[发明专利]结构用钢的摩擦搅拌接合装置

权利要求书

1.一种结构用钢的摩擦搅拌接合装置，具有旋转工具和加热装置，

所述旋转工具包含肩部和配置于该肩部且与该肩部共有旋转轴的销部，并且，至少该肩部和该销部由比作为被加工材料的钢板硬的材质构成，其通过插入到该钢板的未接合部边旋转边沿接合方向移动，利用与该钢板的摩擦热使该钢板软化并对该软化了的部位进行搅拌，从而产生塑性流动，

所述加热装置设置于沿接合方向移动的该旋转工具的前方，对该钢板进行加热，

其中，将由于该加热而该钢板的表面的温度T_S(℃)成为T_S≥0.8×T_A1区域作为加热区域时，使该钢板的表面的该加热区域与该旋转工具的最小距离设为该旋转工具的肩部的直径以下，其中，T_A1由下述式(1)表示，

并且，使该钢板的表面的该加热区域的面积设为该旋转工具的销部的最大直径部的面积以下，

而且，在该钢板的表面中使该加热区域的面积的50％以上位于接合中央线与平行于该接合中央线且向前进侧隔着与该旋转工具的销部的最大半径相同的距离的直线之间，其中，所述接合中央线是通过该旋转工具的旋转轴且与接合方向平行的直线，

T_A1(℃)＝723-10.7[％Mn]-16.9[％Ni]+29.1[％Si]+16.9[％Cr]+290[％As]+6.38[％W]…(1)

其中，[％M]为作为被加工材料的钢板中的M元素的含量(质量％)。

2.根据权利要求1所述的结构用钢的摩擦搅拌接合装置，对于所述加热区域的厚度方向的区域而言，将温度T_D(℃)满足T_D≥0.8×T_A1区域中的距所述钢板表面的最大深度设为加热区域的深度D时，使该加热区域的深度D成为所述钢板的合计厚度t的30％以上，其中，T_A1由下述式(1)表示，

T_A1(℃)＝723-10.7[％Mn]-16.9[％Ni]+29.1[％Si]+16.9[％Cr]+290[％As]+6.38[％W]…(1)

其中，[％M]为作为被加工材料的钢板中的M元素的含量(质量％)。

3.根据权利要求1或2所述的结构用钢的摩擦搅拌接合装置，其中，所述加热装置为激光加热装置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的结构用钢的摩擦搅拌接合装置，其中，具有设置于沿接合方向移动的所述旋转工具的后方的、对所述钢板的接合部进行加热的后方加热装置。

5.根据权利要求4所述的结构用钢的摩擦搅拌接合装置，其中，具有在所述旋转工具的后方且在所述后方加热装置之后设置的、对所述钢板的接合部进行冷却的冷却装置。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的结构用钢的摩擦搅拌接合装置，其中，具有设置于沿接合方向移动的所述旋转工具的后方的、对所述钢板的接合部进行冷却的冷却装置。

7.根据权利要求6所述的结构用钢的摩擦搅拌接合装置，其中，具有在沿接合方向移动的所述旋转工具的后方且在所述冷却装置之后设置的、对所述钢板的接合部进行再加热的后方加热装置。