接合方法及接合构造物的制造方法

专利名称：接合方法及接合构造物的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种利用摩擦搅拌的金属构件的接合方法及接合构造物的制造方法。
背景技术：
将金属构件彼此接合的方法已知的是摩擦搅拌接合(FSW = Friction Stir Welding)。摩擦搅拌接合通过使旋转工具旋转并沿着金属构件彼此的对接部移动，利用旋转工具与金属构件的摩擦热使对接部的金属做塑性化流动，从而使金属构件彼此做固相接合。此外，旋转工具一般是在呈圆柱状的肩部的下端面上突设搅拌销(探针)而形成的。在此，图33是表示对一对平板状的金属构件进行摩擦搅拌接合的现有的接合方法的立体图。如图33所示，在欲接合的金属构件101、101的厚度比未图示的旋转工具的搅拌销还长的情况下，有时在从金属构件101的表面102侧进行摩擦搅拌之后，还从背面103 侧进行摩擦搅拌。即，在上述接合方法中，沿着金属构件101、101的对接部104(双点滑线)从表面 102及背面103的两侧进行摩擦搅拌，以使摩擦搅拌所形成的塑性化区域105、106的厚度方向的中央部分接触而接合。藉此，在对接部104中可达到无间隙接合。此种接合方法公开于文献1。此外，图34是使用接头构件的现有的接合方法的剖视图。如图34所示，在相对于旋转工具的搅拌销的长度，金属构件的厚度较大的情况下，在具有不同厚度的台阶部的一对金属构件之间，利用接头构件进行阶段性的摩擦搅拌的接合方法是已知的。即，使用上述接合方法的金属构件，在第一金属构件120a及第二金属构件120b的本体部121、121的缘部形成有比本体部121的厚度还小的台阶部122、122。然后，该现有的接合方法包括使第一金属构件120a及第二金属构件120b的台阶部122、122彼此对接的对接工序；对台阶部122、122彼此的对接部Jd进行摩擦搅拌的台阶部摩擦搅拌工序；将接头构件U配置于在对接工序中所形成的凹部123的接头构件配置工序；对第一金属构件120a与接头构件U的对接部Ja以及第二金属构件120b与接头构件U 的对接部Jb进行摩擦搅拌的摩擦搅拌工序。通过该接合方法，即使对金属构件的厚度大的构件，也能进行金属构件彼此无间隙的接合。这种接合方法记载于文献2。文献1 日本专利特开2005-131666号公报(参照图7)文献2 日本专利特开2004-358535号公报(段落0019、参照图2)发明的公开发明所要解决的技术问题在此，图35是表示对一对厚度大的金属构件进行磨擦搅拌接合的接合方法的立体图。如图35所示，在欲接合的金属111、111的厚度较大的情况下，即使从表面102以及背面103进行摩擦搅拌，也可能在对接部104(双点滑线)的中央部产生未接合部。即，在相对于未图示的旋转工具的搅拌销的长度，金属构件111的厚度非常大的情况下，即使从金属构件111的表面102以及背面103进行摩擦搅拌，由于不能使塑性化区域105、106的厚度方向的中央部分接触，会在对接部104的中央部产生间隙(未接合部)119。如此，当从一侧的侧面107至另一侧的侧面108产生连续的间隙119时，会有侧面107及侧面108之间的水密性及气密性降低的问题。在此，若对应于金属构件111的厚度而使旋转工具的搅拌销的长度变大，通过从表面102以及背面103进行摩擦搅拌，可使金属构件111彼此无间隙地接合。但是，旋转工具存在以下问题由于使搅拌销埋没于金属构件111内而边高速旋转边移动，因此当搅拌销的长度变大时，作用于摩擦搅拌装置的驱动装置及搅拌销的负载增大，从而导致装置的寿命变短。此外，如图33及图35所示，在塑性化区域105、106中，可能从一侧的侧面107至另一侧的侧面108产生连续的空洞缺陷109。上述空洞缺陷109是使金属构件101、111的侧面107及侧面108之间的水密性及气密性降低的原因之一。另一方面，如图34所示，若使用接头构件U，则即使在金属构件120a、120b的厚度大的情况下，通过阶段性地进行摩擦搅拌可确保水密性及气密性，但随着金属构件120a、 120b的厚度变大，存在由于必须增加设于金属构件120a、120b的台阶部及接头构件而使接合作业变得繁杂的问题。从这种观点，本发明提供一种在容易进行作业的同时，可提高被接合的金属构件的气密性及水密性的接合方法及接合构造物的制造方法。解决技术问题所采用的技术方案为解决上述问题，本发明的接合方法是使旋转工具相对于第一金属构件与第二金属构件对接而形成的被接合金属构件移动而进行摩擦搅拌的接合方法，其特征是，包括对上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部，从上述被接合金属构件的表面进行摩擦搅拌的第一正式接合工序；对上述对接部从上述被接合金属构件的背面进行摩擦搅拌的第二正式接合工序；沿着上述被接合金属构件的侧面的上述对接部形成凹槽的凹槽形成工序；在上述凹槽中配置接头构件的接头构件配置工序；对上述凹槽与上述接头构件的对接部进行摩擦搅拌的接头构件接合工序。根据上述接合方法，通过在被接合金属构件的侧面形成凹槽，可除去可能卷入被接合金属构件的侧面的氧化膜。此外，通过对凹槽与配置于凹槽的接头构件的对接部进行摩擦搅拌，能覆盖可露出被接合金属构件的侧面的隧道状空洞缺陷以及可卷入被接合金属构件的侧面的氧化膜而封闭。藉此，能提高被接合金属构件的两侧面间的气密性及水密性。 此外，通过对该凹槽与接头构件的对接部进行摩擦搅拌，能提高该部分的接合强度。此外， 由于从被接合金属构件的侧面进行摩擦搅拌接合，因此能比较容易地进行作业。此外，上述接头构件接合工序最好在上述凹槽中使上述第一正式接合工序中所形成的表面侧塑性化区域与在上述第二正式接合工序中所形成的背面侧塑性化区域之间所露出的未塑性化区域封闭。根据上述接合方法，将接头构件配置在露出形成于该侧面的凹槽的未塑性化区域，并通过摩擦搅拌该接头构件与凹槽的对接部能封闭未塑性化区域。藉此，能提高被接合金属构件的两侧面间的气密性及水密性。此外，上述接头构件的两端面最好与上述被接合金属构件的上述表面及上述背面齐平。根据上述接合方法，能可靠地封闭隧道状空洞缺陷、氧化膜以及未塑性化区域，并能在表面及背面形成平坦状。此外，上述接头构件接合工序中所形成的侧面塑性化区域的深度最好比上述接头构件的厚度还大。根据上述接合方法，由于在凹槽与接头构件的对接部中，横越厚度全长而进行摩擦搅拌，因此能进一步提高被接合金属构件的两侧面间的气密性及水密性。此外，在上述凹槽形成工序之后，最好还包括第一焊接修补工序，该工序将露出于上述凹槽的底面的空洞缺陷及上述未塑性化区域中至少一方通过焊接金属而封闭。此外， 在上述接头构件接合工序之后，最好还包括第二焊接修补工序，该工序使在上述接头构件接合工序露出于上述表面及上述背面的空洞缺陷以及在上述接头构件接合工序卷入的氧化膜中至少一方通过焊接金属而封闭。根据上述接合方法，在凹槽形成工序之后，露出上述凹槽底面的空洞缺陷及未塑性化区域能利用焊接金属封闭。此外，在接头构件接合工序中所形成的塑性化区域的空洞缺陷及氧化膜能利用焊接金属封闭。藉此，能提高被接合金属构件的气密性及水密性。此外，上述凹槽的宽度最好比上述表面侧塑性化区域及上述背面侧塑性化区域的宽度还小。根据上述接合方法，可减少形成凹槽的作业手续，且由于能使接头构件变小，因此能降低构件的成本。此外，最好在上述旋转工具的插入预定位置预先形成下孔。根据上述接合方法，可降低旋转工具压入时的压入阻力。藉此提高摩擦搅拌接合的精度，并可迅速地进行接合作业。此外，本发明的接合方法是使旋转工具相对于第一金属构件与第二金属构件对接而形成的被接合金属构件移动而进行摩擦搅拌的接合方法，其特征是，包括对上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部，从上述被接合金属构件的表面进行摩擦搅拌的第一正式接合工序；对上述对接部从上述被接合金属构件的背面进行摩擦搅拌的第二正式接合工序；在上述被接合金属构件的侧面，朝形成于在上述第一正式接合工序中所形成的表面侧塑性化区域以及在上述第二正式接合工序中所形成的背面侧塑性化区域中至少一方的空洞缺陷，插入空洞部修补构件的空洞部修补构件插入工序；以及对上述对接部，在上述被接合金属构件的侧面进行摩擦搅拌的侧面正式接合工序；其中在上述侧面正式接合工序中，对上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域之间的未塑性化区域进行摩擦搅拌，并对上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域中至少一方与上述空洞部修补构件的对接部进行摩擦搅拌。根据上述接合方法，在侧面正式接合工序中，通过从被接合金属构件的侧面进行摩擦搅拌接合，能比较容易地进行作业，并通过对出现在被接合金属构件的侧面的未塑性化区域进行摩擦搅拌，能提高被接合金属构件的气密性及水密性。此外，通过将空洞部修补构件插入形成于被接合金属构件的侧面的空洞缺陷而封闭该空洞缺陷，并在侧面正式接合工序中对空洞部修补构件与表面侧塑性化区域及背面侧塑性化区域的对接部进行摩擦搅拌，能提高被接合金属构件的气密性及水密性。
此外，在上述空洞部修补构件插入工序中，最好包括槽孔形成工序，该工序在上述被接合金属构件的侧面，对形成于上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域中至少一方的空洞缺陷的周围进行切削而形成槽孔，在上述空洞部修补构件插入工序中将上述空洞部修补构件插入上述槽孔中。根据上述接合方法，能将空洞部修补构件很好地插入。此外，本发明是使旋转工具相对于第一金属构件与第二金属构件对接而形成的被接合金属构件移动而进行摩擦搅拌的接合方法，其特征是，包括对上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部，从上述被接合金属构件的表面进行摩擦搅拌的第一正式接合工序；对上述对接部从上述被接合金属构件的背面进行摩擦搅拌的第二正式接合工序；在上述被接合金属构件的侧面，对形成于在上述第一正式接合工序中所形成的表面侧塑性化区域以及上述第二正式接合工序中所形成的背面侧塑性化区域中至少一方的空洞缺陷，将焊接金属充填于空洞缺陷的焊接金属充填工序；以及对上述对接部，在上述被接合金属构件的侧面进行摩擦搅拌的侧面正式接合工序，其中在上述侧面正式接合工序中，对上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域之间的未塑性化区域进行摩擦搅拌，并对上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域中至少一方与上述焊接金属的交界面进行摩擦搅拌。根据上述接合方法，在侧面正式接合工序中，通过从被接合金属构件的侧面进行摩擦搅拌接合而比较容易地进行作业，并通过对出现在被接合金属构件的侧面的未塑性化区域进行摩擦搅拌，能提高被接合金属构件的气密性及水密性。此外，由于将焊接金属填充于形成于被接合金属构件的侧面的空洞缺陷而封闭该空洞缺陷，并在侧面正式接合工序中，对上述焊接金属与表面侧塑性化区域及背面侧塑性化区域的交界面进行摩擦搅拌，因此能提高被接合金属构件的气密性及水密性。此外，上述焊接金属充填工序中，最好包括槽孔形成工序，该工序在上述被接合金属构件的侧面，对形成于上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域中至少一方的空洞缺陷的周围进行切削而形成槽孔，在上述焊接金属充填工序中，将上述焊接金属充填于上述槽孔。根据上述接合方法，能容易地进行焊接金属填充工序。此外，本发明是使旋转工具相对于第一金属构件与第二金属构件对接而形成的被接合金属构件移动而进行摩擦搅拌的接合方法，其特征是，包括对上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部，从上述被接合金属构件的表面进行摩擦搅拌的第一正式接合工序；对上述对接部从上述被接合金属构件的背面进行摩擦搅拌的第二正式接合工序；在上述被接合金属构件的侧面，在上述第一正式接合工序中所形成的表面侧塑性化区域以及在上述第二正式接合工序中所形成的背面侧塑性化区域之间的未塑性化区域形成凹部的凹部形成工序；将凹部修补构件插入上述凹部的凹部修补工序；以及对上述凹部修补构件与上述第一金属构件的对接部以及上述凹部修补构件与上述第二金属构件的对接部进行摩擦搅拌的侧面正式接合工序。