摩擦压接部件以及摩擦压接方法.pdf

作为课题，本发明提供一种易于设计的摩擦压接部件以及摩擦压接方法。一种摩擦压接部件(1)，通过摩擦压接具有截面不变化的等截面部(11)的铝合金制第一构件(10)、和具有截面不变化的等截面部(21)的铝合金制第二构件(20)而形成，其特征在于，摩擦压接等截面部(11)、(21)，并且，仅在等截面部(11)、(21)形成由摩擦压接产生的热影响部(H)。优选第一构件(10)的等截面部(11)以及第二构件(20)的等截面部(21)分别呈圆筒状，并且，截面尺寸相同。

1.  一种摩擦压接部件，其通过摩擦压接具有截面不变化的等截面部的铝合金制第一构件、和具有截面不变化的等截面部的铝合金制第二构件而形成，其特征在于：
所述等截面部彼此被摩擦压接，并且，仅在所述等截面部形成由摩擦压接产生的热影响部。

2.  如权利要求1所述的摩擦压接部件，其特征在于：
所述第一构件的所述等截面部以及所述第二构件的所述等截面部分别呈圆筒状，并且，截面尺寸相同。

3.  如权利要求2所述的摩擦压接部件，其特征在于：
摩擦压接后的所述各等截面部的长度为5mm以上。

4.  如权利要求2所述的摩擦压接部件，其特征在于：
所述各等截面部的厚度t在2～5mm的范围内，
摩擦压接后的所述各等截面部的长度为5mm以上。

5.  如权利要求4所述的摩擦压接部件，其特征在于：
摩擦压接前的所述各等截面部的长度为(6mm+t/2)以上。

6.  如权利要求1～5中任一项所述的摩擦压接部件，其特征在于：
所述第一构件由管状挤压型材构成，
所述第二构件由利用挤压型材形成的末端构件构成，
所述第二构件的所述等截面部通过对所述挤压型材的一部分实施切削加工和钻孔加工而形成，并呈圆筒状，而且摩擦压接前的长度为外径以下。

7.  一种摩擦压接方法，其是摩擦压接第一构件和第二构件的方法，其中，所述第一构件为铝合金制，具有厚度t在2～5mm的范围内、长度为(6mm+t/2)以上的圆筒状等截面部，所述第二构件为铝合金制，具有与所述第一构件的所述等截面部相同的截面形状、并且具有长度为(6mm+t/2)以上的圆筒状等截面部，所述摩擦压接方法的特征在于，包括：
一边使所述第一构件和所述第二构件相对转动，一边使所述等截面部对接且施加摩擦压力的摩擦过程；和
从开始停止所述相对转动的时刻起0.5秒钟以内，施加比所述摩擦压力大的顶锻压力的顶锻过程，
使总的总留量为t以上，且使摩擦压接后的所述各等截面部的长度为5mm以上。

8.  如权利要求7所述的摩擦压接方法，其特征在于：
所述第一构件由管状挤压型材构成，
所述第二构件由利用挤压型材形成的末端构件构成，
所述第二构件的所述等截面部通过对所述挤压型材的一部分实施切削加工而形成，并呈圆筒状，而且摩擦压接前的长度为外径以下。

摩擦压接部件以及摩擦压接方法
技术领域
本发明涉及摩擦压接部件以及摩擦压接方法。
背景技术
在上拉杆、下拉杆、扭杆等构成悬挂(suspension)的棒状部件(下面称为悬挂部件)中使用钢铁材料，但是从车辆轻型化的观点来看，近年来，多使用铝合金材料，例如，在日本特开平11-156562号公报中，公开了通过在由铝合金制的管状部件构成的两端摩擦压接铝合金制的末端部件而形成的悬挂部件。
另外，由于摩擦压接为固相接合的一种，所以不会产生熔焊所存在的缺陷，不需要MIG焊接或TIG焊接那样的特殊技能，也能够以一定品质焊接各种构件，因此，在多种领域得到使用。
