(57)【要約】【課題】  回転ツールを加工物に挿入し、回転ツールを回転させながら移動することにより、回転ツールと加工物との間に生じる摩擦熱による塑性流動によって加工物を接合する摩擦撹拌接合法において、高融点材料からなる加工物の摩擦撹拌による接合及び表面層の改質を可能とする。【解決手段】  接合部ｓにレーザビームを照射して加熱するか、あるいは接合面間にインサート材３を挿入した状態で、あるいは前記両手段を併用しながら、摩擦撹拌による接合又は改質を行う。レーザビームを照射することにより、高融点材料であっても流動化が可能になる。また接合面間にインサート材を挿入することにより、加工物との間に断熱性を付与し、摩擦熱の発散を防ぐことができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物より実質的に硬い材質からなる回転ツールを加工物の接合部に挿入し、回転ツールを回転させながら移動することにより、回転ツールと加工物との間に生じる摩擦熱による塑性流動によって加工物を接合する摩擦撹拌による接合方法において、摩擦撹拌による接合施行時又はその前段階での予熱工程時に前記接合部に対しレーザ照射を行って加熱することを特徴とする摩擦撹拌による接合方法。
【請求項２】
前記回転ツールの軸線方向に沿って同回転ツールの中央部から前記接合部に対しレーザ照射を行うことを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項３】
前記回転ツールの周囲から前記接合部にレーザ照射を行うことを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項４】
接合対象となる前記加工物が、ステンレス鋼、Ｎｉ基合金、インコネル、ハステロイ等の高融点材料からなることを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項５】
前記接合部が開先部を有し、同開先部にレーザ光を当てるようにしたことを特徴とする請求項４記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項６】
低融点材料からなる加工物と高融点材料からなる加工物とを接合するに際し、該高融点材料からなる加工物に対しレーザ照射による加熱を併用することを特徴とする請求項２記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項７】
加工物より実質的に硬い材質からなる回転ツールを加工物の接合部に挿入し、回転ツールを回転させながら移動することにより、回転ツールと加工物との間に生じる摩擦熱による塑性流動によって加工物の表面層を改質する摩擦撹拌による改質方法において、摩擦撹拌による改質施行時又はその前段階での予熱工程時に加工物の改質対象部分に対しレーザ照射による加熱を行うことを特徴とする摩擦撹拌による改質方法。
【請求項８】
改質施行時に改質対象部分に微粒子ビーム照射により微粒子を供給し、前記加工物の表面層に同加工物と同微粒子とからなる複合材を形成することを特徴とする請求項７記載の摩擦撹拌による改質方法。
【請求項９】
加工物より実質的に硬い材質からなる回転ツールを加工物の接合部に挿入し、回転ツールを回転させながら移動することにより、回転ツールと加工物との間に生じる摩擦熱による塑性流動によって加工物を接合する摩擦撹拌による接合方法において、前記接合部間に加工物と同一の材料からなりかつ前記回転ツールの直径より幅の大きいインサート材を挿入し、同インサート材に前記回転ツールを挿入して摩擦撹拌を行うことを特徴とする摩擦撹拌による接合方法。
【請求項１０】
挿入する前記インサート材の厚さを加工物の厚さより大きくしたことを特徴とする請求項９記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項１１】
前記加工物と同一材料からなる粉末を固化又は焼結して成形したインサート材を使用することを特徴とする請求項９記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項１２】
前記加工物又は前記インサート材の接合面の一方又は両方に凹凸を形成したことを特徴とする請求項９記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項１３】
摩擦撹拌による接合時又はその前段階での予熱工程時に前記接合部に挿入された前記インサート材を通電加熱することを特徴とする請求項９記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項１４】
