CN104507631B - 用于复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合的接合工具以及使用该工具的接合装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的复动式摩擦搅拌接合工具至少由圆柱状的销构件（11）；和形成为位于该销构件（11）的外侧的圆筒形状，绕与该销构件（11）相同的轴线旋转的轴肩构件（12）构成。销构件（11）的与被接合物（60）的抵接面（11a）以及外周面（11b）相对于被接合物（60）具有非亲和性。又，轴肩构件（12）的面对该销构件（11）的内周面（12b）以及外周面（12c）相对于被接合物（60）具有非亲和性，且仅与被接合物（60）的抵接面（12a）相对于被接合物（60）具有亲和性。又，也可以优化销构件（11）以及轴肩构件（12）的间隙。

Description

用于复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合的接合工 具以及使用该工具的接合装置

技术领域

本发明涉及使用于复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合中的接合工具以及使用该接合工具的接合装置，尤其是涉及可以实现被接合物的良好的接合的接合工具以及使用该接合工具的接合装置。

背景技术

摩擦搅拌接合是指将作为旋转工具的圆柱状的销构件推入（压入）由金属材料形成的被接合物中，通过软化并搅拌该金属材料以此将被接合物相互接合的方法，该方法作为接合时的输入热较少且软化或变形的程度较少的接合手法受到关注。

此外，已知除了将前述销构件作为旋转工具使用以外，还将具有用于内插该销构件的中空部的大致圆柱状的轴肩构件作为旋转工具使用的复动式摩擦搅拌接合。在该复动式摩擦搅拌接合中，销构件以及轴肩构件（接合工具）分别可以进行旋转动作以及进退动作，因此通过调节销构件的进退动作和轴肩构件的进退动作的正时，以此可以回填因销构件的压入而形成的凹部。此外，在复动式摩擦搅拌点接合中，大多在轴肩构件的外侧使用大致圆柱状的夹持构件。

然而，已知在复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合（以下将复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合统称为“复动式摩擦搅拌接合”）中，因在销构件与轴肩构件之间进入被接合物或从被接合物溢出的粘着物等（以下称为“被接合物等”）而发生动作不良。此外，已知在轴肩构件与夹持构件之间也同样进入被接合物等而发生动作不良。具体而言，因接合工具的压入以及拔出而容易发生被接合物等的进入等，并且在进入的被接合物等进入到销构件与轴肩构件之间时，粘着在这些接合工具的表面上（例如，如果是销构件，则在外周面上，如果是轴肩构件，则在内周面上），从而存在该接合工具的进退动作无法顺利地进行的担忧。因此，例如在专利文献1中公开了清扫粘着在销构件与轴肩构件之间的被接合物等的清扫方法。

然而，在复动式摩擦搅拌接合中，从防止动作不良的观点考虑时，与随时实施如上述那样的清扫方法相比，更优选的是从根本上防止被接合物等粘着在接合工具的表面。在该情况下，想到涂布接合工具的表面。

尽管还没有以防止被接合物等的粘着为目的技术，但是作为在摩擦搅拌接合中涂布接合工具的表面的技术，例如已知专利文献2、3或4公开的技术。这些技术不仅以谋求接合工具的耐久性的改善为目的而且以谋求接合时间的缩短为目的将氧化铝的覆膜（专利文献2）、由碳化钛形成的基层和由氮化钛形成的表层的双层的覆膜（专利文献2）、由氮化铝形成的覆膜（专利文献3、4）等涂布在销构件上，并且专利文献4公开了除了使用氮化铝覆膜的涂层以外还使用特定组成的基材。

此外，专利文献5公开了以抑制或防止被接合物的材料粘着在旋转工具的针（probe）（销构件）与轴肩构件之间为目的，在针的外周面和/或轴肩构件的内周面上形成最外表面由碳纳米管构成的涂层的“摩擦搅拌点接合用的旋转工具”。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2007-216286号公报；

专利文献2：日本特开2007-268605号公报；

专利文献3：日本特开2008-030096号公报；

专利文献4：日本特开2009-072790号公报；

专利文献5：日本特开2011-036878号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

在这里，专利文献2至专利文献4中公开的涂层是以谋求如上述的接合工具的强度改善为主要目的，并不是用于在复动式摩擦搅拌接合中抑制进入至销构件与轴肩构件之间的被接合物等的粘着。例如在被接合物由铝或铝合金（铝系材料）构成的情况下，无法通过专利文献2至专利文献4公开的涂层有效地抑制作为被接合物的铝系材料的粘着，因此无法有效地避免动作不良。

又，在被接合物等粘着在接合工具的表面时，如果通过清扫排出粘着物，则该接合工具的表面可能发生磨损。又，当重复粘着物的排出时，还存在接合工具的壁厚减小的担忧。因此，最好是粘着物尽量少或不产生粘着物。

另一方面，专利文献5公开的技术是通过在销构件与轴肩构件之间的表面上形成由碳纳米管构成的涂层，以此抑制或防止被接合物等粘着于它们之间，但是通过该技术无法抑制被接合物等粘着于销构件的梢端。因此，接合部的外观品质并不一定良好。又，由于无法抑制粘着，因此可能随着销构件的动作而被接合物的表面的一部分粘着在抵接面上而剥离，从而对被接合物或接合工具本身产生影响。又，作为涂层的材料使用的碳纳米管价格非常高，从而还导致成本增加。

本发明是为了解决这样的问题而形成，其目的是在复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合中，尤其确保在销构件和轴肩构件之间不容易发生被接合物等的粘着，并且可以实现有效的接合，此外可以谋求接合处的品质改善。

解决问题的手段：

根据本发明的接合工具是为了解决上述问题而使用于将被接合物通过局部搅拌进行接合的复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合中，并且形成为为了搅拌所述被接合物而绕轴线旋转，且能够在该轴线方向上进退移动的结构的接合工具；由如下构件构成：形成为圆柱状，且与所述被接合物的抵接面、以及外周面相对于所述被接合物具有非亲和性的销构件；和位于该销构件的外侧，且形成为包围该销构件的外侧的圆筒形状，绕与该销构件相同的轴线旋转，并且面对该销构件的内周面、以及外周面相对于所述被接合物具有非亲和性，且仅与所述被接合物的抵接面相对于所述被接合物具有亲和性的轴肩构件。

