JP3563641B2 - ２つの金属加工物を摩擦攪拌溶接する方法および２つの金属加工物間の溶接重ね合わせ接合部 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の分野】
本発明は金属の溶接に関し、特に金属加工物間の接合部の摩擦溶接に関する。
【０００２】
【発明の背景】
摩擦攪拌溶接は加工物同士をその間の接合部にわたって溶接するための公知の技術である。このプロセスは、開示が引用によりここに援用される米国特許第５，４６０，３１７号に説明されるものであり、一般に攪拌ピンがそれを囲む両方の加工物の材料を摩擦によって加熱し、可塑化し、かつ可塑性材料を混ぜ合わさせるように、接合部で加工物間に回転攪拌ピンを渡し、回転攪拌ピンを接合部に沿って前進させて加工物を冶金的に接合することを含む。
【０００３】
摩擦攪拌溶接は、構造的アセンブリを生じるために実用的には従来溶接可能でなかったある材料を溶接するための実用的なプロセスを提供してきた。たとえば、析出硬化高強度アルミニウム合金は、高い強度対重量比を有する高性能な構造を構成するための魅力的な候補であるが、摩擦攪拌溶接方法が開発される以前では、それらの十分な利点は線形的な溶接接合部を有する構造においては実現不可能であり、これは線形的な溶接部に沿ってこのような材料を効果的に溶接するプロセスが利用可能でなかったためである。したがって、高い強度のアルミニウム合金から形成されるコンポーネントを接合するためには、機械的締結具が使用されなければならなかった。締結具の付加的な重量によってこれらの高強度材料の重量低減の利点が妥協させられる。
【０００４】
摩擦攪拌溶接プロセスが出現したため、機械的締結具なしで線形接合部に沿ってこれらの高強度アルミニウム合金を効果的に接合するための方法がもたらされ、それによって、高性能な構造を構成するためにこのような材料をより広く使用することに対する障害の１つが取除かれた。しかしながら、それらの使用に対する別の障害がなお存在する。特に、高強度析出硬化アルミニウム合金の注意深く作られた耐食性微細構造は、溶接ゾーンが溶接ゾーンの外部の材料と比較して加速された速度で腐食劣化を受けやすくなるように、溶接されるプロセスにおいて変化させられる傾向がある。その結果、溶接接合部は不十分な耐食性を有するようになる。溶接構造は使用される前にその耐食性を高めるよう典型的に化学的な処理を受けるが、この種の処理は溶接接合部の不十分な耐食性を克服するには不十分であろう。
【０００５】
したがって、本発明以前では、溶接接合部において十分な耐食性を維持しながら、高強度アルミニウム合金等を効果的に溶接するための技術が利用可能でなかった。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、上述の高強度析出硬化アルミニウム合金のような溶接金属に関連した問題を、他の方法では潜在的に腐食性の環境にさらされるであろう溶接ゾーン表面において、一体的な耐食性材料ゾーンが溶接部の形成と同時に作られる摩擦攪拌溶接のためのプロセスを与えることによって克服する。耐食性材料ゾーンは接合される加工物の材料と密にかつ冶金的に接合され、溶接ゾーンにおける材料が腐食作用を起こすものへの露出から守られるよう溶接ゾーンの表面を覆う。
【０００７】
より特定的には、本発明の方法の好ましい実施例は、間の接合部において接続される２つの加工物間に冶金的接合部を作るために可塑的にされるべき２つの加工物の溶接ゾーンを規定することを含む。耐食性材料の層が両方の加工物の一方または両方の外表面に隣接した溶接ゾーンの外表面に付着される。耐食性材料は溶接ゾーンを覆い、接合部に沿って延びるストリップとして与えられ得る。本発明の好ましい実施例に従うと、耐食性材料のストリップは金属ストリップである。金属ストリップは仮付け溶接または他の適切な技術によって付着させられ得る。代替的に、突合せ溶接の場合、加工物がエッジが当接する関係で配置されるときに別個の層が耐食性材料の実質的に連続した層をともに形成するように、耐食性金属が各加工物の外表面を覆う別個の層として与えられてもよい。別個の層はクラッディングプロセスまたは他の適切な技術によって与えられ得る。
