TW201536457A

TW201536457A - 接合方法

Info

Publication number: TW201536457A
Application number: TW103145987A
Authority: TW
Inventors: Hisashi Hori; Nobushiro Seo
Original assignee: Nippon Light Metal Co
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2015-10-01
Also published as: CN106029284A; WO2015122093A1; CN106029284B

Abstract

一種能夠使接合的金屬構件容易地平坦化的接合方法，包括：準備步驟，將一對金屬構件(1、1)的一端側的端面(1a、1a)靠合，形成靠合部(J)；第一正式接合步驟，從金屬構件(1、1)的表面(1b、1b)側對靠合部(J)進行摩擦攪拌；以及第二正式接合步驟，從金屬構件(1、1)的反面(1c、1c)側對靠合部(J)進行摩擦攪拌，在第一正式接合步驟中，使金屬構件(1、1)傾斜，在金屬構件(1、1)的一端側比另一端側高的狀態下進行摩擦攪拌，第一正式接合步驟結束後，除去摩擦攪拌時產生的毛邊，並將金屬構件(1、1)翻面，進行第二正式接合步驟。

Description

接合方法

本發明係有關於使用摩擦攪拌的金屬構件的接合方法。

接合兩金屬構件的方法中有一種方法稱為摩擦攪拌接合(FSW=Friction Stir Welding)。摩擦攪拌接合是指使旋轉工具轉動並沿著兩金屬構件間的靠合部移動，利用旋轉工具與金屬構件之間的摩擦熱使靠合部的金屬塑性流動，藉此固相接合兩金屬構件。

專利文獻1中揭露將旋轉工具插入由兩金屬構件的端部靠合而成的靠合部，從兩金屬構件的表面側及反面側來摩擦攪拌靠合部的發明。一旦進行摩擦攪拌接合，旋轉工具的移動軌跡上會形成塑性化領域，但由於該塑性化領域會熱收縮，導致接合後的兩金屬構件變形成凹狀。

[先行技術文獻]

專利文獻1：特開2008-290092號公報

從金屬構件間的表面側進行摩擦攪拌後將兩金屬構件翻面，會形成兩金屬構件上方變成凸狀的隆起狀態。在此狀態下從兩金屬構件的反面側進行摩擦攪拌的話，因為旋轉工具的軸肩部與金屬構件之間的接觸部分變大，而產生了旋轉工具的操作性下降的問題。

有鑑於此，本發明的目的是提供一種使用摩擦攪拌的金屬構件的接合方法，能夠容易地使被接合的金屬構件平坦化。

為了解決上述問題，本發明提供一種接合方法，包括：準備步驟，將一對的金屬構件的一端側的端面互相靠合，形成靠合部；第一正式接合步驟，從該金屬構件的表面側對該靠合部進行摩擦攪拌；以及第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第一正式接合步驟中，使該金屬構件傾斜，在該金屬構件的一端側比另一端側高的狀態下進行摩擦攪拌，在該第一正式接合步驟結束後，除去在摩擦攪拌中產生的毛邊，並且將該兩金屬構件翻面，進行該第二正式接合步驟。

根據該接合方法，進行第一正式接合步驟時，預先傾斜兩金屬構件，利用摩擦攪拌接合後的熱收縮，能夠使接合的金屬構件平坦化。藉此，能夠在兩金屬構件平坦的狀態下進行第二正式接合步驟。又，在第一正式接合步驟後進行毛邊切除步驟，能夠在第二正式接合步驟中使金屬構件不晃動，穩定地進行摩擦攪拌。

又，在該第二正式接合步驟中，一邊以配置於該金屬構件的表面側的冷卻板進行冷卻，一邊進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，在進行第二正式接合步驟時，一邊以冷卻板冷卻金屬構件一邊進行摩擦攪拌，因此能夠抑制摩擦攪拌接合後的熱收縮發生。藉此，能夠使第二正式接合後的兩金屬構件平坦化。又，在第一正式接合步驟後除去毛邊，能夠加大冷卻板與金屬構件的接觸面積，進而能夠提高冷卻效率。

又，在該準備步驟中，配置間隙物於架台與該金屬構件的反面側之間，且使用該間隙物讓該各金屬構件傾斜，使該一端側比該另一端側高為佳。又，該架台具備該冷卻板為佳。

根據上述接合方法，能夠容易地使金屬構件傾斜，讓靠合部變高。又，使用具備冷卻板的架台，能夠削減用於摩擦攪拌的裝置數目。

又，預先設置凸部於載置該金屬構件的架台上，在該準備步驟中，使用該凸部讓該各金屬構件傾斜，使該一端側比該另一端側高為佳。又，預先設置傾斜載置部於載置該金屬構件的架台上，在該準備步驟中，使用該傾斜載置部讓該金屬構件中的至少一者傾斜，使該一端側比該另一端側高為佳。

根據上述接合方法，能夠容易地使金屬構件傾斜，讓靠合部變高。

又，在該第二正式接合步驟中，一邊將旋轉工具的攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，第一正式接合步驟中形成於塑性化領域內的接合缺陷能夠在第二正式接合步驟中再度被摩擦攪拌，因此能夠提高接合部的水密性及氣密性。

又，上述接合方法更包括：矯正步驟，在該第二正式接合步驟後，矯正該第二正式接合步驟中因摩擦攪拌而形成於該金屬構件的表面側的隆起為佳。

根據上述接合方法，在進行第二正式接合步驟後進行矯正步驟，能夠使兩金屬構件平坦化。習知的接合方法中，必須在第一正式接合步驟後以及第二正式接合步驟後進行共兩次的矯正步驟。然而，根據本發明，第一正式接合步驟後，接合的金屬構件為平坦的狀態，所以能夠省略第一正式接合步驟後的矯正步驟。藉此，能夠以一次的矯正步驟使兩金屬構件平坦化，而能夠減少繁雜作業步驟。

又，在該矯正步驟中，使該金屬構件的背面側會產生拉伸應力的彎曲力矩作用，藉以矯正該隆起為佳。

根據上述接合方法，能夠確實地矯正隆起。

又，在該矯正步驟中，用一對的滾筒構件在該金屬構件的表面及反面移動，藉由滾動矯正來矯正該隆起，且將該第一正式接合步驟及該第二正式接合步驟中的旋轉工具的移動方向做為該滾筒構件的行進方向為佳。又，在該矯正步驟中，利用加壓矯正來矯正該隆起為佳。

根據上述接合方法，能夠容易地進行矯正步驟。

又，在該矯正步驟中，沿著該第一正式接合步驟中形成的塑性化領域，配置抵接該金屬構件的表面的第一補助構件，另外挾著該塑性化領域在兩側，配置抵接該金屬構件的反面的第二及第三補助構件，在此狀態下進行該滾動矯正或加壓矯正為佳。

根據上述接合方法，能夠容易地進行滾動矯正或加壓矯正。

又，以比該金屬構件硬度低的材料來形成該各補助構件為佳。

根據上述接合方法，能夠防止金屬構件的損傷。

本發明提供一種接合方法，包括：準備步驟，將一對的金屬構件的一端側的端面互相靠合，形成靠合部；以及第一正式接合步驟，從該金屬構件的表面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在第一正式接合步驟中，設置階差於載置該金屬構件的載置部，利用該階差讓其中之一的該金屬構件傾斜，使其中之一的該金屬構件的一端側比另一端側高，將另一該金屬構件略水平地載置於該載置部，在此狀態下進行摩擦攪拌。

根據上述接合方法，進行第一正式接合步驟時，預先傾斜兩金屬構件，利用摩擦攪拌接合後的熱收縮，能夠使接合的金屬構件平坦化。又，利用載置部的階差，能夠容易使金屬構件傾斜。

又，並排一對的分割架台來形成該載置部，且至少一者的該分割架台以可升降的方式形成，該第一正式接合步驟中，相對於其中之一的該分割架台的表面，使另一該分割架台的表面位於上方的狀態下進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，藉由變更可升降的分割架台的高度，能夠容易地變更金屬構件的傾斜角度。

又，在該準備步驟中，設定該各分割架台的表面在同一平面，並且靠合一對的該金屬構件時，使該靠合部位於另一該分割架台之上，之後使另一該分割架台相對於其中之一的該分割架台上升，藉此使其中之一的該金屬構件傾斜為佳。

根據上述接合方法，能夠容易地變更金屬構件的傾斜角度。

又，在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使該各分割架台的表面位於同一平面，且使冷卻媒體流進形成於一對的該分割架台的內部的冷卻流路，一邊冷卻該金屬構件，一邊進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，第一正式接合步驟後接合的金屬構件為平坦的狀態，所以能夠在各分割架台的表面成同一平面的狀態下穩定地進行第二正式接合步驟。又，因為一邊冷卻金屬構件一邊進行摩擦攪拌，所以能夠抑制摩擦攪拌接合後的熱收縮發生。藉此，能夠使第二正式接合後的兩金屬構件平坦化。

又，在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使該各分割架台的表面位於同一平面，使用比該第一正式接合步驟中使用的旋轉工具小的小型旋轉工具來進行摩擦攪拌，或是僅攪拌桿接觸該金屬構件的狀態下來進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，第一正式接合步驟後接合的金屬構件為平坦的狀態，所以能夠在變更金屬構件分割架台的高度使各分割架台的表面成同一平面的狀態下穩定地進行第二正式接合步驟。又，因為以入熱量小的方式來進行第二正式接合步驟，所以能夠抑制摩擦攪拌接合後的熱收縮發生。藉此，能夠使第二正式接合後的兩金屬構件平坦化。

又在該第二正式接合步驟中，一邊將攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，第一正式接合步驟中形成於塑性化領域內的接合缺陷能夠在第二正式接合步驟中再度被摩擦攪拌，因此能夠提高接合部的水密性及氣密性，同時提高接合強度。

又，在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使用沒有階差的平坦架台，並且使冷卻媒體流進該平坦架台的冷卻流路，一邊冷卻該金屬構件，一邊進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，第一正式接合步驟後接合的金屬構件為平坦的狀態，所以藉由使用沒有階差的架台能夠穩定地進行第二正式接合步驟。又，在第二正式接合步驟中，因為一邊冷卻金屬構件一邊進行摩擦攪拌，所以能夠抑制摩擦攪拌接合後的熱收縮發生。藉此，能夠使第二正式接合後的兩金屬構件平坦化。

