接合方法及接合构造物的制造方法技术

一种接合方法，使旋转工具(G)相对于第一金属构件(1a)与第二金属构件(1b)对接而形成的被接合金属构件(1)移动而进行摩擦搅拌，所述接合方法包括：对第一金属构件(1a)与第二金属构件(1b)的对接部(J1)，从被接合金属构件(1)的表面(A)进行摩擦搅拌的第一正式接合工序；对对接部(J1)从被接合金属构件(1)的背面(B)进行摩擦搅拌的第二正式接合工序；沿着被接合金属构件(1)的第一侧面(C)及第二侧面(D)的对接部(J1)形成凹槽(K)的凹槽形成工序；在凹槽(K)配置接头构件(U)的接头构件配置工序；以及对凹槽(K)与接头构件(U)的对接部进行摩擦搅拌的接头构件接合工序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用摩擦搅拌的金属构件的。
技术介绍
将金属构件彼此接合的方法已知的是摩擦搅拌接合(FSW = Friction StirWelding)。摩擦搅拌接合通过使旋转工具旋转并沿着金属构件彼此的对接部移动，利用旋转工具与金属构件的摩擦热使对接部的金属做塑性化流动，从而使金属构件彼此做固相接合。此外，旋转工具一般是在呈圆柱状的肩部的下端面上突设搅拌销(探针)而形成的。 在此，图33是表示对一对平板状的金属构件进行摩擦搅拌接合的现有的接合方法的立体图。如图33所示，在欲接合的金属构件101、101的厚度比未图示的旋转工具的搅拌销还长的情况下，有时在从金属构件101的表面102侧进行摩擦搅拌之后，还从背面103侧进行摩擦搅拌。即，在上述接合方法中，沿着金属构件101、101的对接部104 (双点滑线)从表面102及背面103的两侧进行摩擦搅拌，以使摩擦搅拌所形成的塑性化区域105、106的厚度方向的中央部分接触而接合。藉此，在对接部104中可达到无间隙接合。此种接合方法公开于文献I。此外，图34是使用接头构件的现有的接合方法的剖视图。如图34所示，在相对于旋转工具的搅拌销的长度，金属构件的厚度较大的情况下，在具有不同厚度的台阶部的一对金属构件之间，利用接头构件进行阶段性的摩擦搅拌的接合方法是已知的。即，使用上述接合方法的金属构件，在第一金属构件120a及第二金属构件120b的本体部121、121的缘部形成有比本体部121的厚度还小的台阶部122、122。然后，该现有的接合方法包括使第一金属构件120a及第二金属构件120b的台阶部122、122彼此对接的对接工序；对台阶部122、122彼此的对接部Jd进行摩擦搅拌的台阶部摩擦搅拌工序；将接头构件U配置于在对接工序中所形成的凹部123的接头构件配置工序；对第一金属构件120a与接头构件U的对接部Ja以及第二金属构件120b与接头构件U的对接部Jb进行摩擦搅拌的摩擦搅拌工序。通过该接合方法，即使对金属构件的厚度大的构件，也能进行金属构件彼此无间隙的接合。这种接合方法记载于文献2。文献I :日本专利特开2005-131666号公报(参照图7)文献2 :日本专利特开2004-358535号公报(段落0019、参照图2)专利技术的公开专利技术所要解决的技术问题在此，图35是表示对一对厚度大的金属构件进行磨擦搅拌接合的接合方法的立体图。如图35所示，在欲接合的金属111、111的厚度较大的情况下，即使从表面102以及背面103进行摩擦搅拌，也可能在对接部104(双点滑线)的中央部产生未接合部。即，在相对于未图示的旋转工具的搅拌销的长度，金属构件111的厚度非常大的情况下，即使从金属构件111的表面102以及背面103进行摩擦搅拌，由于不能使塑性化区域105、106的厚度方向的中央部分接触，会在对接部104的中央部产生间隙(未接合部)119。如此，当从一侧的侧面107至另一侧的侧面108产生连续的间隙119时，会有侧面107及侧面108之间的水密性及气密性降低的问题。在此，若对应于金属构件111的厚度而使旋转工具的搅拌销的长度变大，通过从表面102以及背面103进行摩擦搅拌，可使金属构件111彼此无间隙地接合。但是，旋转工具存在以下问题由于使搅拌销埋没于金属构件111内而边高速旋转边移动，因此当搅拌销的长度变大时，作用于摩擦搅拌装置的驱动装置及搅拌销的负载增大，从而导致装置的寿命变短。此外，如图33及图35所示，在塑性化区域105、106中，可能从一侧的侧面107至另一侧的侧面108产生连续的空洞缺陷109。上述空洞缺陷109是使金属构件101、111的 侧面107及侧面108之间的水密性及气密性降低的原因之一。另一方面，如图34所示，若使用接头构件U，则即使在金属构件120a、120b的厚度大的情况下，通过阶段性地进行摩擦搅拌可确保水密性及气密性，但随着金属构件120a、120b的厚度变大，存在由于必须增加设于金属构件120a、120b的台阶部及接头构件而使接合作业变得繁杂的问题。