(57)【要約】【課題】厚さが２．０ｍｍ以下の第１金属薄板と、厚さが２．０ｍｍ以下の第２金属薄板とを接合する金属薄板の接合方法において、板厚の薄い金属薄板同士であっても、容易に品質良く接合できるようにする。【解決手段】裏当て金６の上に載置した第１金属薄板１の一端の上に第２金属薄板２の一端を所定長さ重ね合せて配置し、重ね合せた第２金属薄板２の上方から回転する回転ツール４を押し付けて第２金属薄板２の一端と第１金属薄板１の一端とを回転するツールと被接合材料との間に発生した摩擦熱及び押圧を利用して継手を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが２．０ｍｍ以下の第１金属薄板と、厚さが２．０ｍｍ以下の第２金属薄板とを接合する金属薄板の接合方法において、
裏当て金の上に載置した上記第１金属薄板の一端の上に上記第２金属薄板の一端を所定長さ重ね合せて配置する重ね合せ工程と、
重ね合せた上記第２金属薄板の上方から回転する回転ツールを押し付けて該第２金属薄板の一端と上記第１金属薄板の一端とを回転するツールと被接合材料との間に発生した摩擦熱及び押圧を利用して継手を形成する接合工程とを含む
ことを特徴とする金属薄板の接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の金属薄板の接合方法において、
上記回転ツールの当接面の直径は、上記第１金属薄板の一端の上に上記第２金属薄板の一端を重ね合せた上記所定長さよりも大きく、
上記回転ツールの挿入深さは、上記第２金属薄板の厚さよりも小さい
ことを特徴とする金属薄板の接合方法。
【請求項３】
請求項２に記載の金属薄板の接合方法において、
上記第２金属薄板の厚さは、上記第１金属薄板の厚さよりも厚い
ことを特徴とする金属薄板の接合方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の金属薄板の接合方法において、
上記回転ツールは、当接面がピンを有さず略平坦である
ことを特徴とする金属薄板の接合方法。
【請求項５】
厚さが２．０ｍｍ以下の第１金属薄板と、厚さが２．０ｍｍ以下の第２金属薄板とが接合された金属薄板の接合構造において、
上記第１金属薄板の一端の上に上記第２金属薄板の一端が塑性流動して重ね合されており、
塑性流動された接合部における上記第１金属薄板と上記第２金属薄板との間には平面状の界面が残っている
ことを特徴とする金属薄板の接合構造。
【請求項６】
請求項５に記載の金属薄板の接合構造において、
上記第２金属薄板は、上記第１金属薄板よりも厚い
ことを特徴とする金属薄板の接合構造。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の金属薄板の接合構造において、
上記第２金属薄板の引っ張り強度は、上記第１金属薄板の引っ張り強度以下である
ことを特徴とする金属薄板の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板厚２．０ｍｍ以下の金属薄板と板厚２．０ｍｍ以下の金属薄板の少なくとも一部を互いに重ね合せ、この重ね合せ部を加熱及び加圧して突合せ継手のような継手を形成する金属薄板の接合方法及び金属薄板の接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、板厚が２．０ｍｍ以下の金属薄板が様々な分野に応用されている。このような金属薄板同士の接合では、従来の溶融接合法による金属薄板の突合せを行うと、溶け落ち、歪み発生、接合前の寸法精度の制約が多いなど多くの問題点がある。これらの課題を解決するため、金属薄板の簡便的な突合せ接合技術は必要不可欠である。
【０００３】
一方、摩擦撹拌接合(Friction stir welding:ＦＳＷ)は代表的な固相接合として知られている。ＦＳＷは、通常円柱形状で先端にピン又はプローブと呼ばれる突起をもつ回転ツールを用いる。被接合材料は、接合する面同士を密着させた状態で固定され、裏側に裏当て金が置かれる。接合では、まず回転ツールを所定の回転数で回転させながら接合線上の材料表面に押し付ける。これにより、回転ツールと被接合材料との間に摩擦熱が発生し、この熱で被接合材料が軟化する。回転ツールは所定の加圧力で材料に押し付けられるため、軟化した被接合材料中に圧入されていき、最終的にはピンが完全に材料中に埋没した状態となる。このとき、ピン周辺の材料は接合ツールの回転に引きずられる形で塑性流動を起こす。その後、回転ツールの回転と加圧を維持しながら接合線に沿って回転ツールを移動させると、回転ツールの後方には塑性流動によって一体化されたＦＳＷができる。
【０００４】