根据所述结构，销构件以及轴肩构件之间具有非亲和性。借助于此，即使被接合物等进入销构件以及轴肩构件之间也可以有效地抑制或防止其粘着。因此，可以有效避免接合工具的动作不良，从而可以实施有效的摩擦搅拌接合或摩擦搅拌点接合。此外，还可以有效地抑制因销构件以及轴肩构件的磨损导致的壁厚的减小、销构件的折弯等的发生，因此可以防止接合工具的寿命的降低。又，根据所述结构，抑制粘着物的排出，因此还可以抑制销构件和轴肩构件等以按压排出物的形式压入。因此，可以实质上防止接合处的表面发生损伤或产生凹凸，因此也可以谋求接合处的品质改善。

此外，轴肩构件的抵接面相对于被接合物具有亲和性，因此可以对被接合物提供充分的摩擦，又，销构件的抵接面相对于被接合物具有非亲和性，因此还可以避免随着销构件的牵引而被接合物的表面的一部分附着在抵接面上而剥离的可能性。因此，可以更加有效地实施摩擦搅拌接合或摩擦搅拌点接合，并且还可以更加改善接合处的品质。在所述结构的接合工具中，也可以是还具备位于所述轴肩构件的外侧，并且从一侧面按压所述被接合物的夹持构件；该夹持构件的与所述被接合物的抵接面、和该夹持构件的面对所述轴肩构件的所述外周面的内周面形成为相对于所述被接合物具有非亲和性的结构。

又，在所述结构的接合工具中，也可以形成为通过金刚石或无氢类金刚石碳（无氢DLC）的涂层实现相对于所述被接合物具有非亲和性的状态的结构。

又，在所述结构的接合工具中，也可以是所述被接合物至少由铝或其合金构成。

又，在所述结构的接合工具中，也可以是形成为通过表面处理、工具材质的变更或工具材料的性质的变更实现相对于所述被接合物具有非亲和性的状态的结构。

又，根据本发明的另一接合工具是为了解决上述问题而使用于将至少由铝或其合金构成的被接合物通过局部搅拌进行接合的复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合中，并且形成为为了搅拌所述被接合物而绕轴线旋转，且能够在该轴线方向上进退移动的结构的接合工具，由如下构件构成：形成为圆柱状，且在与所述被接合物的抵接面、以及外周面上涂布有金刚石或无氢类金刚石碳的销构件；和位于该销构件的外侧，且形成为包围该销构件的外侧的圆筒形状，绕着与该销构件相同的轴线旋转，并且在面对该销构件的内周面、以及外周面上涂布有金刚石或无氢类金刚石碳，且只有与所述被接合物的抵接面上未涂布有金刚石或无氢类金刚石碳的轴肩构件。

在所述结构的接合工具中，也可以是还具备位于所述轴肩构件的外侧，从一侧面按压所述被接合物的夹持构件；该夹持构件的与所述被接合物的抵接面、和该夹持构件的面对所述轴肩构件的所述外周面的内周面形成为涂布有金刚石或无氢类金刚石碳的结构。

又，根据本发明的又一接合工具是为了解决上述问题而使用于将被接合物通过局部搅拌进行接合的复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合中，并且形成为为了搅拌所述被接合物而绕轴线旋转，且能够在该轴线方向上进退移动的结构的接合工具，由圆柱状的销构件；和位于该销构件的外侧，且形成为包围该销构件的圆筒形状，绕着与该销构件相同的轴线旋转的轴肩构件构成；在将所述销构件的外径作为销外径，将所述轴肩构件的内插所述销构件的贯通孔的内径作为轴肩内径时，所述销构件以及所述轴肩构件的间隙以使所述销外径与所述轴肩内径的差值在0.01mm以上0.1mm以下的范围内的形式设定。

根据所述结构，优化销构件以及轴肩构件的间隙，因此可以使被接合物等难以进入销构件以及轴肩构件之间。因此，可以有效避免接合工具的工作不良，可以实施有效的摩擦搅拌接合或摩擦搅拌点接合。又，在接合处上，可以有效抑制在销构件的抵接部位与轴肩构件的抵接部位之间产生毛刺。因此，还可以谋求接合处的品质改善。

此外，即使假设发生成为粘着的原因的被接合物的进入时，其量也极其少，并且也实质上抑制进入的被接合物的排出。因此，也可以抑制销构件以及轴肩构件以按压来自于它们之间的排出物的形式压入于被接合物中。

在所述结构的接合工具中，也可以是还具备位于所述轴肩构件的外侧，从一侧面按压所述被接合物的夹持构件；在将所述轴肩构件的外径作为轴肩外径，将所述夹持构件的内插所述轴肩构件的贯通孔的内径作为夹持构件内径时，所述轴肩构件以及所述夹持构件的间隙以使所述轴肩外径与所述夹持构件内径的差值在0.01mm以上0.1mm以下的范围内的形式设定。

又，本发明还包括具备所述任意一个结构的接合工具，并且使用于复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合中的接合装置。

本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点是在参照附图的基础上，由以下的优选的实施形态的详细说明得以明了。

发明效果：

根据本发明，发挥在复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合中，尤其在销构件与轴肩构件之间难以发生被接合物等的粘着，并且可进行有效的接合，此外还可以谋求接合处的品质改善的效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施形态1的复动式摩擦搅拌接合装置的结构的一个示例的示意图；

图2是示出在图1所示的复动式摩擦搅拌接合装置中，在复动式摩擦搅拌接合工具上涂布有金刚石或无氢类金刚石碳（DLC；diamond like carbon）的部位的一个示例的示意图；

图3是示出在图1所示的复动式摩擦搅拌接合装置中，在复动式摩擦搅拌接合工具以及除此以外的构件上涂布有金刚石或无氢类金刚石碳的部位的一个示例的示意图；

图4是在根据本发明的实施形态2的复动式摩擦搅拌接合装置所具备的复动式摩擦搅拌接合工具中，说明销构件以及轴肩构件的间隙或轴肩构件以及夹持构件的间隙的示意图；

图5是示出通过根据本发明的实施形态1的复动式摩擦搅拌接合装置进行铝材料的摩擦搅拌接合后的销构件的外观的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选的实施形态。另外，以下在所有附图中对于相同或相当的要素标以相同的参考符号并省略其重复说明。

（实施形态1）

[复动式摩擦搅拌接合装置]

