CN113302014B - 接合方法 - Google Patents

Abstract

包括：准备工序，在其中，在支柱(15)的前端形成具有层差底面(17a)和层差侧面(17b)的支柱层差部(17)，层差侧面(17b)以支柱(15)的前端变细的方式从层差底面(17a)倾斜立起；载置工序，在其中，通过将封闭件(3)载置于支柱(15)，以在使支柱层差部(17)的层差侧面(17b)与孔部(4)的孔壁(4a)对接时存在间隙的方式形成第一对接部(J1)；以及正式接合工序，在其中，将旋转的前端侧销插入封闭件(3)，并在使基端侧销的外周面与封闭件(3)接触并且使前端侧销的外周面与支柱层差部(17)的层差侧面(17b)稍微接触的状态下使旋转工具沿着第一对接部(J1)移动时，一边使封闭件(3)的第二铝合金流入上述间隙，一边进行摩擦搅拌。

Description

接合方法

技术领域

本发明涉及一种接合方法。

背景技术

例如，在专利文献1中公开了液冷套的制造方法。图11是表示以往的液冷套的制造方法的剖视图。在以往的液冷套的制造方法中，对使设于铝合金制的套主体101的层差部的层差侧面101c与铝合金制的封闭件102的侧面102c对接而形成的对接部J10进行摩擦搅拌接合。此外，在以往的液冷套的制造方法中，一边使旋转工具F40的连接部F41与套主体101及封闭件102分开，一边将仅搅拌销F42插入到对接部J10，以进行摩擦搅拌接合。此外，在以往的液冷套的制造方法中，使旋转工具F40的旋转中心轴Z与对接部J10重合地进行相对移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2015-131321号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在此，套主体101容易变成复杂的形状，例如由4000系列铝合金的铸造材料形成，而像封闭件102这样形状相对简单的构件有时会由1000系列铝合金的延展材料形成。这样的话，存在将铝合金的材料种类不同的构件彼此进行接合来制造液冷套的情况。在这种情况下，由于一般来说，套主体101的硬度比封闭件102的硬度更大，因此，若如图11所示那样进行摩擦搅拌接合，则搅拌销从套主体101一侧受到的材料阻力比从封闭件102一侧受到的材料阻力更大。因而，很难通过旋转工具F40的搅拌销F42高平衡性地对不同的材料种类进行搅拌，存在接合后的塑性化区域中会产生空洞缺陷而使得接合强度降低这样的问题。

从这种观点出发，本发明的技术问题在于提供一种能将材料种类不同的支柱和构件理想地接合的接合方法。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明提供一种接合方法，通过摩擦搅拌对支柱和具有供所述支柱的前端插入的孔部的构件进行接合，其特征是，所述支柱由第一铝合金形成，所述构件由第二铝合金形成，所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金的硬度高的材料种类，摩擦搅拌中使用的旋转工具包括基端侧销和前端侧销，所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，所述接合方法包括：准备工序，在所述准备工序中，在所述支柱的前端形成具有层差底面和层差侧面的支柱层差部，所述层差侧面以所述支柱的前端变细的方式从所述层差底面倾斜立起；载置工序，在所述载置工序中，通过将所述构件载置于所述支柱，以在使所述支柱层差部的层差侧面与所述孔部的孔壁对接时存在间隙的方式形成第一对接部；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的所述前端侧销插入所述构件，并在使所述基端侧销的外周面与所述构件接触并且使所述前端侧销的外周面与所述支柱层差部的层差侧面稍微接触的状态下使所述旋转工具沿着所述第一对接部移动时，一边使所述构件的第二铝合金流入所述间隙，一边进行摩擦搅拌。

根据本发明，通过构件与前端侧销的摩擦热量使第一对接部中的主要是构件侧的第二铝合金被搅拌而塑性流动化。因此，能在第一对接部处对支柱层差部的层差侧面与孔部的孔壁进行接合。此外，保持使前端侧销的外周面与支柱层差部的层差侧面稍微接触，因此，能尽可能地减少第一铝合金从支柱向构件中的混入。由此，在第一对接部处主要是构件侧的第二铝合金被摩擦搅拌，因此，能抑制接合强度的降低。此外，通过利用基端侧销的外周面对构件进行按压，能抑制毛边的产生。