根据上述接合方法，通过将凹部修补构件插入形成于被接合金属构件的侧面的未塑性化区域的凹部，并对该凹部修补构件与被接合金属构件的对接部进行摩擦搅拌，能提高被接合金属构件的水密性与气密性。此外，在侧面正式接合工序中，由于从被接合金属构件的侧面进行摩擦搅拌接合，因此能比较容易地进行作业。此外，最好是包括对形成于上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域中至少一方的空洞缺陷的周围进行切削而形成槽孔的槽孔形成工序；以及将空洞部修补构件插入上述槽孔的空洞部修补构件插入工序，对上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域中至少一方与上述空洞部修补构件的对接部进行摩擦搅拌。根据上述接合方法，通过对形成于上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域中至少一方的空洞缺陷插入空洞部修补构件而封闭该空洞缺陷，并对空洞部修补构件与上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域的对接部进行摩擦搅拌，能提高被接合金属构件的气密性及水密性。此外，最好是包括对形成于上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域中至少一方的空洞缺陷的周围进行切削而形成槽孔的槽孔形成工序；以及将空洞部修补构件插入上述槽孔的空洞部修补构件插入工序，横越上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域中至少一方与上述空洞部修补构件的对接部的整个表面进行摩擦搅拌。根据上述接合方法，通过对形成于上述表面侧塑性化区域以及上述背面侧塑性化区域中至少一方的空洞缺陷插入空洞部修补构件而封闭该空洞缺陷，并对上述空洞部修补构件与上述表面侧塑性化区域及上述背面侧塑性化区域的对接部的整个表面进行摩擦搅拌，能进一步提高被接合金属构件的气密性及水密性。此外，在上述侧面正式接合工序中，上述旋转工具最好以连续轨迹移动。根据上述接合方法，能提高摩擦搅拌的作业性。此外，在上述侧面正式接合工序中所使用的上述旋转工具最好比在上述第一正式接合工序及上述第二正式接合工序中所使用的旋转工具还小。根据上述接合方法，由于小的旋转工具可做比较小的旋转，因此能提高旋转工具的操作性。此外，最好还包括临时接合工序，该工序在进行上述第一正式接合工序、上述第二正式接合工序以及侧面正式接合工序中至少其中一工序之前，对上述对接部进行临时接合。根据上述接合方法，能防止在进行摩擦搅拌之际金属构件彼此开缝。此外，最好还包括在上述对接部的两侧配置一对突出材，并使上述突出材与上述被接合金属构件的对接部接合的突出材接合工序。根据上述接合方法，能防止在进行摩擦搅拌之际，突出材与被接合金属构件的开缝。此外，最好在上述第一正式接合工序、上述第二正式接合工序以及上述侧面正式接合工序中所使用的上述旋转工具的插入预定位置上形成下孔。根据上述接合方法，可降低旋转工具压入之际的压入阻力。藉此，在提高摩擦搅拌接合的精度的同时，能迅速地进行接合作业。此外，本发明是一种使第一金属构件与第二金属构件的端面彼此对接而形成接合构造物的制造方法，其特征是，包括对上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部， 从上述接合构造物的表面使用旋转工具进行摩擦搅拌的第一正式接合工序；对上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部，从上述接合构造物的背面使用旋转工具进行摩擦搅拌的第二正式接合工序；以及对上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部，从上述接合构造物的侧面使用旋转工具进行摩擦搅拌的第三正式接合工序，此外还进行以填充用金属构件充填于在上述第三正式接合工序中旋转工具脱离时所形成的冲孔，并对上述接合构造物与上述充填用金属构件的对接部，使用旋转工具进行摩擦搅拌的修补工序。根据上述制造方法，在第三正式接合工序中，从接合构造物的侧面进行摩擦搅拌能比较容易地进行作业，并通过对出现于接合构造物的侧面的未塑性化区域进行摩擦搅拌，藉此能提高接合构造物的气密性及水密性。此外，在修补工序中，通过将填充用金属充填于修补工序中旋转工具的冲孔中，可填埋在第三正式接合工序中形成于摩擦搅拌的结束位置的冲孔，因此能防止冲孔所造成的接合位置的强度降低。即，在第三正式接合工序中可将摩擦搅拌的结束位置设于接合构造物上，藉此，在第三正式接合工序中可省略设定摩擦搅拌的结束位置用的突出材，因而能减少接合作业中的工序数。此外，焊接金属最好充填于在上述修补工序中旋转工具脱离时所形成的冲孔。根据上述制造方法，通过将焊接金属充填于修补工序中旋转工具脱离时所形成的冲孔而填埋该冲孔，因此能防止由冲孔所造成的接合位置的强度降低，并可将接合位置修整成平坦。此外，最好使在上述第三正式接合工序中形成于上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部的塑性化区域的局部与在上述第一正式接合工序与上述第二正式接合工序中所形成的塑性化区域重叠。根据上述制造方法，在接合构造物的侧面，通过使形成于第一金属构件与第二金属构件的对接部的塑性化区域的局部与在第一正式接合工序及第二正式接合工序中所形成的塑性化区域重叠，在接合构造物的侧面能可靠地封闭第一金属构件与第二金属构件的接缝，因而能提高金属构件彼此的接合部的气密性及水密性。此外，在上述第三正式接合工序中，最好使形成于上述接合构造物的一侧的侧面的塑性化区域的局部与形成于上述接合构造物的另一侧的侧面的塑性化区域的局部重叠。根据上述制造方法，在第三正式接合工序中，通过使形成于接合构造物的两侧面的塑性化区域的局部重叠，并塑性化至接合构造物的内部，因此能提高金属构件彼此的接合部的气密性及水密性。此外，最好在上述第一正式接合工序及上述第二正式接合工序之前，对上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部，从上述接合构造物的表面及背面进行临时接合。 此外，最好在上述第三正式接合工序之前，对上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部，从上述接合构造物的侧面进行临时接合。在此，由于在进行各接合工序时，将旋转工具压入被接合的各金属构件的对接部， 对金属构件作用彼此拉离的力，有时会在对接部产生开缝。但是根据上述制造方法，通过在进行各接合工序之前临时接合对接部，能很好地进行各接合工序。此外，在上述第一正式接合工序以及上述第二正式接合工序中，最好在旋转工具的插入预定位置预先形成下孔。此外，在上述第三正式接合工序中，最好在旋转工具的插入预定位置预先形成下孔。根据上述制造方法，利用该构造能降低将旋转工具压入接合构造物之际的压入阻力。藉此能提高摩擦搅拌接合的精度，并能迅速地进行接合作业。此外，在上述第三正式接合工序中，摩擦搅拌的开始位置及结束位置最好设定于上述第一金属构件或上述第二金属构件的侧面，并设定成在使旋转工具从开始位置通过上述第一金属构件与上述第二金属构件的对接部以二字状的轨迹移动至结束位置时，若旋转工具作右旋转，旋转工具的行进方向左侧对应于二字状的移动轨迹的槽内侧，若旋转工具作左旋转，旋转工具的行进方向右侧对应于二字状的移动轨迹的槽内侧。在此，有时会有由于使旋转工具移动而在形成于接合构造物的塑性化区域内沿着旋转工具的行进方向产生空洞缺陷的情况。该空洞缺陷是使金属构件彼此的接合部的气密性及水密性降低的原因之一。在使旋转工具右旋转的情况下，空洞缺陷形成于行进方向的左侧，在使旋转工具左旋转的情况下，空洞缺陷形成于行进方向的右侧。因此，在上述构造中，在形成二字状的塑性化区域的槽内侧形成空洞缺陷，与在二字状的塑性化区域的槽外侧形成空洞缺陷的情况相比，由于空洞缺陷的距离变短，因此能提高金属构件彼此的接合部的气密性及水密性。发明效果根据本发明的接合方法及制造构造物的制造方法，在容易作业的同时，能提高被接合的金属构件的气密性及水密性。


图1是表示实施方式一的接合方法的图，图1(a)是立体图，图1(b)是图1(a)中 N部分的放大立体图。图2是表示实施方式一中第一准备工序的图，图2(a)是立体图，图2(b)是俯视图。图3是表示实施方式一中第一准备工序的图，图3(a)是图2(b)中1_1线剖视图， 图3(b)是图2(b)中II-II线剖视图。图4是表示实施方式一的旋转工具的图，图4(a)是临时接合用旋转工具的侧视图，图4(b)是正式接合用旋转工具的侧视图。图5是表示实施方式一的临时接合用旋转工具的使用状态的图，图5(a)是临时接合用旋转工具抵接于第一突出材的图，图5(b)是将临时接合用旋转工具压入第一突出材的图。图6是表示实施方式一的第一预备工序的第一突出材接合工序、临时接合工序以及第二突出材接合工序的俯视图。图7是表示实施方式一的第一正式接合工程的图6的III-III方向剖视图，图 7(a)是表示开始位置部分的摩擦搅拌接合的图，图7(b)是表示中间部份的摩擦搅拌接合的图，图7(c)是表示结束位置部分的摩擦搅拌接合的图。图8(a)是在实施方式一的第二准备工序之后，从对接部Jl朝向第一金属构件Ia 侧的剖视图，图8(b)是表示实施方式一的第二准备工序的第二突出材接合工序、临时接合工序以及第一突出材接合工序的俯视图。图9是表示实施方式一的第二正式接合工序的图，是图8(b)的IV-IV线剖视图， 图9(a)是开始位置部分的摩擦搅拌接合的图，图9(b)是表示中间部份的摩擦搅拌接合的图。图10是表示实施方式一中突出材切除工序后的被接合金属构件的立体图。图11是实施方式一的凹槽形成工序的立体图。图12是表示实施方式一的第一焊接修补工序的图，是第一侧面C的俯视图。图13是表示实施方式一的第一接头构件配置工序的立体图。图14是实施方式一的第一接头构件配置工序从表面A侧所看到的侧视图，图 14(a)表示配置前，图14(b)表示配置后。
图15是表示实施方式一的第一接头构件接合工序的图，图15(a)是俯视图，图 15(b)是图15(a)的VI-VI线剖视图。图16是表示实施方式一的第一接头构件接合工序的俯视图。图17是表示实施方式一的第二接头构件接合工序的俯视图。图18是表示实施方式一的第二焊接修补工序的图，是图1中N部分的放大立体图。图19是表示实施方式一的变形例的图，是表示接头构件接合工序的剖视图。图20是表示实施方式二的被接合金属构件的立体图。图21是表示实施方式二的突出材切除工序后的被接合金属构件的立体图。图22(a)是表示实施方式二的槽孔形成工序、凹部形成工序以及修补构件插入工序的立体图，图22(b)是图22(a)的表面侧塑性化区域周边的放大主视图。图23是表示实施方式二的第一侧面正式接合工序的图，图23(a)是表示中间部份的俯视图，图23(b)是图23(a)的III-III线剖视图，图23(c)是表示结束位置部分的俯视图。图M是表示由实施方式四的制造方法而接合的接合构造物的立体图。图25是表示实施方式四的第二正式接合工序结束后，除去突出材状态的接合构造物的立体图。图沈是表示实施方式四的第三正式接合工序中的临时接合工序的俯视图。图27是表示实施方式四的第三正式接合工序中的正式接合工序的俯视图。图观是表示实施方式四的各工序的图，图观(幻是表示第三正式接合工序中正式接合工序的图26的I-I剖视图，图^(b)是表示第一修补工序中填充用金属构件插入工序的剖视图。图四是表示实施方式四的第一修补工序中的修补接合工序及修补焊接工序的俯视图。图30是表示实施方式四的第一修补工序中的修补接合工序及修补焊接工序的图 29的II-II剖视图。图31是表示实施方式四的第四正式接合工序及第二修补工序的俯视图。图32是表示实施方式四的第三正式接合工序的变形例的图，是使第一旋转工具作左旋转时的俯视图。图33是表示对一对平板状的金属构件进行摩擦搅拌接合的现有的接合方法的立体图。图34图是表示使用接头构件的现有的接合方法的剖视图。图35是表示对一对厚度大的金属构件进行摩擦搅拌接合的接合方法的立体图。(符号说明)1 被接合金属构件Ia 第一金属构件Ib 第二金属构件2 第一突出材3 第二突出材