参照图1具体说明根据本发明的实施形态的复动式摩擦搅拌接合装置的基本结构的一个示例。另外，在以下说明中，为了便于说明而分别将复动式摩擦搅拌接合装置简称为“摩擦搅拌接合装置”，将复动式摩擦搅拌接合工具简称为“接合工具”。又，如上所述，在本说明书中，将复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合统称为“复动式摩擦搅拌接合”，因此本实施形态中说明的“摩擦搅拌接合装置”可以是“复动式摩擦搅拌接合装置”，也可以是“复动式摩擦搅拌点接合装置”。

如图1所示，根据本实施形态的摩擦搅拌接合装置50具备旋转工具51、工具固定部52、工具驱动部53、夹持构件54、垫板支持部55以及垫板构件56。

旋转工具51是被工具固定部52支持的接合工具，通过工具驱动部53使其进退以及旋转驱动。旋转工具51、工具固定部52、工具驱动部53以及夹持构件54设置于由C型焊枪（C型框架）构成的垫板支持部55的上部，在该垫板支持部55的下部设置有垫板构件56。因此，旋转工具51和垫板构件56在相互对置的位置上安装于垫板支持部55，在这些旋转工具51与垫板构件56之间配设有被接合物60。另外，在本发明中，被接合物60由铝或其合金（铝系材料）构成。

旋转工具51由销构件11以及轴肩构件12构成。又，工具固定部52由旋转工具固定部521以及夹持构件固定部522构成，工具驱动部53由销驱动部531、轴肩驱动部532、旋转驱动部533以及弹簧534构成。又，夹持构件54通过弹簧534固定于夹持构件固定部522上。

销构件11是大致圆筒形或大致圆柱形，尽管未详细图示，但是其被旋转工具固定部521支持。该销构件11形成为借助于旋转驱动部533绕轴线Xr（旋转轴，图中单点划线）旋转，并且借助于销驱动部531沿着虚线箭头P1方向、即轴线Xr方向（图1中为上下方向）可进退移动的结构。轴肩构件12形成为具有中空部的大致圆筒状，在中空部内内插有销构件11，并且在销构件11的外侧以包围该销构件11的形式被旋转工具固定部521支持。该轴肩构件12形成为借助于旋转驱动部533绕与销构件11相同的轴线Xr旋转，并且借助于轴肩驱动部532沿着虚线箭头P2方向、即轴线Xr方向可进退移动的结构。

像这样，销构件11以及轴肩构件12在本实施形态中均由相同的旋转工具固定部521支持，并且均借助于旋转驱动部533绕轴线Xr一体地旋转。此外，销构件11以及轴肩构件12形成为能够借助于销驱动部531以及轴肩驱动部532分别沿着轴线Xr方向进退移动的结构。另外，在图1所示的结构中，销构件11可以单独进退移动，并且可以随着轴肩构件12的进退移动而进退移动，但是也可以形成为销构件11以及轴肩构件12能够相互独立地进退移动的结构。

夹持构件54设置于轴肩构件12的外侧，并且与轴肩构件12相同地形成为具有中空部的圆筒状，在中空部内插入有轴肩构件12。因此，大致圆筒状的轴肩构件12位于销构件11的外周，大致圆筒状的夹持构件54位于轴肩构件12的外周。换而言之，夹持构件54、轴肩构件12以及销构件11分别形成同轴芯状的嵌套结构。

夹持构件54从一侧表面（第一表面）按压被接合物60，并且在本实施形态中通过弹簧534被夹持构件固定部522支持。因此，夹持构件54受到向垫板构件56侧的施力。又，夹持构件固定部522通过旋转驱动部533支持旋转工具固定部521。夹持构件固定部522形成为能够借助于轴肩驱动部532向虚线箭头P3方向（与虚线箭头P1以及P2相同的方向）进退的结构。

另外，弹簧534是向夹持构件54施加施力或施加加压力的构件，因此例如也可以适当地采用使用了气压、油压、伺服马达等的机构来代替该弹簧534。又，弹簧534可以形成为如图1所示通过安装于轴肩驱动部532以此能够进退移动的结构，也可以形成为不依靠轴肩驱动部532而能够独立地进退移动的结构。

前述结构的旋转工具51、工具固定部52、工具驱动部53以及夹持构件54如上所述以与垫板构件56对置的形式设置于垫板支持构件55上。构成旋转工具51的销构件11和轴肩构件12、以及夹持构件54分别具备抵接面11a和抵接面12a、以及抵接面54a，这些抵接面11a、12a、54a借助于工具驱动部53进退移动，并且能够与配设在其与垫板构件56之间的被接合物60的第一表面抵接。又，垫板构件56设置于与销构件11和轴肩构件12、以及夹持构件54对置的位置上，并且与被接合物60的另一个表面（第二表面）抵接。在图1中以能够与平板状的被接合物60的第二表面抵接的形式具有平坦的表面。

垫板构件56位于销构件11以及轴肩构件12的前进方向侧，并且以使被接合物60的第一表面朝向销构件11以及轴肩构件12的状态通过支持面56a支持该被接合物60的第二表面。垫板构件56只要可以以能够实施摩擦搅拌点接合的形式适当地支持被接合物60即可，并不特别限定其结构。通常优选的是具有能够稳定地支持板状的被接合物60的支持面56a的平板状的结构，但是也可以根据被接合物60的形状采用平板状以外的结构。例如，也可以形成为另外准备具有多种形状的垫板构件56，并且使其可根据被接合物60的种类从垫板支持部55上拆卸并更换的结构。

本实施形态的旋转工具51、工具固定部52以及工具驱动部53的具体结构不限于前述的结构，可以适当地使用在摩擦搅拌接合领域广泛公知的结构。例如构成工具驱动部53的销驱动部531、轴肩驱动部532以及旋转驱动部533在本实施形态中均由在摩擦搅拌接合领域公知的马达以及齿轮机构等构成。又，在摩擦搅拌点接合装置50A的结构中，也可以不设置夹持构件54，例如也可以根据需要形成为从垫板支持部55上可装卸的结构。此外，也可以包括图1中未图示的其他构件等。

又，垫板支持部55在本实施形态中由C型焊枪构成，但是不限于此，只要形成为使销构件11以及轴肩构件12可进退移动地对其进行支持，并且在与这些旋转工具51对置的位置上支持垫板构件56的结构即可。另外，垫板支持部55可以设置于未图示的摩擦搅拌点接合用机械手装置、NC工作机械、大型的C框架、自动铆接机（autoriveter）等的公知的加工用设备等中。

