■■①①②①② キーワード：摩擦攪拌接合，異材接合，塑性流動，可視化，内部応力，光弾性法 接合部攪拌部接合ツール ショルダー プローブ接合部回転方向オフセット量突合せ面接合方向回転方向接合方向接合方向突合せ面回転方向オフセット量合金ff■■■を適材適所で組み合わせて用いるマルチマテリアル構造が注目されている■■ ■．摩擦攪拌接合ff■■■■を用いることにより■■■■■接合は可能であるが，接合ツール形状や接合ツール回転速度，接合速度等の接合条件が入熱量，材料流動，応力場等の接合体の内部状態を変化させて接合品質に影響を与える．図１に■■■による■■■■■の突合せ接合の模式図を示す．接合ツールの回転・移動方向に対して■■材が前進側ff■■■，■■材が後退側ff■■■になるように接合ツールのプローブを接合界面近傍で回転・移動させると共にプローブ側面で■■材表面を僅かに削るオフセット量を与えることで，■■材表面の酸化膜を除去して新生面を創出して高い接合強度が得られることが明らかにされている■■■■．この時，塑性流動が活発でないプローブ底部での欠陥生成を抑制するため，プローブ底部への塑性流動を誘起するねじ形状のプローブが利用される■■■■．このねじ形状のプローブにより接合部の■■材の接合界面に接合方向と平行な線状痕が形成されより高い接合強度が得られることが明らかにされているが，線状痕の形成機構は明らかでない■■．■■■■では接合ツールによる未溶融の材料流動（塑性流動）により接合界面で材料の混合・接合が促進されるため，接合体内部の塑性流動が重要であり，その流動状態を明らかにするために様々な可視化が行われている■■■■■■■■■■．図■に示す■■■による■■■■■の突合せ接合においても，温度場や材料流動の可視化が進められているが，接合界面構造の形成や接合後の残留応力などを通して接合強度に関係す■図１■■■■による■■■■■突合せ接合■１．研究の目的と背景 ■輸送機器の軽量化のため，鉄鋼材料ff■■■とアルミニウム豊橋技術科学大学■機械工学系■（ ■■■年度■一般研究開発助成■■■■ ■■■■ ■■■■）■准教授■安井■利明■２．実験方法 ■ ・■■■線■■法による接合界面構造観察■る重要な因子である内部応力状態については実験的に可視化が行えていない．そこで，内部応力分布を可視化手法として光弾性法に注目し，FSW中の内部応力分布測定への適用を検討した． 本研究では高度な塑性流動制御による高強度接合体の創製を目指し，接合ツール形状によるFSW中の接合界面構造や内部応力状態への影響を明らかにすることを目的とした．まず，接合界面構造を明らかにするためX線CT法による接合界面構造の内部状態観察を行った．次に，FSW中の内部応力状態を明らかにするために光弾性法と数値解析により内部応力分布を調査した．なお，本研究では，接合ツールのプローブ挿入過程での内部応力状態についてプローブ形状の与える影響を比較検討した．■■■■による■■■■■突合せ接合体の接合界面構造を調査するために■線■■法による接合体内部状態の観察を行った．接合実験では， ■■×6■×■■■■■■の■■■■と■■■■■を被接合材とし，■ ■■■■のショルダ部とプローブ部からなる接合ツールを用いた．プローブには図２に示すストレート形状（■■■■■）とねじ形状（■■×■■■■■■）の２種類を使用し，ショルダ面からの突き出し長さを■■■■とした．接合条件は過去の報告■■■■を参考に接合ツール回転速度 ■■■■■■■■，接合速度■■■■■■■■■■，オフセット量■■■■■■とした．観察には，マイクロフォーカス■■線■■■システム（■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■）を用い，接合体の撮像条件は管電圧■■■■■■，管電流■■■μAとした．撮像データを取得後，ボリュームレンダリング（■■■法による３次元画像処理を行い，■■と■■の■線透過率の差を用いて■■■■■突合せ接合体の■■のみを表示することで接合界面の３次元構造ff■■像■と任意断面（スライス像）の画像を得た．■図２ プローブ形状（左：ストレート，右：ねじ） − 121 −AS (Fe)RS (Al)RS (Al)AS (Fe)摩擦攪拌異材接合における高度塑性流動制御 による高強度接合体の創製
元のページ ../index.html#123