211 凹部212 槽子L213 槽？L211 凹部修补构件202 第一空洞部修补构件203 第一空洞部修补构件A 表面B 背面C 第一侧面D 第二侧面F 临时接合用旋转工具G 正式接合用旋转工具h 填充用金属构件j 未塑性化区域J 对接部K 凹槽P 下孔Q 冲孔R 隧道状空洞缺陷T 焊接金属U 接头构件Wl 表面侧塑性化区域W2 背面侧塑性化区域w 侧面侧塑性化区域Z 氧化膜。
具体实施例方式实施方式一如图1(a)所示，实施方式一的接合方法的特征是，使第一金属构件Ia及第二金属构件Ib对接而形成的被接合金属构件1的表面A及背面B通过摩擦搅拌而接合，并如图 1(b)所示，在被接合金属构件1的两侧面形成凹槽K，在该凹槽K配置接头构件U，并通过摩擦搅拌凹槽K与接头构件U的对接部而接合。首先，详细说明本实施方式的接合方法的被接合金属构件1，并详细说明接合该被接合金属构件1之际所使用的第一突出材2和第二突出材3。如图2(a)及图2(b)所示，在本实施方式中，被接合金属构件1由截面呈矩形的第一金属构件Ia以及第二金属构件Ib构成，通过使各端面对接形成对接部Jl。第一金属构件Ia及第二金属构件Ib在本实施方式中为相同组成的金属材料，由例如铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等可摩擦搅拌的金属材料构成。虽然第一金属构件Ia及第二金属构件Ib的形状、尺寸并无特别限制，但希望至少对接部Jl的厚度尺寸是相同的。
而且，如图1所示，被接合金属构件1的表面为表面A、背面为背面B，一侧的侧面为第一侧面C、另一侧的侧面为第二侧面D。此外，本实施方式中的上下左右前后依照图1 的箭头确定。如图2(a)及图2(b)所示，第一突出材2以及第二突出材3为夹持被接合金属构件1的对接部JI而配置，分别添设于被接合金属构件1，覆盖隐藏出现在第一侧面C及第二侧面D的第一金属构件Ia与第二金属构件Ib的接缝(边界线)。虽然第一突出材2及第二突出材3的材质并无特别限制，但在本实施方式中，是以与被接合金属构件1相同组成的金属材料形成。此外，虽然第一突出材2及第二突出材3的尺寸、形状并无限制，但在本实施方式中，其厚度尺寸与对接部Jl处的被接合金属构件1的厚度尺寸相同。接着，参照图4详细说明用于临时接合工序的旋转工具F(以下称“临时接合用旋转工具F”)以及用于正式接合工序的旋转工具G(以下称“正式接合用旋转工具G”)。图4(a)所示的临时接合用旋转工具F由工具钢等比被接合金属构件1还硬质的金属材料构成，包括呈圆柱状的肩部F1、突设于该肩部Fl的下端面Fll的搅拌销(探针) F2。虽然临时接合用旋转工具F的尺寸、形状对应于被接合金属构件1的材质及厚度而设定，但至少比后述的第一正式接合工序中所使用的正式接合用旋转工具G (参照图4 (b))还小。如此，由于可用比正式接合还小的负载进行临时接合，因此可减轻在临时接合时施加于摩擦搅拌装置的负载，而且由于临时接合用旋转工具F的移动速度(输送速度)比正式接合用旋转工具G的移动速度还高，因此可降低临时接合所需的作业时间及成本。肩部Fl的下端面Fll是具有推压塑性化流动的金属而防止向周围飞散的功能的部位，在本实施方式中形成凹面状。虽然肩部Fl的外径Xl的大小并无特别限制，但在本实施方式中，比正式接合用旋转工具G的肩部Gl的外径Yl还小。搅拌销F2从肩部Fl的下端面Fll的中央垂下，在本实施方式中，形成前端细的圆锥台形。此外，搅拌销F2的周面形成有刻设成螺旋状的搅拌翼。虽然搅拌销F2的外径大小并无特别限制，但在本实施方式中，最大外径(上端径) 比正式接合用旋转工具G的搅拌销G2的最大外径(上端径H2还小，而且最小外径(下端径) 比搅拌销G2的最小外径 (下端径)Y3还小。搅拌销F2的长度L2最好比正式接合用旋转工具G的搅拌销G2的长度 LJ参照图4(b))还小。图4(b)所示的正式接合用旋转工具G由工具钢等比被接合金属构件1还硬质的金属材料构成，包括呈圆柱状的肩部Gl以及突设于该肩部Gl的下端面Gll的搅拌销(探针)G2。肩部Gl的下端面Gll与临时接合用旋转工具F相同，形成凹面状。搅拌销G2从肩部Gl的下端面Gll的中央垂下，在本实施方式中形成前端细的圆锥台状。此外，搅拌销 G2的周面形成有刻设成螺旋状的搅拌翼。以下，详细说明本实施方式的接合方法。本实施方式的接合方法包括(1)第一准备工序、(2)第一预备工序、(3)第一正式接合工序、(4)第二准备工序、(5)第二预备工序、 (6)第二正式接合工序、(7)突出材切除工序、(8)凹槽形成工序、(9)第一焊接修补工序、 (10)第三准备工序、(11)第一接头构件接合工序、(12)第四准备工序、(13)第二接头构件接合工序、(14)突出材切除工序、(15)第二焊接修补工序。而且，如图1所示，(2)第一预备工序及C3)第一正式接合工序是在表面A进行的工序，(5)第二预备工序及(6)第二正式接合工序是在背面B进行的工序。此外，(8)凹槽形成工序及(9)第一焊接修补工序是在第一侧面C及第二侧面D进行的工序。此外，(11) 第一接头构件接合工序是在第一侧面C进行的工序，(13)第二接头构件接合工序是在第二侧面D进行的工序。此外，(1 第二焊接修补工序是在表面A及背面B进行的工序。(1)第一准备工序参照图2及图3说明第一准备工序。第一准备工序是准备设置被接合金属构件1 的摩擦搅拌的开始位置及结束位置的抵接构件(第一突出材2及第二突出材幻的工序。 在本实施方式中，第一准备工序包括使第一金属构件Ia及第二金属构件Ib对接的对接工序；在被接合金属构件1的对接部Jl的两侧配置第一突出材2与第二突出材3的突出材配置工序；以及通过焊接第一突出材2与第二突出材3而与被接合金属构件1临时接合的临时焊接工序。(1-1)对接工序如图2(b)所示，在对接工序中，使第二金属构件Ib的端面lib紧贴于第一金属构件Ia的端面11a。此外，如图3所示，第一金属构件Ia的表面1 与第二金属构件Ib的表面12b齐平，第一金属构件Ia的背面13a与第二金属构件Ib的背面1 齐平。此外，同样地，第一金属构件Ia的第一侧面1 与第二金属构件Ib的第一侧面14b齐平，第一金属构件Ia的第二侧面15a与第二金属构件Ib的第二侧面1 齐平。S卩，表面A由第一金属构件Ia的表面1 和第二金属构件Ib的表面12b形成，背面B由第一金属构件Ia的背面13a和第二金属构件Ib的背面1 形成，第一侧面C由第一金属构件Ia的第一侧面Ha和第二金属构件Ib的第一侧面14b形成，第二侧面D由第一金属构件Ia的第二侧面1 和第二金属构件Ib的第二侧面1 形成。(1-2)突出材配置工序如图2(a)及图2(b)所示，在突出材配置工序中，在对接部Jl的第二侧面D侧配置第一突出材2，使其抵接面21抵接于第二侧面D。而且，使第二突出材3配置于对接部Jl 的第一侧面C，使其抵接面31抵接于第一侧面C。此时，如图3 (b)所示，第一突出材2的表面22和第二突出材3的表面32与被接合金属构件1的表面A齐平，此外，第一突出材2的背面23和第二突出材3的背面33与被接合金属构件1的背面B齐平。(1-3)临时焊接工序如图2(a)及图2(b)图所示，在临时焊接工序中，通过焊接被接合金属构件1和第一突出材2所形成的内侧角部2a、2b而对被接合金属构件1与第一突出材2进行临时接合。 此外，通过焊接被接合金属构件1和第二突出材3所形成内侧角部3a、!3b而对被接合金属构件1与第二突出材3进行临时接合。而且，可横越内侧角部h、2b以及3a、3b的全长而连续地进行焊接，也可断续地进行焊接。此外，在第一准备工序中，在省略临时焊接工序的情况下，也可在未图示的摩擦搅拌装置的台架上进行对接工序和突出材配置工序。(2)第一预备工序第一预备工序是在第一正式接合工序之前进行的的工序，在本实施方式中，包括 在表面A侧，接合被接合金属构件1与第一突出材2的对接部J2的(2-1)第一突出材接合工序；临时接合被接合金属构件1的对接部Jl的0-2)临时接合工序；接合被接合金属构件1与第二突出材3的对接部J3的(2- 第二突出材接合工序；以及在第一正式接合工序中的摩擦搅拌的开始位置形成下孔的(2-4)下孔形成工序。如图6所示，在第一预备工序中，使一临时接合用旋转工具移动而形成连续的移动轨迹(bead)，对对接部J2、J1、J3进行连续摩擦搅拌。即，使插入摩擦搅拌的开始位置、 的临时接合用旋转工具F的搅拌销F2(参照图4(a))在中途不脱离地移动至结束位置EP1。 而且，在本实施方式中，虽然在第一突出材2上设定摩擦搅拌的开始位置、，在第二突出材 3上设定结束位置Epi，但并不意味着开始位置、和结束位置^51的位置被限定。此外，在本实施方式中，临时接合用旋转工具F以及正式接合用旋转工具G的旋转方向全部作右旋转。 如此，通过使临时接合用旋转工具F以及正式接合用旋转工具G的旋转方向一致，能省略作业手续。参照图5及图6详细地说明本实施方式的第一预备工序中的摩擦搅拌的顺序。首先，将已进行临时焊接工序的被接合金属构件1固定于未图示的摩擦搅拌装置的台架上。然后，如图5(a)所示，使临时接合用旋转工具F位于设在第一突出材2的适当位置的开始位置、的正上方，接着，使临时接合用旋转工具F边作右旋转边下降，将搅拌销 F2压入开始位置 Ρ1。虽然临时接合用旋转工具F的旋转速度对应于搅拌销F2的尺寸、形状及被摩擦搅拌的被接合金属构件1等的材质及厚度等而设定，但大多情况下，被设定于 500 2000 (rpm)的范围内。如图5(b)所示，当搅拌销F2与第一突出材2的表面22接触时，由于摩擦热使搅拌销F2周围的金属塑性化流动，搅拌销F2插入第一突出材2。如图6所示，当搅拌销F2的整体进入第一突出材2，且肩部Fl的下端面Fll的整个表面与第一突出材2的表面22接触之后，使临时接合用旋转工具F边旋转边朝第一突出材接合工序的起点s2做相对移动。虽然临时接合用旋转工具F的移动速度(输送速度)对应于搅拌销F2的尺寸、形状及被摩擦搅拌的被接合金属构件1等的材质及厚度等而设定，但大多情况下，被设定于 100 1000 (mm/分)的范围内。临时接合用旋转工具F移动时的旋转速度与插入时的旋转速度相同或较低。而且，在使临时接合用旋转工具F移动之际，虽然肩部Fl的轴线相对于铅垂线朝行进方向的后方稍微倾斜，但若不倾斜而呈铅垂，则临时接合用旋转工具F的方向转换变的容易，可做复杂的动作。使临时接合用旋转工具F移动时，其搅拌销F2的周围的金属依次塑性化流动，并在从搅拌销F2离开的位置上，塑性化流动的金属再次硬化。使临时接合用旋转工具F作相对移动而连续地进行摩擦搅拌直到第二突出材接合工序的起点s2为止，在起点s2使临时接合用旋转工具F不脱离而移至第一突出材接合工序。(2-1)第一突出材接合工序在第一突出材接合工序中，对第一突出材2与被接合金属构件1的对接部J2进行摩擦搅拌。具体而言，将摩擦搅拌的路径(route)设定在被接合金属构件1与第一突出材 2的接缝(边界线)上，通过沿着该路径使临时接合用旋转工具F作相对移动，对对接部J2 进行摩擦搅拌。而且，在本实施方式中，使临时接合用旋转工具F在中途不脱离地从第一突出材接合工序的起点s2至终点e2连续地进行摩擦搅拌。而且，在使临时接合用旋转工具F作右旋转的情况下，由于可能在临时接合用旋转工具F的行进方向的左侧产生微小的空洞缺陷，因此最好设定第一突出材接合工序的起点s2和终点e2的位置，使得被接合金属构件1位于临时接合用旋转工具F的行进方向的右侧。如此，由于空洞缺陷难以产生于被接合金属构件1侧，因此能得到高质量的接合体。此外，当使临时接合用旋转工具F作左旋转时，由于可能在临时接合用旋转工具F 的行进方向的右侧产生微小的空洞缺陷，因此最好设定第一突出材接合工序的起点和终点的位置，使得被接合金属构件1位于临时接合用旋转工具F的行进方向的左侧。