摩擦撹拌接合は、合金の固相線温度以下で接合が行われるので、酸化皮膜の巻き込みや溶接変形などによる従来の溶融接合法の問題点を一挙に解決できる可能性をもつ接合方法として注目されてきた。摩擦撹拌接合の特徴としては、従来のアーク溶接に比べて接合変形がきわめて小さいため、製品品質の向上が期待でき、接合後の変形修正作業のコストも削減できること、溶加材（フィラー）が不要で省電力であることから省コスト省エネルギーであること、熟練が不要で自動化、ロボット化が容易であることなどが挙げられる。また、アーク、ヒューム及び粉塵が発生しないことから作業環境の面でも優れている。現在では鉄道車両、船舶、航空機器などに適用され、自動車、半導体機器などへの適用拡大が検討されている接合法である。
【０００５】
しかし、従来の摩擦撹拌接合による金属薄板の突合せ接合は接合前の寸法精度の制約が多く、ツールの押し込みにより接合部厚さが減少すること及び接合面の高精度な位置合わせが難しいなどの問題点が未だにある。
【０００６】
例えば、特許文献１のように、突合されている２枚の薄板被接合材を接合する接合部の板厚が減少することなく継手強度が向上している接合体を提供する方法が知られている。この方法では、厚さが０．１ｍｍ〜０．６ｍｍである被加工材の表面に、被加工材の横幅と円柱状の回転工具の直径とが同一である回転する円柱状の回転工具を押し付ける。そして、平面上に突合されて配置されている、厚さが１．０ｍｍ以下、０．４ｍｍ以上の２枚の薄板被接合材中に、被加工材を、被加工材の厚さ−０．１ｍｍ以上から被加工材の厚さの範囲で押し込むことにより、被加工材及び２枚の薄板被接合材に発生する摩擦熱により、被加工材と被接合材との接合面及び被接合材と被接合材の接触する面が接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２４０３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１のものでは、依然として接合前の板厚の寸法精度の制約が多いこと及び接合面の高精度な位置合わせが難しいなど問題点が十分に解決できていない。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、板厚の薄い金属薄板同士であっても、容易に品質良く接合できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、この発明では、第１金属薄板の一端の上に第２金属薄板の一端を所定長さ重ね合せた状態で回転するツールを重ね合せ部に押し付けることによって接合するようにした。
【００１１】
具体的には、第１の発明では、厚さが２．０ｍｍ以下の第１金属薄板と、厚さが２．０ｍｍ以下の第２金属薄板とを接合する金属薄板の接合方法を前提とし、
上記金属薄板の接合方法は、
裏当て金の上に載置した上記第１金属薄板の一端の上に上記第２金属薄板の一端を所定長さ重ね合せて配置する重ね合せ工程と、
重ね合せた上記第２金属薄板の上方から回転するツールを押し付けて該第２金属薄板の一端と上記第１金属薄板の一端とを回転するツールと被接合材料との間に発生した摩擦熱及び押圧を利用して継手を形成する接合工程とを含む構成とする。
【００１２】
上記の構成によると、回転するツールと被接合材料との間に発生した摩擦熱及びツールの回転により塑性流動が生じるだけで溶融していないので、溶け落ちや歪みの発生が抑制され、薄い金属材料同士でも接合が可能である。また、予め両金属薄板の一端を重ね合せた上から回転ツールで接合するので、両金属薄板自身の厚さよりも接合部の厚さを厚くすることができる。このため、母材に比べた場合の引っ張り強度の低下が抑制される。
【００１３】
第２の発明では、第１の発明において、
上記回転ツールの当接面の直径は、上記第１金属薄板の一端の上に上記第２金属薄板の一端を重ね合せた上記所定長さよりも大きく、
上記回転ツールの下降距離は、上記第２金属薄板の厚さよりも小さい。
【００１４】
上記の構成によると、回転ツールを下降させすぎずに重ね合せた部分を含め広範囲に接合することで、できるだけ金属薄板の歪みを防ぎながら接合強度を保つことができる。また第１金属薄板の裏側の見映えの悪化が抑制される。なお、「下降距離」は、回転ツールの当接面が、第２金属薄板に当接した位置からさらに押し込んだ距離をいう。
【００１５】
第３の発明では、第２の発明において、
上記第２金属薄板の厚さは、上記第１金属薄板の厚さよりも厚い。
【００１６】
上記の構成によると、薄い方の金属薄板を下の方に置いた状態で接合することで、両金属薄板の底面の仕上がりの悪化を防ぎながらできるだけ回転ツールの下降距離を稼いで効果的に接合が行われる。
【００１７】
第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記回転ツールは、当接面がピンを有さず略平坦な構成とする。