前記加工物の接合面と前記インサート材との間に予め加熱により蒸発又は消滅する電気的絶縁材を介在させておくことを特徴とする請求項１３記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項１５】
摩擦撹拌による接合時又はその前段階での予熱工程時に前記接合部に挿入された前記インサート材に超音波を照射して加熱することを特徴とする請求項４記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項１６】
前記インサート材の少なくともスタート部分に溝を形成し、同溝に前記加工物と同一材質の粉末を充填することを特徴とする請求項９記載の摩擦撹拌による接合方法。
【請求項１７】
前記接合部間に前記加工物と同一の材質でかつ前記回転ツールの直径より幅の大きいインサート材を挿入し、同インサート材に前記回転ツールを挿入して摩擦撹拌を行うことを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌による接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＦｅ，Ｎｉ基合金等の高融点材料の接合に好適であって、かつ金属母材の表面処理や改質にも適用して有益な摩擦撹拌による接合方法及び改質方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、摩擦撹拌による固相接合方法は公知であり、かかる接合方法は、加工物より実質的に硬い材質からなる回転ツールを加工物の接合部に挿入し、回転ツールを回転させながら移動することにより、回転ツールと加工物との間に生じる摩擦熱による塑性流動によって加工物を接合する接合方法であり、回転ツールと接合部材との摩擦熱による金属の塑性流動を利用した固相接合のため、接合部を溶融させることなく接合でき、接合後の変形が少なく、また接合部は溶融されないため、欠陥が少ない、など多くの利点がある。
【０００３】
また摩擦撹拌法は、金属部材の接合のみならず、金属材表面の比較的厚い部分を改質するにも好適であり、例えば特許文献１（特開２００１−４７２６１号公報）には、金属材の一部を種々の特性を有する異材料との複合材として、その部分における金属材の特性を改質するため、異材料を配置した金属材に対して、ロッド状の本体の先端に突起を設けた硬質回転工具を、その突起を金属材及び異材料に差し込んだ状態で回転、移動して金属材及び異材料を撹拌し、少なくとも金属材の一部を異材料との複合材とする方法が開示されている。
特許文献１の方法のよれば、結合が強固で、種々の特性を有する十分な厚さの改質層を金属材の必要な部位に容易かつ安価に形成できるという利点がある。
【０００４】
また、特許文献２（特開２００３−１２６９７０号公報）においては、加工物の接合部にギャップが存在し、同ギャップが一定でなく変化するような場合であっても欠陥がなく、高い継ぎ手強度を得ることができる摩擦撹拌接合方法として、加工物の接合部に生じるギャップに粉末状接合材料を充填し、回転ツールを同接合部に挿入して回転させつつ接合部に沿って移動させることにより、摩擦撹拌接合を行う。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４７２６１号公報
【特許文献２】特開２００３−１２６９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、かかる従来の摩擦撹拌方法は、Ａｌ，Ｃｕ，Ｔｉ等の比較的融点が低い金属材料に対する接合や改質等に適用可能であったが、ＦｅやＮｉ基合金等の高融点でありかつ高強度の金属材料に対しては、容易ではなかった。
即ちＦｅやＮｉ基合金等は、一般に１，４００℃付近に融点があり、１，０００〜１，１００℃当たりから相変化が起こり、流動化が始まる。これらの高融点材料に適用した場合、摩擦入熱だけで１，１００℃近辺まで母材の温度を上昇させることが難しく、また高温強度が高いために、工具が損耗しやすく、長い距離を連続して溶接することが難しいという問題点がある。また接合荷重が大きくなるため、反力も大きく、従って強固な設備を必要とする等の問題がある。
【０００７】