具体而言， 虽然图示省略，但可将起点设置于临时接合用旋转工具F作右旋转时的终点e2的位置，将终点设置于临时接合用旋转工具F作右旋转时的起点s2的位置。而且，当临时接合用旋转工具F的搅拌销F2进入对接部J2时，虽然使被接合金属构件1与第一突出材2拉离的力产生作用，但由于被接合金属构件1与第一突出材2所形成的内侧角部h、2b(参照图2)通过焊接而临时接合，因此，在被接合金属1与第一突出材 2之间不会产生开缝。(2-2)临时接合工序在临时接合用旋转工具F到达第二突出材接合工序的终点e2之后，摩擦搅拌在终点e2并未结束而连续地进行直到临时接合工序的起点sl，并以此状态移至临时接合工序。 即，从第一突出材接合工序的终点e2至临时接合工序的起点sl为止，临时接合用旋转工具 F不脱离地持续进行摩擦搅拌，而且在起点sl，临时接合用旋转工具F不脱离而移至临时接合工序。如此，不需要在第一突出材接合工序的终点e2的临时接合用旋转工具F的脱离作业，而且由于不需要在临时接合工序的起点sl的临时接合用旋转工具F的插入作业，可以实现预备性的接合作业的高效化、迅速化。在本实施方式中，将第一突出材2设在从第一突出材接合工序的终点e2至临时接合工序的起点sl的摩擦搅拌的路径上，使临时接合用旋转工具F从第一突出材接合工序的终点e2移动至临时接合工序的起点sl的移动轨迹形成于第一突出材2。如此，在第一突出材接合工序的终点e2移动至临时接合工序的起点sl的工序中，由于在被接合金属构件 1难以产生空洞缺陷，可得到高质量的接合体。在临时接合工序中，对被接合金属构件1的对接部Jl(参照图6)进行摩擦搅拌。 具体而言，在被接合金属构件1的接缝(边界线)上设定摩擦搅拌的路径，通过沿着该路径使临时接合用旋转工具F作相对移动，横越对接部Jl的全长而连续地进行摩擦搅拌。而且， 在本实施方式中，临时接合用旋转工具F在中途不脱离而从临时接合工序的起点sl至终点 el连续地进行摩擦搅拌。在临时接合用旋转工具F到达临时接合工序的终点el之后，在终点el摩擦搅拌不结束而连续地进行摩擦搅拌直至第二突出材接合工序的终点s3，依此状态移至第二突出材接合工序。即，从临时接合工序的终点el至第二突出材接合工序的起点S3临时接合用旋转工具F不脱离而连续地进行摩擦搅拌，而且在起点s3临时接合用旋转工具F不脱离而移至第二突出材接合工序。在本实施方式中，将从临时接合工序的终点el至第二突出材接合工序的起点S3 的摩擦搅拌的路径设定于第二突出材3，使临时接合用旋转工具F从临时接合工序的终点 el移动至第二突出材接合工序的起点s3时的移动轨迹形成于第二突出材3。如此，在从临时接合工序的终点el移动至第二突出材接合工序的起点S3的工序中，由于在被接合金属构件1难以产生空洞缺陷，可得到高质量的接合体。(2-3)第二突出材接合工序在第二突出材接合工序中，对被接合金属构件1与第二突出材3的对接部J3进行摩擦搅拌。具体而言，在被接合金属构件1与第二突出材3的接缝(边界线)上设定摩擦搅拌的路径，通过沿该路径使临时接合用旋转工具F作相对移动，对对接部J3进行摩擦搅拌。而且，在本实施方式中，临时接合用旋转工具F在中途不脱离而从第二突出材接合工序的起点s3至终点e3连续进行摩擦搅拌。而且，由于使临时接合用旋转工具F作右旋转，设定第二突出材接合工序的起点 S3和终点e3的位置，使得被接合金属构件1位于临时接合用旋转工具F的行进方向的右侧。此外，当临时接合用旋转工具F的搅拌销F2进入对接部J3时，虽然将被接合金属构件1与第二突出材3拉离的力产生作用，但由于由被接合金属构件1与第二突出材3所形成的内侧角部3a、3b(参照图2)通过焊接而作临时接合，因此，在被接合金属1与第二突出材3之间不会产生开缝。在临时接合用旋转工具F到达第二突出材接合工序的终点e3之后，在终点e3摩擦搅拌不结束而连续地进行摩擦搅拌直到设于第二突出材3的结束位置为止。而且，在本实施方式中，在被接合金属构件1的表面A侧所出现的接缝(边界线)的延长线上设置结束位置^^。此外，结束位置^jl为后述的第一正式接合工序中的摩擦搅拌的开始位置^。在临时接合用旋转工具F到达结束位置Ep1之后，使临时接合用旋转工具F边旋转边上升而使搅拌销F2从结束位置脱离。以上，虽然针对第一突出材接合工序、临时接合工序以及第二突出材接合工序做了说明，但在各接合工序中的轨迹仅为举例说明，也可为其它方式的轨迹。此外，也可省略第一突出材接合工序以及第二突出材接合工序，而仅进行临时接合工序。(2-4)下孔形成工序接着，进行下孔形成工序。如图4(b)所示，下孔形成工序是在第一正式接合工序中的摩擦搅拌的开始位置形成下孔Pl的工序。在第一预备工序中的下孔形成工序中，在设定于第二突出材3的表面32的^11形成下孔Pl。下孔Pl设置的目的是为了降低正式接合用旋转工具G的搅拌销G2的插入阻力 (压入阻力)，在本实施方式中，对在临时接合用旋转工具F的搅拌销F2 (参照图4 (a))脱离时所形成的冲孔Hl以未图示的钻具作扩孔而形成。若利用冲孔H1，则由于可简化下孔Pl 的形成工序，可缩短作业时间。虽然下孔Pl的形态并无特别限制，但在本实施方式中为圆筒状。而且在本实施方式中，虽然在第二突出材3形成下孔P1，但下孔Pl的位置并无特别限制，也可形成于第一突出材2，虽然可形成于对接部J2、J3，但较为理想的是，如本实施方式这样形成于被接合金属构件1的表面A侧所出现的被接合金属构件1的接缝(边界线) 的延长线上。而且，在本实施方式中，虽然是以对临时接合用旋转工具F的搅拌销F2(参照图 4(a))的冲孔Hl作扩孔而形成下孔Pl的情况为例，但在搅拌销F2的最大外径&比正式接合用旋转工具G的搅拌销G2的最小外径Y3还大，而且搅拌销F2的最大外径比搅拌销G2 的最大外径t还小(Y3<)(2<W的情况下，搅拌销F2的冲孔Hl可直接作为下孔PI。
(3)第一正式接合工序第一正式接合工序是使被接合金属构件1的表面A侧的对接部Jl真正地接合的工序。在本实施方式的第一正式接合工序中，使用图4(b)所示的正式接合用旋转工具G，对临时接合的状态下的对接部Jl从被接合金属构件1的表面A侧进行摩擦搅拌。如图7(a) 图7(c)所示，在第一正式接合工序中，使正式接合用旋转工具G的搅拌销G2插入(压入)形成于开始位置^11的下孔P1，插入的搅拌销G2在中途不脱离而移动至结束位置^。即，在第一正式接合工序中，从下孔Pl开始摩擦搅拌，并连续地进行摩擦搅拌直到结束位置^11为止。在此，在第一预备工序结束的时间点，由于具有临时接合用旋转工具F的摩擦搅拌装置位于第二突出材3的结束位置的正上方(参照图6)，若第一正式接合工序的开始位置为^，具有正式接合用旋转工具G的摩擦搅拌装置不移动而进行第一正式接合工序， 可省略作业。而且，在本实施方式中，虽然在第二突出材3上设置摩擦搅拌的开始位置^11，在第一突出材2上设置结束位置^11，但开始位置^11与结束位置^11的位置并无限定。参照图7(a) 图7(c)更详细地说明第一正式接合工序。首先，如图7(a)所示，使正式接合用旋转工具G位于下孔Pl (开始位置的正上方，接着使正式接合用旋转工具G边作右旋转边下降而使搅拌销G2的前端插入下孔Pl。 当搅拌销G2进入下孔Pl时，搅拌销G2的周面(侧面)抵接于下孔Pl的孔壁，金属从孔壁开始塑性化流动。当达到此状态时，由于塑性化流动的金属被搅拌销G2的周面压退，且搅拌销G2被压入，因此可降低在压入初期阶段的压入阻力。此外，由于在正式接合用旋转工具G的肩部Gl抵接于第二突出材3的表面32之前，搅拌销G2抵接于下孔Pl的孔壁而产生摩擦热，因此可缩短达到塑性化流动的时间。即，降低摩擦搅拌装置的负载，此外可缩短正式接合工序所需要的作业时间。如图7(b)所示，在搅拌销G2的整体进入第二突出材3，而且肩部Gl的下端面Gll 的整个表面与第二突出材3的表面32接触之后，边进行摩擦搅拌边使正式接合用旋转工具 G朝向被接合金属构件1的对接部Jl的一端作相对移动，而且，横穿对接部J3而突入对接部J1。当使正式接合用旋转工具G移动时，该搅拌销G2周围的金属依次塑性化流动，并在从搅拌销G2离开的位置上，塑性化流动的金属再次硬化而形成塑性化区域(以下称“表面侧塑性化区域W1”)。而且，所谓塑性化区域包括由旋转工具的摩擦热加热而呈现塑性化的状态以及旋转工具通过而回到常温的状态。虽然正式接合用旋转工具G的移动速度(输送速度)是对应于搅拌销G2的尺寸、 形状及被摩擦搅拌的被接合金属构件1等的材质及厚度等而设定，但在大多情况下，设定于30 300 (mm/分)的范围内。在进入被接合金属构件1的热量有可能过大的情况下，最好对正式接合用旋转工具G的周围从表面A侧供给水等来进行冷却。而且，当冷却水进入第一金属构件Ia与第二金属构件Ib之间时，虽然可能在接合面(端面lla、llb，参照图2(b))产生氧化膜，但在本实施方式中，由于进行临时接合工序而封闭被接合金属构件1间的接缝，冷却水难以流入被接合金属构件1之间，因此接合部的质量不可能变差。在被接合金属构件1的对接部J1，将摩擦搅拌的路径设定于被接合金属构件1的接缝(临时接合工序中的移动轨迹上)上，通过沿该路径使正式接合用旋转工具G作相对移动，从对接部Jl的一端至另一端连续地进行摩擦搅拌。使正式接合用旋转工具G相对移动至对接部Jl的另一端，在进行摩擦搅拌的同时横穿对接部J2，并依此状态朝结束位置^11 作相对移动。而且，在本实施方式中，由于将摩擦搅拌的开始位置^11设定于被接合金属构件1 的表面A侧所出现的被接合金属构件1的接缝(边界线)的延长线上，第一正式接合工序中的摩擦搅拌的路径能成为一直线。若摩擦搅拌的路径成为一直线，则由于能将正式接合旋转工具G的移动距离抑制到最小限度，可有效地进行第一正式接合工序，而且，可降低正式接合用旋转工具G的磨耗量。在正式接合用旋转工具G到达结束位置^11时，如图7 (c)所示，使正式接合用旋转工具G边旋转边上升，从而使搅拌销G2从结束位置参照图7(b))脱离。而且，在结束位置^11上，若使搅拌销G2朝上方脱离，则不可避免地形成与搅拌销G2大致相同形状的冲孔Q1，但在本实施方式中仍然保留。正式接合用旋转工具G的搅拌销G2从结束位置^11脱离之际的正式接合用旋转工具G的旋转速度(脱离时的旋转速度)最好比移动时的旋转速度还高。如此，和脱离时的旋转速度与移动时的旋转速度相同的情况相比较，由于搅拌销G2的脱离阻力小，可迅速地进行结束位置^11的搅拌销G2的脱离作业。而且，在本实施方式中，在第一正式接合工序之前进行了第一预备工序，然而，也可省略第一预备工序而在第一准备工序之后直接进行第一正式接合工序。(4)第二准备工序第二准备工序是在第二预备工序之前所进行的准备工序。在本实施方式中，包括 将被接合金属构件1的背面B侧朝向上方，并再次设置于未图示的摩擦搅拌装置的被接合构件设置工序。(4-1)被接合构件再设置工序在被接合构件再设置工序中，在解除完成第一正式接合工序的被接合金属构件1 的约束后，将被接合金属构件1的表面背面反转，使背面B侧朝向上方，而再次设置于摩擦搅拌装置的台架上。在本实施方式中，使被接合金属构件1绕图1所示的前后轴作半旋转， 使被接合金属构件1的表面背面反转。在此，图8(a)是在本实施方式的第二准备工序的再接合构件设置工序后，从对接部Jl朝第一金属构件Ia侧的剖视图。如图8(a)所示，在被接合构件设置工序中，被接合金属构件1的上表面成为背面B，且当从对接部Jl侧朝向第一金属构件Ia时，第二突出材 3位于被接合金属构件1的左侧，第一突出材2位于被接合金属构件1的右侧。而且，摩擦搅拌装置不同，也可不解除被接合金属构件1的约束而旋转表面背面。(5)第二预备工序第二预备工序是在第二正式接合工序之前所进行的工序，包括在背面B侧使被接合金属构件1与第二突出材3的对接部J3接合的(5-1)第二突出材接合工序；使被接合金属构件1的对接部Jl临时接合的(5-2)临时接合工序；使被接合金属构件1与第一突出材2的对接部J2接合的(5- 第一突出材接合工序；以及将下孔形成于第二正式接合工序的摩擦搅拌的开始位置的(5-4)下孔形成工序。而且，在(5-1)第二突出材接合工序、(5-2)临时接合工序及(5- 第一突出材接合工序中，使用临时接合用旋转工具F。