【０００８】
２つの重なり合う加工物間の重ね合わせ接合部にかけての溶接の場合、耐食性材料層は、溶接接合部の外表面を構成する加工物の一方のものの外表面の上に与えられる。
【０００９】
互いに接して位置決めされる加工物では、摩擦攪拌溶接動作が行なわれて、溶接ゾーン内の加工物の金属を可塑化し、単数または複数の耐食性材料層を剪断してその可塑性の流れを溶接ゾーンの外表面に沿って引き起こす。耐食性材料は溶接接合部の外表面に密にかつ冶金的に接合する。
【００１０】
摩擦攪拌溶接動作は、接合部に隣接する両方の加工物の金属を局所的に可塑化させるように回転摩擦攪拌溶接ツールの攪拌ピンに対して接合部のいずれかの側で両方の加工物を係合させ、回転摩擦攪拌溶接ツールを接合部に沿って前進させて摩擦攪拌溶接接合部を生じることによって行なわれる。摩擦攪拌溶接ツールは溶接動作の間に加工物の外表面と接触し、力を加工物に加えるショルダを含む。ショルダは単数または複数の耐食性材料層と係合し、その摩擦による加熱および剪断を引き起こす。回転摩擦剪断溶接ツールが溶接部を形成するために加工物の平面において前進につれ、ショルダが加工物の可塑化された金属との境界に沿って耐食性材料の平面的な可塑性の流れを引き起こし、耐食性材料を溶接ゾーンの外表面に対して密にかつ冶金的に接合させる。
【００１１】
このように、耐食性材料層は、溶接動作の間の熱的軌跡によって、冶金的に変化された溶接ゾーンの金属を覆い、接合部に及ぶ一体的な耐食性ゾーンを形成する。溶接ゾーンはそれによって腐食性環境への露出から守られる。
【００１２】
溶接重ね合わせ接合部を形成するための本発明のさらなる方法に従うと、耐食性材料の層が２つの加工物の重なり合う部分の間に挿入され、摩擦攪拌溶接動作が行なわれて重なり合う部分での重ね合わせ接合部を形成する。回転攪拌ピンが溶接ゾーンを囲む耐食性材料層の可塑性の流れを引き起こし、耐食性材料を加工物の可塑化された金属と冶金的に接合させる。その結果、耐食性材料は重ね合わせ接合部で溶接部を囲み、それと冶金的に接合され、こうして、接合部が密封され、腐食作用を起こすものが溶接部に接触して腐食を引き起こさないようにされる。
【００１３】
本発明はまた２つの金属加工物を接合するための溶接接合部を提供する。溶接接合部は、間の接合部で接続され、接合部にわたって延びる溶接ゾーンによって互いに冶金的に接合される第１および第２の加工物を含む。溶接接合部はまた、溶接ゾーンの金属と密にかつ冶金的に接合されて、それによって溶接ゾーンの表面に沿って耐食性材料のゾーンを形成する耐食性材料を含む。
【００１４】
本発明の好ましい実施例に従うと、加工物は析出硬化アルミニウム合金から形成され、耐食性材料は純粋なアルミニウムである。しかしながら、本発明はさまざまな材料の溶接に応用可能である。高強度アルミニウム合金に加えて、本発明はチタン、鋼、銅および他の材料を溶接するためにも応用され得る。耐食性材料は溶接される材料と両立可能であるように選択される。
【００１５】
溶接ゾーン内の第１および第２の加工物の部分と密にかつ冶金的に接合することによって、耐食性材料は、溶接動作の間に冶金的に変化されており、他の方法では腐食を受けやすい溶接ゾーンの金属を保護する。
【００１６】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は、添付の図面を参照すると、ある好ましい実施例の以下の説明からより明らかとなるであろう。