これらの問題点を解消するため、従来加工物の加工面に圧接する回転ツールのショルダー面に、ショルダー面の回転運動に起因する摩擦熱をショルダー面の外側から中央側に強制的に移動させるパターンを形成する方法、又は接合部を撹拌接合前に予め予熱する方法等が試みられているが、上記問題点を解消するに至っていない。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、従来摩擦撹拌による接合方法を高融点材料に適用するに際して起こる上記問題点を解消し、ＦｅやＮｉ基合金等の高融点・高強度材料のみならず、ステンレス鋼やインコネル、ハステロイ等の高融点耐熱鋼に対しても適用可能な摩擦撹拌接合方法及び改質方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はかかる目的を達成するもので、その第１の手段は、加工物より実質的に硬い材質からなる回転ツールを加工物の接合部に挿入し、回転ツールを回転させながら移動することにより、回転ツールと加工物との間に生じる摩擦熱による塑性流動によって加工物を接合する摩擦撹拌による接合方法において、摩擦撹拌による接合施行時又はその前段階での予熱工程時に前記接合部に対しレーザ照射を行って加熱することを特徴とする。
かかる第１の手段において、好ましくは、前記回転ツールの軸線方向に沿って同回転ツールの中央部から前記接合部に対しレーザ照射を行うか、あるいは前記回転ツールの周囲から前記接合部に対しレーザ照射を行う。
【００１０】
回転ツールが加工物表面に接して回転するに際して発生する摩擦熱が加工物を塑性流動させて撹拌を可能とするが、特に高融点材料からなる加工物を対象とする場合、摩擦入熱のみでは十分な塑性流動化までには至らない。そこで、かかる第１の手段においては、接合部にレーザ照射を行って熱量の不足を補うことにより、高融点材料であっても容易に塑性流動を生じせしめることができる。
好ましくは、回転ツールの軸線方向に沿って回転ツールの中央部から接合部にレーザ照射を行うことにより、レーザ光を最短距離で効率的に接合部に集中させることができ、接合部の固層流動化を容易にできる。また回転ツールの周囲から接合部にレーザ照射を行うことにより、加工物の表面を広範囲に均一にレーザ光を照射できるので、加工物の表面全体を均一に加熱でき、特に加工物の表面処理を行う際に好適である。
【００１１】
これにより、加工物がステンレス鋼、Ｎｉ基合金、インコネル、ハステロイ等の高融点材料からなる場合でも、加工物を固相状態で流動させるに十分な入熱を供給させることができ、接合欠陥のない摩擦撹拌接合を可能とする。
また接合部が開先部を有する場合、開先低部に対して摩擦入熱が十分供給されない問題点があるが、本発明によれば、開先低部に対して接合施行時又はその前段階での予熱工程時に接合部にレーザ光を照射することにより、接合部の加熱が十分可能であり、また高融点材料からなる加工物を接合するに際し同接合部が開先部を有する場合でも、摩擦撹拌接合に必要な流動化が可能である。
【００１２】
また、本発明の第２の手段は、加工物より実質的に硬い材質からなる回転ツールを加工物の接合部に挿入し、回転ツールを回転させながら移動することにより、回転ツールと加工物との間に生じる摩擦熱による塑性流動によって加工物の表面層を改質する摩擦撹拌による改質方法において、摩擦撹拌による改質施行時又はその前段階での予熱工程時に加工物の改質対象部分に対しレーザ照射による加熱を行うことを特徴とする。
【００１３】
かかる第２の手段によれば、摩擦撹拌による改質を行うに際し、摩擦撹拌による改質施行時又はその前段階での予熱工程時に加工物の改質対象部分に対しレーザ照射による加熱を行うことにより、改質に必要な十分な熱を供給でき、加工物の軟化、流動を促進することができる。この場合、温度条件は、回転ツールの回転数と加工物への回転ツールによる押圧力の程度等によって調節することができる。またレーザ光の加工物に対する照射位置は改質の目的、程度等によって適宜に設定すればよい。
【００１４】
また改質施行時に、レーザ照射と共に、改質対象部分に微粒子ビーム照射により微粒子を供給し、前記加工物の表面層に同加工物と同微粒子とからなる複合材を形成することも可能である。このように加工物の表面にセラミック等の異種材料を供給して、レーザ光を照射することにより、空隙部のない、接着力の強固な良質の肉盛溶接も可能となる。
【００１５】
また、本発明の第３の手段は、加工物より実質的に硬い材質からなる回転ツールを加工物の接合部に挿入し、回転ツールを回転させながら移動することにより、回転ツールと加工物との間に生じる摩擦熱による塑性流動によって加工物を接合する摩擦撹拌による接合方法において、前記接合部間に加工物と同一の材料からなりかつ前記回転ツールの直径より幅の大きいインサート材を挿入し、同インサート材に前記回転ツールを挿入して摩擦撹拌を行うことを特徴とする。
