对推荐实施例的详细说明
以下参考图1至图5说明依据本发明的结构体制造方法的一个实施
例。车体是一种结构体的实例，如图5所示，车体分别由结构体201组
成的侧壁、结构体202组成的车顶、框架203组成的车底以及结构体204
组成的车体纵向端墙构成。
侧壁结构体201、车顶结构体202和框架203都是用多个挤压型材构
件构成。每个挤压型材构件的纵向沿着车体的纵向排列。挤压型材构件
的材料为铝合金。
如图5所示，侧壁结构体201由挤压型材构件10、20、30和40组成。
在侧壁上有出入口220。在许多情况下，出入口220是在挤压构件10、
20、30和40被连接后才形成。窗户210也用类似方法形成。出入口220
通过切除挤压型材构件10、20和30上的相应部分后形成。
侧壁结构体201由10、20、30和40四个挤压型材构件构成，然而，
对于挤压型材构件为中空的情况，侧壁结构体由更多个挤压构件组成。
而且，还存在窗户由三个挤压型材构件构成的情况。在这种情况下，处
于中间的挤压型材构件在中间部分被切除。
图3说明了侧壁结构体201的构成。这里只对挤压型材构件20和30
进行说明，而框架10和40与框架20和30类似。型材构件20和30是
中空的型材构件。
中空的型材构件20由两个面板21和22、多个筋23和支持板24构
成，其中，筋23以桁架形式布置用于连接两个面板，支持板24在中空
型材构件20宽度方向的端部(连接位置)连接两个面板。中空的型材构
件30由两个面板31和32、多个筋33和支持板34构成，其中，筋33
以桁架形式布置用于连接两个面板，支持板34在中空型材构件30宽度
方向的端部(连接部分)连接两个面板。
在面板21和22端部(连接位置)的宽度方向，沿面板的外侧有凸台
部分25。在面板31和32端部(连接位置)的宽度方向，沿面板的外侧
有凸台部分35。在中空型材构件30宽度方向的端部有一个突出部36，
并与中空型材构件20相应的凸起位置对应。
突出部36插入到面板21和22之间。中空型材构件20的面板21和
22的端部与突出部36装配到一起。突出部36形成一个座承受旋转工具
340的插入力。
凸台部分25与35的宽度相同。与凸台部分25相对应的凸台35的端
面处于支持板34板厚度的宽度方向。摩擦搅拌连接设备330的旋转工具
340的旋转轴中心处于两个凸台部分25和35的中心。
构成侧壁结构201的挤压型材构件10、20、30和40安装在摩擦搅拌
连接设备的台面310上并与其固定。在多个挤压型材构件10、20、30和
40的上部有可移动的框架体320。移动框架体在位于台面310两侧的导
向轨上移动。在移动框架体的横梁上朝下安装有三个摩擦搅拌连接设备
330。
在摩擦搅拌连接设备330的底端安装旋转工具340。各摩擦搅拌连接
设备330独立地相对横梁321移动，包括旋转工具340的上下移动和转
动。
各摩擦搅拌连接设备330都有可选用传感器。可选的传感器用于检测
旋转工具与凸台25和35上表面的距离并按照预定的值确定旋转工具340
的插入量。而且，上述传感器还检测凸台25和35的宽度，使其中心与
旋转工具340的轴心保持一致。
在挤压型材构件20和30上预先为窗户留有形状与窗户完全一样的开
口。这些开口是在挤压型材构件20和30上相应的窗户位置进行切除而
获得。
挤压型材构件10、20和30在设有出入口220的位置处被切断，并设
定出入口220的宽度尺寸。而对于构成出入口220上端的挤压型材构件
40，预先在该开口通过切削挤压型材构件40而得到。出入口220的位置
设置本质上具有出入口220形状的开口(切除部分)。
下面说明窗户210的切除。挤压型材构件20和30连接部分在窗户
210位置有一个起始端和一个结束端。为此，在挤压型材构件20和30
接缝附近切除一部分而留下突出片28、38、29、39，它们向窗户210内
突出。各突出片28、38、29、39的宽度与支持板24和34以及凸台25
和35的尺寸相一致。
同时构成出入口220的位置也被切除。挤压型材构件10、20、30和
40被切除后留下突出片28、38、29、39。而且，在侧壁201纵向的两个
端部相应地留有上述突出片28、38、29、39。
使用紧固工具将中空型材构件10、20、30和40安装并固定在台面
310上。当中空型材构件10、20、30和40被固定好后，使用弧焊方式沿
着接缝将中空型材构件10、20、30和40比邻的凸台25和35间隔地和
临时地固定起来。接缝的起始端和结束端的突出片28、38和29、39的
最尾端也临时固定。
在图1中的字符“W”代表临时焊接。特别地，起始端的临时焊接W