又，在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使用沒有階差的平坦架台，並且使用比該第一正式接合步驟中使用的旋轉工具小的小型旋轉工具來進行摩擦攪拌，或是僅攪拌桿接觸該金屬構件的狀態下來進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，第一正式接合步驟後接合的金屬構件為平坦的狀態，所以藉由使用沒有階差的架台能夠穩定地進行第二正式接合步驟。又，因為以入熱量小的方式來進行第二正式接合步驟，所以能夠抑制摩擦攪拌接合後的熱收縮發生。藉此，能夠使第二正式接合後的兩金屬構件平坦化。

在該第二正式接合步驟中，一邊將攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌為佳。

又，以沒有階差的平坦架台以及配置於該平坦架台的表面上的金屬製的插入板來形成該載置部，在該第一正式接合步驟中，使另一該金屬構件的反面與該插入板的表面面接觸，且利用該插入板形成的階差讓其中之一的該金屬構件傾斜，在此狀態下進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，進行第一正式接合步驟時，使用插入板讓其中之一的金屬構件預先傾斜，然後利用摩擦攪拌接合後的熱收縮，能夠使接合的金屬構件平坦化。又，利用由插入板形成的階差，能夠容易地使金屬構件傾斜。

又，在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，在該第二正式接合步驟中，除去該插入板，並且使冷卻媒體流進該平坦架台的冷卻流路，一邊冷卻該金屬構件，一邊進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，第一正式接合步驟後接合的金屬構件為平坦的狀態，所以藉由使用沒有階差的平坦架台能夠穩定地進行第二正式接合步驟。又，在第二正式接合步驟中，因為一邊冷卻金屬構件一邊進行摩擦攪拌，所以能夠抑制摩擦攪拌接合後的熱收縮發生。藉此，能夠使第二正式接合後的兩金屬構件平坦化。

又，在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，在該第二正式接合步驟中，除去該插入板，並且使用比該第一正式接合步驟中使用的旋轉工具小的小型旋轉工具來進行摩擦攪拌，或是僅攪拌桿接觸該金屬構件的狀態下來進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，第一正式接合步驟後接合的金屬構件為平坦的狀態，所以藉由使用沒有階差的平坦架台能夠穩定地進行第二正式接合步驟。又，因為以入熱量小的方式來進行第二正式接合步驟，所以能夠抑制摩擦攪拌接合後的熱收縮發生。藉此，能夠使第二正式接合後的兩金屬構件平坦化。

又，在該第二正式接合步驟中，一邊將攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌為佳。

又，在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使該金屬構件的表面與金屬製的插入板的表面面接觸，並且使冷卻媒體流進該平坦架台的冷卻流路，一邊冷卻該金屬構件，一邊進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，第一正式接合步驟後接合的金屬構件為平坦的狀態，所以藉由使用插入板能夠穩定地進行第二正式接合步驟。又，在第二正式接合步驟中，因為一邊冷卻金屬構件一邊進行摩擦攪拌，所以能夠抑制摩擦攪拌接合後的熱收縮發生。藉此，能夠使第二正式接合後的兩金屬構件平坦化。

又，在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使該金屬構件的表面與金屬製的插入板的表面面接觸，並且使用比該第一正式接合步驟中使用的旋轉工具小的小型旋轉工具來進行摩擦攪拌，或是僅攪拌桿接觸該金屬構件的狀態下來進行摩擦攪拌為佳。

根據上述接合方法，第一正式接合步驟後接合的金屬構件為平坦的狀態，所以藉由使用插入板能夠穩定地進行第二正式接合步驟。又，因為以入熱量小的方式來進行第二正式接合步驟，所以能夠抑制摩擦攪拌接合後的熱收縮發生。藉此，能夠使第二正式接合後的兩金屬構件平坦化。

又，在該第一正式接合步驟中，設定該旋轉工具的旋轉方向及行進方向，使摩擦攪拌的旋轉工具的剪切側位於另一該金屬構件側為佳。

剪切側是指「旋轉工具的外周相對於被接合部的速度為旋轉工具的外周的切線速度加上移動速度的一側」。另一方面，流動側是指「旋轉工具轉動的方向與旋轉工具的移動方向相反，使旋轉工具相對於被接合部的速度為低速的一側」。進行摩擦攪拌時，剪切側比流動側的入熱量大。根據上述接合方法，因為設定剪切側位於另一金屬構件側，所以另一金屬構件側的入熱量大，但因為另一金屬構件的反面與載置部接觸所以散熱量也大。藉此，能夠抑制另一金屬構件的變形。

根據本發明的接合方法，能夠容易地使被接合的金屬構件平坦化。

1、1X、1Y‧‧‧金屬構件

1a‧‧‧端面

1b‧‧‧表面

1c‧‧‧反面

10‧‧‧間隙物

30‧‧‧可動式架台

31、32‧‧‧分割架台

31a、32a‧‧‧基板

31b、32b‧‧‧夾鉗

31c、32c‧‧‧冷卻流路

31d、32d‧‧‧表面

31e、32e‧‧‧側面

40‧‧‧階差架台

40a‧‧‧表面

40b‧‧‧表面

40c‧‧‧垂直面

41‧‧‧基板

42‧‧‧夾鉗

50‧‧‧平坦架台

50a‧‧‧表面

51‧‧‧基板

52‧‧‧夾持構件

53‧‧‧冷卻流路

60‧‧‧平坦架台

61‧‧‧基板

61a‧‧‧表面

62‧‧‧夾鉗

63‧‧‧冷卻流路

70、71‧‧‧插入板

70a、71a‧‧‧表面

70b、71b‧‧‧反面

F‧‧‧正式接合用旋轉工具

F1‧‧‧連結部

F2‧‧‧攪拌桿

F3‧‧‧螺旋溝

G‧‧‧旋轉工具

G1‧‧‧軸肩部

G2‧‧‧攪拌桿

H‧‧‧小型旋轉工具

H1‧‧‧軸肩部

H2‧‧‧攪拌桿

J‧‧‧靠合部

K‧‧‧第一架台(架台)

K1‧‧‧冷卻板

K2‧‧‧夾鉗

K3‧‧‧冷卻流路

KA‧‧‧架台

KA1‧‧‧基板

L‧‧‧第二架台(架台)

L1‧‧‧基板

L2‧‧‧夾鉗

M‧‧‧第三架台(架台)

M1‧‧‧基板

M2‧‧‧夾鉗

M3‧‧‧凸部

N‧‧‧第四架台(架台)

N1‧‧‧基板

N2‧‧‧夾鉗

N4‧‧‧傾斜載置部

N4a‧‧‧傾斜面

N4b‧‧‧頂點

P‧‧‧沖頭

R1、R2‧‧‧滾筒構件

S‧‧‧邊界面

T1‧‧‧第一補助構件

T2‧‧‧第二補助構件

T3‧‧‧第三補助構件

V‧‧‧毛邊

W1、W2‧‧‧塑性化領域

第1圖係顯示本發明第一實施形態的接合方法的剖面圖，(a)顯示第一架台，(b)顯示準備步驟。

第2圖係顯示第一實施形態的接合方法的剖面圖，(a)顯示第一正式接合步驟，(b)顯示毛邊切除步驟。

第3圖係顯示第一實施形態的接合方法的剖面圖，(a)顯示第二正式接合步驟的接合前，(b)顯示第二正式接合步驟的接合中。

第4圖係顯示第二實施形態的接合方法的剖面圖，(a)顯示第一正式接合步驟，(b)顯示第二正式接合步驟。

第5圖係顯示第三實施形態的接合方法的剖面圖，(a)顯示第一正式接合步驟，(b)顯示第二正式接合步驟。

第6圖顯示架台的變形例的剖面圖。

第7圖係顯示本發明的第四實施形態的接合方法的剖面圖，(a)顯示準備步驟，(b)顯示第一正式接合步驟。

第8圖係顯示第四實施形態的接合方法的剖面圖，(a)顯示毛邊切除步驟，(b)顯示第二正式接合步驟。

第9圖顯示第四實施形態的接合方法的第二正式接合步驟後的金屬構件的剖面圖。

第10圖顯示第四實施形態的接合方法的矯正步驟的剖面圖，(a)是立體圖，(b)顯示矯正前，(c)顯示矯正後。

第11圖係顯示矯正步驟的變形例的立體圖。

第12圖係顯示本發明的第五實施形態的可動式架台。

第13圖係顯示第五實施形態的接合方法的準備步驟的剖面圖，(a)顯示載置金屬構件的狀態，(b)顯示使金屬構件傾斜的狀態。

第14圖係顯示第五實施形態的接合方法的剖面圖，(a)顯示第一正式接合步驟，(b)顯示毛邊切除步驟，(c)顯示第二正式接合步驟。

第15圖係顯示第五實施形態的變形例的剖面圖，(a)顯示第二正式接合步驟前，(b)顯示第二正式接合步驟中。

第16圖係顯示本發明第六實施形態的接合方法的剖面圖，(a)顯示第一正式接合步驟，(b)顯示第二正式接合步驟。

第17圖係顯示本發明第七實施形態的剖面圖，(a)顯示第一正式接合步驟，(b)顯示第二正式接合步驟。

第18圖係顯示本發明第七實施形態的變形例的剖面圖，(a)顯示第一正式接合步驟，(b)顯示第二正式接合步驟。

[第一實施形態]

以下參照圖式詳細地說明本發明的第一實施形態。首先說明本實施形態中使用的第一架台。

如第1(a)圖所示，第一實施形態的接合方法中，使用第一架台K。第一架台K是由冷卻板K1、夾鉗K2、冷卻流路K3所構成。第一架台K如第1(b)圖所示，是接合金屬構件1、1時所使用的台，同時能夠冷卻金屬構件1、1。

冷卻板K1是金屬製，呈立方體。冷卻板K1由傳熱性高的金屬形成為佳。夾鉗K2在冷卻板K1的表面設置複數個。夾鉗K2是將金屬構件1、1固定於冷卻板K1的構件。

冷卻流路K3是冷媒(冷水或冷氣)流通的流路。冷卻流路K3的配設位置、配設數目並沒有特別限制，但在靠近後述的靠合部J的位置沿著靠合部J的延長方向配設為佳。

接著，說明第一實施形態的接合方法。如第1(b)圖所示，第一實施形態中，將靠合兩金屬構件1、1的端部而形成的靠合部J以摩擦攪拌的方式接合。第一實施形態的接合方法中，會進行準備步驟、第一正式接合步驟、毛邊切除步驟、第二正式接合步驟。

