TWI589381B - Friction stir welding method - Google Patents

Description

摩擦攪拌接合方法

本發明係有關於摩擦攪拌接合方法。

專利文獻1揭露了僅將旋轉工具的攪拌桿插入垂直靠合的兩金屬構件間的內角落來進行摩擦攪拌接合的技術。習知的摩擦攪拌接合方法的旋轉工具不具備軸肩部而僅將旋轉工具的攪拌桿插入內側，因此能夠摩擦攪拌到靠合部的深處位置。

[先行技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開2013-049072號公報

然而，若是習知的摩擦攪拌接合方法，因為沒有以軸肩部推壓塑性流動化的金屬，塑性流動化的金屬容易溢出至內角落的外部。因此，產生了內角落的金屬量不足的問題。

因此，本發明的目的是提出一種摩擦攪拌接合方法，當從兩金屬構件間的內角落對靠合部進行摩擦攪拌接合時，能夠解決內角落的金屬不足的問題。

為了解決這種問題，本發明提出一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合2個金屬構件，包括：靠合步驟，將該2個金屬構件以特定角度靠合，形成靠合部；疊焊熔接步驟，對該靠合步驟中形成的該2個金屬構件的內角落實施疊焊熔接，以熔接金屬覆蓋該內角落；以及內角落接合步驟，僅將旋轉的該攪拌桿插入該熔接金屬及該內角落，使該熔接金屬及該2個金屬構件塑性流動化，進行該靠合部的摩擦攪拌接合。

本發明提供一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合2個金屬構件，包括：靠合步驟，將該2個金屬構件以特定角度靠合，形成靠合部；補助構件配置步驟，在該靠合步驟中形成的該2個金屬構件的內角落配置補助構件；以及內角落接合步驟，僅將旋轉的該攪拌桿插入該補助構件及該內角落，使該補助構件及該2個金屬構件塑性流動化，進行該靠合部的摩擦攪拌接合。

根據上述接合方法，對2個金屬構件的內角落進行預先熔接鋪上熔接金屬，或者是設置補助構件的狀態下進行內角落接合步驟，能夠補充金屬不足，因此能夠防止金屬不足造成的接合不良。又，進行疊焊熔接步驟的情況下，能夠防止進行內角落接合步驟時2個金屬構件之間產生開口。

又，上述接合方法包括外角落接合步驟，從該2個金屬構件的外角落側對該靠合部進行摩擦攪拌接合為佳。

根據上述接合方法，能夠提高靠合部的接合強度。

又，使該外角落接合步驟中形成的塑性化領域與 該內角落接合步驟中形成的塑性化領域重疊為佳。

根據上述接合方法，靠合部的深度方向全體被摩擦攪拌，因此能夠提高氣密性及水密性，且能夠提高接合強度。

又，上述接合方法包括外角落接合步驟，從該2個金屬構件的外角落側對該靠合部進行熔接為佳。

根據上述接合方法，能夠提高靠合部的接合強度。

又，使該外角落接合步驟中形成的熔接金屬與該內角落接合步驟中形成的塑性化領域重疊為佳。

根據上述接合方法，靠合部的深度方向全體被摩擦攪拌，因此能夠提高氣密性及水密性，且能夠提高接合強度。

又，該靠合步驟中，一者的該金屬構件的側面與另一者的該金屬構件的端面靠合，使得一者的該金屬構件的側面與另一者的該金屬構件的側面所形成的內角落之夾角為α的情況下，該內角落接合步驟中，插入該2個側面的交線的該旋轉工具的旋轉中心軸位於假想基準面與該一者的該金屬構件的側面之間為佳，其中該假想基準面通過該交線且與該側面的夾角為α/2。

根據上述接合方法，使旋轉工具傾向一側的該金屬構件，能夠將攪拌桿插入到靠合部的深處位置，因此能夠接合到靠合部的深處位置。

又，本發明提出一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合靠合面的形狀不同的2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的該金屬構件與另一者的該金屬構件靠合，形成靠合部；疊焊熔接步驟，沿著另一者的該金屬 構件的周方向對該靠合部實施疊焊熔接，以熔接金屬覆蓋該2個金屬構件的內角落；以及接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該熔接金屬及該2個金屬構件的狀態下，繞著另一者的該金屬構件的周方向進行該靠合部的摩擦攪拌接合。又，本發明提出一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合靠合面的形狀不同的2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的該金屬構件與另一者的該金屬構件靠合，形成靠合部；補助構件配置步驟，沿著另一者的該金屬構件的周方向對該靠合部配置補助構件，以該補助構件覆蓋該2個金屬構件的內角落；以及接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該補助構件及該2個金屬構件的狀態下，繞著另一者的該金屬構件的周方向進行該靠合部的摩擦攪拌接合。

根據上述摩擦攪拌接合方法，對靠合金屬構件所形成的內角落預先進行疊焊熔接，或者是配置補助構件後再進行摩擦攪拌，能夠消除內角落的金屬不足。

又，該金屬構件任一者皆呈板狀，在該靠合步驟中，使一者的該金屬構件的表面與另一者的該金屬構件的背面靠合為佳。又，其中一者的該金屬構件呈板狀，另一者的該金屬構件呈圓柱狀，在該靠合步驟中，使一者的該金屬構件的表面與另一者的該金屬構件的端面靠合為佳。又，其中一者的該金屬構件呈板狀，另一者的該金屬構件呈筒狀，在該靠合步驟中，使一者的該金屬構件的表面與另一者的該金屬構件的端面靠合為佳。又，其中一者的該金屬構件呈板狀，另一者的該金 屬構件呈圓筒狀，在該靠合步驟中，使一者的該金屬構件的表面與另一者的該金屬構件的端面靠合為佳。又，其中一者的該金屬構件形成有貫通孔，在該靠合步驟中，以另一者的該金屬構件覆蓋該貫通孔，或者是，該貫通孔與另一者的該金屬構件的中空部連通為佳。

根據上述摩擦攪拌接合方法，能夠接合各式各樣形狀的金屬構件。

又，本發明提出一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的金屬構件的側面與另一者的金屬構件的端面靠合以形成靠合部，該2個金屬構件形成從正面觀看為T字狀的被接合金屬構件；疊焊熔接步驟，對該被接合金屬構件的至少一者的內角落實施疊焊熔接，以熔接金屬覆蓋該內角落；以及接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該熔接金屬及該被接合金屬構件的狀態下，進行該靠合部的摩擦攪拌接合。

根據上述摩擦攪拌接合方法，對靠合金屬構件所形成的內角落預先進行疊焊熔接，後再進行摩擦攪拌，能夠消除內角落的金屬不足。

又，在該疊焊熔接步驟中，對該被接合金屬構件的2個內角落實施疊焊熔接，以熔接金屬覆蓋各內角落，在該接合步驟中，進行第一接合步驟與第二接合步驟，該第一接合步驟對該被接合金屬構件的2個角落中的一者進行摩擦攪拌，該第二接合步驟對另一者進行摩擦攪拌，在該第二接合步驟 中，使該攪拌桿進入到該第一接合步驟中形成的塑性化領域，並進行摩擦攪拌為佳。

根據上述摩擦攪拌接合方法，能夠以疊焊熔接步驟提高2個金屬構件間的接合強度，因此能夠穩定地進行接合步驟。又，對兩個內角落進行摩擦攪拌，能夠提高接合部的氣密性及水密性，且同時能夠提高接合強度。再者，使攪拌桿進入一者的塑性化領域的狀態下，進行另一者的接合步驟，能夠更加提高氣密性及水密性。

又，本發明提出一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的金屬構件的側面與另一者的金屬構件的端面靠合以形成靠合部，該2個金屬構件形成從正面觀看為T字狀的被接合金屬構件；補助構件配置步驟，對該被接合金屬構件的至少一者的內角落配置補助構件，以該補助構件覆蓋該內角落；以及接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該補助構件及該被接合金屬構件的狀態下，進行該靠合部的摩擦攪拌接合。

根據上述摩擦攪拌接合方法，對靠合金屬構件所形成的內角落預先配置補助構件，後再進行摩擦攪拌，能夠消除內角落的金屬不足。

又，在該補助構件配置步驟中，對該被接合金屬構件的2個內角落分別配置該補助構件，以覆蓋各內角落，在該接合步驟中，進行第一接合步驟與第二接合步驟，該第一接合步驟對該被接合金屬構件的2個角落中的一者進行摩擦攪 拌，該第二接合步驟對另一者進行摩擦攪拌，在該第二接合步驟中，使該攪拌桿進入到該第一接合步驟中形成的塑性化領域，並進行摩擦攪拌為佳。

根據上述摩擦攪拌接合方法，對兩個內角落進行摩擦攪拌，能夠提高接合部的氣密性及水密性，且同時能夠提高接合強度。再者，使攪拌桿進入一者的塑性化領域的狀態下，進行另一者的接合步驟，能夠更加提高氣密性及水密性。

又，該摩擦攪拌接合方法更包括輔助材配置步驟，在該靠合步驟後，使具備2個工具插入面的輔助材抵接該被接合金屬構件的正面，其中使一者的該補助構件的露出面與該輔助材的一者的該工具插入面成為一個面，使另一者的該補助構件的露出面與該輔助材的另一者的該工具插入面成為一個面為佳。

根據上述摩擦攪拌接合方法，能夠設定接合步驟的旋轉工具的插入位置於輔助材。又，使各補助構件的露出面與輔助材的2個工具插入面分別形成一個面，能夠平滑地進行摩擦攪拌。又因為能夠設定2個接合步驟的插入位置於1個輔助材上，能夠提高作業效率。

根據本發明的摩擦攪拌接合方法，當從兩金屬構件間的內角落對靠合部進行摩擦攪拌接合時，能夠解決內角落的金屬不足的問題。

1‧‧‧金屬構件

1a‧‧‧端面

1b‧‧‧側面

1c‧‧‧側面

1d‧‧‧側面

2‧‧‧金屬構件

2a‧‧‧端面

2b‧‧‧側面

2c‧‧‧側面

2d‧‧‧側面

3‧‧‧輔助材

3a‧‧‧表面

4‧‧‧輔助材

4a‧‧‧表面

4b‧‧‧傾斜面

4c‧‧‧側面

7‧‧‧第一補助構件(補助構件)

