域Wl 10。而且，在旋轉(zhuǎn)工具右旋轉(zhuǎn)時(shí)，可能在行進(jìn)方向的左側(cè)形成空洞缺陷，在旋轉(zhuǎn)工具左 旋轉(zhuǎn)時(shí)，可能在行進(jìn)方向的右側(cè)形成空洞缺陷。因此，例如，如圖30a所示，在本實(shí)施方式 中，最好使大型旋轉(zhuǎn)工具G左旋轉(zhuǎn)，并從突出材146的開始位置Sm3沿著對接部JllO移動(dòng)。 藉此，假設(shè)即使形成空洞缺陷，也形成于遠(yuǎn)離被接合金屬構(gòu)件N3內(nèi)側(cè)的位置上。根據(jù)本實(shí)施方式的接合方法，即使在一對金屬構(gòu)件進(jìn)行垂直對接的情況下，也能 提高水密性及氣密性。即，在從被接合金屬構(gòu)件N3的外表面A側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌工序之前，從 內(nèi)表面B側(cè)進(jìn)行焊接工序，藉此可在臨時(shí)接合內(nèi)表面B的狀態(tài)下，進(jìn)行摩擦攪拌。從而能防 止在被接合金屬構(gòu)件N3的內(nèi)表面B側(cè)、即在進(jìn)行摩擦攪拌的面的背面?zhèn)犬a(chǎn)生缺口(Kissing Bond)，能提高接合部分的水密性及氣密性。此外，通過從被接合金屬構(gòu)件N3的內(nèi)表面B進(jìn) 行焊接，即便在諸如內(nèi)角部I這樣的難以進(jìn)行摩擦攪拌的位置，也能比較容易地進(jìn)行接合 作業(yè)。此外，由于在摩擦攪拌工序中，在一對金屬構(gòu)件彼此臨時(shí)接合的狀態(tài)下進(jìn)行摩擦攪 拌，因此能提高作業(yè)性。此外，通過從被接合金屬構(gòu)件N3的內(nèi)表面B側(cè)進(jìn)行焊接，能防止由 于塑性化區(qū)域Wl 10的熱收縮而使第二金屬構(gòu)件11 Ib翻轉(zhuǎn)至外表面A側(cè)。[第八實(shí)施方式]接著，對本發(fā)明的第八實(shí)施方式做說明。第八實(shí)施方式的接合方法是第七實(shí)施方 式的變形例，就內(nèi)角部I具有凹部的這點(diǎn)與第七實(shí)施方式不同。第八實(shí)施方式的接合方法 包括(1)對接工序、(2)焊接工序、(3)摩擦攪拌工序。(1)對接工序如圖31a所示，在對接工序中，第一金屬構(gòu)件151a的端部與第二金屬構(gòu)件151b的 端部垂直地對接。第一金屬構(gòu)件151a及第二金屬構(gòu)件151b呈板狀，由鋁、鋁合金、銅、銅合 金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等可摩擦攪拌的金屬材料構(gòu)成。第一金屬構(gòu)件151a具有主體部 152、比主體部152薄的第一臺(tái)階部153、以及比第一臺(tái)階部153薄的第二臺(tái)階部154。第二 臺(tái)階部154的長度ρ與第二金屬構(gòu)件151b的板厚大致相等。第一臺(tái)階部153的長度q比 第二臺(tái)階部154的長度小。如圖31b所示，在對接工序中，使第二金屬構(gòu)件151b的端面155抵接于第一金屬 構(gòu)件151a的第二臺(tái)階部154。這樣，由第一金屬構(gòu)件151a的主體部152、第一臺(tái)階部153 及第二金屬構(gòu)件151b形成截面呈矩形的凹部M2。即，沿著出現(xiàn)于第一金屬構(gòu)件151a與第 二金屬構(gòu)件151b所形成的被接合金屬構(gòu)件N4的內(nèi)角部I的對接部Jlll形成凹部M2。(2)焊接工序如圖31c所示，在焊接工序中，對沿著被接合金屬構(gòu)件N4的對接部Jlll形成的凹 部M2進(jìn)行TIG焊接或MIG焊接等隆起焊接。而且，對焊接工序中形成的焊接金屬T4中從 被接合金屬構(gòu)件N4的內(nèi)表面B突出的部分進(jìn)行切削而形成平滑狀。