【００１７】
【詳細な説明】
次に本発明についてある好ましい実施例を挙げて説明する。しかしながら、本発明はこうした特定の実施例に限定されるものではないことを理解されたい。
【００１８】
図１は、本明細書に引用より援用する上記の米国特許第５，４６０，３１７号に述べられた従来の摩擦攪拌突合せ溶接を示している。図２の（Ａ）で最も明らかにされているように、突合せ溶接される２つの加工物１０および１２はエッジが当接する関係となるように配置される。攪拌ピン１６を備えた回転摩擦攪拌溶接ツール１４を加工物の上面と係合させ、攪拌ピン１６が双方の加工物の材料にその間の接合部１８の片側で接触するようにする。回転攪拌ピン１６は攪拌ピン１６に隣接する加工物の材料を摩擦で加熱し、この材料を可塑化させ、可塑性のゾーンが加工物の下面に隣接する場所に延びるまで加工物の中を突き進む。回転ツール１４は接合部１８に沿って前進し、攪拌ピン１６はツールが前進する際に加工物材料を加熱して可塑化し、２つの加工物の可塑化した材料を混合して、継ぎ目なしでかつ連続的に加工物の間を埋める可塑性ゾーン２０を生成する。図２の（Ｂ）に示すように、前進する攪拌ピンの後を追って残された、可塑化した材料は、冷えて再び凝固して、加工物の間に溶接部２２を形成する。
【００１９】
溶接されたゾーン２２の外側の面２４は、潜在的に腐食性の環境にさらされたままである。溶接されている加工物の耐食特性は、たとえば高強度の析出硬化アルミニウム合金について生じる、溶接動作中の熱的な軌跡によって劣化し、たとえ溶接構造が使用前に化学的に処理されるような場合でも溶接された接合部には腐食作用が生じるため、この溶接接合部の露出した表面には重大な欠点が現われる。
【００２０】
本発明は、この欠点を克服する溶接方法および溶接された接合部を提供する。図３は、本発明に従い摩擦攪拌溶接された突合せ溶接部を形成するための溶接動作を示す。加工物１０および１２は、エッジ当接の関係で配置され、接合部１８の外面（すなわち摩擦攪拌溶接ツール１４に隣接する面）は、耐食性材料のストリップ２６で覆われる。ストリップ２６は、攪拌ピン１６の直径に基づき予め定められた、または規定された溶接ゾーンを覆うのに十分な横方向の幅（摩擦攪拌溶接ツール１４が前進する方向を横切るように測定したもの）にわたって延在する。溶接ゾーンは、摩擦攪拌溶接動作が行なわれるときに回転する攪拌ピン１６がもたらす摩擦の加熱により可塑性にされる加工物１０および１２の領域である。前記のように、この溶接ゾーンにおける金属の微細構造は、摩擦攪拌溶接中に生じる熱の軌跡により変化させられやすいため、この金属の耐食性は実質的に劣化する。
【００２１】
ストリップ２６を、金属および非金属を含めた種々の耐食材料からなるようにすることができる。たとえば、純アルミニウム（すなわち他の材料で意図的に合金化されていないアルミニウム）は、耐食特性に優れかつアルミニウム合金と互換性があるため使用できる。その代わりとして、カドミウムまたはマグネシウムといった防食用金属を用いると、防食用金属の腐食が生じていてもその下にある溶接された接合部は腐食しないように保護される。非金属耐食性材料は、酸化クロムなどを含み得る。本発明は特定的な耐食性材料に限定されない。
【００２２】
耐食性材料が金属の場合、図４の（Ａ）に示すように加工物に仮付け溶接することができる。しかしながら、ストリップを加工物に付着させる方法として他の方法を用いてもよい。
【００２３】
