CN108472762A - 接合方法、中空容器的制造方法以及液冷套筒的制造方法 - Google Patents

Abstract

技术问题在于提供一种设计自由度高的接合方法。包括：配置工序，在所述配置工序中，使第一金属构件(2)的正面(2b)与第二金属构件(3)的背面(3c)重合而形成重合部(J1)；以及摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具F从第二金属构件(3)的正面(3b)***，在使旋转工具(F)的仅搅拌销(F2)与第一金属构件(2)及第二金属构件(3)都接触的状态下，使旋转工具(F)相对移动，以对重合部(J1)进行摩擦搅拌接合，在摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使毛刺(V)形成于第二金属构件(3)的外侧。

Description

接合方法、中空容器的制造方法以及液冷套筒的制造方法

技术领域

本发明涉及接合方法、中空容器的制造方法以及液冷套筒的制造方法。

背景技术

在专利文献1中公开了一种液冷套筒，所述液冷套筒包括：套筒主体；以及密封件，所述密封件将所述套筒主体的凹部覆盖。在所述液冷套筒的制造方法中，使旋转工具在密封件的正面旋转，利用该旋转工具与套筒主体的摩擦热使套筒主体的一部分熔融，从而对重合部进行接合，所述重合部由树脂制的套筒主体与金属制的密封件重合而成。

此外，已知有一种接合方法，包括具有贯穿孔的壁构件和带凸缘部的筒状构件，将带凸缘部的筒状构件***所述贯穿孔，以将两者接合(专利文献2)。在上述接合方法中，利用旋转工具对由壁构件的正面与凸缘部的正面重合而成的重合部进行摩擦搅拌接合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010－158885号公报

专利文献2：日本专利特开平10－15674号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在现有技术中，当密封件的板厚变大时，存在摩擦热无法到达重合部，从而无法将重合部接合这样的问题。虽然使旋转工具变大能够增大摩擦热，但在密封件的正面会产生很多毛刺，并且塑性化区域的凹槽也会变大。另外，对摩擦搅拌装置的载荷也会变大。即，在现有的液冷套筒的制造方法中，存在设计自由度低这样的问题。

此外，在现有的接合方法中，由于在摩擦搅拌接合之后会产生毛刺，因此，存在使用切削工具等将毛刺去除的作业变得繁杂这样的问题。

从上述观点出发，本发明的技术问题在于提供一种设计自由度高的接合方法、中空容器的制造方法以及液冷套筒的制造方法。此外，本发明的技术问题在于提供一种能够容易地去除毛刺的接合方法。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的特征是，包括：配置工序，在所述配置工序中，使第一金属构件的正面与板状的第二金属构件的背面重合而形成重合部；以及摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具从所述第二金属构件的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述第二金属构件接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件都接触的状态下，使所述旋转工具以呈闭环的方式相对移动，来对所述重合部进行摩擦搅拌接合，在所述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使毛刺形成于所述第二金属构件的外侧。

此外，本发明的特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，形成中空容器主体和板状的密封件，所述中空容器主体具有底部和周壁部，所述周壁部从所述底部的周缘立起；配置工序，在所述配置工序中，使所述周壁部的端面与所述密封件的背面重合而形成重合部；以及摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将所述旋转工具从所述密封件的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述密封件接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述周壁部及所述密封件都接触的状态下，使所述旋转工具相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合，在所述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使毛刺形成于所述密封件的外侧。

此外，本发明的特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，形成具有底部和周壁部的套筒主体，并且形成具有基板和多个翅片的散热器，其中，所述周壁部从所述底部的周缘立起；配置工序，在所述配置工序中，使所述周壁部的端面与所述基板的背面重合而形成重合部；以及摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具从所述基板的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述基板接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述基板及周壁部都接触的状态下，使所述旋转工具相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合，在所述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使毛刺形成于所述散热器的外侧。

根据上述方法，由于使旋转工具的仅搅拌销接触来进行摩擦搅拌工序，因此，能在不对摩擦搅拌装置施加较大的载荷的情况下进行摩擦搅拌接合，直至较深的位置。也就是说，根据本发明，即使第二金属构件、密封件或散热器的板厚变大，也能进行接合，因此，能够提高设计自由度。此外，由于能够使由摩擦搅拌接合产生的毛刺形成于第二金属构件、密封件或散热器的外侧，因此，能够容易地去除毛刺。

此外，优选的是，还包括去除工序，在所述去除工序中，以在所述摩擦搅拌工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述第二金属构件、密封件或散热器外侧的剩余部分与毛刺一起切除。根据上述方法，能够容易地将毛刺与剩余部分一起去除。

此外，本发明的特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，形成具有底部和周壁部的套筒主体，并且形成具有基础部和凸缘部的密封件，其中，所述周壁部从所述底部的周缘立起，所述凸缘部从比所述基础部的正面下降一阶的位置朝侧方伸出；配置工序，在所述配置工序中，使所述周壁部的端面与所述凸缘部的背面重合而形成重合部；以及摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具从所述凸缘部的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述凸缘部接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述周壁部及所述凸缘部都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述凸缘部相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合，在所述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使毛刺形成于所述凸缘部的外侧。

根据上述方法，由于使旋转工具的仅搅拌销接触来进行摩擦搅拌工序，因此，能在不对摩擦搅拌装置施加较大的载荷的情况下进行摩擦搅拌接合，直至较深的位置。也就是说，根据本发明，即使密封件的板厚变大，也能够进行接合。此外，与使旋转工具的轴肩部与密封件抵接的情况相比，由于能够使塑性化区域的宽度变小，因此，能够减小凸缘部的宽度(伸出长度)。这样，根据本发明，能够提高密封件板厚和凸缘部宽度的设计自由度。此外，由于能够使由摩擦搅拌接合产生的毛刺形成于凸缘部的外侧，因此，能够容易地去除毛刺。

此外，优选的是，还包括去除工序，在所述去除工序中，以在所述摩擦搅拌工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述凸缘部外侧的剩余部分与毛刺一起切除。根据上述方法，能够容易地将毛刺与剩余部分一起去除。

此外，优选的是，在所述摩擦搅拌工序中，使用包括轴肩部和搅拌销的旋转工具，将所述轴肩部的下端面设定在比所述基础部的正面低的位置处，并进行摩擦搅拌接合。

根据上述方法，能够防止毛刺从轴肩部的下端面与基础部的侧面之间飞散。

此外，在所述准备工序中，形成支承部和突出部，并且在所述密封件形成孔部，其中，所述支承部从所述套筒主体的所述底部立起，所述突出部从所述支承部突出，所述孔部供所述突出部***，在所述配置工序中，将所述密封件配置于所述周壁部的端面，将所述突出部***所述孔部，在所述摩擦搅拌工序中，对所述突出部的端面与所述孔部的底面的对接部也进行摩擦搅拌接合。

根据上述方法，由于对对接部也进行摩擦搅拌接合，因此，能够提高液冷套筒的接合强度。

此外，本发明的特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备壁构件和筒状构件，其中，所述壁构件具有贯穿孔，所述筒状构件在一端侧具有凸缘部；配置工序，在所述配置工序中，将所述筒状构件的另一端侧***所述贯穿孔，并使所述凸缘部的正面与所述壁构件的正面重合而形成重合部；接合工序，在所述接合工序中，将旋转工具从所述凸缘部的背面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述凸缘部接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述凸缘部及所述壁构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述凸缘部的周缘相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合；以及去除工序，在所述去除工序中，以在所述接合工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述凸缘部外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

此外，本发明的特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备壁构件和筒状构件，其中，所述壁构件具有贯穿孔，所述筒状构件在一端侧具有凸缘部；配置工序，在所述配置工序中，将所述筒状构件的另一端侧***所述贯穿孔，并使所述凸缘部的正面与所述壁构件的正面重合而形成重合部；接合工序，在所述接合工序中，将旋转工具从所述壁构件的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述凸缘部接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述凸缘部及所述壁构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述凸缘部的周缘相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合；以及去除工序，在所述去除工序中，以在所述接合工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述凸缘部外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