7a‧‧‧底面

7b‧‧‧立面

7c‧‧‧傾斜面

8‧‧‧第二補助構件(補助構件)

8a‧‧‧底面

8b‧‧‧立面

8c‧‧‧傾斜面

9‧‧‧補助構件

9a‧‧‧側面

9b‧‧‧側面

9c‧‧‧傾斜面

10‧‧‧金屬構件

10a‧‧‧表面

11‧‧‧貫通孔

20‧‧‧金屬構件

20a‧‧‧表面

20c‧‧‧側面

30‧‧‧第一補助構件(補助構件)

30a‧‧‧底面

30b‧‧‧立面

30c‧‧‧傾斜面

30d‧‧‧端面

31‧‧‧第二補助構件(補助構件)

31a‧‧‧底面

31b‧‧‧立面

31c‧‧‧傾斜面

40‧‧‧金屬構件

40a‧‧‧外周面

40b‧‧‧端面

50‧‧‧補助構件

50a‧‧‧底面

50b‧‧‧立面

50c‧‧‧傾斜面

101‧‧‧金屬構件

101a‧‧‧側面

101b‧‧‧側面

101d‧‧‧正面

102‧‧‧金屬構件

102a‧‧‧側面

102b‧‧‧側面

102d‧‧‧正面

B‧‧‧螺絲孔

C‧‧‧假想基準面

C1‧‧‧交線

D‧‧‧旋轉軸

E1‧‧‧結束位置

E2‧‧‧終點

F‧‧‧正式接合用旋轉工具

F1‧‧‧連結部

F2‧‧‧攪拌桿

F3‧‧‧螺旋溝

Fc‧‧‧旋轉中心軸

G‧‧‧大型旋轉工具

G1‧‧‧軸肩部

G2‧‧‧攪拌桿

G3‧‧‧螺旋溝

H‧‧‧小型旋轉工具

H1‧‧‧軸肩部

H2‧‧‧攪拌桿

H3‧‧‧螺旋溝

M‧‧‧熔接金屬

M1‧‧‧熔接金屬

J1‧‧‧靠合部

J2‧‧‧靠合部

P1‧‧‧第一內角落

P2‧‧‧第二內角落

Q‧‧‧背抵接材

R‧‧‧內角落接合用架台

R1a‧‧‧第一傾斜面

R1b‧‧‧第二傾斜面

R2‧‧‧固定冶具

S‧‧‧間隙

S1‧‧‧開始位置

S2‧‧‧始點

SP‧‧‧開始位置

T‧‧‧輔助材

T1‧‧‧底面

T2‧‧‧傾斜面

T3‧‧‧傾斜面

U‧‧‧熔接金屬

U1‧‧‧熔接金屬

U2‧‧‧熔接金屬

W‧‧‧塑性化領域

W1~W4‧‧‧塑性化領域

第1(a)圖係顯示本實施型態的正式接合用旋轉工具的側面圖；第1(b)圖係顯示正式接合用旋轉工具的接合型態的剖面圖。

第2(a)圖係顯示本實施型態的大型旋轉工具的側面圖；第2(b)圖係顯示小型旋轉工具的側面圖。

第3(a)圖係顯示本發明第一實施型態的靠合步驟的立體圖；第3(b)圖係顯示第一實施型態的外角落接合步驟的立體圖。

第4圖係顯示第一實施型態的疊焊熔接步驟的立體圖。

第5圖係顯示第一實施型態的內角落接合步驟，(a)是立體圖；(b)是剖面圖。

第6(a)圖係顯示本發明第二實施型態的外角落接合步驟的立體圖；第6(b)圖係顯示第二實施型態的內角落接合步驟的剖面圖。

第7(a)圖係顯示本發明第三實施型態的靠合步驟及輔助材配置步驟的立體圖；第7(b)圖係顯示第三實施型態的外角落接合步驟的立體圖。

第8圖係顯示第三實施型態的補助構件配置步驟，(a)是立體圖；(b)是(a)的I-I剖面圖。

第9圖係顯示第三實施型態的內角落接合步驟，(a)是立體圖；(b)是剖面圖。

第10(a)圖係顯示本發明第四實施型態的外角落接合步驟的立體圖；第10(b)圖係顯示第四實施型態的內角落接合步驟的剖面圖。

第11(a)圖係顯示本發明的第五實施型態的內角落接合步驟的剖面圖；第11(b)圖係顯示第五實施型態的再外角落接合步驟的剖面圖。

第12圖係顯示本發明第一變形例的內角落接合用架台的立體圖。

第13(a)圖係顯示第六實施型態的兩金屬構件靠合前的立體圖；第13(b)圖係顯示靠合後的立體圖。

第14(a)圖係顯示第六實施型態的疊焊熔接步驟的立體圖；第14(b)圖係顯示接合步驟的立體圖。

第15(a)圖係顯示第六實施型態的接合步驟的剖面圖；第15(b)圖係顯示接合步驟後的立體圖。

第16圖係顯示第七實施型態的補助構件配置步驟，(a)是立體圖；(b)是側面圖。

第17圖係顯示第七實施型態的第二補助構件的立體圖。

第18圖係顯示第七實施型態的接合步驟的立體圖。

第19(a)圖係顯示第八實施型態的金屬構件的靠合前的立體圖；第19(b)圖係顯示靠合後的立體圖。

第20(a)圖係顯示第八實施型態的疊焊熔接步驟的立體圖；第20(b)圖係顯示接合步驟的立體圖。

第21圖係顯示第八實施型態的接合步驟的立體圖。

第22圖係顯示第九實施型態的補助構件配置步驟，(a)是立體圖；(b)是剖面圖。

第23(a)圖係顯示第十實施型態的靠合步驟及疊焊熔接步驟的剖面圖；第23(b)圖係顯示第一接合步驟的剖面圖。

第24圖係顯示第十實施型態的第二接合步驟的剖面圖。

第25圖係顯示第十一實施型態的靠合步驟及補助構件配置步驟的剖面圖。

第26圖係顯示第十一實施型態的輔助材配置步驟的立體圖。

第27圖係顯示第十一實施型態的第一接合步驟的立體圖。

第28圖係顯示第十一實施型態的第一接合步驟的立體圖。

第29圖係顯示第十一實施型態的第二接合步驟的立體圖。

以下參照圖式說明本發明的實施型態。首先，說明本實施型態所用的正式接合用旋轉工具、大型旋轉工具、以及小型旋轉工具。

正式接合用旋轉工具F如第1(a)圖所示，由連結部F1、攪拌桿F2構成。正式接合用旋轉工具F例如以工具鋼形成。連結部F1是連結如第1(b)圖所示的摩擦攪拌裝置的旋轉軸D的部位。連結部F1呈圓柱狀，形成有讓螺絲鎖合的螺絲孔B、B。

攪拌桿F2從連結部F1垂下，與連結部F1同軸。攪拌桿F2越遠離連結部F1就變得越細。攪拌桿F2的外周面刻有螺旋溝F3。

本實施型態中，因為讓正式接合用工具F向右旋轉，所以螺旋溝F3從基端朝向前端向左旋轉地形成。換言之，螺旋溝F3若從基端朝向前端沿軌跡前進的話，從上往下看是以向左旋轉的方式形成。

將正式接合用旋轉工具F向左旋轉的情況下，螺旋溝F3從基端朝向前端向右旋轉地形成為佳。換言之，這個情況的螺旋溝F3若從基端朝向前端沿軌跡前進的話，從上往下看是以向右旋轉的方式形成。藉由將螺旋溝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導向攪拌桿F2的前端側。藉此，能夠減少金屬溢出被接合金屬構件的外部的量。

如第1(b)圖所示，使用正式接合用旋轉工具F進行摩擦攪拌接合時，僅將旋轉的攪拌桿F2插入金屬構件1、2，使連接部F1與金屬構件1、2分離的狀態下移動。換言之，攪拌桿F2的基端部露出的狀態下進行摩擦攪拌接合。正式接合用旋轉工具F的移動軌跡會因為摩擦攪拌的金屬硬化而形成塑性化領域W。

雖省略具體的圖式，但進行後述的接合步驟的情況下，例如能夠將正式接合用旋轉工具F安裝至機械臂(其前端具備主軸單元等的旋轉驅動構件)來進行摩擦攪拌接合。根據這種摩擦攪拌裝置，能夠容易地變更正式接合用旋轉工具F的插入位置以及插入角度等。

大型旋轉工具G如第2(a)圖所示，由軸肩部G1、攪拌桿G2構成。大型旋轉工具G例如以工具鋼形成。軸肩部G1是連結到摩擦攪拌裝置的旋轉軸的部位，且同時是推壓塑性流動化的金屬的部位。軸肩部G1呈圓柱狀。軸肩部G1的下端面形成凹狀，用以防止流動化的金屬流出至外部。

攪拌桿G2從軸肩部G1垂下，與軸肩部G1同軸。攪拌桿G2越遠離軸肩部G1就變得越細。攪拌桿G2的外周面刻有 螺旋溝G3。使用大型旋轉工具G進行摩擦攪拌接合時，將旋轉的攪拌桿G2及軸肩部G1的下端面插入金屬構件1、2並相對移動。

小型旋轉工具H如第2(b)圖所示，由軸肩部H1、攪拌桿H2構成。小型旋轉工具H比正式接合用旋轉工具F及大型旋轉工具G小。小型旋轉工具H例如以工具鋼形成。軸肩部H1是連結到摩擦攪拌裝置的旋轉軸的部位，且同時是推壓塑性流動化的金屬的部位。軸肩部H1呈圓柱狀。軸肩部H1的下端面形成凹狀，用以防止流動化的金屬流出至外部。

攪拌桿H2從軸肩部H1垂下，與軸肩部H1同軸。攪拌桿H2越遠離軸肩部H1就變得越細。攪拌桿H2的外周面刻有螺旋溝H3。使用小型旋轉工具H進行摩擦攪拌接合時，將旋轉的攪拌桿H2及軸肩部H1的下端面插入金屬構件1、2並相對移動。

