專利名稱：接合方法及接合構(gòu)造物的制造方法
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)件的接合方法及接合構(gòu)造物的制造方法。
背景技術(shù)：
將金屬構(gòu)件彼此接合的方法已知的是摩擦攪拌接合(FSW = Friction StirWelding)。摩擦攪拌接合通過使旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)并沿著金屬構(gòu)件彼此的對接部移動，利 用旋轉(zhuǎn)工具與金屬構(gòu)件的摩擦熱使對接部的金屬做塑性化流動，從而使金屬構(gòu)件彼此做固 相接合。此外，旋轉(zhuǎn)工具一般是在呈圓柱狀的肩部的下端面上突設(shè)攪拌銷(探針)而形成 的。 在此，圖33是表示對一對平板狀的金屬構(gòu)件進(jìn)行摩擦攪拌接合的現(xiàn)有的接合方 法的立體圖。如圖33所示，在欲接合的金屬構(gòu)件101、101的厚度比未圖示的旋轉(zhuǎn)工具的攪 拌銷還長的情況下，有時在從金屬構(gòu)件101的表面102側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌之后，還從背面103 側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌。 S卩，在上述接合方法中，沿著金屬構(gòu)件101、 101的對接部104(雙點滑線)從表面 102及背面103的兩側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌，以使摩擦攪拌所形成的塑性化區(qū)域105、 106的厚度方 向的中央部分接觸而接合。藉此，在對接部104中可達(dá)到無間隙接合。此種接合方法公開 于文獻(xiàn)1。 此外，圖34是使用接頭構(gòu)件的現(xiàn)有的接合方法的剖視圖。如圖34所示，在相對于 旋轉(zhuǎn)工具的攪拌銷的長度，金屬構(gòu)件的厚度較大的情況下，在具有不同厚度的臺階部的一 對金屬構(gòu)件之間，利用接頭構(gòu)件進(jìn)行階段性的摩擦攪拌的接合方法是已知的。即，使用上述 接合方法的金屬構(gòu)件，在第一金屬構(gòu)件120a及第二金屬構(gòu)件120b的本體部121U21的緣 部形成有比本體部121的厚度還小的臺階部122、122。 然后，該現(xiàn)有的接合方法包括使第一金屬構(gòu)件120a及第二金屬構(gòu)件120b的臺階
部122、122彼此對接的對接工序；對臺階部122、122彼此的對接部Jd進(jìn)行摩擦攪拌的臺階
部摩擦攪拌工序；將接頭構(gòu)件U配置于在對接工序中所形成的凹部123的接頭構(gòu)件配置工
序；對第一金屬構(gòu)件120a與接頭構(gòu)件U的對接部Ja以及第二金屬構(gòu)件120b與接頭構(gòu)件U
的對接部Jb進(jìn)行摩擦攪拌的摩擦攪拌工序。通過該接合方法，即使對金屬構(gòu)件的厚度大的
構(gòu)件，也能進(jìn)行金屬構(gòu)件彼此無間隙的接合。這種接合方法記載于文獻(xiàn)2。 文獻(xiàn)1 :日本專利特開2005-131666號公報(參照圖7) 文獻(xiàn)2 :日本專利特開2004-358535號公報(段落0019、參照圖2) 發(fā)明的公開 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題 在此，圖35是表示對一對厚度大的金屬構(gòu)件進(jìn)行磨擦攪拌接合的接合方法的立 體圖。如圖35所示，在欲接合的金屬111U11的厚度較大的情況下，即使從表面102以及 背面103進(jìn)行摩擦攪拌，也可能在對接部104(雙點滑線)的中央部產(chǎn)生未接合部。S卩，在 相對于未圖示的旋轉(zhuǎn)工具的攪拌銷的長度，金屬構(gòu)件111的厚度非常大的情況下，即使從金屬構(gòu)件111的表面102以及背面103進(jìn)行摩擦攪拌，由于不能使塑性化區(qū)域105U06的 厚度方向的中央部分接觸，會在對接部104的中央部產(chǎn)生間隙(未接合部)119。如此，當(dāng)從 一側(cè)的側(cè)面107至另一側(cè)的側(cè)面108產(chǎn)生連續(xù)的間隙119時，會有側(cè)面107及側(cè)面108之 間的水密性及氣密性降低的問題。 在此，若對應(yīng)于金屬構(gòu)件111的厚度而使旋轉(zhuǎn)工具的攪拌銷的長度變大，通過從 表面102以及背面103進(jìn)行摩擦攪拌，可使金屬構(gòu)件111彼此無間隙地接合。但是，旋轉(zhuǎn)工 具存在以下問題由于使攪拌銷埋沒于金屬構(gòu)件111內(nèi)而邊高速旋轉(zhuǎn)邊移動，因此當(dāng)攪拌 銷的長度變大時，作用于摩擦攪拌裝置的驅(qū)動裝置及攪拌銷的負(fù)載增大，從而導(dǎo)致裝置的 壽命變短。 此外，如圖33及圖35所示，在塑性化區(qū)域105、106中，可能從一側(cè)的側(cè)面107至 另一側(cè)的側(cè)面108產(chǎn)生連續(xù)的空洞缺陷109。上述空洞缺陷109是使金屬構(gòu)件101、111的 側(cè)面107及側(cè)面108之間的水密性及氣密性降低的原因之一。 另一方面，如圖34所示，若使用接頭構(gòu)件U，則即使在金屬構(gòu)件120a、120b的厚度 大的情況下，通過階段性地進(jìn)行摩擦攪拌可確保水密性及氣密性，但隨著金屬構(gòu)件120a、 120b的厚度變大，存在由于必須增加設(shè)于金屬構(gòu)件120a、120b的臺階部及接頭構(gòu)件而使接 合作業(yè)變得繁雜的問題。 從這種觀點，本發(fā)明提供一種在容易進(jìn)行作業(yè)的同時，可提高被接合的金屬構(gòu)件
的氣密性及水密性的接合方法及接合構(gòu)造物的制造方法。 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案 為解決上述問題，本發(fā)明的接合方法是使旋轉(zhuǎn)工具相對于第一金屬構(gòu)件與第二金 屬構(gòu)件對接而形成的被接合金屬構(gòu)件移動而進(jìn)行摩擦攪拌的接合方法，其特征是，包括對 上述第一金屬構(gòu)件與上述第二金屬構(gòu)件的對接部，從上述被接合金屬構(gòu)件的表面進(jìn)行摩擦 攪拌的第一正式接合工序；對上述對接部從上述被接合金屬構(gòu)件的背面進(jìn)行摩擦攪拌的第 二正式接合工序；沿著上述被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面的上述對接部形成凹槽的凹槽形成工 序；在上述凹槽中配置接頭構(gòu)件的接頭構(gòu)件配置工序；對上述凹槽與上述接頭構(gòu)件的對接 部進(jìn)行摩擦攪拌的接頭構(gòu)件接合工序。 根據(jù)上述接合方法，通過在被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面形成凹槽，可除去可能巻入被
接合金屬構(gòu)件的側(cè)面的氧化膜。此外，通過對凹槽與配置于凹槽的接頭構(gòu)件的對接部進(jìn)行
摩擦攪拌，能覆蓋可露出被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面的隧道狀空洞缺陷以及可巻入被接合金屬
構(gòu)件的側(cè)面的氧化膜而封閉。藉此，能提高被接合金屬構(gòu)件的兩側(cè)面間的氣密性及水密性。
此外，通過對該凹槽與接頭構(gòu)件的對接部進(jìn)行摩擦攪拌，能提高該部分的接合強(qiáng)度。此外，
由于從被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面進(jìn)行摩擦攪拌接合，因此能比較容易地進(jìn)行作業(yè)。 此外，上述接頭構(gòu)件接合工序最好在上述凹槽中使上述第一正式接合工序中所形
成的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域與在上述第二正式接合工序中所形成的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域之間所
露出的未塑性化區(qū)域封閉。 根據(jù)上述接合方法，將接頭構(gòu)件配置在露出形成于該側(cè)面的凹槽的未塑性化區(qū) 域，并通過摩擦攪拌該接頭構(gòu)件與凹槽的對接部能封閉未塑性化區(qū)域。藉此，能提高被接合 金屬構(gòu)件的兩側(cè)面間的氣密性及水密性。 此外，上述接頭構(gòu)件的兩端面最好與上述被接合金屬構(gòu)件的上述表面及上述背面
7齊平。根據(jù)上述接合方法，能可靠地封閉隧道狀空洞缺陷、氧化膜以及未塑性化區(qū)域，并能 在表面及背面形成平坦?fàn)睢?此外，上述接頭構(gòu)件接合工序中所形成的側(cè)面塑性化區(qū)域的深度最好比上述接頭
構(gòu)件的厚度還大。根據(jù)上述接合方法，由于在凹槽與接頭構(gòu)件的對接部中，橫越厚度全長而
進(jìn)行摩擦攪拌，因此能進(jìn)一步提高被接合金屬構(gòu)件的兩側(cè)面間的氣密性及水密性。 此外，在上述凹槽形成工序之后，最好還包括第一焊接修補(bǔ)工序，該工序?qū)⒙冻鲇?br> 上述凹槽的底面的空洞缺陷及上述未塑性化區(qū)域中至少一方通過焊接金屬而封閉。此外，
在上述接頭構(gòu)件接合工序之后，最好還包括第二焊接修補(bǔ)工序，該工序使在上述接頭構(gòu)件
接合工序露出于上述表面及上述背面的空洞缺陷以及在上述接頭構(gòu)件接合工序巻入的氧
化膜中至少一方通過焊接金屬而封閉。 根據(jù)上述接合方法，在凹槽形成工序之后，露出上述凹槽底面的空洞缺陷及未塑 性化區(qū)域能利用焊接金屬封閉。此外，在接頭構(gòu)件接合工序中所形成的塑性化區(qū)域的空洞 缺陷及氧化膜能利用焊接金屬封閉。藉此，能提高被接合金屬構(gòu)件的氣密性及水密性。
此外，上述凹槽的寬度最好比上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域及上述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域的 寬度還小。根據(jù)上述接合方法，可減少形成凹槽的作業(yè)手續(xù)，且由于能使接頭構(gòu)件變小，因 此能降低構(gòu)件的成本。 此外，最好在上述旋轉(zhuǎn)工具的插入預(yù)定位置預(yù)先形成下 L。根據(jù)上述接合方法，可 降低旋轉(zhuǎn)工具壓入時的壓入阻力。藉此提高摩擦攪拌接合的精度，并可迅速地進(jìn)行接合作 業(yè)。 此外，本發(fā)明的接合方法是使旋轉(zhuǎn)工具相對于第一金屬構(gòu)件與第二金屬構(gòu)件對接 而形成的被接合金屬構(gòu)件移動而進(jìn)行摩擦攪拌的接合方法，其特征是，包括對上述第一金 屬構(gòu)件與上述第二金屬構(gòu)件的對接部，從上述被接合金屬構(gòu)件的表面進(jìn)行摩擦攪拌的第一 正式接合工序；對上述對接部從上述被接合金屬構(gòu)件的背面進(jìn)行摩擦攪拌的第二正式接合 工序；在上述被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面，朝形成于在上述第一正式接合工序中所形成的表面 側(cè)塑性化區(qū)域以及在上述第二正式接合工序中所形成的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方的 空洞缺陷，插入空洞部修補(bǔ)構(gòu)件的空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入工序；以及對上述對接部，在上述被 接合金屬構(gòu)件的側(cè)面進(jìn)行摩擦攪拌的側(cè)面正式接合工序；其中在上述側(cè)面正式接合工序 中，對上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域之間的未塑性化區(qū)域進(jìn)行摩擦攪 拌，并對上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方與上述空洞部修補(bǔ) 構(gòu)件的對接部進(jìn)行摩擦攪拌。 根據(jù)上述接合方法，在側(cè)面正式接合工序中，通過從被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面進(jìn)行 摩擦攪拌接合，能比較容易地進(jìn)行作業(yè)，并通過對出現(xiàn)在被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面的未塑性 化區(qū)域進(jìn)行摩擦攪拌，能提高被接合金屬構(gòu)件的氣密性及水密性。此外，通過將空洞部修補(bǔ) 構(gòu)件插入形成于被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面的空洞缺陷而封閉該空洞缺陷，并在側(cè)面正式接合 工序中對空洞部修補(bǔ)構(gòu)件與表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域及背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域的對接部進(jìn)行摩擦攪 拌，能提高被接合金屬構(gòu)件的氣密性及水密性。 此外，在上述空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入工序中，最好包括槽孔形成工序，該工序在上述 被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面，對形成于上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至 少一方的空洞缺陷的周圍進(jìn)行切削而形成槽孔，在上述空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入工序中將上述空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入上述槽孔中。根據(jù)上述接合方法，能將空洞部修補(bǔ)構(gòu)件很好地插入。 此外，本發(fā)明是使旋轉(zhuǎn)工具相對于第一金屬構(gòu)件與第二金屬構(gòu)件對接而形成的被
接合金屬構(gòu)件移動而進(jìn)行摩擦攪拌的接合方法，其特征是，包括對上述第一金屬構(gòu)件與上
述第二金屬構(gòu)件的對接部，從上述被接合金屬構(gòu)件的表面進(jìn)行摩擦攪拌的第一正式接合工
序；對上述對接部從上述被接合金屬構(gòu)件的背面進(jìn)行摩擦攪拌的第二正式接合工序；在上
述被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面，對形成于在上述第一正式接合工序中所形成的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)
域以及上述第二正式接合工序中所形成的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方的空洞缺陷，將焊
接金屬充填于空洞缺陷的焊接金屬充填工序；以及對上述對接部，在上述被接合金屬構(gòu)件
的側(cè)面進(jìn)行摩擦攪拌的側(cè)面正式接合工序，其中在上述側(cè)面正式接合工序中，對上述表面
側(cè)塑性化區(qū)域以及上述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域之間的未塑性化區(qū)域進(jìn)行摩擦攪拌，并對上述表
面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方與上述焊接金屬的交界面進(jìn)行摩
擦攪拌。 根據(jù)上述接合方法，在側(cè)面正式接合工序中，通過從被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面進(jìn)行 摩擦攪拌接合而比較容易地進(jìn)行作業(yè)，并通過對出現(xiàn)在被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面的未塑性化 區(qū)域進(jìn)行摩擦攪拌，能提高被接合金屬構(gòu)件的氣密性及水密性。此外，由于將焊接金屬填 充于形成于被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面的空洞缺陷而封閉該空洞缺陷，并在側(cè)面正式接合工序 中，對上述焊接金屬與表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域及背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域的交界面進(jìn)行摩擦攪拌，因 此能提高被接合金屬構(gòu)件的氣密性及水密性。 此外，上述焊接金屬充填工序中，最好包括槽孔形成工序，該工序在上述被接合金 屬構(gòu)件的側(cè)面，對形成于上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方的 空洞缺陷的周圍進(jìn)行切削而形成槽孔，在上述焊接金屬充填工序中，將上述焊接金屬充填 于上述槽孔。根據(jù)上述接合方法，能容易地進(jìn)行焊接金屬填充工序。 此外，本發(fā)明是使旋轉(zhuǎn)工具相對于第一金屬構(gòu)件與第二金屬構(gòu)件對接而形成的被 接合金屬構(gòu)件移動而進(jìn)行摩擦攪拌的接合方法，其特征是，包括對上述第一金屬構(gòu)件與上 述第二金屬構(gòu)件的對接部，從上述被接合金屬構(gòu)件的表面進(jìn)行摩擦攪拌的第一正式接合工 序；對上述對接部從上述被接合金屬構(gòu)件的背面進(jìn)行摩擦攪拌的第二正式接合工序；在上 述被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面，在上述第一正式接合工序中所形成的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及在 上述第二正式接合工序中所形成的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域之間的未塑性化區(qū)域形成凹部的凹 部形成工序；將凹部修補(bǔ)構(gòu)件插入上述凹部的凹部修補(bǔ)工序；以及對上述凹部修補(bǔ)構(gòu)件與 上述第一金屬構(gòu)件的對接部以及上述凹部修補(bǔ)構(gòu)件與上述第二金屬構(gòu)件的對接部進(jìn)行摩 擦攪拌的側(cè)面正式接合工序。 根據(jù)上述接合方法，通過將凹部修補(bǔ)構(gòu)件插入形成于被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面的未 塑性化區(qū)域的凹部，并對該凹部修補(bǔ)構(gòu)件與被接合金屬構(gòu)件的對接部進(jìn)行摩擦攪拌，能提 高被接合金屬構(gòu)件的水密性與氣密性。此外，在側(cè)面正式接合工序中，由于從被接合金屬構(gòu) 件的側(cè)面進(jìn)行摩擦攪拌接合，因此能比較容易地進(jìn)行作業(yè)。 此外，最好是包括對形成于上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域 中至少一方的空洞缺陷的周圍進(jìn)行切削而形成槽孔的槽孔形成工序；以及將空洞部修補(bǔ)構(gòu) 件插入上述槽孔的空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入工序，對上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)人?性化區(qū)域中至少一方與上述空洞部修補(bǔ)構(gòu)件的對接部進(jìn)行摩擦攪拌。
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根據(jù)上述接合方法，通過對形成于上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)人苄曰?區(qū)域中至少一方的空洞缺陷插入空洞部修補(bǔ)構(gòu)件而封閉該空洞缺陷，并對空洞部修補(bǔ)構(gòu)件 與上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域的對接部進(jìn)行摩擦攪拌，能提高被接 合金屬構(gòu)件的氣密性及水密性。 此外，最好是包括對形成于上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域