図４の（Ｂ）において最も明らかにされているように、摩擦攪拌溶接ツール１４が加工物と係合すると、攪拌ピン１６はショルダ２８から延びているが、そのショルダ２８が耐食性のストリップ２６に直接接触し、このストリップに摩擦係合し、その結果剪断作用が生じ、接合部の外面に沿い耐食性材料の可塑性の流れが生じる。溶接ゾーンでは、耐食性材料と加工物の可塑化した金属との境界に沿って冶金接合が生じる。このようにして、結果として生まれた溶接接合部は、溶接ゾーンの表面を覆う耐食性材料ゾーン３０を含み、この溶接ゾーンというのはさもなければ潜在的に腐食性の作用物にさらされることになるものである。耐食性材料ゾーンは、溶接ゾーン２２を覆い、続いて加工物の上面に接合される。耐食性材料ゾーン３０は、溶接ゾーン２２の金属が腐食性の環境に露出することがないようにする。
【００２４】
溶接の前に、耐食性材料の層を種々の技術によって加工物に与えることができ、そうした技術の１つについては図４の（Ａ）との関連で述べたとおりである。図５の（Ａ）および図６の（Ａ）は、溶接の準備として耐食性材料の層を加工物に付着させるその他の技術を示している。図５の（Ａ）では、加工物１０および１２の各々は、それぞれ耐食性材料の層３２および３４を用いて別々にクラッディングされる。これらの加工物は次に、図５の（Ａ）に示すようにエッジが当接する関係で配置され、耐食性の層３２および３４はともに加工物の上面を覆う実質的に連続する層を形成し、こうして次に溶接動作が行なわれる。図５の（Ｂ）は、図５の（Ａ）から形成される摩擦攪拌溶接された突合せ溶接部を示す。摩擦攪拌溶接ツールのショルダは、２つのクラッド層３２および３４を剪断し、これらが溶接ゾーン２２における金属と冶金的に接合されるようにし、かつ溶接ゾーンを覆う連続した耐食材料ゾーン３６を形成する。
【００２５】
図５の（Ｃ）は、本発明に従い生成される突合せ溶接部の顕微鏡写真であり、厚さ４分の１インチの２０２４アルミニウム合金のプレートが図３に示したプロセスによって摩擦攪拌突合せ溶接されている。各プレートは、図５の（Ａ）に示した加工物と同様、溶接の前に、厚さ０．０１２インチのＡｌ−１Ｚｎ耐食性アルミニウム合金のシートで上面がクラッディングされている。溶接ゾーン２２は、退色した材料の中央領域として見えている。耐食性材料の連続層３６は溶接ゾーン２２を被覆している。
【００２６】
図６の（Ａ）は、溶接のために加工物を準備する別の方法を示す。耐食性材料の層３８および４０を、加工物１０および１２それぞれに局地的に堆積させ、これらの層が各加工物の予め定められた溶接ゾーンを被覆するようにする。これらの加工物は次に、互いに当接するようにされ、溶接動作が行なわれる。図６の（Ｂ）は、図６の（Ａ）の構造から形成された溶接された接合部を示す。耐食性材料ゾーン４２は、溶接ゾーン２２を被覆している。
【００２７】
本発明の方法は、突合せ溶接に加えてその他のタイプの溶接された接合部を形成するのに応用できる。例として、図７は、本発明に従い２つの加工物を重ね合わせ接合部で溶接するための溶接動作を概略的に示す。上側の加工物５０（「上側」は摩擦攪拌溶接ツール１４に隣接する加工物を指しているが、溶接動作は必ずしも図に示したように垂直方向にツール１４を用いて行なう必要はないことを理解されたい）は、下側の加工物５２と重なり合うような関係で位置決めされ、図７および図８の（Ａ）に示すようにその間に重ね合わせ接合部５４を定める。耐食性材料のストリップ５６を、上側の加工物５０の外面５８に付着させ、この材料が、溶接動作中に可塑性にされるであろう予め定められた溶接ゾーンを覆うようにする。次に、摩擦攪拌溶接動作が行なわれ、回転攪拌ピン１６は、上側の加工物５０の厚みを完全に通過し、下側の加工物５２の厚みを部分的に通過して延在し、その結果、溶接されたゾーン６０が、図８の（Ｂ）に示すように外面５８から上側の加工物５０を通り少なくとも部分的に下側の加工物５２の厚みを通るように作製される。耐食性のストリップ５６は、ツール１４のショルダ２８により剪断され、溶接ゾーン６０の外面に冶金的に接合されて、接合部の外面を覆う耐食性ゾーン６２が形成される。