此外，本发明的特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备壁构件和筒状构件，其中，所述壁构件具有贯穿孔，所述筒状构件在一端侧具有凸缘部；配置工序，在所述配置工序中，一边所述贯穿孔与所述筒状构件的中空部连通，一边使所述凸缘部的背面与所述壁构件的正面重合而形成重合部；接合工序，在所述接合工序中，将旋转工具从所述凸缘部的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述凸缘部接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述凸缘部及所述壁构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述凸缘部的周缘相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合；以及去除工序，在所述去除工序中，以在所述接合工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述凸缘部外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

此外，本发明的特征是，包括：准备工序，在所述准备工序中，准备壁构件和筒状构件，其中，所述壁构件具有贯穿孔，所述筒状构件在一端侧具有凸缘部；配置工序，在所述配置工序中，一边所述贯穿孔与所述筒状构件的中空部连通，一边使所述凸缘部的背面与所述壁构件的正面重合而形成重合部；接合工序，在所述接合工序中，将旋转工具从所述壁构件的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述凸缘部接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述凸缘部及所述壁构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述凸缘部的周缘相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合；以及去除工序，在所述去除工序中，以在所述接合工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述凸缘部外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

根据上述接合方法，以凹槽为边界，将凸缘部外侧的剩余部分折弯等，能够容易地将毛刺与剩余部分一起去除。

此外，优选的是，在所述接合工序中，将接合条件设定成使毛刺产生于所述凸缘部的外侧。

根据上述接合方法，能够将毛刺集中于剩余部分，因此，能够更容易地进行去除工序。

发明效果

根据本发明的接合方法、中空容器的制造方法以及液冷套筒的制造方法，能够提高设计自由度。此外，根据本发明的接合方法，能容易地去除毛刺。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的接合方法的准备工序的立体图。

图2是表示第一实施方式的配置工序的立体图。

图3是表示第一实施方式的摩擦搅拌工序的立体图。

图4是表示第一实施方式的摩擦搅拌工序的剖视图。

图5是表示第一实施方式的去除工序的剖视图。

图6是表示第一实施方式的去除工序的立体图。

图7是表示第一实施方式的结构体的立体图。

图8是表示第一实施方式的第一变形例的立体图。

图9是表示第一实施方式的第二变形例的立体图。

图10是表示本发明第二实施方式的中空容器的制造方法的立体图。

图11是表示第二实施方式的中空容器的制造方法的配置工序的立体图。

图12是表示第二实施方式的中空容器的制造方法的摩擦搅拌工序的剖视图。

图13是表示第二实施方式的中空容器的制造方法的去除工序的剖视图。

图14是表示本发明第三实施方式的液冷套筒的立体图。

图15是表示第三实施方式的液冷套筒的剖视图。

图16是表示第三实施方式的液冷套筒的制造方法的准备工序的立体图。

图17是表示第三实施方式的液冷套筒的制造方法的配置工序的立体图。

图18是表示第三实施方式的液冷套筒的制造方法的摩擦搅拌工序的剖视图。

图19是表示第三实施方式的液冷套筒的制造方法的去除工序的剖视图。

图20是表示本发明第四实施方式的液冷套筒的图，其中，图20的(a)是立体图，图20的(b)是剖视图。

图21是表示本发明第四实施方式的液冷套筒的制造方法的准备工序的立体图。

图22是表示第四实施方式的液冷套筒的制造方法的剖视图，其中，图22的(a)表示配置工序，图22的(b)表示摩擦搅拌工序。

图23是表示第四实施方式的液冷套筒的制造方法的摩擦搅拌工序的图，其中，图23的(a)是立体图，图23的(b)是剖视图。

图24是表示本发明第五实施方式的液冷套筒的制造方法的准备工序的立体图。

图25是表示第五实施方式的液冷套筒的制造方法的剖视图，其中，图25的(a)表示配置工序，图25的(b)表示摩擦搅拌工序。

图26是表示本发明第六实施方式的接合方法的壁构件和筒状构件的立体图。

图27是表示第六实施方式的配置工序的剖视图。

图28是表示第六实施方式的接合工序的立体图。

图29是表示第六实施方式的接合工序的剖视图。

图30是表示第六实施方式的去除工序的剖视图。

图31是表示第六实施方式的去除工序后的立体图。

图32是表示第六实施方式的去除工序后的剖视图。

图33是表示第六实施方式的变形例的接合工序的立体图。

图34是表示第七实施方式的配置工序的剖视图。

图35是表示第七实施方式的接合工序的立体图。

图36是表示第七实施方式的接合工序的剖视图。

图37是表示第七实施方式的去除工序的剖视图。

具体实施方式

[第一实施方式]

参照附图，对本发明第一实施方式的接合方法进行详细说明。如图1所示，在本实施方式的接合方法中，将第一金属构件2与第二金属构件3接合而形成结构体1。

在本实施方式的接合方法中，进行准备工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。准备工序是形成第一金属构件2和第二金属构件3的工序。另外，说明中的“正面”是指与“背面”相反一侧的面。

如图1所示，第一金属构件2是板状的金属构件。第一金属构件2从铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等能进行摩擦搅拌的金属中适当选择。第二金属构件2在本实施方式中形成为板状，但也可以是其它形状。

第二金属构件3是板状的构件。第二金属构件3从能进行摩擦搅拌的金属中适当选择。在本实施方式中，第二金属构件3由与第一金属构件2相同的材料形成。第二金属构件3呈与第一金属构件2相同的平面形状，但比第一金属构件2更薄。在第二金属构件3形成有缝隙4，所述缝隙4从外缘朝向中央部延伸设置。

如图2所示，配置工序是将第二金属构件3配置于第一金属构件2的工序。在配置工序中，使第一金属构件2的正面2b与第二金属构件3的背面3c重合而形成重合部J1。第一金属构件2与第二金属构件3的各侧面分别共面。

摩擦搅拌工序是使用旋转工具F将第一金属构件2与第二金属构件3摩擦搅拌接合的工序。如图3和图4所示，旋转工具F由连接部F1和搅拌销F2构成。旋转工具F例如由工具钢形成。连接部F1是与摩擦搅拌装置的转轴(省略图示)连接的部位。连接部F1呈圆柱状。

搅拌销F2从连接部F1下垂，并与连接部F1同轴。搅拌销F2随着与连接部F1分开，其前端变细。在搅拌销F2的外周面上刻设有螺旋槽。在本实施方式中，由于使旋转工具F向右旋转，因此，螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向左旋转。换言之，螺旋槽形成为在将螺旋槽从基端朝向前端描画时，从上方观察为向左旋转。

另外，优选的是，在使旋转工具F向左旋转的情况下，将螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向右旋转。换言之，在这种情况下的螺旋槽在将螺旋槽从基端朝向前端描画时，从上方观察为向右旋转。通过这样设定螺旋槽，在摩擦搅拌时，塑性流动化后的金属被螺旋槽朝搅拌销F2的前端侧引导。藉此，能减少溢出到被接合金属构件(第一金属构件2和第二金属构件3)外部的金属的量。也可以省略螺旋槽。

在摩擦搅拌工序中，将向右旋转的旋转工具F的搅拌销F2***设定于第二金属构件3正面3b的开始位置Sp1，并使旋转工具F相对移动。在本实施方式中，由于使旋转工具F向右旋转，因此，搅拌销F2的螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向左旋转。在旋转工具F的移动轨迹上形成塑性化区域W1。在摩擦搅拌工序中，使旋转工具F相对移动，以使塑性化区域W1成为闭环。旋转工具F可以绕向左和向右的任一个方向移动，但在本实施方式中，设定成相对于第二金属构件3向左旋转，并且沿着第二金属构件3的外缘以形成俯视呈矩形的、闭环的塑性化区域W1的方式移动。此时，优选的是，将路径设定成使缝隙4的前端与塑性化区域W1接触。