中至少一方的空洞缺陷的周圍進(jìn)行切削而形成槽孔的槽孔形成工序；以及將空洞部修補(bǔ)構(gòu)
件插入上述槽孔的空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入工序，橫越上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)?br> 塑性化區(qū)域中至少一方與上述空洞部修補(bǔ)構(gòu)件的對接部的整個表面進(jìn)行摩擦攪拌。 根據(jù)上述接合方法，通過對形成于上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及上述背面?zhèn)人苄曰?br> 區(qū)域中至少一方的空洞缺陷插入空洞部修補(bǔ)構(gòu)件而封閉該空洞缺陷，并對上述空洞部修補(bǔ)
構(gòu)件與上述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域及上述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域的對接部的整個表面進(jìn)行摩擦攪
拌，能進(jìn)一步提高被接合金屬構(gòu)件的氣密性及水密性。 此外，在上述側(cè)面正式接合工序中，上述旋轉(zhuǎn)工具最好以連續(xù)軌跡移動。根據(jù)上述 接合方法，能提高摩擦攪拌的作業(yè)性。 此外，在上述側(cè)面正式接合工序中所使用的上述旋轉(zhuǎn)工具最好比在上述第一正式 接合工序及上述第二正式接合工序中所使用的旋轉(zhuǎn)工具還小。根據(jù)上述接合方法，由于小 的旋轉(zhuǎn)工具可做比較小的旋轉(zhuǎn)，因此能提高旋轉(zhuǎn)工具的操作性。 此外，最好還包括臨時接合工序，該工序在進(jìn)行上述第一正式接合工序、上述第二
正式接合工序以及側(cè)面正式接合工序中至少其中一工序之前，對上述對接部進(jìn)行臨時接
合。根據(jù)上述接合方法，能防止在進(jìn)行摩擦攪拌之際金屬構(gòu)件彼此開縫。 此外，最好還包括在上述對接部的兩側(cè)配置一對突出材，并使上述突出材與上述
被接合金屬構(gòu)件的對接部接合的突出材接合工序。根據(jù)上述接合方法，能防止在進(jìn)行摩擦
攪拌之際，突出材與被接合金屬構(gòu)件的開縫。 此外，最好在上述第一正式接合工序、上述第二正式接合工序以及上述側(cè)面正式 接合工序中所使用的上述旋轉(zhuǎn)工具的插入預(yù)定位置上形成下孔。根據(jù)上述接合方法，可降 低旋轉(zhuǎn)工具壓入之際的壓入阻力。藉此，在提高摩擦攪拌接合的精度的同時，能迅速地進(jìn)行 接合作業(yè)。 此外，本發(fā)明是一種使第一金屬構(gòu)件與第二金屬構(gòu)件的端面彼此對接而形成接合
構(gòu)造物的制造方法，其特征是，包括對上述第一金屬構(gòu)件與上述第二金屬構(gòu)件的對接部，
從上述接合構(gòu)造物的表面使用旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行摩擦攪拌的第一正式接合工序；對上述第一金
屬構(gòu)件與上述第二金屬構(gòu)件的對接部，從上述接合構(gòu)造物的背面使用旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行摩擦攪
拌的第二正式接合工序；以及對上述第一金屬構(gòu)件與上述第二金屬構(gòu)件的對接部，從上述
接合構(gòu)造物的側(cè)面使用旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行摩擦攪拌的第三正式接合工序，此外還進(jìn)行以填充用
金屬構(gòu)件充填于在上述第三正式接合工序中旋轉(zhuǎn)工具脫離時所形成的沖孔，并對上述接合
構(gòu)造物與上述充填用金屬構(gòu)件的對接部，使用旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行摩擦攪拌的修補(bǔ)工序。 根據(jù)上述制造方法，在第三正式接合工序中，從接合構(gòu)造物的側(cè)面進(jìn)行摩擦攪拌
能比較容易地進(jìn)行作業(yè)，并通過對出現(xiàn)于接合構(gòu)造物的側(cè)面的未塑性化區(qū)域進(jìn)行摩擦攪
拌，藉此能提高接合構(gòu)造物的氣密性及水密性。此外，在修補(bǔ)工序中，通過將填充用金屬充
填于修補(bǔ)工序中旋轉(zhuǎn)工具的沖孔中，可填埋在第三正式接合工序中形成于摩擦攪拌的結(jié)束位置的沖孔，因此能防止沖孔所造成的接合位置的強(qiáng)度降低。即，在第三正式接合工序中可 將摩擦攪拌的結(jié)束位置設(shè)于接合構(gòu)造物上，藉此，在第三正式接合工序中可省略設(shè)定摩擦 攪拌的結(jié)束位置用的突出材，因而能減少接合作業(yè)中的工序數(shù)。 此外，焊接金屬最好充填于在上述修補(bǔ)工序中旋轉(zhuǎn)工具脫離時所形成的沖孔。根 據(jù)上述制造方法，通過將焊接金屬充填于修補(bǔ)工序中旋轉(zhuǎn)工具脫離時所形成的沖孔而填埋 該沖孔，因此能防止由沖孔所造成的接合位置的強(qiáng)度降低，并可將接合位置修整成平坦。
此外，最好使在上述第三正式接合工序中形成于上述第一金屬構(gòu)件與上述第二金 屬構(gòu)件的對接部的塑性化區(qū)域的局部與在上述第一正式接合工序與上述第二正式接合工 序中所形成的塑性化區(qū)域重疊。 根據(jù)上述制造方法，在接合構(gòu)造物的側(cè)面，通過使形成于第一金屬構(gòu)件與第二金 屬構(gòu)件的對接部的塑性化區(qū)域的局部與在第一正式接合工序及第二正式接合工序中所形 成的塑性化區(qū)域重疊，在接合構(gòu)造物的側(cè)面能可靠地封閉第一金屬構(gòu)件與第二金屬構(gòu)件的 接縫，因而能提高金屬構(gòu)件彼此的接合部的氣密性及水密性。 此外，在上述第三正式接合工序中，最好使形成于上述接合構(gòu)造物的一側(cè)的側(cè)面 的塑性化區(qū)域的局部與形成于上述接合構(gòu)造物的另一側(cè)的側(cè)面的塑性化區(qū)域的局部重疊。
根據(jù)上述制造方法，在第三正式接合工序中，通過使形成于接合構(gòu)造物的兩側(cè)面 的塑性化區(qū)域的局部重疊，并塑性化至接合構(gòu)造物的內(nèi)部，因此能提高金屬構(gòu)件彼此的接 合部的氣密性及水密性。 此外，最好在上述第一正式接合工序及上述第二正式接合工序之前，對上述第一 金屬構(gòu)件與上述第二金屬構(gòu)件的對接部，從上述接合構(gòu)造物的表面及背面進(jìn)行臨時接合。 此外，最好在上述第三正式接合工序之前，對上述第一金屬構(gòu)件與上述第二金屬構(gòu)件的對 接部，從上述接合構(gòu)造物的側(cè)面進(jìn)行臨時接合。 在此，由于在進(jìn)行各接合工序時，將旋轉(zhuǎn)工具壓入被接合的各金屬構(gòu)件的對接部， 對金屬構(gòu)件作用彼此拉離的力，有時會在對接部產(chǎn)生開縫。但是根據(jù)上述制造方法，通過在 進(jìn)行各接合工序之前臨時接合對接部，能很好地進(jìn)行各接合工序。 此外，在上述第一正式接合工序以及上述第二正式接合工序中，最好在旋轉(zhuǎn)工具 的插入預(yù)定位置預(yù)先形成下 L。此外，在上述第三正式接合工序中，最好在旋轉(zhuǎn)工具的插入 預(yù)定位置預(yù)先形成下孔。 根據(jù)上述制造方法，利用該構(gòu)造能降低將旋轉(zhuǎn)工具壓入接合構(gòu)造物之際的壓入阻 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，在上述第三正式接合工序中，摩擦攪拌的開始位置及結(jié)束位置最好設(shè)定于 上述第一金屬構(gòu)件或上述第二金屬構(gòu)件的側(cè)面，并設(shè)定成在使旋轉(zhuǎn)工具從開始位置通過上 述第一金屬構(gòu)件與上述第二金屬構(gòu)件的對接部以-字狀的軌跡移動至結(jié)束位置時，若旋轉(zhuǎn) 工具作右旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)工具的行進(jìn)方向左側(cè)對應(yīng)于-字狀的移動軌跡的槽內(nèi)側(cè)，若旋轉(zhuǎn)工具 作左旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)工具的行進(jìn)方向右側(cè)對應(yīng)于3字狀的移動軌跡的槽內(nèi)側(cè)。
在此，有時會有由于使旋轉(zhuǎn)工具移動而在形成于接合構(gòu)造物的塑性化區(qū)域內(nèi)沿著 旋轉(zhuǎn)工具的行進(jìn)方向產(chǎn)生空洞缺陷的情況。該空洞缺陷是使金屬構(gòu)件彼此的接合部的氣密 性及水密性降低的原因之一。在使旋轉(zhuǎn)工具右旋轉(zhuǎn)的情況下，空洞缺陷形成于行進(jìn)方向的 左側(cè)，在使旋轉(zhuǎn)工具左旋轉(zhuǎn)的情況下，空洞缺陷形成于行進(jìn)方向的右側(cè)。因此，在上述構(gòu)造中，在形成-字狀的塑性化區(qū)域的槽內(nèi)側(cè)形成空洞缺陷，與在-字狀的塑性化區(qū)域的槽外 側(cè)形成空洞缺陷的情況相比，由于空洞缺陷的距離變短，因此能提高金屬構(gòu)件彼此的接合 部的氣密性及水密性。
發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明的接合方法及制造構(gòu)造物的制造方法，在容易作業(yè)的同時，能提高被 接合的金屬構(gòu)件的氣密性及水密性。


圖l是表示實施方式一的接合方法的圖，圖l(a)是立體圖，圖l(b)是圖l(a)中 N部分的放大立體圖。 圖2是表示實施方式一中第一準(zhǔn)備工序的圖，圖2(a)是立體圖，圖2(b)是俯視 圖。 圖3是表示實施方式一中第一準(zhǔn)備工序的圖，圖3(a)是圖2(b)中1_1線剖視圖， 圖3(b)是圖2(b)中II-II線剖視圖。 圖4是表示實施方式一的旋轉(zhuǎn)工具的圖，圖4(a)是臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具的側(cè)視 圖，圖4(b)是正式接合用旋轉(zhuǎn)工具的側(cè)視圖。 圖5是表示實施方式一的臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具的使用狀態(tài)的圖，圖5(a)是臨時接 合用旋轉(zhuǎn)工具抵接于第一突出材的圖，圖5(b)是將臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具壓入第一突出材 的圖。 圖6是表示實施方式一的第一預(yù)備工序的第一突出材接合工序、臨時接合工序以 及第二突出材接合工序的俯視圖。 圖7是表示實施方式一的第一正式接合工程的圖6的III-III方向剖視圖，圖 7(a)是表示開始位置部分的摩擦攪拌接合的圖，圖7(b)是表示中間部份的摩擦攪拌接合 的圖，圖7(c)是表示結(jié)束位置部分的摩擦攪拌接合的圖。 圖8(a)是在實施方式一的第二準(zhǔn)備工序之后，從對接部Jl朝向第一金屬構(gòu)件la 側(cè)的剖視圖，圖8(b)是表示實施方式一的第二準(zhǔn)備工序的第二突出材接合工序、臨時接合 工序以及第一突出材接合工序的俯視圖。 圖9是表示實施方式一的第二正式接合工序的圖，是圖8(b)的IV-IV線剖視圖， 圖9(a)是開始位置部分的摩擦攪拌接合的圖，圖9(b)是表示中間部份的摩擦攪拌接合的 圖。 圖10是表示實施方式一中突出材切除工序后的被接合金屬構(gòu)件的立體圖。
圖11是實施方式一的凹槽形成工序的立體圖。 圖12是表示實施方式一的第一焊接修補(bǔ)工序的圖，是第一側(cè)面C的俯視圖。
圖13是表示實施方式一的第一接頭構(gòu)件配置工序的立體圖。 圖14是實施方式一的第一接頭構(gòu)件配置工序從表面A側(cè)所看到的側(cè)視圖，圖 14(a)表示配置前，圖14(b)表示配置后。 圖15是表示實施方式一的第一接頭構(gòu)件接合工序的圖，圖15(a)是俯視圖，圖 15(b)是圖15(a)的VI-VI線剖視圖。 圖16是表示實施方式一的第一接頭構(gòu)件接合工序的俯視圖。
圖17是表示實施方式一的第二接頭構(gòu)件接合工序的俯視圖。 圖18是表示實施方式一的第二焊接修補(bǔ)工序的圖，是圖1中N部分的放大立體 圖。 圖19是表示實施方式一的變形例的圖，是表示接頭構(gòu)件接合工序的剖視圖。
圖20是表示實施方式二的被接合金屬構(gòu)件的立體圖。 圖21是表示實施方式二的突出材切除工序后的被接合金屬構(gòu)件的立體圖。 圖22(a)是表示實施方式二的槽孔形成工序、凹部形成工序以及修補(bǔ)構(gòu)件插入工
序的立體圖，圖22(b)是圖22(a)的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域周邊的放大主視圖。 圖23是表示實施方式二的第一側(cè)面正式接合工序的圖，圖23(a)是表示中間部份
的俯視圖，圖23(b)是圖23(a)的III-III線剖視圖，圖23(c)是表示結(jié)束位置部分的俯視圖。 圖24是表示由實施方式四的制造方法而接合的接合構(gòu)造物的立體圖。 圖25是表示實施方式四的第二正式接合工序結(jié)束后，除去突出材狀態(tài)的接合構(gòu)
造物的立體圖。 圖26是表示實施方式四的第三正式接合工序中的臨時接合工序的俯視圖。
圖27是表示實施方式四的第三正式接合工序中的正式接合工序的俯視圖。
圖28是表示實施方式四的各工序的圖，圖28(a)是表示第三正式接合工序中正式 接合工序的圖26的I-I剖視圖，圖28(b)是表示第一修補(bǔ)工序中填充用金屬構(gòu)件插入工序 的剖視圖。 圖29是表示實施方式四的第一修補(bǔ)工序中的修補(bǔ)接合工序及修補(bǔ)焊接工序的俯 視圖。 圖30是表示實施方式四的第一修補(bǔ)工序中的修補(bǔ)接合工序及修補(bǔ)焊接工序的圖 29的II-II剖視圖。 圖31是表示實施方式四的第四正式接合工序及第二修補(bǔ)工序的俯視圖。 圖32是表示實施方式四的第三正式接合工序的變形例的圖，是使第一旋轉(zhuǎn)工具
作左旋轉(zhuǎn)時的俯視圖。 圖33是表示對一對平板狀的金屬構(gòu)件進(jìn)行摩擦攪拌接合的現(xiàn)有的接合方法的立 體圖。 圖34圖是表示使用接頭構(gòu)件的現(xiàn)有的接合方法的剖視圖。 圖35是表示對一對厚度大的金屬構(gòu)件進(jìn)行摩擦攪拌接合的接合方法的立體圖。(符號說明) 1 被接合金屬構(gòu)件 la 第一金屬構(gòu)件 lb 第二金屬構(gòu)件 2 第一突出材 3 第二突出材 211 凹部 212 槽孔 213 槽孔
211 凹部修補(bǔ)構(gòu)件202 第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203 第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件A '表面B '背面C '第一側(cè)面D '第二側(cè)面F '臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具G '正式接合用旋轉(zhuǎn)工具h(yuǎn) '填充用金屬構(gòu)件j '未塑性化區(qū)域了 '對接部K '凹槽P '下孔Q ;中孔R '隧道狀空洞缺陷T '焊接金屬U '接頭構(gòu)件Wl ' 表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2 ' 背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W '側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Z '氧化膜。
具體實施例方式
實施方式一 如圖l(a)所示，實施方式一的接合方法的特征是，使第一金屬構(gòu)件la及第二金屬 構(gòu)件lb對接而形成的被接合金屬構(gòu)件1的表面A及背面B通過摩擦攪拌而接合，并如圖 1 (b)所示，在被接合金屬構(gòu)件1的兩側(cè)面形成凹槽K，在該凹槽K配置接頭構(gòu)件U，并通過摩 擦攪拌凹槽K與接頭構(gòu)件U的對接部而接合。 首先，詳細(xì)說明本實施方式的接合方法的被接合金屬構(gòu)件1，并詳細(xì)說明接合該被 接合金屬構(gòu)件1之際所使用的第一突出材2和第二突出材3。 如圖2(a)及圖2(b)所示，在本實施方式中，被接合金屬構(gòu)件1由截面呈矩形的第 一金屬構(gòu)件la以及第二金屬構(gòu)件lb構(gòu)成，通過使各端面對接形成對接部Jl。第一金屬構(gòu) 件la及第二金屬構(gòu)件lb在本實施方式中為相同組成的金屬材料，由例如鋁、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。雖然第一金屬構(gòu)件la及第二 金屬構(gòu)件lb的形狀、尺寸并無特別限制，但希望至少對接部Jl的厚度尺寸是相同的。
而且，如圖1所示，被接合金屬構(gòu)件1的表面為表面A、背面為背面B，一側(cè)的側(cè)面 為第一側(cè)面C、另一側(cè)的側(cè)面為第二側(cè)面D。此外，本實施方式中的上下左右前后依照圖1 的箭頭確定。
如圖2(a)及圖2(b)所示，第一突出材2以及第二突出材3為夾持被接合金屬構(gòu) 件1的對接部Jl而配置，分別添設(shè)于被接合金屬構(gòu)件i，覆蓋隱藏出現(xiàn)在第一側(cè)面c及第二 側(cè)面D的第一金屬構(gòu)件la與第二金屬構(gòu)件lb的接縫(邊界線)。雖然第一突出材2及第 二突出材3的材質(zhì)并無特別限制，但在本實施方式中，是以與被接合金屬構(gòu)件1相同組成的 金屬材料形成。此外，雖然第一突出材2及第二突出材3的尺寸、形狀并無限制，但在本實 施方式中，其厚度尺寸與對接部Jl處的被接合金屬構(gòu)件1的厚度尺寸相同。
接著，參照圖4詳細(xì)說明用于臨時接合工序的旋轉(zhuǎn)工具F(以下稱"臨時接合用旋 轉(zhuǎn)工具F")以及用于正式接合工序的旋轉(zhuǎn)工具G(以下稱"正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G")。
圖4(a)所示的臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F由工具鋼等比被接合金屬構(gòu)件1還硬質(zhì)的 金屬材料構(gòu)成，包括呈圓柱狀的肩部F1、突設(shè)于該肩部F1的下端面Fll的攪拌銷(探針) F2。雖然臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的尺寸、形狀對應(yīng)于被接合金屬構(gòu)件1的材質(zhì)及厚度而設(shè) 定，但至少比后述的第一正式接合工序中所使用的正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G (參照圖4 (b))還 小。如此，由于可用比正式接合還小的負(fù)載進(jìn)行臨時接合，因此可減輕在臨時接合時施加于 摩擦攪拌裝置的負(fù)載，而且由于臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的移動速度(輸送速度)比正式接 合用旋轉(zhuǎn)工具G的移動速度還高，因此可降低臨時接合所需的作業(yè)時間及成本。