此外，较为理想的是，在所述载置工序中，使所述支柱层差部的层差底面与所述构件的背面重合而形成第二对接部，在所述正式接合工序中，在使所述前端侧销与所述支柱层差部的层差底面稍微接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述第二对接部移动，以进行摩擦搅拌。

根据本发明，能提高第二对接部的接合强度。

此外，本发明提供一种接合方法，通过摩擦搅拌对支柱和具有供所述支柱的前端插入的孔部的构件进行接合，其特征是，所述支柱由铜或铜合金形成，所述构件由铝或铝合金形成，摩擦搅拌中使用的旋转工具包括基端侧销和前端侧销，所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，所述接合方法包括：准备工序，在所述准备工序中，在所述支柱的前端形成具有层差底面和层差侧面的支柱层差部，所述层差侧面以所述支柱的前端变细的方式从所述层差底面倾斜立起；载置工序，在所述载置工序中，通过将所述构件载置于所述支柱，以在使所述支柱层差部的层差侧面与所述孔部的孔壁对接时存在间隙的方式形成第一对接部；以及正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的所述前端侧销插入所述构件，并在使所述基端侧销的外周面与所述构件接触并且使所述前端侧销的外周面与所述支柱层差部的层差侧面不接触的状态下使所述旋转工具沿着所述第一对接部移动时，一边使所述构件的铝或铝合金流入所述间隙，一边进行摩擦搅拌。

根据本发明，通过构件与前端侧销的摩擦热量使第一对接部中的主要是构件侧的第二铝合金被搅拌而塑性流动化，从而能在第一对接部处对层差侧面与孔部的孔壁进行接合。此外，由于使前端侧销与仅构件接触来进行摩擦搅拌，因此，铜或铜合金几乎不会从支柱混入到构件中。由此，在第一对接部处主要是构件侧的铝合金被摩擦搅拌，因此，能抑制接合强度的降低。此外，通过利用基端侧销的外周面对构件进行按压，能抑制毛边的产生。

此外，较为理想的是，在所述载置工序中，使所述支柱层差部的层差底面与所述构件的背面重合而形成第二对接部，在所述正式接合工序中，在使所述前端侧销与所述支柱层差部的层差底面不接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述第二对接部移动，以进行摩擦搅拌。

根据本发明，能防止在第二对接部处铜或铜合金从支柱向构件侧流入。

此外，较为理想的是，在所述准备工序中，设定成使所述构件的厚度比所述支柱层差部的层差侧面的高度尺寸大。

根据本发明，能防止正式接合工序中的接合部的金属不足。

此外，较为理想的是，在所述正式接合工序中，将所述旋转工具的行进方向和旋转方向设定成所述旋转工具的前进侧为所述支柱侧。

根据本发明，第一对接部的周围处由基端侧销以及前端侧销实现的搅拌作用加强，能期待第一对接部处的温度上升，能在第一对接部处更可靠地对层差侧面与构件进行接合。

此外，较为理想的是，在所述正式接合工序中，使所述旋转工具沿着所述第一对接部移动并绕着所述支柱旋转一周，以进行摩擦搅拌。

根据本发明，能遍及支柱的整周对支柱和构件进行接合。

发明效果

根据本发明，能提供能够使材料种类不同的支柱和构件理想地接合的接合方法。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的旋转工具的侧视图。

图2是旋转工具的放大剖视图。

图3是表示旋转工具的第一变形例的剖视图。

图4是表示旋转工具的第二变形例的剖视图。

图5是表示旋转工具的第三变形例的剖视图。

图6是表示本发明实施方式的接合方法的准备工序的立体图。

图7是表示实施方式的接合方法的载置工序的剖视图。

图8是表示实施方式的接合方法的接合工序的立体图。

图9是表示实施方式的接合方法的接合工序的剖视图。

图10是表示变形例的接合方法的接合工序的剖视图。

图11是表示以往的液冷套的制造方法的剖视图。

具体实施方式

适当参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，对本实施方式的接合方法中使用的旋转工具进行说明。旋转工具是用于摩擦搅拌接合的工具。如图1所示，旋转工具F例如由工具钢形成，主要由基轴部F1、基端侧销F2和前端侧销F3构成。基轴部F1是呈圆柱状并连接于摩擦搅拌装置的主轴的部位。