在凸台25和35的上表面和中空型材构件10、20、30和40纵向最尾端。
最尾端表面的临时焊接W的范围与从凸台25和35的上表面到突出部36
的范围一致。临时固定用焊接不是V字形凹槽，而是I字形凹槽。
上述准备之后，摩擦搅拌连接从中空型材构件纵向的一端开始。转动
各个旋转工具340，将其落下并插入到接缝起始端缺口的凸台25和35
中。插入位置为比片的端部的临时焊接位置W更接近焊接线结束端。该
插入位置就是如图1中旋转工具340A的位置P4。
旋转工具340的小直径部件341的缺口端插入到突出部36的上表面。
旋转工具340的大直径部件342的最低端位置在面板21和31(面板22
和32)的外表面与凸台25和35的顶点间。旋转工具340的轴心线位置
在两个凸台25和35之间。旋转工具340的小直径部件的轴心线与大直
径部件的轴心线相同。旋转工具340的小直径部件为螺杆形构件。
当旋转工具340插入到预定的深度后，带有多个摩擦搅拌连接设备
330的移动框架体320开始向另一端方向移动，而摩擦搅拌连接也开始。
下面参考图1和图2说明在窗户210和出入口220周边的摩擦搅拌连
接的操作。这里以窗户210为主说明。接缝上有窗户时，旋转工具340
表示为“340A”，而没有窗户时则表示为“340B”。旋转工具340A和
340B被安排在同一起始线上。如图1所示，两旋转工具从左向右移动。
当摩擦搅拌连接从挤压型材构件的端部行进时，旋转工具340A和
340B到达窗户210的突出片28和38的位置P1，通过旋转工具340A使
340A后退。也即是旋转工具340A上升。而移动继续。旋转工具340A
逐渐上升。位置P1根据移动框架体320的移动量确定。而位置P1是预
先确定的。(步骤S10和S30)
摩擦搅拌连接结束后，突出片28和38被切除。因此，位置P1仅是
突出片28和38在上游的一个位置，从强度方面考虑的连接深度是不成
问题的。旋转工具340B在窗户位置时不上升，而是继续移动并继续进行
摩擦搅拌连接。
正如上面说明的一样，因为旋转工具340A在移动中上升，旋转工具
340A和340B并不停顿，从挤压型材构件20和30中退避旋转工具340A
是可能的，这样能减少时间。
当旋转工具340A上升到预先确定的位置(图中P2)时，340A的旋
转停止。340A的上升位置有足够的高度而防止旋转工具与凸台25和35
产生干涉。由于旋转工具340A的小直径部件被从凸台25和35退避，因
此摩擦搅拌连接也停止。
旋转工具340A和340B到达窗户210的另一端，也就是预先确定的
位置P3，即是在连接部分起始端突出片29和39一侧，此时340B开始
上升(即退避)，其退避速度较慢。而移动框架体320继续移动。因此
旋转工具340B产生的连接深度逐渐变浅。(步骤S50和S70)
当旋转工具移动到在突出片29和39上的位置P4时，移动框架体320
停止移动。在此时，340B继续上升，并完全从连接部分退避。在位置P4，
340B的上升速度可能会增加。位置P4在临时焊接W的内侧。(步骤90
和110)
50mm是位置P3和P4间距离的一个实例，而此时位置P3和P4间
旋转工具的上升量是0.5mm。对于这一上升，连接深度变得较小。从强
度方面考虑，在最小深度处也不会因尺寸而出现问题。
当旋转工具340B退避后，在连接处会留下一个与旋转工具340的小
直径部件341的直径相当大小的孔。
接着，在位置P4，所有旋转工具(包括340A和340B)开始旋转并
下降，直到它们插入到预定的深度。旋转工具340A和340B的插入固定
是在通用(固定的)深度(步骤130)。
旋转工具340B插入到前面提到的孔中。由于旋转工具340B插入的
深度是通用的深度，插入深度值是位置P3之前的深度值(即旋转工具
340B上升开始时的深度值)，也就是在位置P4处摩擦搅拌连接停止时
的深度加上0.5mm。也即是从旋转工具340B退避时产生的孔的最低端再
深插0.5mm。
上述过程完成后，移动框架体320开始移动。旋转工具340A和340B
再一次开始摩擦搅拌连接。摩擦搅拌连接的深度是通用的深度。(步骤
S150)
如上所述，在位置P4，当旋转工具340B退避时产生一个孔，摩擦搅
拌连接开始前旋转工具340B插入到该孔中。因此这个孔将被凸台25和
35的材料所充满。
而且，由于旋转工具340B的下端要比上述孔的最底端还低，因此上
述孔的底端将被完全连接，从而严格约束了在该位置产生缺陷的可能性。
特别地，由于上述孔的最底端被旋转工具340B的下端完全搅拌，因此也
严格约束了在上述孔的最底端中间部分产生缺陷的可能。