肩部F1的下端面Fll是具有推壓塑性化流動的金屬而防止向周圍飛散的功能的 部位，在本實施方式中形成凹面狀。雖然肩部F1的外徑X1的大小并無特別限制，但在本實 施方式中，比正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的肩部Gl的外徑Y(jié)l還小。 攪拌銷F2從肩部F1的下端面Fll的中央垂下，在本實施方式中，形成前端細(xì)的圓 錐臺形。此外，攪拌銷F2的周面形成有刻設(shè)成螺旋狀的攪拌翼。雖然攪拌銷F2的外徑大 小并無特別限制，但在本實施方式中，最大外徑(上端徑)^比正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的攪 拌銷G2的最大外徑(上端徑)L還小，而且最小外徑(下端徑)^比攪拌銷G2的最小外徑 (下端徑)Y3還小。攪拌銷F2的長度L2最好比正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌銷G2的長度 Lj參照圖4(b))還小。 圖4(b)所示的正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G由工具鋼等比被接合金屬構(gòu)件1還硬質(zhì)的 金屬材料構(gòu)成，包括呈圓柱狀的肩部G1以及突設(shè)于該肩部G1的下端面Gll的攪拌銷(探 針)G2。 肩部Gl的下端面Gll與臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F相同，形成凹面狀。攪拌銷G2從 肩部G1的下端面Gll的中央垂下，在本實施方式中形成前端細(xì)的圓錐臺狀。此外，攪拌銷 G2的周面形成有刻設(shè)成螺旋狀的攪拌翼。 以下，詳細(xì)說明本實施方式的接合方法。本實施方式的接合方法包括(1)第一準(zhǔn) 備工序、(2)第一預(yù)備工序、(3)第一正式接合工序、(4)第二準(zhǔn)備工序、(5)第二預(yù)備工序、 (6)第二正式接合工序、(7)突出材切除工序、(8)凹槽形成工序、(9)第一焊接修補(bǔ)工序、 (10)第三準(zhǔn)備工序、(11)第一接頭構(gòu)件接合工序、(12)第四準(zhǔn)備工序、(13)第二接頭構(gòu)件 接合工序、(14)突出材切除工序、(15)第二焊接修補(bǔ)工序。 而且，如圖1所示，(2)第一預(yù)備工序及(3)第一正式接合工序是在表面A進(jìn)行的 工序，(5)第二預(yù)備工序及(6)第二正式接合工序是在背面B進(jìn)行的工序。此外，(8)凹槽 形成工序及(9)第一焊接修補(bǔ)工序是在第一側(cè)面C及第二側(cè)面D進(jìn)行的工序。此外，(11) 第一接頭構(gòu)件接合工序是在第一側(cè)面C進(jìn)行的工序，(13)第二接頭構(gòu)件接合工序是在第二
15側(cè)面D進(jìn)行的工序。此外，(15)第二焊接修補(bǔ)工序是在表面A及背面B進(jìn)行的工序。
(1)第一準(zhǔn)備工序 參照圖2及圖3說明第一準(zhǔn)備工序。第一準(zhǔn)備工序是準(zhǔn)備設(shè)置被接合金屬構(gòu)件1
的摩擦攪拌的開始位置及結(jié)束位置的抵接構(gòu)件(第一突出材2及第二突出材3)的工序。
在本實施方式中，第一準(zhǔn)備工序包括使第一金屬構(gòu)件la及第二金屬構(gòu)件lb對接的對接工
序；在被接合金屬構(gòu)件1的對接部Jl的兩側(cè)配置第一突出材2與第二突出材3的突出材配
置工序；以及通過焊接第一突出材2與第二突出材3而與被接合金屬構(gòu)件1臨時接合的臨
時焊接工序。 (1-1)對接工序 如圖2(b)所示，在對接工序中，使第二金屬構(gòu)件lb的端面lib緊貼于第一金屬構(gòu) 件la的端面lla。此外，如圖3所示，第一金屬構(gòu)件la的表面12a與第二金屬構(gòu)件lb的表 面12b齊平，第一金屬構(gòu)件la的背面13a與第二金屬構(gòu)件lb的背面13b齊平。此外，同樣 地，第一金屬構(gòu)件la的第一側(cè)面14a與第二金屬構(gòu)件lb的第一側(cè)面14b齊平，第一金屬構(gòu) 件la的第二側(cè)面15a與第二金屬構(gòu)件lb的第二側(cè)面15b齊平。 g卩，表面A由第一金屬構(gòu)件la的表面12a和第二金屬構(gòu)件lb的表面12b形成，背 面B由第一金屬構(gòu)件la的背面13a和第二金屬構(gòu)件lb的背面13b形成，第一側(cè)面C由第 一金屬構(gòu)件la的第一側(cè)面14a和第二金屬構(gòu)件lb的第一側(cè)面14b形成，第二側(cè)面D由第 一金屬構(gòu)件la的第二側(cè)面15a和第二金屬構(gòu)件lb的第二側(cè)面15b形成。 [OH4] (1-2)突出材配置工序 如圖2(a)及圖2(b)所示，在突出材配置工序中，在對接部Jl的第二側(cè)面D側(cè)配 置第一突出材2，使其抵接面21抵接于第二側(cè)面D。而且，使第二突出材3配置于對接部Jl 的第一側(cè)面C，使其抵接面31抵接于第一側(cè)面C。此時，如圖3 (b)所示，第一突出材2的表 面22和第二突出材3的表面32與被接合金屬構(gòu)件1的表面A齊平，此外，第一突出材2的 背面23和第二突出材3的背面33與被接合金屬構(gòu)件1的背面B齊平。
(1-3)臨時焊接工序 如圖2(a)及圖2(b)圖所示，在臨時焊接工序中，通過焊接被接合金屬構(gòu)件1和第 一突出材2所形成的內(nèi)側(cè)角部2a、2b而對被接合金屬構(gòu)件1與第一突出材2進(jìn)行臨時接合。 此外，通過焊接被接合金屬構(gòu)件1和第二突出材3所形成內(nèi)側(cè)角部3a、3b而對被接合金屬 構(gòu)件1與第二突出材3進(jìn)行臨時接合。 而且，可橫越內(nèi)側(cè)角部2a、2b以及3a、3b的全長而連續(xù)地進(jìn)行焊接，也可斷續(xù)地進(jìn) 行焊接。此外，在第一準(zhǔn)備工序中，在省略臨時焊接工序的情況下，也可在未圖示的摩擦攪 拌裝置的臺架上進(jìn)行對接工序和突出材配置工序。
(2)第一預(yù)備工序 第一預(yù)備工序是在第一正式接合工序之前進(jìn)行的的工序，在本實施方式中，包括 在表面A側(cè)，接合被接合金屬構(gòu)件1與第一突出材2的對接部J2的(2-1)第一突出材接合 工序；臨時接合被接合金屬構(gòu)件1的對接部Jl的(2-2)臨時接合工序；接合被接合金屬構(gòu) 件1與第二突出材3的對接部J3的(2-3)第二突出材接合工序；以及在第一正式接合工序 中的摩擦攪拌的開始位置形成下孔的(2-4)下孔形成工序。 如圖6所示，在第一預(yù)備工序中，使一臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具移動而形成連續(xù)的移
16動軌跡(bead)，對對接部J2、J1、J3進(jìn)行連續(xù)摩擦攪拌。即，使插入摩擦攪拌的開始位置SP1 的臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的攪拌銷F2(參照圖4(a))在中途不脫離地移動至結(jié)束位置E『 而且，在本實施方式中，雖然在第一突出材2上設(shè)定摩擦攪拌的開始位置SP1，在第二突出材 3上設(shè)定結(jié)束位置E『但并不意味著開始位置SM和結(jié)束位置EM的位置被限定。此外，在本 實施方式中，臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F以及正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的旋轉(zhuǎn)方向全部作右旋轉(zhuǎn)。 如此，通過使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F以及正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的旋轉(zhuǎn)方向一致，能省略作 業(yè)手續(xù)。 參照圖5及圖6詳細(xì)地說明本實施方式的第一預(yù)備工序中的摩擦攪拌的順序。
首先，將已進(jìn)行臨時焊接工序的被接合金屬構(gòu)件1固定于未圖示的摩擦攪拌裝置 的臺架上。然后，如圖5(a)所示，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F位于設(shè)在第一突出材2的適當(dāng) 位置的開始位置SP1的正上方，接著，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F邊作右旋轉(zhuǎn)邊下降，將攪拌銷 F2壓入開始位置SP1。雖然臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)于攪拌銷F2的尺寸、形 狀及被摩擦攪拌的被接合金屬構(gòu)件1等的材質(zhì)及厚度等而設(shè)定，但大多情況下，被設(shè)定于 500 2000 (rpm)的范圍內(nèi)。 如圖5(b)所示，當(dāng)攪拌銷F2與第一突出材2的表面22接觸時，由于摩擦熱使攪 拌銷F2周圍的金屬塑性化流動，攪拌銷F2插入第一突出材2。 如圖6所示，當(dāng)攪拌銷F2的整體進(jìn)入第一突出材2，且肩部F1的下端面Fll的整 個表面與第一突出材2的表面22接觸之后，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F邊旋轉(zhuǎn)邊朝第一突出 材接合工序的起點s2做相對移動。 雖然臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的移動速度(輸送速度)對應(yīng)于攪拌銷F2的尺寸、形 狀及被摩擦攪拌的被接合金屬構(gòu)件1等的材質(zhì)及厚度等而設(shè)定，但大多情況下，被設(shè)定于 100 1000 (mm/分)的范圍內(nèi)。臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F移動時的旋轉(zhuǎn)速度與插入時的旋轉(zhuǎn) 速度相同或較低。而且，在使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F移動之際，雖然肩部F1的軸線相對于 鉛垂線朝行進(jìn)方向的后方稍微傾斜，但若不傾斜而呈鉛垂，則臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的方 向轉(zhuǎn)換變的容易，可做復(fù)雜的動作。使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F移動時，其攪拌銷F2的周圍 的金屬依次塑性化流動，并在從攪拌銷F2離開的位置上，塑性化流動的金屬再次硬化。
使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F作相對移動而連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌直到第二突出材接 合工序的起點s2為止，在起點s2使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F不脫離而移至第一突出材接合 工序。 (2-1)第一突出材接合工序 在第一突出材接合工序中，對第一突出材2與被接合金屬構(gòu)件1的對接部J2進(jìn)行 摩擦攪拌。具體而言，將摩擦攪拌的路徑(route)設(shè)定在被接合金屬構(gòu)件1與第一突出材 2的接縫(邊界線)上，通過沿著該路徑使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F作相對移動，對對接部J2 進(jìn)行摩擦攪拌。而且，在本實施方式中，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F在中途不脫離地從第一突 出材接合工序的起點s2至終點e2連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌。 而且，在使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F作右旋轉(zhuǎn)的情況下，由于可能在臨時接合用旋 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s2和終點e2的位置，使得被接合金屬構(gòu)件1位于臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的行進(jìn)方向的 右側(cè)。如此，由于空洞缺陷難以產(chǎn)生于被接合金屬構(gòu)件1偵U，因此能得到高質(zhì)量的接合體。
此外，當(dāng)使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F作左旋轉(zhuǎn)時，由于可能在臨時接合用旋轉(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和終點 的位置，使得被接合金屬構(gòu)件1位于臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的行進(jìn)方向的左側(cè)。具體而言， 雖然圖示省略，但可將起點設(shè)置于臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F作右旋轉(zhuǎn)時的終點e2的位置，將 終點設(shè)置于臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F作右旋轉(zhuǎn)時的起點s2的位置。 而且，當(dāng)臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的攪拌銷F2進(jìn)入對接部J2時，雖然使被接合金屬 構(gòu)件1與第一突出材2拉離的力產(chǎn)生作用，但由于被接合金屬構(gòu)件1與第一突出材2所形 成的內(nèi)側(cè)角部2a、2b(參照圖2)通過焊接而臨時接合，因此，在被接合金屬l與第一突出材 2之間不會產(chǎn)生開縫。
(2-2)臨時接合工序 在臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)第二突出材接合工序的終點e2之后，摩擦攪拌在終 點e2并未結(jié)束而連續(xù)地進(jìn)行直到臨時接合工序的起點sl，并以此狀態(tài)移至臨時接合工序。 即，從第一突出材接合工序的終點e2至臨時接合工序的起點sl為止，臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具 F不脫離地持續(xù)進(jìn)行摩擦攪拌，而且在起點sl，臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F不脫離而移至臨時接 合工序。如此，不需要在第一突出材接合工序的終點e2的臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的脫離作 業(yè)，而且由于不需要在臨時接合工序的起點sl的臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的插入作業(yè)，可以 實現(xiàn)預(yù)備性的接合作業(yè)的高效化、迅速化。 在本實施方式中，將第一突出材2設(shè)在從第一突出材接合工序的終點e2至臨時接 合工序的起點sl的摩擦攪拌的路徑上，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F從第一突出材接合工序的 終點e2移動至臨時接合工序的起點sl的移動軌跡形成于第一突出材2。如此，在第一突 出材接合工序的終點e2移動至臨時接合工序的起點sl的工序中，由于在被接合金屬構(gòu)件 1難以產(chǎn)生空洞缺陷，可得到高質(zhì)量的接合體。 在臨時接合工序中，對被接合金屬構(gòu)件l的對接部Jl(參照圖6)進(jìn)行摩擦攪拌。 具體而言，在被接合金屬構(gòu)件l的接縫(邊界線)上設(shè)定摩擦攪拌的路徑，通過沿著該路徑 使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F作相對移動，橫越對接部Jl的全長而連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌。而且， 在本實施方式中，臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F在中途不脫離而從臨時接合工序的起點sl至終點 el連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌。 在臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)臨時接合工序的終點el之后，在終點el摩擦攪拌 不結(jié)束而連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌直至第二突出材接合工序的終點s3，依此狀態(tài)移至第二突出 材接合工序。即，從臨時接合工序的終點el至第二突出材接合工序的起點s3臨時接合用 旋轉(zhuǎn)工具F不脫離而連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌，而且在起點s3臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F不脫離而 移至第二突出材接合工序。 在本實施方式中，將從臨時接合工序的終點el至第二突出材接合工序的起點s3 的摩擦攪拌的路徑設(shè)定于第二突出材3，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F從臨時接合工序的終點 el移動至第二突出材接合工序的起點s3時的移動軌跡形成于第二突出材3。如此，在從臨 時接合工序的終點el移動至第二突出材接合工序的起點s3的工序中，由于在被接合金屬 構(gòu)件1難以產(chǎn)生空洞缺陷，可得到高質(zhì)量的接合體。
(2-3)第二突出材接合工序 在第二突出材接合工序中，對被接合金屬構(gòu)件1與第二突出材3的對接部J3進(jìn)行摩擦攪拌。具體而言，在被接合金屬構(gòu)件1與第二突出材3的接縫(邊界線)上設(shè)定摩擦 攪拌的路徑，通過沿該路徑使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F作相對移動，對對接部J3進(jìn)行摩擦攪 拌。而且，在本實施方式中，臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F在中途不脫離而從第二突出材接合工序 的起點s3至終點e3連續(xù)進(jìn)行摩擦攪拌。 而且，由于使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F作右旋轉(zhuǎn)，設(shè)定第二突出材接合工序的起點 s3和終點e3的位置，使得被接合金屬構(gòu)件1位于臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的行進(jìn)方向的右 此外，當(dāng)臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的攪拌銷F2進(jìn)入對接部J3時，雖然將被接合金屬 構(gòu)件1與第二突出材3拉離的力產(chǎn)生作用，但由于由被接合金屬構(gòu)件1與第二突出材3所 形成的內(nèi)側(cè)角部3a、3b(參照圖2)通過焊接而作臨時接合，因此，在被接合金屬l與第二突 出材3之間不會產(chǎn)生開縫。 在臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)第二突出材接合工序的終點e3之后，在終點e3摩 擦攪拌不結(jié)束而連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌直到設(shè)于第二突出材3的結(jié)束位置Em為止。而且，在 本實施方式中，在被接合金屬構(gòu)件1的表面A側(cè)所出現(xiàn)的接縫(邊界線)的延長線上設(shè)置 結(jié)束位置E『此外，結(jié)束位置E^為后述的第一正式接合工序中的摩擦攪拌的開始位置S『
在臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)結(jié)束位置EP1之后，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F邊旋轉(zhuǎn) 邊上升而使攪拌銷F2從結(jié)束位置EP1脫離。 以上，雖然針對第一突出材接合工序、臨時接合工序以及第二突出材接合工序做 了說明，但在各接合工序中的軌跡僅為舉例說明，也可為其它方式的軌跡。此外，也可省略 第一突出材接合工序以及第二突出材接合工序，而僅進(jìn)行臨時接合工序。
