AF-2021033-C2奨励研究助成（若手研究者枠）AF-2021034-C2奨励研究助成（若手研究者枠）塑性加工摩擦圧接，凹型回転ツール，アルミ合金と CFRP，数値解析geng.ph@jwri.osaka-u.ac.jp塑性加工，強度解析摩擦攪拌接合，欠陥解析，非破壊検査yamagata@toubu-kg.pref.hiroshima.jp大阪大学 接合科学研究所 特任講師広島県立総合技術研究所 東部工業技術センター 加工技術研究部 研究員耿 培皓山形 亮太− 31 −塑性加工塑性加工中央凹型回転ツールによるアルミ合金とCFRPの摩擦圧接技術に関する研究開発摩擦攪拌接合材の高効率・高精度な良否判定法及び非破壊強度評価技術の開発FSWは、軽量構造の製造に適用できる革新的な固相接合技術である。Al合金とCFRTPの摩擦攪拌スポット接合の継手強度を向上するため、プローブ無しの３種類接合ツール（フラットツール、凹型ツール、環状ツール）を新たに設計し、接合界面の温度分布を数値解析で可視化し、接合界面の組織、継手強度および破壊形態を実験で調査した。フラットツールの場合、多数の微細空洞欠陥が存在するため、接合部のせん断強度が低かった。一方、凹型ツールと環状ツールでは、発熱分布を分散させ、接合領域の温度分布がより均一になり、接合品質を向上した。その中、凹型接合ツールを用いるAl/CFRTPの摩擦攪拌スポット部における均一温度の接合面積が大きく、接合継手のせん断強度が最も高い。摩擦攪拌接合には接合する材料ごとにツールの回転速度や送り速度などの適正な条件範囲が存在する。本報では、回転数を一定とし、種々のツール送り速度でFSWスターインプレートを行ったA5052に対し、X線CT撮影により欠陥の発生や形状の変化について調査した。その結果、点状欠陥発生後、送り速度の増加に伴い欠陥サイズが増加し、送り速度1000mm/min以上では１つの繋がったトンネル状の欠陥となることがわかった。また、接合材の内部欠陥情報と引張強度の相関について調査を行い、最大欠陥体積が引張強度低下に影響していることが確認できた。そこで、最大欠陥体積を説明変数とした回帰分析により引張強度を予測する式を作成し、実際の引張強度との比較により強度予測手法の有用性の検討を行った。
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