关于使用这样的摩擦搅拌点接合装置50实施的摩擦搅拌接合方法的一个示例说明如下：首先，使旋转工具51接近被接合物60，从而使夹持构件54的抵接面54a以及垫板构件56的支持面56a与被接合物60抵接。然后，使旋转工具51靠近被接合物60，从而使销构件11的抵接面11a以及轴肩构件12的抵接面12a与被接合物60抵接并旋转。

借助于此销构件11以及轴肩构件12的抵接区域因摩擦而发热软化，从而产生塑性流动部。因此，通过使销构件11以及轴肩构件12分别向被接合物60进入或退出以此可以搅拌塑性流动部。因此，可以局部地搅拌并接合被接合物60。此外，例如因销构件11的进入（压入）而产生的凹部可以通过轴肩构件12回填。之后，旋转工具51以及垫板构件56离开被接合物60，而结束一系列摩擦搅拌接合。

[旋转工具的表面处理]

接着，说明在根据本实施形态的摩擦搅拌接合装置50所具备的旋转工具51（接合工具）中，其表面的大部分相对于被接合物60的亲和性较低，但是一部分相对于被接合物60具有亲和性。有关这一点，参照图2具体说明。

在本实施形态中，旋转工具51的表面“相对于被接合物60的亲和性较低”的状态是指构成被接合物60的材料（被接合物等）难以附着或粘着的状态，换而言之，是指“相对于被接合物60具有非亲和性”的状态。另外，“具有非亲和性”的状态换句话来说是指相对于被接合物60的摩擦较低的状态。因此，“具有亲和性”状态换句话来说是指相对于被接合物60的摩擦较高的状态。

作为用于实现“相对于被接合物60的亲和性较低”的状态（具有非亲和性的状态）的手法，可以代表性地举出表面处理。该表面处理只要使相对于被接合物60的粘着性较低即可，具体而言可以举出公知的各种涂布。其中，尤其优选地使用金刚石或无氢类金刚石碳（无氢DLC）的涂层。

如在图2中通过斜线的阴影区域示意性地所示，旋转工具51中销构件11的与被接合物60抵接的抵接面11a以及外周面11b被金刚石或无氢DLC涂布。另一方面，轴肩构件12的面对销构件11的内周面12b和面对夹持构件54的外周面12c被金刚石或无氢DLC涂布。然而，轴肩构件12的抵接面12a没有被金刚石或无氢DLC涂布。

本发明人等经过研究明确了由金刚石或无氢DLC形成的涂层与一般的DLC或其他陶瓷系硬质膜相比对金属材料的亲和性非常低（具有非亲和性）。具体而言，例如作为金属材料举出铝系材料时，金刚石状的碳原子之间的结合结构难以与铝原子结合，因此存在DLC涂层本身与其他的陶瓷涂层相比对铝系材料的亲和性低的倾向。

此外，在涂层中存在氢原子等的杂质时，该杂质变成缺陷（细孔）而铝原子进入其中成为粘着的起因，但是金刚石或无氢DLC与一般的DLC相比涂层所含的氢等的杂质较少，因此粘着的起因非常少。此外，金刚石或无氢DLC的摩擦系数为0.1以下，因此还具有作为其摩擦系数极其小的涂层这样的特征。

因此，即使在摩擦搅拌接合时产生从被接合物60溢出的铝系材料的粘着物等而进入销构件11以及轴肩构件12之间，也不会引起该粘着物等的粘着。借助于此，可以有效地避免旋转工具51的动作不良，可以实施有效的摩擦搅拌接合。又，由于能够抑制粘着的被接合物等的排出，因此还可以抑制销构件11和轴肩构件12等以按压排出物的形式压入。因此，可以实质上防止在接合处的表面发生损伤或产生凹凸，因此还可以谋求接合处的品质改善。

此外，在本发明中，并不是简单地将旋转工具51的整个表面涂布金刚石或无氢DLC，而是对轴肩构件12的抵接面12a不涂布金刚石或无氢DLC，对销构件11的抵接面11a涂布金刚石或无氢DLC。借助于此，可以更有效地实施摩擦搅拌接合，并且可以谋求接合处的进一步的品质改善。

在轴肩构件12的抵接面12a上，相对于被接合物60的周速度与销构件11的抵接面11a相比相对较高。在这里，在轴肩构件12的抵接面12a上未涂布金刚石或无氢DLC，因此该抵接面12a可以相对被接合物60发挥良好的亲和性，因此可以对被接合物60提供充分的摩擦。其结果是，可以更有效地实施摩擦搅拌接合。

另一方面，销构件11的抵接面11a相对于被接合物60的周速度相对较低，因此如果与被接合物60的亲和性较高，则存在随着销构件11的牵引而被接合物60的第一表面的一部分附着在该抵接面11a上而剥离的情况。如果在销构件11的抵接面11a上涂布有金刚石或无氢DLC，则可以避免被接合物60的第一表面的剥离，因此可以谋求接合处的更进一步的品质改善。

除此以外，被接合物等不粘着在销构件11以及轴肩构件12之间，因此可以有效地抑制该销构件11以及轴肩构件12的磨损。又，销构件11与轴肩构件12的间隙并不特别限定，但是在设计上使间隙变窄时，存在在这些旋转工具51上发生赤热现象的担忧。对此，当在销构件11的外周面11b和轴肩构件12的内周面12b上涂布金刚石或无氢DLC时，可以抑制赤热现象的发生。此外，由于可以抑制粘着的被接合物等被按压并压入，因此还可以有效降低发生销构件11的折弯等的损伤的频率。因此，可以避免旋转工具51的寿命的降低。

在这里，无氢DLC并不是指完全不包含氢原子仅有DLC的情况，而是指与一般的DLC相比氢原子的含量较少的情况。因此，在本发明中对销构件11以及轴肩构件12进行涂布的无氢DLC例如是指氢的含量为10at%（原子浓度）以下的DLC。如果是这样的DLC，则与一般的DLC相比可以降低与铝系材料等的亲和性（提供非亲和性），可以有效抑制或避免被接合物等的粘着。

对于在销构件11以及轴肩构件12上涂布金刚石或无氢DLC的方法并不特别限定，可以适当地使用公知的物理沉积法等。例如，可以适当地使用在不包含氢的气氛条件下，将石墨作为原料而通过公知的物理沉积法沉积碳的方法。

在这里，销构件11以及轴肩构件12上的涂布面、即销构件11的抵接面11a以及外周面11b、轴肩构件12的内周面12b以及外周面12c优选的是其表面粗糙度较小。借助于此，可以在涂布面上良好地涂布金刚石或无氢DLC。