在摩擦搅拌工序中，如图4所示，在使连接部F1与第二金属构件3不接触的状态下，即，在使搅拌销F2的基端侧露出的状态下，进行摩擦搅拌接合。旋转工具F的***深度只要适当设定即可，在本实施方式中，以搅拌销F2到达第一金属构件2的方式、即在使第一金属构件2及第二金属构件3与搅拌销F2接触的状态下，进行摩擦搅拌接合。

另外，在搅拌销F2未到达第一金属构件2的情况下，即在使搅拌销F2与仅第二金属构件3接触的状态下，通过第二金属构件3与搅拌销F2的摩擦热，使重合部J1发生塑性流动而被接合。

在本实施方式中，将旋转工具F的移动方向和旋转方向设定成使旋转工具F的剪切侧(行进侧(advancing side)：旋转工具的外周上的切线速度加上旋转工具的移动速度的那侧)为第二金属构件3的内侧。旋转工具F的旋转方向和行进方向并不限定于上述方向，只要适当设定即可。

例如，在旋转工具F的旋转速度较慢的情况下，与塑性化区域W1的流动侧(回退侧(retreating side)：旋转工具的外周上的切线速度减去旋转工具的移动速度的那侧)相比，剪切侧的塑性流动材料的温度更容易上升，因此，具有在塑性化区域W1内的剪切侧产生凹槽、而在塑性化区域W1外的剪切侧产生较多毛刺V的倾向。另一方面，例如在旋转工具F的旋转速度较快的情况下，虽然剪切侧的塑性流动材料的温度更容易上升，但与旋转速度增快相应地，具有在塑性化区域W1内的流动侧产生凹槽、而在塑性化区域W1外的流动侧产生较多毛刺V的倾向。

在本实施方式中，由于将旋转工具F的旋转速度设定得较快，因此，如图4和图5所示，具有在塑性化区域W1内的流动侧产生凹槽D，而在塑性化区域W1外的流动侧产生较多毛刺V的倾向。凹槽D是塑性化区域W1中挖得更深的部位。此外，通过将旋转工具F的旋转速度设定得较快，能提高旋转工具F的移动速度(进给速度)。藉此，能缩短接合周期。

在摩擦搅拌工序时，在旋转工具F的行进方向的哪一侧产生毛刺V是根据接合条件不同而不同的。上述接合条件是由以下要素等和这些要素的组合来决定的：旋转工具F的旋转速度、旋转方向、移动方向、移动速度(进给速度)；搅拌销F2的倾斜角度(锥形角度)；第一金属构件2和第二金属构件3的材质；以及第二金属构件3的厚度。只要根据接合条件设定成使产生毛刺V的一侧或产生较多毛刺的一侧为第二金属构件3的外缘侧，则具有形成于塑性化区域W1内的凹槽D也会形成于第二金属构件3外侧的倾向，因此，能容易地进行后述的去除工序，因而较为理想。

在摩擦搅拌工序中，使旋转工具F绕一周，并使旋转工具F在塑性化区域W1内脱离。在摩擦搅拌工序中，使塑性化区域W1的始端与终端重叠。

如图5和图6所示，去除工序是将作为第二金属构件3的一部分的剩余部分10切除的工序。剩余部分10是在第二金属构件3中以塑性化区域W1为边界被切除的部位。在本实施方式中，将比形成于第二金属构件3的凹槽D更靠外侧的部位作为剩余部分10。

在去除工序中，以缝隙4(参照图3)为起点，将剩余部分10的端部卷起并且折弯以将剩余部分10去除。在去除工序中，也可以使用装置将剩余部分10折弯，但在本实施方式中，利用手工作业折弯并切除。藉此，完成图7所示的结构体1。

如图7所示，第二金属构件3的正面3b比第一金属构件2的正面2b高与板厚相当的量。能将第二金属构件3的正面3b用作例如部件的安装部位。

根据以上说明的液冷套筒的制造方法，由于使旋转工具F的仅搅拌销F2接触来进行摩擦搅拌工序，因此，能在不对摩擦搅拌装置施加较大的载荷的情况下进行摩擦搅拌接合，直至较深的位置。也就是说，根据本实施方式，即使第二金属构件3的板厚变大，也能够进行接合。此外，像本实施方式这样，通过将接合条件设定成使毛刺V形成于第二金属构件3的外侧，能够容易地切除毛刺V。

此外，如图4和图5所示，根据本实施方式，凹槽D形成于塑性化区域W1内的接合中心线C的外侧(相对于第二金属构件3更靠外侧)。此外，毛刺V形成于塑性化区域W1外的接合中心线C外侧，因此，能高效地将毛刺V与剩余部分10一起切除。藉此，能减小所要切除的剩余部分10，并且能留下较大的接合部(塑性化区域W1)，因此，能提高接合强度。此外，能利用凹槽D容易地将剩余部分10折弯，并且，无需另行进行毛刺去除作业，也能将接合部(塑性化区域W1)规整地精加工。

图8是表示第一实施方式的第一变形例的立体图。图9是表示第一实施方式的第二变形例的立体图。如图8所示，第一变形例的第二金属构件3A的平面形状在比第一金属构件2的平面形状小这一点上，与第一实施方式不同。此外，如图9所示，第二变形例的第二金属构件3B的平面形状在比第一金属构件2的平面形状大这一点上，与第一实施方式不同。

在第一变形例和第二变形例的接合方法中，也进行准备工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。除了准备工序以外的工序与第一实施方式相同，因此省略说明。像第一实施方式的第一变形例和第二变形例这样，即使第二金属构件2与第二金属构件3A、3B大小不同，也能够起到与第一实施方式相同的效果。此外，虽然省略了具体图示，但第一金属构件与第二金属构件也可以是不同的形状。

[第二实施方式]

接着，对本发明第二实施方式的中空容器1A和中空容器的制造方法进行说明。如图10所示，在第二实施方式中，在制造包括中空部的中空容器1A这一点上，与第一实施方式不同。

在第二实施方式的中空容器的制造方法中，进行准备工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。如图10所示，准备工序是准备中空容器主体20和密封件24的工序。中空容器主体20由底部21和周壁部22构成，其中，所述底部21呈圆形，所述周壁部22从底部21的外缘立起。周壁部22呈圆筒状。由底部21和周壁部22形成凹部23。中空容器主体20由能进行摩擦搅拌的金属形成。

密封件24是薄圆板状的金属构件。密封件24的材料与中空容器主体20相同。在密封件24形成有缝隙25，所述缝隙25从外缘朝向中央部延伸设置。

如图11所示，配置工序是将密封件24配置于中空容器主体20的工序。在配置工序中，使周壁部22的端面22b与密封件24的背面24c重合而形成重合部J2。中空容器主体20的外周面与密封件24的外周面共面。

如图11和图12所示，摩擦搅拌工序是使用旋转工具F将中空容器主体20与密封件24接合的工序。在摩擦搅拌工序中，将向右旋转的旋转工具F***图11所示的开始位置Sp1，使旋转工具F沿着重合部J2、即沿着密封件24的外周缘相对移动。旋转工具F设定成相对于密封件24向左旋转。如图12所示，与第一实施方式相同，在搅拌销F2的基端侧露出的状态下进行摩擦搅拌。搅拌销F2的***深度适当设定即可，但在本实施方式中，在使搅拌销F2与中空容器主体20及密封件24接触的状态下进行摩擦搅拌接合。此外，与第一实施方式相同，如图13所示，优选的是，将接合条件设定成使毛刺V形成于塑性化区域W1外的流动侧(密封件24的外侧)，并且使凹槽D形成于接合中心线C的外侧。

如图13所示，去除工序是将作为密封件24的一部分的剩余部分26切除的工序。剩余部分26是在密封件24中以塑性化区域W1为边界被切除的部位。在本实施方式中，将比形成于密封件24的凹槽D更靠外侧的部位作为剩余部分26。

在去除工序中，以缝隙25(参照图11)为起点将剩余部分26的端部卷起并且折弯，以将剩余部分25去除。在去除工序中，也可以使用装置将剩余部分26折弯，但在本实施方式中，利用手工作业折弯并切除。藉此，形成在内部具有中空部的中空容器1A。