(2-4)下孔形成工序 接著，進(jìn)行下孔形成工序。如圖4(b)所示，下孔形成工序是在第一正式接合工序 中的摩擦攪拌的開始位置形成下孔P1的工序。在第一預(yù)備工序中的下孔形成工序中，在設(shè) 定于第二突出材3的表面32的SM1形成下孔Pl。 下孔Pl設(shè)置的目的是為了降低正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌銷G2的插入阻力 (壓入阻力)，在本實施方式中，對在臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的攪拌銷F2 (參照圖4 (a))脫離 時所形成的沖孔H1以未圖示的鉆具作擴(kuò)孔而形成。若利用沖孔H1，則由于可簡化下孔P1 的形成工序，可縮短作業(yè)時間。雖然下孔P1的形態(tài)并無特別限制，但在本實施方式中為圓 筒狀。而且在本實施方式中，雖然在第二突出材3形成下孔P1，但下孔P1的位置并無特別 限制，也可形成于第一突出材2，雖然可形成于對接部J2、 J3，但較為理想的是，如本實施方 式這樣形成于被接合金屬構(gòu)件1的表面A側(cè)所出現(xiàn)的被接合金屬構(gòu)件1的接縫(邊界線) 的延長線上。 而且，在本實施方式中，雖然是以對臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的攪拌銷F2(參照圖 4(a))的沖孔H1作擴(kuò)孔而形成下孔P1的情況為例，但在攪拌銷F2的最大外徑^比正式接 合用旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌銷G2的最小外徑Y(jié)3還大，而且攪拌銷F2的最大外徑X2比攪拌銷G2 的最大外徑L還小(Y3<X2<Y2)的情況下，攪拌銷F2的沖孔H1可直接作為下孔P1。 [OMO] (3)第一正式接合工序 第一正式接合工序是使被接合金屬構(gòu)件1的表面A側(cè)的對接部Jl真正地接合的 工序。在本實施方式的第一正式接合工序中，使用圖4(b)所示的正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G，對臨時接合的狀態(tài)下的對接部Jl從被接合金屬構(gòu)件1的表面A側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌。
如圖7(a) 圖7(c)所示，在第一正式接合工序中，使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的攪 拌銷G2插入(壓入)形成于幵始位置Sm的下孔P1，插入的攪拌銷G2在中途不脫離而移 動至結(jié)束位置E『S卩，在第一正式接合工序中，從下孔P1開始摩擦攪拌，并連續(xù)地進(jìn)行摩 擦攪拌直到結(jié)束位置EM為止。 在此，在第一預(yù)備工序結(jié)束的時間點，由于具有臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的摩擦攪 拌裝置位于第二突出材3的結(jié)束位置EP1的正上方(參照圖6)，若第一正式接合工序的開始 位置為S^具有正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的摩擦攪拌裝置不移動而進(jìn)行第一正式接合工序， 可省略作業(yè)。 而且，在本實施方式中，雖然在第二突出材3上設(shè)置摩擦攪拌的開始位置S^在第 一突出材2上設(shè)置結(jié)束位置E^但開始位置SM1與結(jié)束位置EM1的位置并無限定。
參照圖7(a) 圖7(c)更詳細(xì)地說明第一正式接合工序。 首先，如圖7(a)所示，使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G位于下孔P1(開始位置SM》的正 上方，接著使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G邊作右旋轉(zhuǎn)邊下降而使攪拌銷G2的前端插入下孔Pl。 當(dāng)攪拌銷G2進(jìn)入下孔Pl時，攪拌銷G2的周面(側(cè)面)抵接于下孔Pl的孔壁，金屬從孔壁 開始塑性化流動。當(dāng)達(dá)到此狀態(tài)時，由于塑性化流動的金屬被攪拌銷G2的周面壓退，且攪 拌銷G2被壓入，因此可降低在壓入初期階段的壓入阻力。此外，由于在正式接合用旋轉(zhuǎn)工 具G的肩部Gl抵接于第二突出材3的表面32之前，攪拌銷G2抵接于下孔Pl的孔壁而產(chǎn) 生摩擦熱，因此可縮短達(dá)到塑性化流動的時間。即，降低摩擦攪拌裝置的負(fù)載，此外可縮短 正式接合工序所需要的作業(yè)時間。 如圖7(b)所示，在攪拌銷G2的整體進(jìn)入第二突出材3，而且肩部G1的下端面G11 的整個表面與第二突出材3的表面32接觸之后，邊進(jìn)行摩擦攪拌邊使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具 G朝向被接合金屬構(gòu)件1的對接部Jl的一端作相對移動，而且，橫穿對接部J3而突入對接 部Jl。當(dāng)使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G移動時，該攪拌銷G2周圍的金屬依次塑性化流動，并在 從攪拌銷G2離開的位置上，塑性化流動的金屬再次硬化而形成塑性化區(qū)域(以下稱"表面 側(cè)塑性化區(qū)域Wl")。而且，所謂塑性化區(qū)域包括由旋轉(zhuǎn)工具的摩擦熱加熱而呈現(xiàn)塑性化的 狀態(tài)以及旋轉(zhuǎn)工具通過而回到常溫的狀態(tài)。 雖然正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的移動速度(輸送速度)是對應(yīng)于攪拌銷G2的尺寸、 形狀及被摩擦攪拌的被接合金屬構(gòu)件1等的材質(zhì)及厚度等而設(shè)定，但在大多情況下，設(shè)定 于30 300 (mm/分)的范圍內(nèi)。 在進(jìn)入被接合金屬構(gòu)件1的熱量有可能過大的情況下，最好對正式接合用旋轉(zhuǎn)工 具G的周圍從表面A側(cè)供給水等來進(jìn)行冷卻。而且，當(dāng)冷卻水進(jìn)入第一金屬構(gòu)件la與第二 金屬構(gòu)件lb之間時，雖然可能在接合面(端面lla、llb，參照圖2(b))產(chǎn)生氧化膜，但在本 實施方式中，由于進(jìn)行臨時接合工序而封閉被接合金屬構(gòu)件1間的接縫，冷卻水難以流入 被接合金屬構(gòu)件1之間，因此接合部的質(zhì)量不可能變差。 在被接合金屬構(gòu)件1的對接部Jl，將摩擦攪拌的路徑設(shè)定于被接合金屬構(gòu)件1的 接縫(臨時接合工序中的移動軌跡上)上，通過沿該路徑使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G作相對 移動，從對接部Jl的一端至 一端連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌。使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G相對移 動至對接部Jl的另一端，在進(jìn)行摩擦攪拌的同時橫穿對接部J2，并依此狀態(tài)朝結(jié)束位置EM1作相對移動。 而且，在本實施方式中，由于將摩擦攪拌的開始位置SM1設(shè)定于被接合金屬構(gòu)件1 的表面A側(cè)所出現(xiàn)的被接合金屬構(gòu)件1的接縫(邊界線)的延長線上，第一正式接合工序 中的摩擦攪拌的路徑能成為一直線。若摩擦攪拌的路徑成為一直線，則由于能將正式接合 旋轉(zhuǎn)工具G的移動距離抑制到最小限度，可有效地進(jìn)行第一正式接合工序，而且，可降低正 式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的磨耗量。 在正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G到達(dá)結(jié)束位置EM1時，如圖7 (c)所示，使正式接合用旋轉(zhuǎn) 工具G邊旋轉(zhuǎn)邊上升，從而使攪拌銷G2從結(jié)束位置EM(參照圖7(b))脫離。而且，在結(jié)束 位置EM1上，若使攪拌銷G2朝上方脫離，則不可避免地形成與攪拌銷G2大致相同形狀的沖 孔Ql，但在本實施方式中仍然保留。 正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌銷G2從結(jié)束位置EM1脫離之際的正式接合用旋轉(zhuǎn)工 具G的旋轉(zhuǎn)速度(脫離時的旋轉(zhuǎn)速度)最好比移動時的旋轉(zhuǎn)速度還高。如此，和脫離時的 旋轉(zhuǎn)速度與移動時的旋轉(zhuǎn)速度相同的情況相比較，由于攪拌銷G2的脫離阻力小，可迅速地 進(jìn)行結(jié)束位置EM1的攪拌銷G2的脫離作業(yè)。 而且，在本實施方式中，在第一正式接合工序之前進(jìn)行了第一預(yù)備工序，然而，也
可省略第一預(yù)備工序而在第一準(zhǔn)備工序之后直接進(jìn)行第一正式接合工序。 (4)第二準(zhǔn)備工序 第二準(zhǔn)備工序是在第二預(yù)備工序之前所進(jìn)行的準(zhǔn)備工序。在本實施方式中，包括 將被接合金屬構(gòu)件1的背面B側(cè)朝向上方，并再次設(shè)置于未圖示的摩擦攪拌裝置的被接合 構(gòu)件設(shè)置工序。
(4-1)被接合構(gòu)件再設(shè)置工序 在被接合構(gòu)件再設(shè)置工序中，在解除完成第一正式接合工序的被接合金屬構(gòu)件1 的約束后，將被接合金屬構(gòu)件1的表面背面反轉(zhuǎn)，使背面B側(cè)朝向上方，而再次設(shè)置于摩擦 攪拌裝置的臺架上。在本實施方式中，使被接合金屬構(gòu)件1繞圖1所示的前后軸作半旋轉(zhuǎn)， 使被接合金屬構(gòu)件1的表面背面反轉(zhuǎn)。 在此，圖8(a)是在本實施方式的第二準(zhǔn)備工序的再接合構(gòu)件設(shè)置工序后，從對接 部Jl朝第一金屬構(gòu)件la側(cè)的剖視圖。如圖8(a)所示，在被接合構(gòu)件設(shè)置工序中，被接合 金屬構(gòu)件1的上表面成為背面B，且當(dāng)從對接部Jl側(cè)朝向第一金屬構(gòu)件la時，第二突出材 3位于被接合金屬構(gòu)件1的左側(cè)，第一突出材2位于被接合金屬構(gòu)件1的右側(cè)。
而且，摩擦攪拌裝置不同，也可不解除被接合金屬構(gòu)件1的約束而旋轉(zhuǎn)表面背面。
(5)第二預(yù)備工序 第二預(yù)備工序是在第二正式接合工序之前所進(jìn)行的工序，包括在背面B側(cè)使被 接合金屬構(gòu)件1與第二突出材3的對接部J3接合的(5-1)第二突出材接合工序；使被接合 金屬構(gòu)件1的對接部Jl臨時接合的(5-2)臨時接合工序；使被接合金屬構(gòu)件1與第一突出 材2的對接部J2接合的(5-3)第一突出材接合工序；以及將下孔形成于第二正式接合工序 的摩擦攪拌的開始位置的(5-4)下孔形成工序。而且，在(5-1)第二突出材接合工序、(5-2) 臨時接合工序及(5-3)第一突出材接合工序中，使用臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F。
(5-1)第二突出材接合工序、(5-2)臨時接合工序及(5-3)第一突出材接合工序
(5-1)第二突出材接合工序、(5-2)臨時接合工序及(5-3)第一突出材接合工序
21是與上述第一預(yù)備工序的(2-3)第二突出材接合工序、(2-2)臨時接合工序及(2-1)第一 突出材接合工序大致相同的工序。如圖8(b)所示，使一臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F移動而形成 連續(xù)的移動軌跡(bead)，以對接部J3、J1、J2的順序連續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌。即，插入摩擦攪 拌的開始位置SP2的臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的攪拌銷F2(參照圖4(a))在中途不脫離地移 動至結(jié)束位置Ep2，從而連續(xù)地進(jìn)行(5-1)第二突出材接合工序、(5-2)臨時接合工序以及 (5-3)第一突出材接合工序。而且，結(jié)束位置Ep2成為隨后進(jìn)行的第二正式接合工序的開始 位置SM2。 在此，如圖6所示，在第一預(yù)備工序中，從第一突出材2側(cè)，依次進(jìn)行(2-1)第一突 出材接合工序、(2-2)臨時接合工序以及(2-3)第二突出材接合工序。另一方面，在第二預(yù) 備工序中，當(dāng)從對接部Jl朝向金屬構(gòu)件la側(cè)時，第二突出材3位于被接合金屬構(gòu)件1的 左側(cè)，且由于在第一正式接合工序結(jié)束的時間點，具有正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的摩擦攪拌 裝置位于第二突出材3的上方，從第二突出材3側(cè)依次進(jìn)行(5-1)第二突出材接合工序、 (5-2)臨時接合工序以及(5-3)第一突出材接合工序。如此，由于具有臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具 F的摩擦攪拌裝置的移動距離變小，可使作業(yè)省力。 而且，由于(5-1)第二突出材接合工序、(5-2)臨時接合工序以及(5-3)第一突出
材接合工序的詳細(xì)說明與第一預(yù)備工序大致相同而省略。
(5-4)下孔形成工序 如圖9(a)所示，下孔形成工序是在第二正式接合工序中的摩擦攪拌的開始位置 S形成下孔P2的工序。即，下孔形成工序是在正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌銷G2的插入 預(yù)定位置形成下孔P2的工序。藉此，能降低正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌銷G2的插入阻 力(壓入阻力)。 而且，由于(5-4)下孔形成工序與第一預(yù)備工序的(2-4)下孔形成工序大致相同，
省略其詳細(xì)說明。 (6)第二正式接合工序 第二正式接合工序是使被接合金屬構(gòu)件1的背面B側(cè)的對接部Jl真正接合的工 序。在本實施方式的第二正式接合工序中，使用正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G，對處于臨時接合狀 態(tài)的對接部Jl從被接合金屬構(gòu)件1的背面B側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌。 如圖9(a)及圖9(b)所示，在第二正式接合工序中，將正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的攪 拌銷G2插入(壓入)設(shè)定于第一突出材2的背面23的開始位置S，插入的攪拌銷G2在 中途不脫離而移動至結(jié)束位置E。在第二正式接合工序中，從下孔P2開始進(jìn)行摩擦攪拌， 并連續(xù)地進(jìn)行直到結(jié)束位置E。當(dāng)使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G移動時，其攪拌銷G2的周圍 的金屬依次塑性化流動，并在從攪拌銷G2脫離的位置上，塑性化流動的金屬再次硬化而形 成塑性化區(qū)域(以下稱為"背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2")。 在此，由于在第二預(yù)備工序結(jié)束的時間點，具有臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的摩擦攪 拌裝置位于第一突出材2的結(jié)束位置EP2的正上方(參照圖8 (b))，因此，當(dāng)?shù)诙浇雍?工序的開始位置SM2設(shè)定于第一突出材2的上方時，具有正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的摩擦攪拌 裝置不移動就能進(jìn)行第二正式接合工序，能省略作業(yè)。 關(guān)于第二正式接合工序，由于與第一正式接合工序大致相同，省略其詳細(xì)說明。而 且，在本實施方式中雖然進(jìn)行第二預(yù)備工序，但也可省略第二預(yù)備工序而在第一正式接合
22工序之后直接進(jìn)行第二正式接合工序。
(7)突出材切除工序 在突出材切除工序中，將第一突出材2及第二突出材3從被接合金屬構(gòu)件1切除。 在本實施方式中，將結(jié)束第二正式接合工序的被接合金屬構(gòu)件1從摩擦攪拌裝置的臺架移 開，使用未圖示的切削器具沿著對接部J2、 J3切除第一突出材2及第二突出材3。
圖IO是表示進(jìn)行突出材切除工序后的被接合金屬構(gòu)件1的立體圖。如圖IO所示， 表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl及背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2從第一側(cè)面C橫越第二側(cè)面D側(cè)而連續(xù)地形 成。另一方面，在相對的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W1與背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2之間，形成從第一側(cè) 面C側(cè)橫越至第二側(cè)面D側(cè)的連續(xù)的微小的未塑性化區(qū)域j。 在此，表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W1以及背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2中，在正式接合用旋轉(zhuǎn)工具 G的行進(jìn)方向(參照箭頭V1、V2)左側(cè)，即在第二金屬構(gòu)件lb上，產(chǎn)生從第一側(cè)面C側(cè)橫越 至第二側(cè)面D側(cè)的連續(xù)的隧道狀的空洞缺陷隧道狀的空洞缺陷&、&是由于進(jìn)行摩 擦攪拌接合時產(chǎn)生毛邊，金屬不足所形成的隧道狀的空洞缺陷。 此外，如圖10所示，氧化膜Z工 Z4被巻入表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl及背面?zhèn)人苄曰?區(qū)域W2的兩端。氧化膜Z工 Z4是由于形成于第一側(cè)面C、第二側(cè)面D、第一突出材2以及 第二突出材3的氧化膜巻入被接合金屬構(gòu)件1的內(nèi)部而形成。例如，氧化膜^是由于使正 式接合用旋轉(zhuǎn)工具G作右旋轉(zhuǎn)，將形成于第二側(cè)面D以及第一突出材2的氧化膜巻入，容易 形成于背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2的第二金屬構(gòu)件lb側(cè)。
(8)凹槽形成工序 如圖11所示，凹槽形成工序是在第一側(cè)面C以及第二側(cè)面D上，沿對接部Jl形成 凹槽K的工序。凹槽K在后述的接頭構(gòu)件配置工序中是配置接頭構(gòu)件U的凹狀的槽。凹槽 K在本實施方式中是使用公知的端銑方法，以規(guī)定的寬度、、深度k2從背面B橫越表面A連 續(xù)地形成的。 通過設(shè)置凹槽K，在進(jìn)行后述的接頭構(gòu)件接合工序之際能配置接頭構(gòu)件U，并可除
去氧化膜Z工 Z4(參照圖10)。即凹槽K的寬度、及深度k2只需對應(yīng)于氧化膜Z工 Z4的
尺寸(范圍)而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定即可。在本實施方式中，凹槽K的截面呈矩形，但并不限定于
此，其它形狀也可。為與接頭構(gòu)件U大致無間隙地嵌合，凹槽K的截面形狀最好與接頭構(gòu)件
U的截面形狀大致相同。 (9)第一焊接修補(bǔ)工序 圖12是凹槽形成工序后的第一側(cè)面C側(cè)的俯視圖。如圖12所示，第一焊接修補(bǔ) 工序是對露出于凹槽K的底面kb的未塑性化區(qū)域j通過焊接而進(jìn)行修補(bǔ)的工序。此外，如 本實施方式所示，在隧道狀的空洞缺陷&、&露出底面kb的情況下，最好進(jìn)行該隧道狀空洞 缺陷的修補(bǔ)。 如前所述，在本實施方式中，在凹槽K的底面kb上，在表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl與背 面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2之間露出有未塑性化區(qū)域j。此外，在底面kb上，隧道狀空洞缺陷I^以 及隧道狀空洞缺陷R2分別露出于表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl以及背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2。