【００１８】
上記の構成によると、ピンが裏当て金にはじかれてうまく接合できないという状況が回避される。
【００１９】
第５の発明では、厚さが２．０ｍｍ以下の第１金属薄板と、厚さが２．０ｍｍ以下の第２金属薄板とが接合された金属薄板の接合構造を前提とする。
【００２０】
そして、上記金属薄板の接合構造は、
上記第１金属薄板の一端の上に上記第２金属薄板の一端が塑性流動して重ね合されている。
【００２１】
上記の構成によると、回転するツールと被接合材料との間に発生した摩擦熱及びツールの回転により塑性流動が生じるだけで溶融していないので、溶け落ちや歪みの発生が抑制される。また、予め両金属薄板の一端を重ね合せた上から回転ツールで接合するので、両金属薄板自身の厚さよりも接合部の厚さを厚くすることができる。このため、母材に比べた場合の引っ張り強度の低下が抑制される。
【００２２】
第６の発明では、第５の発明において、
上記第２金属薄板は、上記第１金属薄板よりも厚い構成とする。
【００２３】
上記の構成によると、薄い方の金属薄板を下の方に置いた状態で回転するツールと被接合材料との間に発生した摩擦熱及び押圧を利用して接合することで、両金属薄板の底面の仕上がりの悪化を防ぎながらできるだけ回転ツールの下降距離を稼いで効果的に接合が行われる。
【００２４】
第７の発明では、第５又は第６の発明において、
上記第２金属薄板の引っ張り強度は、上記第１金属薄板の引っ張り強度以下である構成とする。
【００２５】
上記の構成によると、引っ張り強度が高い方を回転ツールと反対側に配置し、第２金属薄板側にまず回転するツールを押し付けて両者を接合することで、底面側の見映えを悪化させることなく接合できる。また、異種材料よりなる金属薄板であっても見映え良く接合できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、裏当て金の上に載置した第１金属薄板の一端の上に第２金属薄板の一端を所定長さ重ね合せて配置し、重ね合せた第２金属薄板の上方から回転するツールを押し付けて第２金属薄板と第１金属薄板の一端とを回転するツールと被接合材料との間に発生した摩擦熱及び押圧を利用して継手を形成するようにしたことにより、板厚の薄い金属薄板同士であっても、容易に品質良く接合できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る金属薄板の接合方法の概要を示す図である。
【図２】厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板の継手の断面及びその周辺を示す外観写真である。
【図３】図２に示した各位置の厚さを示す表である。
【図４Ａ】機械研磨仕上げを行った厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板同士の継手の断面組織を示す写真である。
【図４Ｂ】機械研磨とエッチングを行った厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板同士の継手の断面組織を示す写真である。
【図５】厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板同士の接合パラメーターの範囲を示すグラフである。
【図６】図５に示したパラメーターによって、厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板(ＳＰＣＣ)同士の継手の引張強度を示すグラフである。
【図７Ａ】実施例１に係る厚さ２．０ｍｍのアルミニウム合金同士の継手の平面を示す外観写真である。
【図７Ｂ】実施例１に係る厚さ２．０ｍｍのアルミニウム合金同士の継手の断面を示す外観写真である。
【図８】実施例２に係る厚さ２．０ｍｍのマグネシウム合金同士の継手の平面を示す外観写真である。
【図９Ａ】実施例３に係る厚さ２．０ｍｍのマグネシウム合金と厚さ２．０ｍｍのアルミニウム合金との継手の平面を示す外観写真である。
【図９Ｂ】実施例３に係る厚さ２．０ｍｍのマグネシウム合金と厚さ２．０ｍｍのアルミニウム合金との継手の断面を示す外観写真である。
【図１０Ａ】実施例４に係る厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板と厚さ１．０ｍｍの亜鉛めっき鋼板との継手の平面を示す外観写真である。
【図１０Ｂ】実施例４に係る厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板と厚さ１．０ｍｍの亜鉛めっき鋼板との継手の底面を示す外観写真である。