【００２８】
上記の重ね合わせ溶接方法の変形を図９の（Ａ）および（Ｂ）に示す。加工物６４および６６は重ね合わされ、その間に重ね合わせ接合部が定められる。耐食性材料の層６８は、重ね合わせ接合部で加工物間に介在している。摩擦攪拌溶接プロセスが行なわれて、耐食性材料の層６８を備えた加工物の領域において重ね合わせ接合溶接部を形成する。回転する攪拌ピンは、加工物の金属を可塑化させ、また溶接の領域で耐食性材料の層６８の可塑性の流れを生じさせる。図９の（Ｂ）は、この方法により作製された重ね合わせ溶接部の顕微鏡写真を示す。厚み０．０６３インチの７０７５アルミニウム合金の２枚のシートが重ね合わされ、溶接の前にこれらのシートの間に非合金アルミニウムのクラッド層を介在させ、摩擦攪拌溶接動作を行なう。溶接ゾーン７０は、中央の暗い領域として見えている。非合金アルミニウムの連続層７２は接合部でそのまま残っており、接合部を封止し、腐食材が接合部で作用して腐食を生じさせないようにする。この溶接方法は、たとえば、加工物間に取込まれた水分が溶接された接合物に接触して腐食を引き起こさないようにするのに効果的である。
【００２９】
本発明のある好ましい実施例についての先の説明より、本発明が独自の摩擦溶接方法および溶接接合部をもたらすことがわかるであろう。本発明の方法により溶接された突合せ接合部が作製され、この接合部では耐食性材料２６が溶接ゾーン２２において加工物１０および１２の一部と冶金的に接合し、溶接された重ね合わせ接合部を作製した場合は、耐食性材料５６が溶接ゾーン６０において上側の加工物５０の一部と冶金的に接合し、かつ／または耐食性材料６８が重ね合わせ接合部で溶接ゾーン７０と冶金的に接合しかつこの溶接ゾーンを囲む。耐食性材料２６、５６または６８は、溶接動作中に冶金的に変化しさもなければ腐食されやすくなる溶接ゾーンの金属を保護する。
【００３０】
本発明について本発明のある好ましい実施例を用いて説明してきたが、本発明はこうした実施例の具体的な詳細に限定されるのではなく、種々の変形例および等価の代替例が、前掲の特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱することなく可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つの加工物の間に突合せ溶接部を形成するための従来の摩擦攪拌溶接動作を示す概略斜視図である。
【図２】（Ａ）は、溶接前の突合せ接合部を示す図１の線２Ａ−２Ａに沿う断面図であり、（Ｂ）は、溶接後の突合せ接合部を示す図１の線２Ｂ−２Ｂに沿う断面図である。
【図３】溶接された接合部の外側の面を被覆する一体化された耐食性材料のゾーンを備えた突合せ溶接部を形成するための、本発明に従う摩擦攪拌溶接動作を示す概略斜視図である。
【図４】（Ａ）は、溶接前の突合せ接合部を示す図３の線４Ａ−４Ａに沿う断面図であり、（Ｂ）は、溶接後の突合せ接合部を示す図３の線４Ｂ−４Ｂに沿う断面図である。
【図５】（Ａ）は、図４の（Ａ）と同様、耐食性材料を加工物に付着させる代替的な方法を示す図であり、（Ｂ）は図４の（Ｂ）と同様、図５の（Ａ）の接合部を摩擦攪拌溶接した結果として生まれる突合せ接合部を示す図であり、（Ｃ）は、図３の線４Ｂ−４Ｂに沿うように、摩擦攪拌溶接ツールを前進させる方向に垂直な面において突合せ溶接部を切断することによって得られる、図５の（Ａ）の突合せ接合部を摩擦攪拌溶接することにより、本発明に従い生成される突合せ溶接部の顕微鏡写真を示す図である。
【図６】（Ａ）は、図４の（Ａ）および図５の（Ａ）と同様の図であり、耐食性材料を加工物に付着させる別の方法を示しており、（Ｂ）は、図４の（Ｂ）および図５の（Ｂ）と同様の図であり、図６の（Ａ）の接合部を摩擦攪拌溶接した結果生じる突合せ接合部を示す。