基端侧销F2与基轴部F1连续，并随着朝向前端而变得尖细。基端侧销F2呈圆锥台形状。只要适当设定基端侧销F2的锥形角度A即可，例如为135～160°。若锥形角度A小于135°或大于160°，则摩擦搅拌后的接合表面粗糙度变大。锥形角度A比后述的前端侧销F3的锥形角度B大。如图2所示，在基端侧销F2的外周面遍及整个高度方向形成有台阶状的销层差部F21。销层差部F21通过朝右旋绕或朝左旋绕而形成为螺旋状。即，销层差部F21在俯视观察时呈螺旋状，在侧视观察时呈台阶状。在本实施方式中，使旋转工具F朝右旋转，因此，销层差部F21设定成从基端侧向前端侧朝左旋绕。

另外，较为理想的是，在使旋转工具F朝左旋转的情况下，销层差部F21设定为从基端侧向前端侧朝右旋绕。由此，塑性流动材料被销层差部F21引导至前端侧，因此，能够减少溢出到被接合金属构件的外部的金属。销层差部F21由层差底面F21a和层差侧面F21b构成。相邻的销层差部F21的各顶点F21c、F21c之间的距离X1(水平方向距离)是根据后述的层差角度C以及层差侧面F21b的高度Y1而适当设定的。

只要适当设定层差侧面F21b的高度Y1即可，但例如设定为0.1～0.4mm。若高度Y1小于0.1mm，则接合表面粗糙度会变大。另一方面，若高度Y1超过0.4mm，则存在接合表面粗糙度变大的倾向，同时有效层差部数量(与被接合金属构件接触的销层差部F21的数量)也减少。

只要适当设定层差底面F21a与层差侧面F21b所成的层差角度C即可，但例如设定为85～120°。在本实施方式中，层差底面F21a与水平面平行。层差底面F21a也可以从工具的旋转轴向外周方向在相对于水平面-5°～15°内的范围内倾斜(水平面的下方为负，水平面的上方为正)。距离X1、层差侧面F21b的高度Y1、层差角度C以及层差底面F21a相对于水平面的角度适当设定为在进行摩擦搅拌时，塑性流动材料不会滞留并附着于销层差部F21的内部，而是排出到外部，并且能通过层差底面F21a对塑性流动材料进行按压，以减小接合表面粗糙度。

如图1所示，前端侧销F3与基端侧销F2连续地形成。前端侧销F3呈圆锥台形状。前端侧销F3的前端为与转轴垂直的平坦面F4。前端侧销F3的锥形角度B比基端侧销F2的锥形角度A小。如图2所示，在前端侧销F3的外周面刻设有螺旋槽F31。螺旋槽F31既可以朝右旋绕，也可以朝左旋绕，但在本实施方式中由于使旋转工具F朝右旋转，因此，从基端侧向前端侧朝左旋绕地刻设。

另外，较为理想的是，在使旋转工具F朝左旋转的情况下，将螺旋槽F31设定成从基端侧向前端侧朝右旋绕。由此，塑性流动材料被螺旋槽F31引导至前端侧，因此，能减少溢出到被接合金属构件的外部的金属。螺旋槽F31由螺旋底面F31a和螺旋侧面F31b构成。将相邻的螺旋槽F31的顶点F31c、F31c之间的距离(水平方向距离)设为长度X2。将螺旋侧面F31b的高度设为高度Y2。由螺旋底面F31a和螺旋侧面F31b构成的螺旋角度D例如形成为45～90°。螺旋槽F31通过与被接合金属构件接触而使摩擦热量上升，并且具有将塑性流动材料引导至前端侧的作用。

旋转工具F能适当进行设计改变。图3是表示本发明的旋转工具的第一变形例的侧视图。如图3所示，在第一变形例的旋转工具FA中，由销层差部F21的层差底面F21a和层差侧面F21b所成的层差角度C为85°。层差底面F21a与水平面平行。这样，也可以使层差底面F21a与水平面平行，并且层差角度C在摩擦搅拌中能使塑性流动材料不滞留并附着于销层差部F21内而是排出到外部的范围内设为锐角。

图4是表示本发明的旋转工具的第二变形例的侧视图。如图4所示，在第二变形例的旋转工具FB中，销层差部F21的层差角度C为115°。层差底面F21a与水平面平行。这样，也可以使层差底面F21a与水平面平行，并且在起到销层差部F21的功能的范围内使层差角度C为钝角。

