CN1123420C - 摩擦搅拌接合法与摩擦搅拌接合装置 - Google Patents

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Abstract

提供了能制造接合状态均匀且当对接部中存在间隙也能不使接合部中产生缺陷而作良好对接的摩擦搅拌接合方法与装置。于支承辊20周面近处设置探头装置12。将对接配置的两接合部件1、2设于辊20与装置12之间，在使部件1、2厚度方向一侧的面由支承辊的周面接触支承的同时将装置12插入对接部3中。保持此状态，在对接部3顺次通过装置12的条件下移动部件1、2，利用与装置12相接触部分的热摩擦渐次软化搅拌而使部件1、2接合成整体。

Description

摩擦搅拌接合法与摩擦搅拌接合装置
本发明涉及用于铝材等金属材料组成的接合部件进行对接或叠接时的摩擦搅拌接合法与摩擦搅拌接合装置，具体地说，本发明涉及对多个接合部件进行对接或叠接，适合用于制作地板材、壁材、顶棚材与脚手架用材料的摩擦搅拌接合法与摩擦搅拌接合装置。
此外，这一说明书中用到的“铝”一词也包括铝合金在内。
作为固相接合法之一的摩擦搅拌接合法已提出有下述方法。亦即如图5所示，采用下述接合工具110，它具有大直径圆柱状的转动体111和突出地设于转动体111端部之上且与其轴线Q对齐并较接合部件101与102的材质更硬的小直径销状的探头装置112，以高速转动上述转动体111并同时将探头装置112插入对接的两决金属制板状接合部件101与102的对接部103或其附近。插入时要使探头装置112的前端到达两接合部件101与102的同探头装置插入侧的这面相反一侧的面附近。此时，如图所示，转动体111的探头装置一侧平坦面组成的肩部111a便成为与两接合部件101、102对接的状态。然后使探头装置112在保持插入状态下沿对接部103移动。通过装置112转动所产生的摩擦热，或是进一步随着转动体111的肩部111a与接合部件101、102的滑动所产生的摩擦热，接合部件101、102在其与装置112接触的部分附近即软化，且在通过装置112搅拌的同时，随着装置112的移动，这一软化搅拌部分便承受到装置112的行进压力，以埋实探头装置通过沟的形式，朝装置112的前进方向后方呈转动裹入的状态，经塑性流动之后便快速地失去摩擦热而冷却固化。这种现像伴随装置112的移动而顺次地重复，最后，两接合部件101与102便在对接部103接合成整体。104指两接合部件101与102的接合部。上述摩擦搅拌接合法除图5中所示对接之外，也可用于叠接。
由于这种摩擦搅拌接合是固相结合，不受接合部件101、102的金属材料种类的限制，与MIG和TIG等熔接方法相比，具有因接合时的热应力造成变形的情形少等优点。
在既有的上述摩擦搅拌接合法中，接合部件101、102在基台(图未示)上取固定状态。于是，当把探头装置112插入接合部件101、102的对接部103或是叠接部后，通过使装置112沿预定方向移动或使安装接合部件101、102的基台沿预定方向移动，使接合部件101、102接合成整体。
但在上述摩擦搅拌接合法中，为使获得的接合件成为接合状态均匀的制品，插入到接合部件101、102的对接部103或叠接部的探头装置112的前端，应同接合部件101、102的探头装置插入侧相反一面间的距离保持一定，同时需移动装置112或基台。但是，要把对接部103或叠接部沿其全长方向使上述距离保持一定是有困难的，例如在移动装置112或基台的中途，有时装置112的前端会从两接合部件101、102的与探头装置插入侧相反一面上突出，或是使装置112的插入深度变浅。因此，由摩擦搅拌接合难以制成接合状态均匀的接合件。
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供这样的摩擦搅拌接合法与摩擦搅拌结合装置，它们能够制作接合状态均匀的接合件，而且即使对接部之间存在间隙，也能实现接合部处不产生接合缺陷的良好的对接。