又，对于不将金刚石或无氢DLC涂布在轴肩构件12的抵接面12a上的方法并不特别限定，在通过物理沉积法沉积碳时，可以通过公知的方法掩盖抵接面12a，也可以在涂布轴肩构件12的整个表面后，仅对抵接面12a通过研磨去除金刚石或无氢DLC。

另外，在本实施形态中，作为销构件11、轴肩构件12以及夹持构件54（旋转工具51）的表面处理的一个示例，例示出涂布，但是根据本发明的表面处理不限于此是不言而喻的。即，在本发明中，只要能够变更旋转工具51的表面性质，则即使是涂布以外的公知的表面处理法也可以适当地使用，并且即使是表面处理以外的方法也可以适当地使用。

即，在本发明中，在旋转工具51中，对于想要防止或避免被接合物60的粘着之处可以采用对被接合物60的亲和性较低且不容易粘着的材质（或表面状态），对于轴肩构件12的抵接面（底面）12a可以采用对被接合物60具有亲和性的材质（或表面状态）。或者，对于轴肩构件12的抵接面12a，也可以采用能够相对于被接合物60得到摩擦的材质（或表面状态的变更等）。

又，对于涂布、表面处理或材质的部分变更，并不特别限定其具体方法，可以根据被接合物60的种类适当选择使用亲和性较低的涂层、表面处理或材料。例如作为其他涂层的示例，可以举出氮化硅（Si₃N₄）等的陶瓷材料。另外，在本实施形态中，作为“降低亲和性”的方法，优选的是采用通过金刚石或无氢DLC的涂布，而这些涂布可以广泛适当地使用于一般的金属材料，通用性较高。

另外，在专利文献5公开的技术中，在销构件与轴肩构件之间的表面形成由碳纳米管构成的涂层，但是如果使用这样的接合工具，则除了发生前述的问题以外，还导致因数百次左右的接合而超过负荷，导致无法进行接合。另一方面，如果使用本实施形态的接合工具（旋转工具51），则例如接合次数在2000次以上的情况下也可以并无特别问题地实施。

在这里，作为根据本实施形态的摩擦搅拌接合装置50的接合对象的被接合物60代表性地由金属构成即可，并不具体限定其金属的种类。作为具体的一个示例，举出前述的铝系材料（铝或其合金），但是被接合物60除了铝系材料以外，例如还可以由钛、铁等的其他金属或其合金构成。此外，根据本实施形态的摩擦搅拌接合装置50，对于铝和钛、或铝和铁等异种金属的接合也有效，因此被接合物60也可以由多种类的金属构成。除此以外，被接合物60不限于金属，也可以是如各种树脂等能够应用摩擦搅拌接合的材料。

[变形例]

如上述那样，根据本发明的接合工具形成为如下结构即可：使用于复动式摩擦搅拌接合或复动式摩擦搅拌点接合，具备绕轴线旋转的圆柱状的销构件11、和包围该销构件11的外侧的圆筒形状的销构件11及轴肩构件12，销构件11的抵接面11a以及外周面11b相对于被接合物60的亲和性较低（相对于被接合物60具有非亲和性），轴肩构件12的内周面12b以及外周面12c相对于被接合物60的亲和性较低（相对于被接合物60具有非亲和性），且仅仅抵接面12a相对于被接合物60具有亲和性。

又，如果根据本发明的接合工具具备夹持构件54，则只要该夹持构件54的抵接面54a、和该夹持构件54的内周面54b相对于被接合物60的亲和性较低（相对于被接合物60具有非亲和性）即可。

然而，本发明不限于此，例如也可以对旋转工具51以外的构件等也赋予相对于被接合物60的非亲和性。具体而言，在本实施形态中，摩擦搅拌接合装置50所具备的接合工具、即旋转工具51除轴肩构件12的抵接面12a以外涂布金刚石或无氢DLC即可，但是也可以对旋转工具51以外的构件等涂布金刚石或无氢DLC。借助于此，进一步抑制旋转工具51的动作不良，可以改善摩擦搅拌接合的效率。参照图3具体说明采用这样的结构的摩擦搅拌接合装置50（摩擦搅拌接合装置50的变形例）。

具体而言，例如如在图3中通过斜线的阴影区域示意性地所示，可以对夹持构件54以及垫板构件56也涂布金刚石或无氢DLC。

在夹持构件54的情况下，只要在对被接合物60的抵接面54a、和面对轴肩构件12的外周面12c的内周面54b上涂布金刚石或无氢DLC即可。尽管夹持构件54与旋转工具51不同而不旋转，但是由于从第一表面按压被接合物60，因此优选的是在与被接合物60接触的抵接面54a上涂布金刚石或无氢DLC。

又，夹持构件54位于覆盖轴肩构件12的周围的位置上，因此存在随着轴肩构件12的进退移动而被接合物等进入该轴肩构件12与夹持构件54之间的担忧。因此，优选的是在面对轴肩构件12的内周面54b上也涂布金刚石或无氢DLC。另外，夹持构件54在本实施形态中为摩擦搅拌接合装置50的一部分，但是也可以与销构件11以及轴肩构件12一起构成旋转工具51（摩擦搅拌接合工具）。

在垫板构件56的情况下，只要对支持被接合物60的支持面56a涂布金刚石或无氢DLC即可。垫板构件56形成为从旋转工具51观察时位于前进方向侧，并且以使被接合物60的第一表面朝向旋转工具51的状态使支持面56a与该被接合物60的第二表面抵接并进行支持的结构。因此，垫板构件56以非常大的面积与被接合物60抵接，因此由该被接合物60产生的被接合物等容易夹入第二表面与支持面56a之间。因此，通过在支持面56a上涂布金刚石或无氢DLC，以此可以使被接合物等不易粘着在被接合物60与支持面56a之间。

同样地，设置于夹持构件54的内侧的衬套部抑制位于夹持构件54的内侧的轴肩构件12旋转时的接触，而因该衬套部的存在，能够抑制夹持构件54与轴肩构件12的过度接触，因此尤其可以减少作为旋转工具51的轴肩构件12的磨损。

另外，对于所述衬套部与销构件11或轴肩构件12接触的状态并不特别限定，可以是通过公知的润滑剂的润滑接触，也可以是不通过润滑剂等的无润滑接触。

又，在本实施形态中，以复动式摩擦搅拌接合为例说明本发明，但是本发明不限于此，也可以适当地使用于不是复动式的单动式的摩擦搅拌接合。又，本发明可以适当地应用于复动式摩擦搅拌点接合，也可以应用于并非点接合的摩擦搅拌接合中。

