[发明专利]接合方法

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/JP2010/056775，国际申请日为2010年4月15日，进入中国国家阶段的申请号为201080025068.5，名称为“接合方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种使金属构件彼此接合的接合方法。

背景技术

作为使金属构件彼此接合的方法，已知有摩擦搅拌接合(FSW＝Friction Stir Welding)。在摩擦搅拌接合中，使旋转工具边旋转边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塑性流动，从而使金属构件彼此做固相接合。旋转工具一般在呈圆柱状的肩部的下端面突出设置有搅拌销(probe)。

例如，在专利文献1中公开了以下技术：对金属构件彼此对接而形成的被接合金属构件，从被接合金属构件的表面侧进行摩擦搅拌接合的第一正式接合工序以及从背面侧进行摩擦搅拌接合的第二正式接合工序。在该接合方法的第一正式接合工序与第二正式接合工序中，使用相同的旋转工具，以相同的条件(旋转工具的压入量、进给速度等)进行摩擦搅拌接合。根据该接合方法，由于可横越对接部的深度方向整体而进行摩擦搅拌，因此可提高接合部分的水密性及气密性。

在以往的接合方法的第一正式接合工序中，从被接合金属构件的表面侧压入旋转工具而进行摩擦搅拌接合时，在被接合金属构件的表面形成有塑性化区域。在第一正式接合工序中，利用高速旋转的旋转工具对被接合金属构件加热之后，被接合金属构件冷却，因此被接合金属构件的表面侧可能因为热收缩而变形成凹状。

但是，由于在以往的接合方法中，也从被接合金属构件的背面侧进行摩擦搅拌接合，若以与表面侧相同的条件进行摩擦搅拌接合，在背面侧也会产生与表面侧相同的热收缩，被接合金属构件变得平坦。

专利文献

专利文献1：日本专利特开2005-131666号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在第一正式接合工序中，由于被接合金属构件与载置被接合金属构件的工作台面接触，旋转工具所施加的热的一部分从被接合金属构件的背面整体放出至工作台(散热)。但是，在第二正式接合工序中，由于第一正式接合工序使被接合金属构件因热收缩而弯曲，因此在被接合金属构件与工作台之间形成有间隙的状态下进行摩擦搅拌接合。藉此，在第二正式接合工序中，放出热的路径变少，因此与第一正式接合工序相比，散热量会变少。

与第一正式接合工序相比，在第二正式接合工序中，残留于被接合金属构件内的热量变多，因此弯曲被过度矫正，使得被接合金属构件的背面变形成凹状。即，即使在相同的条件下对被接合金属构件的表面与背面进行摩擦搅拌接合，在被接合金属构件中残留的热量也会不均衡，存在被接合金属构件变形的问题。

从该观点出发，本发明的技术问题在于提供一种接合方法，在接合一对金属构件的摩擦搅拌接合中，能提高金属构件的平坦性。

解决技术问题所采用的技术方案

解决上述技术问题的本发明的接合方法包括：第一正式接合工序，在该工序中，使正式接合用旋转工具沿着金属构件彼此的对接部移动，从上述金属构件的表面侧进行摩擦搅拌接合；以及第二正式接合工序，该工序在上述第一正式接合工序之后，使正式接合用旋转工具沿着上述对接部移动，从上述金属构件的背面侧进行摩擦搅拌接合，其中，将在上述第二正式接合工序中进入上述金属构件的热量设定成比在上述第一正式接合工序中进入上述金属构件的热量少。

主要是考虑到，残存于摩擦搅拌接合的热量表示为残存热量(J)＝加热量-散热量，若使第一正式接合工序与第二正式接合工序的残存热量相等，则被接合金属构件会变得平坦。

根据该接合方法，由于第二正式接合工序的加热量比第一正式接合工序中的加热量少，可防止残留于接合后的金属构件内的热量的不均衡。藉此，可防止在第二正式接合工序中金属构件弯曲，从而可提高金属构件的平坦性。

此外，在上述第二正式接合工序中使用的正式接合用旋转工具最好比在上述第一正式接合工序中使用的正式接合用旋转工具小。此外，在上述第二正式接合工序中，最好以比上述第一正式接合工序中的上述正式接合用旋转工具的进给速度快的进给速度进行摩擦搅拌接合。根据该接合方法，能容易地将第二正式接合工序中的加热量设定得较少。

此外，最好在上述第二正式接合工序之后，进行矫正工序，以从上述金属构件的表面侧或背面侧进行摩擦搅拌。根据该接合方法，即使在第二正式接合工序中没有矫正弯曲的情况下，也能通过矫正工序进行矫正来提高金属构件的平坦性。