图5是表示本发明的旋转工具的第三变形例的侧视图。如图5所示，在第三变形例的旋转工具FC中，层差底面F21a从工具的旋转轴向外周方向相对于水平面朝上方倾斜10°。层差侧面F21b与铅垂面平行。这样，也可以在摩擦搅拌中能对塑性流动材料进行按压的范围内，形成为使层差底面F21a从工具的旋转轴向外周方向比水平面更靠上方倾斜。通过上述旋转工具的第一变形例至第三变形例，也能起到与下述实施方式同等的效果。

接着，参照附图，对本发明的实施方式的接合方法进行说明。如图6所示，本实施方式的接合方法通过摩擦搅拌对支柱15和构件(以下，也称为“封闭件”)3进行接合，但此处例示了对包括支柱15的套主体2和封闭件3进行接合的情况。本发明是对支柱和构件进行接合的接合方法，支柱的形状、构件的形状、用途等并不受特别限制。

本实施方式的接合方法是对套主体2和封闭件3进行摩擦搅拌接合来制造液冷套1的方法。液冷套1是将发热体(省略图示)设置在封闭件3上，并且使流体在内部流动以与发热体之间进行热交换的构件。另外，以下说明中的“正面”是指与“背面”相反一侧的面。

本实施方式的接合方法进行准备工序、载置工序和正式接合工序。准备工序是准备套主体2和封闭件3的工序。套主体2主要由底部10、周壁部11和多个支柱15构成。套主体2形成为主要含有第一铝合金。第一铝合金例如使用JISH5302 ADC12(Al－Si－Cu系列)等铝合金铸造材料。

如图6所示，底部10是在俯视观察时呈矩形的板状构件。周壁部11是从底部10的周缘部呈矩形框状立起的壁部。在周壁部11的内周缘形成有周壁层差部12。周壁层差部12由层差底面12a和从层差底面12a立起的层差侧面12b构成。如图2所示，层差侧面12b以从层差底面12a向开口部朝外侧扩展的方式倾斜。只要适当设定层差侧面12b的倾斜角度β(图7)即可，例如相对于铅锤面成3°～30°。通过底部10和周壁部11形成凹部13。

如图6所示，支柱15从底部10垂直地立起。支柱15的根数并不受特别限制，但在本实施方式中形成有四根。此外，支柱15的形状在本实施方式中为圆柱状，但也可以是棱柱等其它形状。在支柱15的前端形成有突出部16。突出部16的形状并不受特别限制，但在本实施方式中呈圆锥台状。突出部16的高度比封闭件3的板厚小。

通过形成突出部16，以在支柱15的前端形成有支柱层差部17。支柱层差部17由层差底面17a和从层差底面17a立起的层差侧面17b构成。层差底面17a形成于与周壁层差部12的层差底面12a相同的高度位置。层差侧面17b比封闭件3的板厚小。层差侧面17b以随着朝向前端而变得尖细的方式且与孔壁4a分开的方式倾斜。

封闭件3是将套主体2的开口部封闭的板状构件。封闭件3为载置于周壁层差部12的大小。封闭件3的板厚比层差侧面12b的高度大。在封闭件3的、与支柱15对应的位置处形成有孔部4。孔部4形成为供突出部16嵌合。封闭件3形成为主要含有第二铝合金。第二铝合金是硬度比第一铝合金的硬度更低的材料。第二铝合金例如通过JISA1050、A1100、A6063等铝合金延展材料形成。

如图7所示，载置工序是将封闭件3载置于套主体2的工序。在载置工序中，将封闭件3的背面3b载置于层差底面12a。使层差侧面12b与封闭件3的外周侧面3c对接以形成对接部J11。此外，使层差底面12a与封闭件3的背面3b对接以形成对接部J12。

此外，通过载置工序使孔部4的孔壁4a与支柱层差部17的层差侧面17b对接，以形成第一对接部J1。第一对接部J1能包括孔壁4a与支柱层差部17的层差侧面17b以隔开截面呈大致V字状的间隙的方式对接的情况。此外，使封闭件3的背面3b与支柱层差部17的层差底面17a对接，以形成第二对接部J2。

如图8和图9所示，正式接合工序是使用旋转工具F对第一对接部J1进行摩擦搅拌接合的工序。在正式工序中，朝右旋转的前端侧销F3插入设定于封闭件3的正面3a的开始位置Sp。此时，处于使基端侧销F2的外周面与封闭件3接触并且使前端侧销F3的外周面与支柱层差部17的层差侧面17b稍微接触的状态。在上述状态下，在使旋转工具F沿着第一对接部J1移动时，一边使摩擦件3的第二铝合金流入上述第一对接部J1的间隙，一边进行摩擦搅拌。旋转工具F沿着第一对接部J1旋转一周。在旋转工具F的移动轨迹因摩擦搅拌后的金属固化而形成有塑性化区域W1。在本实施方式中，使前端侧销F3的外周面与支柱层差部17的层差侧面17b稍微接触，且使前端侧销F3的平坦面F4与层差底面17a不接触。