準備步驟是將金屬構件1、1固定於第一架台K，使靠合部J變高的步驟。準備步驟中，一邊將金屬構件1、1的一端側的側面1a、1a靠合形成靠合部J，一邊將金屬構件1、1的一端側配置於間隙物10上。又，以夾鉗K2固定金屬構件1、1的另一端側。也就是說，使金屬構件1、1傾斜，讓金屬構件1、1的一端側(端面1a、1a側)比另一端側高。藉此，在靠合部J變為最高的狀態下將金屬構件1、1固定。

金屬構件1是金屬製的板狀構件。金屬構件1、1為同等的形狀。又，金屬構件1、1是以同等的材料形成。金屬構件1的材料是可摩擦攪拌的金屬的話並沒有特別的限制，例如可從鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等中適當地選擇。

間隙物10是配置於冷卻板K1的中央的板狀構件。間隙物10沿著靠合部J的延長方向配置。間隙物10的材料並沒有特別限制。

當金屬構件1、1固定於第一架台K時，端面1a、1a 的下端處於抵接的狀態，但端面1a、1a的上端處於稍微分離的狀態。本實施形態的「靠合部」是指端面1a、1a靠合，包含端面1a、1a間形成的空間剖面呈V字狀的狀態。

金屬構件1、1的傾斜角度並沒有特別限定，但可以考量金屬構件1、1的材質、各部位的尺寸、後述的正式接合步驟的入熱量或接合後的熱收縮等來適當設定傾斜角度，藉由第一正式接合步驟後的熱收縮使金屬構件1、1平坦化。

第一正式接合步驟是從金屬構件1、1的表面1b、 1b側對靠合部J進行摩擦攪拌的步驟。如第1(b)圖所示，第一正式接合步驟在本實施形態中使用旋轉工具G。旋轉工具G由呈圓柱狀的軸肩部G1、從軸肩部G1的下端面突出的攪拌桿G2所構成。攪拌桿G2呈錐狀。

如第2(a)圖所示，第一正式接合步驟中，從金屬構件1、1的表面1b、1b側對靠合部J插入轉動的旋轉工具G的攪拌桿G2。然後，使旋轉工具G沿著靠合部J相對移動。

本實施形態中，將軸肩部G1的下端面壓入表面 1b、1b數釐米的程度下進行摩擦攪拌。藉由轉動的旋轉工具G使端面1a、1a的金屬被摩擦攪拌，接合金屬構件1、1。旋轉工具G的移動軌跡形成有塑性化領域W1。攪拌桿G2相對於金屬構件1、1的插入深度可以適當設定，但將攪拌桿G2的前端插入到靠合部J的深度方向1/2以上的位置為止為佳。第一正式接合步驟結束後，解除夾鉗K2後放置金屬構件1、1。又，從第一架台K上除去間隙物10。

如第2(b)圖所示，毛邊切除步驟是切除第一正式接合步驟中產生的毛邊V的步驟。毛邊切除步驟中，將產生於金屬構件1、1的表面1b、1b的毛邊V切除，使表面1b、1b平坦化。

第二正式接合步驟是一邊使冷媒流進第一架台K 的冷卻流路K3來冷卻金屬構件1、1，一邊從金屬構件1、1的反面1c、1c側對靠合部J進行摩擦攪拌接合的步驟。如第3(a)圖所示，第二正式接合步驟中，首先將金屬構件1、1翻面，透過夾鉗K2將金屬構件1、1固定於第一架台K。金屬構件1、1的表面1b、1b面會與冷卻板K1的表面形成面接觸。如第3(b)圖所示，第二正式接合步驟中，從金屬構件1、1的反面1c、1c側對靠合部J插入轉動的旋轉工具G的攪拌桿G2。然後，使旋轉工具G沿著靠合部J相對移動。

本實施形態中，將軸肩部G1的下端面壓入反面 1c、1c數釐米的程度下進行摩擦攪拌。藉由轉動的旋轉工具G使端面1a、1a的金屬被摩擦攪拌，接合金屬構件1、1。旋轉工具G的移動軌跡形成有塑性化領域W2。攪拌桿G2相對於金屬構件1、1的插入深度可以適當設定，但插入到塑性化領域W1與塑性化領域W2接觸的程度為佳。更佳的是，如本實施形態，攪拌桿G2插入到塑性化領域W1的程度。藉由以上的步驟，來接合金屬構件1、1。

根據以上說明的本實施形態的接合方法，在進行第一正式接合步驟時，預先使兩金屬構件1、1傾斜，利用摩擦攪拌接合後的熱收縮，能夠使第一正式接合步驟後接合的金屬構件1、1平坦化。習知的接合方法中，進行第一正式接合步驟後，兩金屬構件彎成凹狀，因此要進行第二正式接合步驟變得困難。然而，根據本實施形態，即使在第一正式接合步驟後將金屬構件1、1翻面，金屬構件1、1仍然平坦，所以能夠容易地進行第二正式接合步驟。

又，進行第二正式接合步驟時，以冷卻板K1冷卻金屬構件1、1並進行摩擦攪拌，因此能夠抑制第二正式接合步驟後的熱收縮發生。藉此，能夠使第二正式接合步驟後的金屬構件1、1容易平坦化。

又，第一正式接合步驟後進行毛邊切除步驟，能夠加大冷卻板K1與金屬構件1、1的接觸面積，所以能夠提高冷卻效率。又，藉由在第一正式接合步驟後進行毛邊切除步驟，在第二正式接合步驟中，金屬構件1、1不會晃動，能夠穩定地進行摩擦攪拌。又，藉由沿著靠合部J的延長方向來配設冷卻流路K3，能夠集中地冷卻摩擦熱產生的部分，因此能夠提高冷卻效率。

又，如本實施形態的接合方法，進行第二正式接合步驟時，將攪拌桿G2插入塑性化領域W1，能夠再度攪拌塑性化領域W1的前端側。藉此，當塑性化領域W1發生接合缺陷的情況下，因為塑性化領域W1再次被摩擦攪拌，因此能夠修復該接合缺陷。因此，能夠提高接合部的水密性及氣密性。

又，配置間隙物10於第一架台K與金屬構件1、1之間，能夠使金屬構件1、1傾斜並且容易進行將金屬構件1、1靠合的作業。又，只要變更間隙物10的高度，就能夠變更金屬構件1、1的傾斜角度。

又，因為第一架台K具備冷卻板K1，所以能夠以同一架台進行第一正式接合步驟及第二正式接合步驟，能夠減少摩擦攪拌所需使用的裝置數目。

本實施形態中使用間隙物10讓金屬構件1、1傾斜，但只要能夠使金屬構件1、1傾斜讓靠合部J變高的話，也可以省略間隙物10。

[第二實施形態]

接著，說明本發明第二實施形態的接合方法。第二實施形態中，如第4圖所示，使用冷卻板K1及第二架台L這點與第一實施形態不同。第二實施形態中，將主要說明與第一實施形態不同的部分。

冷卻板K1具備與第一實施形態相同的冷卻流路 K3。第二架台L由基板L1、夾鉗L2所構成。基板L1是金屬製且呈立方體。基板L1由傳熱性高的金屬形成為佳。

第二實施形態的接合方法中，會進行準備步驟、第一正式接合步驟、毛邊切除步驟、第二正式接合步驟。

準備步驟中，將第二架台L配置於冷卻板K1。然後在準備步驟中，在第二架台L上，一邊將金屬構件1、1的一端側的側面1a、1a靠合形成靠合部J，一邊將金屬構件1、1的一端側配置於間隙物10上。又，以夾鉗L2固定金屬構件1、1的另一端側。也就是說，使金屬構件1、1傾斜，讓金屬構件1、1的一端側比另一端側高。藉此，在靠合部J變為最高的狀態下將金屬構件1、1固定。

第一正式接合步驟及毛邊切除步驟與第一實施形態相同。如第4(b)圖所示，第二正式接合步驟中，首先，將切除毛邊的金屬構件1、1翻面，透過夾鉗L2使金屬構件1、1固定於第二架台L上。然後，在第二正式接合步驟中，使冷媒流進冷卻板K1的冷卻流路K3，一邊冷卻金屬構件1、1一邊從金屬構件1、1的反面1c、1c側對靠合部J進行摩擦攪拌。第二正式接合步驟中，除去使用冷卻板K1及第二架台L這點外皆與第一實施形態相同。

如以上說明的第二實施形態，可將冷卻板K1及第二架台L積層來接合金屬構件1、1。即使是該形態，在第二正式接合步驟中也能夠一邊冷卻金屬構件1、1一邊進行摩擦攪拌。即使是第二實施形態的接合方法也能夠達成與第一實施形態略同等的效果。

[第三實施形態]

接著，說明本發明第三實施形態的接合方法。第三實施形態的接合方法中，在第一正式接合步驟及第二正式接合步驟使用不同的架台這點與第一實施形態不同。第三實施形態中，將主要說明與第一實施形態不同的部分。

第三實施形態的接合方法中，會進行準備步驟、第一正式接合步驟、毛邊切除步驟、第二正式接合步驟。

如第5(a)圖所示，準備步驟中，將金屬構件1、1固定於第三架台M。第三架台M是由基板M1、夾鉗M2、凸部M3所構成。凸部M3凸設於基板M1的中央，並且沿著靠合部J的延長方向延伸。凸部M3的剖面形狀並沒有特別限制。

準備步驟中，在第三架台M上，一邊將金屬構件1、1的一端側的側面1a、1a靠合形成靠合部J，一邊將金屬構件1、1的一端側配置於凸部M3上。又，以夾鉗M2固定金屬構件1、1的另一端側。也就是說，使金屬構件1、1傾斜，讓金屬構件1、1的一端側(端面1a、1a側)比另一端側高。藉此，在靠合部J變為最高的狀態下將金屬構件1、1固定。