(5-1)第二突出材接合工序、(5-2)临时接合工序及(5- 第一突出材接合工序(5-1)第二突出材接合工序、(5- 临时接合工序及(5- 第一突出材接合工序是与上述第一预备工序的(2- 第二突出材接合工序、(2- 临时接合工序及(2-1)第一突出材接合工序大致相同的工序。如图8(b)所示，使一临时接合用旋转工具F移动而形成连续的移动轨迹(bead)，以对接部J3、J1、J2的顺序连续地进行摩擦搅拌。即，插入摩擦搅拌的开始位置、的临时接合用旋转工具F的搅拌销F2(参照图4(a))在中途不脱离地移动至结束位置Ep2，从而连续地进行(5-1)第二突出材接合工序、(5- 临时接合工序以及 (5-3)第一突出材接合工序。而且，结束位置Ep2成为随后进行的第二正式接合工序的开始位置SM2o在此，如图6所示，在第一预备工序中，从第一突出材2侧，依次进行(2-1)第一突出材接合工序、(2- 临时接合工序以及(2- 第二突出材接合工序。另一方面，在第二预备工序中，当从对接部Jl朝向金属构件Ia侧时，第二突出材3位于被接合金属构件1的左侧，且由于在第一正式接合工序结束的时间点，具有正式接合用旋转工具G的摩擦搅拌装置位于第二突出材3的上方，从第二突出材3侧依次进行(5-1)第二突出材接合工序、 (5-2)临时接合工序以及(5- 第一突出材接合工序。如此，由于具有临时接合用旋转工具 F的摩擦搅拌装置的移动距离变小，可使作业省力。而且，由于(5-1)第二突出材接合工序、(5-2)临时接合工序以及(5-3)第一突出材接合工序的详细说明与第一预备工序大致相同而省略。(5-4)下孔形成工序如图9(a)所示，下孔形成工序是在第二正式接合工序中的摩擦搅拌的开始位置 Sm2形成下孔P2的工序。即，下孔形成工序是在正式接合用旋转工具G的搅拌销G2的插入预定位置形成下孔P2的工序。藉此，能降低正式接合用旋转工具G的搅拌销G2的插入阻力(压入阻力)。而且，由于(5-4)下孔形成工序与第一预备工序的(2-4)下孔形成工序大致相同， 省略其详细说明。(6)第二正式接合工序第二正式接合工序是使被接合金属构件1的背面B侧的对接部Jl真正接合的工序。在本实施方式的第二正式接合工序中，使用正式接合用旋转工具G，对处于临时接合状态的对接部Jl从被接合金属构件1的背面B侧进行摩擦搅拌。如图9(a)及图9(b)所示，在第二正式接合工序中，将正式接合用旋转工具G的搅拌销G2插入(压入)设定于第一突出材2的背面23的开始位置^2,插入的搅拌销G2在中途不脱离而移动至结束位置Εκ。在第二正式接合工序中，从下孔P2开始进行摩擦搅拌， 并连续地进行直到结束位置^2。当使正式接合用旋转工具G移动时，其搅拌销G2的周围的金属依次塑性化流动，并在从搅拌销G2脱离的位置上，塑性化流动的金属再次硬化而形成塑性化区域(以下称为“背面侧塑性化区域W2”)。在此，由于在第二预备工序结束的时间点，具有临时接合用旋转工具F的摩擦搅拌装置位于第一突出材2的结束位置Ep2的正上方(参照图8 (b))，因此，当第二正式接合工序的开始位置Sm2设定于第一突出材2的上方时，具有正式接合用旋转工具G的摩擦搅拌装置不移动就能进行第二正式接合工序，能省略作业。关于第二正式接合工序，由于与第一正式接合工序大致相同，省略其详细说明。而且，在本实施方式中虽然进行第二预备工序，但也可省略第二预备工序而在第一正式接合工序之后直接进行第二正式接合工序。(7)突出材切除工序在突出材切除工序中，将第一突出材2及第二突出材3从被接合金属构件1切除。 在本实施方式中，将结束第二正式接合工序的被接合金属构件1从摩擦搅拌装置的台架移开，使用未图示的切削器具沿着对接部J2、J3切除第一突出材2及第二突出材3。图10是表示进行突出材切除工序后的被接合金属构件1的立体图。如图10所示， 表面侧塑性化区域Wl及背面侧塑性化区域W2从第一侧面C横越第二侧面D侧而连续地形成。另一方面，在相对的表面侧塑性化区域Wl与背面侧塑性化区域W2之间，形成从第一侧面C侧横越至第二侧面D侧的连续的微小的未塑性化区域j。在此，表面侧塑性化区域Wl以及背面侧塑性化区域W2中，在正式接合用旋转工具 G的行进方向(参照箭头V1、V2)左侧，即在第二金属构件Ib上，产生从第一侧面C侧横越至第二侧面D侧的连续的隧道状的空洞缺陷&、&。隧道状的空洞缺陷R1A2是由于进行摩擦搅拌接合时产生毛边，金属不足所形成的隧道状的空洞缺陷。此外，如图10所示，氧化膜τγ τ、被卷入表面侧塑性化区域Wl及背面侧塑性化区域W2的两端。氧化膜τγ τ,是由于形成于第一侧面C、第二侧面D、第一突出材2以及第二突出材3的氧化膜卷入被接合金属构件ι的内部而形成。例如，氧化膜τγ是由于使正式接合用旋转工具G作右旋转，将形成于第二侧面D以及第一突出材2的氧化膜卷入，容易形成于背面侧塑性化区域W2的第二金属构件Ib侧。(8)凹槽形成工序如图11所示，凹槽形成工序是在第一侧面C以及第二侧面D上，沿对接部Jl形成凹槽K的工序。凹槽K在后述的接头构件配置工序中是配置接头构件U的凹状的槽。凹槽 K在本实施方式中是使用公知的端铣方法，以规定的宽度ki、深度1 从背面B横越表面A连续地形成的。通过设置凹槽K，在进行后述的接头构件接合工序之际能配置接头构件U,并可除去氧化膜\ z4(参照图10)。即凹槽K的宽度ki及深度1 只需对应于氧化膜\ \的尺寸(范围)而适当地设定即可。在本实施方式中，凹槽K的截面呈矩形，但并不限定于此，其它形状也可。为与接头构件U大致无间隙地嵌合，凹槽K的截面形状最好与接头构件 U的截面形状大致相同。(9)第一焊接修补工序图12是凹槽形成工序后的第一侧面C侧的俯视图。如图12所示，第一焊接修补工序是对露出于凹槽K的底面1Λ的未塑性化区域j通过焊接而进行修补的工序。此外，如本实施方式所示，在隧道状的空洞缺陷R1A2露出底面1Λ的情况下，最好进行该隧道状空洞缺陷的修补。如前所述，在本实施方式中，在凹槽K的底面1Λ上，在表面侧塑性化区域Wl与背面侧塑性化区域W2之间露出有未塑性化区域j。此外，在底面1Λ上，隧道状空洞缺陷R1以及隧道状空洞缺陷&分别露出于表面侧塑性化区域Wl以及背面侧塑性化区域W2。
因此，通过对未塑性化区域j的全长以焊接金属T1进行焊接而将间隙封闭。此外， 通过对隧道状空洞缺陷R1A2进行焊接，利用焊接金属T2封闭间隙。如此，通过预先填埋露出底面1Λ的间隙(空隙)，能提高第一侧面C及第二侧面D之间的气密性及水密性。第一焊接修补工序中的焊接种类没有特殊要求，但最好是在例如MIG焊接、TIG焊接等进行突起焊接之后，将突出于凹槽K的底面1Λ的突起部切除，使底面1Λ平滑。通过使底面1Λ形成平滑，在将后述接头构件U配置于凹槽K之际，能缩小接头构件U与凹槽K的底面1Λ的间隙。而且，由于在表面侧塑性化区域Wl及背面侧塑性化区W2的内部可能形成未露出底面1Λ的空洞缺陷，因此，也可对表面侧塑性化区域Wl及背面侧塑性化区域W2的整个表面进行预备性的焊接修补。(10)第三准备工序第三准备工序是在第一接头构件接合工序之前所进行的工序。在本实施方式中， 第三准备工序包括在凹槽K配置第一接头构件U (Ul)的(10-1)第一接头构件配置工序; 在被接合金属构件1的两侧面配置第一突出材2及第二突出材3的(10- 突出材配置工序；通过焊接第一突出材2与第二突出材3而与被接合金属构件1临时接合的(10-3)临时焊接工序；以及将配置有突出材的被接合金属构件1设置于摩擦搅拌装置的台架的(10-4) 被接合金属构件设置工序。(10-1)第一接头构件配置工序如图13及图14所示，第一接头构件配置工序是将第一接头构件Ul配置于形成于第一侧面C的凹槽K的工序。以下，对第一接头构件Ul的构造做详细的说明。如图13所示，第一接头构件Ul是截面呈长方形的板状构件，长度方向的两端面与表面A及背面B齐平。如图14(a)所示，第一接头构件Ul的宽度U1与凹槽K的宽度Ic1大致相同，第一接头构件Ul的厚度U2与凹槽K的厚度1 大致相同。此外，第一接头构件Ul 的侧面uc、ud与凹槽K的壁面kc、kd对接而配置。SP，如图14(a)及图14(b)所示，第一接头构件Ul的上表面im与第一侧面C齐平，并在第一接头构件Ul的侧面uc和凹槽K的壁面kc形成第一对接部J4。此外，在第一接头构件Ul的侧面ud和凹槽K的壁面kd形成第二对接部J5。即，第一对接部J4是由第一接头构件Ul与第一金属构件Ia所形成的部分。此外，第二对接部J5是由第一接头构件 Ul与第二金属构件Ib所形成的部分。此外，由第一接头构件Ul的下表面ub与凹槽K的底面1Λ形成边界部J6。此外，在第一接头构件Ul的上表面ua，将包含长度方向的中心线的部分作为中央部J7。而且，虽然在本实施方式中，第一接头构件Ul由与被接合金属构件1相同的金属构件所构成，但并不限定于此，例如也可为铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等可摩擦搅拌的金属材料。(10-2)突出材配置工序如图15(a)所示，在突出材配置工序中，沿着表面A中的表面侧塑性化区域Wl配置第一突出材2，使其抵接面21抵接于表面A。而且，沿着背面B中的背面侧塑性化区域W2 配置第二突出材3，使其抵接面31抵接于背面B。而且，虽然未具体地图示，第一突出材2以及第二突出材3的表面与被接合金属构件1的第一侧面C齐平。此外，第一突出材2与第二突出材3的背面与被接合金属构件1 的第二侧面D齐平。通过将第一突出材2及第二突出材3添设于被接合金属构件1，能容易地设定旋转工具的开始位置(插入位置)，并能迅速地进行摩擦搅拌接合。(10-3)临时焊接工序如图15(a)所示，在临时焊接工序中，对由被接合金属构件1与第一突出材2所形成的内侧角部h、2b进行焊接，从而对被接合金属构件1与第一突出材2进行临时接合。此外，对由被接合金属构件1与第二突出材3所形成的内侧角部3a、!3b进行焊接，从而对被接合金属构件1与第二突出材3进行临时接合。(10-4)被接合金属构件设置工序如图15(a)所示，在被接合金属构件设置工序中，将被接合金属构件设置于未图示的摩擦搅拌装置的台架上，以使第一侧面C位于上表面，而且从俯视方向看，第一突出材 2位于左侧。而且，在第三准备工序中，在本实施方式中如上所述地进行，但例如也可在被接合金属构件设置工序之后进行第一接头构件配置工序。(11)第一接头构件接合工序如图15及图16所示，第一接头构件接合工序是对配置于第一侧面C的第一接头构件Ul进行摩擦搅拌接合的工序。在本实施方式中，第一接头构件接合工序包括沿着第一对接部J4进行摩擦搅拌接合的(11-1)第一对接接合工序；沿着中央部J7进行摩擦搅拌接合的(11- 中央部接合工序；以及沿第二对接部J5进行摩擦搅拌接合的(11- 第二对接部接合工序。第一接头构件接合工序是从开始位置至结束位置使旋转工具不脱离地以连续的轨迹进行摩擦搅拌接合的工序。而且，在第一接头构件接合工序中，使用小绕转比较有效的临时接合用旋转工具。在本实施方式中，使临时接合用旋转工具F作右旋转而进行摩擦搅拌接合。(11-1)第一对接部接合工序第一对接部接合工序是从形成于第一突出材2的表面的开始位置Sm3沿着第一对接部J4至折返点f2为止进行摩擦搅拌接合的工序。在开始位置^13推压临时接合用旋转工具F之后，使临时接合用旋转工具F朝向第一对接部接合工序的起点做相对移动。然后，在起点不脱离而依此状态横穿对接部J8，移动至折返点f2。将在第一对接部接合工序中所形成的塑性化区域作为第一侧面塑性化区域Wl。在此，如图15(b)所示，第一侧面侧塑性化区域W1的深度wa与第一接头构件Ul的厚度U2最好设定成wa > u2。藉此，能横越第一对接部J4的厚度方向的全长而进行摩擦搅拌接合。 而且，临时接合用旋转工具F的埋设深度ρ以搅拌销F2的长度L2和临时接合用旋转工具F的压入量q(从第一侧面C至肩部Fl的下表面的距离)表示为ρ = L2+q。例如， 埋设深度P与第一接头构件Ul的厚度U2的关系若设定成ρ ^ U2,则能更可靠地进行摩擦搅拌接合。 此外，如图15(b)所示，临时接合用旋转工具F的肩部Fl的外径&与第一接头构件Ul的宽度U1的关系最好设定为3X& > Ul。