<第一實施型態>

接著說明本發明的第一實施型態的摩擦攪拌接合方法。第一實施型態中，包括靠合步驟、輔助材配置步驟、外角落接合步驟、疊焊熔接步驟、內角落接合步驟。

如第3(a)圖所示，靠合步驟是將金屬構件1、2靠合的步驟。靠合步驟中，將要接合的金屬構件1的側面1b與金屬構件2的端面2a靠合，且使得金屬構件1的端面1a與金屬構件2的側面2c形成一個平面。也就是說，靠合步驟中，使金屬構件1、2垂直地靠合，從側面觀看形成L字形狀。金屬構件1、2靠合的部位形成靠合部J1。金屬構件1、2是可摩擦攪拌的金 屬的話並沒有特別限制，但例如可從鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等當中適當地選擇。

如第3(b)圖所示，輔助材配置步驟是配置輔助材3於金屬構件1、2的步驟。輔助材3在本實施型態中呈立方體，用與金屬構件1、2相同的材料形成。輔助材配置步驟中，在金屬構件1、2的靠合部J1的一端側配置輔助材3，使輔助材3的側面抵接金屬構件1的側面1d以及金屬構件2的側面2d。然後使輔助材3的表面3a與金屬構件1的端面1a及金屬構件2的側面2c形成同一個面，進行暫時接合。

輔助材配置步驟結束後，將金屬構件1、2及輔助材3載置於未圖示的摩擦攪拌裝置的架台，使用夾鉗等未圖示的冶具將金屬構件1、2及輔助材3固定。

外角落接合步驟是從金屬構件1、2的外角落側摩擦攪拌接合金屬構件1、2的靠合部J1的步驟。外角落接合步驟中，會使用大型旋轉工具G。如第3(b)圖所示，外角落接合步驟中，會將大型旋轉工具G插入輔助材3的表面3a並朝向金屬構件1、2側相對移動，直接進入靠合部J1，從金屬構件1、2的外角落側(構成外角落的面側)對靠合部J1進行摩擦攪拌接合。

外角落接合步驟中，將軸肩部G1的下端面壓入金屬構件1、2的狀態下，使大型旋轉工具G相對移動。大型旋轉工具G的移動軌跡形成有塑性化領域W1。接合靠合部J1後，從金屬構件1、2上切下輔助材3。

如第4圖所示，疊焊熔接步驟是在金屬構件1、2的內角落施加疊焊熔接的步驟。疊焊熔接步驟中，在金屬構件1、 2的內角落(側面1b及側面2b構成角落部)，進行覆蓋靠合部J1的疊焊熔接。藉由疊焊熔接步驟，沿著靠合部J形成熔接金屬M。熔接金屬M在本實施型態是以與金屬構件1、2相等的材料形成。

如第5圖所示，內角落接合步驟是使用正式接合用旋轉工具F來接合金屬構件1、2的內角落的步驟。本實施型態的內角落接合步驟中，首先，如第5(a)圖所示，在構成金屬構件1、2的外角落的面配置背抵接材Q。

背抵接材Q是剖面呈L字狀的金屬製構件，接觸金屬構件1的側面1c、端面1a及金屬構件2的側面2c。然後將金屬構件1、2及背面抵接材Q載置於未圖示的摩擦攪拌裝置的架台，以夾鉗等未圖示的冶具固定。

接著，在內角落接合步驟中，將旋轉的正式接合用旋轉工具F插入金屬構件1、2的內角落，對靠合部J1進行摩擦攪拌接合。在內角落接合步驟中，如第5(a)及5(b)圖所示，使正式接合用旋轉工具F的連結部F1與金屬構件1、2分離，僅將攪拌桿F2從熔接金屬M插入靠合部J1。正式接合用旋轉工具F的移動軌跡會形成塑性化領域W2。

內角落接合步驟中，正式接合用旋轉工具F的插入角度可以適當地設定，但如第5(b)圖所示，本實施型態中，將正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸Fc傾向金屬構件1側來進行摩擦攪拌接合為佳。也就是說，本實施型態的內角落接合步驟中，插入側面1b與側面2b的交線C1的正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸Fc會設定在假想基準面C(通過交線C1並與側 面1b及側面2b的夾角為α/2，本實施型態中α=90°)與金屬構件1的側面1b之間的位置。又，內角落接合步驟中，設定內角落接合步驟中形成的塑性化領域W2與外角落接合步驟中形成的塑性化領域W1在靠合部J1上重疊。在這個情況下，旋轉中心軸Fc的位置不包含與側面1b及假想基準面C重合的位置。

根據以上說明的本實施型態的摩擦攪拌接合，在接合金屬構件1、2的內角落的內角落接合步驟中，不使用如習知技術的按壓塊，僅攪拌桿F2接觸金屬構件1、2，因此能夠抑制接合時的金屬構件1的側面1b及金屬構件2的側面2b的損傷。又，因為不使用如習知技術的按壓塊，能夠肉眼觀察接合部分。藉此，能夠把握接合狀況等，因而能提高作業性。

本實施型態中實施疊焊熔接後，透過因疊焊熔接而形成的熔接金屬M來進行內角落接合步驟，藉此使不止金屬構件1、2，連熔接金屬M也塑性流動化，能夠彌補金屬的不足。藉由上述方式，能夠防止因為金屬不足造成的接合不良。又，在內角落接合步驟前進行疊焊熔接，能夠防止在進行內角落接合步驟時的金屬構件1、2間產生開口。

本實施型態中，從金屬構件1、2的外角落對靠合部J1進行摩擦攪拌接合，因此能夠提高接合強度。又，在本實施型態中，在靠合部J1上使外角落接合步驟中形成的塑性化領域W1與內角落接合步驟中形成的塑性化領域W2重疊，因此靠合部J1的深度方向全體都會被摩擦攪拌到。藉此，能夠提升接合部的氣密性與水密性，且更加提高接合強度。

本實施型態中，在疊焊熔接步驟前，先在外角落 接合步驟中接合金屬構件1、2的外角落側，因此能夠防止疊焊熔接步驟時的金屬構件1、2產生開口。

又，在內角落接合步驟中，使正式接合旋轉工具F傾向一側的金屬構件1，比起例如將攪拌桿F2沿著第5(b)圖所示的假想基準面C插入的情況下，也就是說，比起對垂直的金屬構件1、2以旋轉中心軸Fc與側面1b、2b的夾角成45°的情況下，能夠將攪拌桿F2插入靠合部J1的深處位置。藉此，能夠接合到靠合部J1的深處位置。

以上說明了本發明的第一實施型態，但可做適當的變更。例如，本實施型態中，雖在外角落接合步驟進行後再進行內角落接合步驟，但也可以在進行內角落接合步驟後再進行外角落接合步驟。

又，也可在進行外角落接合步驟前，使用小型旋轉工具H從金屬構件1、2的外角落對靠合部J1以摩擦攪拌的方式進行暫時接合。或者是，也可在進行外角落接合步驟前，從金屬構件1、2的外角落對靠合部J1以熔接的方式進行暫時接合。藉此，能夠防止在進行外角落接合步驟時金屬構件1、2產生開口。

又，外角落接合步驟在本實施型態中使用了大型旋轉工具G，但也可以使用正式接合用旋轉工具F。藉此，在不給摩擦攪拌裝置太大負荷的狀態下，能夠摩擦攪拌到靠合部J1的深處位置。

<第二實施型態>

接著，說明本發明第二實施型態的摩擦攪拌接合 方法。第二實施型態中，包含靠合步驟、外角落接合步驟、疊焊熔接步驟、內角落接合步驟。第二實施型態中，以熔接的方式進行外角落接合步驟這點與第一實施型態不同。

靠合步驟因為與第一實施型態略同等而省略說明。外角落接合步驟如第6(a)圖所示，是從金屬構件1、2的外角落側對靠合部J1進行熔接的步驟。藉由外角落接合步驟，靠合部J1上會形成熔接金屬M1。

如第6(b)圖所示，疊焊熔接步驟及內角落接合步驟與第一實施型態略同等而省略說明。第二實施型態的摩擦攪拌接合方法中，除去靠合部J1形成間隙S以外，能夠達成與第一實施型態略同等的效果。又，因為在進行疊焊熔接步驟前以熔接的方式接合金屬構件1、2的外角落，能夠防止在進行疊焊熔接步驟時金屬構件1、2產生開口。

本實施型態中，雖以熔接的方式進行外角落接合步驟，但也可以使用小型旋轉工具H從金屬構件1、2的外角落側對靠合部J1以摩擦攪拌的方式進行外角落接合步驟。

又，如第6(b)圖所示，在第二實施型態中，雖熔接金屬M1與塑性化領域W2之間產生間隙S，但使外角落接合步驟中形成於金屬構件1、2的外角落的熔接金屬M1或形成於小型旋轉工具H的移動軌跡的塑性化領域(圖示省略)，與內角落接合步驟中形成的塑性化領域W2重疊為佳。藉此，靠合部J1橫跨全體被接合，能夠埋掉間隙S，因此能夠提高水密性及氣密性，且能夠提高接合強度。

<第三實施型態>

接著，說明本發明第三實施型態的摩擦攪拌接合方法。第三實施型態中，包含靠合步驟、輔助材配置步驟、外角落接合步驟、補助構件配置步驟、內角落接合步驟。

如第7(a)圖所示，靠合步驟與第一實施型態略同等而省略說明。輔助材配置步驟是配置輔助材4於金屬構件1、2的步驟。輔助材4在本實施型態中呈三角柱狀，用與金屬構件1、2相同的材料形成。輔助材4的剖面形成等腰直角三角形。

在輔助材配置步驟中，配置輔助材4於金屬構件1、2的靠合部J1的一端側，使輔助材4的側面4c(呈三角形的面)抵接金屬構件1的側面1d及金屬構件2的側面2d。然後，使輔助材4的表面4a與金屬構件1的端面1a及金屬構件2的側面2c成為同一個面，並以熔接的方式進行暫時接合。

輔助材配置步驟結束後，將金屬構件1、2及輔助材4載置於未圖示的摩擦攪拌裝置的架台，使用夾鉗等未圖示的冶具將其固定。

如第7(b)圖所示，外角落接合步驟是從金屬構件1、2的外角落側摩擦攪拌接合金屬構件1、2的靠合部J1的步驟。外角落接合步驟除了使用輔助材4以外都與第一實施型態略同等而省略詳細說明。