如果进行摩擦压接，则由于压接时的摩擦热，不可避免地在接合界面周边形成强度、材质与母材不同的热影响部(HAZ部＝HeatAffected Zone)，如果该热影响部到达容易产生集中应力的截面变化部(截面形状变化的部位)，则悬挂部件的设计变得繁杂。即，如果热影响部到达截面变化部，则必须考虑到截面变化导致的应力变化、以及热影响导致的强度变化，悬挂部件的设计变得繁杂。
另外，不限于通过摩擦压接管状构件和末端构件而形成的悬挂部件，在通过摩擦压接第一构件和第二构件而形成的摩擦压接部件中也同样存在上述问题。
发明内容
基于上述观点，本发明的目的在于提供一种易于设计的摩擦压接部件以及摩擦压接方法。
为了解决上述问题，本发明涉及的摩擦压接部件，通过摩擦压接具有截面不变化的等截面部的铝合金制第一构件、和具有截面不变化的等截面部的铝合金制第二构件而形成，其特征在于，上述等截面部彼此被摩擦压接，并且，仅在上述等截面部形成由摩擦压接产生的热影响部。另外，本发明用于上述普通的摩擦压接部件，尤其适用于汽车的吊杆(suspension rod)等悬挂部件。
总之，本发明的价值在于，在摩擦压接的第一构件和第二构件上分别设置等截面部，并且通过摩擦压接形成的热影响部不到达等截面部以外的部位。于是，由于仅在等截面部产生由热影响导致的强度变化，因此，即使在第一构件或者第二构件中存在截面变化部，也易于设计。即，如果根据本发明涉及的摩擦压接部件，则设计摩擦压接部件的截面变化部时，不需要考虑由热影响导致的强度变化，因此，易于设计。
另外，在上述第一构件的上述等截面部以及上述第二构件的上述等截面部分别呈圆筒状的情况下，优选两个等截面部的截面形状相同。如果使等截面部形成圆筒状，则在对等截面部彼此进行摩擦压接时，在等截面部的端面(对接面)上形成的氧化皮膜容易与毛边一起排出。另外，如果使两个等截面部的截面形状相同，则在接合界面产生的摩擦热在各等截面部中均匀传递，强度分布左右对称，因此，更加易于设计。另外，易于使毛边形状左右相同，结果，能够简单设定可获得接合部的有效结合面积的摩擦压接条件。
本发明者们认识到，当第一构件的等截面部和第二构件的等截面部呈圆筒状，且截面尺寸相同时，如果确保上述各等截面部在摩擦压接后的长度为5mm以上，则热影响部不会达到截面变化部。即，如果是摩擦压接后的等截面部的长度为5mm以上的摩擦压接部件，则设计截面变化部时，不需要考虑由热影响导致的强度变化，因此，易于设计。
尤其当等截面部为圆筒状，其厚度t为2～5mm时，如果上述各等截面部在摩擦压接后的长度为5mm以上，则更加确实地仅在等截面部形成由摩擦压接产生的热影响部。
另外，当摩擦压接前的上述各等截面部的长度为(6mm+t/2)时，通过摩擦压接将等截面部的长度至少缩短t/2，从而，可以使摩擦压接后的等截面部的长度为5mm以上。于是，不仅只在等截面部上形成通过摩擦压接产生的热影响部，而且在接合界面不存在在等截面部端面上形成的氧化皮膜，因此，接合强度不会产生波动。
在本发明中，对第一构件以及第二构件的形态等没有特别限制，将摩擦压接部件作为吊杆等悬挂部件使用时等，可以将管状挤压型材作为上述第一构件，将利用挤压型材形成的末端构件作为上述第二构件。优选上述第二构件的上述等截面部形成圆筒状，在摩擦压接前的长度为该等截面部的外径以下。另外，通过对上述挤压型材的一部分实施切削加工和钻孔加工，可形成第二构件的等截面部。如果上述第二构件的上述等截面部在摩擦压接前的长度小于或等于其外径，则可以防止切削加工或钻孔加工所需的时间变长或费用增大，另外，由于去除的铝合金的体积减小，因此，不会浪费材料。换句话说，如果第二构件的等截面部在摩擦压接前的长度大于外径，则切削加工或钻孔加工所需的时间变长或费用增大，另外，由于去除的铝合金的体积增大，因此浪费材料。