从这种观点，本专利技术提供一种在容易进行作业的同时，可提高被接合的金属构件的气密性及水密性的。解决技术问题所采用的技术方案为解决上述问题，本专利技术的接合方法是使旋转工具相对于第一金属构件与第二金属构件对接而形成的被接合金属构件移动而进行摩擦搅拌的接合方法，其特征是，包括对上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部，从上述被接合金属构件的表面进行摩擦搅拌的第一正式接合工序；对上述对接部从上述被接合金属构件的背面进行摩擦搅拌的第二正式接合工序；沿着上述被接合金属构件的侧面的上述对接部形成凹槽的凹槽形成工序；在上述凹槽中配置接头构件的接头构件配置工序；对上述凹槽与上述接头构件的对接部进行摩擦搅拌的接头构件接合工序。根据上述接合方法，通过在被接合金属构件的侧面形成凹槽，可除去可能卷入被接合金属构件的侧面的氧化膜。此外，通过对凹槽与配置于凹槽的接头构件的对接部进行摩擦搅拌，能覆盖可露出被接合金属构件的侧面的隧道状空洞缺陷以及可卷入被接合金属构件的侧面的氧化膜而封闭。藉此，能提高被接合金属构件的两侧面间的气密性及水密性。此外，通过对该凹槽与接头构件的对接部进行摩擦搅拌，能提高该部分的接合强度。此外，由于从被接合金属构件的侧面进行摩擦搅拌接合，因此能比较容易地进行作业。此外，上述接头构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侧塑性化区域与在上述第二正式接合工序中所形成的背面侧塑性化区域之间所露出的未塑性化区域封闭。根据上述接合方法，将接头构件配置在露出形成于该侧面的凹槽的未塑性化区域，并通过摩擦搅拌该接头构件与凹槽的对接部能封闭未塑性化区域。藉此，能提高被接合金属构件的两侧面间的气密性及水密性。此外，上述接头构件的两端面最好与上述被接合金属构件的上述表面及上述背面齐平。根据上述接合方法，能可靠地封闭隧道状空洞缺陷、氧化膜以及未塑性化区域，并能在表面及背面形成平坦状。此外，上述接头构件接合工序中所形成的侧面塑性化区域的深度最好比上述接头构件的厚度还大。根据上述接合方法，由于在凹槽与接头构件的对接部中，横越厚度全长而进行摩擦搅拌，因此能进一步提高被接合金属构件的两侧面间的气密性及水密性。此外，在上述凹槽形成工序之后，最好还包括第一焊接修补工序，该工序将露出于上述凹槽的底面的空洞缺陷及上述未塑性化区域中至少一方通过焊接金属而封闭。此外，在上述接头构件接合工序之后，最好还包括第二焊接修补工序，该工序使在上述接头构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头构件接合工序卷入的氧化膜中至少一方通过焊接金属而封闭。 根据上述接合方法，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区域能利用焊接金属封闭。此外，在接头构件接合工序中所形成的塑性化区域的空洞缺陷及氧化膜能利用焊接金属封闭。藉此，能提高被接合金属构件的气密性及水密性。此外，上述凹槽的宽度最好比上述表面侧塑性化区域及上述背面侧塑性化区域的宽度还小。根据上述接合方法，可减少形成凹槽的作业手续，且由于能使接头构件变小，因此能降低构件的成本。此外，最好在上述旋转工具的插入预定位置预先形成下孔。根据上述接合方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接合方法，使旋转工具相对于第一金属构件与第二金属构件对接而形成的被接合金属构件移动而进行摩擦搅拌，其特征在于，包括：对所述第一金属构件与所述第二金属构件的对接部，从所述被接合金属构件的表面进行摩擦搅拌的第一正式接合工序；对所述对接部从所述被接合金属构件的背面进行摩擦搅拌的第二正式接合工序；在所述被接合金属构件的侧面，朝在所述第一正式接合工序中所形成的表面侧塑性化区域以及在所述第二正式接合工序中所形成的背面侧塑性化区域中至少一方上所形成的空洞缺陷充填焊接金属的焊接金属充填工序；以及对所述对接部，在所述被接合金属构件的侧面进行摩擦搅拌的侧面正式接合工序，在所述侧面正式接合工序中，对所述表面侧塑性化区域以及所述背面侧塑性化区域之间的未塑性化区域进行摩擦搅拌，并对所述表面侧塑性化区域以及所述背面侧塑性化区域中至少一方与所述焊接金属的交界面进行摩擦搅拌。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤勇人，濑尾伸城，堀久司，河本知广，青木一男，
申请(专利权)人：日本轻金属株式会社，
类型：发明
国别省市：