【図１０Ｃ】実施例４に係る厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板と厚さ１．０ｍｍの亜鉛めっき鋼板との継手の断面を示す外観写真である。
【図１１Ａ】実施例５に係る厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板と厚さ２．０ｍｍのマグネシウム合金との継手の平面を示す外観写真である。
【図１１Ｂ】実施例５に係る厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板と厚さ２．０ｍｍのマグネシウム合金との継手の底面を示す外観写真である。
【図１１Ｃ】実施例５に係る厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板と厚さ２．０ｍｍのマグネシウム合金との継手の断面を示す外観写真である。
【図１２Ａ】実施例６に係る厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板と厚さ２．０ｍｍのアルミニウム合金との継手の平面を示す外観写真である。
【図１２Ｂ】実施例６に係る厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板と厚さ２．０ｍｍのアルミニウム合金との継手の底面を示す外観写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は本発明の実施形態の金属薄板の接合方法の概要を示す。本実施形態では、図１に示すように、まず、重ね合せ工程において、第１金属薄板１及び第２金属薄板２の端部を互いに重ね合せ幅Ｗが例えば１〜５ｍｍ程度となるように裏当て金６の上に重ねる。
【００３０】
次いで、接合工程において、第１金属薄板１及び第２金属薄板２の端部同士が重ね合せされた重ね合せ部３に対して回転ツール４を用いて接合を行う。本実施形態では、通常の接合に用いられるようなショルダ部の中心から延びるピンを有さず、当接面が平坦な回転ツール４を用いる。
【００３１】
接合過程で第１金属薄板１と第２金属薄板２とは、例えば、その融点の５０〜８０％程度まで加熱される。これにより、第１金属薄板１及び第２金属薄板２の硬さが低下し、回転ツール４の回転作用によって容易に塑性流動が発生する。これにより、第１金属薄板１の一端の上に第２金属薄板２の一端が塑性流動によって重ね合され、突合せ接合のような接合部５を有する継手が形成される。
【００３２】
図２に実際に行った厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板(ＳＰＣＣ)同士の継手の断面及びその周辺を示す外観写真の例を示す。この場合の実験用回転ツール４の直径は１５ｍｍ、回転ツール４の前進角度（傾斜角度）は１°、重ねの幅は４ｍｍ、回転ツール４の挿入深さＨは０．５ｍｍで、回転ツール４の回転速度は２０００ｒｐｍ、接合速度は６０ｍｍ/ｍｉｎとする。
【００３３】
回転ツール４の押し込みにより接合部５の厚さが被接合材である第１金属薄板１及び第２金属薄板２の厚さ程度まで減少し、突合せのような継手が形成された。具体的に図３に図２に示した各位置の厚さを示す。これを見ると、接合部５の厚さは、第１金属薄板１及び第２金属薄板２の厚さ０．６ｍｍと比較して薄くなることはないことが分かる。
【００３４】
図４Ａに機械研磨のみを行った厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板(ＳＰＣＣ)同士の継手の断面組織写真を示す。図４Ｂに機械研磨とエッチングを行った厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板(ＳＰＣＣ)同士の継手の断面組織写真を示す。これらは単に接合後の仕上げ工程が異なるだけで、いずれにおいても、第１金属薄板１及び第２金属薄板２の塑性変形により重ね接合界面構造が形成されているのが分かる。特に図４Ｂでは、平面上の界面７の存在を目視できる。
【００３５】
図５に、厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板(ＳＰＣＣ)の接合パラメーターの範囲を示す。実験用回転ツール４の直径は１５ｍｍ、回転ツール４の前進角度は１°、重ね合せ幅Ｗは４ｍｍ、回転ツール４の挿入深さＨ＝０．５ｍｍとする。●が良好な継手であることを示し、▲が裏面に段差があることを示し、×が良好に接合できなかったことを示す。つまり、適度な回転速度を保って押圧しながら、溶接速度が速すぎない範囲で回転ツール４を進めることにより、良好な継手が得られることが分かった。
【００３６】