如第8圖所示，補助構件配置步驟是在金屬構件1、2的內角落配置補助構件9的步驟。補助構件9呈三角柱狀，用與金屬構件1、2同等的材料形成。補助構件9的剖面是等腰直角三角形。補助構件9以覆蓋靠合部J1的延長方向的長度形 成。

補助構件配置步驟中，將補助構件9的側面9a抵接金屬構件1的側面1b，同時將側面9b抵接金屬構件2的側面2b。又，使補助構件9的傾斜面9c與輔助材4的傾斜面4b成為同一面地配置。補助構件9的剖面形狀能夠可因應金屬構件1、2的靠合角度(內角)適當地設定，使側面1b、2b與側面9a、9b分別面接觸。又，補助構件9的大小可適當地設定為後述的內角落接合步驟時不會發生金屬不足，且可極力減少摩擦攪拌溢出金屬的程度。

如第9圖所示，內角落接合步驟是使用正式接合用旋轉工具F來接合金屬構件1、2的內角落的步驟。本實施型態的內角落接合步驟中，首先如第9(a)所示，配置背抵接材Q於構成金屬構件1、2的外角落的面。

背抵接材Q是剖面呈L字狀的金屬製的構件，與金屬構件1的側面1c、端面1a及金屬構件2的側面2c接觸。然後，將金屬構件1、2及背抵接材Q載置於未圖示的摩擦攪拌裝置的架台，使用夾鉗等未圖示的冶具將其固定。

接著，在內接合步驟中，將旋轉的正式接合用旋轉工具F插入輔助材4的傾斜面4b，朝向金屬構件1、2相對移動正式接合用旋轉工具F。然後，當到達補助構件9，就直接對補助構件9及靠合部J1進行摩擦攪拌接合。在內角落接合步驟中，如第9(a)圖及第9(b)圖所示，正式接合用旋轉工具F的連結部F1與金屬構件1、2分離，僅攪拌桿F2透過補助構件9插入靠合部J1。正式接合用旋轉工具F的移動軌跡會形成塑性 化領域W2。正式接合用旋轉工具F的插入角度與第一實施型態略同等而省略說明。

根據以上說明的本實施型態的摩擦攪拌接合，在接合金屬構件1、2的內角落的內角落接合步驟中，僅攪拌桿F2接觸金屬構件1、2，所以能夠抑制接合時的金屬構件1的側面1b及金屬構件2的側面2b的損傷。

又，本實施型態中將補助構件9配置於金屬構件1、2的內角落，再對補助構件9及金屬構件1、2進行摩擦攪拌，藉此除了金屬構件1、2外，補助構件9也會塑性流動化，因此能夠補充金屬不足。藉此，能夠防止金屬構件產生接合不良。

本實施型態中，從金屬構件1、2的外角落對靠合部J1進行摩擦攪拌接合，因此能夠提高接合強度。又，在本實施型態中，在靠合部J1上使外角落接合步驟中形成的塑性化領域W1與內角落接合步驟中形成的塑性化領域W2重疊，因此靠合部J1的深度方向全體都會被摩擦攪拌到。藉此，能夠提升接合部的氣密性與水密性，且更加提高接合強度。

又，在進行內角落接合步驟前先進行外角落接合步驟。藉此，能夠防止在進行補助構件配置步驟及內角落接合步驟時金屬構件1、2產生開口。

又，在內角落接合步驟中，使正式接合旋轉工具F傾向一側的金屬構件1，比起例如將攪拌桿F2沿著第9(b)圖所示的假想基準面C插入的情況下，也就是說，比起對垂直的金屬構件1、2以旋轉中心軸Fc與側面1b、2b的夾角成45°的情況下，能夠將攪拌桿F2插入靠合部J1的深處位置。藉此，能夠 接合到靠合部J1的深處位置。

又，輔助材4的傾斜面4b與補助構件9的傾斜面9c形成同一個面，所以能夠容易地進行內角落接合步驟。又，在內角落接合步驟後切除輔助材4，能夠確實地接合靠合部J1的端部，且能夠完成漂亮的金屬構件1的側面1d及金屬構件2的側面2d。

以上說明了第三實施型態，但可做適當的變更。例如，本實施型態中，雖在外角落接合步驟進行後再進行內角落接合步驟，但也可以在進行內角落接合步驟後再進行外角落接合步驟。

又，也可在進行外角落接合步驟前，使用小型旋轉工具H從金屬構件1、2的外角落對靠合部J1以摩擦攪拌的方式進行暫時接合。或者是，也可在進行外角落接合步驟前，從金屬構件1、2的外角落對靠合部J1以熔接的方式進行暫時接合。藉此，能夠防止在進行外角落接合步驟時金屬構件1、2產生開口。

又，外角落接合步驟在本實施型態中使用了大型旋轉工具G，但也可以使用正式接合用旋轉工具F。藉此，在不給摩擦攪拌裝置太大負荷的狀態下，能夠摩擦攪拌到靠合部J1的深處位置。

<第四實施型態>

接著，說明本發明第四實施型態的摩擦攪拌接合方法。第四實施型態中，包含靠合步驟、輔助材配置步驟、外角落接合步驟、補助構件配置步驟、內角落接合步驟。第四實 施型態的外角落接合步驟中，使用小型旋轉工具H這點與第三實施型態不同。

靠合步驟及輔助材配置步驟與第三實施型態略同等而省略說明。外角落接合步驟如第10(a)圖所示，是從金屬構件1、2的外角落側對靠合部J1進行摩擦攪拌的步驟。

外角落接合步驟中，將小型旋轉工具H插入輔助材4的表面4a並朝向金屬構件1、2相對移動，且直接沿著靠合部J1使小型旋轉工具H相對移動。小型旋轉工具H的移動軌跡會形成塑性化領域W3。

如第10(b)圖所示，補助構件配置步驟及內角落接合步驟與第三實施型態略同等而省略說明。第四實施型態的摩擦攪拌接合方法中，除去靠合部J1形成間隙S以外，能夠達成與第三實施型態略同等的效果。又，因為在進行補助構件配置步驟前以摩擦攪拌的方式接合金屬構件1、2的外角落，能夠防止在進行補助構件配置步驟時金屬構件1、2產生開口。

又，本實施型態中使用小型旋轉工具H以摩擦攪拌接合的方式進行外角落接合步驟，但也可以從金屬構件1、2的外角落側對靠合部J1以熔接的方式進行外角落接合步驟。

又，如第10(b)圖所示，在第四實施型態中，雖塑性化領域W2與塑性化領域W3之間產生間隙S，但使外角落接合步驟中形成於金屬構件1、2的外角落側的塑性化領域W3或熔接金屬(圖示省略)，與內角落接合步驟中形成的塑性化領域W2重疊為佳。藉此，靠合部J1全體被接合，能夠埋掉靠合部J1的間隙S，因此能夠提高水密性及氣密性，且能夠提高接合 強度。

<第五實施型態>

接著，說明本發明第五實施型態的摩擦攪拌接合方法。第五實施型態中，進行再外角落接合步驟這點與上述實施型態不同。第五實施型態中，主要說明與上述實施型態不同的部分。

第11(a)圖是顯示第五實施型態的內角落接合步驟的剖面圖。第五實施型態中，在內角落接合步驟前，先進行外角落接合步驟，在靠合部J1的外角落側形成塑性化領域W1。如第11(a)圖所示，例如接合板厚大的金屬構件1、2的情況下，有時候也會有即使進行外角落接合步驟及內角落接合步驟也無法摩擦攪拌接合靠合部J1的全體的情況。

也就是說，會有無法使外角落接合步驟中形成的塑性化領域W1與內角落接合步驟中形成的塑性化領域W2在靠合部J1上重疊，而產生間隙S的情況。第6圖及第10圖的情況也同樣在靠合部J1內產生間隙S。

像這樣靠合部J1上產生間隙S的情況如第11(b)圖所示，使用正式接合用旋轉工具F從金屬構件1、2的外角落側對靠合部J1進行再外角落接合步驟為佳。再外角落接合步驟中，僅正式接合用旋轉工具F的攪拌桿F2接觸金屬構件1、2的狀態下進行摩擦攪拌。再外角落接合步驟中的正式接合用旋轉工具F的移動軌跡會形成塑性化領域W4。

再外角落接合步驟中，因為使用正式接合用旋轉工具F，所以能夠在不施加過大負荷給摩擦攪拌裝置的狀態 下，摩擦攪拌到靠合部J1的深處位置。這樣一來，因為靠合部J1產生的間隙S被摩擦攪拌，所以能夠提高靠合部J1的水密性及氣密性，且更加提高接合強度。

<第一變形例>

接著，說明本發明的摩擦攪拌接合的第一變形例。前述的實施型態中，進行內角落接合步驟時，會使用背抵接材Q於金屬構件1、2的背面側，但也可以如第12圖所示，使用內角落接合用架台R。

內角落接合用架台R在呈長方體的金屬構件的表面具備凹部R1。凹部R1是以第一傾斜面R1a與第二傾斜面R1b所構成。第一傾斜面R1a與第二傾斜面R1b的內夾角例如呈90°。

在變形例的靠合步驟中，將金屬構件1、2沿著凹部R1配置。又，在輔助材配置步驟中，在金屬構件1、2的靠合部J1的兩側配置輔助材4、4。輔助材4的配置會使傾斜面4b朝向上方。配置輔助材4、4後，以固定冶具R2、R2(圖中僅畫出一側)夾住金屬構件1、2及輔助材4、4將其固定。

藉由使用第一變形例的內角落接合用架台R，只要將金屬構件1、2及輔助材4配置於凹部R1即可，因此能夠容易地進行靠合步驟及輔助材配置步驟。又，使用內角落接合用架台R能夠安定地進行疊焊熔接步驟、補助構件配置步驟、或內角落接合步驟。

本實施型態中，將金屬構件1、2的內夾角設定為90°，但也可以設定為其他的角度。在這種情況下，藉由適當地變更第一傾斜面R1a與第二傾斜面R1b間的夾角，能夠以各種 角度來靠合金屬構件1、2。