根据以上说明的第二实施方式的中空容器的制造方法，也能起到与第一实施方式相同的效果。此外，根据第二实施方式，能够容易地形成在内部具有中空部的中空容器。

[第三实施方式]

接着，对第三实施方式的液冷套筒的制造方法及液冷套筒进行说明。如图14所示，第三实施方式的液冷套筒1B由套筒主体31和散热器41构成。套筒主体31与散热器41通过摩擦搅拌接合而一体化。液冷套筒1B是用于通过使例如水等流体在内部的中空部流通而与设置于散热器41的发热体(省略图示)进行热交换的器具。

如图15所示，套筒主体31由底部32和周壁部33构成。底部32俯视呈矩形。周壁部33从底部32的周缘立起，且俯视呈矩形框状。套筒主体31从能进行摩擦搅拌的金属中适当选择。

散热器41由基板42、基部43以及多个翅片44构成。基板42呈俯视为矩形的板状。基部43与基板42一体形成，且俯视呈矩形。基部43形成为比基板42小一圈。翅片44从基部43延伸设置，并以隔开规定间隔的方式并排设置。在基板42的外周缘和周壁部33的端面33a形成有塑性化区域W1。

在液冷套筒的制造方法中，进行准备工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。在准备工序中，进行：形成套筒主体31的套筒主体形成工序；以及形成散热器41的散热器形成工序。如图16所示，在散热器形成工序中，使用多联切刀M对被切削构件51进行切削。

多联切刀M是对构件进行切削的旋转工具。多联切刀M由轴部M1和多个圆盘切刀M2构成，其中，多个所述圆盘切刀M2以隔开间隔的方式并排设置于轴部M1。在圆盘切刀M2的外周缘形成有切削刃(省略图示)。通过对圆盘切刀M2的板厚和间隔进行调节，能适当设定翅片44的间隔和板厚。

被切削构件51由矩形板状的基板42和长方体的被切削块52构成。被切削构件51由能进行摩擦搅拌的金属形成。基板42与被切削块52一体形成。被切削块52的平面形状比基板42的平面形状小一圈。被切削块52形成于基板42的中央。

在散热器形成工序中，使用多联切刀M将被切削块52的一部分切削，以形成翅片44(参照图17)。在散热器形成工序中，配置成使被切削块52的边部52a与多联切刀M的轴部M1平行，并将旋转的多联切刀M的圆盘切刀M2***被切削块52。在圆盘切刀M2到达规定深度之后，使多联切刀M平行移动到与边部52a相对的另一方的边部52b。在轴部M1到达边部52b之后，使多联切刀M沿与被切削块52分开的方向相对移动。

多联切刀M的***深度只要适当设定即可，但在本实施方式中，也可以调节成使圆盘切刀M2未到达基板42、即在被切削块52处形成未切削区域。藉此，如图17所示，在基板42与翅片44之间形成基部43。此外，在散热器形成工序中，形成从基板42的外缘朝中央部延伸设置的缝隙45。

如图17所示，在套筒主体形成工序中，形成具有底部32和周壁部33的套筒主体31。在套筒主体31的内部形成凹部34，所述凹部34由底部32和周壁部33构成。凹部34的平面形状比被切削块52大一圈。此外，凹部34的深度比被切削块52的高度大。

配置工序是将散热器41配置于套筒主体31的工序。在配置工序中，如图17所示，使基板42的背面42c与周壁部33的端面33a重合。藉此，如图18所示，形成重合部J3。重合部J3形成于凹部34的周围，且呈矩形框状。

摩擦搅拌工序是使用旋转工具F将套筒主体31与散热器41接合的工序。在摩擦搅拌工序中，将向右旋转的旋转工具F***基板42的正面42b，使旋转工具F以一边沿着基板42的外周缘，一边相对于凹部34向左旋转的方式相对移动。

如图18所示，与第一实施方式相同，在搅拌销F2的基端侧露出的状态下进行摩擦搅拌。搅拌销F2的***深度只要适当设定即可，但在本实施方式中，在使搅拌销F2与套筒主体31及散热器41接触的状态下进行摩擦搅拌接合。如图19所示，与第一实施方式相同，优选的是，将接合条件设定成：使毛刺V形成于塑性化区域W1外的流动侧(基板42的外侧)，并且使凹槽D形成于接合中心线C的外侧。

如图19所示，去除工序是将作为基板42的一部分的剩余部分50切除的工序。剩余部分50是在基板42中以塑性化区域W1为边界被切除的部位。在本实施方式中，将比形成于基板42的凹槽D更靠外侧的部位作为剩余部分50。

在去除工序中，以缝隙45(参照图17)为起点将剩余部分50的端部卷起并且折弯而将剩余部分50去除。在去除工序中，可以使用装置将剩余部分50折弯，但在本实施方式中，利用手工作业折弯并切除。藉此，完成图14、图15所示的液冷套筒1B。

根据以上说明的液冷套筒的制造方法，由于使旋转工具F的仅搅拌销F2接触来进行摩擦搅拌工序，因此，能在不对摩擦搅拌装置施加较大的载荷的情况下进行摩擦搅拌接合，直至较深的位置。也就是说，根据本实施方式，即使散热器41的基板42的板厚变大，也能够进行接合。此外，根据本实施方式，和使旋转工具的轴肩部与基板42抵接的情况相比，能够减小塑性化区域W1的宽度，因此，能够减小周壁部33的宽度(重合部J3的重合量)。这样，根据本实施方式，能够提高设计自由度。此外，像本实施方式这样，通过将接合条件设定成使毛刺V形成于基板42的外侧，能够容易地切除毛刺V。

此外，如图19所示，根据本实施方式，凹槽D形成于塑性化区域W1内的接合中心线C外侧(基板42的前端侧)。此外，毛刺V形成于塑性化区域W1外的接合中心线C外侧，因此，能高效地将毛刺V与剩余部分50一起切除。藉此，能够减小切除的剩余部分50，并且能够留下较大的接合部(塑性化区域W1)，因此，能够提高接合强度。此外，在去除工序中，能通过凹槽D容易地将剩余部分50折弯，并且，即使不另行进行毛刺去除作业，也能将接合部(塑性化区域W1)规整地精加工。

此外，在本实施方式的摩擦搅拌工序中，通过使旋转工具F沿着重合部J3旋转一周而使塑性化区域W1的始端与终端重叠，能够提高水密性和气密性。此外，虽然也可以不设置散热器41的基部43，但通过设置基部43，能够提高散热器41的强度。

以上，对本发明的各制造方法进行了说明，但能在不脱离本发明的主旨的范围内适当进行设计改变。例如，在本实施方式的摩擦搅拌工序中，将旋转工具F的行进方向和旋转方向设定成使旋转工具F的剪切侧为第二金属构件3、密封件24或散热器41的中央部侧，但也可以设定成使流动侧为该中央部侧。

此外，在本实施方式中使用了旋转工具F，但也可以使用包括轴肩部和搅拌销的旋转工具(省略图示)进行摩擦搅拌工序。

[第四实施方式]

参照附图，对本发明第四实施方式的液冷套筒以及液冷套筒的制造方法进行详细说明。如图20所示，液冷套筒101是具有中空部的金属制容器。

液冷套筒101由套筒主体102和密封件103构成。套筒主体102与密封件103通过摩擦搅拌接合而一体化。例如，在液冷套筒101的一个面(基础部121的正面121a)设置有发热体(省略图示)。液冷套筒101例如能够使水等流体在内部流通，从而冷却发热体。

在第四实施方式的液冷套筒的制造方法中，进行准备工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。准备工序是形成套筒主体102和密封件103的工序。

如图21所示，套筒主体102是上方敞开的箱状构件。套筒主体102从铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等能进行摩擦搅拌的金属中适当选择。套筒主体102由底部111和周壁部112构成，其中，所述底部111呈板状，所述周壁部112从底部111的周缘立起。周壁部112呈俯视为矩形的框状。由底部111和周壁部112形成凹部113。