（实施形态2）

在前述实施形态1中，在至少由销构件11以及轴肩构件12构成的旋转工具51中，只要对除轴肩构件12的抵接面12a以外的表面赋予相对于被接合物60的非亲和性即可，但是本发明不限于此，可以是至少设定销构件11以及轴肩构件12的间隙的结构。通过优化销构件11以及轴肩构件12的间隙，以此不易发生被接合物等的粘着，可以进行有效的接合，此外还可以谋求接合处的品质改善。参照图4说明该结构。

根据本实施形态的旋转工具51如图4所示形成为与前述实施形态1所说明的旋转工具51基本相同的结构，但是其形成为将销构件11以及轴肩构件12的间隙设定为理想的范围内的结构。又，旋转工具51如在前述实施形态1所说明只要具备销构件11以及轴肩构件12即可，但是也可以进一步具备夹持构件54，在该情况下，只要将轴肩构件12以及夹持构件54的间隙也设定为适当的范围即可。

在本实施形态中，将轴肩构件12的内插销构件11的贯通孔称为“销构件内插孔12d”。而且，将销构件11的外径作为销外径，并且将轴肩构件12的销构件内插孔12的内径作为轴肩内径时，销构件11以及轴肩构件12的间隙只要以使销外径与轴肩内径的差值在0.01mm以上0.1mm以下的范围内的形式设定即可，优选的是在超过0.01mm小于0.05mm的范围内，更优选的是为0.03mm左右。

具体而言，如图4所示，如果将销外径作为Rp，将轴肩内径作为Ri，则Rp和Ri的差值（Ri－Rp）为Dta＋Dta=2Dta。另外，在图4中用框箭头表示的Dta是销构件11的半径与轴肩内径的半径的差值。在本实施形态中，该2Dta只要为0.01mm以上0.1mm以下即可（0.01mm≤2Dta≤0.1mm）。

当2Dta超过0.1mm时，被接合物60的接合处的品质大幅度降低。此外，对于销构件11以及轴肩构件12产生无法忽视的程度的铝的粘着，又，在轴肩构件12上发生无法忽视的程度的损伤。

另一方面，如果2Dta小于0.01mm，则被接合物60的接合处的品质变得良好，但是在旋转工具51的安装精度较低时，存在销构件11以及轴肩构件12越赤热而越过度被加热的可能性。如果被接合物60为铝系材料，则施工中的旋转工具51的温度一般为450℃左右，而在该程度的温度下，通常不会引起旋转工具51的过度的加热。因此，销构件11以及轴肩构件12的过度的加热可能导致旋转工具51的损伤。

因此，在本实施形态中，优选的是将销构件11以及轴肩构件12的间隙以使销外径与轴肩内径之间的差值为0.01mm以上0.1mm以下的范围内的形式进行设定。借助于此，可以改善被接合物60的接合处的品质，并且可使在销构件11与轴肩构件12之间不易发生被接合物等的粘着。其结果是，可以实现与以往相比更有效的接合。

此外，在具备夹持构件54的情况下，只要将轴肩构件12以及夹持构件54的间隙也设定在适当的范围内即可。与轴肩构件12的贯通孔相同地，将夹持构件54的内插轴肩构件12的贯通孔称为“轴肩构件内插孔54d”，并且将轴肩构件12的外径作为轴肩外径，将夹持构件54的轴肩构件内插孔54d的内径作为夹持构件内径时，轴肩构件12以及夹持构件54的间隙只要以使轴肩外径与夹持构件内径的差值在0.01mm以上0.1mm以下的范围内的形式设定即可。

具体而言，如图4所示，在将轴肩外径作为Ro，将夹持构件内径作为Rc时，Ro与Rc的差值（Rc－Ro）为Dtb＋Dtb=2Dtb。另外，在图4中用框箭头表示的Dtb是轴肩外径的半径与夹持构件内径的半径的差值。在本实施形态中，该2Dtb只要为0.01mm以上0.1mm以下即可（0.01mm≤2Dtb≤0.1mm）。

当2Dtb超过0.1mm时，对于轴肩构件12以及夹持构件54产生无法忽视的程度的铝的粘着，又，在夹持构件54的抵接面54a上发生无法忽视的程度的涂层的剥离。另一方面，在2Dtb小于0.01mm时，被接合物60的接合处的品质良好，但是可能在轴肩构件12上发生前述的过度的加热。这样的过度的加热可能导致旋转工具51的损伤。

像这样，在本发明中，可以是对于构成旋转工具51的销构件11、轴肩构件12（此外夹持构件54）的合适处赋予相对于被接合物60的非亲和性的结构，也可以优化销构件11以及轴肩构件12的间隙。

通过对旋转工具51的合适处赋予非亲和性，以此可以实质上防止侵入至各构件之间的被接合物等的粘着。另一方面，通过优化旋转工具51的间隙，以此不仅可以考虑到旋转工具51的热膨胀或进退移动的幅度，而且实质上有效防止被接合物等侵入至各构件之间的可能性。因此，通过对旋转工具51的合适处赋予非亲和性，并且优化旋转工具51的间隙（通过组合实施形态1以及实施形态2），以此使各构件之间进一步不易发生被接合物等的粘着，从而可以实现有效的接合，并且可以进一步改善接合处的品质。又，即使假设发生作为粘着的原因的被接合物等的进入，也可以使其量极其少，并且还可以实质上抑制进入的被接合物等的排出。因此，还可以抑制旋转工具51以按压来自于它们之间的排出物的形式压入被接合物60中。

另外，在本实施形态中，如上所述，销构件11以及轴肩构件12的间隙只要是销外径与轴肩内径的差值2Dta在0.01mm≤2Dta≤0.1mm以下的范围内即可，轴肩构件12以及夹持构件54的间隙只要是轴肩外径与夹持构件内径的差值2Dtb为0.01mm≤2Dtb≤0.1mm即可，但是由下述的实施例2以及参考例1～3的结果可知，更优选的是在0.03mm左右的范围内。因此，在本实施形态中，销外径与轴肩内径的差值2Dta更优选为在0.03mm±0.01mm的范围内（0.02mm≤2Dta≤0.04mm），轴肩外径与夹持构件内径的差值2Dtb也更优选为在0.03mm±0.01mm的范围内（0.02mm≤2Dtb≤0.04mm）。