在此，将前端侧销F3的外周面与层差侧面17b的接触量设为偏置量N。在如本实施方式那样使前端侧销F3的外周面与层差侧面17b稍微接触且使得前端侧销F3的平坦面F4与层差底面17a不接触的情况下，将偏置量N例如设定在0＜N≤0.5mm之间，更为理想的是设定在0＜N≤0.25mm之间。

在使旋转工具F绕突出部16旋转一周后，使塑性化区域W1的始端与终端重合。旋转工具F也可以在封闭件3的正面3a中一边使旋转工具F相对移动，一边逐渐上升而拔出。

根据以上说明的本实施方式的接合方法，通过封闭件(构件)3与前端侧销F3的摩擦热量使第一对接部J1的主要是封闭件3侧的第二铝合金被搅拌而塑性流动化。因此，能在第一对接部J1处对支柱层差部17的层差侧面17b与孔部4的孔壁4a进行接合。同样，能在第一对接部J1处对支柱层差部17的层差底面17a与封闭件3的背面3b进行接合。此外，由于保持使前端侧销F3的外周面与支柱层差部17的层差侧面17b稍微接触，因此，能尽可能地减少第一铝合金从支柱15向封闭件3中的混入。由此，在第一对接部J1处主要是封闭件3侧的第二铝合金被摩擦搅拌，因此，能抑制接合强度的降低。

此外，在正式接合工序中，使支柱层差部17的层差侧面17b随着朝向前端而朝与孔壁4a分开的方式(以使支柱15的前端变得尖细的方式)倾斜，因此，能容易地避免前端侧销F3与支柱15的接触。此外，在本实施方式中，使层差侧面17b的倾斜角度γ(图7)与前端侧销F3的倾斜角度α(图1)相同(使层差侧面17b与前端侧销F3的外周面平行)，因此，能避免前端侧销F3与层差侧面17b接触，并且尽可能地使前端侧销F3与层差侧面17b靠近。

此外，本实施方式的旋转工具F构成为包括基端侧销F2和前端侧销F3，上述前端侧销F3的锥形角度比基端侧销F2的锥形角度A小。由此，容易将旋转工具F插入到封闭件3中。此外，由于前端侧销F3的锥形角度B小，因此，能容易地将旋转工具F插入到封闭件3的较深位置处。

此外，能通过基端侧销F2的外周面对塑性流动材料进行按压，因此，能减小形成于接合表面的层差凹槽，并且能消除或减小形成于层差凹槽的附近的隆起部。此外，由于台阶状的销层差部F21浅且出口大，因此，容易一边利用层差底面F21a对塑性流动材料进行按压一边将塑性流动材料排出到销层差部F21的外部。因此，即使通过基端侧销F2对塑性流动材料进行按压，塑性流动材料也不易附着于基端侧销F2的外周面。由此，能减小接合表面粗糙度，并且能够理想地稳定接合品质。

此外，在正式接合工序中，只要适当设定旋转工具F的旋转方向和行进方向即可，但将旋转工具F的旋转方向和行进方向设定成使形成于旋转工具F的移动轨迹的塑性化区域W1中的、支柱15侧成为剪切侧，而使封闭件3侧成为流动侧。通过设定成使支柱15侧成为剪切侧，从而使在第一对接部J1的周围处由基端侧销F2和前端侧销F3实现的搅拌作用变大，能期待第一对接部J1处的温度上升，能在第一对接部J1处更可靠地对层差侧面17b与封闭件3进行接合。

另外，剪切侧(Advancing side：前进侧)是指旋转工具的外周相对于被接合部的相对速度为在旋转工具的外周处的切线速度的大小上加上移动速度的大小后的值的一侧。另一方面，流动侧(Retreating side：回退侧)是指通过使旋转工具朝旋转工具的移动方向的相反方向转动，从而使旋转工具相对于被接合部的相对速度变低的一侧。