密封件103是将套筒主体102的开口部密封的构件。密封件103从能进行摩擦搅拌的金属中适当选择。在本实施方式中，密封件103由与套筒主体102相同的材料形成。密封件103由基础部121和凸缘部122构成。基础部121呈长方体。基础部1221的外周缘与周壁部112的内周缘大小相同。

凸缘部122从比基础部121的正面121a下降一阶的位置朝侧方伸出。凸缘部122以遍及基础部121整周的方式形成。凸缘部122的板厚固定。凸缘部122的背面122b与基础部121的背面121b共面(参照图22的(a))。

如图22的(a)所示，配置工序是将密封件103配置于套筒主体102的工序。在配置工序中，使周壁部112的端面112a与密封件103的凸缘部122的背面122b重合而形成重合部J11。周壁部112的侧面112c与凸缘部122的侧面122c共面。

如图22的(b)所示，摩擦搅拌工序是使用旋转工具G对套筒主体102和密封件103进行摩擦搅拌接合的工序。旋转工具G由轴肩部G1和搅拌销G2构成，所述搅拌销G2从轴肩部G1的下端面G1a下垂。轴肩部G1呈圆柱状。搅拌销G2前端变细，且在外周面上形成有螺旋槽。

在摩擦搅拌工序中，如图23的(a)所示，将向左旋转的旋转工具G的搅拌销G2***设定于凸缘部122正面122a的开始位置Sp，使旋转工具G沿着重合部J11、即沿着凸缘部122相对移动。如图22的(b)所示，在本实施方式中，由于使旋转工具G向左旋转，因此，搅拌销G2的螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向右旋转。换言之，螺旋槽形成为在将螺旋槽从基端朝向前端描画时从上方观察为向右旋转。

另外，优选的是，在使旋转工具G向右旋转的情况下，将螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向左旋转。换言之，这种情况下的螺旋槽在将螺旋槽从基端朝向前端描画时，从上方观察为向左旋转。通过这样设定螺旋槽，在摩擦搅拌时，塑性流动化后的金属，被螺旋槽朝搅拌销G2的前端侧引导。藉此，能减少溢出到密封件103外部的金属的量。

在摩擦搅拌工序中，在使轴肩部G1与凸缘部122不接触的状态下，即，在使搅拌销G2的基端侧露出的状态下，进行摩擦搅拌接合。旋转工具G的***深度只要适当设定即可，在本实施方式中，以搅拌销G2到达套筒主体102的方式、即在使套筒主体102及密封件103与搅拌销G2接触的状态下进行摩擦搅拌接合。在旋转工具G的移动轨迹上形成塑性化区域W11。此外，在本实施方式中，将轴肩部G1的下端面G1a设定于比基础部121的正面121a更低的位置。此外，使轴肩部G1的外周面靠近基础部121的侧面121c。由凸缘部122的正面122a、基础部121的侧面121c以及轴肩部G1的下端面G1a形成狭小空间。

另外，在搅拌销G2未到达套筒主体101的情况下，即在使搅拌销G2与仅凸缘部122接触的情况下，通过凸缘部122与搅拌销G2的摩擦热，使重合部J11发生塑性流动而被接合。

在本实施方式中，将旋转工具G的移动方向和旋转方向设定成使旋转工具G的剪切侧(行进侧(advancing side)：旋转工具的外周上的切线速度加上旋转工具的移动速度的那侧)为基础部121侧。旋转工具G的旋转方向和行进方向并不限定于上述方向，只要适当设定即可。

例如，在旋转工具G的旋转速度较慢的情况下，与塑性化区域W11的流动侧(回退侧(retreating side)：旋转工具的外周上的切线速度减去旋转工具的移动速度的那侧)相比，剪切侧的塑性流动材料的温度更容易上升，因此，具有在塑性化区域W11内的剪切侧产生凹槽、而在塑性化区域W11外的剪切侧产生较多毛刺V的倾向。凹槽是塑性化区域W11中挖得更深的部位。另一方面，例如在旋转工具G的旋转速度较快的情况下，虽然剪切侧的塑性流动材料的温度更容易上升，但与旋转速度增快相应地，具有在塑性化区域W11内的流动侧产生凹槽、而在塑性化区域W11外的流动侧产生较多毛刺V的倾向。

在本实施方式中，由于将接合用旋转工具G的旋转速度设定得较快，因此，如图23的(b)所示，具有在塑性化区域W11内的流动侧产生凹槽D、而在塑性化区域W11外的流动侧产生较多毛刺V的倾向。此外，通过将旋转工具G的旋转速度设定得较快，能提高旋转工具G的移动速度(进给速度)。藉此，能缩短接合周期。

在摩擦搅拌工序时，在旋转工具G的行进方向的哪一侧产生毛刺V是根据接合条件不同而不同的。上述接合条件是由以下要素等和这些要素的组合来决定的：旋转工具G的旋转速度、旋转方向、移动方向、移动速度(进给速度)；搅拌销G2的倾斜角度(锥形角度)；套筒主体102和密封件103的材质；以及凸缘部122的厚度。只要根据接合条件设定成使产生毛刺V的一侧或产生较多毛刺的一侧为凸缘部122的外侧(前端侧)，则具有形成于塑性化区域W11内的凹槽D也会形成于凸缘部122外侧的倾向，因此，能容易地进行后述的去除工序，因而较为理想。

如图23的(a)所示，在摩擦搅拌工序中，使旋转工具G沿着凸缘部122旋转一周，并使旋转工具G在塑性化区域W11内脱离。在摩擦搅拌工序中，使塑性化区域W11的始端与终端重叠。

如图23的(b)所示，去除工序是将作为凸缘部122的一部分的剩余部分130切除的工序。剩余部分130是在凸缘部122中以塑性化区域W11为边界被切除的部位。在本实施方式中，将比形成于凸缘部122的凹槽D更靠外侧的部位作为剩余部分130。在去除工序中，可以使用装置将剩余部分130折弯，但在本实施方式中，利用手工作业折弯并切除。藉此，完成图20所示的液冷套筒101。

根据以上说明的液冷套筒的制造方法，由于使旋转工具G的仅搅拌销G2接触来进行摩擦搅拌工序，因此，能在不对摩擦搅拌装置施加较大的载荷的情况下进行摩擦搅拌接合，直至较深的位置。也就是说，根据本实施方式，即使密封件103的凸缘部122的板厚变大，也能够进行接合。此外，根据本实施方式，和使旋转工具G的轴肩部G1与密封件103抵接的情况相比，由于能够使塑性化区域W11的宽度变小，因此，能够减小凸缘部122的宽度(伸出长度)。这样，根据本实施方式，能够提高密封件103(凸缘部122)板厚和凸缘部122宽度的设计自由度。此外，像本实施方式这样，通过将接合条件设定成使毛刺V形成于凸缘部122的外侧，能够容易地切除毛刺V。

此外，根据本实施方式，在由凸缘部122的正面122a、基础部121的侧面121c以及轴肩部G1的下端面G1a形成的狭小空间内进行摩擦搅拌接合，因此，能够防止毛刺V从轴肩部G1的下端面G1a与基础部121的侧面121c之间飞散。

此外，如图23的(b)所示，根据本实施方式，凹槽D形成于塑性化区域W11内的接合中心线C外侧(凸缘部122的前端侧)。此外，毛刺V形成于塑性化区域W11外的接合中心线C外侧，因此，能高效地将毛刺V与剩余部分130一起切除。此外，藉此，能够减小切除的剩余部分130，并且能够留下较大的接合部(塑性化区域W11)，因此，能够提高接合强度。此外，在去除工序中，能通过凹槽D容易地将剩余部分130折弯，并且，即使不另行进行毛刺去除作业，也能将接合部(塑性化区域W11)规整地精加工。

