CN112739486B - 接合结构、接合方法以及汽车用构件 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提供接合结构(100)以及用于得到该接合结构的接合方法。所述接合结构(100)是将重叠的多个钢构件(110、120)使用具有轴部(131)的连接构件(130)进行接合而成的接合结构(100)，其特征在于，具有第1钢构件(110)和重叠于第1钢构件(110)的一个或多个第2钢构件(120)，连接构件(130)的轴部(131)贯通第2钢构件(120)，连接构件(130)的轴部(131)和第2钢构件(120)通过摩擦压接而接合，轴部(131)和第1钢构件(110)通过摩擦压接而接合。

Description

接合结构、接合方法以及汽车用构件

技术领域

本发明涉及接合结构、接合方法以及汽车用构件。

本申请基于在2018年9月26日向日本申请的专利申请2018-180151号以及在2018年9月26日向日本申请的专利申请2018-180266号要求优先权，将其内容援引于此。

背景技术

以往，在汽车领域中，在车身的组装、部件的安装等中较多地使用点焊，包含高强度钢板的多个钢板的接合等也通过点焊来进行。但是，在包含高强度钢板、尤其是抗拉强度为780MPa以上的钢板的点焊接头中，熔核的韧性下降，若负载剥离方向的应力，则应力集中于熔核端部，因此存在尽管钢板的抗拉强度增加，但是十字抗拉强度(CTS)不增加或者减小的问题。

作为解决该问题的技术之一，有：不使母材熔融而将其机械地接合的技术，即，下述的使用自冲铆钉(selfpiercingrivet)的技术：将作为被接合材料的多个金属板重叠，一边将金属板用压板压住，一边用冲头将铆钉打入，将多个金属板用铆钉接合。但是，在该技术中，由于将铆钉打入，因此存在：与和冲头接触的金属板相反侧(冲模侧)的金属板的变形非常大，在冲模侧的金属板中产生裂纹这一问题；在剪切方向以及剥离方向上施加了拉伸应力的情况下，铆钉脱出而产生破坏，在剪切方向以及剥离方向的抗拉强度上不能够得到充分的值这一问题；等等。

另外，作为使用铆钉之类的具有头部和轴部的连接构件来将金属板接合的其他技术，也有专利文献1、2中所公开的技术。在该技术中，不是使连接构件贯通至被重叠的下侧的金属板，而是将下侧的金属板和连接构件摩擦压接，在连接构件的头部与下侧的金属板之间使上侧的金属板固定。

在专利文献1中，将如铝板和钢板那样强度不同的2个板材如以下那样接合。即，将2个板材以使强度低的那一个板材成为上板2的方式重叠，如图1所示，在上板2上以由保持器(holder)6支持的方式安置连接构件1。在此基础上，如图2所示，使加压旋转构件4的顶端的卡合凸部5与形成于连接构件1的头部的凹部10卡合，一边使加压旋转构件4旋转，一边使加压旋转构件4向下板3方向移动，向连接构件1施加旋转和按压力，将连接构件1朝向上板2的内部按压。

通过连接构件1的旋转，在铆钉的轴部9与上板2之间产生强烈的摩擦，连接构件1的顶端部被加热。由此，上板2软化，连接构件1一边形成隆起部12一边向上板2内进入，在连接构件1的顶端到达下板3后，在连接构件1的轴部9与下板3之间进行摩擦压接的工艺过程，将轴部9和下板3摩擦压接，并且用头部8压住隆起部12。其结果，如图3所示，连接构件1和下板3通过摩擦压接部11而接合，上板2在连接构件的头部8与下板3之间被固定。

这样的专利文献1的技术，能够解决上述的铆钉接合所存在的问题，但是，是连接构件贯通的那一侧的板材(上板2)使用了强度比钢低的铝系金属板等轻金属板的情况下的接合技术，在专利文献1中关于仅使用了钢板的情况下的接合没有示出。

本发明人将上板2从铝板替换成钢板而进行实验的结果，对于钢板而言，需要高的连接构件的压入力，发热量增加，连接构件自身软化，如图4所示，不能够将连接构件1压入至连接构件1的顶端到达下板3。

在专利文献2中记载了以下技术：如图5所示，在上板2预先设置比连接构件的轴部9的直径大的内径的贯通孔13，如图6所示，通过将下板3和连接构件1摩擦焊接从而在连接构件的头部8(圆锥形状的盘)与下板3间固定上板2，可以认为是以下技术：不需要用连接构件顶端将上板穿孔，没有图4中所示的问题，即使在上板为钢板的情况下也能够进行接合。

但是，在该技术中，与图1～图3所示的技术不同，在贯通孔13的内表面与轴部9之间出现间隙，或者贯通孔13的内表面和轴部9未被接合。因此，如图7那样，连接构件1的头部8不能够按压上板2，上板未被固定而有可能自由地旋转。另外，需要具有直径比上板2的孔的直径大的头部8的连接构件1，连接构件的制作费用变高。

另外，虽然是接合结构中的接合状态与摩擦压接的接合状态不同的技术，但是在专利文献3、4和5中公开了采用摩擦搅拌工艺的接合技术。摩擦搅拌工艺例如通过因摩擦热和塑性流动而软化了的连接构件和金属板的材料彼此混合而得到接合状态。

但是，在钢构件的摩擦搅拌中，需要昂贵的硬质合金的工具。若使用昂贵的硬质合金作为连接构件，则存在接合所需要的成本变得非常高这一问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-62748号公报

专利文献2：日本特表2010-526666号公报

专利文献3：日本特开2011-173163号公报

专利文献4：日本特开2007-301628号公报

专利文献5：日本特开2015-139788号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供能够将多个钢构件稳定地接合的接合结构和接合方法以及具有该接合结构的汽车用构件。

(1)本发明的一方式涉及的接合结构，是将重叠的多个钢构件使用具有轴部的连接构件进行接合而成的接合结构，其特征在于，

具有第1钢构件和重叠于第1钢构件的一个或多个第2钢构件，

连接构件的轴部贯通第2钢构件，连接构件的轴部和第2钢构件通过摩擦压接而接合，

轴部和第1钢构件通过摩擦压接而接合。

(2)根据上述(1)所述的接合结构，

在将轴部与第1钢构件的边界的最大直径设为Dmax1，将轴部与第2钢构件的边界的最大直径设为Dmax2，将轴部的比Dmax2的测定位置远离第2钢构件的部位中的最小直径设为Dmin时，可以是：