(3)摩擦攪拌工序在摩擦攪拌工序中，使用大型旋轉(zhuǎn)工具G從對接部Jlll的外表面A側(cè)進(jìn)行摩擦攪 拌。由于摩擦攪拌工序與第七實(shí)施方式大致相同，因此省略詳細(xì)的說明。根據(jù)本實(shí)施方式的接合方法，能得到與第七實(shí)施方式相同的效果，且即使在第一 金屬構(gòu)件151a與第二金屬構(gòu)件151b垂直對接的情況下，通過設(shè)置凹部M2，能容易地進(jìn)行焊 接作業(yè)。此外，雖然省略具體的說明，但如圖32所示，使用第八實(shí)施方式的接合方法，能形 成由第一金屬構(gòu)件151a、第二金屬構(gòu)件151b、與第一金屬構(gòu)件151a相同的第三金屬構(gòu)件 151c以及與第二金屬構(gòu)件151d相同的第四金屬構(gòu)件151d形成的截面呈矩形的筒狀的構(gòu)造 體150。這種構(gòu)造體150例如能做為真空容器使用。而且，也可根據(jù)需要使摩擦攪拌工序中 形成的塑性化區(qū)域Will與焊接工序中形成的焊接金屬T4重疊，可進(jìn)一步提高氣密性及水 密性。[第九實(shí)施方式]接著，對本發(fā)明的第九實(shí)施方式做說明。如圖33及圖34所示，在第九實(shí)施方式的 接合方法中，接合呈圓筒狀的筒狀構(gòu)件161a以及覆蓋筒狀構(gòu)件161a的端部的蓋構(gòu)件161b。 第九實(shí)施方式是第四實(shí)施方式的變形例。本實(shí)施方式的接合方法包括(1)對接工序、(2)焊 接工序、(3)摩擦攪拌工序。如圖33所示，在對接工序中，使筒狀構(gòu)件161a的端面與蓋構(gòu)件161b對接。筒狀 構(gòu)件161a是呈圓筒狀的金屬構(gòu)件。筒狀構(gòu)件161a的端部具有以板厚的一半的寬度凹陷形 成截面呈矩形的凹槽部162、以及以板厚的一半的寬度突出形成截面呈矩形的突出部163。蓋構(gòu)件161b是無間隙地覆蓋筒狀構(gòu)件161a的開口部的構(gòu)件，具有圓板狀的主體 部164、突出于主體部164的一端側(cè)且截面呈圓形的突部165。突部165與主體部164同心， 直徑比主體部164的直徑小。如圖34所示，使筒狀構(gòu)件16Ia與蓋構(gòu)件16Ib對接，使筒狀構(gòu)件16Ia的凹槽部162 與蓋構(gòu)件161b的突部165抵接。筒狀構(gòu)件161a與蓋構(gòu)件161b對接而形成對接部J112。 筒狀構(gòu)件161a與蓋構(gòu)件161b構(gòu)成的構(gòu)件為被接合金屬構(gòu)件N5。⑵焊接工序如圖34a所示，在焊接工序中，沿著形成于被接合金屬構(gòu)件N5的內(nèi)角部I’的對接 部J112進(jìn)行焊接。在本實(shí)施方式中，進(jìn)行TIG焊接或MIG焊接等隆起焊接，使焊接金屬T5 俯視方向看呈圓形地形成于被接合金屬構(gòu)件N5的內(nèi)表面B。(3)摩擦攪拌工序如圖34b所示，在摩擦攪拌工序中，使用大型旋轉(zhuǎn)工具G從被接合金屬構(gòu)件N5的 外表面A側(cè)沿著對接部Jl 12進(jìn)行摩擦攪拌。在摩擦攪拌工序中，沿著對接部Jl 12使大型 旋轉(zhuǎn)工具G右旋轉(zhuǎn)，并使大型旋轉(zhuǎn)工具G在從蓋構(gòu)件161b的正面?zhèn)扔^察逆時(shí)針方向上移動(dòng) 而進(jìn)行摩擦攪拌。