此外，在准备工序中设定成使封闭件3的厚度比层差部17的层差侧面17b的高度尺寸大。根据上述接合方法，能防止接合部的金属不足。

此外，在正式接合工序中，支柱层差部17的层差底面17a与前端侧销F3的平坦面F4分开，但塑性化区域W1到达层差底面17a。由此，能提高第二对接部J2的接合强度。

另外，在正式接合工序中，也可以进一步在使前端侧销F3与支柱层差部17的层差底面17a稍微接触的状态下使旋转工具F沿着第二对接部J2移动，以进行摩擦搅拌(省略图示)。根据上述接合方法，能进一步提高接合强度，并且能尽可能地防止第一铝合金从支柱15侧向封闭件3侧的混入。此外，只要通过例如摩擦搅拌等方法对对接部J11、J12进行适当接合即可。

[变形例]

接着，对本发明的变形例的接合方法进行说明。如图10所示，在变形例中，在准备工序中套主体2与封闭件3的材料不同这一点以及正式接合工序的方式与上述实施方式不同。在该变形例的准备工序中，通过铜或铜合金形成套主体2。另外，虽然在变形例中例示了铜或铜合金制的套主体2和铝或铝合金制的封闭件(构件)3，但例如也可以对铜或铜合金制的支柱和接合于支柱的铝或铝合金制的构件进行接合。

如图10所示，在该变形例的正式接合工序中，使用旋转工具F对套主体2和封闭件3进行摩擦搅拌接合。在正式接合工序中，在使前端侧销F3的外周面与支柱层差17的层差侧面17b不接触的状态下绕突出部16旋转一周，以进行摩擦搅拌。前端侧销F3的前端在本实施方式中设定成与层差底面17a不接触。

若从层差侧面17b至前端侧销F3的外周面的距离过远，则第一对接部J1的接合强度降低。从层差侧面17b至前端侧销F3的外周面的分开距离L只要根据层差侧面17b和封闭件3的材料适当设定即可。在如本实施方式那样使前端侧销F3的外周面F10与层差侧面17b不接触、且使平坦面F4与层差侧面17a不接触的情况下，例如理想的是设定成0≤L≤0.5mm，更为理想的是设定成0≤L≤0.3mm。

根据以上说明的变形例，旋转工具F的前端侧销F3与支柱层差部17的层差侧面17b不接触。然而，通过封闭件3与前端侧销F3的摩擦热量使第一对接部J1中的主要是封闭件3侧的铝合金被搅拌而塑性流动化，从而能在第一对接部J1处对层差侧面17b和孔部4的孔壁4a进行接合。此外，使前端侧销F3与仅封闭件3接触来进行摩擦搅拌，因此，铜或铜合金几乎不会从支柱15混入到封闭件3中。由此，在第一对接部J1处主要是封闭件3侧的铝合金被摩擦搅拌，因此，能抑制接合强度的降低。

此外，在第二对接部J2处也使前端侧销F3与层差底面17a不接触，但由于塑性化区域W1到达层差底面17a，因此，能提高第二对接部J2的接合强度。此外，在第二对接部J2处也使前端侧销F3与层差底面17a不接触，因此，铜或铜合金几乎不会从支柱15混入到封闭件3中。由此，在第二对接部J2处也主要是封闭件3侧的铝合金被摩擦搅拌，因此，能抑制接合强度的降低。

与上述实施方式同样地，在本变形例中，旋转工具F构成为包括基端侧销F2和前端侧销F3，上述前端侧销F3的锥形角度比基端侧销F2的锥形角度A小。由此，容易将旋转工具F插入到封闭件3中。此外，由于前端侧销F3的锥形角度B小，因此，能容易地将旋转工具F插入到封闭件3的较深位置处。

在本变形例中，在第一对接部J1形成有截面呈V字状的间隙，但通过使封闭件3的板厚比层差侧面17b大，能防止正式接合工序中的接合部(塑性化区域W1)的金属不足。

此外，在正式接合工序中，使层差侧面17b的倾斜角度γ(图7)与前端侧销F3的倾斜角度α(图1)相同(使层差侧面17b与前端侧销F3的外周面平行)，因此，能在避免前端侧销F3与层差侧面17b接触的同时尽可能地使前端侧销F3与层差侧面17b靠近。

另外，封闭件3的板厚设定成与突出部16的高度尺寸相同。

(符号说明)

3 封闭件(构件)