为了解决上述问题，本发明涉及的摩擦压接方法，其是摩擦压接第一构件和第二构件的方法，其中，上述第一构件为铝合金制，具有厚度t在2～5mm的范围内、长度为(6mm+t/2)以上的圆筒状等截面部，上述第二构件为铝合金制，具有与上述第一构件的上述等截面部相同的截面形状、并且具有长度为(6mm+t/2)以上的圆筒状等截面部，上述摩擦压接方法的特征在于，包括：一边使上述第一构件和上述第二构件相对转动，一边使上述等截面部对接且施加摩擦压力的摩擦过程；和从开始停止上述相对转动的时刻起0.5秒钟以内，施加比上述摩擦压力大的顶锻压力的顶锻过程，使总的总留量为t以上，且使摩擦压接后的上述各等截面部的长度为5mm以上。
如上所述，不仅只在等截面部形成通过摩擦压接产生的热影响部，而且在接合界面不存在在等截面部端面形成的氧化皮膜，因此接合强度不会产生波动。
即使对于本发明涉及的摩擦压接方法，对第一构件以及第二构件的形态等也没有特别限制，在将获得的摩擦压接部件作为吊杆等悬挂部件使用时等，可以将管状挤压型材作为上述第一构件，将利用挤压型材形成的末端构件作为上述第二构件。优选上述第二构件的上述等截面部为圆筒状，并且，在摩擦压接前的长度为该等截面部外径以下。另外，通过对上述挤压型材的一部分进行切削加工和钻孔加工，可形成第二构件的等截面部。如果上述第二构件的上述等截面部在摩擦压接前的长度小于或等于其外径，则可以防止切削加工或钻孔加工所需的时间变长或费用增大，另外，由于通过加工去除的铝合金的体积减小，因此，不会浪费材料。
根据本发明涉及的摩擦压接部件，其设计变得容易。另外，如果根据本发明涉及的摩擦压接方法，则可以获得易于设计的摩擦压接部件。
附图说明
图1(a)是表示本发明实施方式涉及的摩擦压接部件的截面图，(b)是表示摩擦压接前的第一构件以及第二构件的截面图。
图2(a)是表示经过摩擦压接的部位的周边的放大截面图，(b)是表示切除由摩擦压接产生的毛边后的状态的放大截面图。
图3是用于说明本发明实施方式涉及的摩擦压接方法的时间图。
图4(a)是表示具备等截面部的第一构件和不具备等截面部的第二构件的截面图，(b)是表示摩擦压接(a)所示第一构件和第二构件后的状态的截面图。
图5(a)是表示具备等截面部的第一构件和不具备等截面部的第二构件的截面图，(b)是表示摩擦压接(a)所示第一构件和第二构件后的状态的截面图。
图6(a)～(c)是表示第二构件的成型顺序的说明图。
符号说明
1  摩擦压接部件
10 第一构件
11 等截面部
20 第二构件
21 等截面部
H  热影响部
J  接合界面
具体实施方式
参照附图对本发明的最佳实施方式进行详细说明。另外，在下述实施方式中，对摩擦压接部件是作为悬挂部件的一种的吊杆的情况进行举例说明，但没有限定本发明涉及的摩擦压接部件的用途的意思。
如图1(a)所示，本实施方式涉及的摩擦压接部件1是将作为末端构件的第二构件20、20摩擦压接到作为管状构件的第一构件10的两端而形成的，在第一构件10与第二构件20的接合界面J的周围形成有热影响部H。
如图1(b)所示，第一构件10由呈圆管状的铝合金制挤压型材构成，具备本体部12、分别在该本体部12两端部形成的等截面部11。
摩擦压接前的等截面部11沿着挤压方向形成没有截面变化的圆筒状。在摩擦压接前，优选等截面部11的厚度t在2～5mm的范围内、优选长度L₁为(6mm+t/2)以上。优选等截面部11的外径在作为最适用于汽车的吊杆等悬挂部件的尺寸的20～28mm的范围内。另外，如图1(a)所示，优选在摩擦压接后，接合界面J以及其附近的等截面部11的厚度t’(参照图2(a))为摩擦压接前的厚度t的1.4倍以上，确保长度L₁’为5mm以上。另外，在本实施方式中，本体部12也沿着挤压方向形成截面没有变化的圆筒状，截面形状与等截面部11相同。