<第六實施型態>

接著，說明本發明的第六實施型態的摩擦攪拌接合方法。本實施型態的摩擦攪拌接合方法中，進行靠合步驟、疊焊熔接步驟、接合步驟。

如第13圖所示，在本實施型態中，以摩擦攪拌來接合由金屬構件10、20靠合而成的靠合部J1。金屬構件10、20是金屬製，呈立方體(板狀)。金屬構件10、20是以同等材料形成。金屬構件10、20的材料是可摩擦攪拌的金屬的話並沒有特別限制，但例如可從鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等當中適當地選擇。

金屬構件20比金屬構件10小。也就是說，配置於上側金屬構件20的背面20b的面積比配置於下側的金屬構件10的表面10a的面積小。

靠合步驟是靠合金屬10、20來形成靠合部J1的步驟。如第13(a)圖所示，靠合步驟中，使金屬構件20的背面20b靠合金屬構件10的表面10a的中央部。金屬構件10、20因為互相靠合的面(表面10a、背面20b)的形狀彼此不同，在靠合形成內角落的同時，金屬構件10的表面10a的周圍會處於露出的狀態。如第13(b)圖所示，內角落是金屬構件10的表面10a與金屬構件20的側面20c所構成的角落部。內角落會繞著金屬構件10的整個周方向形成。而申請專利範圍中的「靠合面的形狀彼此不同的兩個金屬構件」的意思包括與本實施型態的金屬構件10、20的靠合面(表面10a、背面20b)形狀類似的情況。

疊焊熔接步驟是對靠合部J1繞金屬構件10的周方向進行疊焊熔接的步驟。如第14(a)圖所示，疊焊熔接步驟中，繞靠合部J1的整個周緣進行TIG熔接或MIG熔接等的疊焊熔接。藉由進行疊焊熔接步驟，內角落的整個周緣會被熔接金屬U覆蓋。熔接金屬U的疊焊量設定在進行接合步驟後，塑性化領域W(接合部)的表面不形成凹溝、或熔接金屬U不從該表面突出的程度為佳。

接合步驟是將攪拌桿F2透過熔接金屬U插入內角落，沿著金屬構件20的周方向進行摩擦攪拌的步驟。如第14(b)圖所示，接合步驟中，使用正式接合用旋轉工具F對靠合部J1進行摩擦攪拌。首先，將向右旋轉的正式接合用旋轉工具F插入設定在金屬構件10的表面10a的開始位置S1。

使正式接合用旋轉工具F朝向設定於靠合部J1的始點S2側相對移動，一到達始點S2就沿著靠合部J1使正式接合用旋轉工具F繞金屬構件20的周緣一圈。換言之，接合步驟中，沿著熔接金屬U進行摩擦攪拌。如第15(a)圖所示，接合步驟中，僅攪拌桿F2接觸金屬構件10、20及熔接金屬U的狀態下進行摩擦攪拌。也就是說，露出攪拌桿F2的基端部的狀態下進行摩擦攪拌。正式接合用旋轉工具F的移動軌跡會形成塑性化領域W。攪拌桿F2的插入角度可以適當地設定，但本實施型態中正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸相對於鉛直面傾斜45°。

如第15(b)圖所示，使正式接合用旋轉工具F繞金屬構件20周緣一圈，通過始點S2到達設定於靠合部J1的終點E2後，將正式接合用旋轉工具F朝向表面10a側相對移動。然 後，在設定於表面10a的結束位置E1使正式接合用旋轉工具F脫離。藉此，靠合部J1上的塑性化領域W的始端(始點S2)與終端(終點E2)會處於有重疊的狀態。

當正式接合用旋轉工具F脫離表面10a，雖表面10a會殘留攪拌桿F2拔出的孔，但可以進行修補步驟，例如對該拔出孔進行疊焊熔接等來修補拔出孔。

根據以上說明的摩擦攪拌方法，在內角落預先進行疊焊熔接，然後從熔接金屬U上對靠合部J1進行摩擦攪拌，能夠消除內角落的金屬不足。又，在接合步驟中，藉由使塑性化領域W的始端與終端產生重疊，能夠提高水密性及氣密性。又，沿著金屬構件20的周方向連續地接合，能夠提高接合強度。

<第七實施型態>

接著，說明本發明第七實施型態的摩擦攪拌接合方法。本實施型態的摩擦攪拌接合方法中，在靠合部J1配置第一補助構件30及第二補助構件31來進行摩擦攪拌這點與第六實施型態不同。第七實施型態的摩擦攪拌接合方法中，主要說明與第六實施型態不同的部分。

本實施型態的摩擦攪拌接合方法中，會進行靠合步驟、補助構件配置步驟、接合步驟。靠合步驟以與第六實施型態相同的要領來實行。

補助構件配置步驟如第16(a)圖所示，是對靠合部J1沿著金屬構件20的周方向配置4個第一補助構件30以及4個第二補助構件31的步驟。第一補助構件(補助構件)30是以金屬形成，呈三角柱狀。第一補助構件30是可摩擦攪拌的金屬 即可，但如本實施型態使用與金屬構件10、20同等的材料形成為佳。

第一補助構件30的剖面呈直角三角形。第一補助構件30的長度與金屬構件20的各邊長度相等。如第16(b)圖所示，補助構件配置步驟中，使第一補助構件30的底面30a與金屬構件10的表面10a面接觸，使第一補助構件30的立面30b與金屬構件20的側面20c面接觸。補助構件配置步驟中，將4個第一補助構件30分別沿著金屬構件20的4個邊配置。

第二補助構件(補助構件)31是以金屬形成，呈四面體。第二補助構件31是可摩擦攪拌的金屬即可，但如本實施型態使用與金屬構件10、20同等的材料形成為佳。

如第17圖所示，第二補助構件31的底面31a呈等腰直角三角形。第二補助構件31的立面31b、31b分別形成等腰直角三角形。第二補助構件31的立面31b、31b與第一補助構件30的端面30d(參照第16(b)圖)形成相同形狀。如第16(a)圖所示，補助構件配置步驟中，在靠合部J1的四個角落分別配置第二補助構件31。

補助構件配置步驟中，使第二補助構件31的底面31a與金屬構件10的表面10a面接觸。又，使第二補助構件31的立面31b、31b分別與相鄰的第一補助構件30的端面30d、30d面接觸。藉此，內角落(靠合部J1)的周圍被4個第一補助構件30與4個第二補助構件31所覆蓋。使相鄰的第一補助構件30的傾斜面30c、30c與第二補助構件31的傾斜面31c連續地配置。第一補助構件30及第二補助構件31的大小設定為進行接合步 驟後，塑性化領域W(接合面)的表面不形成凹溝、或該表面不殘存各補助構件的程度為佳。

接合步驟是將攪拌桿F2透過第一補助構件30及第二補助構件31插入內角落，沿著金屬構件20的周方向進行摩擦攪拌的步驟。如第18圖所示，接合步驟中，使用正式接合用旋轉工具F對靠合部J1進行摩擦攪拌。首先，將向右旋轉的正式接合用旋轉工具F插入設定在金屬構件10的表面10a的開始位置S1。

然後，使正式接合用旋轉工具F朝向設定於靠合部J1的始點S2側相對移動，一到達始點S2就沿著靠合部J1使正式接合用旋轉工具F繞金屬構件20的周緣一圈。換言之，接合步驟中，沿著傾斜面30c、31c進行摩擦攪拌。如第18圖所示，接合步驟中，僅攪拌桿F2接觸金屬構件10、20及第一補助構件30及第二補助構件31的狀態下進行摩擦攪拌。也就是說，露出攪拌桿F2的基端側的狀態下進行摩擦攪拌。正式接合用旋轉工具F的移動軌跡會形成塑性化領域W。攪拌桿F2的插入角度可以適當地設定，但本實施型態中正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸相對於鉛直面傾斜45°。也就是說，將正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸設定為垂直傾斜面30c、31c的狀態下來進行摩擦攪拌。

使正式接合用旋轉工具F繞金屬構件20周緣一圈，通過始點S2到達設定於靠合部J1的終點E2後，將正式接合用旋轉工具F朝向表面10a側相對移動。然後，在設定於表面10a的結束位置E1使正式接合用旋轉工具F脫離。藉此，靠合部J1 上的塑性化領域W的始端(始點S2)與終端(終點E2)會處於有重疊的狀態。

當正式接合用旋轉工具F脫離表面10a，雖表面10a會殘留攪拌桿F2拔出的孔，但可以進行修補步驟，例如對該拔出孔進行疊焊熔接等來修補拔出孔。

根據以上說明的摩擦攪拌接合方法，在內角落預先配置第一補助構件30及第二補助構件31，從第一補助構件30及第二補助構件31上對靠合部J1進行摩擦攪拌，能夠消除靠合部J1的金屬不足。

又，在接合步驟中，藉由使塑性化領域W的始端與終端產生重疊，能夠提高水密性及氣密性。又，沿著金屬構件20的周方向連續地接合，能夠提高接合強度。

本實施型態中，藉由在金屬構件20的四個角落配置4個第二補助構件31，能夠對靠合部J1的周圍全體配置補助構件。藉此，能夠平衡地摩擦攪拌靠合部J1的全體。又，在本實施型態中，第一補助構件30及第二補助構件31是分割構成的，但也可以使用一體成形的矩形框狀的補助構件。

在第六實施型態及第七實施型態的接合步驟中，設定摩擦攪拌的開始位置S1於金屬構件10的表面10a，但也可以設定將正式接合用旋轉工具F插入的開始位置S1於靠合部J1。

<第八實施型態>

接著，說明本發明第八實施型態的摩擦攪拌接合方法。本實施型態的摩擦攪拌接合方法中，接合圓筒狀的金屬 構件這點與第六實施型態不同。第八實施型態的摩擦攪拌接合方法中，主要說明與第六實施型態不同的部分。

本實施型態的摩擦攪拌接合方法中，進行靠合步驟、疊焊熔接步驟、接合步驟。本實施型態的摩擦攪拌接合方法中，如第19(a)圖所示，接合金屬構件10與金屬構件40。

金屬構件10呈立方體(板狀)。金屬構件10的中央形成有貫通板厚方向的貫通孔11。貫通孔11的形狀沒有特別限制，但本實施型態中平面觀看呈圓形。又，也可以不設置貫通孔11。