4 孔部

4a 孔壁

15 支柱

17 支柱层差部

17a 层差底面

17b 层差侧面

J1 第一对接部

J2 第二对接部

F 旋转工具

F2 基端侧销

F3 前端侧销

F21 销层差部

A 锥形角度

B 锥形角度。

Claims (9)

1.一种接合方法，通过摩擦搅拌对支柱和具有供所述支柱的前端插入的孔部的构件进行接合，其特征在于，

所述支柱由第一铝合金形成，所述构件由第二铝合金形成，所述第一铝合金是硬度比所述第二铝合金的硬度高的材料种类，

摩擦搅拌中使用的旋转工具包括基端侧销和前端侧销，所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，所述前端侧销以使所述前端侧销的外周面与所述基端侧销的外周面连续的方式形成，

所述接合方法包括：

准备工序，在所述准备工序中，在所述支柱的前端形成具有层差底面和层差侧面的支柱层差部，所述层差侧面以所述支柱的前端变细的方式从所述层差底面倾斜立起；

载置工序，在所述载置工序中，通过将所述构件载置于所述支柱，以在使所述支柱层差部的层差侧面与所述孔部的孔壁对接时存在间隙的方式形成第一对接部；以及

正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的所述前端侧销插入所述构件，并在使所述基端侧销的外周面与所述构件接触并且使所述前端侧销的外周面与所述支柱层差部的层差侧面稍微接触的状态下使所述旋转工具沿着所述第一对接部移动时，一边使所述构件的第二铝合金流入所述间隙，一边进行摩擦搅拌。

2.如权利要求1所述的接合方法，其特征在于，

在所述载置工序中，使所述支柱层差部的层差底面与所述构件的背面重合而形成第二对接部，

在所述正式接合工序中，在使所述前端侧销与所述支柱层差部的层差底面稍微接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述第二对接部移动，以进行摩擦搅拌。

3.如权利要求1或2所述的接合方法，其特征在于，

在所述准备工序中，设定成使所述构件的厚度比所述支柱层差部的层差侧面的高度尺寸大。

4.如权利要求1所述的接合方法，其特征在于，

在所述正式接合工序中，将所述旋转工具的行进方向和旋转方向设定成所述旋转工具的前进侧为所述支柱侧。

5.一种接合方法，通过摩擦搅拌对支柱和具有供所述支柱的前端插入的孔部的构件进行接合，其特征在于，

所述支柱由铜或铜合金形成，所述构件由铝或铝合金形成，

摩擦搅拌中使用的旋转工具包括基端侧销和前端侧销，所述基端侧销的锥形角度比所述前端侧销的锥形角度大，在所述基端侧销的外周面形成有台阶状的层差部，所述前端侧销以使所述前端侧销的外周面与所述基端侧销的外周面连续的方式形成，

所述接合方法包括：

准备工序，在所述准备工序中，在所述支柱的前端形成具有层差底面和层差侧面的支柱层差部，所述层差侧面以所述支柱的前端变细的方式从所述层差底面倾斜立起；

载置工序，在所述载置工序中，通过将所述构件载置于所述支柱，以在使所述支柱层差部的层差侧面与所述孔部的孔壁对接时存在间隙的方式形成第一对接部；以及

正式接合工序，在所述正式接合工序中，将旋转的所述前端侧销插入所述构件，并在使所述基端侧销的外周面与所述构件接触并且使所述前端侧销的外周面与所述支柱层差部的层差侧面不接触的状态下使所述旋转工具沿着所述第一对接部移动时，一边使所述构件的铝或铝合金流入所述间隙，一边进行摩擦搅拌。

6.如权利要求5所述的接合方法，其特征在于，

在所述载置工序中，使所述支柱层差部的层差底面与所述构件的背面重合而形成第二对接部，

在所述正式接合工序中，在使所述前端侧销与所述支柱层差部的层差底面不接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述第二对接部移动，以进行摩擦搅拌。

7.如权利要求5或6所述的接合方法，其特征在于，

在所述准备工序中，设定成使所述构件的厚度比所述支柱层差部的层差侧面的高度尺寸大。

8.如权利要求5所述的接合方法，其特征在于，

在所述正式接合工序中，将所述旋转工具的行进方向和旋转方向设定成所述旋转工具的前进侧为所述支柱侧。

9.如权利要求1或5所述的接合方法，其特征在于，

在所述正式接合工序中，使所述旋转工具沿着所述第一对接部移动并绕着所述支柱旋转一周，以进行摩擦搅拌。

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