ででくくだだささいい■現代社会を支えている様々な乗物においては時代と共に軽量化の試みが続いている．軽量化により燃費改善や消費電力減少等，多くのメリットが期待されるのは周知のとおりである．この実現の■つの手段として構造用素材を高強度化することが挙げられ，部材の減量に貢献する様々な手法が試みられている．高強度材料を創成する方法の■つとして，繰り返しせん断変形加工ff■■■■：■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■による超微細組織材の生成・活用が挙げられる．これは素材にせん断変形を与えることで結晶粒を微細化し，ホール・ペッチ則に従って強度を向上させる方法である．しかしこの方法では材料の寸法が金型の大きさに依存するため，大寸法の■■■■材を作ることは困難となる．よって■■■■材を基に製品製造への応用を考えた場合，部材を接合し寸法を拡大する手法が考えられる．超微細組織材同士の接合を考えた場合，接合時の発熱で超微細組織を破壊しないことが求められる．過去，本研究室では棒材の■■■■加工を行い，これに適応した固相接合である摩擦圧接の研究を行った．その結果■■■■材は熱による影響を受けやすい事がわかり，加工時における入熱量を最小限に抑える事で，高い継手強度を達成することができた ■．一方，本研究室では板材の■■■■加工も行えるようになっており，これも棒材と同様に固相接合による材料寸法の拡大を試みることを着想した．素材が板材であることから板材に適した摩擦撹拌接合ff■■■：■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■を採用した．本研究では■■■■したアルミニウム合金板の■■■おける最適な条件を調査・検討することを目的とする．数値目標としては通常のアルミニウム合金の溶接継手の継手効率ff継手効率＝継手の引張強さ■母材の引張強さ■が■■■■■ということから，この研究における接合でも同様に■■■以上の値を目標とした． ■■使用素材と実験装置まず，本研究室にて巨大ひずみ加工を長年行ってきた■■■■系アルミニウムを素材として研究を開始した．供試材は断面形状が■■×■■■のアルミニウム合金■■■■■■■■材写写真真位位置置■削削除除ししなないい１．まえがき２．■■■■系アルミニウム合金に対する試みを使用し，当研究室が所有する低摩擦型せん断加工機を用いて■■■■加工を行った．■■■■加工の条件は，室温で，曲がり角度が■■°（■回当りの相当ひずみが約■），ラムスピード■■■ ■■■■で，ルート■（各■■■■間で材料の向きを変えない加工法）で繰り返して■■■■■材ff■■■■■■■■■加工回数■を製作した．■■■■■材は十分に結晶粒が微細化されており，接合時の流動性が向上したために■■■を行う上では，より低い熱量でも欠陥が発生しにいと予想された．この■■■■材についてのレーザー顕微鏡による組織観察の結果を図１に示す．図１■■■■加工を３■■■■施した■■■■■■■■板材の断面における組織写真ff■■板材左側，ff■■中央部，ff■■板材右側■■■■加工後，フライス盤による機械加工により，幅■■ ■■ ■■．長さ■■■■■■，厚さを接合ツールの形状に合せて，■■■用の素材を作製した．■■■は，ツールと呼ばれる棒状の工具を高速で回転させながら金属接合部に接触させて，材料との摩擦熱を発生させ，その熱により軟化した部分を撹拌し，金属を塑性流動化させて接合する方法■■である．このとき，接合された試験片を継手と呼ぶ．この素材に対しては，摩擦撹拌接合機ff日立設備エンジニアリング株式会社■■■ ■■■■ ■■を使用した．実際に使用したツールや接合条件については後述する． ■ 既存ツールを用いた継手効率と接合条件の関係 ■ ■■実験条件および評価方法まず既存の接合用ツール（ 種類）を用い，■■■■材の材料特性と接合条件の違いが継手特性にどのような影響を与えるのか調査した．具体的にはショルダ径の寸法をパラメータとして接合への影響を調査した．ツールの各部名称を図２に示す．使用したツールの寸法等は，ツール①はショルダ径が■■■，プローブ長が■■■■■，プローブ径と形状が■■（ネジあり），ツール②はショルダ径■■■■，プローブ長 ■■■■，プローブ径と形状■■（ネジあり）であった．*芝浦工業大学 工学部・機械機能工学科 教授- 16 -K. Aoki超微細アルミニウム合金板材を用いた超微細アルミニウム合金板材を用いた■■摩擦撹拌接合による高継手効率継手の開発摩擦撹拌接合による高継手効率継手の開発青木 孝史朗*青木孝史朗Report
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