因此，通過對未塑性化區(qū)域j的全長以焊接金屬1\進(jìn)行焊接而將間隙封閉。此外， 通過對隧道狀空洞缺陷&、&進(jìn)行焊接，利用焊接金屬T2封閉間隙。如此，通過預(yù)先填埋露 出底面kb的間隙(空隙)，能提高第一側(cè)面C及第二側(cè)面D之間的氣密性及水密性。
第一焊接修補(bǔ)工序中的焊接種類沒有特殊要求，但最好是在例如MIG焊接、TIG焊 接等進(jìn)行突起焊接之后，將突出于凹槽K的底面kb的突起部切除，使底面kb平滑。通過使 底面kb形成平滑，在將后述接頭構(gòu)件U配置于凹槽K之際，能縮小接頭構(gòu)件U與凹槽K的 底面kb的間隙。 而且，由于在表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl及背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)W2的內(nèi)部可能形成未露出 底面kb的空洞缺陷，因此，也可對表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W1及背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2的整個表 面進(jìn)行預(yù)備性的焊接修補(bǔ)。
(10)第三準(zhǔn)備工序 第三準(zhǔn)備工序是在第一接頭構(gòu)件接合工序之前所進(jìn)行的工序。在本實施方式中，
第三準(zhǔn)備工序包括在凹槽K配置第一接頭構(gòu)件U(U1)的(10-1)第一接頭構(gòu)件配置工序；
在被接合金屬構(gòu)件1的兩側(cè)面配置第一突出材2及第二突出材3的(10-2)突出材配置工
序；通過焊接第一突出材2與第二突出材3而與被接合金屬構(gòu)件1臨時接合的(10-3)臨時
焊接工序；以及將配置有突出材的被接合金屬構(gòu)件1設(shè)置于摩擦攪拌裝置的臺架的(10-4)
被接合金屬構(gòu)件設(shè)置工序。 (10-1)第一接頭構(gòu)件配置工序 如圖13及圖14所示，第一接頭構(gòu)件配置工序是將第一接頭構(gòu)件U1配置于形成于 第一側(cè)面C的凹槽K的工序。以下，對第一接頭構(gòu)件U1的構(gòu)造做詳細(xì)的說明。
如圖13所示，第一接頭構(gòu)件U1是截面呈長方形的板狀構(gòu)件，長度方向的兩端面與 表面A及背面B齊平。如圖14(a)所示，第一接頭構(gòu)件U1的寬度^與凹槽K的寬度、大 致相同，第一接頭構(gòu)件U1的厚度A與凹槽K的厚度^大致相同。此外，第一接頭構(gòu)件U1 的側(cè)面uc、 ud與凹槽K的壁面kc、 kd對接而配置。 即，如圖14(a)及圖14(b)所示，第一接頭構(gòu)件U1的上表面ua與第一側(cè)面C齊 平，并在第一接頭構(gòu)件U1的側(cè)面uc和凹槽K的壁面kc形成第一對接部J4。此外，在第一 接頭構(gòu)件Ul的側(cè)面ud和凹槽K的壁面kd形成第二對接部J5。即，第一對接部J4是由第 一接頭構(gòu)件U1與第一金屬構(gòu)件la所形成的部分。此外，第二對接部J5是由第一接頭構(gòu)件 Ul與第二金屬構(gòu)件lb所形成的部分。此外，由第一接頭構(gòu)件U1的下表面ub與凹槽K的底 面kb形成邊界部J6。此外，在第一接頭構(gòu)件U1的上表面ua，將包含長度方向的中心線的 部分作為中央部J7。 而且，雖然在本實施方式中，第一接頭構(gòu)件U1由與被接合金屬構(gòu)件l相同的金屬
構(gòu)件所構(gòu)成，但并不限定于此，例如也可為鋁、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。
(10-2)突出材配置工序 如圖15(a)所示，在突出材配置工序中，沿著表面A中的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl配 置第一突出材2，使其抵接面21抵接于表面A。而且，沿著背面B中的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2 配置第二突出材3，使其抵接面31抵接于背面B。 而且，雖然未具體地圖示，第一突出材2以及第二突出材3的表面與被接合金屬構(gòu) 件1的第一側(cè)面C齊平。此外，第一突出材2與第二突出材3的背面與被接合金屬構(gòu)件1 的第二側(cè)面D齊平。通過將第一突出材2及第二突出材3添設(shè)于被接合金屬構(gòu)件1，能容易 地設(shè)定旋轉(zhuǎn)工具的開始位置(插入位置)，并能迅速地進(jìn)行摩擦攪拌接合。
(10-3)臨時焊接工序 如圖15(a)所示，在臨時焊接工序中，對由被接合金屬構(gòu)件1與第一突出材2所形 成的內(nèi)側(cè)角部2a、2b進(jìn)行焊接，從而對被接合金屬構(gòu)件1與第一突出材2進(jìn)行臨時接合。此 外，對由被接合金屬構(gòu)件1與第二突出材3所形成的內(nèi)側(cè)角部3a、3b進(jìn)行焊接，從而對被接 合金屬構(gòu)件1與第二突出材3進(jìn)行臨時接合。
(10-4)被接合金屬構(gòu)件設(shè)置工序 如圖15(a)所示，在被接合金屬構(gòu)件設(shè)置工序中，將被接合金屬構(gòu)件設(shè)置于未圖 示的摩擦攪拌裝置的臺架上，以使第一側(cè)面C位于上表面，而且從俯視方向看，第一突出材 2位于左側(cè)。 而且，在第三準(zhǔn)備工序中，在本實施方式中如上所述地進(jìn)行，但例如也可在被接合
金屬構(gòu)件設(shè)置工序之后進(jìn)行第一接頭構(gòu)件配置工序。
(11)第一接頭構(gòu)件接合工序 如圖15及圖16所示，第一接頭構(gòu)件接合工序是對配置于第一側(cè)面C的第一接頭 構(gòu)件U1進(jìn)行摩擦攪拌接合的工序。在本實施方式中，第一接頭構(gòu)件接合工序包括沿著第 一對接部J4進(jìn)行摩擦攪拌接合的(11-1)第一對接接合工序；沿著中央部J7進(jìn)行摩擦攪拌 接合的(11-2)中央部接合工序；以及沿第二對接部J5進(jìn)行摩擦攪拌接合的(11-3)第二對 接部接合工序。 第一接頭構(gòu)件接合工序是從開始位置至結(jié)束位置使旋轉(zhuǎn)工具不脫離地以連續(xù)的 軌跡進(jìn)行摩擦攪拌接合的工序。而且，在第一接頭構(gòu)件接合工序中，使用小繞轉(zhuǎn)比較有效的 臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具。在本實施方式中，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F作右旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行摩擦攪 拌接合。
(11-1)第一對接部接合工序 第一對接部接合工序是從形成于第一突出材2的表面的開始位置SM3沿著第一對 接部J4至折返點f2為止進(jìn)行摩擦攪拌接合的工序。在開始位置SM3推壓臨時接合用旋轉(zhuǎn) 工具F之后，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F朝向第一對接部接合工序的起點^做相對移動。然 后，在起點^不脫離而依此狀態(tài)橫穿對接部J8，移動至折返點f2。將在第一對接部接合工 序中所形成的塑性化區(qū)域作為第一側(cè)面塑性化區(qū)域Wl。 在此，如圖15(b)所示，第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域巧的深度wa與第一接頭構(gòu)件Ul的 厚度u2最好設(shè)定成wa > u2。藉此，能橫越第一對接部J4的厚度方向的全長而進(jìn)行摩擦攪 拌接合。 而且，臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的埋設(shè)深度p以攪拌銷F2的長度L2和臨時接合用旋 轉(zhuǎn)工具F的壓入量q(從第一側(cè)面C至肩部Fl的下表面的距離)表示為p = L2+q。例如， 埋設(shè)深度P與第一接頭構(gòu)件Ul的厚度u2的關(guān)系若設(shè)定成p > u2，則能更可靠地進(jìn)行摩擦 攪拌接合。 此外，如圖15(b)所示，臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的肩部F1的外徑&與第一接頭構(gòu) 件U1的寬度^的關(guān)系最好設(shè)定為3X^ > Ul。通過這種設(shè)定，能對第一接頭構(gòu)件U1的上 表面ua的整個表面進(jìn)行摩擦攪拌接合。 在本實施方式中，折返點f2設(shè)定于第一接頭構(gòu)件U1內(nèi)。即，從俯視方向看折返點 f2位于背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2內(nèi)，從背面B至折返點f2的距離&與臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的肩部F1的外徑&(參照圖4(a))的關(guān)系最好設(shè)定成X乂2〈d"通過將折返點&這樣設(shè)
定，使得臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F能不碰觸背面B。藉此，由于形成于背面B的氧化膜巻入第
一接頭構(gòu)件Ul側(cè)，因此能形成氣密性及水密性高的被接合金屬構(gòu)件1。 此外，在本實施方式中，雖然折返點&設(shè)于被接合金屬構(gòu)件1內(nèi)，但并不限定于
此，也可設(shè)于第二突出材3。
(11-2)中央部接合工序 中央部接合工序是從中央部接合工序的起點f3沿著中央部J7至中央部接合工序 的折返點f4連續(xù)進(jìn)行摩擦攪拌接合的工序。即，在第一對接部接合工序結(jié)束之后，使臨時 接合用旋轉(zhuǎn)工具F不脫離而與背面B大致平行地移動，從折返點f2至起點f3進(jìn)行摩擦攪拌 接合。然后，在到達(dá)起點&之后，沿著中央部J7(對接部J1)進(jìn)行摩擦攪拌接合。藉此，在 第一接頭構(gòu)件U1的中央部分，能進(jìn)行摩擦攪拌接合。 此外，如圖15(b)所示，在中央部接合工序中所形成的第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域^ 的深度冊設(shè)定成比第一接頭構(gòu)件U的厚度u2還大。而且，設(shè)定中央部接合工序的起點f3 使其從俯視方向看位于背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2內(nèi)，設(shè)定折返點&使其從俯視方向看位于表 面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W1內(nèi)。藉此，由于能橫越未塑性化區(qū)域j的全長而進(jìn)行摩擦攪拌接合，能 更可靠地封閉間隙。 在本實施方式中，中央部接合工序的折返點f4設(shè)定于第一接頭構(gòu)件Ul內(nèi)。S卩，折 返點f4從俯視方向看設(shè)定于表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl內(nèi)，從表面A至折返點f4的距離d2與臨 時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的肩部F1的外徑&(參照圖4(a))的關(guān)系最好是&/2<(12。通過如 此設(shè)定折返點f4，使得臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F無法碰觸表面A。藉此，由于在表面A形成的 氧化膜巻入第一接頭構(gòu)件U1側(cè)，因此能形成氣密性及水密性高的被接合金屬構(gòu)件1。
(11-3)第二對接部接合工序 第二對接部接合工序是從第二對接部的起點f5沿著第二對接部J5至結(jié)束位置EM3 而連續(xù)進(jìn)行摩擦攪拌接合的工序。即，在中央部接合工序結(jié)束之后，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具 F不脫離而與表面A大致平行地移動，從折返點f4至起點f5為止進(jìn)行摩擦攪拌接合。到達(dá) 起點&之后，沿著第二對接部J5進(jìn)行摩擦攪拌接合。然后，在到達(dá)第二對接部接合工序的 終點f6之后，依此狀態(tài)橫穿對接部J9而移動至結(jié)束位置EM3，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F從第 二突出材3脫離。 如圖15(b)所示，在第二對接部接合工序中所形成的第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域^的 深度wa比第一接頭構(gòu)件的厚度112還大。藉此，能橫越第二對接部J5的厚度方向的全長而 進(jìn)行摩擦攪拌接合。 從俯視方向看，上述第一接頭構(gòu)件接合工序中形成如圖16的軌跡。即，第一接頭 構(gòu)件U1除第一接頭構(gòu)件U1的兩端的局部以外被第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域巧 ^所覆蓋。 此外，如圖15(b)所示，第一接頭構(gòu)件U1的整個截面在第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域巧 ^進(jìn)行 摩擦攪拌。 在第一接頭構(gòu)件接合工序中，如本實施方式所述，形成于凹槽K的底面kb與第一 接頭構(gòu)件U的下面ub的邊界部J6最好能被橫越整個表面地進(jìn)行摩擦攪拌接合。藉此，由 于凹槽K的底面kb被表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl、背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2以及第一側(cè)面測塑性化 區(qū)域Wl w3摩擦攪拌，因此，能無間隙且可靠地封閉對接部Jl 。
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而且，如圖14 (b)所示，凹槽K的寬度、與背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2的寬度n最好形 成、< n。藉此，由于第一接頭構(gòu)件Ul的寬度Ul能設(shè)定成較小，因此能提高作業(yè)效率。
S卩，在本實施方式中，由于第一接頭構(gòu)件U1的寬度^與臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的 肩部F1的外徑^的關(guān)系是以三次(來回一次半)進(jìn)行摩擦攪拌接合，但并不限定于此，在 第一接頭構(gòu)件U的寬度Ul與肩部的外徑&的長度接近的情況下，也可進(jìn)行一次或二次。
另一方面，在第一接頭構(gòu)件U的寬度^與肩部的外徑^的長度差變大的情況下， 也可進(jìn)行四次以上。此外，不一定是以直線的軌跡進(jìn)行，以鋸齒狀的軌跡進(jìn)行摩擦攪拌接合 也可。
(12)第四準(zhǔn)備工序 第四準(zhǔn)備工序是在第二接頭構(gòu)件接合工序之前進(jìn)行的工序。在本實施方式中，第 四準(zhǔn)備工序包括將第二接頭構(gòu)件U(U2)配置于凹槽K的(12-1)第二接頭構(gòu)件配置工序； 將配置有第二接頭構(gòu)件U2的被接合金屬構(gòu)件1設(shè)置于摩擦攪拌裝置的(12-2)被接合金屬 構(gòu)件設(shè)置工序。由于第四準(zhǔn)備工序與第三準(zhǔn)備工序大致相同，因此簡單地做說明。
(12-1)第二接頭構(gòu)件配置工序 首先，在第一接頭構(gòu)件接合工序結(jié)束之后，將固定于未圖示的摩擦攪拌裝置的臺 架上的被接合金屬構(gòu)件1拆下，將第二側(cè)面D側(cè)朝上，將第二接頭構(gòu)件U2配置于形成于第 二側(cè)面D的凹槽K。 (12-2)被接合金屬構(gòu)件設(shè)置工序 然后，如圖17所示，在從俯視方向看被接合金屬構(gòu)件1的情況下，將被接合金屬構(gòu) 件1設(shè)置于未圖示的摩擦攪拌裝置上，使第二突出材3配置于左側(cè)，第一突出材2配置于右 而且，也可在進(jìn)行(12-2)被接合金屬構(gòu)件設(shè)置工序之后，進(jìn)行(12-1)第二接頭構(gòu) 件配置工序。
(13)第二接頭構(gòu)件接合工序 如圖17所示，第二接頭構(gòu)件接合工序是在配置于第二側(cè)面D的第二接頭構(gòu)件U2 上進(jìn)行摩擦攪拌的工序。在本實施方式中，第二接頭構(gòu)件接合工序包括對第二對接部J5' 進(jìn)行摩擦攪拌的(13-1)第二對接部接合工序；對中央部J7進(jìn)行摩擦攪拌接合的(13-2)中 央部接合工序；對第一對接部J4'進(jìn)行摩擦攪拌接合的(13-3)第一對接部接合工序。
如圖17所示，第二接頭構(gòu)件接合工序中，從設(shè)定于第一突出材2的表面的開始位 置SM4至設(shè)定于第二突出材3的表面的結(jié)束位置EM4為止，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F不脫離 而以連續(xù)軌跡進(jìn)行摩擦攪拌接合。 在第一接頭構(gòu)件接合工序結(jié)束的時間點從俯視方向看接合金屬構(gòu)件1時，未圖示 的摩擦攪拌裝置配置于被接合金屬構(gòu)件1的右側(cè)。因此，第二接頭構(gòu)件接合工序的開始位 置SM4最好設(shè)定于第二突出材3的表面。藉此，能省略摩擦攪拌裝置的動作而提高作業(yè)效 率。 由于(13-1)第二對接部接合工序、(13-2)中央部接合工序以及(13-3)第一對接 部接合工序分別是上述(11-3)第二對接部接合工序、(11-2)中央部接合工序以及(11-1) 第一對接部接合工序從相反側(cè)進(jìn)行摩擦攪拌的工序，因此省略詳細(xì)的說明。而且，在第二接 頭構(gòu)件接合工序中形成的塑性化區(qū)域分別是第二側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域巧' 。
(14)突出材切除工序 在突出材切除工序中，將第一突出材2及第二突出材3從被接合金屬構(gòu)件1切除。 在本實施方式中，將第二接頭構(gòu)件接合工序結(jié)束后的被接合金屬構(gòu)件1從摩擦攪拌裝置的 臺架取下，使用未圖示的切削器具沿著第一突出材2與被接合金屬構(gòu)件1的對接部J8以及 第二突出材3與被接合金屬構(gòu)件1的對接部J9將第一突出材2及第二突出材3切除。
(14)第二焊接修補(bǔ)工序 第二焊接修補(bǔ)工序是對在第一接頭構(gòu)件接合工序及第二接頭構(gòu)件接合工序中所 形成的第一側(cè)面塑性化區(qū)域巧、w3以及在第二側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域巧'及w/形成的隧道狀 空洞缺陷及氧化膜通過焊接而進(jìn)行修補(bǔ)的工序。 g卩，如圖18所示，可能在第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域巧的表面A，從表面A至背面B側(cè) 形成連續(xù)的隧道狀空洞缺陷i>因此，通過對隧道狀空洞缺陷巧進(jìn)行焊接來以焊接金屬T3 封閉隧道狀空洞缺陷巧，并能斷開表面A及背面B。 此外，在表面A的第一側(cè)面塑性化區(qū)域Wl中，可能會通過臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F橫 穿表面A而形成氧化膜Zl。因此，通過對氧化膜Zl進(jìn)行焊接，以焊接金屬T4封閉氧化膜Zl 的空隙。 如此，通過在第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl焊接露出表面A的隧道狀空洞缺陷巧以及 氧化膜^而封閉，從而能形成氣密性及水密性更高的被接合金屬構(gòu)件1。而且，在第一側(cè)面 側(cè)塑性化區(qū)域Wy第二側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域、第二側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域w3'中，也可形成隧道 狀空洞缺陷及氧化膜。在這種情況下，與第一側(cè)面測塑性化區(qū)域巧同樣分別可進(jìn)行第二焊 接修補(bǔ)工序。 而且，如圖18所示，第一接頭構(gòu)件U1中，也可對對接部J5及邊界部J6進(jìn)行焊接， 從而封閉第二對接部J5及邊界部J6的間隙。藉此，能形成氣密性及水密性更高的被接合 金屬構(gòu)件l。 如以上的說明，根據(jù)本實施方式的接合方法，通過在被接合金屬構(gòu)件1的第一側(cè) 面C及第二側(cè)面D形成凹槽K，能除去可能被巻入被接合金屬構(gòu)件1的側(cè)面的氧化膜Z工 Z4。此外，通過將接頭構(gòu)件U配置于露出凹槽K(形成于第一側(cè)面C及第二側(cè)面D)的未塑 性化區(qū)域j、空洞缺陷&及^，并對接頭構(gòu)件U與凹槽K的第一對接部J4、中央部J7以及 第二對接部J5進(jìn)行摩擦攪拌接合，能封閉未塑性化區(qū)域j、空洞缺陷&及R2。藉此，可提高 被接合金屬構(gòu)件1的兩側(cè)間的氣密性及水密性，并能制出高質(zhì)量的產(chǎn)品。