此外，本实施方式的液冷套筒101在凸缘部122上进行摩擦搅拌接合，因此，不会在基础部121的正面121a形成塑性化区域W11。基础部121的正面121a作为供发热体(省略图示)设置的设置面起作用，或者作为安装至结构体的安装面起作用。由于没有在上述设置面或安装面形成塑性化区域，因此，能够使设置面或安装面的性质均匀。此外，能够省略对设置面或安装面的表面处理工序。

此外，在本实施方式的摩擦搅拌工序中，通过使旋转工具G沿着重合部J11旋转一周并使塑性化区域W11的始端与终端重叠，能够提高水密性和气密性。

[第五实施方式]

接着，对本发明第五实施方式的液冷套筒101A及液冷套筒的制造方法进行说明。如图24所示，在第五实施方式中，在套筒主体102A上形成有支承部114这一点上与第四实施方式有所不同。另外，对与第四实施方式相同的部分标注相同的符号，并省略说明。

第五实施方式的液冷套筒101A由套筒主体102A和密封件103A构成。套筒主体102A包括底部111、周壁部112、支承部114以及突出部115、115。支承部114是从底部111立起的板状部。支承部114与周壁部113的一个壁部连续地形成。支承部114的端面114a与周壁部112的端面112a共面。另外，支承部114也可以与周壁部112分开。

突出部115是从支承部114的端面114a突出的部位。突出部115的形状没有特别限制，但在本实施方式中呈圆柱状。突出部115的高度尺寸比密封件103A的板厚小。

在基础部121的中央形成有孔部123、123，所述孔部123、123开口于背面121b一侧(参照图25的(a))。孔部123形成于与突出部115、115对应的位置。孔部123的中空部由呈圆筒状的侧壁和底面形成。孔部123是供突出部115***的部位。孔部123的大小形成为供突出部115无间隙地***。

在第五实施方式的液冷套筒的制造方法中，进行准备工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。在准备工序中，形成套筒主体102A和密封件103A。

如图25的(a)所示，配置工序是一边将密封件103A配置于套筒主体102A，一边将突出部115***孔部123的工序。在配置工序中，由周壁部112的端面112a和凸缘部122的背面122b形成重合部J11，并且突出部115的端面与孔部123的底面对接而形成对接部J12。对接部J12俯视呈圆形。另外，在本实施方式中，支承部114的端面114a与基础部121的背面121b也重合。

如图25的(b)所示，摩擦搅拌工序是使用旋转工具G对套筒主体102A和密封件103A进行摩擦搅拌接合的工序。在本实施方式中，对重合部J1和对接部J12进行摩擦搅拌接合。重合部J11与第四实施方式相同，因此省略说明。

在摩擦搅拌工序中，将旋转的旋转工具G的搅拌销G2***设定于基础部121正面121a的开始位置Sp，使旋转工具G呈直线状相对移动，以穿过对接部J12、J12。在摩擦搅拌工序中，将旋转工具G的***深度设定成使搅拌销G2到达突出部115的程度。在旋转工具G的移动轨迹上形成塑性化区域W12。在旋转工具G到达结束位置Ep后，使旋转工具G从基础部121脱离。

另外，在摩擦搅拌工序中，可以先对重合部J11和对接部J12中的任一个进行摩擦搅拌接合。此外，在摩擦搅拌工序中，也可以一边将轴肩部G1压入基础部121，一边进行摩擦搅拌接合。此外，在对接部J12的摩擦搅拌接合时，也可以将搅拌销G2的***深度设定成使搅拌销G2到达支承部114。

在去除工序中，以形成于塑性化区域W11内的凹槽D为边界，将凸缘部122外侧的剩余部分130与毛刺V一起切除。通过以上那样，完成液冷套筒101A。

根据以上说明的第五实施方式，能够起到与第四实施方式大致相同的效果。此外，除了重合部J11之外，还对对接部J12进行摩擦搅拌接合，藉此，能够提高液冷套筒101A的接合强度。此外，通过将突出部115***孔部123，在摩擦搅拌工序时，能够防止套筒主体102A与密封件103A的位置偏移。

对以上本发明的液冷套筒101、101A及液冷套筒的制造方法进行了说明，但在不违反本发明主旨的范围内，能够进行适当设计改变。例如，在本实施方式的摩擦搅拌工序中，将旋转工具G的行进方向和旋转方向设定成使旋转工具G的剪切侧为基础部121一侧，但也可以设定成使流动侧为基础部121一侧。此外，也可以使轴肩部G1的下端面G1a位于比基础部121的正面121a更靠上方处。

此外，在本实施方式中使用旋转工具G，但也可以使用不包括轴肩部G1的无轴肩部旋转工具(省略图示)进行摩擦搅拌工序。

[第六实施方式]

参照附图，对本发明第六实施方式的接合方法进行说明。如图26所示，在本实施方式的接合方法中，利用摩擦搅拌将壁构件210与筒状构件220接合。在本实施方式的接合方法中，进行准备工序、配置工序、接合工序以及去除工序。另外，以下说明中的“正面”是指“背面”的相反一侧的面。

准备工序是准备壁构件210和筒状构件220的工序。壁构件210是包括俯视呈圆形的贯穿孔211的板状构件。在本实施方式中，壁构件210由铝合金形成。壁构件210的材料例如从铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等能进行摩擦搅拌的金属中适当选择。

筒状构件220由筒部221和凸缘部222构成。筒状构件220只要是能进行摩擦搅拌的金属即可，但在本实施方式中，由与壁构件210相同的金属形成。筒部221呈圆筒状。筒部221的外径与贯穿孔211的内径大致相等。凸缘部222在筒部221的端部处从筒部221垂直地朝外侧伸出，且呈板状。

如图27所示，配置工序是将筒状构件220配置于壁构件210的工序。在配置工序中，将筒状构件220的筒部221***壁构件210的贯穿孔211，并且使壁构件210的正面210a与凸缘部222的正面222a重合而形成重合部J21。重合部J21在贯穿孔211的周围形成环状。

如图28和图29所示，接合工序是使用旋转工具F对重合部J21进行摩擦搅拌接合的工序。旋转工具F由连接部F1和搅拌销F2构成。在本实施方式中，由于使旋转工具F向右旋转，因此，螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向左旋转。

另外，优选的是，在使旋转工具F向左旋转的情况下，将螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向右旋转。通过这样设定螺旋槽，在摩擦搅拌时，塑性流动化后的金属被螺旋槽朝搅拌销F2的前端侧引导。藉此，能减少溢出到被接合金属构件(壁构件210和筒状构件220)外部的金属的量。

在接合工序中，将向右旋转的旋转工具F***凸缘部222的背面222b，使旋转工具F沿着重合部J21(沿着凸缘部222的外周缘)旋转一周将重合部J21接合。在接合工序中，如图29所示，在使连接部F1与凸缘部222不接触的状态下，即在使搅拌销F2的基端侧露出的状态下，进行摩擦搅拌接合。即，在本实施方式中，旋转工具F的***深度设定成使搅拌销F2与壁构件210及凸缘部222两者都接触。另外，在接合工序中，也可以以搅拌销F2未到达壁构件210的程度、即在使仅搅拌销F2与仅凸缘部222接触的状态下，进行接合。在这种情况下，通过搅拌销F2与凸缘部222的摩擦热，重合部J21发生塑性流动而被接合。

在旋转工具F的移动轨迹上形成塑性化区域W21。在接合工序中，使旋转工具F相对移动，以使塑性化区域W21成为俯视呈圆形的闭环。旋转工具F可以以朝向左旋转和向右旋转的任一个移动，但在本实施方式中，使旋转工具F以相对于中心轴X向左旋转的方式移动。

在本实施方式中，将旋转工具F的移动方向和旋转方向设定成使旋转工具F的剪切侧(行进侧(advancing side)：旋转工具的外周上的切线速度加上旋转工具的移动速度的那侧)为凸缘部222的内侧。旋转工具F的旋转方向和行进方向并不限定于上述方向，只要适当设定即可。