为了实现上述目的，本发明的摩擦搅拌接合法具有下述特征：将旋转式探头装置设置于支承辊的周面附近；将设置成对接状态或叠接状态的两个金属制接合部件安置于上述支承辊与探头装置之间，在将接合部件厚度方向一方的表面对接支承到支承辊的周面上的同时，将前述旋转式探头装置取插入此对接部或叠接部的形式，并保持在这样的状态下，为使对接部或叠接部顺次地通过探头装置而移动接合部件，这两个接合部同探头装置的接触部因热摩擦而渐次软化并搅拌，使得这两个接合部件接合成整体。
具体地说，从探头装置的前端到支承辊周面的距离即使在支承辊转动的情况下也成为一定，因此按以上所述移动的接合部件，能在插入对接部或叠接部中的探头装置的前端与此装置插入侧相反的面保持恒定距离的条件下移动。结果就能制造出接合状态均匀的接合件。
在上述摩擦搅拌接合法中，所述支承辊的周面和探头装置的前端间的距离最好为0.05～0.4mm。
上述距离虽然应尽可能地小，但不到0.05mm时，探头装置的前端会与支承辊的周面作不应有地接触，而有可能给支承辊或探头装置造成缺陷。若是此距离超过0.4mm，则探头装置的前端与接合部件的为此装置插入侧相反一面间的距离便会过长，有可能使接合部件的对接部或叠接部中这一探头装置插入侧的一面和相反侧的一面附近未能软化搅拌，而在这一部分中造成接合不良。
将旋转驱动的驱动辊与自由转动的压力辊配置成沿接合部件厚度方向相互相对的形式，由上述压力辊将接合部件压附到该驱动辊的周面上，给予接合部件以沿移动方向的驱动力，这样就能简单地移动接合部件。
在进行对接时，将可自由转动的导向辊设在接合部件的移动方向的两侧，一面由这对导向辊沿对接方向给接合部件加压，一面进行两接合部件的对接。
这样，即使对接部间存在有间隙，对接部中的软化部分也容易进行密封接合的变形，使间隙中存在的空气逸散到接合部之外，可以防止空气裹入此接合部。
此外，本发明的摩擦搅拌接合装置具备有下述特征，此装置将对接状态或叠置状态配置的两个金属制的接合部件在其对接部或叠接部进行摩擦搅拌接合，且配备了：支承辊；具有设置于此支承辊周面附近的旋转式探头装置的接合工具；以及驱动装置，此驱动装置沿厚度方向一方的表面接触支承于上述支承辊的周面上，同时，于上述旋转式探头装置插入于对接部或叠接部中的状态下，使设置在此支承辊与探头装置之间的前述接合部件的对接部或叠接部，顺次地通过该探头装置移动，伴随着所述接合部件的移动，由摩擦热使与探头装置接触的部分渐次软化、搅拌，而把两接合部件接合成整体。
这样，借助上述驱动装置移动的接合部件，可以在插入对接部或叠接部中的探头装置的前端同此装置插入一侧相反一面间的距离取一定值的条件下移动。结果可以制造出接合状态均匀的接合件。
此外，最好是在上述摩擦搅拌接合装置中，将自由转动的导向辊配置于接合部件移动方向的两侧，同时沿对接方向给接合部件加压，而能防止空气裹入接合部中。
本发明的其它目的、特征与效果则可通过以下的说明获得更充分的理解。
图1是示明本发明的摩擦搅拌接合法以及摩擦搅拌接合装置的实施例的立体图。
图2是沿图1中II-II线的剖面图。
图3是图2的部分放大的剖面图。
图4是示明在厚度方向产生了起伏状翘曲的两接合部件对接状态的立体图。
图5是用于说明摩擦搅拌接合法的接合部件与接合工具的立体图。
下面参照图1～3说明本发明的摩擦搅拌接合法及摩擦搅拌接合装置的一实施例。此实施例是采用摩擦搅拌接合装置对两个长尺寸的板状接合部件1与2进行对接，以制造大型船舶底面用板。
上述各接合部件1、2如图1所示，是由具有带状平板部1a、2a和在其内侧宽度方向中央部沿长度方向垂直设置的脚掌状部1b、2b的挤压铝材组成。然后在另一个地方加以反转，使成为沿宽度方向的端面相互对接的状态。
首先说明这一实施例的摩擦搅拌接合装置。