図６に、図５に示したパラメーターによって、厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板(ＳＰＣＣ)同士の継手の引張強度を示す。良好な継手が得られた場合の接合した継手の最大引張強度は母材強度の約９５％であった。
【００３７】
次に、本実施形態に係る金属薄板の接合方法の他の具体的な実施例１〜６について説明する。
【００３８】
（実施例１）
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、厚さ２．０ｍｍのアルミニウム合金（アルミダイカストＡＤＣ１２）同士を接合した。回転ツール４の回転速度１０００ｒｐｍ、接合速度５００ｍｍ/ｍｉｎで、回転ツール４の挿入深さ１．８５ｍｍである。
【００３９】
第１金属薄板１と第２金属薄板２とが同じ軽金属合金のアルミニウム合金で同じ厚さの接合においても、継手部分は板厚減少を伴うことがなく良好な結果であった。図７Ｂには、第１金属薄板１と第２金属薄板２との間の界面７も断面で現れている。
【００４０】
（実施例２）
図８に示すように、厚さ２．０ｍｍのマグネシウム合金（ＡＭ系合金）同士を接合した。回転ツール４の回転速度２０００ｒｐｍ、接合速度１００ｍｍ/ｍｉｎで回転ツール４の挿入深さ１．８５ｍｍである。
【００４１】
第１金属薄板１と第２金属薄板２とが同じ軽金属合金のマグネシウム合金で同じ厚さの接合においても、継手部分は板厚減少を伴うことがなく良好な結果であった。図示しないが、この場合も、第１金属薄板１と第２金属薄板２との間の界面７も断面で現れている。
【００４２】
（実施例３）
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、厚さ２．０ｍｍのマグネシウム合金（ＡＭ系合金；第１金属薄板１）と厚さ２．０ｍｍのアルミニウム合金（ＡＤＣ１２；第２金属薄板２）とを接合した。回転ツール４の回転速度２０００ｒｐｍ、接合速度１００ｍｍ/ｍｉｎで回転ツール４の挿入深さ１．８５ｍｍである。
【００４３】
第１金属薄板１と第２金属薄板２とが異なる軽金属合金で同じ厚さの接合においても、継手部分は板厚減少を伴うことがなく良好な結果であった。この場合も、図９Ｂに示すように、第１金属薄板１と第２金属薄板２との間の界面７が断面で現れている。
【００４４】
（実施例４）
図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示すように、厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板（第１金属薄板１）と厚さ１．０ｍｍの亜鉛めっき鋼板（第２金属薄板２）とを接合した。回転ツール４の回転速度２０００ｒｐｍ、接合速度１００ｍｍ/ｍｉｎで回転ツール４の挿入深さ０．９５ｍｍである。
【００４５】
すなわち、第１金属薄板１と第２金属薄板２とで厚さが異なるときには、厚さの厚い方が重ね合されたときに上側となる第２金属薄板２となり、回転ツール４の挿入深さＨは、厚い方の第２金属薄板２の厚さよりも短くなっている。薄い方の第１金属薄板１を下の方に置いた状態で接合することで、両金属薄板１，２の底面の仕上がりの悪化を防ぎながらできるだけ回転ツール４の挿入深さＨを稼いで効果的に接合が行われる。
【００４６】
（実施例５）
図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板（第１金属薄板１）と厚さ２．０ｍｍのマグネシウム合金（第２金属薄板２）とを接合した。回転ツール４の回転速度１０００ｒｐｍ、接合速度５０ｍｍ/ｍｉｎで回転ツール４の挿入深さ１．０ｍｍである。
【００４７】
すなわち、第１金属薄板１と第２金属薄板２とで厚さが異なるときには、厚さの厚い方が重ね合されたときに上側となる第２金属薄板２となり、回転ツール４の挿入深さＨは、厚い方の第２金属薄板２の厚さよりも短く薄い方の第１金属薄板１の厚さよりも大きくなっている。薄い方の第１金属薄板１を下の方に置いた状態で接合することで、両金属薄板１，２の底面の仕上がりの悪化を防ぎながらできるだけ回転ツール４の挿入深さＨを稼いで効果的に接合が行われる。
【００４８】
また、引っ張り強度の弱いマグネシウム合金よりなる第２金属薄板２に回転するツールを押し付け、その後、引っ張り強度の強い亜鉛めっき鋼板よりなる第１金属薄板１と接合させることで、図１１Ｃに示すように、界面７がきれいに生じた状態で堅固に接合できた。
【００４９】
（実施例６）
図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、厚さ０．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板（第１金属薄板１）と厚さ２．０ｍｍのアルミニウム合金（第２金属薄板２）とを接合した。回転ツール４の回転速度１０００ｒｐｍ、接合速度５０ｍｍ/ｍｉｎで回転ツール４の挿入深さ１．０ｍｍである。