第二构件20、20分别利用铝合金制挤压型材形成，具备等截面部21和截面变化部22。另外，由于两个第二构件20、20的主要结构相同，所以在以下说明中，仅对其中一个(图1右侧)第二构件20进行说明，省略对另一个第二构件20的详细说明。
如图1(b)所示，摩擦压接前的等截面部21为没有截面变化的圆筒状，并且，形成与第一构件10的等截面部11相同的截面形状。优选摩擦压接前的等截面部21的长度L₂为(6mm+t/2)以上外径以下。另外，如图2(a)所示，优选在摩擦压接后，接合界面J处的等截面部21、以及其附近的厚度t’为摩擦压接前的厚度t的1.4倍以上，优选长度L₂’为5mm以上。另外，即使在使摩擦压接前的等截面部21的截面形状(厚度、外径、内径)与第一构件10的等截面部11不同的情况下，也优选摩擦压接前的等截面部21的厚度t在2～5mm的范围内，优选在摩擦压接后，接合界面J及其附近的等截面部21的厚度t’为摩擦压接前的厚度t的1.4倍以上。
如图6(a)所示，将沿着挤压方向较长形成的铝合金制挤压型材200切出规定尺寸后对其进行加工而形成第二构件(末端构件)20。另外，由于从挤压型材200切出的第二构件20的等截面部21形成棱柱状，所以通过对其切削加工，将等截面部21形成圆柱状(参照图6(b))，另外，通过对圆柱状等截面部21进行钻孔加工，将等截面部21形成有底圆筒状(参照图6(c))。另外，当然也可以在钻孔加工之后，进行切削加工。
热影响部H为通过由摩擦热引起的热滞后而形成强度和材质与母材不同的部位，例如在JIS规格的6000类铝合金(Al-Mg-Si类合金)的摩擦压接时，该热影响部H相当于温度升高到300度以上，强度小于母材强度且无法达到规定强度的部位。热影响部H仅在等截面部11、21形成，没有达到截面变化部22。另外，当第一构件10以及第二构件20由热处理型合金(JIS规格的2000类铝合金(Al-Cu-Mg类合金)、JIS规格的6000类铝合金(Al-Mg-Si类合金)、JIS规格的7000类铝合金(Al-Zn-Mg类合金))形成时，热影响部H的强度小于母材，当该第一构件10以及该第二构件20由非热处理型合金(JIS规格的1000类铝合金(纯铝类)、JIS规格的3000类铝合金(Al-Mn类合金)、JIS规格的5000类铝合金(Al-Mg合金))形成时，该热影响部H的强度大于母材。
接合界面J为等截面部11、12的对接面。接合界面J面积大于或等于等截面部11、21的端面11a、21a在摩擦压接前的面积的1.4倍。另外，当端面11a、21a的面积不同时，接合界面J面积大于或等于面积小的一方的面积的1.4倍即可。
另外，铝合金的种类并没有特别的限定，在将摩擦压接部件1作为悬挂部件使用的情况下，优选是实施了T6处理的Al-Mg-Si类合金(是JIS规格的6000类铝合金，在进行固溶处理后进行淬火处理，之后进行人工时效处理的铝合金)。特别是，如果是实施了T6处理的Al-Mg-Si类合金(JIS规格的铝合金6061-T6)，由于强度高(0.2％弹性极限应力为245MPa以上)、耐久性(应力腐蚀破坏型和耐候性等)也高，所以更加优选。
接着，参照图1～图3对摩擦压接第一构件10和第二构件20的方法(即，摩擦压接部件1的制造方法)进行详细说明。另外，假设一个制造工序中的接合位置为1处时(即，将1个第二构件20摩擦压接到第一构件10上时)，下述摩擦总留量为x、顶锻总留量为y、总的总留量为z，因此，将两个第二构件20、20同时摩擦压接到第一构件10上时(即，在1个制造工序中的接合位置为2处时)，摩擦总留量x’、顶锻总留量y’以及总的总留量z’分别为2x、2y、2z。
