[发明专利]摩擦搅拌接合方法及装置

权利要求书

1.摩擦搅拌接合方法，其中，将旋转工具插入钢板间的未接合部并使所述旋转工具在旋转的同时沿接合方向移动，一边利用所述旋转工具与所述钢板的摩擦热使所述钢板软化、一边利用所述旋转工具搅拌软化了的部位，由此产生塑性流动从而将钢板彼此接合，其中，所述旋转工具具有肩部、和配置于该肩部且与该肩部共有旋转轴的销部，所述肩部和所述销部由比作为被加工材料的钢板硬的材质形成，

所述旋转工具的材料、或被覆在所述旋转工具表面的材料与所述钢板之间的动摩擦系数为0.6以下，

将利用设置于所述旋转工具的接合方向前方的加热机构而被加热的所述钢板的表面的温度T_S(℃)满足下述式(1)的区域作为加热区域时，所述加热区域与所述旋转工具的最小距离为所述旋转工具的肩部的直径以下，

所述加热区域的面积为所述旋转工具的销部的最大直径部的面积以下，

所述加热区域的面积的65％以上位于所述钢板的表面的接合中央线与下述平行于该接合中央线的直线之间，所述接合中央线为穿过所述旋转工具的旋转轴且平行于接合方向的直线，所述平行于该接合中央线的直线为仅向后退侧隔开与所述旋转工具的销部的最大半径相同的距离的直线，

T_S≥0.8×T_A1……(1)

T_A1为下述式(2)所示的温度，

T_A1(℃)＝723-10.7[％Mn]-16.9[％Ni]+29.1[％Si]+16.9[％Cr]+290[％As]+6.38[％W]……(2)

上述[％M]为作为被加工材料的钢板中的M元素的质量％，不含有的情况下为0。

2.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合方法，其中，将在所述加热区域的厚度方向的温度T_D(℃)满足下述式(3)的区域中的、距所述钢板的表面的最大深度作为加热区域的深度D时，所述加热区域的深度D为所述钢板的厚度的30％以上，

T_D≥0.8×T_A1……(3)。

3.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合方法，其中，所述加热机构为激光加热装置。

4.如权利要求2所述的摩擦搅拌接合方法，其中，所述加热机构为激光加热装置。

5.如权利要求1～4中任一项所述的摩擦搅拌接合方法，其中，在所述旋转工具的接合方向后方设置后方加热机构，该后方加热机构对所述钢板的接合部进行加热。

6.如权利要求5所述的摩擦搅拌接合方法，其中，在所述后方加热机构的接合方向后方设置冷却机构，该冷却机构对利用所述后方加热机构而被加热的所述接合部进行冷却。

7.如权利要求1～4中任一项所述的摩擦搅拌接合方法，其中，在所述旋转工具的接合方向后方设置冷却机构，该冷却机构对所述钢板的接合部进行冷却。

8.如权利要求7所述的摩擦搅拌接合方法，其中，在所述冷却机构的接合方向后方设置后方加热机构，该后方加热机构对利用所述冷却机构而被冷却的所述接合部进行加热。