1.一种摩擦搅拌接合方法,其特征在于,具备:
第一摩擦搅拌接合工序,使夹着金属材料的被接合部而配置于所述被接合部的厚度方向的一侧的第一旋转工具一边旋转一边向第一行进方向移动,由此在所述被接合部形成第一搅拌区域;
第二摩擦搅拌接合工序,在进行所述第一摩擦搅拌接合工序的同时,或者在执行所述第一摩擦搅拌接合工序之后,使夹着所述被接合部而配置于所述厚度方向的另一侧的第二旋转工具一边旋转一边向第二行进方向移动,由此在所述被接合部形成第二搅拌区域;
所述第一搅拌区域是在所述厚度方向上从所述被接合部的一侧到达所述被接合部的内部的区域,
所述第二搅拌区域是在所述厚度方向上从所述被接合部的另一侧到达所述被接合部的内部的区域,
所述第一搅拌区域与所述第二搅拌区域在所述厚度方向上在所述被接合部的内部相互重叠。
2.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
所述被接合部是通过使一对金属材料对接而形成的坡口部,
所述坡口部形成从接合开始点朝向接合结束点延伸的焊接线,
所述第一旋转工具以及所述第二旋转工具在所述焊接线上移动。
3.如权利要求1或2所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
在与所述第一摩擦搅拌接合工序同时进行所述第二摩擦搅拌接合工序的情况下,
所述第一行进方向与所述第二行进方向为相同的行进方向,
所述第一旋转工具在所述厚度方向上的长度形成为从所述被接合部的一侧到达所述被接合部的内部的长度,
所述第二旋转工具在所述厚度方向上的长度形成为从所述被接合部的另一侧到达所述被接合部的内部的长度,
所述第一旋转工具与所述第二旋转工具在所述厚度方向上在所述被接合部的内部相互重叠,并且至少在所述行进方向上前后错位配置。
4.如权利要求3所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
所述第一旋转工具与所述第二旋转工具在与所述厚度方向正交的正交面内在与所述行进方向正交的宽度方向上左右错位配置。
5.如权利要求3或4所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
所述第一旋转工具具有:
第一工具主体,其具有与所述被接合部的一侧的面接触的第一肩部;
第一探针,其从所述第一工具主体朝向所述第二旋转工具侧突出;
所述第二旋转工具具有:
第二工具主体,其具有与所述被接合部的另一侧的面接触的第二肩部;
第二探针,其从所述第二工具主体朝向所述第一旋转工具侧突出;
所述第一旋转工具以及所述第二旋转工具在所述第一肩部与所述第二肩部的至少一部分在所述厚度方向上的重叠的范围内错位配置。
6.如权利要求5所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
所述第一旋转工具以第一旋转轴为中心旋转,
所述第一肩部的外周面为圆周面,
所述第一探针的成为所述第二旋转工具侧的前端侧的第一前端面为圆形,
所述第二旋转工具以第二旋转轴为中心旋转,
所述第二肩部的外周面为圆周面,
所述第二探针的成为所述第一旋转工具侧的前端侧的第二前端面为圆形,
若将所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间的距离设为L,将所述第一肩部的直径设为D1,将所述第一前端面的直径设为d1,将所述第二肩部的直径设为D2,将所述第二前端面的直径设为d2,则
在(D1/2+d2/2)≤(D2/2+d1/2)的情况下,所述第一旋转工具以及所述第二旋转工具以使所述距离L成为(d1/2+d2/2)<L<(D1/2+d2/2)的范围的方式错位配置,
在(D1/2+d2/2)≥(D2/2+d1/2)的情况下,所述第一旋转工具以及所述第二旋转工具以使所述距离L成为(d1/2+d2/2)<L<(D2/2+d1/2)的范围的方式错位配置。
7.如权利要求1至6中任一项所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
当从所述厚度方向的一侧观察所述第一旋转工具以及所述第二旋转工具时,所述第一旋转工具的旋转方向与所述第二旋转工具的旋转方向互为反向旋转。
8.如权利要求1至7中任一项所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