本实施方式涉及的摩擦压接方法包括准备过程、摩擦过程和顶锻过程。
在准备过程中，用未图示的摩擦压接装置的夹子保持第一构件10，并且用未图示的摩擦压接装置主轴上的夹具保持第二构件20，使其等截面部21的中心轴线与第一构件10的等截面部11中心轴线同轴。
在摩擦过程中，一边使第一构件10与第二构件20相对转动，一边使第二构件20朝第一构件10前进，使第一构件10的等截面部11的端面11a(参照图1(b))与第二构件20的等截面部21端面21a(参照图1(b))对接，向对接面(即，等截面部11的端面11a与等截面部21的端面21a)施加摩擦压力P₁。如果一边使等截面部11、21相对转动一边向对接面施加压力，则通过摩擦热在对接面周围形成比母材软的软化部。另外，如果软化部的流动性增强，则软化部被向等截面部11、21的内外挤压而成为飞边，其结果是，接合界面J附近的厚度增大(参照图2(a))。另外，存在于摩擦压接前的等截面部11、21的端面11a、21a上的氧化皮膜或附着物等与毛边一同排出。
如图3所示，相对旋转数(主轴的旋转数)，从使第一构件10和第二构件20对接的时点(时刻T₀)的相对变位量(主轴的前进量)达到摩擦总留量x的时刻T₁为止保持一定，之后开始减少。摩擦压力P₁至少在对接第一构件10与第二构件20、保持相对转数N的时间内保持一定。另外，在本实施方式中，在开始停止相对旋转之后(即达到摩擦总留量x之后)到时刻T₂为止向对接面施加摩擦压力P₁。
对接面的温度上升至摩擦压接所需要的温度的时间，主轴的旋转数(第一构件10和第二构件20的相对旋转数)越小，此外，摩擦压力P₁越小(即摩擦过程中的总留量生成速度小)，该时间越长，但如果花费时间使对接面升温，则由于摩擦热从对接面扩散到各母材侧，所以不仅在摩擦压接中利用的摩擦热的比例降低，而且热影响部H的范围增大。从这样的观点来看，适于优选将主轴的旋转数设定在每分钟1000旋转以上，并且将摩擦压力P₁设定在15MPa以上。此外，当摩擦压力P₁超过40MPa，存在通过旋转力螺纹切削等截面部11、21等的可能性，所以优选设定在40MPa以下。另外，如果将第一构件10的等截面部11和第二构件20的等截面部21的厚度设定在2～5mm的范围内，则将主轴的旋转数设定在每分钟1800转左右，如果将摩擦压力P₁设定在30MPa左右，则升温后的对接面的温度分布稳定，并且热影响部H的范围缩小。
摩擦过程中的总留量生成速度由相对转数N和摩擦压力P₁所决定。将相对转数N设定为每分钟1000转以上，将摩擦压力P₁设定为15～40MPa，则摩擦总速度为2.5～8.0mm/秒。
优选摩擦总留量x为等截面部11、21的厚度t以上。在摩擦总留量x不到t的情况下，有存在于等截面部11、21的端面11a、21a(参照图1(b))的氧化皮膜和附着物等未被完全排出的状态下就结束压接的可能性。如果在接合截面J上残存氧化皮膜，则有抗拉强度不足的可能性。此外，如果摩擦总留量x超过2t，则由于摩擦所引起的发热多，向第一构件10和第二构件20的热量输入变得过剩，所以存在由材质的软化而发生需要以上的飞边，或热影响部H广泛扩大的可能性。另外，在第一构件10的等截面部11以及第二构件20的等截面部21厚度为2～5mm的范围内，在本实施方式中，可以将摩擦总留量x设定为1.5t左右。
