[发明专利]旋转摩擦焊接

权利要求书

1.一种通过旋转摩擦的钢材接合方法，其特征在于:

通过旋转摩擦将第1钢材和第2钢材通过接合金属进行接合的接合方法，其中，将所述第1钢材和所述第2钢材配置在相邻的位置，并使所述第1钢材的端面和所述第2钢材的端面相对配置，加工横跨所述第1钢材的端面和第2钢材的端面、并且在所述第1钢材的表面和所述第2钢材的表面以垂直或基本垂直的直线作为旋转轴的旋转对称形状的具有侧周面和底部的空腔，所述接合金属是能够容易插入所述空腔的形状的旋转对称体，将所述接合金属插入所述空腔，在对所述接合金属的前端部和所述空腔的所述底部的接触部施加挤压力的状态下，使所述接合金属绕旋转轴周围旋转产生摩擦，利用所述摩擦产生的摩擦热，使所述接触部附近的材料组织熔化生成熔融金属，利用在所述接合金属的前端部产生的挤压力和旋转运动，将液化的所述熔融金属填充在所述接合金属的所述侧周面和所述空腔的所述侧周面之间的间隙，然后停止旋转运动，使所述熔融金属凝固，并与所述间隙附近的组织一体化，通过所述接合金属将所述第1钢材与所述第2钢材接合。

2.一种通过旋转摩擦的钢材接合方法，其特征在于:

通过旋转摩擦将第1钢材和第2钢材通过接合金属进行接合的接合方法，其中，将所述第1钢材和所述第2钢材配置在重叠的位置，并使所述第1钢材的背面和所述第2钢材的表面相对配置，加工以贯穿所述第1钢材的背面和所述第2钢材的表面的直线作为旋转轴的旋转对称形状的具有侧周面和底部的空腔，所述接合金属是能够容易插入所述空腔形状的旋转对称体，将所述接合金属插入所述空腔，在对所述接合金属的前端部和所述空腔的所述底部的接触部施加压力的状态下，使所述接合金属绕旋转轴周围旋转产生摩擦，利用所述摩擦产生的摩擦热，使所述接触部附近的材料组织熔融生成熔融金属，利用在所述接合金属的前端部产生的挤压力和旋转运动，将液化的所述熔融金属填充在所述接合金属的所述侧周面和所述空腔的所述侧周面之间的间隙，然后停止旋转运动，使所述熔融金属凝固，且与所述间隙附近的组织一体化，通过所述接合金属将所述第1钢材与所述第2钢材接合。

3.根据权利要求1～2中任一项所述的通过旋转摩擦的钢材接合方法，其特征在于:所述空腔的所述底部，在第1钢材和/或第2钢材的内部形成有底空腔。在此，作为有底空腔的一个加工示例，一种当削出空腔的钻头刃在穿透钢材之前停止钻头旋转的方法。

4.根据权利要求1～2中任一项所述的通过旋转摩擦的钢材接合方法，其特征在于:所述空腔的所述底部，是通过将背板以封闭所述空腔的方式附接在第1钢材和/或第2钢材的背面形成。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的通过旋转摩擦的钢材接合方法，其特征在于:通过在所述空腔处插入并旋转所述接合金属来完成第1个接合后，以与所述第1接合金属连续或重叠的方式形成第2个空腔，通过在所述第2个空腔插入并旋转第2个接合金属来完成第2个接合。之后依次重复N次，通过连续的所述接合金属将所述第1钢材与所述第2钢材接合。

6.根据权利要求1所述的通过旋转摩擦的钢材接合方法，其特征在于:

所述第1钢材的端面和所述第2钢材的端面相对配置，在加工横跨所述第1钢材的端面和所述第2钢材的端面的空腔时，所述空腔的所述旋转轴存在于所述端面内，以朝向所述端面的短边方向的钢材截面的厚度方向加工所述空腔。

7.根据权利要求1所述的通过旋转摩擦的钢材接合方法，其特征在于:

所述第1钢材的端面和所述第2钢材的端面相对配置，在加工横跨所述第1钢材的端面和所述第2钢材的端面的空腔时，所述空腔的所述旋转轴存在于所述端面内，以朝向所述端面的长边方向的钢材截面的宽度方向加工所述空腔。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的通过旋转摩擦的钢材接合方法，其特征在于:作为所述接合金属和所述空腔的组合，所述空腔是圆筒形状，所述接合金属是大致圆柱体。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的通过旋转摩擦的钢材接合方法，其特征在于:所述接合金属的体积不小于所述空腔的体积。