Dmax1为Dmin的0.65倍以上，并且，

Dmax2为Dmin的1.20倍以上。

(3)根据上述(2)所述的接合结构，

Dmax1可以为Dmin的0.92倍以上。

(4)根据上述(2)或(3)所述的接合结构，

Dmin可以为3.0～10.0mm。

(5)根据上述(1)～(4)的任一项所述的接合结构，

第2钢构件的厚度的合计可以为1.0～5.0mm。

(6)根据上述(1)～(5)的任一项所述的接合结构，

第1钢构件以及第2钢构件的抗拉强度可以为590MPa以上。

(7)根据上述(1)～(6)的任一项所述的接合结构，

连接构件的化学组成以质量％计可以C为0.10％以上、Fe为90％以上。

(8)根据上述(1)～(7)的任一项所述的接合结构，

在连接构件中，在轴部的未与第1钢构件摩擦压接的那一个端部还设置有直径比轴部的直径大的头部。

(9)本发明的一方式涉及的接合方法，是用于得到上述(1)～(8)的任一项所述的接合结构的接合方法，其特征在于，包括：

准备第1钢构件和形成有贯通孔的一个或多个第2钢构件的工序，所述贯通孔的直径超过轴部的直径的0.60倍且为轴部的直径的1.15倍以下；

以贯通孔重叠于第1钢构件的预定接合部位的方式将第2钢构件重叠于第1钢构件的工序；

将轴部插入贯通孔，一边使连接构件旋转一边将轴部向第1钢构件按压，使轴部与贯通孔之间以及轴部与第1钢构件之间产生摩擦热的工序；和

在停止了连接构件的旋转的状态下将轴部按压于第1钢构件，从而将轴部与贯通孔之间以及轴部与第1钢构件之间通过摩擦压接而接合的工序。

(10)根据上述(9)所述的接合方法，

贯通孔的直径可以超过轴部的直径的1.00倍且为轴部的直径的1.15倍以下。

(11)本发明的一方式涉及的接合方法，是用于得到上述(1)～(8)的任一项所述的接合结构的接合方法，其特征在于，包括：

以第1钢构件的预定接合部位和第2钢构件的预定接合部位重叠的方式将一个或多个第2钢构件重叠于第1钢构件的工序；

至少将第2钢构件的预定接合部位及其附近加热至400℃以上的预热温度的工序；

一边使连接构件旋转一边将轴部向第2钢构件按压，使轴部针对第2钢构件贯通的工序；

一边使连接构件旋转一边将轴部向第1钢构件按压，使轴部与第1钢构件之间以及轴部与第2钢构件之间产生摩擦热的工序；和

在停止了连接构件的旋转的状态下将轴部按压于第1钢构件，从而将轴部与第1钢构件之间以及轴部与第2钢构件之间通过摩擦压接而接合的工序。

(12)根据上述(11)所述的接合方法，预热温度可以为550℃以上。

(13)根据上述(9)～(12)的任一项所述的接合方法，

在一边使连接构件旋转一边将其向第1钢构件按压，使轴部与第1钢构件之间以及轴部与第2钢构件之间产生摩擦热的工序中，连接构件针对第1钢构件的压入长度可以为2.0mm以上。

(14)本发明的一方式涉及的汽车用构件，具有上述(1)～(8)的任一项所述的接合结构。

根据本发明，能够提供能将多个钢构件稳定地接合的接合结构和接合方法以及具有该接合结构的汽车用构件。

附图说明

图1是用于说明使用了连接构件的以往的接合技术的图，是在接合装置的保持器安置了连接构件的状态的截面图(但是，加压旋转构件的卡合凸部以及连接构件的凹部用从外部观察的主视图示出)。

图2是用于说明使用了连接构件的以往的接合技术的图，是利用加压旋转构件开始了连接构件向上板内的压入的状态的截面图。

图3是示出基于以往的接合技术的接合后的状态的图，是示出上板使用了铝材的例子的图。

图4是示出基于以往的接合技术的接合后的状态的图，是示出上板使用了钢材的例子的图。

图5是用于说明使用了连接构件的以往的接合技术的另一例的图。

图6是示出以往的接合技术的另一例的接合后的状态的图，是示出适当地进行了接合的例子的图。

图7是示出以往的接合技术的另一例的接合后的状态的概略性的图。

图8是用于说明本实施方式涉及的接合结构的概略性的截面图。

图9是用于说明本实施方式涉及的基于摩擦压接接合的接合结构的截面图。

图10是用于说明本实施方式涉及的基于摩擦压接接合的接合结构的另一截面图。

图11是用于说明通过摩擦搅拌点接合而接合的接合结构的概略性的截面图。

图12是用于说明Dmax1的截面图。

图13是用于说明Dmax2的截面图。

图14是用于说明使用了连接构件的本发明的接合技术的图，是在接合装置的保持器安置了连接构件的状态的截面图(但是，加压旋转构件的卡合凸部以及连接构件的凹部用从外部观察的主视图示出)。

图15是用于说明使用了连接构件的本发明的接合技术的图，是利用加压旋转构件开始了连接构件向第2钢构件的贯通孔内的插入的状态的截面图。

图16是示出本发明的接合后的状态的图，示出适当地进行了接合的例子。

图17是示出在本发明的接合方法中使用的加压旋转构件的加压压力和转速的时间模式的一例的图。

图18是示出本发明的接合后的状态的概略性的图。

图19是用于说明使用了连接构件的本发明的接合技术的一例的图，示出钢板的预热阶段的状态。

图20是用于说明使用了连接构件的本发明的接合技术的一例的图，示出钢板的接合开始时的状态。

图21是示出本发明的接合后的状态的一例的图，示出适当地进行了接合的例子。

图22是示出本发明的接合后的状态的一例的图，示出压入量多的例子。

图23是示出在本发明的接合方法中使用的加压旋转构件的加压压力和转速的时间模式的一例的图。

图24是用于说明凿錾试验的评价的截面图。

图25是用于说明凿錾试验的评价的截面图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明的一实施方式进行说明。再者，在本说明书以及附图中，对于具有实质上相同的功能构成的要素，通过标注相同的标记而省略重复说明。

再者，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围意指：包含记载于“～”的前后的数值作为下限值以及上限值的范围。在本说明书中，“工序”这一术语不仅是独立的工序，即使是不能够与其他的工序明确地区别的情况，如果能达到该工序的所期望的目的，就也包括于本术语。另外，显而易见以下的实施方式的各要素能够分别组合。

[接合结构]

接着，对本发明的一实施方式涉及的接合结构进行说明。

如图8所示，本实施方式涉及的接合结构，是将重叠的多个钢构件(110以及120)使用具有轴部131的连接构件130进行接合而成的接合结构100，其特征在于，具有第1钢构件110和重叠于第1钢构件110的一个或多个第2钢构件120，连接构件130的轴部131贯通第2钢构件120，连接构件130的轴部131和第2钢构件120通过摩擦压接而接合，轴部131和第1钢构件110通过摩擦压接而接合。