在图1～3中，20为从下方支承两接合部件1、2的圆柱状支承辊。如上所述，对接的两个接合部件1、2使其厚度方向一方的表面即下面取与支承辊20的周面相接触并同支承辊20的长度方向相直交的形式。支承辊20的长度设定成比对接的两接合部件1、2的宽度长出一定程度，而得以可靠地支承两接合部件1、2。此外，支承辊20是可以被旋转驱动的，备有图中未示明的驱动机构，也可以用作使两接合部件1、2沿其长度方向朝一侧方向移动的驱动辊。
在位于支承辊20上方的两接合部件1、2的对接部3所通过的位置，配置着具有大直径圆柱状转动体11和在转动体11的平坦面所成肩部11a的轴线Q上成整体突出设置的小直径销状的探头装置12的接合工具10，此接合工具10配置成使装置12处于接近支承辊20周面的状态。接合工具10通过转动上述转动体11而能与装置12成整体转动，此外，装置12与转动体11是由比两接合部件更硬且能经受接合时生成的摩擦热的耐热材料形成。在探头装置12的周面上形成有对接部3搅拌用的凹凸结构(未图示)。
通过上述形成的支承辊20与接合工具10的探头装置12的配置，这样对接的两个接合部件1与2即处在支承辊20与探头装置12之间，两接合部件1、2的下面在受到支承辊20的周面的接触支承的同时，它们的接合部3则成为装置12插入的状态。
这里如图3所示，最好前述接合工具10的探头装置12布置成使此装置的前端与支承辊周面的距离在0.05～0.4mm的范围。当此距离δ不到0.05mm时，则装置12的前端与支承辊20的周面有可能发生不应该的接触，致使辊20与装置12造成缺陷；当δ超过0.4mm，则因为被支承辊20的周面接触支承的两接合部件1、2下面的距离会过长，致使装置12所插入的两接合部件1与2的对接部3的下面附近未能软化搅拌，而有可能使这一部分发生接合不良。
再如图2所示，把接合工具10配置成，使其转动体11的轴线Q从与位于支承辊20周面的两接合部件1、2下面的对接部相对的方向P，朝两接合部件1、2的移动方向倾斜一角度θ，这样，位于转动体11的肩部11a的两接合部件1、2的移动方向侧的部分，便成了与支承辊20所支承的两接合部件1、2的上表面相接触的状态；另一方面，在转动体11的肩部11a的两接合部件1、2的移动方向相反侧的部分，则成为从两接合部件1、2上表面上抬的状态。通过这样配置接合工具10，可起到下述作用。具体地说，位于肩部11a的两接合部件1、2的移动方向侧的部分成为与两接合部件1、2上表面相接触的状态，在接合时可以防止软化部分的材料逸散，再在加压下得以可靠地实现均匀接合状态，同时，通过两接合部件1、2上面与肩部11a间的滑动所产生的摩擦热，能促进与探头装置12的接触部或其邻近处的软化，进而能防止在两接合部件1、2上面形成凹凸形，使接合部4的上表面成为光滑的。另一方面，位于肩部11a的两接合部件1、2移动方向相反侧的部分，由于成为从两接合部件1、2的上表面稍稍上抬的状态，当两接合部件1、2移动时，对于肩部11a的与两接合部件1、2的移动方向相反一侧部分的角隅部，能防止其为两接合部件1、2上表面存在的某些细微凹凸结构挂住，使得在移动两接合部件1、2时，能让装置12平稳地通过两接合部件1、2的对接部3之间。
上述倾角θ最好为1～6°。当不到1°时，位于肩部11a的与两接合部件1、2移动方向相反一侧部分的角隅部，就有可能为两接合部件1、2上表面存在的某些微细凹凸结构钩住，而当此θ超过6°时，由肩部11a导致的在两接合部件1、2上表面的切削材料量就会增大，而易发生波动。
上述接合工具10安装在图中未示明的升降装置上，可沿上下方向移动，操作此升降装置可以微调探头装置12的前端与支承辊周面间的距离δ，也可以从事装置12的插入/取出。
如图1与2所示，在两接合部件1、2的移动方向上前述支承辊20的前后，并列地配置有通过图中未示明的驱动机构的旋转驱动的，与此支承辊20同形状和同尺寸的圆柱状驱动辊21、22。此前、后驱动辊21、22构成了使得为支承辊20所支承的两接合部件1、2能沿它们自身长度方向朝一方移动的驱动装置。此前、后驱动辊21、22与上述支承辊20相互之间是以相同的圆周速度作旋转驱动。