第一正式接合步驟及毛邊切除步驟與第一實施形態相同。如第5(b)圖所示，第二正式接合步驟中，使用第一架台K來進行摩擦攪拌。第二正式接合步驟中，，將切除毛邊的金屬構件1、1翻面，透過夾鉗K2使金屬構件1、1固定於第一架台K上。然後，在第二正式接合步驟中，使冷媒流進冷卻板K1的冷卻流路K3，一邊冷卻金屬構件1、1一邊從金屬構件1、1的反面1c、1c側對靠合部J進行摩擦攪拌接合。第二正式接合步驟與第一實施形態相同。

如以上說明的第三實施形態，可分別設置第三架台M與第一架台K，在第一正式接合步驟使用第三架台M，在第二正式接合步驟使用第一架台K。即使如此，也能夠達成與第一實施形態略相等的效果。即使藉由凸部M3也能夠容易地使金屬構件1、1傾斜，使靠合部J變高。

第二實施形態的第一正式接合步驟(參照第4(a) 圖)，也可以將第三架台M積層於冷卻板K1上來取代第二架台L，用以接合金屬構件1、1。

[變形例]

接著說明架台的變形例。第6圖是顯示架台的變形例的剖面圖。如第6圖所示，第四架台N是由基板N1、夾鉗N2、設置於基板N1的傾斜載置部N4所構成。

傾斜載置部N4呈剖面三角形，具備傾斜面N4a、N4a。準備步驟中，使金屬構件1、1的反面1c分別與傾斜面N4a、N4a面接觸，並且使靠合部J位於頂點N4b，以夾鉗N2固定。也就是說，即使透過第四架台N，也能夠使金屬構件1、1傾斜，使金屬構件1、1的一端側(端面1a、1a側)比另一端側高。

第二實施形態的第一正式接合步驟(參照第4(a)圖)中，也可以將第四架台N積層於冷卻板K1上來取代第二架台L，用以接合金屬構件1、1。又，第三實施形態的第一正式接合步驟(參照第5(a)圖)中，也可以用第四架台N取代第三架台M來接合金屬構件1、1。如上所述，即使使用具備傾斜載置部N4的第四架台N也能夠進行準備步驟及第一正式接合步驟。

以上說明了本發明的實施形態及變形例，但在不違反本發明旨趣的範圍內可以做適當的設計變更。例如，本實施形態中，使金屬構件1、1兩方傾斜相同的角度，但兩者的傾斜角度也可以不同。

又，傾斜載置部N4雖具備了傾斜面N4a、N4a，但並不限定於此。具體的圖示雖省略，但也可以用水平面與傾斜面N4a來構成傾斜載置部。在這個情況下的準備步驟中，會將一個金屬構件1載置於水平面，將另一個金屬構件1載置於傾斜面N4a。即使如此，在第二正式接合步驟中也能夠以金屬構件的一端側比另一端側高的傾斜狀態來進行摩擦攪拌。

又，也可以不將金屬構件1、1的另一端側固定於架台，而進行第一正式接合步驟及第二正式接合步驟。

[第四實施形態]

參照圖式說明本發明的第四實施形態。如第7(a)圖所示，在第四實施形態中，藉由摩擦攪拌接合兩金屬構件1、1的端部靠合而形成的靠合部J。第四實施形態的接合方法中，進行準備步驟、第一正式接合步驟、毛邊切除步驟、第二正式接合步驟、矯正步驟。

準備步驟是將金屬構件1、1固定於架台KA，使靠合部J變高的步驟。架台KA是以基板KA1及複數的夾鉗K2構成。基板KA1成立方體。

準備步驟中，一邊將金屬構件1、1的一端側的側面1a、1a靠合形成靠合部J，一邊將金屬構件1、1的一端側配置於間隙物10上。又，以夾鉗K2固定金屬構件1、1的另一端側。也就是說，使金屬構件1、1傾斜，讓金屬構件1、1的一端側(端面1a、1a側)比另一端側高。藉此，在靠合部J變為最高的狀態下將金屬構件1、1固定。

間隙物10是配置於基板KA1的中央的板狀構件。間隙物10沿著靠合部J的延長方向配置。間隙物10的材料並沒有特別限制。

當金屬構件1、1固定於架台KA時，端面1a、1a的下端處於抵接的狀態，但端面1a、1a的上端處於稍微分離的狀態。

第一正式接合步驟是從金屬構件1、1的表面1b、 1b側對靠合部J進行摩擦攪拌接合的步驟。如第7(b)圖所示，第一正式接合步驟在本實施形態中使用旋轉工具G。旋轉工具G由呈圓柱狀的軸肩部G1、從軸肩部G1的下端面突出的攪拌桿G2所構成。攪拌桿G2呈錐狀。

第一正式接合步驟中，從金屬構件1、1的表面1b、 1b側對靠合部J插入轉動的旋轉工具G的攪拌桿G2。然後，使旋轉工具G沿著靠合部J相對移動。

本實施形態中，將軸肩部G1的下端面壓入表面 1b、1b數釐米的程度下進行摩擦攪拌。藉由轉動的旋轉工具G使端面1a、1a的金屬被摩擦攪拌，接合金屬構件1、1。旋轉工具G的移動軌跡形成有塑性化領域W1。攪拌桿G2相對於金屬構件1、1的插入深度可以適當設定，但將攪拌桿G2的前端插入到靠合部J的深度方向1/2以上的位置為止為佳。第一正式接合步驟結束後，解除夾鉗K2後放置金屬構件1、1。又，從架台KA上除去間隙物10。

如第8(a)圖所示，毛邊切除步驟是切除第一正式接合步驟中產生的毛邊V的步驟。毛邊切除步驟中，將產生於金屬構件1、1的表面1b、1b的毛邊V切除，使表面1b、1b平坦化。

第二正式接合步驟是從金屬構件1、1的反面1c、 1c側對靠合部J進行摩擦攪拌接合的步驟。如第8(b)圖所示，第二正式接合步驟中，首先將金屬構件1、1翻面，透過夾鉗K2將金屬構件1、1固定於架台KA。金屬構件1、1的表面1b、1b面會與基板KA1的表面形成面接觸。又，第二正式接合步驟中，從金屬構件1、1的反面1c、1c側對靠合部J插入轉動的旋轉工具G的攪拌桿G2。然後，使旋轉工具G沿著靠合部J相對移動。

本實施形態中，將軸肩部G1的下端面壓入反面 1c、1c數釐米的程度下進行摩擦攪拌。藉由轉動的旋轉工具G使端面1a、1a的金屬被摩擦攪拌，接合金屬構件1、1。旋轉工具G的移動軌跡形成有塑性化領域W2。攪拌桿G2相對於金屬構件1、1的插入深度可以適當設定，但插入到塑性化領域W1與塑性化領域W2接觸的程度為佳。更佳的是，如本實施形態，攪拌桿G2插入到塑性化領域W1的程度。

第二正式接合步驟結束後，解除夾鉗K2放置金屬構件1、1。如第9圖所示，當放置金屬構件1、1時，第二正式接合步驟中形成的塑性化領域W2產生熱收縮，因此金屬構件1、1的背面1c、1c側形成凹狀的凹陷狀態。

矯正步驟是矯正金屬構件1、1的隆起的步驟。前述的正式接合步驟結束後，除去摩擦攪拌時產生的毛邊並且將金屬構件1、1的表面1b、1b翻面向上，配置長板形狀的第一補助構件T1，並使其平行於塑性化領域W1的延長方向。然後，在金屬構件1、1的反面1c、1c的緣部配置長板形狀的第二補助構件T2及第三補助構件T3，使其平行於第一補助構件T1。也就是說，第二補助構件T2及第三補助構件T3挾著塑性化領域W1、W2(第一補助構件T1)配置於兩側。

然後，在第一補助構件T1的上側配置與第一補助構件T1正交的滾筒構件R1，在第二補助構件T2及第三補助構件T3的下側配置與第二補助構件T2及第三補助構件T3正交的滾筒構件R2。也就是說，金屬構件1、1如第10(b)圖所示，以上側凸起的狀態配置於滾筒構件R1、R2之間，透過第一補助構件T1至第三補助構件T3被滾筒構件R1、R2夾持。

第一補助構件T1至第三補助構件T3做為進行滾動矯正時的抵接材，且同時是不會傷害到金屬構件1、1的構件。第一補助構件T1至第三補助構件T3是比金屬構件1、1軟質的材料為佳，例如，能夠使用鋁合金，硬質橡膠、塑膠、木材。也可以省略第一補助構件T1至第三補助構件T3。

當滾筒構件R1、R2彼此靠近對金屬構件1、1施加壓力時，如第10(b)圖及第10(c)圖所示，第一補助構件T1將金屬構件1、1向下側壓，第二補助構件T2及第三補助構件T3將金屬構件1、1的兩端側向上側壓，因此，彎曲力矩作用於金屬構件1、1上。此彎曲力矩會在金屬構件1、1的反面1c、1c側產生拉伸應力，因此金屬構件1、1會強制地被彎成往下側凸起。

又，如第10(a)圖所示，當滾筒構件R1朝箭頭α 方向滾動，滾筒構件R2朝箭頭β方向滾動，滾筒構件R1、R2相對於金屬構件1、1移動於箭頭γ方向(滾動行進方向)。又，當滾筒構件R1朝箭頭β方向滾動，滾筒構件R2朝箭頭α方向滾動，滾筒構件R1、R2相對於金屬構件1、1移動於箭頭δ方向(滾動行進方向)。也就是說，滾動行進方向會與旋轉工具G的移動方向(塑性化領域W1、W2)略平行。

因此，作用於金屬構件1、1的彎曲力矩的位置會伴隨著相對移動而遷移，使金屬構件1、1的全體強制地被彎成往下側凸起。因此，藉由來回地反覆相對移動，可矯正隆起。第一補助構件T1至第三補助構件T3可以因應金屬構件1、1的力學特性或隆起的曲率，設定為使隆起朝向相反側彎回去，來矯正隆起的充分的厚度。

又，可以使滾筒構件R1、R2滾動於金屬構件1、1 的縱方向(塑性化領域W1、W2的平行方向)，進行矯正步驟後，再使滾筒構件R1、R2滾動於橫方向。也就是，配置第一補助構件T1至第三補助構件T3平行於橫方向，且配置滾輪構件R1、R2與第一補助構件T1至第三補助構件T3正交。然後，來回移動滾筒構件R1、R2於橫方向。藉此，能夠平衡地矯正金屬構件1、1。