在本实施方式涉及的接合结构100中，连接构件130的轴部131和第2钢构件120通过摩擦压接而接合。连接构件130的轴部131的至少一部分和第2钢构件120的至少一部分接合。

在本实施方式涉及的接合结构100中，连接构件130的轴部131和第1钢构件110通过摩擦压接而接合。连接构件130的轴部131的至少一部分和第1钢构件110的至少一部分被接合。

本实施方式涉及的接合结构100中的第1钢构件110和第2钢构件120，分别与连接构件130通过摩擦压接而接合，第1钢构件110和第2钢构件120没有直接接合。或者，即使存在第1钢构件110和第2钢构件120直接接合的部位，也如后述那样，通过该接合而形成的界面140能够确认到轴部131附近。因此，基于摩擦压接的接合与将被接合构件通过塑性流动而混合的摩擦搅拌接合不同。

是如本实施方式涉及的接合结构100那样的基于摩擦压接的接合呢、还是基于摩擦搅拌接合等的接合呢？能够采用以下的方法来判别。

关于包含连接构件130、第1钢构件110以及第2钢构件120的接合结构100，用包含连接构件130的轴部131的轴线c的截面切断。将该切断面利用硝酸乙醇腐蚀液腐蚀。在观察被腐蚀了的切断面时，由于连接构件130、第1钢构件110以及第2钢构件120的成分、组织的差异，腐蚀的程度分别不同，因此，关于连接构件130与第1钢构件110以及连接构件130与第2钢构件120的边界，能够通过将它们的边界线利用目视(也包括利用了放大镜、放映机(projector)的目视观察)、光学显微镜等进行观察从而识别。

在此，在从连接构件130与第1钢构件110的边界以及连接构件130与第2钢构件120的边界向第1钢构件110或第2钢构件120侧离开了0.20mm的位置划出曲线时，在该曲线上确认到第1钢构件110与第2钢构件120的界面140的情况下，能够判断为第1钢构件110和第2钢构件120未被摩擦搅拌接合，同时，在连接构件130与第1钢构件110以及第2钢构件120接合了的情况下，能够判断为其接合方法是摩擦压接。

在基于摩擦搅拌接合的接合的情况下，由于第1钢构件110和第2钢构件120被混合，因此在上述的曲线上不能够确认到第1钢构件110与第2钢构件120的界面。

在图9～图11中示出在上述的0.20mm的位置划出曲线的例子。图9或图10是本实施方式涉及的基于摩擦压接接合的接合结构的截面图。在图9或图10的图像的例子中，示出第1钢构件和第2钢构件通过与连接构件的摩擦压接而被接合的情况。可知：在图9或图10的曲线(用箭头表示的点状的曲线)上存在第1钢构件与第2钢构件的界面。

图11的例子与本实施方式涉及的接合结构100不同，示出第1钢构件410和第2钢构件420彼此通过摩擦搅拌点接合而接合的情况。在图11的例子中，由于第1钢构件410和第2钢构件420彼此通过摩擦搅拌点接合而接合，因此在上述的曲线(在图11中为曲线d)上不存在第1钢构件410与第2钢构件420的界面440。再者，图11的例子，是使用硬质合金制的工具作为连接构件的情况，由于连接构件的轴部与第1钢构件410以及第2钢构件420未接合，因此示出连接构件130被卸下的状态。

在本实施方式涉及的接合结构100中，在将轴部131与第1钢构件110的边界的最大直径设为Dmax1，将轴部131与第2钢构件120的边界的最大直径设为Dmax2，将轴部131的比Dmax2的测定位置远离第2钢构件120的部位中的最小直径设为Dmin时，可以是：Dmax1为Dmin的0.65倍以上，且Dmax2为Dmin的1.20倍以上。通过满足该要件，能够得到更高的接头强度。再者，如图8那样，第2钢构件120附近的轴部131的直径较大地变形，因此，作为原则，将以能够排除其变形部的程度远离该变形部的轴部131的最小直径作为Dmin。

由于连接构件130附近的、第1钢构件110和第2钢构件120相对于连接构件130的边界在轴部131附近不明确，因此有轴部131与第1钢构件110的边界不明确的情况。通常，关于连接构件130的轴部131与第1钢构件110的边界的直径，由于第1钢构件110与第2钢构件120的重合面附近的轴部131的直径变得最大，因此，在那样的情况下，如图12所例示那样(图12的(a)以及(b))，将从第1钢构件110与第2钢构件120的重合面起算上下0.2mm的范围(图12的箭头的范围)中的轴部131的最大直径作为Dmax1。

另外，如图13所例示那样(图13的(a)以及(b))，在上述边界从第2钢构件120的上表面(从第1钢构件110与第2钢构件120的重合面向第2钢构件120侧离开了第2钢构件120的板厚度的面)离开0.2mm以上而存在的情况下，也就是说，在第2钢构件120的一部分隆起了0.2mm以上的情况下，由隆起了0.2mm以上的部分带来的接头强度提高余量小，因此隆起了0.2mm以上的部分(比图13的上侧的虚线靠上侧的范围)设为Dmax2的测定对象外。也就是说，Dmax2的测定对象范围设为图13的箭头的范围，将在该范围内的轴部131与第2钢构件120的边界的最大直径作为Dmax2。

但是，在轴部131和第1钢构件110间隔开而明显地未接合的情况下，Dmax1视为零(0)。同样地，在轴部131和第2钢构件120间隔开而明显地未接合的情况下，Dmax2视为零(0)。再者，Dmax1、Damax2以及Dmin能够在包含连接构件130的轴部的轴线c的截面中测定。但是，关于Dmin，在预先知道轴部131的直径的情况下，也可以省略在截面中的测定，将其最小直径视为Dmin。

关于第2钢构件120与连接构件130的接头强度，可以认为：第2钢构件120与连接构件130之间的接合面积越大，则在这些构件之间接头强度越高。该情况下的接合面积的指标是Dmax2(接合直径)，可以说Dmax2越大，则第2钢构件120与连接构件130的接头强度越高。因此，优选Dmax2更大。

另外，Dmax2大是指连接构件130的塑性变形大。为了进行摩擦压接，需要被接合的金属互相充分地塑性变形。若Dmax2为Dmin的1.20倍以上，则第2钢构件120和连接构件130被充分地摩擦压接，因此更优选。在向该接合部负载了载荷的情况下(例如，能够采用凿錾试验等来再现载荷负载)，若Dmax2为其1.20倍以上，则能够抑制第2钢构件120与连接构件130的接合部的断裂，因此更优选。