沿两接合部件1、2移动方向在上述探头装置12的前后，配置了具有图中未示的加压机构的、相互同形、同尺寸的可自由转动的压力辊30、31，它们相对前后驱动辊21、22和两接合部件1、2的厚度方向配置。此前后的压力辊30、31用来把支承辊20所支承的两结合部件1、2压附到前后驱动辊21、22的周面上。另一方面，设在支承辊20与探头装置12之间，下表面受到支承辊20的周面接触支承，同时在其对接部3中插入有探头装置12的两个接合部件1、2，则在保持这种状态之下由前后压力辊30、31压附到前后驱动辊21、22的周面上，而给予移动方向以不发生打滑的驱动力。此前后压力辊30、31由于是自由转动的，可伴随两接合部件1、2的移动，一边以其周面压接到两接合部件的上面，一边转动。
在两接合部件1、2的移动方向两侧上的上述装置12的前后，配置着具有图中未示明的加压机构的同形、同尺寸的可自由转动的各一对导向辊40、40、41、41，它们的周面则为两接合部件1、2的脚掌状部1b、2b的外侧面所压接。借助于前后导向辊40、40、41、41，两接合部件1、2配置成其对接部3在探头装置12通过时在对接方向被加压。导向辊40、40、41、41由于是自由旋转式的，可伴随两接合部件1、2的移动，一边以其周面压接两接合部件1、2的脚掌状部1b、2b的外侧面，一边转动。
下面说明应用所述摩擦搅拌接合装置进行摩擦搅拌接合的情形。
首先在支承着探头装置12的辊20上方的分开的位置中等待，使配置成对接状态的两接合部件1、2长度方向的端部通过旋转驱动的驱动辊22与压力辊31之间。这时，两接合部件1、2成为以其脚掌状部1b、2b的外侧面压接到导向辊41、41的周面上的状态，此对接部3在配置于装置12通过的位置时，成为可朝对接方向被加压的状态。
通过驱动辊22与压力辊31之间的两接合部件1、2，由压力辊31而压到驱动辊22的周面上，并获得来自驱动辊31的驱动力，借助此驱动力而朝向支承辊20与装置12之间移动。
两接合部件1、2的对接部3的接合开始预定位置在到达支承辊20的周面上时，便暂时停止两接合部件1、2的移动。然后，探头装置12一面转动一面下降。当装置12的前端接触到两接合部件1、2的对接部3时，此接触部分由于摩擦热软化，使装置12在下降时插入到对接部3中，在装置12的前端与支承辊20的周面距离δ为0.05～0.4mm的状态下，即停止并固定装置12。
这样，使两接合部件1、2处在支承辊20与装置12之间，装置12插入对接部3中，并且对接部3的里侧即成为受到支承辊20的周面接触支承的状态。也可使装置12预先降下，而使两接合部件1、2强行通过装置12与支承辊20之间，然后在接合部件1、2移动方向的前端面中，让装置12从侧面进入对接部3中成为插入状态。
随后再驱动驱动辊21、22和支承辊20。在对接部中插入有探头装置12的两接合部件1、2，进一步获得来自支承辊20的驱动力，而由于驱动辊22和支承辊20的驱动力使其下面受到支承辊20的周面的接触支承，且装置12插入对接部3中，在此状态下，对接部3顺次地通过装置12移动，同时通过驱动辊21与压力辊30之间。此外，由于接合工具10只略有倾斜，在转动体11的肩部11a的两接合部件1、2的移动方向侧的部分，即成为与两接合部件1、2的上表面相接触的状态；而在转动体11的肩部11a的两接合部件1、2的移动方向相反侧的部分，则成为从两接合部件1、2的上表面稍稍上抬的状态。
通过驱动辊21与压力辊30之间的两接合部件1、2，借助压力辊30而压附于驱动辊21的周面上，进一步从驱动辊30获得驱动力，而依靠驱动辊22、21以及支承辊20的驱动力朝向导向辊40、40之间移动，并成为以脚掌状部1b、2b的外侧面压接着导向辊40、40的周面的状态。