通过这种设定，能对第一接头构件Ul的上表面Ua的整个表面进行摩擦搅拌接合。在本实施方式中，折返点f2设定于第一接头构件Ul内。即，从俯视方向看折返点 f2位于背面侧塑性化区域W2内，从背面B至折返点f2的距离Cl1与临时接合用旋转工具F 的肩部Fl的外径参照图4(a))的关系最好设定成1/2 4(^通过将折返点f2这样设定，使得临时接合用旋转工具F能不碰触背面B。藉此，由于形成于背面B的氧化膜卷入第一接头构件Ul侧，因此能形成气密性及水密性高的被接合金属构件1。此外，在本实施方式中，虽然折返点f2设于被接合金属构件1内，但并不限定于此，也可设于第二突出材3。(11-2)中央部接合工序中央部接合工序是从中央部接合工序的起点f3沿着中央部J7至中央部接合工序的折返点f4连续进行摩擦搅拌接合的工序。即，在第一对接部接合工序结束之后，使临时接合用旋转工具F不脱离而与背面B大致平行地移动，从折返点f2至起点f3进行摩擦搅拌接合。然后，在到达起点f3之后，沿着中央部J7(对接部Jl)进行摩擦搅拌接合。藉此，在第一接头构件Ul的中央部分，能进行摩擦搅拌接合。此外，如图15(b)所示，在中央部接合工序中所形成的第一侧面侧塑性化区域W2 的深度wa设定成比第一接头构件U的厚度U2还大。而且，设定中央部接合工序的起点f3 使其从俯视方向看位于背面侧塑性化区域W2内，设定折返点f4使其从俯视方向看位于表面侧塑性化区域Wl内。藉此，由于能横越未塑性化区域j的全长而进行摩擦搅拌接合，能更可靠地封闭间隙。在本实施方式中，中央部接合工序的折返点&设定于第一接头构件Ul内。S卩，折返点f4从俯视方向看设定于表面侧塑性化区域Wl内，从表面A至折返点f4的距离d2与临时接合用旋转工具F的肩部Fl的外径参照图4(a))的关系最好是&/2<(12。通过如此设定折返点f4，使得临时接合用旋转工具F无法碰触表面A。藉此，由于在表面A形成的氧化膜卷入第一接头构件Ul侧，因此能形成气密性及水密性高的被接合金属构件1。(11-3)第二对接部接合工序第二对接部接合工序是从第二对接部的起点f5沿着第二对接部J5至结束位置Em3 而连续进行摩擦搅拌接合的工序。即，在中央部接合工序结束之后，使临时接合用旋转工具 F不脱离而与表面A大致平行地移动，从折返点f4至起点f5为止进行摩擦搅拌接合。到达起点^之后，沿着第二对接部J5进行摩擦搅拌接合。然后，在到达第二对接部接合工序的终点f6之后，依此状态横穿对接部J9而移动至结束位置Em3，使临时接合用旋转工具F从第二突出材3脱离。如图15(b)所示，在第二对接部接合工序中所形成的第一侧面侧塑性化区域W3的深度wa比第一接头构件的厚度U2还大。藉此，能横越第二对接部J5的厚度方向的全长而进行摩擦搅拌接合。从俯视方向看，上述第一接头构件接合工序中形成如图16的轨迹。即，第一接头构件Ul除第一接头构件Ul的两端的局部以外被第一侧面侧塑性化区域W1 W3所覆盖。 此外，如图15(b)所示，第一接头构件Ul的整个截面在第一侧面侧塑性化区域W1 W3进行摩擦搅拌。在第一接头构件接合工序中，如本实施方式所述，形成于凹槽K的底面1Λ与第一接头构件U的下面Ub的边界部J6最好能被横越整个表面地进行摩擦搅拌接合。藉此，由于凹槽K的底面1Λ被表面侧塑性化区域W1、背面侧塑性化区域W2以及第一侧面测塑性化区域W1 W3摩擦搅拌，因此，能无间隙且可靠地封闭对接部J1。而且，如图14 (b)所示，凹槽K的宽度Ic1与背面侧塑性化区域W2的宽度η最好形成Ic1 < η。藉此，由于第一接头构件Ul的宽度U1能设定成较小，因此能提高作业效率。S卩，在本实施方式中，由于第一接头构件Ul的宽度U1与临时接合用旋转工具F的肩部Fl的外径&的关系是以三次(来回一次半)进行摩擦搅拌接合，但并不限定于此，在第一接头构件U的宽度U1与肩部的外径&的长度接近的情况下，也可进行一次或二次。另一方面，在第一接头构件U的宽度U1与肩部的外径&的长度差变大的情况下， 也可进行四次以上。此外，不一定是以直线的轨迹进行，以锯齿状的轨迹进行摩擦搅拌接合也可。(12)第四准备工序第四准备工序是在第二接头构件接合工序之前进行的工序。在本实施方式中，第四准备工序包括将第二接头构件U (似)配置于凹槽K的(12-1)第二接头构件配置工序； 将配置有第二接头构件U2的被接合金属构件1设置于摩擦搅拌装置的(12- 被接合金属构件设置工序。由于第四准备工序与第三准备工序大致相同，因此简单地做说明。(12-1)第二接头构件配置工序首先，在第一接头构件接合工序结束之后，将固定于未图示的摩擦搅拌装置的台架上的被接合金属构件1拆下，将第二侧面D侧朝上，将第二接头构件U2配置于形成于第二侧面D的凹槽K。(12-2)被接合金属构件设置工序然后，如图17所示，在从俯视方向看被接合金属构件1的情况下，将被接合金属构件1设置于未图示的摩擦搅拌装置上，使第二突出材3配置于左侧，第一突出材2配置于右侧。而且，也可在进行(12- 被接合金属构件设置工序之后，进行(12-1)第二接头构件配置工序。
(13)第二接头构件接合工序如图17所示，第二接头构件接合工序是在配置于第二侧面D的第二接头构件U2 上进行摩擦搅拌的工序。在本实施方式中，第二接头构件接合工序包括对第二对接部J5’ 进行摩擦搅拌的(13-1)第二对接部接合工序；对中央部J7进行摩擦搅拌接合的(13-2)中央部接合工序；对第一对接部J4’进行摩擦搅拌接合的(13- 第一对接部接合工序。如图17所示，第二接头构件接合工序中，从设定于第一突出材2的表面的开始位置Sm4至设定于第二突出材3的表面的结束位置Em4为止，使临时接合用旋转工具F不脱离而以连续轨迹进行摩擦搅拌接合。在第一接头构件接合工序结束的时间点从俯视方向看接合金属构件1时，未图示的摩擦搅拌装置配置于被接合金属构件1的右侧。因此，第二接头构件接合工序的开始位置^14最好设定于第二突出材3的表面。藉此，能省略摩擦搅拌装置的动作而提高作业效率。由于(13-1)第二对接部接合工序、(13-2)中央部接合工序以及(13- 第一对接部接合工序分别是上述(11- 第二对接部接合工序、(11- 中央部接合工序以及(11-1) 第一对接部接合工序从相反侧进行摩擦搅拌的工序，因此省略详细的说明。而且，在第二接头构件接合工序中形成的塑性化区域分别是第二侧面侧塑性化区域 < w3’。(14)突出材切除工序在突出材切除工序中，将第一突出材2及第二突出材3从被接合金属构件1切除。 在本实施方式中，将第二接头构件接合工序结束后的被接合金属构件1从摩擦搅拌装置的台架取下，使用未图示的切削器具沿着第一突出材2与被接合金属构件1的对接部J8以及第二突出材3与被接合金属构件1的对接部J9将第一突出材2及第二突出材3切除。(14)第二焊接修补工序第二焊接修补工序是对在第一接头构件接合工序及第二接头构件接合工序中所形成的第一侧面塑性化区域Wl、W3以及在第二侧面侧塑性化区域W1 ’及W/形成的隧道状空洞缺陷及氧化膜通过焊接而进行修补的工序。S卩，如图18所示，可能在第一侧面侧塑性化区域W1的表面A，从表面A至背面B侧形成连续的隧道状空洞缺陷因此，通过对隧道状空洞缺陷巧进行焊接来以焊接金属T3 封闭隧道状空洞缺陷并能断开表面A及背面B。此外，在表面A的第一侧面塑性化区域W1中，可能会通过临时接合用旋转工具F横穿表面A而形成氧化膜Zl。因此，通过对氧化膜Z1进行焊接，以焊接金属T4封闭氧化膜Z1 的空隙。如此，通过在第一侧面侧塑性化区域W1焊接露出表面A的隧道状空洞缺陷以及氧化膜Z1而封闭，从而能形成气密性及水密性更高的被接合金属构件1。而且，在第一侧面侧塑性化区域W3、第二侧面侧塑性化区域W1'、第二侧面侧塑性化区域w3’中，也可形成隧道状空洞缺陷及氧化膜。在这种情况下，与第一侧面测塑性化区域W1同样分别可进行第二焊接修补工序。而且，如图18所示，第一接头构件Ul中，也可对对接部J5及边界部J6进行焊接， 从而封闭第二对接部J5及边界部J6的间隙。藉此，能形成气密性及水密性更高的被接合金属构件1。如以上的说明，根据本实施方式的接合方法，通过在被接合金属构件1的第一侧面C及第二侧面D形成凹槽K，能除去可能被卷入被接合金属构件1的侧面的氧化膜Z1 \。此外，通过将接头构件U配置于露出凹槽K(形成于第一侧面C及第二侧面D)的未塑性化区域j、空洞缺陷R1及&，并对接头构件U与凹槽K的第一对接部J4、中央部J7以及第二对接部J5进行摩擦搅拌接合，能封闭未塑性化区域j、空洞缺陷R1及&。藉此，可提高被接合金属构件1的两侧间的气密性及水密性，并能制出高质量的产品。此外，在本实施方式中，由于接头构件U的两端面与表面A及背面B齐平，因此能可靠地断开露出凹槽K的底面1Λ的隧道状空洞缺陷礼、&，并能使被接合金属构件1的表面A及背面B形成平坦状。此外，通过经由接头构件U而进行摩擦搅拌接合，能提高对接部 Jl的接合强度。以上虽然对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限于上述方式，可做适当的变更。例如，在本实施方式中，虽然对第一侧面C及第二侧面D的两侧面进行接头构件接合工序，但也可对任一侧的侧面进行接头构件接合工序。此外，工序顺序只是举例说明，也可以适当地变更顺序。此外，如图19所示，也可根据接头构件U，的宽度U1与临时接合用旋转工具F的肩部Fl的外径^C1的关系，对第一对接部J4及第二对接部J5仅进行二次摩擦搅拌接合。藉此，由于能减少工序，能更迅速地接合。此外，在本实施方式中，虽然使用第一突出材2及第二突出材3，但不使用这些构件也可进行摩擦搅拌接合。实施方式二接着，说明本发明的实施方式二。如图20所示，实施方式二的接合方法的特征是，使由第一金属构件Ia及第二金属构件Ib对接而成的被接合金属构件1的表面A及背面B通过摩擦搅拌而接合，并对被接合金属构件1的两侧面，在插入修补构件201 203后，沿该修补构件201 203通过摩擦搅拌而接合。由于实施方式二的接合方法中的第一金属构件la、第二金属构件lb、被接合金属构件1、第一突出材2及第二突出材3与实施方式一大致相同，而省略其说明。以下，详细说明本实施方式的接合方法。本实施方式的接合方法包括(1)第一准备工序、(2)第一预备工序、(3)第一正式接合工序、(4)第二准备工序、(5)第二预备工序、 (6)第二正式接合工序、(7)突出材切除工序、(8)修补构件插入工序、(9)第一侧面正式接合工序、(10)第二侧面正式接合工序。由于从(1)第一准备工序至(7)突出材切除工序与实施方式一大致相同，省略其详细说明。(8)修补构件插入工序如图21所示，修补构件插入工序是对被接合金属构件1的侧面插入各修补构件的工序。在本实施方式中，修补构件插入工序包括在隧道状空洞缺陷礼、R2形成槽孔212、 213的槽孔形成工序；在未塑性化区域j形成凹部211的凹部形成工序；以及将各修补构件插入槽孔212、213及凹部211的修补构件插入工序。如图22所示，在槽孔形成工序中，在出现于第一侧面C及第二侧面D (图示省略) 的隧道状空洞缺陷礼、R2的周围以公知的端铣方式等切削至规定的深度而形成槽孔212、 213。槽孔212、213在本实施方式中为大致相同尺寸。虽然槽孔212、213形成圆柱状，但其形状并无限定。而且，即使隧道状空洞缺陷Rl、R2不出现在第一侧面C及第二侧面D (不露出)， 由于有时空洞缺陷存在于内部，也可在第一侧面C及第二侧面D的表面侧塑性化区域Wl及背面侧塑性化区域W2的第二金属构件Ib侧的适当位置形成槽孔212、213。如图21及图22所示，凹部形成工序是对出现于第一侧面C及第二侧面D的未塑性化区域j的周围以公知的端铣等切削而形成凹部211的工序。在本实施方式中，凹部211 从俯视方向看呈长圆状，并以规定的深度形成。虽然凹部211的形状并无限定，但最好在未塑性化区域j的全长连续地形成，并与表面侧塑性化区域Wl及背面侧塑性化区域W2重叠。 而且，在本实施方式中，凹部211的深度与槽孔212、213的深度相同。而且，如图22(b)所示，最好使从对接部Jl至隧道状空洞缺陷R1的中心的距离与从对接部Jl至凹部211的一侧的长边211a为止的距离大致相等。藉此，在后述的侧面正式接合工序中，能使摩擦搅拌的路径形成一直线。