金屬構件40呈圓筒狀。金屬構件40的內徑比貫通孔11的內徑大。金屬構件10、40任一者皆由可摩擦攪拌的金屬形成。本實施型態中。金屬構件10、40用同等的材料形成。

靠合步驟是靠合金屬10、40的步驟。如第19(b)圖所示，靠合步驟中，使金屬構件10的表面10a金屬構件40的端面40b靠合。靠合步驟中，靠合時使貫通孔11與金屬構件40的中空部連通。金屬構件10、40因為互相靠合的面(表面10a、端面40b)的形狀彼此不同，在靠合形成內角落的同時，金屬構件10的表面10a的周圍會處於露出的狀態。內角落是金屬構件10的表面10a與金屬構件40的外周面40a所構成的角落部。內角落會繞著金屬構件40的整個周方向形成。

疊焊熔接步驟是對靠合部J2繞金屬構件40的周方向進行疊焊熔接的步驟。如第20(a)圖所示，疊焊熔接步驟中，繞靠合部J2的整個周緣進行TIG熔接或MIG熔接等的疊焊熔接。藉由進行疊焊熔接，內角落的整個周緣會被熔接金屬U 覆蓋。熔接金屬U的疊焊量設定在進行接合步驟後，塑性化領域W(接合部)的表面不形成凹溝、或熔接金屬U不從該表面突出的程度為佳。

接合步驟是將攪拌桿F2透過熔接金屬U插入內角落，沿著金屬構件40的周方向進行摩擦攪拌的步驟。如第20(b)圖所示，接合步驟中，使用正式接合用旋轉工具F對靠合部J2進行摩擦攪拌。首先，將向右旋轉的正式接合用旋轉工具F插入設定在靠合部J2的開始位置S1。

使正式接合用旋轉工具F沿著靠合部J2繞金屬構件40的周緣一圈。換言之，接合步驟中，沿著熔接金屬U進行摩擦攪拌。接合步驟中，僅攪拌桿F2接觸金屬構件10、40及熔接金屬U的狀態下進行摩擦攪拌。也就是說，露出攪拌桿F2的基端側的狀態下進行摩擦攪拌。攪拌桿F2的插入角度可以適當地設定，但本實施型態中正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸相對於鉛直面傾斜45°。

進行摩擦攪拌時，可以使正式接合用旋轉工具F繞金屬構件40的周緣，但本實施型態中，是固定正式接合用旋轉工具F的位置，使金屬構件10、40繞著鉛直方向的軸旋轉。正式接合用旋轉工具F的移動軌跡會形成塑性化領域W。

如第21圖所示，使正式接合用旋轉工具F繞金屬構件40周緣一圈，通過開始位置S1到達設定於靠合部J2的終點E2後，將正式接合用旋轉工具F朝向表面10a側相對移動。然後，在設定於表面10a的結束位置E1使正式接合用旋轉工具F脫離。

當正式接合用旋轉工具F脫離表面10a，雖表面10a會殘留攪拌桿F2拔出的孔，但可以進行修補步驟，例如對該拔出孔進行疊焊熔接等來修補拔出孔。

藉由以上說明的第八實施型態的摩擦攪拌接合方法，能夠達成與第六實施型態略同等的效果。

<第九實施型態>

接著，說明本發明第九實施型態的摩擦攪拌接合方法。如第22圖所示，本實施型態的摩擦攪拌接合方法中，在靠合部J2配置補助構件50來進行摩擦攪拌這點與第八實施型態不同。第九實施型態的摩擦攪拌接合方法中，主要說明與第八實施型態不同的部分。

本實施型態的摩擦攪拌接合方法中，會進行靠合步驟、補助構件配置步驟、接合步驟。靠合步驟以與第八實施型態相同的要領來實行。

補助構件配置步驟是對靠合部J2沿著金屬構件40的周方向配置補助構件50的步驟。如第22(a)圖所示，補助構件50呈圓環狀，剖面為直角三角形。補助構件50的內徑與金屬構件40的外徑略相等。在補助構件配置步驟中，將補助構件50從金屬構件40的端部側插入。然後，如第22(b)圖所示，使補助構件50的底面50a與金屬構件10的表面10a面接觸，使補助構件50的立面50b與金屬構件40的外周面40a面接觸。藉此，內角落(靠合部J2)的周圍被補助構件50覆蓋。

補助構件50是可摩擦攪拌的金屬即可，但如本實施型態使用與金屬構件10、40同等的材料形成為佳。

接合步驟是將攪拌桿藉補助構件50插入內角落，沿著金屬構件40的周方向進行摩擦攪拌的步驟。具體圖示省略，但接合步驟中，使用正式接合用旋轉工具F對靠合部J2進行摩擦攪拌。首先，將向右旋轉的正式接合用旋轉工具F插入設定在補助構件50的傾斜面50c的開始位置，然後僅攪拌桿F2接觸金屬構件10、40及補助構件50的狀態下進行摩擦攪拌。

使正式接合用旋轉工具F繞金屬構件40周緣一圈使塑性化領域重疊後，在設定於靠合部J2的終點處將正式接合用旋轉工具F朝向表面10a側相對移動。然後，在設定於表面10a的結束位置使正式接合用旋轉工具F脫離。

藉由以上說明的第九實施型態的摩擦攪拌接合方法，能夠達成與第七實施型態略同等的效果。又，因為補助構件50形成圓環狀，能夠容易地進行補助構件配置步驟。

第八實施型態及第九實施型態中，使用了圓筒狀的金屬構件40，但也可以使用圓柱狀或板狀的金屬構件來取代。將圓柱狀或板狀的金屬構件如第19(a)圖所示靠合金屬構件10的情況下，貫通孔11會被該金屬構件所覆蓋。又，也可以使用具有其他平面形狀的筒狀的金屬構件來取代圓筒狀的金屬構件40。

<第十實施型態>

接著，說明本發明第十實施型態的摩擦攪拌接合方法。本實施型態的摩擦攪拌接合方法中，進行靠合步驟、疊焊熔接步驟、接合步驟。

如第23圖所示，在本實施型態中，以摩擦攪拌來 接合由金屬構件101、102靠合而成的靠合部J1。金屬構件101、102是金屬製，呈立方體(板狀)。金屬構件101、102是以同等材料形成。金屬構件101、102的材料是可摩擦攪拌的金屬的話並沒有特別限制，但例如可從鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等當中適當地選擇。

靠合步驟是靠合金屬構件101、102形成靠合部J1的步驟。如第23(a)圖所示，靠合步驟中，金屬構件101的側面101a的中央與金屬構件102的端面102c靠合形成靠合部J1。藉由靠合步驟，形成由金屬構件101、102組成的被接合金屬構件。被接合金屬構件正面觀看呈T字狀。金屬構件102的兩側形成第一內角落P1及第二內角落P2。第一內角落P1是金屬構件101的側面101a與金屬構件102的側面102a構成的角落部。第二內角落P2是金屬構件101的側面101a與金屬構件102的側面102b構成的角落部。

疊焊熔接步驟是對靠合部J1進行疊焊熔接的步驟。如第23(a)圖所示，疊焊熔接步驟中，沿著第一內角落P1及第二內角落P2的延長方向進行TIG熔接或MIG熔接等的疊焊熔接。藉由進行疊焊熔接，第一內角落P1及第二內角落P2分別會被熔接金屬U1、U2覆蓋。熔接金屬U1、U2的疊焊量設定在進行接合步驟後，塑性化領域W1、W2(接合部)的表面不形成凹溝、或熔接金屬U1、U2不從該表面突出的程度為佳。

接合步驟是將正式接合用旋轉工具F對靠合部J1進行摩擦攪拌的步驟。如第23(b)圖及第24圖所示，接合步驟在本實施型態中，包括對第一內角落P1進行摩擦攪拌的第一 接合步驟、以及對第二內角落P2進行摩擦攪拌的第二接合步驟。 ，第一接合步驟中，將向右旋轉的正式接合用旋轉工具F插入第一內角落P1，沿著熔接金屬U1進行摩擦攪拌。如第23(b)圖所示，第一接合步驟中，僅攪拌桿F2接觸金屬構件101、102及熔接金屬U1的狀態下進行摩擦攪拌。也就是說，露出攪拌桿F2的基端側的狀態下進行摩擦攪拌。正式接合用旋轉工具F的移動軌跡會形成塑性化領域W1。攪拌桿F2的插入角度可以適當地設定，但本實施型態中正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸相對於鉛直面傾斜45°。

第二接合步驟中，將向右旋轉的正式接合用旋轉工具F插入第二內角落P2，沿著熔接金屬U2(參照第23(a)圖)進行摩擦攪拌。如第24圖所示，第二接合步驟中，僅攪拌桿F2接觸金屬構件101、102及熔接金屬U2的狀態下進行摩擦攪拌。也就是說，露出攪拌桿F2的基端側的狀態下進行摩擦攪拌。正式接合用旋轉工具F的移動軌跡會形成塑性化領域W2。攪拌桿F2的插入角度可以適當地設定，但本實施型態中正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸相對於鉛直面傾斜45°。

第二接合步驟中，攪拌桿F2插入到至少塑性化領域W2與塑性化領域W1接觸的程度為佳，本實施型態中，設定攪拌桿F2的前端進入塑性化領域W1。

根據以上說明的摩擦攪拌接合方法，預先對第一內角落P1及第二內角落P2進行疊焊熔接，從熔接金屬U1、U2上對靠合部J1進行摩擦攪拌，能夠消除第一內角落P1及第二內 角落P2的金屬不足。

又，本實施型態中，因為對兩個內角落(第一內角落P1及第二內角落P2)進行疊焊熔接，所以能夠提高被接合金屬構件的接合強度。藉此能夠安定地進行接合步驟。

又，本實施型態中，對兩個內角落(第一內角落P1及第二內角落P2)進行疊焊熔接，能夠提高接合部的氣密性及水密性，且能夠提高接合強度。又，第一接合步驟中形成的塑性化領域W1雖有產生接合缺陷的可能，但藉由如本實施型態使攪拌桿F2進入塑性化領域W1，能夠修補該接合缺陷。藉此能夠更加提高水密性及氣密性。