实施例

关于本发明，基于实施例、比较例以及参考例更具体地说明，但是本发明不限于此。本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围内进行各种变更、修正以及改变。

（实施例1）

首先，作为摩擦搅拌接合装置50，使用川崎重工业株式会社制造的复动式FSJ机械手系统，作为旋转工具51，使用整体涂布有无氢DLC的销构件11、使该销构件11可进退移动地将其容纳的圆筒状且除抵接面12a以外的全体被无氢DLC涂布的轴肩构件12、和位于该轴肩构件12的外侧的圆筒形状的夹持构件54。在该旋转工具51中，相对于被接合物60进退移动的部分（销构件11以及轴肩构件12）的外径为6mm，将该进退移动的部分容纳于内部的夹持构件54的外径为12mm。

接着，作为被接合物60，使用将厚度为0.025英寸（约0.635mm）的铝材料（AL6061-T6）和厚度为0.020英寸（约0.508mm）的铝材料（AL2024C-T3）重叠而成的构件，并且对于该被接合物60实施摩擦搅拌接合952次。

在确认施工后的被接合物60的接合处时发现并未发生显著的凹凸等，具有平坦且良好的外观。又，在确认旋转工具51以及夹持构件54后，在轴肩构件12的内周面12b以及夹持构件54的内周面54b上均未发现铝的粘着，又，并未发现内周面12b、54b的显著的损伤。

此外，在销构件11的抵接面11a上也并未发现铝的粘着，如图5所示，与施工前相同地并未发现铝的粘着。另外，在图5中，为了明确地图示销构件11的状态，而以相对于背景强调销构件11的形式进行了图像处理。

（比较例）

作为旋转工具51，使用整体涂布有并非无氢的DLC的相同尺寸的旋转工具51，除此以外与前述实施例相同地对被接合物60实施摩擦搅拌接合。

在确认施工后的被接合物60的接合处时，观察到酒窝状的较小的表面粗糙度。又，在确认旋转工具51以及夹持构件54后，在轴肩构件12的内周面12b以及夹持构件54的内周面54b上均观察到铝的显著的粘着以及损伤。此外，在销构件11的抵接面11a上也观察到铝的粘着。

（实施例2）

作为旋转工具51，准备了外径为3.0mm的销构件11、外径为6.0mm且内径为3.03mm的轴肩构件12、和外径为12mm且内径为6.03mm的夹持构件54。另外，在销构件11、轴肩构件12以及夹持构件54上实施无氢DLC涂布。

在该结构中，销构件11以及轴肩构件12的间隙设定为销外径与轴肩内径的差值达到0.03mm，轴肩构件12以及夹持构件54的间隙设定为轴肩外径与夹持构件内径的差值达到0.03mm。使用该旋转工具51，与前述实施例1相同地对被接合物60实施接合30次。

在确认施工后的被接合物60的接合处时，无论是销构件11的接触部位还是轴肩构件12的接触部位均未特别发现外观上的较大的问题点。又，在销构件11的接触部位与轴肩构件12的接触部位之间的边界部上并未观察到毛刺的产生。

又，在观察施工后的旋转工具51时，首先在销构件11上并未特别观察到外观上的较大问题点，只是在外周面11上观察到微量的铝的粘着的程度。

接着，对于轴肩构件12，在抵接面12a上部分观察到CrN涂层的剥离引起的凹凸，但是并未观察到大幅度的凹凸的发生。此外，在内周面12b以及外周面12c上也并未特别观察到外观上的较大的问题点，而只是在内周面12b上观察到微量的铝的粘着，并且在外周面12c上观察到微小的损伤的程度。

接着，对于夹持构件54，在抵接面54a以及内周面54b上也并未特别观察到外观上的较大的问题点，只是在内周面54b上观察到微量的铝的粘着的程度。

（参考例1）

在旋转工具51中，作为轴肩构件12，使用外径为6.0mm且内径为3.05mm的构件，作为夹持构件54，使用外径为12mm且内径为6.05mm的构件，除此以外与前述实施例2相同地对被接合物60进行接合。

另外，在该结构中，销构件11以及轴肩构件12的间隙以销外径与轴肩内径的差值为0.05mm的形式进行设定，轴肩构件12以及夹持构件54的间隙以轴肩外径与夹持构件内径的差值为0.05mm的形式进行设定。

在确认施工后的被接合物60的接合处时，无论在销构件11的接触部位还是在轴肩构件12的接触部位上均未观察到外观上的较大的问题点。然而，在销构件11的接触部位和轴肩构件12的接触部位之间的边界部上观察到毛刺的产生。

又，在观察施工后的旋转工具51时，首先关于销构件11在其外周面11b上观察到与实施例2相比更多的铝的粘着。

接着，关于轴肩构件12，在抵接面12a上观察到因CrN涂层的剥离引起的凹凸与实施例2相比更广泛地发生。此外，在内周面12b上观察到与实施例2相比更多的铝的粘着，在外周面12c上观察到与实施例2相比更广范围的损伤的发生。

接着，关于夹持构件54，在抵接面54a的贯通孔（轴肩构件内插孔54d）周围观察到无氢DLC涂层的脱落。又，在内周面54b上观察到与实施例2相比更多的铝的粘着。

（参考例2）

在旋转工具51中，作为轴肩构件12，使用外径为6.0mm且内径为3.07mm的构件，作为夹持构件54使用外径为12mm且内径为6.07mm的构件，除此以外与前述实施例2相同地对被接合物60进行接合。

另外，在该结构中，销构件11以及轴肩构件12的间隙以使销外径与轴肩内径的差值达到0.07mm的形式进行设定，轴肩构件12以及夹持构件54的间隙以使轴肩外径与夹持构件内径的差值达到0.07mm的形式进行设定。

在确认施工后的被接合物60的接合处时，观察到轴肩构件12的接触部位上产生刮痕。又，在销构件11的接触部位与轴肩构件12的接触部位之间的边界部上观察到毛刺的产生。

又，在观察施工后的旋转工具51时，首先关于销构件11观察到与参考例1相比更多的铝的粘着。

其次，关于轴肩构件12观察到在抵接面12a上大致全表面产生凹凸。此外，在内周面12b上观察到与参考例1相比更多的铝的粘着，在外周面12c上观察到与参考例1相比更广且更深的损伤的发生。