这样，两接合部件1、2由于是以对接部3顺次通过探头装置12的方式移动，同探头装置12的接触部分便因摩擦热而渐次软化搅拌，而两接合部件1、2便在对接部3接合成整体。这就是说，由于装置12的转动产生了摩擦热，或是进一步由于转动体11的肩部11a与两接合部件1、2的上表面间的滑动所产生的摩擦热，使得两接合部件1、2的同装置12接触的部分附近软化并受到搅拌，与此同时，随着两接合部件1、2的移动，软化搅拌部分在埋实装置12的通过沟而作塑性流动之后，便迅速失去摩擦热而冷却固化。这样的现象随着两接合部件1、2的移动而顺次地重复，最终使两接合部件1、2在对接部3接合成整体。
在转动体11的肩部11a的两接合部件1、2的移动方向这一侧的部分，是处在与两接合部件1、2的上表面相接触的状态下，由于两接合部件1、2的移动，就能防止软化部分的材料逸散且能在加压下可靠地实现均匀的接合状态，同时可以防止在两接合部件1、2的上表面出现凹凸，使接合部4的上表面平滑。
由于从探头装置12的前端到支承辊20周面的距离即使在支承辊20转动下也为一定，因而两接合部件1、2总能在装置12的前端与其下表面的距离δ取常值的条件下移动，从而可以使接合状态均匀。
此外，两接合部件1、2由于受到导向辊40、40、41、41朝对接方向的加压，对接部3中的软化部分便容易作密切接触的变形，从而能消除在对接部3中形成间隙，使存在于这种间隙中的空气逸散到接合部4之外，并防止空气裹入接合部4中。
这样便能制成使两接合部件1、2整体化，接合状态均匀且在接合部4中裹入空气少因而缺陷少的优质接合件。
同时，在上述实施例的摩擦搅拌接合装置中，由于是把驱动辊21、22和压力辊30、31沿两接合部件1、2移动方向配置在支承辊20与探头装置12的前后，就可以解决下述问题。
具体地说，如图4所示，在接合部件1、2是特别薄的长尺寸接合部件的情形，有时会在厚度方向产生起伏状翘曲的情形或是产生扭转而不平坦的情形。当采用这样的接合部件1、2而把它们对接时，在对接部3就会产生因翘曲造成的台阶差5或是因扭转而产生的间隙(图未示)，当于这种状态下原样地进行对接，就会产生错开或接头效率低的问题。同样，当采用这种接合部件1、2进行叠接时，在叠接部之中就会产生因翘曲或扭转而造成的间隙，当于此类状态下原样地进行叠接，就会产生接头效率低的问题。特别由于摩擦搅拌结合是固相结合，即使对接部3或叠接部中产生的间隙很小，也会显著降低接头效率。在摩擦搅拌接合下接合厚度薄和尺寸长的接合部件时，容易发生变形而不能制得优质的接合件。
为此，在上述实施例中，是把驱动辊2 1、22与压力辊30、3 1沿两接合部件1、2的移动方向，设置于支承辊20和探头装置12的前后。
这样，通过上述实施例的摩擦搅拌接合装置的两接合部件1、2，即为前后的压力辊30、3 1压附到探头装置12的两侧，使翘曲或扭转得到矫正而在前后两压力辊30、3 1间成为平坦状，增加了两接合部件1、2的接触面积，提高了接头效率。此外，由于两接合部件1、2是在前后压力辊30、31之间以平坦状态接合，就不会发生错开现象。还由于通过前后两压力辊30、31在对两接合部件1、2的探头装置12前后两侧加压的约束状态下接合，就会抑止因接合而产生变形，减少了接合部件1、2的变形。于是可以制得能防止发生错开、使接头效率高且变形程度少的优质接合件。
以上虽然说明了本发明的实施例，但本发明则不局限于这些实施例。
这就是说，本发明不仅适用于制造船底用板材而且可用来制造任意的接合件。
前述支承辊20也可不必是旋转驱动的形式，而可采用自由转动的。
构成驱动装置的驱动辊21、22最好设在接合部件1、2厚度方向的至少一侧之中。
适用于本发明的接合部件也可以是钢、铜或黄铜等铝以外的金属，也可以由铸造、锻造或模铸等压制以外的方法来制造。