关于第1钢构件110与连接构件130的接头强度，可以认为：第1钢构件110与连接构件130之间的接合面积越大，则在这些构件之间接头强度越高。即，成为接合面积的指标的Dmax1越大，则第1钢构件110与连接构件130之间的接头强度越高，故更优选。在Dmax1为Dmin的0.65倍以上的情况下，在凿錾试验时接合部发生第1钢构件110的塞型断裂、部分塞型断裂或在第2钢构件120中断裂，因此能够判断为是良好的接头。再者，Dmax1可以为Dmin的0.70倍以上。由此，能够得到更良好的接头构造。

在本实施方式涉及的接合结构中，Dmax1可以为Dmin的0.92倍以上。由此，能够得到更高的接头强度。虽然不需要特别规定Dmax1的上限，但Dmax1的上限可以设为Dmin的1.40倍以下、1.30倍以下或1.20倍以下。虽然不需要特别规定Dmax2的上限，但Dmax2的上限可以设为Dmin的1.60倍以下、1.40倍以下或1.30倍以下。

在本实施方式涉及的接合结构中，从不使用昂贵的硬质合金制的连接构件而使用廉价的钢材这一观点出发，连接构件优选为钢材。尤其是连接构件的化学组成以质量％计可以C为0.10％以上、Fe为90％以上。

在本实施方式涉及的接合结构中，不需要特别限定第2钢构件120的厚度，但例如可以将第2钢构件120的厚度的合计设为0.6～5.0mm。

在本实施方式涉及的接合结构中，不需要特别限定第1钢构件110以及第2钢构件120的材质、成分等，但例如第1钢构件110以及第2钢构件120的抗拉强度可以为590MPa以上。第1钢构件110以及第2钢构件120的形状可以为板形状，也就是说，第1钢构件110以及第2钢构件120可以为钢板。

在本实施方式涉及的接合结构中，不需要特别规定轴部131的直径(即，Dmin)，但例如可以将轴部131的直径设为3.0～10.0mm。可以根据需要将轴部131的直径的下限设为3.5mm或4.0mm。另外，可以根据需要将轴部131的直径的上限设为9.0mm、8.0mm、7.0mm或6.0mm。

本实施方式涉及的接合结构的接头强度强烈受到连接构件130的直径的影响。因此，优选：相应于第1钢构件110的厚度或第2钢构件120的合计厚度之中的薄的那一方的厚度来选择轴部131的直径。例如，可以将轴部131的直径设为3×(第1钢构件或第2钢构件之中的最薄的厚度)^1/2以上。另外，轴部131，为了防止加压时的预料外的压弯，优选没有缩颈部、凹部。轴部131的形状可以是圆柱状，但为了更有效地进行针对第2钢构件120的贯通，其顶端部也可以是越接近顶端则直径越小的圆锥形状或多棱锥形状。另外，轴部131，配置于第1钢构件110侧的直径优选为配置于第2钢构件120侧的直径以下。

本实施方式涉及的接合结构，在连接构件130中的、未与第1钢构件110摩擦压接的与轴部131邻接的部位，可以进一步设置有直径比轴部131的直径大的头部。尤其是通过使头部的直径比形成于第2钢构件的后述的贯通孔221的内径大，能够进一步提高接头强度。但是，在本实施方式涉及的接合结构中，由于第1钢构件110和第2钢构件120分别与连接构件130接合，因此连接构件的头部不是必需的。也就是说，即使没有直径比轴部131的直径大的头部也可以。

上述的实施方式涉及的接合结构，能够优选地作为汽车用构件使用。具有上述的实施方式涉及的接合结构的汽车用构件为高强度，并且能够抑制其接合部的摩擦压接面的附近的裂纹发生。

接着，对本发明的一实施方式涉及的接合方法进行说明。再者，以下说明的关于接合方法的实施方式只不过是用于得到上述的接合结构的一例。

[接合方法1]

在本实施方式涉及的接合方法中，包括：准备第1钢构件和形成有贯通孔的一个或多个第2钢构件的工序，所述贯通孔的直径超过轴部的直径的0.60倍且为轴部的直径的1.15倍以下；以贯通孔重叠于第1钢构件的预定接合部位的方式将第2钢构件重叠于第1钢构件的工序；将轴部插入贯通孔，一边使连接构件旋转一边将轴部向第1钢构件按压，使轴部与贯通孔之间以及轴部与第1钢构件之间产生摩擦热的工序；以及，在停止了连接构件的旋转的状态下将轴部按压于第1钢构件，从而将轴部与贯通孔之间以及轴部与第1钢构件之间通过摩擦压接而接合。

在本实施方式涉及的接合方法中，如在图14中示出概略那样，可以使用下述的接合装置，所述接合装置在一侧配置为了进行连接构件230的旋转和送给而在顶端具有与连接构件230卡合的卡合凸部5的加压旋转构件4和在该加压旋转构件4的外侧与加压旋转构件同轴地设置的圆筒状的保持器6，在另一侧具有与加压旋转构件4对向地支持要接合的第1钢构件210、第2钢构件220的支持台7。另外，在以下的实施方式中，以钢板为例来说明各钢构件。

另外，用于将重叠的钢板连接的连接构件230，例如如图14所示，可以与一般的铆钉同样地由轴部231和直径比轴部231大的头部232构成，并在头部232具有与卡合凸部5嵌合的凹部233。另外，也可以使用头部232和轴部231的直径相等的、即没有头部232的仅由轴部231构成的连接构件。在该情况下，在轴部231的上端部具有与加压旋转构件4的卡合凸部5嵌合的凹部233。

使用以上那样的装置，采用以下的步骤来进行接合。再者，关于被重叠的第1钢构件210、第2钢构件220，有时将位于与连接构件230插入的那一侧相反侧的成为基底(base)的钢板称为下板(第1钢构件210)，将重叠于该钢板的1个或2个以上的钢板称为上板(第2钢构件220)。在此，说明第2钢构件220为1个的例子。

a)将要接合的第2钢构件220和第1钢构件210重叠，并载置于接合装置的支持台7上(参照图14)。在第1钢构件210和第2钢构件220的抗拉强度不同的情况下，优选将抗拉强度低的那一方钢板作为第2钢构件220。在第2钢构件220的要用连接构件230接合的部位(预定接合部位)预先开有贯通孔221，以贯通孔221的中心与保持器6的中心一致的方式安置钢板。贯通孔221的内径(直径)设为超过连接构件230的轴部231的直径的0.60倍且为连接构件230的轴部231的直径的1.15倍以下。