如图22所示，在修补构件插入工序中，将第一空洞部修补构件202、第二空洞部修补构件203插入槽孔212、213，并将凹部修补构件201插入凹部211。第一空洞部修补构件 202及第二空洞部修补构件203与被接合金属构件1具有相同的组成，并与槽孔212、213的形状大致相同。藉此，第一空洞部修补构件202、第二空洞部修补构件203大体无间隙地配置于槽孔212、213。此外，凹部修补构件201与被接合金属构件1为相同的组成，并与凹部211的形状大致相同。藉此，凹部修补构件201大体无间隙地配置于凹部211。而且，虽然凹部修补构件201、第一空洞部修补构件202及第二空洞部修补构件 203的表面与第一侧面C齐平，但并无限定，也可增加各构件的厚度使得各构件从第一侧面 C突出。此外，虽然在说明中以第一侧面C为例，但在第二侧面D也可同样地进行槽孔形成工序、凹部形成工序以及修补构件插入工序。(9)第一侧面正式接合工序如图23所示，在第一侧面正式接合工序中，对第一侧面C使用临时接合用旋转工具F进行摩擦搅拌。第一侧面正式接合工序包括在被接合金属构件1配置一对突出材的突出材配置工序；对第二空洞部修补构件203进行摩擦搅拌的第二空洞部修补构件摩擦搅拌工序；对凹部修补构件201与被接合金属构件1的对接部J2进行摩擦搅拌的凹部修补构件摩擦搅拌工序；以及对第一空洞部修补构件202进行摩擦搅拌的第一空洞部修补构件摩擦搅拌工序。在突出材配置工序中，在被接合金属构件1的背面B配置第一突出材4，在表面A 配置第二突出材5。第一突出材4及第二突出材5的两端面与被接合金属构件1的第一侧面C与第二侧面D (图示省略)齐平。此外，通过对被接合金属构件1与第一突出材4及第二突出材5焊接而进行临时接合。如图23(a)所示，在第二空洞部修补构件摩擦搅拌工序中，对第二空洞部修补构件203进行摩擦搅拌。在本实施方式中，将临时接合用旋转工具F插入设定于第一突出材 4的开始位置^13，在搅拌销F2的整体进入第一突出材4，而且肩部Fl的下端面Fll的整个表面与第一突出材4的表面接触后，朝被接合金属构件1侧做相对移动，此外，横穿对接部 J4在第二空洞部修补构件203上移动。在此，如图23(b)所示，在第一侧面正式接合工序中形成的第一侧面侧塑性化区域W3最好是形成为第二空洞部修补构件203全部包含于第一侧面侧塑性化区域W3的内部。藉此，第二空洞部修补构件203与槽孔213的底面及侧面的对接部(对接面)被全部摩擦搅拌，从而能可靠地封闭隧道状空洞缺陷&。在临时接合用旋转工具F通过第二空洞部修补构件203之后，依此状态移至凹部修补构件摩擦搅拌工序。在凹部修补构件摩擦搅拌工序中沿着凹部修补构件201的外周连续地进行摩擦搅拌。即，沿着第二金属构件Ib与凹部修补构件201的对接部J20a、第一金属构件Ia与凹部修补构件201的对接部J20b使临时接合用旋转工具F做相对移动而进行摩擦搅拌。由于第一侧面侧塑性化区域W3的深度比凹部211的深度大，因此能摩擦搅拌对接部J20的深度方向的全长。如图23(c)所示，使临时接合用旋转工具F沿凹部修补构件201的外周移动一圈， 在对对接部J20a及对接部J20b的摩擦搅拌结束之后，使临时接合用旋转工具F不脱离，而依此状态再度沿着对接部J20a进行摩擦搅拌，在第一空洞部修补构件202上移动，而移至第一空洞部修补构件摩擦搅拌工序。虽然并无具体的图示，但在第一侧面正式接合工序中所形成的第一侧面侧塑性化区域W3最好包含第一空洞部修补构件202的全部。S卩，第一空洞部修补构件202与槽孔212的底面及侧面的对接部最好被摩擦搅拌。藉此，能可靠地封闭隧道状空洞缺陷R1的端部。然后，在临时接合用旋转工具F通过第一空洞修补构件202上之后，依此状态横穿对接部J5，在设定于第二突出材5的结束位置Em3使临时接合用旋转工具F脱离。而且，在本实施方式中，虽然仅对凹部修补构件201的外周进行摩擦搅拌，但并不限定于此，也可对凹部修补构件201的整个表面进行摩擦搅拌。此时，最好对凹部211的底面与凹部修补构件201的对接部全部进行摩擦搅拌。藉此，能进一步提高水密性及气密性。此外，在第一空洞部修补构件摩擦搅拌工序、第二空洞部修补构件摩擦搅拌工序中，由于第一空洞部修补构件202及第二空洞部修补构件203的直径比第一侧面侧塑性化区域W3的宽度(与临时接合用旋转工具F的肩部Fl的外径\大致相等)还小，以临时接合用旋转工具F通过第一空洞部修补构件202及第二空洞部修补构件203而进行摩擦搅拌。但是，在第一空洞部修补构件202及第二空洞部修补构件203的直径比旋转工具的肩部的外径还大的情况下，也可使旋转工具沿着第一空洞部修补构件202及第二空洞部修补构件203的外周移动而进行摩擦搅拌。此外，在这种情况下，也可使旋转工具往复而横越第一空洞部修补构件202及第二空洞部修补构件203的整个表面进行摩擦搅拌。(9)第二侧面正式接合工序在第二侧面正式接合工序中，虽然并未具体地图示，但对第二侧面D使用临时接合用旋转工具F进行摩擦搅拌。在第二侧面正式接合工序中形成的塑性化区域以下称为第二侧面侧塑性化区域(图示省略)。由于第二侧面正式接合工序除对第二侧面D进行摩擦搅拌之外，其余与第一侧面正式接合工序大致相同，因此省略其详细的说明。而且，在本实施方式中，作为侧面正式接合工序，虽然从被接合金属构件1的两侧面进行第一侧面正式接合工序以及第二侧面正式接合工序，但仅进行其中之一即可。此外，在本实施方式的侧面正式接合工序中，虽然使用临时接合用旋转工具F，但也可使用其它尺寸的旋转工具。根据以上说明的接合方法，由于将凹部修补构件201插入形成于被接合金属构件 1的侧面的凹部211，因此能封闭未塑性化区域j。此外，由于将第一空洞部修补构件202及第二空洞部修补构件203分别插入槽孔212、213，因此能封闭空洞缺陷R1A2的端部。然后， 由于在侧面正式接合工序中，对凹部修补构件201、第一空洞修补构件202及第二空洞修补构件203与被接合金属构件1的对接部进行摩擦搅拌，因此能提高被接合金属构件1的气密性及水密性。此外，由于凹部211与表面侧塑性化区域Wl及背面侧塑性化区域W2重叠， 因此，第一侧面侧塑性化区域W3与表面侧塑性化区域Wl及背面侧塑性区域区域W2能重叠。藉此，由于未塑性化区域j(参照图8)全部被封闭，因此能进一步提高气密性及水密性。此外，由于在第一侧面正式接合工序及第二侧面正式接合工序中，暂时插入的临时接合用旋转工具F在中途不脱离而以连续的轨迹进行摩擦搅拌，因此能提高作业性。在此，在对隧道状空洞缺陷礼、R2进行摩擦搅拌之际，若不使用各修补构件，由于用来充填于隧道状空洞缺陷礼、&的金属不足，在第一侧面侧塑性化区域W3的表面不可避免地形成的沟槽可能会变大。但是，如本实施方式，通过插入第一空洞修补构件202以及第二空洞修补构件203能弥补金属的不足。以上虽然对本发明的实施方式做了说明，但在不脱离本发明主旨的范围内，可做适当的变更。而且，在以下的说明中，省略与实施方式二相同的说明。实施方式三接着，说明本发明的实施方式三。在实施方式二中，将凹部修补构件201、第一空洞修补构件202以及第二空洞修补构件203插入凹部211、槽孔212以及槽孔213，但如实施方式三所示，例如也可对凹部211， 槽孔212、213进行焊接而进行焊接金属充填工序。虽然无具体的图示，但在第三实施方式中，焊接金属充填工序包括在隧道状空洞缺陷形成槽孔的槽孔形成工序；在未塑性化区域形成凹部的凹部形成工序；以及将焊接金属充填于槽孔及凹部的焊接金属充填工序。由于槽孔形成工序及凹部形成工序与实施方式二大致相同，因此省略其说明。在焊接金属充填工序中，进行例如TIG焊接或MIG焊接等突起焊接，只需将焊接金属充填于凹部211，槽孔212、213(参照图22)即可。此外，在侧面正式接合工序中，通过对凹部211，槽孔212、213与上述焊接金属的边界面全部进行摩擦搅拌，能提高被接合金属构件1的气密性及水密性。此外，由于边推压焊接金属边进行摩擦搅拌，能进一步提高气密性及水密性。而且，在实施方式二的情况下进行突起焊接，最好切削从第一侧面C (第二侧面D) 突出的焊接金属而平滑地形成第一侧面C (第二侧面D)。此外，也可组合实施方式二中的修补构件插入工序与实施方式三中的焊接金属充填工序而进行接合。此外，例如也可在凹部形成工序之前，在第一侧面C及第二侧面D中，使用临时接合用旋转工具F对对接部Jl以及突出材与被接合金属构件1的对接部进行临时接合。此外，在被接合金属构件1的厚度变薄，表面侧塑性化区域Wl与背面侧塑性化区域W2重叠的情况下，可不使用凹部211及凹部修补构件201。此外，在表面侧塑性化区域Wl与背面侧塑性化区域W2形成有氧化膜的情况下，最好通过焊接而封闭该氧化膜，从而提高被接合金属1的水密性及气密性。此外，在本实施方式中以旋转工具作右旋转的情况为例做了说明，在使旋转工具作左旋转的情况下，可能在旋转工具的行进方向右侧形成隧道状空洞缺陷。即，可根据旋转工具的旋转方向及行进方向合适地设定进行摩擦搅拌的区域。此外，在本实施方式中，切削隧道状空洞缺陷的周边而形成槽孔，但并不限于此，可依此状态将空洞部修补构件插入隧道状空洞缺陷中。实施方式四接着，对本发明的实施方式四做说明。如图M所示，实施方式四的接合构造物的制造方法是使第一金属构件Ia的端面与第二金属构件Ib的端面对接的接合构造物IA的制造方法，从接合构造物IA的表面A及背面B进行摩擦搅拌接合之后，从第一侧面C及第二侧面D进行摩擦搅拌接合。本实施方式的接合构造物的制造方法包括(1)第一准备工序、( 第一预备工序、(3)第一正式接合工序、(4)第二准备工序、(5)第二预备工序、(6)第二正式接合工序、 (7)突出材切除工序、(8)第三正式接合工序、(9)第一修补工序、(10)第四正式接合工序、(11)第二修补工序。而且，由于从(1)第一准备工序至(7)突出材切除工序为止，除了第一金属构件 Ia和第二金属构件Ib的配置位置以外，其余与实施方式一大致相同，因此省略其详细的说明。即，在实施方式四中，如图M所示，将第二金属构件Ib配置于前侧，并将第一金属构件 Ia配置于后侧。在此，图25是表示实施方式四的第二正式接合工序结束后，除去突出材的状态的接合构造物的立体图。如图25所示，在实施方式四的(7)突出材切除工序结束之后，在表面A侧形成的表面侧塑性化区域Wl和背面B侧形成的背面侧塑性化区域W2上，沿着正式接合用旋转工具G的行进方向VI、V2，从第一侧面C横越第二侧面D产生连续的隧道状空洞缺陷Rl、R2。该空洞缺陷Rl、R2是由于在进行摩擦搅拌时，由于产生多处毛边导致填埋对接部Jl的间隙的填充金属不足所形成的。而且，在第二正式接合工序结束之后，在露出于接合构造物IA的两侧面C、D的各空洞缺陷R1、R2的开口端部，通过进行TIG焊接或MIG焊接等突起焊接封闭各空洞缺陷R1、 R2的开口端部，从而可提高气密性及水密性。(8)第三正式接合工序如图27所示，第三正式接合工序是对第一金属构件Ia与第二金属构件Ib的对接部J1，从接合构造物IA的第一侧面C进行摩擦搅拌接合的工序。第三正式接合工序包括对对接部Jl进行临时接合的临时接合工序；在第一旋转工具的插入预定位置预先形成下孔的下孔形成工序；对对接部JI从第一侧面C进行摩擦搅拌的正式接合工序。在第三正式接合工序中，在第二正式接合工序结束之后，将接合构造物IA从未图示的摩擦搅拌装置暂时取下，在使第一侧面C朝向上方而再次固定的状态下进行临时接合工序、下孔形成工序及正式接合工序。如第沈图所示，在临时接合工序中，使临时接合用旋转工具F从设定于第一金属构件Ia的侧面1 的摩擦搅拌的开始位置P5至结束位置P6为止，以形成二字状的移动轨迹移动，对第一金属构件Ia与第二金属构件Ib的对接部Jl进行摩擦搅拌。具体而言，从开始位置P5，通过表面侧塑性化区域Wl的局部、第一金属构件Ia与第二金属构件Ib的接缝、背面侧塑性化区域W2的局部而移动至结束位置P6。之后，在临时接合用旋转工具F到达结束位置P6之后，使临时接合用旋转工具F 边旋转边上升而使搅拌销F2从结束位置P6脱离。如图28(a)所示，下孔形成工序是在正式接合用旋转工具G的插入预定位置预先形成下孔Q3的工序。