再者，即使在上述孔的最底端中间部分存有缺陷，该缺陷也不会大，
从强度方面考虑也完全不是问题。
由于旋转工具340A的插入位置在突出片29和39端部临时焊接部分
W的内侧，因此接缝的间隔不会扩大。因此能获得较好的连接结果。
下一个窗户210以同样的方法形成。而在出入口220处旋转工具340
的上升与落下操作也相同。当然也没必要将所有的旋转工具340布置在
同一起始线上。
正如上述，当连接到另一端后，由多个中空型材构件构成的结构体被
翻转，然后继续相同的摩擦搅拌连接。连接完毕后，在车体外侧的凸台
被切除，因此使外侧面板得到一样的表面。
此外，需要进行下面的工作。如果在位置P4时用上述的插入深度不
能避免缺陷的产生时，旋转工具340应插入更深，而连接部分则更厚。
为此，移动开始后，在位置P5(或预先确定的时间间隔)，使旋转工具
340B上升，直至插入深度变为正常。
旋转工具340B的上升通过340的高度位置控制功能进行控制。旋转
工具340的控制功能通过传感器来实现，传感器检测凸台25和35的高
度，而距离凸台25和35的插入量预先确定。这样使所有旋转工具340A
和340B处于正常条件。
此外，下述工作需要进行。摩擦搅拌连接以正常插入深度进行到位置
P4，在位置P4，旋转工具340B被退避。
下一步，在位置P4，旋转工具340A和340B被插入。340A的插入深
度为正常量，而340B的插入深度比正常时大。例如大0.5mm。
达到上述情形后，旋转工具340A和340B开始移动。移动开始后，
在位置P5(或预先确定的时间间隔)，使旋转工具340B上升，其上升
速度较慢。移动框架体320保持移动。因为这个原因，旋转工具340B的
连接深度逐渐变浅。
当旋转工具340B上升到预定的位置(位置P4前的插入深度)，停
止上升。此时，旋转工具340A和340B都处于正常情形。此外，位置P1、
P2、P3和P4可根据时间来控制。
在旋转工具340B退避的位置，旋转工具340能立即插入，然而由于
一些原因，移动框架体320在移动，到位置P4，旋转工具340A和340B
才能被插入。
在旋转工具340B退避的位置P4，旋转工具340B插入到其退避时形
成的孔中，然而其沿着位置P4的上游侧插入是可能的。在这种情况下，
旋转工具340A的第二次插入量与之前连接时的插入量相同。
下面参考图6说明另一个利用本发明的结构体的制造方法的实施例。
当旋转工具340A和340B到达窗户210的另一端，也就是340A和340B
达到突出片29和39处时，旋转工具340A使其下降并按预定的深度插入。
340A插入到突出片29和39的位置P4处于临时焊接部W的内边(下游
边)。
由于旋转工具340A在下降的同时保持移动，因此连接的深度是逐渐
加深的。当其插入到预定的深度时停止下降(位置P5)。其后，摩擦搅
拌连接以正常深度进行。
旋转工具340A下降到正常深度时的位置P5处于突出片29和39上。
连接完毕后切除29和39。340A插入量由可选的传感器控制。
如上所述，旋转工具340A是在没有停止移动的同时下降的，340A和
340B都不停止移动，而340A被插入到中空型材构件20和30中，这样
就缩短了连接时间。
由于旋转工具340A插入位置处于突出片29和39的内边，没有切除
临时焊接部分，接缝的间隔也没有扩大，因此可获得较好的焊接效果。
旋转工具340插入位置处(接缝的起始端)的两构件间隔可能容易扩
大，然而由于在凸台25和35的上表面有临时焊接而且在突出片29和39
的尾端厚度方向有临时连接，因此开始端被强有力的组合在一起，能容
易地阻止起始端的扩大。
在中空型材构件20和30的尾部，也就是旋转工具340A和340B的
插入位置，提供了突出片29和39，与前面的实施例一样形成临时焊接部
分W和旋转工具340A和340B的插入位置。与只在中空型材构件上表
面有临时焊接的情况比较，凹槽的长度可缩短。而且中空型材构件的长
度也可缩短。
本发明的技术范围不局限于在权利要求中定义的记载文字和技术方
案中的文字说明，而是提供了本领域的普通技术人员容易替代的范围。
根据本发明的第一方法，对于在相同时间里有多条接缝需要用摩擦搅
拌连接的情况、用于连接的构件不存在的情况、不需要摩擦搅拌连接的
情况、以及连接部分混合在一起的情况，当第二次连接开始时，能获得
好的摩擦搅拌连接。
而根据本发明的第二方法，对于在相同时间里有多条接缝需要用摩擦
搅拌连接的情况、用于连接的构件不存在的情况、不需要摩擦搅拌连接
的情况、以及连接部分混合在一起的情况，当第二次连接开始时，也能
在短时间内实现连接。