１．研究の目的と背景２．実験方法■線■■による接合欠陥検査（■）全体（■）接合部キーワード：摩擦攪拌接合，欠陥解析，非破壊検査機械・構造部材における接合工程では、低ひずみ、低エネルギーおよび作業環境改善の観点から、溶接に変わる新たな手法として摩擦撹拌接合（■■■）が注目され、アルミ部材を中心に実用化が進んでいる。■■■では材料ごとにツールの回転速度、送り速度などの適正な接合条件範囲が存在し、その範囲外では欠陥が生じること、接合条件に応じて欠陥の形態が種々異なることが報告されている１）。このような欠陥は使用時に破壊の要因となりやすく、事前の検査工程において適切に検出を行う必要がある。しかし、材料内部に存在する場合にはその位置や形状寸法を精度よく測定するのが容易ではなく、内部欠陥を簡便に定量評価できる手法が望まれている。その一手法として■線■■が期待されており、得られた三次元断層画像の解析から、欠陥の位置や形状および寸法などを定量的に精度よく評価することができる。■線■■を用いたアルミ材■■■継手の欠陥評価に関する検討も行われており、■■画像解析により接合欠陥が検出でき、その位置や形状寸法の計測が可能であること、接合条件と欠陥の位置や形状に一定の相関があることが指摘されている２～３）。しかし、接合条件を種々変えた際に欠陥寸法や形状がどのように変化するかについての系統的な検討は行われておらず、これらの要因が■■■継手強度に及ぼす影響について検討された例は少ないのが現状である。そこで、本研究では、■線■■を用いた■■■継手の良否判定法を構築するための基礎的検討として、■■■■ 板材に■■■スターインプレートを行い、接合条件を種々変えることにより内部欠陥の発生形態や形状寸法が異なる複数の板材を作製した。次に、その板材から試験片を切り出し、■線■■による欠陥計測を行うとともに、試験片の硬さ試験および静的引張試験を行った。得られた内部欠陥の情報から、静的引張強度と相関性の高い欠陥形状パラメータを特定するとともに、そのパラメータ計測値から静的引張強度を予測する手法についても検討した。 ・■摩擦攪拌接合試験片の作製供試材の材質はアルミニウム合金■■■■ ■■■■■ であり、長さ ■■■■、幅■■■■■、板厚■■■の板材を使用した。引張強度は ■■■■■■■である。接合には芝浦機械製マシニング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（ ■ ■年度奨励研究助成（若手研究者枠）■■■ ■ ■■■■■■ ）研究員山形亮太センタ■■■■ ■■■■■を用いて、ツール回転数■■■■■■■、送り速度を■■■～■ ■■■■■■■■の複数の条件で線接合を行った。また今回は、後述する■線■■検査において、材料中の内部欠陥のみを評価できるよう、突合せ面のないスターインプレートで実施した。接合ツールはショルダー径■■■■、プローブ径■■■、プローブ長■■■■■のものを使用し、前進角は■°とした。 ・ 図１に非適正条件で接合された試験片の例として、接合した板材の全体写真と接合部の外観写真および■線■■透過画像を示す。このように、適正接合条件の範囲外では、外観では一見して正常な状態に見えるものでも、内部には送り方向に線状の欠陥が発生していることがわかる。欠陥の詳細情報を調査するため、図２に示すように、接合した板材からマシニングセンタを用いて切り出した引張試験片に対して、■線■■撮影した後、■■データ解析・可視化ソフト（■■■■■■■■■■■■■■■社製■■■■■■■■■■■■■）の欠陥解析機能を用いて試験片内部に発生した欠陥の検出を行った。図１非適正条件接合での外観および■線■■透過画像の例（回転数■■■■■■■、送り■■■■■■■■■）ツール回転方向接合開始点送り方向欠陥■■■■接合終了点− 364 −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
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