顶锻过程是施加顶锻压力P₂的过程。在本实施方式中，从开始停止相对旋转的时刻T₁(即达到摩擦总留量的时点)之后且相对旋转变为零的时刻T₃之前的时刻T₂使对接面的压力向顶锻压力P₂开始增加。如果压力达到顶锻压力P₂，则将其保持规定时间并压接等截面部11、21。另外，由于铝合金等的导热系数高的材料，与铁类材料相比部件的温度易于降低，所以当从开始停止相对旋转的时刻T₁至到达顶锻压力P₂的时间(即T₄-T₁)长时，存在由于伴随着急剧的温度降低的收缩而在接合部产生间隙，空气进入该间隙形成氧化皮膜的可能性。从这样的观点来看，优选从开始停止第一构件10和第二构件20的相对旋转的时点(时刻T₁)起0.5秒以内，施加预先规定的顶锻压力P₂。
如果施加顶锻压力P₂，继续摩擦过程，在摩擦过程中形成的软化部被向等截面部11、21的内外挤压，结果，形成没有氧化皮膜等的接合界面J。如果向等截面部11、21的内外挤压软化部，则接合界面J的面积增大到摩擦压接前的等截面部11、21的端面11a、21a的面积的1.4倍以上。
虽然顶锻压力P₂比摩擦压力P₁大即可，但如果未满50MPa，则存在发生伴随着温度降低的热收缩而在部件界面产生间隙，空气进入该间隙形成氧化皮膜的可能性，所以优选设为50MPa以上。此外，如果顶锻压力P₂大于200MPa，则不仅需要大型的摩擦压接装置，而且存在发生母材的压曲或变形的可能性，因此优选设为200MPa以下。另外，在将第一构件10的等截面部11和第二构件20的等截面部21的厚度设在2～5mm的范围的情况下，在本实施方式中，如果将顶锻压力P₂设定为110MPa左右，则氧化皮膜等被确实地排出，所以能够形成抗拉强度高的接合部。
另外，当摩擦总留量x小于厚度t时，通过增大顶锻压力P₂，可以增大顶锻总留量y，使摩擦总留量x与顶锻总留量y的总和的总的总留量z大于或等于厚度t。即，在将摩擦总留量x设定为小于厚度t时，优选将顶锻总留量y设定为大于或等于t-x，使总的总留量z(＝x+y)大于或等于等截面部11、21的厚度t，缩小等截面部11、21的长度，使其分别大于或等于t/2。另外，如果总的总留量z小于等截面部11、21的厚度t，则存在于等截面部11、21的端面11a、21a上的氧化皮膜等可能残存在接合界面J中。另外，本发明者们认识到，当第一构件10的等截面部11和第二构件20的等截面部21形成圆筒状，且截面尺寸相同时，如果确保摩擦压接后的等截面部11、21的长度为5mm以上，则热影响部H到达截面变化部22的可能性非常小。因此，优选设定总的总留量z，使得摩擦压接后的等截面部11、21的长度为5mm以上。
另外，如图2(b)所示，在顶锻过程完成后，根据需要，可以切除在接合部外周侧形成的毛边，使接合部平滑，但优选即使在切除毛边后，也使接合界面J面积大于或等于等截面部11、21的端面11a、21a在摩擦压接前的面积的1.4倍。
对于通过实施上述摩擦压接方法获得的摩擦压接部件1，由于确保等截面部11、21在摩擦压接后的长度为5mm以上，因此，仅在等截面部11、21形成由摩擦压接而产生的热影响部H。即，热影响部H不会达到等截面部11、21以外的部位。如果根据上述摩擦压接部件1，则仅在等截面部11、21产生由热影响导致的强度变化。即，如果根据该摩擦压接部件1，则在设计截面变化部22时，不需要考虑因热影响导致的强度变化，因此易于设计。另外，当摩擦压接后的等截面部11、21中的至少一个的长度小于5mm时，在等截面部11、21中由摩擦热软化的领域变得不均匀，因此，在等截面部11、21处毛边的排出量也不均匀。