所述第一旋转工具与所述第二旋转工具为相同的形状。
9.如权利要求1或2所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
在执行所述第一摩擦搅拌接合工序之后进行所述第二摩擦搅拌接合工序的情况下,
在所述第一摩擦搅拌接合工序中配置第一反作用力旋转工具,该第一反作用力旋转工具夹着所述被接合部设于所述第一旋转工具的相反侧,具有抵接于所述被接合部的所述厚度方向的另一侧的第一抵接面,对所述第一旋转工具赋予反作用力,
在所述第二摩擦搅拌接合工序中配置第二反作用力旋转工具,该第二反作用力旋转工具夹着所述被接合部设于所述第二旋转工具的相反侧,具有抵接于所述被接合部的所述厚度方向的一侧的第二抵接面,对所述第二旋转工具赋予反作用力。
10.如权利要求9所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
所述第一反作用力旋转工具的所述第一抵接面以及所述第二反作用力旋转工具的所述第二抵接面中的至少一方为平坦面。
11.如权利要求9所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
在所述第一反作用力旋转工具的所述第一抵接面以及所述第二反作用力旋转工具的所述第二抵接面中的至少一方形成突起部。
12.如权利要求9至11中任一项所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
在执行所述第一摩擦搅拌接合工序之后,以维持所述金属材料的位置的状态执行所述第二摩擦搅拌接合工序。
13.如权利要求12所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
在执行所述第一摩擦搅拌接合工序之后且在执行所述第二摩擦搅拌接合工序之前,还具备将所述第一旋转工具与所述第一反作用力旋转工具的位置彼此交换从而将所述第一旋转工具作为所述第二旋转工具、将所述第一反作用力旋转工具作为所述第二反作用力旋转工具的工具反转工序。
14.如权利要求9至11中任一项所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
在执行所述第一摩擦搅拌接合工序之后且在执行所述第二摩擦搅拌接合工序之前,还具备通过使所述金属材料的位置在所述厚度方向上反转而将所述第一旋转工具作为所述第二旋转工具、将所述第一反作用力旋转工具作为所述第二反作用力旋转工具的材料反转工序。
15.如权利要求9至14中任一项所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
在所述被接合部的所述厚度方向是铅垂方向的情况下,
在所述第一摩擦搅拌接合工序中,所述第一旋转工具被以处于所述被接合部的上方侧的方式配置。
16.如权利要求9至15中任一项所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
所述第一行进方向与所述第二行进方向为相反方向。
17.如权利要求9至15中任一项所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
所述第一行进方向与所述第二行进方向为相同的方向。
18.如权利要求9所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
所述第一旋转工具具有:
第一工具主体,其具有与所述被接合部的一侧的面接触的第一肩部;
第一插通孔,其沿所述第一旋转工具的第一旋转轴贯通形成于所述第一工具主体;
第一探针销,其插通于所述第一插通孔,构成为能够沿所述第一旋转轴的轴向移动,并且从所述第一工具主体朝向所述第一反作用力旋转工具突出;
所述第一反作用力旋转工具具有:
第二工具主体,其具有与所述被接合部的另一侧的面接触的第二肩部;
第二插通孔,其沿所述第一反作用力旋转工具的第二旋转轴贯通形成于所述第二工具主体;
第二探针销,其插通于所述第二插通孔,构成为能够沿所述第二旋转轴的轴向移动,并且从所述第二工具主体朝向所述第一旋转工具突出;
在所述第一摩擦搅拌接合工序中,以使所述第一旋转轴与所述第二旋转轴同轴的方式配置所述第一旋转工具以及所述第一反作用力旋转工具,使所述第一探针销与所述第二探针销隔开规定间隙对置,使所述第一探针销的突出长度比所述第二探针销长,