這樣，通過使大型旋轉(zhuǎn)工具G右旋轉(zhuǎn)，并將蓋構(gòu)件161b配置于行進(jìn)方向 的左側(cè)，藉此，在蓋構(gòu)件161b側(cè)形成空洞缺陷的可能性變高。這樣，空洞缺陷可形成于遠(yuǎn)離 被接合金屬構(gòu)件N5的中空部的位置。根據(jù)第九實(shí)施方式的接合方法，即使在接合筒狀構(gòu)件161a及覆蓋筒狀構(gòu)件161a 的一端側(cè)的蓋構(gòu)件161b時(shí)，也能提高水密性及氣密性。即，在從被接合金屬構(gòu)件N5的外表面A進(jìn)行摩擦攪拌工序之前，從被接合金屬構(gòu)件N5的內(nèi)表面B側(cè)進(jìn)行焊接工序，藉此，能在 臨時(shí)接合內(nèi)表面B的狀態(tài)下進(jìn)行摩擦攪拌。此外，通過從被接合金屬構(gòu)件N5的內(nèi)表面B進(jìn) 行焊接，即使在諸如內(nèi)角部I’這樣難以進(jìn)行摩擦攪拌的位置上，由于能解決裝置的配合等 問題，能比較容易地進(jìn)行接合作業(yè)。此外，由于能在摩擦攪拌工序之前進(jìn)行焊接工序，使金 屬構(gòu)件彼此臨時(shí)接合，因此能容易地進(jìn)行摩擦攪拌工序的作業(yè)。 雖然以上對本發(fā)明的實(shí)施方式做了說明，但在不背離本發(fā)明思想的范圍內(nèi)可做適 當(dāng)?shù)淖兏＠?，在焊接工序中，不限于TIG焊接或MIG焊接，也可采用其它公知的焊接方法。
權(quán)利要求
一種接合方法，使一對金屬構(gòu)件彼此對接形成對接部，其特征在于，在進(jìn)行對所述對接部從一面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦攪拌的摩擦攪拌工序之后，進(jìn)行對所述對接部從另一面?zhèn)冗M(jìn)行焊接的焊接工序。
2.一種接合方法，在多個(gè)金屬構(gòu)件對接而形成的筒狀的構(gòu)造體中，使所述金屬構(gòu)件彼 此對接形成對接部，其特征在于，在進(jìn)行對所述對接部從所述構(gòu)造體的外表面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦 攪拌的摩擦攪拌工序之后，進(jìn)行對所述對接部從所述構(gòu)造體的內(nèi)表面?zhèn)冗M(jìn)行焊接的焊接工序。
3.如權(quán)利要求1或2所述的接合方法，其特征在于，使在所述摩擦攪拌工序中形成的塑 性化區(qū)域與在所述焊接工序中形成的焊接金屬接觸。
4.如權(quán)利要求1所述的接合方法，其特征在于，在所述焊接工序中，包括將焊接金屬填 充于沿著出現(xiàn)于所述另一面的對接部而形成的凹部中的焊接金屬填充工序。
5.如權(quán)利要求2所述的接合方法，其特征在于，在所述焊接工序中，包括將焊接金屬填 充于沿著出現(xiàn)于所述構(gòu)造體的內(nèi)表面的對接部而形成的凹部中的焊接金屬填充工序。
6.如權(quán)利要求1或2所述的接合方法，其特征在于，在所述摩擦攪拌工序中，包括在進(jìn) 行利用大型的旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行正式接合的正式接合工序之前，利用小型的旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行臨時(shí) 接合的臨時(shí)接合工序。
7.如權(quán)利要求1或2所述的接合方法，其特征在于，在所述摩擦攪拌工序中，包括在所 述對接部的兩側(cè)配置一對突出材的突出材配置工序以及沿著所述突出材與所述金屬構(gòu)件 的對接部進(jìn)行摩擦攪拌的突出材臨時(shí)接合工序。