此外，在本實施方式中，由于接頭構(gòu)件U的兩端面與表面A及背面B齊平，因此能 可靠地斷開露出凹槽K的底面kb的隧道狀空洞缺陷&、 R2，并能使被接合金屬構(gòu)件1的表 面A及背面B形成平坦?fàn)?。此外，通過經(jīng)由接頭構(gòu)件U而進(jìn)行摩擦攪拌接合，能提高對接部 Jl的接合強(qiáng)度。 以上雖然對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限于上述方式，可做適當(dāng) 的變更。例如，在本實施方式中，雖然對第一側(cè)面C及第二側(cè)面D的兩側(cè)面進(jìn)行接頭構(gòu)件接 合工序，但也可對任一側(cè)的側(cè)面進(jìn)行接頭構(gòu)件接合工序。此外，工序順序只是舉例說明，也 可以適當(dāng)?shù)刈兏樞颉?此外，如圖19所示，也可根據(jù)接頭構(gòu)件U'的寬度Ul與臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的肩 部F1的外徑^的關(guān)系，對第一對接部J4及第二對接部J5僅進(jìn)行二次摩擦攪拌接合。藉此，由于能減少工序，能更迅速地接合。 此外，在本實施方式中，雖然使用第一突出材2及第二突出材3，但不使用這些構(gòu)
件也可進(jìn)行摩擦攪拌接合。 實施方式二 接著，說明本發(fā)明的實施方式二。 如圖20所示，實施方式二的接合方法的特征是，使由第一金屬構(gòu)件la及第二金屬 構(gòu)件lb對接而成的被接合金屬構(gòu)件1的表面A及背面B通過摩擦攪拌而接合，并對被接合 金屬構(gòu)件1的兩側(cè)面，在插入修補(bǔ)構(gòu)件201 203后，沿該修補(bǔ)構(gòu)件201 203通過摩擦攪 拌而接合。 由于實施方式二的接合方法中的第一金屬構(gòu)件la、第二金屬構(gòu)件lb、被接合金屬 構(gòu)件1、第一突出材2及第二突出材3與實施方式一大致相同，而省略其說明。
以下，詳細(xì)說明本實施方式的接合方法。本實施方式的接合方法包括(1)第一準(zhǔn) 備工序、(2)第一預(yù)備工序、(3)第一正式接合工序、(4)第二準(zhǔn)備工序、(5)第二預(yù)備工序、 (6)第二正式接合工序、(7)突出材切除工序、(8)修補(bǔ)構(gòu)件插入工序、(9)第一側(cè)面正式接 合工序、(10)第二側(cè)面正式接合工序。由于從(1)第一準(zhǔn)備工序至(7)突出材切除工序與 實施方式一大致相同，省略其詳細(xì)說明。
(8)修補(bǔ)構(gòu)件插入工序 如圖21所示，修補(bǔ)構(gòu)件插入工序是對被接合金屬構(gòu)件1的側(cè)面插入各修補(bǔ)構(gòu)件的 工序。在本實施方式中，修補(bǔ)構(gòu)件插入工序包括在隧道狀空洞缺陷Rp 1 2形成槽孔212、 213的槽孔形成工序；在未塑性化區(qū)域j形成凹部211的凹部形成工序；以及將各修補(bǔ)構(gòu)件 插入槽孔212、213及凹部211的修補(bǔ)構(gòu)件插入工序。 如圖22所示，在槽孔形成工序中，在出現(xiàn)于第一側(cè)面C及第二側(cè)面D(圖示省略) 的隧道狀空洞缺陷Rp R2的周圍以公知的端銑方式等切削至規(guī)定的深度而形成槽孔212、 213。槽孔212、213在本實施方式中為大致相同尺寸。雖然槽孔212、213形成圓柱狀，但其 形狀并無限定。 而且，即使隧道狀空洞缺陷Rl、 R2不出現(xiàn)在第一側(cè)面C及第二側(cè)面D (不露出)， 由于有時空洞缺陷存在于內(nèi)部，也可在第一側(cè)面C及第二側(cè)面D的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W1及 背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2的第二金屬構(gòu)件lb側(cè)的適當(dāng)位置形成槽孔212、213。
如圖21及圖22所示，凹部形成工序是對出現(xiàn)于第一側(cè)面C及第二側(cè)面D的未塑 性化區(qū)域j的周圍以公知的端銑等切削而形成凹部211的工序。在本實施方式中，凹部211 從俯視方向看呈長圓狀，并以規(guī)定的深度形成。雖然凹部211的形狀并無限定，但最好在未 塑性化區(qū)域j的全長連續(xù)地形成，并與表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl及背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2重疊。 而且，在本實施方式中，凹部211的深度與槽孔212、213的深度相同。 而且，如圖22(b)所示，最好使從對接部Jl至隧道狀空洞缺陷&的中心的距離與 從對接部Jl至凹部211的一側(cè)的長邊211a為止的距離大致相等。藉此，在后述的側(cè)面正 式接合工序中，能使摩擦攪拌的路徑形成一直線。 如圖22所示，在修補(bǔ)構(gòu)件插入工序中，將第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202、第二空洞部修 補(bǔ)構(gòu)件203插入槽孔212、213，并將凹部修補(bǔ)構(gòu)件201插入凹部211。第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件 202及第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203與被接合金屬構(gòu)件1具有相同的組成，并與槽孔212、213的形狀大致相同。藉此，第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202、第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203大體無間隙地配 置于槽孔212、213。 此外，凹部修補(bǔ)構(gòu)件201與被接合金屬構(gòu)件1為相同的組成，并與凹部211的形狀 大致相同。藉此，凹部修補(bǔ)構(gòu)件201大體無間隙地配置于凹部211。 而且，雖然凹部修補(bǔ)構(gòu)件201、第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202及第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件 203的表面與第一側(cè)面C齊平，但并無限定，也可增加各構(gòu)件的厚度使得各構(gòu)件從第一側(cè)面 C突出。此外，雖然在說明中以第一側(cè)面C為例，但在第二側(cè)面D也可同樣地進(jìn)行槽孔形成 工序、凹部形成工序以及修補(bǔ)構(gòu)件插入工序。 [(X305] (9)第一側(cè)面正式接合工序 如圖23所示，在第一側(cè)面正式接合工序中，對第一側(cè)面C使用臨時接合用旋轉(zhuǎn)工 具F進(jìn)行摩擦攪拌。第一側(cè)面正式接合工序包括在被接合金屬構(gòu)件1配置一對突出材的 突出材配置工序；對第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203進(jìn)行摩擦攪拌的第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件摩擦攪 拌工序；對凹部修補(bǔ)構(gòu)件201與被接合金屬構(gòu)件1的對接部J2進(jìn)行摩擦攪拌的凹部修補(bǔ)構(gòu) 件摩擦攪拌工序；以及對第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202進(jìn)行摩擦攪拌的第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件摩 擦攪拌工序。 在突出材配置工序中，在被接合金屬構(gòu)件1的背面B配置第一突出材4，在表面A 配置第二突出材5。第一突出材4及第二突出材5的兩端面與被接合金屬構(gòu)件1的第一側(cè) 面C與第二側(cè)面D(圖示省略)齊平。此外，通過對被接合金屬構(gòu)件1與第一突出材4及第 二突出材5焊接而進(jìn)行臨時接合。 如圖23(a)所示，在第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件摩擦攪拌工序中，對第二空洞部修補(bǔ)構(gòu) 件203進(jìn)行摩擦攪拌。在本實施方式中，將臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F插入設(shè)定于第一突出材 4的開始位置S^，在攪拌銷F2的整體進(jìn)入第一突出材4，而且肩部Fl的下端面Fll的整個 表面與第一突出材4的表面接觸后，朝被接合金屬構(gòu)件1側(cè)做相對移動，此外，橫穿對接部 J4在第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203上移動。 在此，如圖23(b)所示，在第一側(cè)面正式接合工序中形成的第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū) 域W3最好是形成為第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203全部包含于第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3的內(nèi) 部。藉此，第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203與槽孔213的底面及側(cè)面的對接部(對接面)被全部 摩擦攪拌，從而能可靠地封閉隧道狀空洞缺陷R2。 在臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F通過第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203之后，依此狀態(tài)移至凹部 修補(bǔ)構(gòu)件摩擦攪拌工序。在凹部修補(bǔ)構(gòu)件摩擦攪拌工序中沿著凹部修補(bǔ)構(gòu)件201的外周連 續(xù)地進(jìn)行摩擦攪拌。即，沿著第二金屬構(gòu)件lb與凹部修補(bǔ)構(gòu)件201的對接部J20a、第一金 屬構(gòu)件la與凹部修補(bǔ)構(gòu)件201的對接部J20b使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F做相對移動而進(jìn)行 摩擦攪拌。由于第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3的深度比凹部211的深度大，因此能摩擦攪拌對 接部J20的深度方向的全長。 如圖23(c)所示，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F沿凹部修補(bǔ)構(gòu)件201的外周移動一圈， 在對對接部J20a及對接部J20b的摩擦攪拌結(jié)束之后，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F不脫離，而 依此狀態(tài)再度沿著對接部J20a進(jìn)行摩擦攪拌，在第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202上移動，而移至 第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件摩擦攪拌工序。雖然并無具體的圖示，但在第一側(cè)面正式接合工序中 所形成的第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3最好包含第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202的全部。S卩，第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202與槽孔212的底面及側(cè)面的對接部最好被摩擦攪拌。藉此，能可靠地封 閉隧道狀空洞缺陷Ri的端部。 然后，在臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F通過第一空洞修補(bǔ)構(gòu)件202上之后，依此狀態(tài)橫穿 對接部J5，在設(shè)定于第二突出材5的結(jié)束位置EM3使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F脫離。
而且，在本實施方式中，雖然僅對凹部修補(bǔ)構(gòu)件201的外周進(jìn)行摩擦攪拌，但并不 限定于此，也可對凹部修補(bǔ)構(gòu)件201的整個表面進(jìn)行摩擦攪拌。此時，最好對凹部211的底 面與凹部修補(bǔ)構(gòu)件201的對接部全部進(jìn)行摩擦攪拌。藉此，能進(jìn)一步提高水密性及氣密性。
此外，在第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件摩擦攪拌工序、第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件摩擦攪拌工序 中，由于第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202及第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203的直徑比第一側(cè)面?zhèn)人苄曰?區(qū)域W3的寬度(與臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的肩部Fl的外徑&大致相等)還小，以臨時接 合用旋轉(zhuǎn)工具F通過第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202及第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203而進(jìn)行摩擦攪 拌。但是，在第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202及第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203的直徑比旋轉(zhuǎn)工具的肩 部的外徑還大的情況下，也可使旋轉(zhuǎn)工具沿著第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202及第二空洞部修補(bǔ) 構(gòu)件203的外周移動而進(jìn)行摩擦攪拌。此外，在這種情況下，也可使旋轉(zhuǎn)工具往復(fù)而橫越第 一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202及第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203的整個表面進(jìn)行摩擦攪拌。
(9)第二側(cè)面正式接合工序 在第二側(cè)面正式接合工序中，雖然并未具體地圖示，但對第二側(cè)面D使用臨時接 合用旋轉(zhuǎn)工具F進(jìn)行摩擦攪拌。在第二側(cè)面正式接合工序中形成的塑性化區(qū)域以下稱為第 二側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域(圖示省略)。由于第二側(cè)面正式接合工序除對第二側(cè)面D進(jìn)行摩擦 攪拌之外，其余與第一側(cè)面正式接合工序大致相同，因此省略其詳細(xì)的說明。而且，在本實 施方式中，作為側(cè)面正式接合工序，雖然從被接合金屬構(gòu)件1的兩側(cè)面進(jìn)行第一側(cè)面正式 接合工序以及第二側(cè)面正式接合工序，但僅進(jìn)行其中之一即可。此外，在本實施方式的側(cè)面 正式接合工序中，雖然使用臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F，但也可使用其它尺寸的旋轉(zhuǎn)工具。
根據(jù)以上說明的接合方法，由于將凹部修補(bǔ)構(gòu)件201插入形成于被接合金屬構(gòu)件 l的側(cè)面的凹部211，因此能封閉未塑性化區(qū)域j。此外，由于將第一空洞部修補(bǔ)構(gòu)件202及 第二空洞部修補(bǔ)構(gòu)件203分別插入槽孔212、213，因此能封閉空洞缺陷&、&的端部。然后， 由于在側(cè)面正式接合工序中，對凹部修補(bǔ)構(gòu)件201、第一空洞修補(bǔ)構(gòu)件202及第二空洞修補(bǔ) 構(gòu)件203與被接合金屬構(gòu)件1的對接部進(jìn)行摩擦攪拌，因此能提高被接合金屬構(gòu)件1的氣 密性及水密性。此外，由于凹部211與表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W1及背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2重疊， 因此，第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3與表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl及背面?zhèn)人苄詤^(qū)域區(qū)域W2能重 疊。藉此，由于未塑性化區(qū)域j (參照圖8)全部被封閉，因此能進(jìn)一步提高氣密性及水密性。
此外，由于在第一側(cè)面正式接合工序及第二側(cè)面正式接合工序中，暫時插入的臨 時接合用旋轉(zhuǎn)工具F在中途不脫離而以連續(xù)的軌跡進(jìn)行摩擦攪拌，因此能提高作業(yè)性。
在此，在對隧道狀空洞缺陷Rp R2進(jìn)行摩擦攪拌之際，若不使用各修補(bǔ)構(gòu)件，由于 用來充填于隧道狀空洞缺陷Ri、R2的金屬不足，在第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3的表面不可避 免地形成的溝槽可能會變大。但是，如本實施方式，通過插入第一空洞修補(bǔ)構(gòu)件202以及第 二空洞修補(bǔ)構(gòu)件203能彌補(bǔ)金屬的不足。 以上雖然對本發(fā)明的實施方式做了說明，但在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可做 適當(dāng)?shù)淖兏?。而且，在以下的說明中，省略與實施方式二相同的說明。