【００１６】
そして、かかる第３の手段によれば、加工物の接合面とインサート材とが分離しているため、インサート材に供給される摩擦入熱が接合面を通して加工物母材側に発散することが防止され、このためインサート材の温度が上昇しやすく、固相流動化までの時間が短時間で済む。従って高融点材料からなる加工物に摩擦撹拌を適用した場合でも、高融点材料の固相流動化温度への温度上昇を達成でき、摩擦接合を可能とする。  
なお回転ツールのうちインサート材に挿入される部分の径はインサート材の幅より小さくてよい。加工物とインサート材との境界領域は、回転ツールの回転に起因する摩擦入熱によるインサート材の温度上昇により十分加熱され、流動化できるからである。
かかる第３の手段を採用すれば、従来提案されていた、摩擦撹拌施行前の接合部の余熱工程を必要としない。
【００１７】
また、かかる第３の手段において、好ましくは、挿入する前記インサート材の厚さを加工物の厚さより厚くする。摩擦撹拌接合では、接合部に凹みを生じやすく、インサート材の厚さを加工物より厚くすることによって凹みを防止できる。
また好ましくは、加工物と同一材料からなる粉末を固化又は焼結して成形したインサート材を使用する。これにより、インサート材がさらに変形しやすくなるため、固相流動化しやすくなり、接合欠陥のない良好な接合部が得られる。
【００１８】
さらに好ましくは、加工物又はインサート材の接合面の一方又は両方に凹凸を形成する。これにより、加工物の接合面とインサート材との熱的絶縁状態がさらに促進されることになり、インサート材に供給された摩擦入熱が加工物側に発散するのを防止でき、インサート材の流動化、撹拌が促進される。
さらに好ましくは、摩擦撹拌による接合時又はその前段階での予熱工程時に前記接合部に挿入された前記インサート材を通電加熱する。これにより、さらにインサート材の軟化を容易にして、回転ツールによる接合荷重を低減できる。インサート材への通電方法としては、例えばインサート材の両端部に電極を取り付ければよい。
【００１９】
また上記通電方法において、加工物の接合面と前記インサート材との間に予め加熱により蒸発又は消滅する電気的絶縁材を介在させておけば、インサート材に導入された電流が加工物側に流れ込むことが実質的に完全に防止され、電流がインサート材に集中して流れるため、さらにインサート材の軟化を促進できると共に、同電気的絶縁材は摩擦撹拌後蒸発又は消滅するため、接合部の流動化又は接合後の接合部の材質に悪影響を残すことはない。
電気的絶縁材料としては、例えば油類、ロウ材等が使用可能である。
【００２０】
さらに第３の手段において、好ましくは、摩擦撹拌による接合時又はその前段階での予熱工程時に前記接合部に挿入された前記インサート材に超音波を照射して加熱することである。超音波を付加することにより、インサート材の軟化を容易にして、回転ツールによる接合部への接合荷重を低減できると共に、インサート材に隣接する加工物の境界領域の流動化及び撹拌を容易にする。インサート材に超音波を照射する具体的な手段としては、超音波振動子を回転ツールを支持する部材に取り付ければよい。
【００２１】
さらに好ましくは、インサート材の少なくともスタート部分に溝を形成し、同溝に前記加工物と同一材料の粉末を充填すればよい。これにより、インサート材が固体のときよりもさらに変形しやすくなり、従って流動化、撹拌が容易になる。
また、本発明の第４の手段は、前記第１の手段と前記第３の手段とを併用することである。これによって、インサート材及びその周辺の加工物境界領域の流動化、撹拌が極めて容易に達成され、高融点材料からなる加工物の摩擦撹拌接合を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明によれば、摩擦撹拌による接合施行時又はその前段階での予熱工程時に前記接合部に対しレーザ照射を行って加熱すること、又はこのレーザ照射を加工物表面層の改質に応用すること、又は加工物の接合部間に加工物と同一の材料からなりかつ前記回転ツールの直径より幅の大きいインサート材を挿入し、同インサート材に前記回転ツールを挿入して摩擦撹拌を行うこと、さらには、上記レーザ照射と上記インサート材の接合部間への挿入とを併用することにより、インサート材又は接合部周辺領域の固相流動化、及び撹拌を容易にし、これによって従来困難であったＦｅ，Ｎｉ基合金等の高融点材料からなる加工物の摩擦撹拌接合を可能とした。
また、本発明によれば、レーザ照射装置の付設、又はインサート材の挿入等に要する簡単なる装置の付加によって上記の効果を達成できるという経済的に優位な手法である。