在下孔形成工序中，通过对临时接合用旋转工具F的搅拌销F2从结束位置P6脱离时所形成的冲孔以钻头进行扩孔，从而在设定于第一金属构件Ia的侧面14a 的结束位置P6上形成下孔Q3。设置该下孔Q3的目的是降低正式接合用旋转工具G的搅拌销G2的压入阻力。而且，本实施方式的临时接合工序中的摩擦搅拌结束位置P6是后述的正式接合工序的摩擦搅拌的开始位置P7。如图27所示，正式接合工序是对露出接合构造物IA的第一侧面C的对接部Jl进行摩擦搅拌的工序。首先，如图28 (a)所示，将正式接合用旋转工具G的搅拌销G2插入形成于第一金属构件Ia的侧面14a的开始位置P7的下孔Q3内，利用正式接合用旋转工具G进行摩擦搅拌。然后，如图27所示，使正式接合用旋转工具G以二字状的移动轨迹从设定于第一金属构件Ia的侧面1 的开始位置P7移动至结束位置P8，对第一金属构件Ia与第二金属构件 Ib的对接部Jl进行摩擦搅拌。具体而言，从开始位置P7通过背面B侧的背面侧塑性化区域W2的端部、第一金属构件Ia与第二金属构件Ib的接缝以及表面A侧的表面侧塑性化区域Wl的端部并移动至结束位置P8，从而在第一侧面C形成二字状的第一侧面侧塑性化区域W3。利用该第一侧面侧塑性化区域W3封闭表面A侧的表面侧塑性化区域Wl与背面B侧的背面侧塑性化区域W2 之间的未塑性化区域。在此，在形成于第一侧面C的第一侧面侧塑性化区域W3中，沿着正式接合用旋转工具G的行进方向V3产生隧道状空洞缺陷R3。如本实施方式，在使正式接合用旋转工具G 作右旋转的情况下，在正式接合用旋转工具G的行进方向V3的左侧形成有空洞缺陷R3。即， 在本实施方式中，设定成空洞缺陷R3对应于二字状的移动轨迹的槽内侧，在形成二字状的第一侧面侧塑性化区域W3的槽内侧形成有空洞缺陷R3。在正式接合用旋转工具G到达结束位置P8后，使正式接合用旋转工具G边旋转边上升而使搅拌销G2脱离结束位置P8。如此，如图^(b)所示，当搅拌销G2在结束位置P8 朝上方脱离时，在结束位置P8形成与搅拌销G2大致相同形状的冲孔Q4。(9)第一修补工序第一修补工序包括在第三正式接合工序中将填充用金属构件h填充于第一金属构件Ia的侧面Ha上的冲孔Q4的填充用金属构件插入工序(参照图观…))；对接合构造物IA与填充用金属构件h的对接部J4从第一侧面C进行摩擦搅拌的修补接合工序(参照图四)；以及在修补接合工序中将焊接金属T填充于形成于填充用金属构件h的表面的冲孔Q5的修补焊接工序(参照图30)。如图28(b)所示，填充用金属构件插入工序是在第三正式接合工序中在正式接合用旋转工具G (参照图^(a))脱离时形成于第一金属构件Ia的侧面14a的冲孔Q4中插入与冲孔Q4相同形状的填充用金属构件h，从而填埋冲孔Q4的工序。在本实施方式中，以与接合构造物IA相同组成的金属材料形成填充用金属构件h，但只要是可摩擦搅拌的金属材料即可。如图四所示，在修补接合工序中，对接合构造物IA与填充用金属构件h的对接部 J4使用临时接合用旋转工具F(参照图4(a))进行摩擦搅拌。在修补接合工序中，通过在接合构造物IA与填充用金属构件h的接缝上设定摩擦搅拌的开始位置P9，使临时接合用旋转工具F (参照图4 (a))的搅拌销F2进入，并沿着接合构造物IA与填充用金属构件h的接缝，使临时接合用旋转工具F移动，从而横越对接部J4 的全周而进行摩擦搅拌。而且，由于修补接合工序中的摩擦搅拌接合与上述各接合工序所进行的摩擦搅拌接合大致相同，因此省略其详细说明。在本实施方式中，在横越对接部J4的全周进行磨擦搅拌后，使临时接合用旋转工具F(参照图4(a))移动至设于填充用金属构件h的表面的中心位置上的摩擦搅拌的结束位置PlO (第三正式接合工序中的摩擦搅拌的结束位置P8)，使临时接合用旋转工具F从结束位置PlO脱离。如此，使搅拌销F2在结束位置PlO朝上方脱离，在结束位置PlO形成与搅拌销F2大致相同形状的冲孔Q5 (参照图30)。在此，在本实施方式中，为了对接合构造物IA与填充用金属构件h的对接部J4进行摩擦搅拌，使用在临时接合工序中所使用的临时接合用旋转工具F，但只要其尺寸可沿着接合构造物IA与填充用金属构件h的接缝使搅拌销做圆周状移动，也可使用其它的旋转工具。如图30所示，在修补焊接工序中，通过在形成于填充金属构件h的表面的冲孔Q5 内进行MIG焊接等突起焊接，将焊接金属T填充于冲孔Q5内。而且，修补焊接工序并不限定于MIG焊接，也可进行其它公知的焊接。此外，焊接材料也可与接合构造物IA不同，在本实施方式中是使用相同的材料。此外，在修补焊接工序中，最好在将焊接金属T填充于冲孔Q5之后，切除比第一金属构件Ia的侧面1 还突起的部分的焊接金属T。(10)第四正式接合工序如图31所示，第四正式接合工序是对第一金属构件Ia与第二金属构件Ib的对接部Jl从接合构造物IA的第二侧面D进行摩擦搅拌接合的工序。第四正式接合工序包含对对接部Jl进行临时接合的临时接合工序；在正式接合用旋转工具G (参照图4(b))的插入预定位置预先形成下孔的下孔形成工序；以及对对接部 Jl进行摩擦搅拌的正式接合工序。在第四正式接合工序中，在第一修补工序结束之后，将接合构造物IA从未图示的摩擦搅拌装置暂时取下，在使第二侧面D朝向上方而再次固定的状态下，进行临时接合工序、下孔形成工序以及正式接合工序。由于第四正式接合工序中的各工序与第三正式接合工序中的各工序相同，因此省略其说明。而且，在第四正式接合工序所形成的塑性化区域是第二侧面侧塑性化区域W4。(11)第二修补工序如图31所示，第二修补工序包括将填充用金属构件h填充于在第四正式接合工序中形成于第一金属构件Ia的侧面15a的冲孔Q6中的填充用金属构件插入工序；对接合构造物IA与填充用金属构件h的对接部J5进行摩擦搅拌的修补接合工序；将焊接金属T 填充于在修补接合工序中形成于填充用金属构件h的表面的冲孔Q7的修补焊接工序。而且，由于第二修补工序中的各工序与第一修补工序的各工序相同，因此省略其说明。如图M所示，通过以上各工序形成接合第一金属构件Ia的端面与第二金属构件 Ib的端面的接合构造物1A。如图30所示，根据本实施方式的接合构造物的制造方法，在第一修补工序及第二修补工序中通过将填充用金属构件h填充于临时接合用旋转工具F的冲孔Q4、Q6，从而填埋在第三正式接合工序及第四正式接合工序中形成于摩擦搅拌的结束位置的冲孔Q4、Q6， 因此能防止由冲孔Q4、Q6所造成的接合位置的强度降低。即，在第三正式接合工序及第四正式接合工序中，能在接合构造物IA上设定摩擦搅拌的结束位置。藉此，由于能在第三正式接合工序及第四正式接合工序中省略用于设定摩擦搅拌的结束位置的突出材，因此能减少接合作业的工序数。此外，在第一修补工序及第二修补工序中，通过将焊接金属T充填于临时接合用旋转工具F脱离时所形成的冲孔Q5、Q7而填埋冲孔，因此能防止由于冲孔Q5、Q7所造成的接合位置的强度降低，并可将接合位置修整成平坦。此外，如图1所示，通过使在接合构造物IA的两侧面C、D形成对接部Jl的第一侧面侧塑性化区域W3、第二侧面侧塑性化区域W4的局部与第一正式接合工序及第二正式接合工序中所形成的表面侧塑性化区域W1、背面侧塑性化区域W2重叠，从而在接合构造物IA 的两侧面C、D可靠地封闭第一金属构件Ia与第二金属构件Ib的接缝，因此能提高金属构件la、lb彼此的接合部的气密性及水密性。此外，在各接合工序前，通过对第一金属构件Ia与第二金属构件Ib的对接部Jl 进行临时接合，将旋转工具G压入对接部J1，因而可防止对接部Jl的开缝，能更好地进行各
接合工序。此外，在各接合工序中，通过在正式接合用旋转工具G的插入预定位置预先形成下孔，能降低旋转工具G压入接合构造物IA时的压入阻力。藉此，能提高摩擦搅拌接合的精度，并能迅速地进行接合作业。此外，如图27及图31所示，在第三正式接合工序及第四正式接合工序中，设定成在正式接合用旋转工具G从摩擦搅拌的开始位置通过对接部Jl以二字状的移动轨迹移动至结束位置时，正式接合用旋转工具G的行进方向左侧对应于二字状的移动轨迹的槽内侧。在此构造中，空洞缺陷形成于二字状的第一侧面侧塑性化区域W3的槽内侧，与空洞缺陷形成于二字状的第一侧面侧塑性化区域W3的槽外侧相比，由于空洞缺陷的距离缩短，能提高金属构件la、lb彼此的接合部的气密性及水密性。以上，对本发明的实施方式做了说明，但本发明并不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可做适当的设计变更。例如，在本实施方式的制造方法中，也可使在第一正式接合工序中形成于表面A 的表面侧塑性化区域Wl与在第二正式接合工序中形成于背面B的背面侧塑性化区域W2重叠。在此构造中，由于塑性化至接合构造物IA的内部，因此能提高第一金属构件Ia与第二金属构件Ib的接合部的气密性及水密性。此外，在第三正式接合工序中，也可使形成于接合构造物IA的第一侧面C的第一侧面侧塑性化区域W3与形成于接合构造物IA的第二侧面D的第二侧面侧塑性化区域W4 重叠。在此构造中，由于塑性化至接合构造物IA的内部，因此能提高第一金属构件Ia与第二金属构件Ib的接合部的气密性及水密性。此外，如图27所示，在本实施方式中，由于使正式接合用旋转工具G作右旋转，设定正式接合用旋转工具G的行进方向的左侧对应于二字状的移动轨迹的槽内侧，但如图32 所示，在使正式接合用旋转工具G作左旋转的情况下，由于空洞缺陷R4形成于行进方向V4 的右侧，设定正式接合用旋转工具G的行进方向右侧对应于二字状的移动轨迹的槽内侧。 如此，即使在使正式接合用旋转工具G作左旋转的情况下，空洞缺陷R4也能形成于二字状的第一侧面侧塑性化区域W3的槽内侧。
权利要求
1.一种接合构造物的制造方法，使第一金属构件与第二金属构件的端面彼此对接而形成接合构造物，其特征在于，包括对所述第一金属构件与所述第二金属构件的对接部，从所述接合构造物的侧面使用旋转工具进行摩擦搅拌的正式接合工序，进行修补工序，在该修补工序中，将填充用金属构件充填于在所述正式接合工序中旋转工具脱离时所形成的冲孔，对所述接合构造物与所述充填用金属构件的对接部，使用旋转工具进行摩擦搅拌。
2.如权利要求1所述的接合构造物的制造方法，其特征在于，将焊接金属充填于在所述修补工序中旋转工具脱离时所形成的冲孔。
3.如权利要求1所述的接合构造物的制造方法，其特征在于，在所述正式接合工序中， 使形成于所述接合构造物的一侧的侧面的塑性化区域的局部与形成于所述接合构造物的另一侧的侧面的塑性化区域的局部重叠。
4.如权利要求1所述的接合构造物的制造方法，其特征在于，在所述正式接合工序之前，对所述第一金属构件与所述第二金属构件的对接部，从所述接合构造物的侧面进行临时接合。
5.如权利要求1所述的接合构造物的制造方法，其特征在于，在所述正式接合工序中， 在旋转工具的插入预定位置上预先形成下孔。
6.如权利要求1所述的接合构造物的制造方法，其特征在于，在所述正式接合工序中， 摩擦搅拌的开始位置及结束位置设定于所述第一金属构件或所述第二金属构件的侧面，并设定成在使旋转工具以二字状的轨迹从开始位置通过所述第一金属构件与所述第二金属构件的对接部而移动至结束位置时，若旋转工具作右旋转，则旋转工具的行进方向左侧对应于二字状的移动轨迹的槽内侧，若旋转工具作左旋转，则旋转工具的行进方向右侧对应于二字状的移动轨迹的槽内侧。
全文摘要
一种接合方法，使旋转工具(G)相对于第一金属构件(1a)与第二金属构件(1b)对接而形成的被接合金属构件(1)移动而进行摩擦搅拌，所述接合方法包括对第一金属构件(1a)与第二金属构件(1b)的对接部(J1)，从被接合金属构件(1)的表面(A)进行摩擦搅拌的第一正式接合工序；对对接部(J1)从被接合金属构件(1)的背面(B)进行摩擦搅拌的第二正式接合工序；沿着被接合金属构件(1)的第一侧面(C)及第二侧面(D)的对接部(J1)形成凹槽(K)的凹槽形成工序；在凹槽(K)配置接头构件(U)的接头构件配置工序；以及对凹槽(K)与接头构件(U)的对接部进行摩擦搅拌的接头构件接合工序。
文档编号B23K20/12GK102430854SQ20111023888
公开日2012年5月2日 申请日期2008年7月8日 优先权日2007年8月10日
发明者佐藤勇人, 堀久司, 河本知广, 濑尾伸城, 青木一男 申请人:日本轻金属株式会社