例如，在旋转工具F的旋转速度较慢的情况下，与凸缘部222的流动侧(回退侧(retreating side)：旋转工具的外周上的切线速度减去旋转工具的移动速度的那侧)相比，剪切侧的塑性流动材料的温度更容易上升，因此，具有在塑性化区域W21内的剪切侧产生凹槽、而在塑性化区域W21外的剪切侧产生较多毛刺V的倾向。另一方面，例如在旋转工具F的旋转速度较快的情况下，虽然剪切侧的塑性流动材料的温度更容易上升，但与旋转速度增快相应地，具有在塑性化区域W21内的流动侧产生凹槽、而在塑性化区域W21外的流动侧产生较多毛刺V的倾向。

在本实施方式中，由于将旋转工具F的旋转速度设定得较快，因此，如图30所示，具有在塑性化区域W21内的流动侧产生凹槽D，而在塑性化区域W21外的流动侧产生较多毛刺V的倾向。凹槽D是塑性化区域W21中挖得更深的部位。此外，通过将旋转工具F的旋转速度设定得较快，能提高旋转工具F的移动速度(进给速度)。藉此，能缩短接合周期。

在接合工序时，在旋转工具F的行进方向的哪一侧产生毛刺V是根据接合条件不同而不同的。上述接合条件是由以下等要素和这些要素的组合来决定的：旋转工具F的旋转速度、旋转方向、移动方向、移动速度(进给速度)；搅拌销F2的倾斜角度(锥形角度)；壁构件210和筒状构件220的材质；以及壁构件210和凸缘部222的厚度。只要根据接合条件设定成使产生毛刺V的一侧或产生较多毛刺的一侧为凸缘部222的外缘侧，则具有形成于塑性化区域W21内的凹槽D也会形成于凸缘部222外侧的倾向，因此，能容易地进行后述的去除工序，因而较为理想。

在接合工序中，使旋转工具F旋转一周，并使旋转工具F在塑性化区域W21内脱离。在接合工序中，使塑性化区域W21的始端与终端重叠。

如图30所示，去除工序是将作为凸缘部222的一部分的剩余部分223切除的工序。剩余部分223是在凸缘部222中以塑性化区域W21为边界被切除的部位。在本实施方式中，将比形成于凸缘部222的凹槽D靠外侧的部位作为剩余部分223。

在去除工序中，将剩余部分223的端部卷起并且折弯而将剩余部分223去除。藉此，如图31和图32所示，凸缘部222的外周缘在塑性化区域W21处进行镶边。在去除工序中，可以使用装置将剩余部分223折弯，但在本实施方式中，利用手工作业折弯并切除。通过以上那样，壁构件210与筒状构件220接合。

根据以上说明的接合方法，将凸缘部222外侧的剩余部分23折弯等，能够容易地将毛刺V与剩余部分223一起去除。此外，如图31和图32所示，由于凸缘部222的外周缘在塑性化区域W21处被镶边，因此，即使不进行使用切削工具等另行将毛刺去除的工序，也能规整地精加工。

此外，如图30所示，根据本实施方式，凹槽D形成于塑性化区域W21内的接合中心线C外侧(相对于凸缘部222靠外侧)。此外，毛刺V形成于塑性化区域W21外的接合中心线C外侧，因此，能高效地将毛刺V与剩余部分223一起切除。藉此，能减小切除的剩余部分223，并且能留下较大的接合部(塑性化区域W21)，因此，能提高接合强度。

此外，在接合工序中，在使仅搅拌销F2与壁构件210及凸缘部222接触的状态下使旋转工具沿着重合部J21相对移动，以进行摩擦搅拌接合，或是在使仅搅拌销F2与仅凸缘部222接触的状态下使旋转工具沿着重合部J21相对移动，以进行摩擦搅拌接合，因此，不对摩擦搅拌装置施加较大载荷，就能将位于较深位置的重合部J21接合。

此外，在接合工序中，在使仅搅拌销F2与壁构件210及凸缘部222接触的状态下进行摩擦搅拌接合，或是在使仅搅拌销F2与仅凸缘部222接触的状态下进行摩擦搅拌接合，因此，和将轴肩部压入壁构件210及凸缘部222的情况相比，能减小塑性化区域W21的宽度。藉此，即使不增大凸缘部222的宽度(伸出长度)，也能够确保接合量。藉此，能提高筒状构件220(凸缘部222)的设计自由度。

图33是表示第六实施方式的变形例的接合工序的立体图。如图33所述，在变形例的接合工序中，将旋转工具F的开始位置Sp设定于壁构件210的正面210a。在上述接合工序中，在将向右旋转的旋转工具F***开始位置Sp之后，使旋转工具F突入凸缘部222，并沿着重合部J21相对移动。

此外，也可以在凸缘部222的缘部形成缝隙225。缝隙225从凸缘部222的缘部朝向中心方向延伸设置。在进行接合工序中，将旋转工具F的移动路径设定成使塑性化区域W21的一部分与缝隙225接触。在进行去除工序时，通过以缝隙224为起点卷起并折弯，能够更容易地进行去除工序。另外，在变形例中，其它工序与第六实施方式相同，因此省略相同部分的说明。

[第七实施方式]

接着，对本发明第七实施方式的接合方法进行说明。在第七实施方式的接合方法中，进行准备工序、配置工序、接合工序以及去除工序。在第七实施方式的接合方法中，主要是配置工序与第六实施方式不同。

如图34所示，配置工序是将筒状构件220配置于壁构件210的工序。在配置工序中，一边使壁构件210的贯穿孔211与筒状构件220的筒部221的中空部连通，一边使凸缘部222的背面222b与壁构件210的正面210a重合。壁构件210的正面210a与凸缘部222的背面222b重合而形成重合部J22。

如图35和图36所示，接合工序是使用旋转工具F对重合部J22进行摩擦搅拌接合的工序。在接合工序中，如图35所示，在将向左旋转的旋转工具F***设定于壁构件210正面210a的开始位置Sp之后，使旋转工具F突入凸缘部222，并沿着重合部J22绕筒部221旋转一周。在本实施方式中，由于使旋转工具F向左旋转，因此，使旋转工具F以相对于筒部221向左旋转的方式相对移动。在旋转工具F的移动轨迹上形成塑性化区域W22。此外，在本实施方式中，由于使旋转工具F向左旋转，因此，搅拌销F2的螺旋槽形成为随着从基端侧朝向前端侧而向右旋转。

如图36所示，在接合工序中，在使连接部F1与凸缘部222不接触的状态下，即在使搅拌销F2的基端侧露出的状态下，进行摩擦搅拌接合。即，在本实施方式中，旋转工具F的***深度设定成使搅拌销F2与壁构件210及凸缘部222两者都接触。另外，在接合工序中，也可以以搅拌销F2未到达壁构件210的程度、即在使仅搅拌销F2与仅凸缘部222接触的状态下进行接合。在这种情况下，通过搅拌销F2与凸缘部222的摩擦热，重合部J22发生塑性流动而被接合。

如图37所示，去除工序是将作为凸缘部222的一部分的剩余部分223切除的工序。剩余部分223是在凸缘部222中以塑性化区域W22为边界被切除的部位。在本实施方式中，将比形成于凸缘部222的凹槽D更靠外侧的部位作为剩余部分223。

在去除工序中，将剩余部分223的端部卷起并且折弯而将剩余部分223去除。藉此，凸缘部222的外周缘在塑性化区域W22处进行镶边。在去除工序中，可以使用装置将剩余部分223折弯，但在本实施方式中，利用手工作业折弯并切除。通过以上那样，壁构件210与筒状构件220接合。另外，也可以像上述变形例这样将缝隙设置于凸缘部222，并以该缝隙为起点将剩余部分223卷起而将剩余部分223去除。

在以上说明的第七实施方式的接合方法中，也能起到与第六实施方式相同的效果。另外，在第七实施方式的接合工序中，也可以将旋转工具F直接***凸缘部222的正面222a。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但能在不脱离本发明的主旨的范围内适当进行设计改变。例如，也可以包括临时接合工序，在所述临时接合工序中，在接合工序之前，对重合部J21进行临时接合。临时接合工序可以是焊接，也可以使用旋转工具通过摩擦搅拌进行。藉此，能防止接合工序时重合部J21、J22开裂。