使载置于支持台7上的第1钢构件210以及第2钢构件220在保持器6与支持台7之间保持，在保持器6内安置连接构件230(参照图14)。以下，采用作为连接构件230使用具有轴部231和在轴部231的一侧的直径比轴部231大的头部232的连接构件230的例子进行说明。再者，也包括重叠的第2钢构件的个数为3个以上的情况在内，在全部的第2钢构件上预先开设贯通孔。

b)接着，使加压旋转构件4顶端的卡合凸部5与连接构件230的头部232的凹部233卡合(在没有头部232的连接构件230的情况下，与在轴部231的上部加工出的凹部233卡合，或者将轴部231侧面利用液压夹头等保持)，一边使加压旋转构件4旋转一边从保持器6内通过而使连接构件230顶端向第2钢构件220的贯通孔221的入口移动(参照图15)。

c)进一步利用加压旋转构件4一边对连接构件230施以旋转一边进行按压，使连接构件230侵入到贯通孔221内，使其顶端部接触第1钢构件210。此时，在贯通孔221的内径(贯通孔径)比连接构件230的轴部231的直径(轴径)小的情况下，在连接构件230的顶端接触到第2钢构件220后，调整加压旋转构件4的转速和针对连接构件230的按压力，伴随着连接构件230向贯通孔221的侵入，使连接构件230的轴部231与贯通孔221的内壁之间产生摩擦热，使第2钢构件220的贯通孔221周边的材料流动。此时，即使在第2钢构件220的表面形成隆起部222也可以。

d)在连接构件230的轴部231顶端到达第1钢构件210后，使连接构件230的顶端部与第1钢构件210之间也产生摩擦热。此时，提高加压旋转构件4的转速，并负载充分的加压压力，以使得达到能在连接构件230的轴部231的顶端部与第1钢构件210之间以及连接构件230的轴部231与第2钢构件220的贯通孔221内壁之间实现摩擦压接的温度，且使得轴部231的直径增大。

即使是贯通孔221的直径比轴径大的情况，若轴部231被按压于第1钢构件210，则轴部231变形，轴部231的直径增大，轴部231和第2钢构件220的贯通孔221内壁接触，产生摩擦热，轴部231和贯通孔221的内壁也部分性地摩擦压接。而且，如果贯通孔221的内径为轴部231的直径的1.15倍以下，就发生上述的现象。

e)当连接构件230的轴部231和第1钢构件210、第2钢构件220的部分被充分加热时，停止加压旋转构件4的旋转，保持一定时间(例如，0.5秒以上)的加压，由此在连接构件230的轴部231与贯通孔221的内壁之间的至少一部分以及轴部231与第1钢构件210之间形成摩擦压接部250，使得连接构件230的轴部231与第2钢构件220以及第1钢构件210接合(参照图16)。

将以上的b)～e)的阶段的旋转加工构件的转速和加压压力的时间模式的一例在图17中示出。用虚线表示的转速的模式，在图17中在c)、d)期间为恒定，但也可以适当采用转速改变的模式。另外，用实线表示的加压压力(也称为压入力)在e)中提高了，但例如也可以将c)、d)、e)设为恒定的加压压力。

优选的是，在贯通孔221的直径比连接构件230的轴部231的直径(轴径)小的情况下的上述c)的阶段中，转速设为1000rpm(例如，800～1500rpm)左右，在连接构件230的轴部231的顶端到达了第1钢构件210的上述d)的阶段中，设为转速5000～8000rpm。与此相对，在摩擦搅拌接合中，转速(也包括接合的最终阶段)为数百～1500rpm，在这一点上也与摩擦压接接合不同。因此，在对于通过摩擦压接接合而得到的接合结构以包含轴部231的轴线c的截面切断接合结构部，并利用硝酸乙醇腐蚀液进行了腐蚀的情况下，第2钢构件220与第1钢构件210的边界会存在至从轴部231离开了0.20mm的位置为止。

以上的结果，连接构件230的轴部231的至少一部分与第2钢构件220摩擦压接，轴部231顶端与第1钢构件210摩擦压接。由此，即使是连接构件230的压入量不足而头部232和第2钢构件未接触的情况、连接构件不具有头部的情况，也如图18那样，连接构件230与第2钢构件220之间由摩擦压接部250接合，因此第2钢构件220不会自由地旋转。

再者，在如专利文献1那样第2钢构件为轻金属的情况下，通过与连接构件的接触部熔融或软化从而与连接构件的强度差变得过大，在第2钢构件中不会形成摩擦压接部。

开设于第2钢构件220的贯通孔221的直径，优选根据第2钢构件220的厚度、强度而相对于连接构件230的轴部231的直径(轴径)设为0.60～1.15倍，以使得连接构件230与第2钢构件220之间达到能够摩擦压接的温度。若小于0.60倍，则有可能连接构件230难以贯通第2钢构件220。若超过1.15倍，则有可能连接构件230的外周与第2钢构件220之间难以摩擦压接。例如，在第2钢构件为多个钢板的情况下，在全部第2钢构件上开设贯通孔。

在本实施方式涉及的接合方法中，贯通孔221的直径也可以超过轴部231的直径的1.00倍且为轴部231的直径的1.15倍以下。由此，能够降低连接构件230的加压压力，在第2钢构件220为高强度钢板的情况下特别优选。

在第2钢构件220上开设了贯通孔221的情况下，贯通孔221的直径越大，则Dmax1越容易扩大。尤其是在设置了直径超过连接构件230的直径的1.00倍且为连接构件230的直径的1.15倍以下的贯通孔221的情况下，能够在实现第1钢构件210与连接构件230的摩擦压接的基础上，稳定地使Dmax1为Dmin的0.65倍以上，在凿錾试验结果中也成为良好的结果。而且，在设置了直径为连接构件230的直径的1.05倍以上且1.15倍以下的的贯通孔221的情况下，能够稳定地使Dmax1为Dmin的0.92倍以上，能够进一步提高接头强度。连接构件230的直径与贯通孔221的直径之比的上限1.15也可以根据需要而改设为1.12倍或1.09倍。

在上述的接合方法中，更优选：轴部231贯通第2钢构件220的贯通孔221，将轴部231向第1钢构件210按压时的压入长度li为2.0mm以上。进一步优选：压入长度li为2.3mm以上或2.5mm以上。通过这样设定压入长度li，轴部231与第2钢构件220的边界的最大直径Dmax2成为Dmin的1.20倍以上，因此更优选。