【図７】本発明に従い２つの重なり合う加工物の重ね合わせ接合部にわたり溶接された接合部を形成するための摩擦攪拌溶接動作を示す概略斜視図である。
【図８】（Ａ）は、図７の線８Ａ−８Ａに沿う断面図であり、溶接前の重ね合わせ接合部を示しており、（Ｂ）は図７の線８Ｂ−８Ｂに沿う断面図であり、溶接後の重ね合わせ接合部を示す。
【図９】（Ｂ）は、図８の（Ａ）と同様の断面図であり、溶接前に重なり合う加工物間に導入される耐食性材料の層がある重ね合わせ接合部を示しており、（Ｂ）は、摩擦攪拌溶接ツールが前進する方向に垂直な面に沿う、図９の（Ａ）の重ね合わせ接合部を重ね合わせ溶接することにより作製される重ね合わせ接合溶接部の顕微鏡写真を示す図である。
【符号の説明】
１０、１２ 加工物、１４ 摩擦攪拌溶接ツール、１６ 攪拌ピン、２６ ストリップ、２８ ショルダ

Claims (14)

1. 接合部が前記接合部の外表面を覆う耐食材料の冶金的に接合された層を有するように、間にある前記接合部に沿って２つの金属加工物を摩擦攪拌溶接する方法であって、
   前記加工物を互いに接触するように位置決めして、前記加工物がともに溶接されるべき間にある接合部を規定するステップと、
   前記接合部に沿って前記加工物間に冶金的接合部を形成するために可塑的にされるべき加工物間の接合部に及ぶ溶接ゾーンを規定するステップとを含み、前記溶接ゾーンは外表面を有し、さらに、
   耐食性材料の層で前記溶接ゾーンの外表面を覆うステップと、
   前記接合部に沿って前記加工物を摩擦攪拌溶接して前記溶接ゾーンにおける金属を可塑化し、前記接合部の外表面に沿う耐食性材料の可塑的な流れと、耐食性性材料と可塑化された金属の一部との冶金的接合とを引き起こし、かつ前記接合部の外表面を覆う耐食性材料を形成するステップとを含み、前記加工物を位置決めするステップは、エッジが当接する関係で前記加工物を位置決めしてその間に突合せ接合部を規定するステップを含み、前記溶接ゾーンは、前記溶接ゾーンの外表面が前記接合部の両側で両方の加工物の外表面を含むように両方の加工物の当接位置を含み、前記溶接ゾーンの外表面を覆うステップは、両方の加工物の外表面を覆って前記溶接ゾーンを覆うステップを含み、前記溶接ゾーンの外表面を覆うステップは、前記加工物がエッジが当接する関係で配置されるときに別個の耐食性材料層が協力して前記溶接ゾーンを覆う実質的に連続的な層を規定するように、前記溶接ゾーンを覆う各加工物の外表面の上に別個の耐食性材料層を与えるステップを含む、方法。
2. 各加工物に別個の耐食性材料層を与えるステップは、耐食性材料層で各加工物の外表面をクラッディングするステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 摩擦攪拌溶接するステップは、前記接合部に隣接する両方の加工物の金属の局所的可塑化を引き起こすように、回転摩擦攪拌溶接ツールの攪拌ピンに対して前記接合部のいずれかの側で両方の加工物を係合させるステップと、前記回転摩擦攪拌溶接ツールを前記接合部に沿って前進させて摩擦攪拌溶接接合部を形成するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
4. 摩擦攪拌溶接するステップはさらに、前記回転摩擦攪拌溶接ツールのショルダに耐食性材料層を係合させるステップを含み、前記ショルダは剪断される前記耐食性材料層と摩擦によって係合して、その可塑性の流れと、前記耐食性材料の前記加工物に対する冶金的接合とを引き起こす、請求項３に記載の方法。