在疊焊熔接步驟中，本實施型態對第一內角落p1及第二內角落P2兩方進行疊焊熔接，但也可以至少進行一者即可。

<第十一實施型態>

接著，說明本發明第十一實施型態的摩擦攪拌接合方法。本實施型態的摩擦攪拌接合方法中，對第一內角落P1及第二內角落P2分別配置第一補助構件7及第二補助構件8這點與第十實施型態不同。第十一實施型態的摩擦攪拌接合方法將主要說明與第十實施型態不同的部分。

本實施型態的摩擦攪拌接合方法包含靠合步驟、輔助材配置步驟、補助構件配置步驟、接合步驟。如第25圖所示，靠合步驟以與第十實施型態相同的要領進行。

補助構件配置步驟是配置第一補助構件(補助構件)7及第二補助構件(補助構件)8於靠合部J1的步驟。第一 補助構件7及第二補助構件8是以金屬形成，呈三角柱狀。第一補助構件7及第二補助構件8以相同的形狀形成。第一補助構件7及第二補助構件8是可摩擦攪拌的金屬即可，但如本實施型態使用與金屬構件101、102相同的材料形成為佳。

第一補助構件7及第二補助構件8剖面呈等腰直角三角形。第一補助構件7及第二補助構件8的長度與靠合部J1的長度相等。如第25圖所示，補助構件配置步驟中，使第一補助構件7的底面7a與金屬構件101的側面101a面接觸，使第一補助構件7的立面7b與金屬構件102的側面102a面接觸。藉此第一內角落P1被第一補助構件7覆蓋。

又，補助構件配置步驟中，使第二補助構件8的底面8a與金屬構件101的側面101a面接觸，使第二補助構件8的立面8b與金屬構件102的側面102b面接觸。藉此第二內角落P2被第二補助構件8覆蓋。

第一補助構件7及第二補助構件8的大小設定在進行接合步驟後，塑性化領域W1、W2(接合部)的表面不形成凹溝、或該表面不殘存各補助構件的程度為佳。

輔助材配置步驟是配置輔助材T於被接合金屬構件的正面的步驟。如第26圖所示，輔助材T是以與金屬構件101、102相同的金屬形成，形成三角柱狀。輔助材T的剖面為等腰直角三角形。輔助材T具備底面T1、傾斜面T2、T3。

輔助材配置步驟中，使輔助材T的底面T1與金屬構件101的側面101b成為一個面，使輔助材T的端面與被接合金屬構件的正面(金屬構件101的正面101d及金屬構件102的正面 102d)面接觸。然後，以熔接的方式將輔助材T及被接合金屬構件暫時接合。藉由輔助材配置步驟，使輔助材T的傾斜面(工具插入面)T2與第一補助構件7的傾斜面(露出面)7c形成同一個面。又，使輔助材T的傾斜面(工具插入面)T3與第二補助構件8的傾斜面(露出面)8c形成同一個面。

接合步驟是使用正式接合用旋轉工具F對靠合部J1進行摩擦攪拌的步驟。如第27圖及第28圖所示，本實施型態中，包括對第一內角落P1進行摩擦攪拌的第一接合步驟、以及對第二內角落P2進行摩擦攪拌的第二接合步驟。

第一接合步驟中，首先，將向右旋轉的正式接合用旋轉工具F插入設定於輔助材T的傾斜面T2的開始位置SP。本實施型態中，正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸垂直於傾斜面T2插入。然後，將正式接合用旋轉工具F朝向被接合金屬構件相對移動。

當正式接合用旋轉工具F到達第一補助構件7，直接沿著傾斜面7c對靠合部J1進行摩擦攪拌。也就是說，將正式接合用旋轉工具F從被接合金屬構件的正面(金屬構件101的正面101d及金屬構件102的正面102d)側往背面方向相對移動。如第28圖所示，第一接合步驟中，僅攪拌桿F2接觸金屬構件101、102及第一補助構件7的狀態下進行摩擦攪拌。也就是說，露出攪拌桿F2的基端側的狀態下進行摩擦攪拌。正式接合用旋轉工具F的移動軌跡會形成塑性化領域W1。攪拌桿F2的插入角度可以適當地設定，但本實施型態中正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸相對於鉛直面傾斜45°。也就是，設定正式接合用 旋轉工具F的旋轉中心軸垂直於傾斜面7c的狀態下進行摩擦攪拌。

第二接合步驟，如第27圖所示，首先將向右旋轉的正式接合用旋轉工具F插入設定於輔助材T的傾斜面T3的開始位置。本實施型態中，正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸垂直於傾斜面T3插入。然後，將正式接合用旋轉工具F朝向被接合金屬構件相對移動。

當正式接合用旋轉工具F到達第二補助構件8，直接沿著傾斜面8c對靠合部J1進行摩擦攪拌。如第29圖所示，第二接合步驟中，僅攪拌桿F2接觸金屬構件101、102及第二補助構件8的狀態下進行摩擦攪拌。也就是說，露出攪拌桿F2的基端側的狀態下進行摩擦攪拌。正式接合用旋轉工具F的移動軌跡會形成塑性化領域W2。攪拌桿F2的插入角度可以適當地設定，但本實施型態中正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸相對於鉛直面傾斜45°。也就是，設定正式接合用旋轉工具F的旋轉中心軸垂直於傾斜面8c的狀態下進行摩擦攪拌。

第二接合步驟中，攪拌桿F2插入到至少塑性化領域W2與塑性化領域W1接觸的程度為佳，本實施型態中，設定攪拌桿F2的前端進入塑性化領域W1。當接合步驟結束後，從被接合金屬構件切下輔助材T。

根據以上說明的摩擦攪拌方法，在內角落預先對第一內角落P1及第二內角落P2配置第一補助構件7及第二補助構件8，從第一補助構件7及第二補助構件8上對靠合部J1進行摩擦攪拌，能夠消除第一內角落P1及第二內角落P2的金屬不 足。

又，本實施型態中，對兩個內角落(第一內角落P1及第二內角落P2)進行摩擦攪拌，能夠提高接合部的氣密性及水密性，且能夠提高接合強度。又，第一接合步驟中形成的塑性化領域W1雖有產生接合缺陷的可能，但藉由如本實施型態使攪拌桿F2進入塑性化領域W1，能夠修補該接合缺陷。藉此能夠更加提高水密性及氣密性。

又，藉由配置輔助材T，能夠設定接合步驟的正式接合用旋轉工具F的開始位置(插入位置)於輔助材T。又，因為能夠設定第一接合步驟及第二接合步驟的開始位置(插入位置)於一個輔助材T，能夠提高作業效率。又，輔助材T的傾斜面(工具插入面)T2與第一補助材7的傾斜面(露出面)7c被設定為同一平面，且輔助材T的傾斜面(工具插入面)T3與第二補助材8的傾斜面(露出面)8c被設定為同一平面，能夠平滑地進行接合步驟。

本實施型態中，第一補助構件7及第二補助構件8為三角柱，因此攪拌桿F2插入的面，也就是內角落露出的露出面為傾斜面7c、8c，但並不限定於此。第一補助構件及第二補助構件當中被攪拌桿插入的面(露出面)也可以是曲面。在這種情況下，將輔助材T的工具插入面的形狀也變更成與該曲面形成同一面為佳。藉此，能夠平滑地進行接合步驟。

第十實施型態中也可使用輔助材T來進行接合步驟。在這種情況下，設定輔助材T的各工具插入面與熔接金屬U1、U2的露出面形成幾乎同一個面為佳。

1‧‧‧金屬構件

1a‧‧‧端面

1b‧‧‧側面

1c‧‧‧側面

2‧‧‧金屬構件

2b‧‧‧側面

2c‧‧‧側面

C1‧‧‧交線

F‧‧‧正式接合用旋轉工具

F1‧‧‧連結部

F2‧‧‧攪拌桿

M‧‧‧熔接金屬

J1‧‧‧靠合部

Q‧‧‧背抵接材

W1‧‧‧塑性化領域

W2‧‧‧塑性化領域

Claims (26)