實施方式三 接著，說明本發(fā)明的實施方式三。 在實施方式二中，將凹部修補(bǔ)構(gòu)件201、第一空洞修補(bǔ)構(gòu)件202以及第二空洞修補(bǔ) 構(gòu)件203插入凹部211、槽孔212以及槽孔213，但如實施方式三所示，例如也可對凹部211， 槽孔212、213進(jìn)行焊接而進(jìn)行焊接金屬充填工序。 雖然無具體的圖示，但在第三實施方式中，焊接金屬充填工序包括在隧道狀空洞 缺陷形成槽孔的槽孔形成工序；在未塑性化區(qū)域形成凹部的凹部形成工序；以及將焊接金 屬充填于槽孔及凹部的焊接金屬充填工序。由于槽孔形成工序及凹部形成工序與實施方式 二大致相同，因此省略其說明。 在焊接金屬充填工序中，進(jìn)行例如TIG焊接或MIG焊接等突起焊接，只需將焊接金 屬充填于凹部211，槽孔212、213(參照圖22)即可。此外，在側(cè)面正式接合工序中，通過對 凹部211，槽孔212、213與上述焊接金屬的邊界面全部進(jìn)行摩擦攪拌，能提高被接合金屬構(gòu) 件1的氣密性及水密性。此外，由于邊推壓焊接金屬邊進(jìn)行摩擦攪拌，能進(jìn)一步提高氣密性 及水密性。 而且，在實施方式二的情況下進(jìn)行突起焊接，最好切削從第一側(cè)面C(第二側(cè)面D) 突出的焊接金屬而平滑地形成第一側(cè)面C (第二側(cè)面D)。此外，也可組合實施方式二中的修 補(bǔ)構(gòu)件插入工序與實施方式三中的焊接金屬充填工序而進(jìn)行接合。 此外，例如也可在凹部形成工序之前，在第一側(cè)面C及第二側(cè)面D中，使用臨時接 合用旋轉(zhuǎn)工具F對對接部Jl以及突出材與被接合金屬構(gòu)件1的對接部進(jìn)行臨時接合。此 外，在被接合金屬構(gòu)件1的厚度變薄，表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W1與背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2重疊的 情況下，可不使用凹部211及凹部修補(bǔ)構(gòu)件201。 此外，在表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W1與背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2形成有氧化膜的情況下，最
好通過焊接而封閉該氧化膜，從而提高被接合金屬1的水密性及氣密性。 此外，在本實施方式中以旋轉(zhuǎn)工具作右旋轉(zhuǎn)的情況為例做了說明，在使旋轉(zhuǎn)工具
作左旋轉(zhuǎn)的情況下，可能在旋轉(zhuǎn)工具的行進(jìn)方向右側(cè)形成隧道狀空洞缺陷。即，可根據(jù)旋轉(zhuǎn)
工具的旋轉(zhuǎn)方向及行進(jìn)方向合適地設(shè)定進(jìn)行摩擦攪拌的區(qū)域。此外，在本實施方式中，切削
隧道狀空洞缺陷的周邊而形成槽孔，但并不限于此，可依此狀態(tài)將空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入隧
道狀空洞缺陷中。 實施方式四 接著，對本發(fā)明的實施方式四做說明。 如圖24所示，實施方式四的接合構(gòu)造物的制造方法是使第一金屬構(gòu)件la的端面 與第二金屬構(gòu)件lb的端面對接的接合構(gòu)造物1A的制造方法，從接合構(gòu)造物1A的表面A及 背面B進(jìn)行摩擦攪拌接合之后，從第一側(cè)面C及第二側(cè)面D進(jìn)行摩擦攪拌接合。
本實施方式的接合構(gòu)造物的制造方法包括(l)第一準(zhǔn)備工序、(2)第一預(yù)備工 序、(3)第一正式接合工序、(4)第二準(zhǔn)備工序、(5)第二預(yù)備工序、(6)第二正式接合工序、 (7)突出材切除工序、(8)第三正式接合工序、(9)第一修補(bǔ)工序、(10)第四正式接合工序、 (11)第二修補(bǔ)工序。 而且，由于從(1)第一準(zhǔn)備工序至(7)突出材切除工序為止，除了第一金屬構(gòu)件 la和第二金屬構(gòu)件lb的配置位置以外，其余與實施方式一大致相同，因此省略其詳細(xì)的說明。即，在實施方式四中，如圖24所示，將第二金屬構(gòu)件lb配置于前側(cè)，并將第一金屬構(gòu)件 la配置于后側(cè)。 在此，圖25是表示實施方式四的第二正式接合工序結(jié)束后，除去突出材的狀態(tài)的 接合構(gòu)造物的立體圖。如圖25所示，在實施方式四的(7)突出材切除工序結(jié)束之后，在表 面A側(cè)形成的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl和背面B側(cè)形成的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2上，沿著正式 接合用旋轉(zhuǎn)工具G的行進(jìn)方向VI、 V2，從第一側(cè)面C橫越第二側(cè)面D產(chǎn)生連續(xù)的隧道狀空 洞缺陷Rl、 R2。該空洞缺陷Rl、 R2是由于在進(jìn)行摩擦攪拌時，由于產(chǎn)生多處毛邊導(dǎo)致填埋 對接部Jl的間隙的填充金屬不足所形成的。 而且，在第二正式接合工序結(jié)束之后，在露出于接合構(gòu)造物1A的兩側(cè)面C、 D的各 空洞缺陷R1、R2的開口端部，通過進(jìn)行TIG焊接或MIG焊接等突起焊接封閉各空洞缺陷R1、 R2的開口端部，從而可提高氣密性及水密性。
(8)第三正式接合工序 如圖27所示，第三正式接合工序是對第一金屬構(gòu)件la與第二金屬構(gòu)件lb的對接 部Jl，從接合構(gòu)造物1A的第一側(cè)面C進(jìn)行摩擦攪拌接合的工序。 第三正式接合工序包括對對接部Jl進(jìn)行臨時接合的臨時接合工序；在第一旋轉(zhuǎn) 工具的插入預(yù)定位置預(yù)先形成下孔的下孔形成工序；對對接部Jl從第一側(cè)面C進(jìn)行摩擦攪 拌的正式接合工序。 在第三正式接合工序中，在第二正式接合工序結(jié)束之后，將接合構(gòu)造物1A從未圖 示的摩擦攪拌裝置暫時取下，在使第一側(cè)面C朝向上方而再次固定的狀態(tài)下進(jìn)行臨時接合 工序、下孔形成工序及正式接合工序。 如第26圖所示，在臨時接合工序中，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F從設(shè)定于第一金屬 構(gòu)件la的側(cè)面14a的摩擦攪拌的開始位置P5至結(jié)束位置P6為止，以形成-字狀的移動軌 跡移動，對第一金屬構(gòu)件la與第二金屬構(gòu)件lb的對接部Jl進(jìn)行摩擦攪拌。具體而言，從 開始位置P5，通過表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W1的局部、第一金屬構(gòu)件la與第二金屬構(gòu)件lb的接 縫、背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2的局部而移動至結(jié)束位置P6。 之后，在臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F到達(dá)結(jié)束位置P6之后，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F 邊旋轉(zhuǎn)邊上升而使攪拌銷F2從結(jié)束位置P6脫離。 如圖28(a)所示，下孔形成工序是在正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的插入預(yù)定位置預(yù)先 形成下孔Q3的工序。在下孔形成工序中，通過對臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的攪拌銷F2從結(jié) 束位置P6脫離時所形成的沖孔以鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔，從而在設(shè)定于第一金屬構(gòu)件la的側(cè)面14a 的結(jié)束位置P6上形成下孔Q3。設(shè)置該下孔Q3的目的是降低正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌 銷G2的壓入阻力。而且，本實施方式的臨時接合工序中的摩擦攪拌結(jié)束位置P6是后述的 正式接合工序的摩擦攪拌的開始位置P7。 如圖27所示，正式接合工序是對露出接合構(gòu)造物1A的第一側(cè)面C的對接部Jl進(jìn) 行摩擦攪拌的工序。 首先，如圖28 (a)所示，將正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的攪拌銷G2插入形成于第一金 屬構(gòu)件la的側(cè)面14a的開始位置P7的下孔Q3內(nèi)，利用正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G進(jìn)行摩擦攪 拌。然后，如圖27所示，使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G以-字狀的移動軌跡從設(shè)定于第一金屬 構(gòu)件la的側(cè)面14a的開始位置P7移動至結(jié)束位置P8，對第一金屬構(gòu)件la與第二金屬構(gòu)件
33lb的對接部Jl進(jìn)行摩擦攪拌。 具體而言，從開始位置P7通過背面B側(cè)的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2的端部、第一金屬 構(gòu)件la與第二金屬構(gòu)件lb的接縫以及表面A側(cè)的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W1的端部并移動至 結(jié)束位置P8，從而在第一側(cè)面C形成-字狀的第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3。利用該第一側(cè)面 側(cè)塑性化區(qū)域W3封閉表面A側(cè)的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl與背面B側(cè)的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2 之間的未塑性化區(qū)域。 在此，在形成于第一側(cè)面C的第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3中，沿著正式接合用旋轉(zhuǎn) 工具G的行進(jìn)方向V3產(chǎn)生隧道狀空洞缺陷R3。如本實施方式，在使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G 作右旋轉(zhuǎn)的情況下，在正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的行進(jìn)方向V3的左側(cè)形成有空洞缺陷R3。即， 在本實施方式中，設(shè)定成空洞缺陷R3對應(yīng)于-字狀的移動軌跡的槽內(nèi)側(cè)，在形成-字狀的 第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3的槽內(nèi)側(cè)形成有空洞缺陷R3。 在正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G到達(dá)結(jié)束位置P8后，使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G邊旋轉(zhuǎn)邊 上升而使攪拌銷G2脫離結(jié)束位置P8。如此，如圖28(b)所示，當(dāng)攪拌銷G2在結(jié)束位置P8 朝上方脫離時，在結(jié)束位置P8形成與攪拌銷G2大致相同形狀的沖孔Q4。
(9)第一修補(bǔ)工序 第一修補(bǔ)工序包括在第三正式接合工序中將填充用金屬構(gòu)件h填充于第一金屬 構(gòu)件la的側(cè)面14a上的沖孔Q4的填充用金屬構(gòu)件插入工序(參照圖28(b));對接合構(gòu)造 物1A與填充用金屬構(gòu)件h的對接部J4從第一側(cè)面C進(jìn)行摩擦攪拌的修補(bǔ)接合工序(參照 圖29);以及在修補(bǔ)接合工序中將焊接金屬T填充于形成于填充用金屬構(gòu)件h的表面的沖 孔Q5的修補(bǔ)焊接工序(參照圖30)。 如圖28(b)所示，填充用金屬構(gòu)件插入工序是在第三正式接合工序中在正式接合 用旋轉(zhuǎn)工具G(參照圖28(a))脫離時形成于第一金屬構(gòu)件la的側(cè)面14a的沖孔Q4中插入 與沖孔Q4相同形狀的填充用金屬構(gòu)件h，從而填埋沖孔Q4的工序。在本實施方式中，以與 接合構(gòu)造物lA相同組成的金屬材料形成填充用金屬構(gòu)件h，但只要是可摩擦攪拌的金屬材 料即可。 如圖29所示，在修補(bǔ)接合工序中，對接合構(gòu)造物1A與填充用金屬構(gòu)件h的對接部 J4使用臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F(參照圖4(a))進(jìn)行摩擦攪拌。 在修補(bǔ)接合工序中，通過在接合構(gòu)造物1A與填充用金屬構(gòu)件h的接縫上設(shè)定摩擦 攪拌的開始位置P9，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F (參照圖4 (a))的攪拌銷F2進(jìn)入，并沿著接合 構(gòu)造物1A與填充用金屬構(gòu)件h的接縫，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F移動，從而橫越對接部J4 的全周而進(jìn)行摩擦攪拌。 而且，由于修補(bǔ)接合工序中的摩擦攪拌接合與上述各接合工序所進(jìn)行的摩擦攪拌 接合大致相同，因此省略其詳細(xì)說明。 在本實施方式中，在橫越對接部J4的全周進(jìn)行磨擦攪拌后，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工 具F(參照圖4(a))移動至設(shè)于填充用金屬構(gòu)件h的表面的中心位置上的摩擦攪拌的結(jié)束 位置P10 (第三正式接合工序中的摩擦攪拌的結(jié)束位置P8)，使臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F從結(jié) 束位置P10脫離。如此，使攪拌銷F2在結(jié)束位置P10朝上方脫離，在結(jié)束位置P10形成與 攪拌銷F2大致相同形狀的沖孔Q5 (參照圖30)。 在此，在本實施方式中，為了對接合構(gòu)造物lA與填充用金屬構(gòu)件h的對接部J4進(jìn)行摩擦攪拌，使用在臨時接合工序中所使用的臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F，但只要其尺寸可沿著接合構(gòu)造物1A與填充用金屬構(gòu)件h的接縫使攪拌銷做圓周狀移動，也可使用其它的旋轉(zhuǎn)工具。 如圖30所示，在修補(bǔ)焊接工序中，通過在形成于填充金屬構(gòu)件h的表面的沖孔Q5內(nèi)進(jìn)行MIG焊接等突起焊接，將焊接金屬T填充于沖孔Q5內(nèi)。 而且，修補(bǔ)焊接工序并不限定于MIG焊接，也可進(jìn)行其它公知的焊接。此外，焊接材料也可與接合構(gòu)造物IA不同，在本實施方式中是使用相同的材料。 此外，在修補(bǔ)焊接工序中，最好在將焊接金屬T填充于沖孔Q5之后，切除比第一金屬構(gòu)件la的側(cè)面14a還突起的部分的焊接金屬T。
(10)第四正式接合工序 如圖31所示，第四正式接合工序是對第一金屬構(gòu)件la與第二金屬構(gòu)件lb的對接部Jl從接合構(gòu)造物1A的第二側(cè)面D進(jìn)行摩擦攪拌接合的工序。 第四正式接合工序包含對對接部Jl進(jìn)行臨時接合的臨時接合工序；在正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G(參照圖4(b))的插入預(yù)定位置預(yù)先形成下孔的下孔形成工序；以及對對接部Jl進(jìn)行摩擦攪拌的正式接合工序。 在第四正式接合工序中，在第一修補(bǔ)工序結(jié)束之后，將接合構(gòu)造物IA從未圖示的摩擦攪拌裝置暫時取下，在使第二側(cè)面D朝向上方而再次固定的狀態(tài)下，進(jìn)行臨時接合工序、下孔形成工序以及正式接合工序。由于第四正式接合工序中的各工序與第三正式接合工序中的各工序相同，因此省略其說明。而且，在第四正式接合工序所形成的塑性化區(qū)域是第二側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W4。
(11)第二修補(bǔ)工序 如圖31所示，第二修補(bǔ)工序包括將填充用金屬構(gòu)件h填充于在第四正式接合工
序中形成于第一金屬構(gòu)件la的側(cè)面15a的沖孔Q6中的填充用金屬構(gòu)件插入工序；對接合
構(gòu)造物1A與填充用金屬構(gòu)件h的對接部J5進(jìn)行摩擦攪拌的修補(bǔ)接合工序；將焊接金屬T
填充于在修補(bǔ)接合工序中形成于填充用金屬構(gòu)件h的表面的沖孔Q7的修補(bǔ)焊接工序。而
且，由于第二修補(bǔ)工序中的各工序與第一修補(bǔ)工序的各工序相同，因此省略其說明。 如圖24所示，通過以上各工序形成接合第一金屬構(gòu)件la的端面與第二金屬構(gòu)件
lb的端面的接合構(gòu)造物lA。 如圖30所示，根據(jù)本實施方式的接合構(gòu)造物的制造方法，在第一修補(bǔ)工序及第二修補(bǔ)工序中通過將填充用金屬構(gòu)件h填充于臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F的沖孔Q4、 Q6，從而填埋在第三正式接合工序及第四正式接合工序中形成于摩擦攪拌的結(jié)束位置的沖孔Q4、 Q6，因此能防止由沖孔Q4、 Q6所造成的接合位置的強(qiáng)度降低。S卩，在第三正式接合工序及第四正式接合工序中，能在接合構(gòu)造物1A上設(shè)定摩擦攪拌的結(jié)束位置。藉此，由于能在第三正式接合工序及第四正式接合工序中省略用于設(shè)定摩擦攪拌的結(jié)束位置的突出材，因此能減少接合作業(yè)的工序數(shù)。 此外，在第一修補(bǔ)工序及第二修補(bǔ)工序中，通過將焊接金屬T充填于臨時接合用旋轉(zhuǎn)工具F脫離時所形成的沖孔Q5、 Q7而填埋沖孔，因此能防止由于沖孔Q5、 Q7所造成的接合位置的強(qiáng)度降低，并可將接合位置修整成平坦。 此外，如圖1所示，通過使在接合構(gòu)造物1A的兩側(cè)面C、D形成對接部Jl的第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3、第二側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W4的局部與第一正式接合工序及第二正式接 合工序中所形成的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W1、背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2重疊，從而在接合構(gòu)造物1A 的兩側(cè)面C、 D可靠地封閉第一金屬構(gòu)件la與第二金屬構(gòu)件lb的接縫，因此能提高金屬構(gòu) 件la、lb彼此的接合部的氣密性及水密性。 此外，在各接合工序前，通過對第一金屬構(gòu)件la與第二金屬構(gòu)件lb的對接部Jl 進(jìn)行臨時接合，將旋轉(zhuǎn)工具G壓入對接部J1，因而可防止對接部J1的開縫，能更好地進(jìn)行各