在执行所述第一摩擦搅拌接合工序之后,还具备使所述第一旋转工具的所述第一探针销的突出长度和所述第一反作用力旋转工具的所述第二探针销的突出长度变化,使所述第二探针销的突出长度比所述第一探针销长,由此将所述第一旋转工具作为所述第二反作用力旋转工具、将所述第一反作用力旋转工具作为所述第二旋转工具的交换工序。
19.如权利要求1至18中任一项所述的摩擦搅拌接合方法,其特征在于,
在对因所述被接合部被摩擦搅拌接合而形成的所述金属材料的接合部产生的接合缺陷部进行修补的情况下,
使夹着所述接合部配置于所述接合部的厚度方向的一侧的修补用旋转工具和夹着所述接合部配置于所述厚度方向的另一侧并对所述修补用旋转工具赋予反作用力的反作用力旋转工具一边旋转一边向规定的行进方向移动,由此进行所述接合部的修补,
所述修补用旋转工具在所述厚度方向上的长度为从所述接合部的一侧到达所述接合部的内部并且覆盖所述接合缺陷部的长度。
20.一种摩擦搅拌接合装置,其特征在于,具备:
第一旋转工具,其夹着金属材料的被接合部而配置于所述被接合部的厚度方向的一侧,形成为从所述被接合部的一侧到达所述被接合部的内部的长度;
第二旋转工具,其夹着所述被接合部而配置于所述厚度方向的另一侧,形成为从所述被接合部的另一侧到达所述被接合部的内部的长度;
所述第一旋转工具通过一边旋转一边向第一行进方向移动,由此在所述被接合部形成第一搅拌区域,
所述第二旋转工具通过一边旋转一边向第二行进方向移动,由此在所述被接合部形成第二搅拌区域,
所述第一搅拌区域与所述第二搅拌区域在所述厚度方向上在所述被接合部的内部相互重叠。
21.如权利要求20所述的摩擦搅拌接合装置,其特征在于,
所述第一行进方向与所述第二行进方向为相同的行进方向,
所述第一旋转工具以及所述第二旋转工具一边夹在所述被接合部的所述厚度方向上的两侧旋转一边向所述行进方向移动来进行摩擦搅拌接合,
所述第一旋转工具与所述第二旋转工具在所述厚度方向上在所述被接合部的内部相互重叠,并且至少在所述行进方向上前后错位配置。
22.如权利要求20所述的摩擦搅拌接合装置,其特征在于,还具备:
第一反作用力旋转工具,其夹着所述被接合部设于所述第一旋转工具的相反侧,对所述第一旋转工具赋予反作用力;
第二反作用力旋转工具,其夹着所述被接合部设于所述第二旋转工具的相反侧,对所述第二旋转工具赋予反作用力;
所述第一旋转工具以及所述第一反作用力旋转工具一边夹在所述被接合部的所述厚度方向上的两侧旋转一边向规定的行进方向移动来执行第一摩擦搅拌接合,
在执行所述第一摩擦搅拌接合之后,所述第二旋转工具以及所述第二反作用力旋转工具一边夹在所述被接合部的所述厚度方向上的两侧旋转一边向规定的行进方向移动来执行第二摩擦搅拌接合。
23.如权利要求20所述的摩擦搅拌接合装置,其特征在于,具备:
第一反作用力旋转工具,其夹着所述被接合部设于所述第一旋转工具的相反侧,对所述第一旋转工具赋予反作用力;
第二反作用力旋转工具,其夹着所述被接合部设于所述第二旋转工具的相反侧,对所述第二旋转工具赋予反作用力;
反转机构,其使所述第一旋转工具与所述第一反作用力旋转工具的位置反转而使所述第一旋转工具作为所述第二旋转工具发挥功能,使所述第一反作用力旋转工具作为所述第二反作用力旋转工具发挥功能;
反转前的所述第一旋转工具和反转后的所述第二旋转工具配置为在所述厚度方向上在所述被接合部的内部相互重叠,
反转前的所述第一旋转工具以及所述第一反作用力旋转工具一边夹在所述被接合部的所述厚度方向上的两侧旋转一边向规定的行进方向移动来执行第一摩擦搅拌接合,
在执行所述第一摩擦搅拌接合之后,所述反转机构使所述第一旋转工具与所述第一反作用力旋转工具的位置反转,
反转后的所述第二旋转工具以及所述第二反作用力旋转工具一边夹在所述被接合部的所述厚度方向上的两侧旋转一边向规定的行进方向移动来执行第二摩擦搅拌接合。
24.如权利要求20至23中任一项所述的摩擦搅拌接合装置,其特征在于,
在对因所述被接合部被摩擦搅拌接合而形成的所述金属材料的接合部产生的接合缺陷部进行修补的情况下,所述摩擦搅拌接合装置具备:
修补用旋转工具,其夹着所述接合部配置于所述接合部的厚度方向的一侧,形成为从所述接合部的一侧到达所述接合部的内部并且覆盖所述接合缺陷部的长度;
反作用力旋转工具,其夹着所述接合部配置于所述厚度方向的另一侧,对所述修补用旋转工具赋予反作用力;
所述修补用旋转工具以及所述反作用力旋转工具一边夹在所述接合部的所述厚度方向上的两侧旋转一边向规定的行进方向移动,由此执行所述接合部的修补。