又，在此將金屬構件1、1的表面1b、1b面向上來進行矯正步驟，但也可以不翻面而將反面1c、1c面向上來進行矯正步驟。

根據以上說明的本實施形態的接合方法，進行第一正式接合步驟時，預先使兩金屬構件1、1傾斜，利用摩擦攪拌接合後的熱收縮，能夠使第一正式接合步驟後被接合的金屬構件1、1平坦化。藉此，即使將金屬構件1、1翻面金屬構件1、1仍為平坦狀態，所以能夠良好地進行地第二正式接合步驟。

又，進行矯正步驟來矯正金屬構件1、1上產生的隆起，能夠使金屬構件1、1平坦化。根據本實施形態，進行一次矯正步驟即可，因此能夠省去繁雜作業。又，在第一正式接合步驟後進行毛邊切除步驟，在第二正式接合步驟中，金屬構件1、1不會晃動而能夠穩定地進行摩擦攪拌。

又，如本實施形態的接合方法，進行第二正式接合步驟時，將攪拌桿G2插入塑性化領域W1，能夠再度攪拌塑性化領域W1的前端側。藉此，當塑性化領域W1發生接合缺陷的情況下，因為塑性化領域W1再次被摩擦攪拌，因此能夠修復該接合缺陷。因此，能夠提高接合部的水密性及氣密性。又，靠合部J的深度方向全體被接合，所以能夠提高接合強度。

又，配置間隙物10於架台KA與金屬構件1、1之間，能夠使金屬構件1、1傾斜並且容易進行將金屬構件1、1靠合的作業。又，只要變更間隙物10的高度，就能夠變更金屬構件1、1的傾斜角度。

在本實施形態使用間隙物10使金屬構件1、1傾斜，但只要使金屬構件1、1傾斜讓靠合部J變高的話，也可以省略間隙物10。又，也可以使用設有凸部或傾斜部的架台來取代間隙物10，進行準備步驟。

[變形例]

第11圖是顯示矯正步驟的變形例的立體圖。變形例的矯正步驟中，進行加壓矯正。如第11圖所示，即使是加壓矯正，也與滾動矯正相同地會配置第一至第三補助構件T1~T3。

配置各補助構件後使用習知的沖壓裝置來推壓金屬構件1、1的表面1b、1b。以沖壓裝置的沖頭P抵住第一補助構件T1，以既定的推力推壓。當藉由沖壓裝置施加壓力於金屬構件1、1時，第一補助構件T1將金屬構件1、1往下側壓，第二補助構件T2及第三補助構件T3將金屬構件1、1的兩端側往上側壓，所以彎曲力矩作用於金屬構件1、1。此彎曲力矩會在金屬構件1、1的反面1c、1c側產生拉伸應力，因此金屬構件1、1會強制地被彎成往下側凸起。

沖壓裝置的推壓力可以根據金屬構件1、1的厚度或材料而適當地設定，但以製造出彎曲力矩，使拉伸應力產生於金屬構件1、1的反面1c、1c，將反面1c、1c側往下凸起為佳。

又，加壓矯正中，不只金屬構件1、1的中央，也推壓其他部位的話，能夠平衡地提高平坦性。

以上說明了本發明的實施形態及變形例，但在不違反本發明旨趣的範圍內可以做適當的設計變更。例如，本實施形態中，使金屬構件1、1兩方傾斜相同的角度，但兩者的傾斜角度也可以不同。可以使一個金屬構件1保持水平，另一個金屬構件1傾斜。又，可不將金屬構件1、1的另一端側固定於架台的情況下，進行第一正式接合步驟及第二正式接合步驟。

[第五實施形態]

以下參照圖式說明本發明的第五實施形態。首先說明本實施形態中使用的可動式架台。

如第12圖所示，第五實施形態的接合方法中，使用可動式架台30。可動式架台30是並排分割架台31與分割架台32於橫方向上而成。可動式架台30是用以接合金屬構件1X、1Y(參照第13(a)圖)的架台，分割架台31以可相對於分割架台32升降的方式形成。

分割架台31是以基板31a、夾鉗31b、冷卻流路31c所構成。分割架台31藉由設置於基板31a下部的升降部(圖式省略)以可上下移動的方式形成。基板31a是金屬製，呈立方體。基板31a以傳熱性高的金屬形成為佳。夾鉗31b是將金屬構件1Y(參照第13(a)圖)固定於基板31a的構件。夾鉗31b設置複數個於基板31a的表面31d。

冷卻流路31c是冷卻媒體流過的流路，形成複數個於基板31a的內部。藉由冷卻媒體流進冷卻流路31c，能夠冷卻金屬構件1X、1Y(參照第13(a)圖)。冷卻流路31c在本實施型態中以筒狀的管形成。冷卻流路31c在靠近表面31d的部位，平行於表面31d配設。冷卻流路31c的數目沒有特別限制，但本實施型態中設置3路。

分割架台32是以基板32a、夾鉗32b、冷卻流路32c 所構成。分割架台32以不上下移動的方式形成。基板32a是金屬製，呈立方體。基板32a以傳熱性高的金屬形成為佳。基板32a的側面32e與基板31a的側面31e面接觸。側面31e與側面32e面接觸會形成邊界面S。夾鉗32b是將金屬構件1X(參照第13(a)圖)固定於基板32a的構件。夾鉗32b設置複數個於基板32a的表面32d。

冷卻流路32c是冷卻媒體流過的流路，形成複數個於基板32a的內部。藉由冷卻媒體流進冷卻流路32c，能夠冷卻金屬構件1X、1Y(參照第13(a)圖)。冷卻流路32c在本實施型態中以筒狀的管形成。冷卻流路32c在靠近表面32d的部位，平行於表面32d配設。冷卻流路32c的數目沒有特別限制，但本實施型態中設置3路。

可動式架台30在本實施型態中以分割架台31為可動式，以分割架台32為固定式，但分割架台31及分割架台32中的至少一者以可升降的方式構成即可。

接著，說明第五實施形態的接合方法。如第13(a) 圖所示，第五實施形態中，將靠合兩金屬構件1X、1Y的端部而形成的靠合部J以摩擦攪拌的方式接合。第五實施形態的接合方法中，會進行準備步驟、第一正式接合步驟、毛邊切除步驟、第二正式接合步驟。

金屬構件1X、1Y是金屬製的板狀構件。金屬構件 1X、1Y為同等的形狀。又，金屬構件1X、1Y是以同等的材料形成。金屬構件1X、1Y的材料是可摩擦攪拌的金屬的話並沒有特別的限制，例如可從鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等中適當地選擇。

準備步驟是將金屬構件1X、1Y靠合，同時使其中一者的金屬構件1X傾斜的步驟。準備步驟中，首先移動分割架台31，使分割架台31的表面31d與分割架台32的表面32d形成同一面。藉此，表面31d與表面32d形成同一平面的平坦架台。

接著，將金屬構件1X、1Y載置於表面31d及表面32d 上。且同時將金屬構件1X、1Y的端面1a、1a靠合來形成靠合部J。此時，設定靠合部J位於分割架台31上的位置。換言之，設定靠合部J位於比邊界面S更靠分割架台31側的位置。

接著，如第13(b)圖所示，使分割架台31相對於分割架台32上升。藉此，表面31d的位置變得比表面32d高，可動式架台30的表面形成階差。申請專利範圍中的「載置部」在本實施型態中是由因為高度位置不同的表面31d、32d而形成階差的分割架台31、32所構成。

使分割架台31上升，金屬構件1X傾斜，使一端側(端面1a側)變得比另一端側高。也就是，金屬構件1X的另一端側抵接表面32d，一端側被分割架台31往上方抬而傾斜。另一金屬構件1Y處於略水平地載置於分割架台31的表面31d上的狀態。然後，以夾鉗31b、32b分別將金屬構件1X、1Y固定。

當金屬構件1X、1Y固定於可動式架台30，端面1a、1a的下端形成抵接的狀態，但端面1a、1a的上端形成稍微分離的狀態。

金屬構件1X的傾斜角度並沒有特別限定，但可以考量金屬構件1X、1Y的材質、各部位的尺寸、後述的正式接合步驟的入熱量或接合後的熱收縮等來適當設定傾斜角度，藉由第一正式接合步驟後的熱收縮使金屬構件1X、1Y平坦化。

第一正式接合步驟是從金屬構件1X、1Y的表面1b、1b側對靠合部J進行摩擦攪拌接合的步驟。如第14(a)圖所示，第一正式接合步驟在本實施形態中使用旋轉工具G。旋轉工具G由呈圓柱狀的軸肩部G1、從軸肩部G1的下端面突出的攪拌桿G2所構成。攪拌桿G2呈錐狀。

第一正式接合步驟中，從金屬構件1X、1Y的表面1b、1b側對靠合部J插入轉動的旋轉工具G的攪拌桿G2。然後，使旋轉工具G沿著靠合部J相對移動。

本實施形態中，將軸肩部G1的下端面壓入表面1b、1b數釐米的程度下進行摩擦攪拌。又，旋轉工具G的旋轉方向及行進方向設定為剪切側為金屬構件1Y側(金屬構件配置成略水平側)。具體來說，使旋轉工具G向左旋轉並往內側方向(第14(a)圖中進入紙面方向)移動。藉由轉動的旋轉工具G使端面1a、1a的金屬被摩擦攪拌，接合金屬構件1X、1Y。旋轉工具G的移動軌跡形成有塑性化領域W1。

當金屬構件1X略水平地配置，且使金屬構件1Y傾斜的情況下，設定使金屬構件1X為剪切側。也就是說，在這種情況下，使旋轉工具G向右旋轉並往內側方向(第14(a)圖中進入紙面方向)移動。

攪拌桿G2相對於金屬構件1X、1Y的插入深度可以適當設定，但將攪拌桿G2的前端插入到靠合部J的深度方向1/2以上的位置為止為佳。第一正式接合步驟結束後，解除夾鉗31b、32b後放置金屬構件1X、1Y。第一正式接合步驟後，利用熱收縮的作用，金屬構件1X、1Y變得平坦。

如第14(b)圖所示，毛邊切除步驟是切除第一正式接合步驟中產生的毛邊V的步驟。毛邊切除步驟中，將產生於金屬構件1X、1Y的表面1b、1b的毛邊V切除，使表面1b、1b變平滑。

