]%[率効手継ツール回転速度[mm/min]を目的に，ショルダ径が■■■・プローブ径が■■・プローブ長が■■■■■となる形状のツールを製作し接合実験を行った．接合条件は，ツール回転数 ■■■■■■，保持時間■■，押し込み量■■■■■■とし，入熱量を最も変化させやすい因子である接合速度を■■■■■■■■■■■■■の間で変化させた．接合後，継手を切断して接合部の状態を確認した．入熱量の減少と接合部の健全化を目標としたが，撹拌部下に欠陥が発生した．これから引張強さを測定し継手効率を求めた．測定時には欠陥を除去し，実際に接合された部分における強度を求めた．だが，欠陥除去した状態においても撹拌部の硬度低下が起きていることが原因で継手効率は■■■に留まった．撹拌部下に欠陥が生じた写真を図６に，欠陥除去した状態の継手効率の一例を図７に示す．図６接合速度■■■■■■■■■で接合した継手断面の光学顕微鏡写真図７接合速度を変化させた継手における継手効率欠陥が発生する原因について検討を行った．■■■における欠陥には異常欠陥と呼ばれるものがある．これはツール回転速度が速いため接合部下部では塑性流動が活発に生じ，一方接合部上部では比較的緩やかであり，結果的に塑性流動の差から欠肉として欠陥が生じると考えられている■■．これまでの実験結果から撹拌部の硬度が■■■■■■■■■後の硬度ではなく供試材である■■■■■■■■の硬度よりも低下していることから，撹拌部にはかなりの入熱があると判断できる．そこで欠陥発生の原因を入熱過多に伴う撹拌の不安定状態であると予想した．この予想が正しければ，撹拌部の結晶粒径が母材よりも粗大化する事になる．そこで，同じツールを用いて接合条件を変えて入熱を減らした検証実験を行った． ■■■ 実験ffその ）および結果と考察上述の考えを基に，接合条件は前報の条件よりツール回転速度を遅くして■■■を行った．接合条件はツール回転数を ■■■■■■より下げて■■■■および■ ■■■■■とし，保持時間■■，押し込み量■■■■■■は変えず，接合速度は■■■■■■■■■一定とした．接合後，■■■後の撹拌部に対して，組織観察を行い欠陥の有無を確認した．また，これまで行った接合条件からいくつか選んだ撹拌部の組織写真を用いて母材部と撹拌部の平均結晶粒径を求積法より算出し，その比較を行った．接合の結果，今までと同様に撹拌部下に欠陥が生じた．更に■■■■■■まで回転速度を下げて接合を試みたが，今度は接合不良となってしまった．母材部と撹拌部の平均結晶粒径を表１に示す．これより母材部に比べ撹拌部周辺の平均結晶粒径は大きくなっていることが分かる．以上から接合部下部の欠陥と接合部の大幅な硬度低下といった つの軟化挙動が生じたことから接合部は入熱過多になっていたことが分かった．表１各ツール回転数で接合した継手における母材および接合部の平均結晶粒径ツール回転数■■■■■ ■■■■■■■■ ■■軟化を抑えるために入熱量を下げなければならないが，ツールの回転を下げると接合不良が生じる．そこで撹拌量だけを減少させる事を目的に，プローブ形状としてネジのないツールで接合を試みた． ■■プローブ形状による入熱の影響次にショルダ径■■■・プローブ長■■■■■■・プローブ径■■■のネジなしツールを作製し，ツール回転数■ ■■，■■■■■■■，接合速度■■■■■■■■■，押し込み量■■■■■■，保持時間■■■■で■■■を行った．■■■後の接合部に対して，接合部の断面観察を行った．また，接合部のビッカース硬さと結晶粒径の測定を行って接合部の組織変化を調べ，ネジ有無による影響を調査した．図８にツール回転数■■■■■■■でネジありとネジなしの場合それぞれの条件で■■■を行った接合部断面のマクロ組織写真を示す．図８に示すようにツール回転数■■■■■■■において接合部下部に小さな欠陥が発生したが，ネジありツール使用時よりも大幅に欠陥が抑制できていることが分かる（図８ff■■の赤丸部）．これより，ネジなしツールによって材料の流動と入熱を減らせたといえる．図８ツール回転数■■■■■■■で接合した継手断面の光学顕微鏡写真，ff■■ネジあり，ff■■ネジなしの場合接合速度■■■■■■■■母材部粒径■■■■■■接合部粒径■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■- 18 -
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