再者，测定连接构件230向第1钢构件210的实际压入长度并不容易。因此，在本实施方式中，将在沿着连接构件230的轴线c的方向上的、从连接构件230的顶端部到达第2钢构件220的上表面起的直到接合结束为止的连接构件230的移动量减去第2钢构件220的合计厚度而得到的值作为压入长度li。再者，连接构件230的移动量与图14的支持加压旋转构件4的构件等的上下方向的移动量相同，能够容易地测定。再者，该压入长度li也可以称为推定压入长度。

[接合方法2]

在本实施方式涉及的另一接合方法中，包括：以第1钢构件的预定接合部位和第2钢构件的预定接合部位重叠的方式将一个或多个第2钢构件重叠于第1钢构件的工序；至少将第2钢构件的预定接合部位及其附近加热至400℃以上的预热温度的工序；一边使连接构件旋转一边将轴部向第2钢构件按压，使轴部针对第2钢构件贯通的工序；一边使连接构件旋转一边将轴部向第1钢构件按压，使轴部与第1钢构件之间以及轴部与第2钢构件之间产生摩擦热的工序；以及，在停止了连接构件的旋转的状态下将轴部按压于第1钢构件，从而将轴部与第1钢构件之间以及轴部与第2钢构件之间通过摩擦压接而接合。

在本实施方式涉及的接合方法中，使用上述的接合装置，采用以下的步骤来进行接合。另外，基本的构成与上述的接合方法是同样的。

a)将要接合的第2钢构件220和第1钢构件210重叠，并以连接构件230压入的部位(预定接合部位)成为保持器6的中心的方式载置于接合装置的支持台7上，在保持器6与支持台7之间保持(参照图19)。在2个钢构件的抗拉强度不同的情况下，优选将抗拉强度低的那一方钢构件作为位于保持器6侧的第2钢构件220。

b)接着，将加热装置14配置于第2钢构件220的预定接合部位之上，将预定接合部位及其附近加热(参照图19)。加热以使得预定接合部位的表面温度在接合开始时成为400℃以上的方式进行。在图19中，将被加热至规定温度以上的范围作为加热部15示意性地示出。作为加热装置14，例如使用环状的感应加热线圈。

c)如果第2钢构件220的表面温度到达了预定温度，则使加热装置14退避，在保持器6内采用适当的机构安置连接构件230。再者，也可以在a)的阶段将连接构件230安置于保持器内的上方。接着，使加压旋转构件4从保持器6内通过而向第2钢构件220侧移动，使加压旋转构件4顶端的卡合凸部5与连接构件230的头部232的凹部233卡合(参照图20)。

然后，通过使加压旋转构件4旋转，一边使连接构件230旋转一边将连接构件230朝向第2钢构件220加压，将连接构件230的轴部231向第2钢构件220内压入并使其贯通第2钢构件220，使其顶端部接触第1钢构件210。此时，在连接构件230的顶端接触到第2钢构件220后，调整加压旋转构件4的转速和针对连接构件230的加压压力，伴随连接构件230的轴部231向第2钢构件220内的压入，使轴部231与第2钢构件220之间产生摩擦热，使第2钢构件220的与连接构件接触的部分及其周边的材料流动。此时，即使在第2钢构件220的表面形成隆起部222也可以。

d)在连接构件230的顶端到达第1钢构件210后，使连接构件230顶端部与第1钢构件210之间也产生摩擦热。此时，维持加压旋转构件4的加压压力和转速，以使得达到能在连接构件230的轴部231顶端部和与其接触的第1钢构件210的表面之间实现摩擦压接的温度。

e)当连接构件230的轴部231和第1钢构件210被充分加热时，停止加压旋转构件4的旋转，保持一定时间(例如，0.5秒以上)的加压，由此如图21或图22所示，在连接构件230的轴部231与第1钢构件210之间以及轴部231与第2钢构件220之间形成摩擦压接部250，使得连接构件230的轴部231与第1钢构件210以及第2钢构件220接合。另外，也可以在加压旋转构件4的旋转中以及停止旋转之后，调整由加压旋转构件4实现的连接构件230的压入量(压入长度)，如图22所示那样，利用头部232按压第2钢构件220的隆起部222(连接构件230周边部在头部232与第1钢构件210之间受到充分的压缩应力)。

将以上的c)～e)的阶段的加压旋转构件的转速和加压压力的时间模式的一例在图23中示出。用虚线表示的转速的模式，在图23中在c)、d)期间为恒定，但也可以适当采用转速改变的模式。另外，用实线表示的加压压力在e)中提高了，但例如也可以将c)、d)、e)设为恒定的加压压力。

优选的是，在上述c)的将轴部231向第2钢构件220内压入并使其贯通第2钢构件220的阶段中，设为转速1000rpm(例如，800～1500rpm)左右，在上述d)的阶段中，设为转速5000～8000rpm。

以上的结果，连接构件230，其轴部231贯通第2钢构件220并在其底面与第1钢构件210摩擦压接。而且，轴部231与第2钢构件220之间也被摩擦压接。

这样，即使在第2钢构件220使用了钢板的情况下，连接构件230也贯通第2钢构件220从而连接构件230和第1钢构件210通过摩擦压接而接合，连接构件230和第2钢构件220也被摩擦压接，因此，即使在使用了不具有头部232的连接构件230的情况下，也能够实现第2钢构件220与第1钢构件210的接合。在连接构件230具有头部232的情况下，第2钢构件220进一步在头部232与第1钢构件210之间被固定，第2钢构件220和第1钢构件210利用连接构件230牢固地一体化。再者，在以包含轴部231的轴线c的截面切断并利用硝酸乙醇腐蚀液进行了腐蚀的情况下，第2钢构件220与第1钢构件210的边界会存在至从轴部离开了0.20mm的位置。

(第2钢构件的加热)

在将连接构件230向第2钢构件220压入时，至少将第2钢构件220的预定接合部位及其周边预先加热从而使第2钢构件220的强度下降，使得连接构件230能够不变形而贯通第2钢构件220。加热第2钢构件220的时期，不论是安置于接合装置之前，还是如通过图19说明的那样在接合装置中安置了要接合的钢构件之后，哪个时期都可以。

加热范围可以是钢构件整体，也可以是以接合部位为中心的部分区域，但在将第2钢构件220预热后，通过向未加热的区域的热传导，加热部被冷却，因此，优选：不仅加热连接构件230附近的塑性流动区域，也将周边区域加热。在部分地加热的情况下，尤其是在第2钢构件220使用抗拉强度为400MPa以上的钢板的情况下，根据本发明人的实验确认到：优选以与连接构件230的中心一致的第2钢构件220上的点为中心，将连接构件230的轴部的直径的至少3倍的范围加热至期望的温度，进一步优选将7倍的范围以上加热至期望的温度。

(加热时的预热温度)