第二正式接合步驟是一邊使冷媒流進可動式架台30的冷卻流路31c來冷卻金屬構件1X、1Y，一邊從金屬構件1X、1Y的反面1c、1c側對靠合部J進行摩擦攪拌接合的步驟。如第14(c)圖所示，第二正式接合步驟中，首先使分割架台31下降，讓表面31d、32d成為同一平面。藉此，形成表面31d與表面32d成為同一平面的平坦架台。

第二正式接合步驟中，將金屬構件1X、1Y翻面，透過夾鉗31b、32b將金屬構件1X、1Y固定於可動式架台30。金屬構件1X、1Y的表面1b、1b面會與表面31d、32d形成面接觸。如第14(c)圖所示，第二正式接合步驟中，從金屬構件1X、1Y的反面1c、1c側對靠合部J插入轉動的旋轉工具G的攪拌桿G2。然後，使冷卻媒體流進冷卻流路31c、32c，一邊冷卻金屬構件1X、1Y，一邊使旋轉工具G沿著靠合部J相對移動。

本實施形態中，將軸肩部G1的下端面壓入反面1c、1c數釐米的程度下進行摩擦攪拌。藉由轉動的旋轉工具G使端面1a、1a的金屬被摩擦攪拌，接合金屬構件1X、1Y。旋轉工具G的移動軌跡形成有塑性化領域W2。攪拌桿G2相對於金屬構件1X、1Y的插入深度可以適當設定，但插入到塑性化領域W1與塑性化領域W2接觸的程度為佳。更佳的是，如本實施形態，攪拌桿G2插入到塑性化領域W1的程度。藉由以上的步驟，來接合金屬構件1X、1Y。

根據以上說明的本實施形態的接合方法，在進行第一正式接合步驟時，預先使兩金屬構件1X、1Y的一者傾斜，利用摩擦攪拌接合後的熱收縮，能夠使第一正式接合步驟後接合的金屬構件1X、1Y平坦化。

又，根據本實施型態，因為使用可升降的可動式架台30，所以能夠容易地調節金屬構件1X的傾斜角度。又，也可以在可動式架台30為階差架台的狀態下靠合金屬構件1X、1Y，但如本實施型態一般，從沒有階差的平坦架台的狀態開始上升分割架台31，要微調整金屬構件1X的傾斜角度較容易。

又，在第一正式接合步驟後被接合的金屬構件 1X、1Y變得平坦，所以能夠使各分割架台31、32的表面31d、32d成為同一平面的狀態下穩定地進行第二正式接合步驟。又，一邊冷卻金屬構件1X、1Y，一邊進行摩擦攪拌，因此能夠抑制摩擦攪拌接合後的熱收縮發生。藉此，能夠使第二正式接合步驟後的金屬構件1X、1Y平坦化。又，藉由使用可動式架台30，能夠以一個架台進行各步驟。

又，進行毛邊切除步驟，能夠使金屬構件1X、1Y的表面1b、1b與表面31d、32d面接觸。藉此，能夠提高冷卻效率。又，藉由沿著靠合部J的延長方向來配設冷卻流路31c、32c，能夠集中地冷卻摩擦熱產生的部分，因此能夠提高冷卻效率。又，第一正式接合步驟中形成於塑性化領域W1內的接合缺陷能夠在第二正式接合步驟中被再次摩擦攪拌，因此能夠提高接合部的水密性及氣密性，且同時提高接合強度。

又，本實施型態中，第一正式接合步驟中，設定旋轉工具G的旋轉方向及行進方向，使另一金屬構件1Y側為剪切側。藉此，第一正式接合步驟中，剪切側(另一金屬構件1Y側)的入熱量比流動側(金屬構件1X側)大。然而，因為使分割架台31的表面31d與金屬構件1Y的背面1c面接觸，除熱效率變高(參照第14(a)圖的箭頭Q)，殘留於金屬構件1Y的熱量變小。藉此，能夠抑制金屬構件1Y的熱收縮。

另一方面，在金屬構件1X這邊，金屬構件1X的另一端側及一端側分別只與表面32d、31d線接觸，因此除熱效率變低。然而，因為金屬構件1X側為流動側(旋轉工具轉動於旋轉工具的移動方向的相反方向，使旋轉工具對於被接合部的相對速度較低的一側)，所以入熱量比剪切側小。藉此，能夠縮小殘留於金屬構件1X的熱量。

[變形例]

第15圖係顯示第五實施型態的變形例的剖面圖，(a)顯示第二正式接合步驟前，(b)顯示第二正式接合步驟中。第五實施型態的第二正式接合步驟中，一邊冷卻金屬構件1X、1Y一邊進行摩擦攪拌，但並不限定於此。

第15(a)圖及第15(b)圖所示的變形例的第二正式接合步驟中，使用正式接合用旋轉工具F來進行摩擦攪拌接合。正式接合用旋轉工具F是由連結部F1、攪拌桿F2所構成。正式接合用旋轉工具F例如以工具鋼形成。連結部F1是連結摩擦攪拌裝置(圖式省略)的旋轉軸的部位。

攪拌桿F2從連結部F1垂下並且與連結部F1同軸。攪拌桿F2越離開連結部F1前端越細。攪拌桿F2的外周面刻有螺旋溝F3。本實施形態中，將正式接合用旋轉工具F用右旋轉，因此螺旋溝F3從基端往前端向左旋地形成。換言之，若從基端朝向前端沿著螺旋溝F3軌跡移動，螺旋溝F3從上方看是向左旋轉地形成。

將正式接合用旋轉工具F朝向左旋轉的情況下，將螺旋溝F3從基端往前端向右旋地形成為佳。換言之，若從基端朝向前端沿著螺旋溝F3軌跡移動，螺旋溝F3從上方看是向右旋轉地形成。將螺旋溝F3做這樣的設定，摩擦攪拌時塑性流動化的金屬會被螺旋溝F3導引到攪拌桿F2的前端側。藉此，能夠減少溢出到被接合金屬構件(金屬構件1X、1Y)的外部的金屬量。

變形例的第二正式接合步驟中，如第15(b)圖所示，將攪拌桿F2從金屬構件1X、1Y的反面1c、1c側插入靠合部J，僅攪拌桿F2接觸金屬構件1X、1Y的狀態下進行摩擦攪拌接合。攪拌桿F2的移動軌跡會形成塑性化領域W2。攪拌桿F2的插入深度可以適當地設定，但如本實施形態將攪拌桿F2的前端插入到塑性化領域W1的程度為佳。

根據變形例的第二正式接合步驟，例如，如第五實施形態軸肩部G1不接觸金屬構件1X、1Y，僅攪拌桿F2接觸金屬構件1X、1Y，因此能夠減小入熱量。藉此，即使不冷卻金屬構件1X、1Y也能夠抑制金屬構件1X、1Y的變形。藉此，能夠使第二正式接合步驟後的金屬構件1、1平坦化。

又，變形例中，使用正式接合用旋轉工具F來進行第二正式接合步驟，但也可以使用例如比旋轉工具G小的小型旋轉工具H(參照第17(b)圖)來進行摩擦攪拌，使入熱量減小。即使這樣做，就算不冷卻金屬構件1X、1Y也會減小入熱量，藉此能抑制金屬構件1X、1Y的熱收縮。

第二正式接合步驟中，使用正式接合用旋轉工具F或小型旋轉工具H的情況下，也可以一邊冷卻金屬構件1X、1Y一邊進行摩擦攪拌。藉此，殘留於金屬構件1X、1Y內的熱量會進一步減小，而能夠抑制金屬構件1X、1Y的熱收縮。

[第六實施形態]

接著，說明本發明第六實施形態的接合方法。第六實施形態的接合方法中，如第16(a)圖及第16(b)圖所示，使用具有階差的階差架台40與沒有階差的平坦架台50這點與第五實施形態不同。第六實施形態中，將主要說明與第五實施形態不同的部分。

如第16(a)圖所示，階差架台40是由基板41與夾鉗42所構成。基板41是由表面40a、形成於比表面40a低的位置的表面40b、垂直於表面40a及40b的垂直面40c所構成。申請專利範圍中的「載置部」在本實施形態中是由階差架台40所構成，階差架台40上具有由高度位置不同的表面40a、40b所形成的階差。

如第16(b)圖所示，平坦架台50是由基板51、夾持構件52、52、複數的冷卻流路53所構成。基板51呈立方體，且以傳熱性高的金屬形成為佳。

接著說明第六實施形態的接合方法。如第16(a)圖所示，第六實施形態的接合方法中，會進行準備步驟、第一正式接合步驟、毛邊切除步驟、第二正式接合步驟。

準備步驟是將金屬構件1X、1Y靠合，並且使其中之一的金屬構件1X傾斜的步驟。準備步驟中，首先靠合金屬構件1X、1Y，使靠合部J位於比垂直面40c更靠表面40a側。藉此，一邊的金屬構件1X會傾斜，其一端側(端面1a側)比另一端側高。另一金屬構件1Y在表面40a上會載置成略水平的狀態。然後，用夾鉗42、42將金屬構件1X、1Y分別固定。

第一正式接合步驟是從金屬構件1X、1Y的表面1b、1b側對靠合部J進行摩擦攪拌的步驟。第一正式接合步驟及毛邊切除步驟與第五實施形態相同。

第二正式接合步驟如第16(b)圖所示，是使用平坦架台50一邊冷卻金屬構件1X、1Y，一邊從金屬構件1X、1Y的反面1c、1c側對靠合部J進行摩擦攪拌的步驟。第二正式接合步驟中，將金屬構件1X、1Y翻面，透過夾持構件52、52將金屬構件1X、1Y固定不動。金屬構件1X、1Y的表面1b、1b會與表面50a面接觸。

然後，第二正式接合步驟中，將轉動的旋轉工具G的攪拌桿G2從金屬構件1X、1Y的反面1c、1c插入靠合部J。然後，使冷卻媒體流進冷卻流路53一邊冷卻金屬構件1X、1Y一邊使旋轉工具G沿著靠合部J相對移動。進行第二正式接合步驟時，將攪拌桿G2插入到第一正式接合步驟中形成的塑性化領域W1的程度這點與第五實施形態相同。