5. 前記加工物を位置決めするステップは、重なり合う関係で前記加工物を位置決めしてその間に重ね合わせ接合部を規定するステップを含み、前記溶接ゾーンは完全に前記加工物の第１のものの厚さにわたってその外表面から延び、部分的に前記加工物の第２のものの厚さにわたって延び、前記溶接ゾーンの外表面を覆うステップは、第１の加工物の外表面の上に耐食性材料層を与えて前記溶接ゾーンを覆うステップを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記第１の加工物の外表面を覆うステップは、前記第１の加工物の外表面に耐食性金属のストリップを仮付け溶接して前記溶接ゾーンを覆うステップを含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記第１の加工物の外表面の上に耐食性材料層を与えるステップは、耐食性金属で前記第１の加工物の外表面をクラッディングするステップを含む、請求項５に記載の方法。
8. 摩擦攪拌溶接するステップは、攪拌ピンが前記第１の加工物の外表面からその厚さにわたって、かつ部分的に前記第２の加工物の厚さにわたって延びるように、前記加工物へと回転摩擦攪拌溶接ツールの攪拌ピンを突っ込むステップと、前記加工物を通る経路に沿って前記回転摩擦攪拌溶接ツールを前進させて摩擦溶接接合部を形成するステップとを含む、請求項５に記載の方法。
9. 摩擦攪拌溶接するステップはさらに、前記回転摩擦攪拌溶接ツールのショルダに耐食性材料層を係合させるステップと、前記耐食性材料層と前記ショルダとの摩擦による係合によって前記耐食性材料層を摩擦によって加熱し、剪断するステップとを含む、請求項８に記載の方法。
10. 接合部が前記接合部を囲む耐食性材料の冶金的に接合された層を有するように、間にある重ね合わせ接合部に沿って２つの金属加工物を摩擦攪拌溶接する方法であって、
    前記加工物を互いに重なり合う関係で位置決めし、耐食性材料の層を前記加工物の重なり合う部分の間に挿入して、前記加工物が溶接されるべき重ね合わせ接合部を形成するステップと、
    溶接ゾーンおよび耐食性材料層において金属を可塑化するように前記接合部に沿って前記加工物を摩擦攪拌溶接するステップとを含み、前記耐食性材料層は、前記重ね合わせ接合部において前記溶接ゾーンを囲む耐食性材料のゾーンを形成するように可塑化された金属の一部と冶金的に接合する、方法。
11. 前記加工物を位置決めし、耐食性材料層をその間に挿入するステップは、前記加工物の一方の表面へと前記耐食性材料層をクラッディングするステップと、前記耐食性材料層を他方の加工物と接触させて、前記加工物の一方を前記他方の加工物と重なり合う関係に位置決めするステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
12. ２つの金属加工物間の溶接重ね合わせ接合部であって、
    間に重ね合わせ接合部を形成するように接続され、かつ重ね合わせ接合部において延びる溶接ゾーンによって互いに冶金的に接合される重なり合う部分を有する第１および第２の金属加工物と、
    前記第１および第２の加工物の重なり合う部分の間に挿入され、前記溶接ゾーンにおける金属と冶金的に接合される耐食性材料の層とを含み、前記溶接ゾーンにおける金属が前
    記重ね合わせ接合部において腐食作用を起こすものにさらされないようにするために、前記耐食性材料の層は前記重ね合わせ接合部で前記溶接ゾーンを囲む、溶接重ね合わせ接合部。
13. 前記加工物はアルミニウム合金を含み、前記耐食性材料は非合金化アルミニウムを含む、請求項１２に記載の溶接重ね合わせ接合部。
14. 前記耐食性材料層は前記加工物の重なり合う部分の表面全体に沿って延びる、請求項１２に記載の溶接重ね合わせ接合部。

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