第2钢构件220需要被加热至在将连接构件230压入时与连接构件230接触的第2钢构件220的材料引起塑性流动的温度以上。根据本发明人的实验确认到：若第2钢构件220的表面温度在即将加工之前为400℃以上，则即使在第2钢构件220使用了钢板的情况下，也能够实现连接构件230对第2钢构件220的贯通。实际的加热温度根据用于第2钢构件220的钢板的强度、板厚、加工条件(加压旋转构件的转速、加压压力、压入速度)来从400℃以上的范围选择能够得到具有需要的接头强度的接头的温度。虽然不需要特别规定预热温度的上限，但优选设为Ac1温度以下。也可以根据需要将预热温度的上限设为750℃、700℃或650℃。

(加热手段)

用于加热第2钢构件220的加热手段，能够适当地使用炉、气体燃烧器、电加热器、感应加热、通电加热、激光等加热手段。利用这些加热手段，至少将第2钢构件220的与连接构件对向的那一侧的加热范围加热。

在本实施方式涉及的接合方法中，预热温度可以为550℃以上。由此，第2钢构件220更软化，因此能够降低连接构件230的加压压力，在第2钢构件220为高强度钢板的情况下特别优选。

在预热了第2钢构件220的情况下，能够增大在上述的实施方式中说明过的Dmax1以及Dmax2。例如，在将预热温度设为400℃以上的情况下，能够使Dmax1成为Dmin的0.50倍以上，且能够使Dmax2成为Dmin的1.20倍以上。若预热温度为550℃以上，则能够更稳定地使Dmax1成为Dmin的0.65倍以上，在凿錾试验结果中也成为良好的结果。若预热温度为600℃以上，则能够进一步稳定地使Dmax1成为Dmin的0.70倍以上，在凿錾试验结果中也成为进一步良好的结果。

再者，作为加热范围的预定接合部位及其附近，在沿着连接构件230的轴心c方向观察的情况下，可以设为连接构件230的直径+10mm左右的范围。

在上述的接合方法中，更优选：使轴部231针对第2钢构件220贯通，将轴部231向第1钢构件210按压时的压入长度li为2.0mm以上。进一步优选：压入长度li为2.3mm以上或2.5mm以上。通过这样设定压入长度li，轴部231与第2钢构件220的边界的最大直径Dmax2成为Dmin的1.20倍以上，因此更优选。

再者，测定连接构件230向第1钢构件210的实际压入长度并不容易。因此，在本实施方式中，将在沿着连接构件230的轴线c的方向上的、从连接构件230的顶端部到达第2钢构件220的上表面起的直到接合结束为止的连接构件230的移动量减去第2钢构件220的合计厚度而得到的值作为压入长度li。再者，连接构件230的移动量与图19的支持加压旋转构件4的构件等的上下方向的移动量相同，能够容易地测定。再者，该压入长度li也可以称为推定压入长度。

实施例

以下，记载本发明的实施例。在本实施例中，关于各种钢构件、连接构件、制造条件进行了研究。

首先，准备了表1所示的各种试验片。在表1中示出各实验中的第1钢构件以及第2钢构件的强度和板厚、第2钢构件的个数。钢板使用了通过成分、热处理来调整了强度的一般的钢板。

另外，在表1中示出连接构件的Fe含量(质量％)和C含量(质量％)。在实验编号38以及39中，使用硬质合金来作为连接构件。硬质合金是将硬质的金属碳化物和钴等金属进行烧结而成的材料，Fe的含量小于90％。在本实施例中，采用了由碳化钨和钴构成的硬质合金。

所有的连接构件的长度设为(第2钢构件的厚度的合计)+5.5mm。

表1

接着，将表1的各实验编号的第1钢构件和第2钢构件重叠，使用表1的各实验编号的连接构件进行了摩擦压接接合。在一部分的实验例中，在第2钢构件上设置贯通孔，以连接构件向贯通孔插通的方式实施了摩擦压接接合。另外，在一部分的实验例中，加热了第2钢构件的预定接合部位。

在本实施例中，使用在上述实施方式的[接合方法1]以及[接合方法2]中说明过的装置实施了摩擦压接接合。贯通第2钢构件的工序的条件设为转速1000rpm、加压压力9kN。连接构件与第1钢构件的摩擦压接的条件设为转速7000rpm、加压压力9kN，压入长度针对各实验例使用了不同的值。再者，在使用硬质合金作为连接构件的实验编号38以及39中，摩擦搅拌点接合的条件设为转速1000rpm、压入长度1mm(从第1钢构件上表面起算的压入长度)、接合时间4秒。另外，在实验编号38以及39中使用的连接构件的轴部使用了没有直径的变化的圆筒状的轴部。

在表2中示出连接构件的轴部的直径D、第2钢构件的贯通孔的直径Dp以及其比(Dp/D)、第2钢构件的预热温度以及压入长度。在表2中，对于未设置贯通孔的实验例以及未进行第2钢构件的预热的实验例，记入了“-”符号。

连接构件的轴部的直径D，在沿着轴部的轴线的方向上相同。第2钢构件的贯通孔为圆形状。

关于第2钢构件的预热温度，利用热电偶测定了表面的温度。

表2

关于通过上述的工序得到的各实验例的接合结构，调查了第2钢构件与连接构件的接合直径、第1钢构件与连接构件的接合直径。另外，评价了第2钢构件的固定状态以及凿錾试验的结果。

在表3中示出第2钢构件与连接构件的接合直径、第1钢构件与连接构件的接合直径、第2钢构件的固定状态以及凿錾试验的结果。

表3

第2钢构件与连接构件的接合直径以及第1钢构件与连接构件的接合直径，通过观察与连接构件的轴线平行的截面而计测。具体而言，将包含第1钢构件、第2钢构件以及连接构件的接合结构用通过连接构件的轴线的平面切断，进行了研磨以及利用硝酸乙醇腐蚀液进行的腐蚀。将其表面使用光学显微镜进行拍摄，由拍摄到的图像算出各接合直径。

在此，Dmax1、Dmax2以及Dmin通过在上述的实施方式中说明过的图12以及图13所例示的方法来计算。

在表3中，对于第2钢构件和连接构件未被接合或者第1钢构件和连接构件未被接合的实验例，记入了“-”符号。另外，在实验编号9以及10中，连接构件的塑性变形不足，连接构件和第2钢构件未被接合。

在实验编号38以及39中，摩擦搅拌接合用的工具和第1钢构件以及工具和第2钢构件未被接合，但将工具和第1钢构件接触的部位的最大直径作为Dmax1，将工具和第2钢构件接触的部位的最大直径作为Dmax2。