如以上說明的本實施形態的接合方法，即使在第一正式接合步驟及第二正式接合步驟中使用各自的架台，也能夠達成與第五實施形態略同等的效果。

以上說明了本發明第六實施形態，但在不違反本發明旨趣的範圍內可以做適當的設計變更。第二正式接合步驟中，一邊冷卻金屬構件1X、1Y一邊進行摩擦攪拌，但並不限定於此。例如，也可以使用正式接合用旋轉工具F(參照第15(a)圖、第15(b)圖)或比旋轉工具G小的小型工具H(參照第17(b)圖)來進行摩擦攪拌，以減小入熱量。藉此，即使不冷卻金屬構件1X、1Y也會減小入熱量，藉此能夠抑制金屬構件1X、1Y的熱收縮，且能夠使第二正式接合步驟後的金屬構件1、1平坦化。

第二正式接合步驟中，使用正式接合用旋轉工具F或小型旋轉工具H的情況下，也可以一邊冷卻金屬構件1X、1Y一邊進行摩擦攪拌。藉此，殘留的熱量會進一步減小，而能夠抑制金屬構件1X、1Y的熱收縮。

[第七實施形態]

接著說明本發明的第七實施形態的接合方法。第七實施形態的接合方法中，如第17(a)圖所示，使用插入板70這點與第五實施形態不同。第七實施形態中，將主要說明與第五實施形態不同的部分。

第七實施形態中，使用沒有階差的平坦架台60與插入板70。平坦架台60由基板61、夾鉗62、冷卻流路63所構成。基板61呈立方體。基板61的表面61a為平坦狀。基板61以傳熱性高的金屬形成為佳。基板61配設了複數的冷卻流路63。

插入板70是金屬製的板狀構件。中間板70的材料是金屬的話沒有特別限制，但以熔點高且傳熱性高者為佳。插入板70例如以鐵、銅、鋁合金等形成為佳。

接著說明第七實施形態的接合方法。如第17(a)圖所示，第七實施形態的接合方法中，會進行準備步驟、第一正式接合步驟、毛邊切除步驟、第二正式接合步驟。

準備步驟是將金屬構件1X、1Y靠合，並且使其中之一的金屬構件1X傾斜的步驟。準備步驟中，首先將插入板70載置於基板61的表面61a。插入板70的反面70b會與表面61a面接觸。藉此，載置金屬構件1X、1Y的載置部形成階差。申請專利範圍中的「載置部」在本實施形態中是以平坦架台60及插入板70所構成。高度位置不同的表面61a及表面70a會形成階差。

然後，在準備步驟中，靠合金屬構件1X、1Y，使靠合部J位於比插入板70上。藉此，金屬構件1X會傾斜，其一端側(端面1a側)比另一端側高。另一金屬構件1Y在插入板70的表面70a上會載置成略水平的狀態。然後，用夾鉗62、62將金屬構件1X、1Y分別固定。

第一正式接合步驟是從金屬構件1X、1Y的表面1b、1b側對靠合部J進行摩擦攪拌接合的步驟。本實施形態中，設定旋轉工具G的旋轉方向及行進方向，使插入板70(金屬構件的反面與表面70a面接觸側)側為剪切側。也就是說，本實施形態中，一邊使旋轉工具G向左旋轉，一邊使旋轉工具G朝金屬構件1X、1Y的內側方向(第17(a)圖中進入紙面方向)移動。毛邊切除步驟與第五實施形態相同。

將金屬構件1X的反面1c配置於插入板70上，且使金屬構件1X水平載置，使另一金屬構件1Y傾斜的情況下，則一邊使旋轉工具G向右旋轉，一邊使旋轉工具G朝金屬構件1X、1Y的內側方向(第17(a)圖中進入紙面方向)移動。藉此，在這個情況下，略水平配置的金屬構件1X側變為剪切側。

第二正式接合步驟如第17(b)圖所示，是一邊冷卻金屬構件1X、1Y，一邊使用小型旋轉工具H從金屬構件1X、1Y的反面1c、1c側進行摩擦攪拌接合的步驟。在第二正式接合步驟中，首先從基板61上拿下插入板70。然後將金屬構件1X、1Y翻面，以夾鉗62固定金屬構件1X、1Y。金屬構件1X、1Y的表面1b、1b會與表面61a面接觸。

然後，第二正式接合步驟中，將轉動的小型旋轉工具H從金屬構件1X、1Y的反面1c、1c側插入靠合部J。小型旋轉工具H比旋轉工具G小。小型旋轉工具H由呈圓柱狀的軸肩部H1、從軸肩部H1的下端面突出的攪拌桿H2所構成。攪拌桿H2呈錐狀。

第二正式接合步驟中，一邊使冷卻媒體流入冷卻流路63來冷卻金屬構件1X、1Y，一邊將軸肩部H1的下端面壓入到背面1c、1c數釐米的程度來進行摩擦攪拌。小型旋轉工具H的移動軌跡會形成塑性化領域W2。攪拌桿H2的插入深度適當設定即可，但插入到塑性化領域W1與塑性化領域W2接觸的程度為佳。更佳的是，如本實施形態，攪拌桿H2插入到塑性化領域W1的程度為佳。

如以上說明的第七實施形態，可使用插入板70來設置具有階差的載置部。本實施形態中，在進行第一正式接合步驟時，使其中一金屬構件1X預先傾斜，並利用摩擦攪拌接合後的熱收縮，能夠使在第一正式接合步驟後被接合的金屬構件1X、1Y平坦化。

又，第二正式接合步驟中，使用拿掉插入板70的的具有平坦表面61a的沒有階差的平坦架台60。因為第一正式接合步驟後被接合的金屬構件1X、1Y變成平坦，所以能夠使用平坦架台60穩定地進行第二正式接合步驟。

又，第二正式接合步驟中，使用小型旋轉工具H來進行摩擦攪拌接合，能夠縮小入熱量。又，本實施形態中，在第二正式接合步驟一邊冷卻金屬構件1X、1Y，一邊進行摩擦攪拌。藉此，殘留於第二正式接合步驟後的金屬構件1X、1Y內的熱量會進一步減小，而能夠抑制金屬構件1X、1Y的熱收縮。

又，藉由在平坦架台60的表面61a上配置或除去插入板70，能夠使用同一個平坦架台60來進行第一正式接合步驟及第二正式接合步驟。

又，本實施形態的第一正式接合步驟中，設定旋轉工具G的旋轉方向及行進方向，使插入板70側為剪切側。藉此，第一正式接合步驟中，剪切側(另一金屬構件1Y側)的入熱量比流動側(金屬構件1X側)大。然而，透過插入板70將熱排向基板61側(參照第17(a)圖的箭頭Q)，殘留於金屬構件1Y的熱量變小。藉此，能夠抑制金屬構件1Y的熱收縮。

另一方面，在金屬構件1X這邊，金屬構件1X的另一端側及一端側分別只與表面61a及表面70a線接觸，因此除熱效率變低。然而，因為金屬構件1Y側為流動側(旋轉工具轉動於旋轉工具的移動方向的相反方向，使旋轉工具對於被接合部的相對速度較低的一側)，所以入熱量比剪切側小。藉此，能夠縮小殘留於金屬構件1X的熱量。

第七實施形態中，也可使用正式接合用旋轉工具F替代小型旋轉工具H來進行第二正式接合步驟。又，第二正式接合步驟中，也可省略金屬構件1X、1Y的冷卻作業。

[變形例]

第18圖是顯示本發明第七實施形態的變形例的剖面圖，(a)顯示第一正式接合步驟，(b)顯示第二正式接合步驟。該變形例中，第二正式接合步驟使用與第一正式接合步驟不同的插入板這點與第七實施形態不同。該變形例中，主要說明與第七實施形態不同的部分。

該變形例的接合方法中，進行準備步驟、第一正式接合步驟、毛邊切除步驟、第二正式接合步驟。準備步驟中，與第七實施形態相同方式，使用插入板(第一插入板)70讓其中之一的金屬構件1X傾斜。又，將金屬構件1Y配置在插入板70的表面70a。第一正式接合步驟及毛邊切除步驟與第七實施形態相同。

第二正式接合步驟，如第18(b)圖所示，是配置插入板(第二插入板)71，一邊冷卻金屬構件1X、1Y一邊使用小型旋轉工具H從金屬構件1X、1Y的反面1c、1c側進行摩擦攪拌接合的步驟。第二正式接合步驟中，首先從基板61拿下插入板70，且配置插入板71於基板61。插入板71為板狀構件，用與插入板70相同的材料形成。又，插入板71是以與金屬構件1X、1Y相同的寬度形成。插入板71的反面71b會與基板61的表面61a面接觸。

將金屬構件1X、1Y翻面，以夾鉗62固定金屬構件1X、1Y。金屬構件1X、1Y的表面1b、1b全面與插入板71的表面71a面接觸。

第二正式接合步驟中，將轉動的小型旋轉工具H從金屬構件1X、1Y的反面1c、1c側插入靠合部J。第二正式接合步驟中，一邊使冷卻媒體流入冷卻流路63來冷卻金屬構件1X、 1Y，一邊將軸肩部H1的下端面壓入到背面1c、1c數釐米的程度來進行摩擦攪拌。小型旋轉工具H的移動軌跡會形成塑性化領域W2。攪拌桿H2的插入深度適當設定即可，但插入到塑性化領域W1與塑性化領域W2接觸的程度為佳。更佳的是，攪拌桿H2插入到塑性化領域W1的程度為佳。

如以上說明的第七實施形態的變形例，可以使用插入板70來設置具有階差的載置部。本變形例中，進行第一正式接合步驟時，使其中一金屬構件1X預先傾斜，並利用摩擦攪拌接合後的熱收縮，能夠使在第一正式接合步驟後被接合的金屬構件1X、1Y平坦化。

又，第二正式接合步驟中，使用表面71a平坦的插入板71。因為第一正式接合步驟後被接合的金屬構件1X、1Y變成平坦，所以能夠使用插入板71穩定地進行第二正式接合步驟。