另外，如仅表示形成圆筒状的接合部的侧面的图4(a)所示，在摩擦压接具有等截面部11的第一构件10、和端面21a’附近的截面积逐渐增大的第二构件20’(不具备等截面部的第二构件20’)的情况下，在第二构件20’一侧传递(扩散)更多的摩擦热，因此，如图4(b)所示，在第二构件20’一侧产生的毛边的排出量比在第一构件10一侧产生的毛边的排出量少，根据情况，可能在接合界面残存氧化皮膜F。即，接缝效率可能降低。如果增大第二构件20’一侧产生的毛边的排出量，则可消除氧化皮膜，但在这种情况下，由于第一构件10一侧产生的毛边的排出量增多，因此，导致成品率恶化。与此相对，在第二构件20也设置等截面部21的本实施方式中，在第二构件20一侧产生的毛边的排出量与在第一构件10一侧产生的毛边的排出量相同(参照图1(a))，因此，在接合界面J上难以残存氧化皮膜，另外，毛边的排出量也变得正合适，因而，成品率也变得良好。
另外，在本实施方式中，分别在第一构件10以及第二构件20上形成截面积不变的等截面部11、21，因此，在摩擦压接等截面部11、21时，从两个构件10、20排出相同形状的毛边，存在于等截面部11、21的端面11a、21a上的氧化皮膜等容易与毛边一起排出。另外，由于等截面积11、21的截面形状相同，因此，由对接面产生的摩擦热在等截面部11、21中均匀传递，强度分布左右对称，因此，更加易于设计。另外，变得易于使毛边的形状左右相同，结果，易于设定可获得接合部的有效接合面积的摩擦压接条件。
另外，如图5(a)所示，如果使等截面部21”的端面21a”截面积大于等截面部11的端面11a截面积，则通过第二构件20”传递(扩散)更多的摩擦热，因此，如图5(b)所示，在第二构件20”一侧产生的毛边的排出量少于在第一构件10一侧产生的毛边的排出量，根据情况，可能在接合界面残留氧化皮膜F。即，可能降低接缝效率。如果增大第二构件20”一侧产生的毛边的排出量，则可消除氧化皮膜，但这时，由于第一构件10一侧产生的毛边的排出量增大，因此，成品率变得恶化。与此相对，在等截面部11、21截面形状相同的本实施方式中，在第二构件20一侧产生的毛边的排出量与在第一构件一侧产生的毛边的排出量相同(参照图1(a))，因此，在接合界面J中难以残存氧化皮膜，另外，毛边的排出量也变得正合适，因此，成品率也变得良好。
另外，虽然热影响部中的热处理型铝合金的强度低于母材，但接合界面J处的强度最低。接合界面J附近的0.2％弹性极限应力减小，为母材的0.2％弹性极限应力的0.7倍(＝1/1.4)左右，但由于增大了接合界面J的面积，使其大于或等于等截面部11、21的端面11a、21a在摩擦压接前的面积的1.4倍，因此，接合界面J附近的屈服载荷与没有受到热影响的母材部分相同，厚度开始增大的部位K附近的屈服载荷小于或等于上述屈服载荷。因此，不必说在由于摩擦压接时的热影响，接合界面J附近的强度变得比母材的强度高，即使在变得比母材的强度低的情况下，接合界面J附近也不会成为弱点(降低设计标准)。即，对于本实施方式涉及的摩擦压接部件1，不需要将接合界面J附近的强度作为设计标准来设定等截面部11、21的厚度，能够根据接合界面J附近以外的热影响部H的强度设定等截面部11、21的厚度，因此，不需要使等截面部11、21的厚度大于或等于所需厚度。即，能够使摩擦压接部件1变轻。
另外，在本实施方式中，使第二构件20的等截面部21在摩擦压接前的长度L₂小于或等于等截面部21的外径，因此，可以防止切削加工或钻孔加工所需的时间变长或费用增大，另外，由于通过加工去除的铝合金的体积减小，因此，不会浪费材料。
另外，第一构件10以及第二构件20不需是挤压型材，也可以是铸造品(包含压铸件)。顺便提一下，在使用由铸造品形成的第一构件10以及第二构件20构成悬挂部件时，优选使用AC4C类合金或ADC3类合金。
(实施例)