【００５０】
本実施例においても、第１金属薄板１と第２金属薄板２とで厚さが異なるときには、厚さの厚い方が重ね合されたときに上側となる第２金属薄板２となり、回転ツール４の挿入深さＨは、厚い方の第２金属薄板２の厚さよりも短く薄い方の第１金属薄板１の厚さよりも大きくなっている。薄い方の第１金属薄板１を下の方に置いた状態で回転するツールと被接合材料との間に発生した摩擦熱及び押圧を利用して接合することで、両金属薄板１，２の底面の仕上がりの悪化を防ぎながらできるだけ回転ツール４の挿入深さＨを稼いで効果的に接合が行われる。
【００５１】
また、引っ張り強度の弱いアルミニウム合金よりなる第２金属薄板２に回転するツールを押し付け、その後、引っ張り強度の強い亜鉛めっき鋼板よりなる第１金属薄板１と接合させることで、両者を堅固に接合できた。
【００５２】
（比較例及びまとめ）
詳しくは図示しないが、実施例５及び６と比較するために、比較例として、亜鉛めっき鋼板とマグネシウム合金又は亜鉛めっき鋼板とアルミニウム合金とで第１金属薄板１と第２金属薄板２とを入れ替えて、いずれも亜鉛めっき鋼板よりなる第２金属薄板２をまず回転ツール４に当接させて軽金属よりなる第１金属薄板１に対して接合できるか実験したが、接合部に大きな段差が生じた。
【００５３】
しかし、上述したいずれの実施例１〜６の金属薄板の接合方法においては対象的に、継手部分は板厚減少を伴うことがなく良好な結果であった。また、引っ張り試験結果も良好であった。
【００５４】
このように、本実施形態によると、回転するツールと被接合材料との間に発生した摩擦熱及びツールの回転により塑性流動が生じるだけで、溶融していないので、溶け落ちや歪みの発生が抑制される。また、予め両金属薄板１，２の一端を重ね合せた重ね合せ部３の上から回転ツール４で接合するので、両金属薄板１，２自身の厚さよりも接合部５の厚さを厚くすることができる。このため、母材に比べた場合の引っ張り強度の低下が抑制される。
【００５５】
また、回転ツール４を下降させすぎずに重ね合せた部分を含め広範囲に被接合材料に塑性流動を起こさせることで、できるだけ金属薄板１，２の歪みを防ぎながら接合強度を保つことができる。また裏面側の第１金属薄板１の裏側の見映えの悪化が抑制される。
【００５６】
さらに、平面上の界面７が残る程度に接合することで、歪みの発生や外観の悪化が抑制される。
【００５７】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としても良い。
【００５８】
すなわち、上記実施形態では、各種の第１金属薄板１と第２金属薄板２の例を示したが、その厚さは２ｍｍ以下であれば特に問わず、材質も特に上記各実施例に限定されない。
【００５９】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【符号の説明】
【００６０】
１      第１金属薄板
２      第２金属薄板
３      重ね合せ部
４      回転ツール
５      接合部
６      裏当て金
７      界面
Ｈ      挿入深さ
Ｗ      重ね合せ幅（所定長さ）
【図１】
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【図２】
2018164913.tif 000004
【図３】
2018164913.tif 000005
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2018164913.tif 000007
【図５】
2018164913.tif 000008
【図６】
2018164913.tif 000009
【図７Ａ】
2018164913.tif 000010
【図７Ｂ】
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【図８】
2018164913.tif 000012
【図９Ａ】
2018164913.tif 000013
【図９Ｂ】
2018164913.tif 000014
【図１０Ａ】
2018164913.tif 000015
【図１０Ｂ】
2018164913.tif 000016
【図１０Ｃ】
2018164913.tif 000017
【図１１Ａ】
2018164913.tif 000018
【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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