又，第二正式接合步驟中，使用小型旋轉工具H來進行摩擦攪拌接合，能夠縮小入熱量。又，插入板71的反面71b與基板61的表面61a面接觸，且金屬構件1X、1Y的表面1b、1b與插入板71的表面71a面接觸。藉此，金屬構件1X、1Y全面透過插入板71將熱排向基板61側(參照第18(b)圖的箭頭R)，因此殘留於金屬構件1X、1Y的熱量變小。又本變形例中，在第二正式接合步驟一邊冷卻金屬構件1X、1Y一邊進行摩擦攪拌。藉此殘留於金屬構件1X、1Y內的熱量進一步縮小，而能夠使金屬構件1X、1Y平坦化。

又，插入板71的大小並沒有特別限制，但將金屬構件1X、1Y的表面1b、1b全面與插入板71面接觸能夠提高散熱效率。又，第二正式接合步驟中，也可省略金屬構件1X、1Y的冷卻作業。

第七實施形態的變形例中，也可以使用正式接合用旋轉工具F替代小型旋轉工具H來進行第二正式接合步驟。在這個情況下，因為僅攪拌桿F2接觸金屬構件1X、1Y，所以能夠縮小入熱量。藉此，能夠抑制金屬構件1X、1Y的變形。又，在這個情況下也能夠在第二正式接合步驟中省略金屬構件1X、1Y的冷卻作業。

又，本變形例中，分別使用了插入板(第一插入板)70與插入板(第二插入板)71，但也可以使用插入板70於第二正式接合步驟中。又，也可以在第二正式接合步驟中，並排兩片插入板70。

以上說明了本發明的實施形態及變形例，但在不違反本發明旨趣的範圍內可以做適當的設計變更。例如，前述實施形態與變形例中，進行了第二正式接合步驟，但也可以省略第二正式接合步驟。又，前述實施形態與變形例中，以夾鉗固定金屬構件1X、1Y的另一端側，但也可不將金屬構件1X、1Y的另一端側固定於架台的情況下，進行第一正式接合步驟及第二正式接合步驟。

又，本實施形態及變形例，第一正式接合步驟中，設定旋轉工具的旋轉方向及行進方向，使另一方的金屬構件1Y側(與架台或插入板面接觸的金屬構件側)為剪切側，但要如何設定旋轉工具的剪切側、流動側，可以考慮金屬構件1X、1Y 的材質、各部位的尺寸、正式接合步驟的入熱量或接合後的熱收縮等後再適當地設定。

1‧‧‧金屬構件

1a‧‧‧端面

1b‧‧‧表面

1c‧‧‧反面

10‧‧‧間隙物

G‧‧‧旋轉工具

G1‧‧‧軸肩部

G2‧‧‧攪拌桿

J‧‧‧靠合部

K‧‧‧第一架台(架台)

K1‧‧‧冷卻板

K2‧‧‧夾鉗

K3‧‧‧冷卻流路

Claims

一種接合方法，包括：準備步驟，將一對的金屬構件的一端側的端面互相靠合，形成靠合部；第一正式接合步驟，從該金屬構件的表面側對該靠合部進行摩擦攪拌；以及第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第一正式接合步驟中，使該金屬構件傾斜，在該金屬構件的一端側比另一端側高的狀態下進行摩擦攪拌，在該第一正式接合步驟結束後，除去在摩擦攪拌中產生的毛邊，並且將該兩金屬構件翻面，進行該第二正式接合步驟。
如申請專利範圍第1項所述之接合方法，其中在該第二正式接合步驟中，一邊以配置於該金屬構件的表面側之下的冷卻板進行冷卻，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第1項所述之接合方法，其中在該準備步驟中，配置間隙物於架台與該金屬構件的反面側之間，且使用該間隙物讓該各金屬構件傾斜，使該一端側比該另一端側高。
如申請專利範圍第3項所述之接合方法，其中該架台具備該冷卻板。
如申請專利範圍第1項所述之接合方法，其中預先設置凸部於載置該金屬構件的架台上，在該準備步驟中，使用該凸部讓該各金屬構件傾斜，使該一端側比該另一端側高。
如申請專利範圍第1項所述之接合方法，其中預先設置傾斜載置部於載置該金屬構件的架台上，在該準備步驟中，使用該傾斜載置部讓該金屬構件中的至少一者傾斜，使該一端側比該另一端側高。
如申請專利範圍第1項所述之接合方法，其中在該第二正式接合步驟中，一邊將旋轉工具的攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第1項所述之接合方法，更包括：矯正步驟，在該第二正式接合步驟後，矯正該第二正式接合步驟中因摩擦攪拌而形成於該金屬構件的表面側的呈凸狀的隆起。
如申請專利範圍第8項所述之接合方法，其中在該矯正步驟中，使該金屬構件的背面側會產生拉伸應力的彎曲力矩作用，藉以矯正該隆起。
如申請專利範圍第8項所述之接合方法，其中在該矯正步驟中，用一對的滾筒構件在該金屬構件的表面及反面移動，藉由滾動矯正來矯正該隆起，且將該第一正式接合步驟及該第二正式接合步驟中的旋轉工具的移動方向做為該滾筒構件的行進方向。
如申請專利範圍第10項所述之接合方法，其中在該矯正步驟中，沿著該第一正式接合步驟中形成的塑性化領域，配置抵接該金屬構件的表面的第一補助構件，另外挾著該塑性化領域在兩側，配置抵接該金屬構件的反面的第二及第三補助構件，在此狀態下進行該滾動矯正。
如申請專利範圍第11項所述之接合方法，其中以比該金屬構件硬度低的材料來形成該各補助構件。
如申請專利範圍第8項所述之接合方法，其中在該矯正步驟中，利用加壓矯正來矯正該隆起。
如申請專利範圍第13項所述之接合方法，其中在該矯正步驟中，沿著該第一正式接合步驟中形成的塑性化領域，配置抵接該金屬構件的表面的第一補助構件，另外挾著該塑性化領域在兩側，配置抵接該金屬構件的反面的第二及第三補助構件，在此狀態下進行該加壓矯正
如申請專利範圍第14項所述之接合方法，其中以比該金屬構件硬度低的材料來形成該各補助構件。
一種接合方法，包括：準備步驟，將一對的金屬構件的一端側的端面互相靠合，形成靠合部；以及第一正式接合步驟，從該金屬構件的表面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在第一正式接合步驟中，設置階差於載置該金屬構件的載置部，利用該階差讓其中之一的該金屬構件傾斜，使其中之一的該金屬構件的一端側比另一端側高，將另一該金屬構件略水平地載置於該載置部，在此狀態下進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第16項所述之接合方法，其中並排一對的分割架台來形成該載置部，且至少一者的該分割架台以可升降的方式形成，該第一正式接合步驟中，相對於其中之一的該分割架台的表面，使另一該分割架台的表面位於上方的狀態下進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第17項所述之接合方法，其中在該準備步驟中，設定該各分割架台的表面在同一平面，並且靠合一對的該金屬構件時，使該靠合部位於另一該分割架台之上，之後使另一該分割架台相對於其中之一的該分割架台上升，藉此使其中之一的該金屬構件傾斜。
如申請專利範圍第17項所述之接合方法，其中在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使該各分割架台的表面位於同一平面，且使冷卻媒體流進形成於一對的該分割架台的內部的冷卻流路，一邊冷卻該金屬構件，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第19項所述之接合方法，其中在該第二正式接合步驟中，一邊將攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第17項所述之接合方法，其中在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使該各分割架台的表面位於同一平面，使用比該第一正式接合步驟中使用的旋轉工具小的小型旋轉工具來進行摩擦攪拌，或是僅攪拌桿接觸該金屬構件的狀態下來進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第21項所述之接合方法，其中在該第二正式接合步驟中，一邊將攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第16項所述之接合方法，其中在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使用沒有階差的平坦架台，並且使冷卻媒體流進該平坦架台的冷卻流路，一邊冷卻該金屬構件，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第23項所述之接合方法，其中在該第二正式接合步驟中，一邊將攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第16項所述之接合方法，其中在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使用沒有階差的平坦架台，並且使用比該第一正式接合步驟中使用的旋轉工具小的小型旋轉工具來進行摩擦攪拌，或是僅攪拌桿接觸該金屬構件的狀態下來進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第25項所述之接合方法，其中在該第二正式接合步驟中，一邊將攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第16項所述之接合方法，其中以沒有階差的平坦架台以及配置於該平坦架台的表面上的金屬製的插入板來形成該載置部，在該第一正式接合步驟中，使另一該金屬構件的反面與該插入板的表面面接觸，且利用該插入板形成的階差讓其中之一的該金屬構件傾斜，在此狀態下進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第27項所述之接合方法，其中在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，在該第二正式接合步驟中，除去該插入板，並且使冷卻媒體流進該平坦架台的冷卻流路，一邊冷卻該金屬構件，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第28項所述之接合方法，其中在該第二正式接合步驟中，一邊將攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第27項所述之接合方法，其中在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，在該第二正式接合步驟中，除去該插入板，並且使用比該第一正式接合步驟中使用的旋轉工具小的小型旋轉工具來進行摩擦攪拌，或是僅攪拌桿接觸該金屬構件的狀態下來進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第30項所述之接合方法，其中在該第二正式接合步驟中，一邊將攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第27項所述之接合方法，其中在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使該金屬構件的表面與金屬製的插入板的表面面接觸，並且使冷卻媒體流進該平坦架台的冷卻流路，一邊冷卻該金屬構件，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第32項所述之接合方法，其中在該第二正式接合步驟中，一邊將攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第27項所述之接合方法，其中在進行該第一正式接合步驟後，切除摩擦攪拌時產生的毛邊，並且將該金屬構件翻面，該接合方法更包括：第二正式接合步驟，從該金屬構件的反面側對該靠合部進行摩擦攪拌，其中在該第二正式接合步驟中，使該金屬構件的表面與金屬製的插入板的表面面接觸，並且使用比該第一正式接合步驟中使用的旋轉工具小的小型旋轉工具來進行摩擦攪拌，或是僅攪拌桿接觸該金屬構件的狀態下來進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第34項所述之接合方法，其中在該第二正式接合步驟中，一邊將攪拌桿插入到該第一正式接合步驟中所形成的塑性化領域，一邊進行摩擦攪拌。
如申請專利範圍第16項所述之接合方法，其中在該第一正式接合步驟中，設定該旋轉工具的旋轉方向及行進方向，使摩擦攪拌的旋轉工具的剪切側位於另一該金屬構件側。