接着，关于夹持构件54，在抵接面54a的贯通孔（轴肩构件内插孔54d）周围观察到与参考例1相比更大的无氢DLC涂层的脱落。又，在内周面54b上观察到与参考例1相比更多的铝的粘着。另外，夹持构件54的内周面54b上的粘着的范围与轴肩构件12的外周面12c上的损伤的范围大致对应。

（参考例3）

在旋转工具51中，作为轴肩构件12，使用外径为6.0mm且内径为3.01mm的构件，作为夹持构件54使用外径为12mm且内径为6.01mm的构件，除此以外与前述实施例2相同地对被接合物60进行接合。

在该结构中，销构件11以及轴肩构件12的间隙以使销外径与轴肩内径的差值达到0.01mm的形式进行设定，轴肩构件12以及夹持构件54的间隙以使轴肩外径与夹持构件内径的差值达到0.01mm的形式进行设定。

在确认施工后的被接合物60的接合处时，无论是在销构件11的接触部位还是在轴肩构件12的接触部位均未观察到外观上的较大的问题点。又，在销构件11的接触部位和轴肩构件12的接触部位之间的边界部上未观察到毛刺的产生。

然而，关于旋转工具51，在施工中存在销构件11以及轴肩构件12被过度加热的倾向。

（实施例2、参考例1～3的对比）

在对比实施例2以及参考例1～3时，这些实施例以及参考例中均能够抑制过度的铝的粘着且能够将被接合物60充分接合。然而，在销外径与轴肩内径的差值较大时，在被接合物60的接合处确认到毛刺的产生，因此导致接合的品质降低。又，在轴肩构件12的内周面12b上铝的粘着增多，粘着的厚度也增大。伴随于此，销构件11以及轴肩构件12相互工作时的负荷增大，从而旋转工具51的寿命降低的可能性增高。

又，在轴肩外径与夹持构件内径的差值增大时，在夹持构件54的内周面54b上铝的粘着增多，粘着的厚度也增大。伴随于此，轴肩构件12以及夹持构件54相互工作时的负荷增大，旋转工具51的寿命降低的可能性增高。

从这样的结果可知，在本发明中，无论是销构件11以及轴肩构件12的间隙还是轴肩构件12以及夹持构件54的间隙均为0.01mm以上0.1mm以下即可，但是优选的是在超过0.01mm小于0.05mm的范围内，更优选的是0.03mm左右（例如0.03±0.01mm左右）。

另外，本发明不限于前述的实施形态的记载，在权利要求所示的范围内可以进行各种变更，对于适当组合在不同的实施形态和多个变形例等中分别所公开的技术手段而得到的实施形态也包含在本发明的技术范围内。

又，由上述说明，本领域技术人员明了本发明的较多的改良和其他实施形态等。因此，上述说明仅作为例示解释，是以向本领域技术人员教导实施本发明的最优选的形态为目的提供。在不脱离本发明的精神的范围内，可以实质上变更其结构和/或功能的具体内容。

工业应用性：

本发明可以广泛地适用于将各种被接合物进行摩擦搅拌接合或摩擦搅拌点接合的情况中。

符号说明：

11 销构件；

11a （销构件的）抵接面；

11b （销构件的）外周面；

12 轴肩构件；

12a （轴肩构件的）抵接面；

12b （轴肩构件的）内周面；

12c （轴肩构件的）外周面；

12d 销构件内插孔（轴肩构件的贯通孔）；

50 （复动式）摩擦搅拌接合装置；

51 旋转工具（接合工具）；

54 夹持构件；

54a （夹持构件的）抵接面；

54b （夹持构件的）内周面；

54d 轴肩构件内插孔（夹持构件的贯通孔）；

56 垫板构件；

56a 支持面；

60 被接合物。

Claims (8)

1.一种接合工具，是使用于将被接合物通过局部搅拌进行接合的复动式摩擦搅拌接合中，并且形成为为了搅拌所述被接合物而绕轴线旋转，且能够在该轴线方向上进退移动的结构的接合工具，由如下构件构成：

形成为圆柱状，且与所述被接合物的抵接面、以及外周面相对于所述被接合物具有非亲和性的销构件；和

位于该销构件的外侧，且形成为包围该销构件的外侧的圆筒形状，绕与该销构件相同的轴线旋转，并且面对该销构件的内周面、以及外周面相对于所述被接合物具有非亲和性，且仅与所述被接合物的抵接面相对于所述被接合物具有亲和性的轴肩构件。

2.根据权利要求1所述的接合工具，其特征在于，

还具备位于所述轴肩构件的外侧，并且从一侧面按压所述被接合物的夹持构件；

该夹持构件的与所述被接合物的抵接面、和该夹持构件的面对所述轴肩构件的所述外周面的内周面相对于所述被接合物具有非亲和性。

3.根据权利要求1所述的接合工具，其特征在于，通过金刚石或无氢类金刚石碳的涂层实现相对于所述被接合物具有非亲和性的状态。

4.根据权利要求3所述的接合工具，其特征在于，所述被接合物至少由铝或其合金构成。

5.根据权利要求1所述的接合工具，其特征在于，通过表面处理、工具材质的变更或工具材料的性质的变更实现相对于所述被接合物具有非亲和性的状态。

6.一种接合工具，是使用于将至少由铝或其合金构成的被接合物通过局部搅拌进行接合的复动式摩擦搅拌接合中，并且形成为为了搅拌所述被接合物而绕轴线旋转，且能够在该轴线方向上进退移动的结构的接合工具，由如下构件构成：

形成为圆柱状，且在与所述被接合物的抵接面、以及外周面上涂布有金刚石或无氢类金刚石碳的销构件；和

位于该销构件的外侧，且形成为包围该销构件的外侧的圆筒形状，绕着与该销构件相同的轴线旋转，并且在面对该销构件的内周面、以及外周面上涂布有金刚石或无氢类金刚石碳，且只有与所述被接合物的抵接面上未涂布有金刚石或无氢类金刚石碳的轴肩构件。

7.根据权利要求6所述的接合工具，其特征在于，

还具备位于所述轴肩构件的外侧，从一侧面按压所述被接合物的夹持构件；

该夹持构件的与所述被接合物的抵接面、和该夹持构件的面对所述轴肩构件的所述外周面的内周面上涂布有金刚石或无氢类金刚石碳。

8.一种接合装置，具备权利要求1至7中任意一项所述的接合工具，并且使用于复动式摩擦搅拌接合中。