【００２３】
なお摩擦攪拌接合に使用される回転ツールには、プローブ型とボビンツール型の回転ツールがあるが、プローブ型は回転ツールを接合線に押しつける必要があり、従ってこの反力に対処するために、高い剛性の裏当金が使用され、加工物の裏面に密着させて設置される。
一方ボビンツール型は接合する加工物の表裏両面を挟持するように一定間隔を設けた一対のショルダ（母材押圧部材）を具備し、同上下一対のショルダ間に撹拌軸（ピン軸）を設け、前記一対のショルダにより入熱された接合部を撹拌しながら摩擦接合を行う。
本発明は、これら２種の回転ツールのどちらを使用する場合にも実施可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００２５】
図１〜２は本発明の第１実施例に係り、図１は接合部にレーザビームを照射する場合の斜視図、図２は回転ツール挿入時の概略立面図である。
図１〜２において、１は摩擦撹拌接合を行う回転ツール本体、１ａは摩擦撹拌施行時に接合面を押圧して摩擦入熱を生じさせるショルダ部、２は回転ツール本体下端から突出した撹拌軸、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２は接合対象となる加工物、ａは回転ツール本体１及び撹拌軸２の回転方向、ｂは回転ツール本体１が回転しながら進行する方向、ｓは加工物Ｗ１、Ｗ２の接合部、Ｒは照射されるレーザビームを示す。
【００２６】
本実施例において、回転ツール本体１及び撹拌軸２は回転しながら下降し、撹拌軸２が加工物Ｗの接合部ｓに挿入されるとともに、ショルダ部１ａが接合面を押圧して摩擦入熱を生じさせ、また加工物Ｗに挿入された撹拌軸２が接合部ｓを撹拌しながら接合する。この際、回転ツール１の中央軸線に沿って回転ツール本体に設けた空隙部からレーザビームＲ（例えば高コヒーレンシー平行ビームを使用する。）を接合部ｓに照射して、接合部ｓを加熱し、接合部ｓの固層流動及び撹拌を促進する。また図２に示すように、ツール挿入前からレーザビームＲを接合部ｓに照射して、予め接合部ｓを加熱しておくことにより、撹拌軸２挿入時の荷重を低減することができる。
なお高融点材料からなる加工物を接合する場合、撹拌軸２も高い高温強度を有する必要がある。従って例えば先端部をセラミックス又はＷ−Ｃ等の超硬材料で構成したり、セラミックスと金属とを複合化した材料等を用いる。
【実施例２】
【００２７】
図３は本発明を開先部を有する接合部に適用した第２実施例を示す。開先低部Ｗ３は摩擦熱が伝達されにくい箇所であり、接合欠陥が生じやすい。そこをレーザビームＲで照射することにより、固相流動化及び撹拌を促進し、開先低部Ｗ３の接合欠陥を効果的に防止できる。
【実施例３】
【００２８】
図４は、開先部Ｗ３を有すると共に、一方が高融点材料からなる母材Ｗｈと他方が低融点材料からなる母材Ｗｌとを接合する場合に適用した本発明の第３実施例を示し、この場合レーザビームは第２実施例と同様に回転ツール本体１の中央部軸線に沿って照射するレーザビームＲ１以外に、高融点材料Ｗｌ側でやはり回転ツール本体１の軸線に沿ってレーザビームＲ２を照射する。
回転ツール本体１には、中央部及び周辺部に軸方向にレーザビーム照射用の空隙を設けておく。この空隙部からレーザビームＷ１、及びＷ２を照射する。これによって、開先部Ｗ３及び高融点材料からなる母材Ｗｈの流動化を促進し、接合欠陥のない摩擦撹拌接合を行うことができる。
【実施例４】
【００２９】
図５は本発明を母材Ｗの表面層を改質する場合に適用した第４実施例で、回転ツール本体１に軸線方向に設けた空隙部３ヶ所からレーザビームＲ１、Ｒ２、及びＲ３を母材Ｗの改質対象部分に照射しながら、回転ツールによる摩擦撹拌を施行して、改質層Ｗｋを形成する。
【実施例５】
【００３０】
図６は本発明を母材表面の肉盛層形成に適用した第５実施例を示す。本実施例では、セラミックス等の微粒子ビームＦを回転ツール本体１に軸線方向に設けた空隙部から照射して、母材Ｗの肉盛対象部分に微粒子を供給しながら、図示しないレーザビーム照射を併用するとともに、回転ツールによる摩擦撹拌を行う。これによって母材Ｗの表面層にセラミックスと母材金属との複合材からなる肉盛層Ｗｎを形成することができる。
なお改質を行う際の温度条件等は、回転ツールの回転数及び回転ツールによる接合部に対する押付力等によりコントロールすることができる。
【実施例６】
【００３１】