关于第2钢构件的固定状态，将第1钢构件和连接构件未被接合的情形、在固定第1钢构件且将第2钢构件用钳子保持并在第2钢构件旋转的方向上用手施加力时发生了旋转的情形、第1钢构件和连接构件剥离了的情形评价为“bad(差)”，将没有旋转的情形评价为“good(好)”。

关于凿錾试验，将錾子通过锤打向第1钢构件与第2钢构件之间插入，直到第1钢构件和连接构件断裂为止，或者直到第2连接构件断裂为止，来进行了评价。在第2钢构件和连接构件未被接合的情况下，对连接构件给予直接打击直到连接构件和第1钢构件断裂为止。

在表3的“凿錾试验结果”的评价中，将如图24那样塞型断裂(图24的(a))、部分塞型断裂(图24的(b))或第2钢构件与连接构件的界面以外的部位断裂的实验例(图24的(c))评价为“very good(非常好)”。图24的虚线表示断裂部位。将如图25那样(图25的(a)以及(b))至少一部分不是在接合界面断裂且第1钢构件或连接构件内部断裂的实验例评价为“good(好)”。图25的虚线示出断裂部位。将接合界面的整面剥离的实验例评价为“bad(差)”。第1钢构件和连接构件未被接合的实验例记为“-”。

实验编号38以及39是通过摩擦搅拌点接合而得到接合结构的比较例。在实验编号38以及39中，工具(连接构件)与第1钢构件以及第2钢构件没有被接合，第1第2钢构件和第2钢构件彼此被直接接合了。因此，即使在截面的观察中，在距离工具端为0.20mm的位置也没有观察到第1钢构件与第2钢构件的界面。由于工具(连接构件)未变形，因此在表3中记载为(Dmax2)/(Dmin)＝1.00、(Dmax1)/(Dmin)＝1.00。

在实验编号1、5、6、9、10、12、15、16、19、26、27、31、32、33、37、38以及39的实验例中，连接构件与第1钢构件和第2钢构件中的某一方未被接合。

产业上的可利用性

本发明能够提供能将多个钢构件稳定地接合的接合结构和接合方法以及具有该接合结构的汽车用构件，因此在产业上的可利用性高。

Claims (14)

1.一种接合结构，是将重叠的多个钢构件使用具有轴部的连接构件进行接合而成的接合结构，其特征在于，

所述连接构件的所述轴部的一部分在沿所述轴部的轴线的方向上直径相同，

具有第1钢构件和重叠于所述第1钢构件的一个或多个第2钢构件，

所述连接构件的轴部贯通所述第2钢构件，所述连接构件的所述轴部和所述第2钢构件通过摩擦压接而接合，

所述轴部和所述第1钢构件通过摩擦压接而接合，

在将所述轴部与所述第2钢构件的边界的最大直径设为Dmax2，将所述轴部的比所述Dmax2的测定位置远离所述第2钢构件的部位中的最小直径设为Dmin时，

所述Dmax2为所述Dmin的1.20倍以上。

2.根据权利要求1所述的接合结构，其特征在于，

在将所述轴部与所述第1钢构件的边界的最大直径设为Dmax1时，

所述Dmax1为所述Dmin的0.65倍以上。

3.根据权利要求2所述的接合结构，其特征在于，

所述Dmax1为所述Dmin的0.92倍以上。

4.根据权利要求2或3所述的接合结构，其特征在于，

所述Dmin为3.0～10.0mm。

5.根据权利要求1～3的任一项所述的接合结构，其特征在于，

所述第2钢构件的厚度的合计为1.0～5.0mm。

6.根据权利要求1～3的任一项所述的接合结构，其特征在于，

所述第1钢构件以及所述第2钢构件的抗拉强度为590MPa以上。

7.根据权利要求1～3的任一项所述的接合结构，其特征在于，

所述连接构件的化学组成以质量％计C为0.10％以上、Fe为90％以上。

8.根据权利要求1～3的任一项所述的接合结构，其特征在于，

在所述连接构件中，在所述轴部的未与所述第1钢构件摩擦压接的那一个端部还设置有直径比所述轴部的直径大的头部。

9.一种接合方法，是用于得到权利要求1～8的任一项所述的接合结构的接合方法，其特征在于，包括：

准备所述第1钢构件和形成有贯通孔的一个或多个所述第2钢构件的工序，所述贯通孔的直径超过所述轴部的直径的0.60倍且为所述轴部的直径的1.15倍以下；

以所述贯通孔重叠于所述第1钢构件的预定接合部位的方式将所述第2钢构件重叠于所述第1钢构件的工序；

将所述轴部插入所述贯通孔，一边使所述连接构件旋转一边将所述轴部向所述第1钢构件按压，使所述轴部与所述贯通孔之间以及所述轴部与所述第1钢构件之间产生摩擦热的工序；和

在停止了所述连接构件的旋转的状态下将所述轴部按压于所述第1钢构件，从而将所述轴部与所述贯通孔之间以及所述轴部与所述第1钢构件之间通过摩擦压接而接合的工序。

10.根据权利要求9所述的接合方法，其特征在于，

所述贯通孔的直径超过所述轴部的直径的1.00倍且为所述轴部的直径的1.15倍以下。

11.一种接合方法，是用于得到权利要求1～8的任一项所述的接合结构的接合方法，其特征在于，包括：

以所述第1钢构件的预定接合部位和所述第2钢构件的预定接合部位重叠的方式将一个或多个所述第2钢构件重叠于所述第1钢构件的工序；

至少将所述第2钢构件的所述预定接合部位及其附近加热至400℃以上且700℃以下的预热温度的工序；

一边使所述连接构件旋转一边将所述轴部向所述第2钢构件按压，使所述轴部针对所述第2钢构件贯通的工序；

一边使所述连接构件旋转一边将所述轴部向所述第1钢构件按压，使所述轴部与所述第1钢构件之间以及所述轴部与所述第2钢构件之间产生摩擦热的工序；和

在停止了所述连接构件的旋转的状态下将所述轴部按压于所述第1钢构件，从而将所述轴部与所述第1钢构件之间以及所述轴部与所述第2钢构件之间通过摩擦压接而接合的工序。

12.根据权利要求11所述的接合方法，其特征在于，

所述预热温度为550℃以上且700℃以下。

13.根据权利要求9～12的任一项所述的接合方法，其特征在于，

在一边使所述连接构件旋转一边将其向所述第1钢构件按压，使所述轴部与所述第1钢构件之间以及所述轴部与所述第2钢构件之间产生摩擦热的工序中，所述连接构件针对所述第1钢构件的压入长度为2.0mm以上。

14.一种汽车用构件，具有权利要求1～8的任一项所述的接合结构。

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