接合工序。 此外，在各接合工序中，通過在正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的插入預(yù)定位置預(yù)先形成 下孔，能降低旋轉(zhuǎn)工具G壓入接合構(gòu)造物1A時的壓入阻力。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，如圖27及圖31所示，在第三正式接合工序及第四正式接合工序中，設(shè)定成 在正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G從摩擦攪拌的開始位置通過對接部Jl以-字狀的移動軌跡移動 至結(jié)束位置時，正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的行進(jìn)方向左側(cè)對應(yīng)于-字狀的移動軌跡的槽內(nèi) 側(cè)。在此構(gòu)造中，空洞缺陷形成于-字狀的第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3的槽內(nèi)偵U，與空洞缺 陷形成于-字狀的第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3的槽外側(cè)相比，由于空洞缺陷的距離縮短，能 提高金屬構(gòu)件la、lb彼此的接合部的氣密性及水密性。 以上，對本發(fā)明的實施方式做了說明，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不脫離 其主旨的范圍內(nèi)可做適當(dāng)?shù)脑O(shè)計變更。 例如，在本實施方式的制造方法中，也可使在第一正式接合工序中形成于表面A 的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域Wl與在第二正式接合工序中形成于背面B的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W2重 疊。在此構(gòu)造中，由于塑性化至接合構(gòu)造物1A的內(nèi)部，因此能提高第一金屬構(gòu)件la與第二 金屬構(gòu)件lb的接合部的氣密性及水密性。 此外，在第三正式接合工序中，也可使形成于接合構(gòu)造物1A的第一側(cè)面C的第一 側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3與形成于接合構(gòu)造物1A的第二側(cè)面D的第二側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W4 重疊。在此構(gòu)造中，由于塑性化至接合構(gòu)造物1A的內(nèi)部，因此能提高第一金屬構(gòu)件la與第 二金屬構(gòu)件lb的接合部的氣密性及水密性。 此外，如圖27所示，在本實施方式中，由于使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G作右旋轉(zhuǎn)，設(shè) 定正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的行進(jìn)方向的左側(cè)對應(yīng)于-字狀的移動軌跡的槽內(nèi)側(cè)，但如圖32 所示，在使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G作左旋轉(zhuǎn)的情況下，由于空洞缺陷R4形成于行進(jìn)方向V4 的右側(cè)，設(shè)定正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G的行進(jìn)方向右側(cè)對應(yīng)于-字狀的移動軌跡的槽內(nèi)側(cè)。 如此，即使在使正式接合用旋轉(zhuǎn)工具G作左旋轉(zhuǎn)的情況下，空洞缺陷R4也能形成于-字狀 的第一側(cè)面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域W3的槽內(nèi)側(cè)。
權(quán)利要求
一種接合方法，使旋轉(zhuǎn)工具相對于第一金屬構(gòu)件與第二金屬構(gòu)件對接而形成的被接合金屬構(gòu)件移動而進(jìn)行摩擦攪拌，其特征在于，包括對所述第一金屬構(gòu)件與所述第二金屬構(gòu)件的對接部，從所述被接合金屬構(gòu)件的表面進(jìn)行摩擦攪拌的第一正式接合工序；對所述對接部從所述被接合金屬構(gòu)件的背面進(jìn)行摩擦攪拌的第二正式接合工序；沿著所述被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面的所述對接部形成凹槽的凹槽形成工序；在所述凹槽配置接頭構(gòu)件的接頭構(gòu)件配置工序；以及對所述凹槽與所述接頭構(gòu)件的對接部進(jìn)行摩擦攪拌的接頭構(gòu)件接合工序。
2. 如權(quán)利要求1所述的接合方法，其特征在于，所述接頭構(gòu)件接合工序在所述凹槽中 使露出于在所述第一正式接合工序中所形成的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域與在所述第二正式接合 工序中所形成的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域之間的未塑性化區(qū)域封閉。
3. 如權(quán)利要求1所述的接合方法，其特征在于，所述接頭構(gòu)件的兩端面與所述被接合 金屬構(gòu)件的所述表面及所述背面齊平。
4. 如權(quán)利要求1所述的接合方法，其特征在于，在所述接頭構(gòu)件接合工序中所形成的 側(cè)面塑性化區(qū)域的深度比所述接頭構(gòu)件的厚度還大。
5. 如權(quán)利要求1所述的接合方法，其特征在于，在所述凹槽形成工序之后，包括第一焊 接修補(bǔ)工序，該工序?qū)⒙冻鲇谒霭疾鄣牡酌娴目斩慈毕菁八鑫此苄曰瘏^(qū)域中至少一方 通過焊接金屬而封閉。
6. 如權(quán)利要求1所述的接合方法，其特征在于，在所述接頭構(gòu)件接合工序之后，包括第 二焊接修補(bǔ)工序，該工序使在所述接頭構(gòu)件接合工序中露出于所述表面及所述背面的空洞 缺陷以及在所述接頭構(gòu)件接合工序中巻入的氧化膜中至少一方通過焊接金屬而封閉。
7. 如權(quán)利要求1所述的接合方法，其特征在于，所述凹槽寬度比所述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū) 域以及所述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域的寬度還小。
8. 如權(quán)利要求1所述的接合方法，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)工具的插入預(yù)定位置預(yù)先 形成下孔。
9. 一種接合方法，使旋轉(zhuǎn)工具相對于第一金屬構(gòu)件與第二金屬構(gòu)件對接而形成的被接 合金屬構(gòu)件移動而進(jìn)行摩擦攪拌，其特征在于，包括對所述第一金屬構(gòu)件與所述第二金屬構(gòu)件的對接部，從所述被接合金屬構(gòu)件的表面進(jìn)行摩擦攪拌的第一正式接合工序；對所述對接部從所述被接合金屬構(gòu)件的背面進(jìn)行摩擦攪拌的第二正式接合工序； 在所述被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面，朝在所述第一正式接合工序中所形成的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及在所述第二正式接合工序中所形成的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方上所形成的空洞缺陷，插入空洞部修補(bǔ)構(gòu)件的空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入工序；以及對所述對接部，在所述被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面進(jìn)行摩擦攪拌的側(cè)面正式接合工序， 在所述側(cè)面正式接合工序中，對所述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及所述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域之間的未塑性化區(qū)域進(jìn)行摩擦攪拌，并對所述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及所述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方與所述空洞部修補(bǔ)構(gòu)件的對接部進(jìn)行摩擦攪拌。
10. 如權(quán)利要求9所述的接合方法，其特征在于，所述空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入工序包括 在所述被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面，對形成于所述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及所述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方的空洞缺陷的周圍進(jìn)行切削而形成槽孔的槽孔形成工序，將所述空洞部修補(bǔ) 構(gòu)件插入所述槽孔中。
11. 一種接合方法，使旋轉(zhuǎn)工具相對于第一金屬構(gòu)件與第二金屬構(gòu)件對接而形成的被 接合金屬構(gòu)件移動而進(jìn)行摩擦攪拌，其特征在于，包括對所述第一金屬構(gòu)件與所述第二金屬構(gòu)件的對接部，從所述被接合金屬構(gòu)件的表面進(jìn)行摩擦攪拌的第一正式接合工序；對所述對接部從所述被接合金屬構(gòu)件的背面進(jìn)行摩擦攪拌的第二正式接合工序； 在所述被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面，朝在所述第一正式接合工序中所形成的表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及在所述第二正式接合工序中所形成的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方上所形成的空洞缺陷充填焊接金屬的焊接金屬充填工序；以及對所述對接部，在所述被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面進(jìn)行摩擦攪拌的側(cè)面正式接合工序， 在所述側(cè)面正式接合工序中，對所述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及所述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域之間的未塑性化區(qū)域進(jìn)行摩擦攪拌，并對所述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及所述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方與所述焊接金屬的交界面進(jìn)行摩擦攪拌。
12. 如權(quán)利要求ll所述的接合方法，其特征在于，所述焊接金屬充填工序包括在所述 被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面，對形成于所述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及所述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至 少一方的空洞缺陷的周圍進(jìn)行切削而形成槽孔的槽孔形成工序，將所述焊接金屬充填于所 述槽孔。
13. —種接合方法，使旋轉(zhuǎn)工具相對于第一金屬構(gòu)件與第二金屬構(gòu)件對接而形成的被 接合金屬構(gòu)件移動而進(jìn)行摩擦攪拌，其特征在于，包括對所述第一金屬構(gòu)件與所述第二金屬構(gòu)件的對接部，從所述被接合金屬構(gòu)件的表面進(jìn) 行摩擦攪拌的第一正式接合工序；對所述對接部從所述被接合金屬構(gòu)件的背面進(jìn)行摩擦攪拌的第二正式接合工序；在所述被接合金屬構(gòu)件的側(cè)面，將凹部形成于在所述第一正式接合工序中所形成的表 面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域與在所述第二正式接合工序中所形成的背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域之間的未塑性 化區(qū)域的凹部形成工序；將凹部修補(bǔ)構(gòu)件插入所述凹部的凹部修補(bǔ)構(gòu)件插入工序；以及對所述凹部修補(bǔ)構(gòu)件與所述第一金屬構(gòu)件的對接部以及所述凹部修補(bǔ)構(gòu)件與所述第 二金屬構(gòu)件的對接部進(jìn)行摩擦攪拌的側(cè)面正式接合工序。
14. 如權(quán)利要求13所述的接合方法，其特征在于，包括對形成于所述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及所述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方的空洞缺陷 的周圍進(jìn)行切除而形成槽孔的槽孔形成工序；以及將空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入所述槽孔的空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入工序，對所述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及所述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方與所述空洞部修補(bǔ) 構(gòu)件的對接部進(jìn)行摩擦攪拌。
15. 如權(quán)利要求13所述的接合方法，其特征在于，包括對形成于所述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及所述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方的空洞缺陷 的周圍進(jìn)行切除而形成槽孔的槽孔形成工序；以及將空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入所述槽孔的空洞部修補(bǔ)構(gòu)件插入工序，遍及所述表面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域以及所述背面?zhèn)人苄曰瘏^(qū)域中至少一方與所述空洞部修 補(bǔ)構(gòu)件的對接部的整個表面進(jìn)行摩擦攪拌。
16. 如權(quán)利要求9、11及13中任一項所述的接合方法，其特征在于，在所述側(cè)面正式接 合工序中，所述旋轉(zhuǎn)工具以連續(xù)軌跡移動。
17. 如權(quán)利要求9、11及13中任一項所述的接合方法，其特征在于，在所述側(cè)面正式接 合工序中所使用的所述旋轉(zhuǎn)工具比在所述第一正式接合工序及所述第二正式接合工序中 所使用的旋轉(zhuǎn)工具還小。
18. 如權(quán)利要求9、 11及13中任一項所述的接合方法，其特征在于，包括臨時接合工序， 該工序在進(jìn)行所述第一正式接合工序、所述第二正式接合工序以及側(cè)面正式接合工序中至 少 一個工序之前，對所述對接部進(jìn)行臨時接合。
19. 如權(quán)利要求9、11及13中任一項所述的接合方法，其特征在于，包括突出材接合工 序，在該工序中，在所述對接部的兩側(cè)配置一對突出材，并使所述突出材與所述被接合金屬 構(gòu)件的對接部接合。
20. 如權(quán)利要求9、11及13中任一項所述的接合方法，其特征在于，在所述第一正式接 合工序、所述第二正式接合工序以及所述側(cè)面正式接合工序中所使用的所述旋轉(zhuǎn)工具的插 入預(yù)定位置上預(yù)先形成下孔。
21. —種接合構(gòu)造物的制造方法，使第一金屬構(gòu)件與第二金屬構(gòu)件的端面彼此對接而 形成接合構(gòu)造物，其特征在于，包括對所述第一金屬構(gòu)件與所述第二金屬構(gòu)件的對接部，從所述接合構(gòu)造物的表面使用旋 轉(zhuǎn)工具進(jìn)行摩擦攪拌的第一正式接合工序；對所述第一金屬構(gòu)件與所述第二金屬構(gòu)件的對接部，從所述接合構(gòu)造物的背面使用旋 轉(zhuǎn)工具進(jìn)行摩擦攪拌的第二正式接合工序；以及對所述第一金屬構(gòu)件與所述第二金屬構(gòu)件的對接部，從所述接合構(gòu)造物的側(cè)面使用旋 轉(zhuǎn)工具進(jìn)行摩擦攪拌的第三正式接合工序，進(jìn)行修補(bǔ)工序，在該修補(bǔ)工序中，將填充用金屬構(gòu)件充填于在所述第三正式接合工序 中旋轉(zhuǎn)工具脫離時所形成的沖孔，對所述接合構(gòu)造物與所述充填用金屬構(gòu)件的對接部，使 用旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行摩擦攪拌。
22. 如權(quán)利要求21所述的接合構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，將焊接金屬充填于在 所述修補(bǔ)工序中旋轉(zhuǎn)工具脫離時所形成的沖孔。
23. 如權(quán)利要求21所述的接合構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，在所述第三正式接合 工序中，使形成于所述第一金屬構(gòu)件與所述第二金屬構(gòu)件的對接部的塑性化區(qū)域的局部與 在所述第一正式接合工序和所述第二正式接合工序中所形成的塑性化區(qū)域重疊。
24. 如權(quán)利要求21所述的接合構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，在所述第三正式接合 工序中，使形成于所述接合構(gòu)造物的一側(cè)的側(cè)面的塑性化區(qū)域的局部與形成于所述接合構(gòu) 造物的另一側(cè)的側(cè)面的塑性化區(qū)域的局部重疊。
25. 如權(quán)利要求21所述的接合構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，在所述第一正式接合 工序及所述第二正式接合工序之前，對所述第一金屬構(gòu)件與所述第二金屬構(gòu)件的對接部， 從所述接合構(gòu)造物的表面及背面進(jìn)行臨時接合。
26. 如權(quán)利要求21所述的接合構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，在所述第三正式接合工序之前，對所述第一金屬構(gòu)件與所述第二金屬構(gòu)件的對接部，從所述接合構(gòu)造物的側(cè)面 進(jìn)行臨時接合。
27. 如權(quán)利要求21所述的接合構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，在所述第一正式接合 工序以及所述第二正式接合工序中，在旋轉(zhuǎn)工具的插入預(yù)定位置上預(yù)先形成下孔。
28. 如權(quán)利要求21所述的接合構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，在所述第三正式接合 工序中，在旋轉(zhuǎn)工具的插入預(yù)定位置上預(yù)先形成下孔。
29. 如權(quán)利要求21所述的接合構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，在所述第三正式接合 工序中，摩擦攪拌的開始位置及結(jié)束位置設(shè)定于所述第一金屬構(gòu)件或所述第二金屬構(gòu)件的 側(cè)面，并設(shè)定成在使旋轉(zhuǎn)工具以-字狀的軌跡從開始位置通過所述第一金屬構(gòu)件與所述第 二金屬構(gòu)件的對接部而移動至結(jié)束位置時，若旋轉(zhuǎn)工具作右旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)工具的行進(jìn)方向 左側(cè)對應(yīng)于-字狀的移動軌跡的槽內(nèi)側(cè)，若旋轉(zhuǎn)工具作左旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)工具的行進(jìn)方向右 側(cè)對應(yīng)于-字狀的移動軌跡的槽內(nèi)側(cè)。
全文摘要
一種接合方法，使旋轉(zhuǎn)工具(G)相對于第一金屬構(gòu)件(1a)與第二金屬構(gòu)件(1b)對接而形成的被接合金屬構(gòu)件(1)移動而進(jìn)行摩擦攪拌，所述接合方法包括對第一金屬構(gòu)件(1a)與第二金屬構(gòu)件(1b)的對接部(J1)，從被接合金屬構(gòu)件(1)的表面(A)進(jìn)行摩擦攪拌的第一正式接合工序；對對接部(J1)從被接合金屬構(gòu)件(1)的背面(B)進(jìn)行摩擦攪拌的第二正式接合工序；沿著被接合金屬構(gòu)件(1)的第一側(cè)面(C)及第二側(cè)面(D)的對接部(J1)形成凹槽(K)的凹槽形成工序；在凹槽(K)配置接頭構(gòu)件(U)的接頭構(gòu)件配置工序；以及對凹槽(K)與接頭構(gòu)件(U)的對接部進(jìn)行摩擦攪拌的接頭構(gòu)件接合工序。
文檔編號B23K20/12GK101772394SQ20088010133
公開日2010年7月7日 申請日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10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:日本輕金屬株式會社