接合部件的接合形式不限于上述实施例所述，通过将探头装置12插入按对接状态设置的两金属制接合部件1、2的对接部3中作接合成整体的对接，也可在依叠置状态设定的两个金属制接合部件(未图示)的叠接部中插入装置12，由此在叠接部中使两个接合部件作接合成整体的叠置结合。
如上所述，根据本发明的摩擦搅拌接合法，由于从探头装置的前端到支承辊周面的距离即使在支承辊转动下也保持不变，于是金属制的接合部件能在插入对接部或叠接部中的探头装置的前端与此装置插入侧相反面之间的距离保持一定值之下进行移动。从而能防止象先有技术那样，使探头装置的前端从与此装置插入侧相反的面上突出，或是使此装置插入的深度不够等，得以制成接合状态均匀的接合件。
当支承辊的用面与探头装置前端的距离为0.05～0.4mm时，既可以防止这两者发生接触，又可以防止探头装置插入深度不足使接合不良。
当把旋转驱动的驱动辊与自由转动的压力辊按相对相互接合的部件的厚度方向配置，并由压力辊将接合部件压附到驱动辊的周面而沿移动方向给接合部件施加驱动力时，就能简单地移动接合部件。
此外，当把自由转动的导向辊设置于接合部件移动方向的两侧，而由此导向辊沿对接方向对接合部件加压来进行两接合部件的对接接合时，即使对接部中存在间隙，由于对接部中的软化部分容易作密切接触的变形，就可使间隙中存在的空气外逸和防止空气裹入接合部中。从而能够制造出可以防止在接合部中发生空穴的接合缺陷少的优质对接接合件。
根据本发明的摩擦搅拌接合装置，由驱动装置移动的接合部件能在插入对接部或叠接部的探头装置的前端与此装置插入侧相反面间的距离保持一定值下进行移动。因而能够制成接合状态均匀的接合件。
把自由转动的导向辊配置于接合部件移动方向的两侧并由其沿对接方向给接合部件加压，可以防止空气裹入接合部中而能制出接合缺陷少的高品质的对接接合件。

Claims (15)

1.一种摩擦搅拌接合法，其特征在于：使旋转式探头装置(12)配置于支承辊(20)的周面近处，将配置成对接或叠接状态的两个金属制接合部件(1、2)设定于支承辊(20)与探头装置(12)之间，在接合部件(1、2)的厚度方向的一侧表面受到支承辊(20)的周面接触支承的同时，将探头装置(12)插入对接部(3)或叠接部之中，
保持上述状态，在对接部(3)或叠接部顺次通过探头装置(12)的方式下移动接合部件(1、2)，由此使与探头装置(12)接触的部分因摩擦热而渐次软化并搅拌，使两接合部件(1、2)接合成整体。
2.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合法，其特征在于支承辊(20)的周面与探头装置(12)前端的距离(δ)为0.05～0.4mm。
3.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合法，其特征在于使旋转驱动的驱动辊(21、22)与自由转动的压力辊(30、31)以沿接合部件(1、2)厚度方向相互相对的状态配置；借助压力辊(30、31)将接合部件(1、2)压附到驱动辊(21、22)的周面上，沿移动方向给接合部件(1、2)施加驱动力。
4.如权利要求3所述的摩擦搅拌接合法，其特征在于驱动辊(21、22)与压力辊(30、31)是沿接合部件(1、2)的移动方向设于支承辊(20)与探头装置的前后。
5.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合法，其特征在于自由转动的导向辊(40、40、41、41)沿接合部件(1、2)移动方向的两侧配置；借助此导向辊(40、40、41、41)沿对接方向给接合部件(1、2)加压同时进行两接合部件(1、2)的对接接合。
6.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合法，其特征在于使在转动体(11)肩部(11a)的轴线(Q)上突出地设置有探头装置(12)的接合工具(10)朝接合部件移动方向一侧倾斜；使转动体(11)的在肩部(11a)的与接合部件(1、2)的移动方向同侧的部分与接合部件(1、2)的探头装置(12)插入侧的面接触，另一方面，使转动体(11)的肩部(11a)的与接合部件(1、2)的移动方向相反侧的部分处于从接合部件(1、2)的探头装置(12)插入侧的面上抬的状态下来移动接合部件(1、2)。