此外，在本实施方式中，将筒部221设为圆筒，但也可以设为截面呈椭圆形或截面呈多边形的筒状。此时，贯穿孔211也与筒部221的形状相应地改变。此外，也可以在使旋转工具F的旋转中心轴朝外侧(相对于中心轴X的外侧)倾斜的状态下进行接合工序。藉此，能够避免连接部F1及摩擦搅拌装置与筒部221接触，并且也能够减小凸缘部222的宽度。此时，优选的是，旋转工具F安装于在前端具有主轴单元等驱动机构的机器人臂。藉此，能容易地使旋转工具F的旋转中心轴倾斜。

(符号说明)

1 结构体

2 第一金属构件

3 第二金属构件

4 缝隙

10 剩余部分

101 液冷套筒

102 套筒主体

103 密封件

111 底部

112 周壁部

113 凹部

114 支承部

115 突出部

121 基础部

122 凸缘部

123 孔部

130 剩余部分

210 壁构件

211 贯穿孔

220 筒状构件

221 筒部

222 凸缘部

223 剩余部分

D 凹槽

F 旋转工具

F2 搅拌销

G 旋转工具

G1 轴肩部

G2 搅拌销

V 毛刺

W 塑性化区域。

Claims (16)

1.一种接合方法，其特征在于，包括：

配置工序，在所述配置工序中，使第一金属构件的正面与板状的第二金属构件的背面重合而形成重合部；以及

摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具从所述第二金属构件的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述第二金属构件接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述第一金属构件及所述第二金属构件都接触的状态下，使所述旋转工具以呈闭环的方式相对移动，来对所述重合部进行摩擦搅拌接合，

在所述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使毛刺形成于所述第二金属构件的外侧。

2.如权利要求1所述的接合方法，其特征在于，

所述接合方法还包括去除工序，在所述去除工序中，以在所述摩擦搅拌工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述第二金属构件外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

3.一种中空容器的制造方法，其特征在于，包括：

准备工序，在所述准备工序中，形成中空容器主体和板状的密封件，所述中空容器主体具有底部和周壁部，所述周壁部从所述底部的周缘立起；

配置工序，在所述配置工序中，使所述周壁部的端面与所述密封件的背面重合而形成重合部；以及

摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具从所述密封件的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述密封件接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述周壁部及所述密封件都接触的状态下，使所述旋转工具相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合，

在所述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使毛刺形成于所述密封件的外侧。

4.如权利要求3所述的中空容器的制造方法，其特征在于，

所述中空容器的制造方法还包括去除工序，在所述去除工序中，以在所述摩擦搅拌工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述密封件外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

5.一种液冷套筒的制造方法，其特征在于，包括：

准备工序，在所述准备工序中，形成具有底部和周壁部的套筒主体，并且形成具有基板和多个翅片的散热器，其中，所述周壁部从所述底部的周缘立起；

配置工序，在所述配置工序中，使所述周壁部的端面与所述基板的背面重合而形成重合部；以及

摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具从所述基板的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述基板接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述基板及周壁部都接触的状态下，使所述旋转工具相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合，

在所述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使毛刺形成于所述散热器的外侧。

6.如权利要求5所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，

所述液冷套筒的制造方法还包括去除工序，在所述去除工序中，以在所述摩擦搅拌工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述散热器外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

7.一种液冷套筒的制造方法，其特征在于，包括：

准备工序，在所述准备工序中，形成具有底部和周壁部的套筒主体，并且形成具有基础部和凸缘部的密封件，其中，所述周壁部从所述底部的周缘立起，所述凸缘部从比所述基础部的正面下降一阶的位置朝侧方伸出；

配置工序，在所述配置工序中，使所述周壁部的端面与所述凸缘部的背面重合而形成重合部；以及

摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，将旋转工具从所述凸缘部的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述凸缘部接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述周壁部及所述凸缘部都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述凸缘部相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合，

在所述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使毛刺形成于所述凸缘部的外侧。

8.如权利要求7所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，

所述液冷套筒的制造方法还包括去除工序，在所述去除工序中，以在所述摩擦搅拌工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述凸缘部外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

9.如权利要求7或8所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，

在所述摩擦搅拌工序中，使用包括轴肩部和搅拌销的旋转工具，将所述轴肩部的下端面设定在比所述基础部的正面低的位置处，并进行摩擦搅拌接合。

10.如权利要求7所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，

在所述准备工序中，形成支承部和突出部，并且在所述密封件形成孔部，其中，所述支承部从所述套筒主体的所述底部立起，所述突出部从所述支承部突出，所述孔部供所述突出部***，

在所述配置工序中，将所述密封件配置于所述周壁部的端面，将所述突出部***所述孔部，

在所述摩擦搅拌工序中，对所述突出部的端面与所述孔部的底面的对接部也进行摩擦搅拌接合。

11.一种接合方法，其特征在于，包括：

准备工序，在所述准备工序中，准备壁构件和筒状构件，其中，所述壁构件具有贯穿孔，所述筒状构件在一端侧具有凸缘部；

配置工序，在所述配置工序中，将所述筒状构件的另一端侧***所述贯穿孔，并使所述凸缘部的正面与所述壁构件的正面重合而形成重合部；

接合工序，在所述接合工序中，将旋转工具从所述凸缘部的背面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述凸缘部接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述凸缘部及所述壁构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述凸缘部的周缘相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合；以及

去除工序，在所述去除工序中，以在所述接合工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述凸缘部外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

12.一种接合方法，其特征在于，包括：

准备工序，在所述准备工序中，准备壁构件和筒状构件，其中，所述壁构件具有贯穿孔，所述筒状构件在一端侧具有凸缘部；

配置工序，在所述配置工序中，将所述筒状构件的另一端侧***所述贯穿孔，并使所述凸缘部的正面与所述壁构件的正面重合而形成重合部；

接合工序，在所述接合工序中，将旋转工具从所述壁构件的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述凸缘部接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述凸缘部及所述壁构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述凸缘部的周缘相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合；以及

去除工序，在所述去除工序中，以在所述接合工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述凸缘部外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

13.一种接合方法，其特征在于，包括：

准备工序，在所述准备工序中，准备壁构件和筒状构件，其中，所述壁构件具有贯穿孔，所述筒状构件在一端侧具有凸缘部；

配置工序，在所述配置工序中，一边使所述贯穿孔与所述筒状构件的中空部连通，一边使所述凸缘部的背面与所述壁构件的正面重合而形成重合部；

接合工序，在所述接合工序中，将旋转工具从所述凸缘部的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述凸缘部接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述凸缘部及所述壁构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述凸缘部的周缘相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合；以及

去除工序，在所述去除工序中，以在所述接合工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述凸缘部外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

14.一种接合方法，其特征在于，包括：

准备工序，在所述准备工序中，准备壁构件和筒状构件，其中，所述壁构件具有贯穿孔，所述筒状构件在一端侧具有凸缘部；

配置工序，在所述配置工序中，一边所述贯穿孔与所述筒状构件的中空部连通，一边使所述凸缘部的背面与所述壁构件的正面重合而形成重合部；

接合工序，在所述接合工序中，将旋转工具从所述壁构件的正面***，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述凸缘部接触、或者使所述旋转工具的仅搅拌销与所述凸缘部及所述壁构件都接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述凸缘部的周缘相对移动，以对所述重合部进行摩擦搅拌接合；以及

去除工序，在所述去除工序中，以在所述接合工序中形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述凸缘部外侧的剩余部分与毛刺一起切除。

15.如权利要求11至14中任一项所述的接合方法，其特征在于，

在所述接合工序中，将接合条件设定成使毛刺产生于所述凸缘部的外侧。

16.如权利要求11至14中任一项所述的接合方法，其特征在于，

所述贯穿孔呈圆形，所述筒状构件的筒部呈圆筒。