1. 一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合2個金屬構件，包括：靠合步驟，將該2個金屬構件以特定角度靠合，形成靠合部；疊焊熔接步驟，對該靠合步驟中形成的該2個金屬構件的內角落實施疊焊熔接，以熔接金屬覆蓋該內角落；以及內角落接合步驟，僅將旋轉的該攪拌桿插入該熔接金屬及該內角落，在僅該攪拌桿接觸該熔接金屬及該2個金屬構件的狀態下使其塑性流動化，進行該靠合部的摩擦攪拌接合，其中在該內角落接合步驟中，該攪拌桿的外周面刻有螺旋溝，在該旋轉工具向右旋轉的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向左旋轉地形成，在該旋轉工具向左旋轉的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向右旋轉地形成。
2. 一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合2個金屬構件，包括：靠合步驟，將該2個金屬構件以特定角度靠合，形成靠合部；補助構件配置步驟，在該靠合步驟中形成的該2個金屬構件的內角落配置補助構件；以及內角落接合步驟，僅將旋轉的該攪拌桿插入該補助構件及該內角落，在僅該攪拌桿接觸該補助構件及該2個金屬構件的狀態下使其塑性流動化，進行該靠合部的摩擦攪拌接合，其中在該內角落接合步驟中，該攪拌桿的外周面刻有螺旋溝，在該旋轉工具向右旋轉的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向左旋轉地形成，在該旋轉工具向左旋轉 的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向右旋轉地形成。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之摩擦攪拌接合方法，更包括：外角落接合步驟，從該2個金屬構件的外角落側對該靠合部進行摩擦攪拌接合。
4. 如申請專利範圍第3項所述之摩擦攪拌接合方法，其中使該外角落接合步驟中形成的塑性化領域與該內角落接合步驟中形成的塑性化領域重疊。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之摩擦攪拌接合方法，更包括：外角落接合步驟，從該2個金屬構件的外角落側對該靠合部進行熔接。
6. 如申請專利範圍第5項所述之摩擦攪拌接合方法，其中使該外角落接合步驟中形成的熔接金屬與該內角落接合步驟中形成的塑性化領域重疊。
7. 如申請專利範圍第1或2項所述之摩擦攪拌接合方法，其中該靠合步驟中，一者的該金屬構件的側面與另一者的該金屬構件的端面靠合，使得一者的該金屬構件的側面與另一者的該金屬構件的側面所形成的內角落之夾角為α的情況下，該內角落接合步驟中，插入該2個側面的交線的該旋轉工具的旋轉中心軸位於假想基準面與該一者的該金屬構件的側面之間， 其中該假想基準面通過該交線且與該任一該側面的夾角為α/2。
8. 一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合靠合面的形狀不同的2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的該金屬構件與另一者的該金屬構件靠合，形成靠合部；疊焊熔接步驟，沿著另一者的該金屬構件的周方向對該靠合部實施疊焊熔接，以熔接金屬覆蓋該2個金屬構件的內角落；以及接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該熔接金屬及該2個金屬構件的狀態下，繞著另一者的該金屬構件的周方向進行該靠合部的摩擦攪拌接合，其中在該接合步驟中，該攪拌桿的外周面刻有螺旋溝，在該旋轉工具向右旋轉的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向左旋轉地形成，在該旋轉工具向左旋轉的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向右旋轉地形成。
9. 一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合靠合面的形狀不同的2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的該金屬構件與另一者的該金屬構件靠合，形成靠合部；補助構件配置步驟，沿著另一者的該金屬構件的周方向對該靠合部配置補助構件，以該補助構件覆蓋該2個金屬構件的內角落；以及 接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該補助構件及該2個金屬構件的狀態下，繞著另一者的該金屬構件的周方向進行該靠合部的摩擦攪拌接合，其中在該接合步驟中，該攪拌桿的外周面刻有螺旋溝，在該旋轉工具向右旋轉的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向左旋轉地形成，在該旋轉工具向左旋轉的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向右旋轉地形成。
10. 如申請專利範圍第8或9項所述之摩擦攪拌接合方法，其中該金屬構件任一者皆呈板狀，在該靠合步驟中，使一者的該金屬構件的表面與另一者的該金屬構件的背面靠合。
11. 如申請專利範圍第8或9項所述之摩擦攪拌接合方法，其中一者的該金屬構件呈板狀，另一者的該金屬構件呈圓柱狀，在該靠合步驟中，使一者的該金屬構件的表面與另一者的該金屬構件的端面靠合。
12. 如申請專利範圍第8或9項所述之摩擦攪拌接合方法，其中一者的該金屬構件呈板狀，另一者的該金屬構件呈筒狀，在該靠合步驟中，使一者的該金屬構件的表面與另一者的該金屬構件的端面靠合。
13. 如申請專利範圍第8或9項所述之摩擦攪拌接合方法，其中一者的該金屬構件呈板狀，另一者的該金屬構件呈圓筒狀，在該靠合步驟中，使一者的該金屬構件的表面與另一者的該金屬構件的端面靠合。
14. 如申請專利範圍第8或9項所述之摩擦攪拌接合方法，其中一者的該金屬構件形成有貫通孔，在該靠合步驟中，以另一者的該金屬構件覆蓋該貫通孔。
15. 如申請專利範圍第8或9項所述之摩擦攪拌接合方法，其中一者的該金屬構件形成有貫通孔，在該靠合步驟中，該貫通孔與另一者的該金屬構件的中空部連通。
16. 一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的金屬構件的側面與另一者的金屬構件的端面靠合以形成靠合部，該2個金屬構件形成從正面觀看為T字狀的被接合金屬構件；疊焊熔接步驟，對該被接合金屬構件的至少一者的內角落實施疊焊熔接，以熔接金屬覆蓋該內角落；以及接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該熔接金屬及該被接合金屬構件的狀態下，進行該靠合部的摩擦攪拌接合，其中在該接合步驟中，該攪拌桿的外周面刻有螺旋溝，在該旋轉工具向右旋轉的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向左旋轉地形成，在該旋轉工具向左旋轉的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向右旋轉地形成。
17. 如申請專利範圍第16項所述之摩擦攪拌接合方法，其中在該疊焊熔接步驟中，對該被接合金屬構件的2個內角落實施疊焊熔接，以熔接金屬覆蓋各內角落， 在該接合步驟中，進行第一接合步驟與第二接合步驟，該第一接合步驟對該被接合金屬構件的2個角落中的一者進行摩擦攪拌，該第二接合步驟對另一者進行摩擦攪拌，在該第二接合步驟中，使該攪拌桿進入到該第一接合步驟中形成的塑性化領域，並進行摩擦攪拌。
18. 一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的金屬構件的側面與另一者的金屬構件的端面靠合以形成靠合部，該2個金屬構件形成從正面觀看為T字狀的被接合金屬構件；補助構件配置步驟，對該被接合金屬構件的至少一者的內角落配置補助構件，以該補助構件覆蓋該內角落；以及接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該補助構件及該被接合金屬構件的狀態下，進行該靠合部的摩擦攪拌接合，其中在該接合步驟中，該攪拌桿的外周面刻有螺旋溝，在該旋轉工具向右旋轉的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向左旋轉地形成，在該旋轉工具向左旋轉的情況下，該螺旋溝從基端側朝向前端側向右旋轉地形成。
19. 如申請專利範圍第18項所述之摩擦攪拌接合方法，其中在該補助構件配置步驟中，對該被接合金屬構件的2個內角落分別配置該補助構件，以覆蓋各內角落，在該接合步驟中，進行第一接合步驟與第二接合步驟，該 第一接合步驟對該被接合金屬構件的2個角落中的一者進行摩擦攪拌，該第二接合步驟對另一者進行摩擦攪拌，在該第二接合步驟中，使該攪拌桿進入到該第一接合步驟中形成的塑性化領域，並進行摩擦攪拌。
20. 如申請專利範圍第19項所述之摩擦攪拌接合方法，更包括：輔助材配置步驟，在該靠合步驟後，使具備2個工具插入面的輔助材抵接該被接合金屬構件的正面，其中使一者的該補助構件的露出面與該輔助材的一者的該工具插入面成為一個面，使另一者的該補助構件的露出面與該輔助材的另一者的該工具插入面成為一個面。
21. 如申請專利範圍第1、2、8、9、16或18項所述之摩擦攪拌接合方法，其中該旋轉工具安裝至前端具備旋轉驅動構件的機械臂來進行摩擦攪拌接合。
22. 一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合靠合面的形狀不同的2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的該金屬構件與另一者的該金屬構件靠合，形成靠合部；疊焊熔接步驟，沿著另一者的該金屬構件的周方向對該靠合部實施疊焊熔接，以熔接金屬覆蓋該2個金屬構件的內角落；以及接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該熔接金屬及該2個金屬構件的狀態下，繞著另一者的該金屬構件的周方向進行該靠合部的摩擦攪拌 接合，其中一者的該金屬構件形成有貫通孔，在該靠合步驟中，以另一者的該金屬構件覆蓋該貫通孔。
23. 一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合靠合面的形狀不同的2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的該金屬構件與另一者的該金屬構件靠合，形成靠合部；疊焊熔接步驟，沿著另一者的該金屬構件的周方向對該靠合部實施疊焊熔接，以熔接金屬覆蓋該2個金屬構件的內角落；以及接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該熔接金屬及該2個金屬構件的狀態下，繞著另一者的該金屬構件的周方向進行該靠合部的摩擦攪拌接合，其中一者的該金屬構件形成有貫通孔，在該靠合步驟中，該貫通孔與另一者的該金屬構件的中空部連通。
24. 一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合靠合面的形狀不同的2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的該金屬構件與另一者的該金屬構件靠合，形成靠合部；補助構件配置步驟，沿著另一者的該金屬構件的周方向對該靠合部配置補助構件，以該補助構件覆蓋該2個金屬構件的內角落；以及 接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該補助構件及該2個金屬構件的狀態下，繞著另一者的該金屬構件的周方向進行該靠合部的摩擦攪拌接合，其中一者的該金屬構件形成有貫通孔，在該靠合步驟中，以另一者的該金屬構件覆蓋該貫通孔。
25. 一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合靠合面的形狀不同的2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的該金屬構件與另一者的該金屬構件靠合，形成靠合部；補助構件配置步驟，沿著另一者的該金屬構件的周方向對該靠合部配置補助構件，以該補助構件覆蓋該2個金屬構件的內角落；以及接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該補助構件及該2個金屬構件的狀態下，繞著另一者的該金屬構件的周方向進行該靠合部的摩擦攪拌接合，其中一者的該金屬構件形成有貫通孔，在該靠合步驟中，該貫通孔與另一者的該金屬構件的中空部連通。
26. 一種摩擦攪拌接合方法，使用具備攪拌桿的旋轉工具來接合2個金屬構件，包括：靠合步驟，將一者的金屬構件的側面與另一者的金屬構件的端面靠合以形成靠合部，該2個金屬構件形成從正面觀看為T字狀的被接合金屬構件； 補助構件配置步驟，對該被接合金屬構件的至少一者的內角落配置補助構件，以該補助構件覆蓋該內角落；輔助材配置步驟，使具備2個工具插入面的輔助材抵接該被接合金屬構件的正面；以及接合步驟，將旋轉的該攪拌桿插入該內角落，在僅該攪拌桿接觸該補助構件及該被接合金屬構件的狀態下，進行該靠合部的摩擦攪拌接合，在該補助構件配置步驟中，對該被接合金屬構件的2個內角落分別配置該補助構件，以覆蓋各內角落，在該輔助材配置步驟中，使一者的該補助構件的露出面與該輔助材的一者的該工具插入面成為一個面，使另一者的該補助構件的露出面與該輔助材的另一者的該工具插入面成為一個面，在該接合步驟中，進行第一接合步驟與第二接合步驟，該第一接合步驟對該被接合金屬構件的2個角落中的一者進行摩擦攪拌，該第二接合步驟對另一者進行摩擦攪拌，在該第二接合步驟中，使該攪拌桿進入到該第一接合步驟中形成的塑性化領域，並進行摩擦攪拌。