8.如權(quán)利要求1或2所述的接合方法，其特征在于，在所述摩擦攪拌工序中，包括在進(jìn) 行摩擦攪拌的旋轉(zhuǎn)工具的預(yù)定插入位置預(yù)先形成導(dǎo)孔的導(dǎo)孔形成工序。
9.一種接合方法，使一對金屬構(gòu)件彼此對接形成對接部，其特征在于，在進(jìn)行對所述對 接部從另一面?zhèn)冗M(jìn)行焊接的焊接工序之后，進(jìn)行對所述對接部從一面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦攪拌的摩 擦攪拌工序。
10.一種接合方法，在多個(gè)金屬構(gòu)件對接而形成的筒狀的構(gòu)造體中，使所述金屬構(gòu)件彼 此對接形成對接部，其特征在于，在進(jìn)行對所述對接部從所述構(gòu)造體的內(nèi)表面?zhèn)冗M(jìn)行焊接 的焊接工序之后，進(jìn)行對所述對接部從所述構(gòu)造體的外表面?zhèn)冗M(jìn)行摩擦攪拌的摩擦攪拌工序。
11.如權(quán)利要求9或10所述的接合方法，其特征在于，使在所述焊接工序中形成的焊接 金屬與在所述摩擦攪拌工序中形成的塑性化區(qū)域接觸。
12.如權(quán)利要求9所述的接合方法，其特征在于，在所述焊接工序中，包括將焊接金屬 填充于沿著出現(xiàn)于所述另一面的對接部而形成的凹部中的焊接金屬填充工序。
13.如權(quán)利要求10所述的接合方法，其特征在于，在所述焊接工序中，包括將焊接金屬 填充于沿著出現(xiàn)于所述構(gòu)造體的內(nèi)表面的對接部而形成的凹部中的焊接金屬填充工序。
14.如權(quán)利要求9或10所述的接合方法，其特征在于，在所述摩擦攪拌工序中，包括在 進(jìn)行利用大型的旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行的正式接合工序之前，進(jìn)行利用小型的旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行臨時(shí)接 合的臨時(shí)接合工序。
15.如權(quán)利要求9或10所述的接合方法，其特征在于，在所述摩擦攪拌工序中，包括在 所述對接部的兩側(cè)配置一對突出材的突出材配置工序以及沿著所述突出材與所述金屬構(gòu)件的對接部進(jìn)行摩擦攪拌的突出材臨時(shí)接合工序。
16.如權(quán)利要求9或10所述的接合方法，其特征在于，在所述摩擦攪拌工序中，包括在 進(jìn)行摩擦攪拌的旋轉(zhuǎn)工具的預(yù)定插入位置預(yù)先形成導(dǎo)孔的導(dǎo)孔形成工序。
全文摘要
一種接合方法，使一對金屬構(gòu)件彼此的對接部容易地接合，并可提高接合部分的氣密性及水密性。根據(jù)本發(fā)明的接合方法，在由作為金屬構(gòu)件的平板(14)與角構(gòu)件(R4)對接而形成的構(gòu)造體(被接合金屬構(gòu)件(N))中，使所述金屬構(gòu)件彼此對接形成對接部(J8)，其特征是，在進(jìn)行對對接部(J8)從構(gòu)造體的外表面(A)側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌的摩擦攪拌工序之后，進(jìn)行從內(nèi)表面(B)側(cè)進(jìn)行焊接的焊接工序。
文檔編號(hào)B23K28/02GK101883657SQ20088011923
公開日2010年11月10日 申請日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者佐藤勇人, 堀久司, 河本知廣, 瀨尾伸城, 青木一男 申請人:日本輕金屬株式會(huì)社