図７は本発明の第６実施例を示し、接合対象加工物Ｗ１とＷ２との接合面間にインサート材３を挿入した上で、回転ツールによる摩擦撹拌接合を行う。なおインサート材３の幅は回転ツール本体１の直径より大きくする必要がある。本実施例では、母材Ｗ１、Ｗ２とインサート材３とが分離しているため、インサート材３と母材Ｗ１、Ｗ２との間に熱絶縁性が付与され、そのため摩擦撹拌インサート材３に発生した摩擦入熱が周囲の母材Ｗ１、Ｗ２に発散することが防止される。そのためインサート材３が昇温しやすく、流動化及び撹拌しやすくなるという利点がある。
【実施例７】
【００３２】
図８は、本発明の第７実施例を示し、前記第６実施例と同様に、母材の接合面間にインサート材３を挿入する例であるが、本実施例では、インサート材３の厚さｔｉを母材Ｗ１及びＷ２の厚さｔｂより大きくした点が第６実施例と異なる。本実施例によれば、第７実施例で得られる効果のほかに、接合部に生じやすい凹みを防止できるという利点がある。
【実施例８】
【００３３】
図９は、本発明の第８実施例を示し、インサート材３の厚さｔｉを母材Ｗ１及びＷ２の厚さより大きくした点は前記第７実施例と同様であるが、本実施例のインサート材３は、母材粉末をＣＩＰ等で固めるかあるいは燒結して成形したインサート材を使用する。なお成形後のインサート材３の幅は撹拌軸２よりも若干広く採ってあることは、前記第６，７実施例と同様である。
本実施例によれば、上記のように構成したインサート材３がより変形しやすくなり、少ない摩擦入熱で流動化を起しやすいという利点がある。
【実施例９】
【００３４】
図１０は本発明の第９実施例を示し、前記第７又は第８実施例の構成に加えて、さらに母材Ｗ１、Ｗ２の接合面に凹凸Ｗｏを形成したもので、本実施例によれば、前記第７又は第８実施例による効果に加え、母材接合面に凹凸Ｗｏを設けたことにより、インサート材３と母材側との熱絶縁性がさらに向上し、従ってインサート材３流動化、撹拌がさらに促進されるという利点がある。
なお凹凸Ｗｏは、インサート３側の接合面に形成しても同様の効果が得られる。
【実施例１０】
【００３５】
図１１は本発明の第１０実施例を示し、本実施例において、インサート材３は溝３ａを有し、溝３ａに母材Ｗ１、Ｗ２と同一材料の粉末５を充填したものを使用する。なおインサート材３の厚さｔｉは母材の厚さｔｂより大きく、またインサート材３の幅は撹拌軸２の直径より大きくしてある。
本実施例によれば、インサート材３が上記実施例よりも変形しやすく、このため摩擦撹拌施行時の流動化が一層容易になるという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、レーザビームの接合部に対する照射による加熱、あるいは接合部間へのインサート材の挿入、あるいはこれら手段の併用のより、従来解決困難であった高融点材料からなる加工物の摩擦撹拌による接合あるいは改質が容易に実現できると共に、高価なあるいは複雑な設備を必要としないという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施例に係る斜視図である。
【図２】前記第１実施例における回転ツール挿入時の概略立面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る一部断面立面図である。
【図４】本発明の第３実施例に係る一部断面立面図である。
【図５】本発明の第４実施例に係る一部断面立面図である。
【図６】本発明の第５実施例に係る一部断面立面図である。
【図７】本発明の第６実施例に係る一部断面立面図である。
【図８】本発明の第７実施例に係る一部断面立面図である。
【図９】本発明の第８実施例に係る一部断面立面図である。
【図１０】本発明の第９実施例に係る一部断面立面図である。
【図１１】本発明の第１０実施例に係る一部断面立面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    回転ツール本体
１ａ  ショルダ部
２    撹拌軸
３    インサート材
３ａ  溝
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３    レーザビーム
ｓ    接合部
Ｗ１、Ｗ２    加工物（母材）
Ｗ３    開先低部
Ｗｈ    高融点材料
Ｗｌ    低融点材料
Ｗｎ    肉盛層
Ｗｏ    凹凸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005288499.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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