1.热影响部的范围
以调查摩擦压接第一构件10和第二构件20时形成的热影响部H的范围为目的进行试验。在摩擦压接中使用的第一构架10和第二构件20为进行T6处理(在固溶处理后进行淬火处理，然后进行人工时效处理)而调质的Al-Mg-Si类合金(JIS规格的6061铝合金)，两个构件都由挤压型材形成。另外，切断管状挤压型材而形成第一构件10，并且在切断挤压型材之后，实施切削加工，形成第二构件20。另外，在实验中，第一构件10的等截面部11和第二构件20的等截面部21形成圆筒状，且截面尺寸相同。顺便说一下，确保等截面部11、21的长度L₁、L₂大于或等于10mm。
表1表示等截面部11、21的规格、摩擦压接条件以及热影响部H的范围。在本实施例中，判断出维氏硬度小于或等于100(Hv)的领域为由于热影响没有达到母材的规定强度的部分(热影响部H)。另外，无论在哪种情况，都设定摩擦过程中的相对转数N为1800转/分、摩擦压力P₁为30MPa、顶锻压力P₂为100MPa。
[表1]

如表1所示，在第一构件10的等截面部11和第二构件20的等截面部21为圆筒状，且截面尺寸相同时，热影响部H的范围小于5mm。即，如果确保等截面部11、21在摩擦压接后的长度为5mm以上，则热影响部H达到本体部12或截面变化部22的可能性极小。另外，在No.1-3以外的情况，总的总留量z都大于厚度t，而表1中没有记载的是，能够获得足够大的接合强度(55kN以上)。另一方面，总的总留量z小于厚度t(3mm)的No.1-3中的接合强度(43kN)小于其他情况。其原因在于，由于毛边的排出量小，因此，不能充分排出端面11a上的氧化皮膜，在接合界面J中嵌入氧化皮膜。
2.接合部的品质与摩擦压接条件的关系
以调查摩擦压接条件的差异对接合部品质的影响为目的进行试验。在本实施例中，调查摩擦压接后、在接合部的外周面以及内周面有无缝隙，从而，判断接合部的品质是否高。另外，在摩擦压接中使用的第一构件10和第二构件20为进行T6处理(在固溶处理之后进行淬火处理，然后进行人工时效处理)而调质的Al-Mg-Si类合金(JIS规格的6061铝合金)，两个构件都由挤压型材形成。另外，切断管状挤压型材形成第一构件10，并且切断挤压型材之后，进行切削加工，形成第二构件20。
等截面部11、21形成厚度为3mm的圆筒状，其内径为16mm，外径为22mm。
表2表示顶锻压力P₂与接合部的缝隙的关系。另外，表2中的“T”为从开始停止相对转动起、到施加顶锻压力为止的时间。
[表2]

如表2的No.2-2～2-6所示，如果顶锻压力P₂大于摩擦压力P₁，且大于或等于50MPa，则不会在接合部中产生缝隙，能够获得高品质的接合品。
表3表示时间T与接合部的缝隙的关系，其中，该时间T为从开始停止相对转动时起、到施加顶锻压力P₂为止的时间。
[表3]

如表3所示，验证了无论摩擦压力P₁是15MPa、还是30MPa，从开始停止转动、到施加顶锻压力P₂为止的时间T都为0.45秒以内，则不会在接合部中产生缝隙，可保持理想的接合状态。另外，即使从开始停止转动、到施加顶锻压力P₂为止的时间T为0.50秒，当摩擦压力P₁为15MPa时(No.3-6)，也不会在接合部中产生缝隙，即使当摩擦压力P₁为30MPa时(No.3-5)，也不会在内周面产生缝隙，因此，可以获得较理想的接合状态。另外，如果切除在接合部外周侧形成的毛边(参照图2(b))，则可以消除在接合部外周面产生的缝隙。如上所述，在从开始停止第一构件10和第二构件20相对转动时起的0.50秒钟以内，更加理想的是在0.45秒钟以内施加顶锻压力P₂，则能够获得理想的接合状态。