7.如权利要求6所述的摩擦搅拌接合法，其特征在于接合工具(10)倾斜成这样，使与位于支承辊(20)周面的接合部件(1、2)的对接部相对的方向(p)同转动体(11)的轴线(Q)之间构成的角度为1～6°。
8.一种摩擦搅拌接合装置，它用来使呈对接状态或叠接状态配置的两个金属制接合部件(1、2)在对接部(3)或叠接部进行摩擦搅拌接合，其特征在于，此摩擦搅拌接合装置包括：支承辊(20)；具有配置于支承辊(20)周面近处的旋转式探头装置(12)的接合工具(10)；使厚度方向一侧的表面由支承辊(20)的周面接触支承的同时，将旋转式探头装置(12)插入对接部(3)或叠接部中，在此状态下，使设于支承辊(20)与探头装置(12)之间的接合部件(1、2)于其对接部(3)或叠接部顺次通过探头装置(12)的条件下进行移动的驱动装置(20、21、22)；而伴随着接合部件(1、2)的移动，与探头装置(12)相接触的部分则因摩擦热而逐渐被软化搅拌，将两接合部件接合成整体。
9.如权利要求8所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于支承辊(20)的周面与探头装置(12)前端的距离为0.05-0.4mm。
10.如权利要求8所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于驱动装置(20、21、22)是由配置在接合部件(1、2)的厚度方向至少一侧的旋转驱动的驱动辊构成。
11.如权利要求10所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于配备有自由旋转的压力辊(30、31)，后者在相对于驱动辊(21、22)配置的同时将接合部件(1、2)压附于驱动辊(21、22)的周面上，并给接合部件(1、2)沿移动方向施加驱动力。
12.如权利要求11所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于驱动辊(21、22)与压力辊(30、31)是沿接合部件(1、2)的移动方向设置于支承辊(20)与探头装置的前后。
13.如权利要求8所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于配备有自由转动的导向辊(40、40、41、41)，它们设置于接合部件(1、2)的移动方向的两侧，并沿对接方向给接合部件(1、2)加压。
14.如权利要求8所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于接合工具(10)具有转动体(11)、突设于转动体(11)肩部(11a)的轴线(Q)上的探头装置(12)，并且朝接合部件(1、2)的移动方向一侧倾斜，在转动体(11)的肩部(11a)的与接合部件(1、2)的移动方向同侧的部分同接合部件(1、2)的在探头装置(12)插入侧的表面接触，另一方面，在转动体(11)的肩部(11a)的与接合部件(1、2)的移动方向相反一侧的部分则从接合部件(1、2)的探头装置(12)插入侧的一面上抬。
15.如权利要求14所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于接合工具(10)倾斜成这样，使与位于支承辊(20)周面的接合部件(1、2)的对接部相对的方向(p)同转动体(11)的轴线(Q)之间构成的角度为1～6°。
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