Friction Stir Weldingの難接合材料への適用可能性

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10875139
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 粉川 博之 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10133050)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 裕 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00292243)
• Keywords: Friction Stir Welding / アルミニウム合金 / TEM / EBSP / OIM / ミクロテキスチャー / 摩擦熱 / 塑性流動 / 難接合材料

Research Abstract

Friction Stir Weldingは、突き合わせ接合が可能な新しい固相接合法で、熱影響が少なく気孔や割れが生じにくいなどのさまざまな利点を有している。そのため、溶融溶接時に気孔や溶接割れが生じやすいという理由から、難接合材料と考えられている材料に対する適用が期待されている。本研究では、各種難接合材料に対するFriction Stir Weldingの適用可能性を検討するため、接合部のミクロ組織を系統的に調査し、材料科学的な観点からFriction Stir Weldingの接合メカニズムの解明を試みている。本年度得られた結果は次のとおりである。
1.析出強化型Al合金に対してさまざまな条件でFriction Stir Weldingし、ミクロ組織形成に及ぼす接合条件の影響を調べた。回転数の増加と共に、接合中の最高加熱温度が増加し、接合部の再結晶粒が大きくなった。これらの関係は、一般的な静的粒成長の関係式に従っており、接合部の再結晶粒は、接合中の塑性流動直後の静的な粒成長によって生成することが明らかとなった。
2.Friction Stir Welding中の塑性流動挙動をEBSP/OIMによるミクロテキスチャー解析によって調べた。接合部は、典型的なせん断加工集合組織を呈しており、回転ツールによるせん断変形によって特徴付けられることがわかった。さらに、接合後熱処理を施すと、せん断加工集合組織の回転現象が認められた。これは、静的な一次再結晶特有のであるため、接合部の再結晶粒は動的再結晶によって生成していることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Yutaka S.Sato: "Micro-Texture in Friction Stir Weld of an Aluminum Alloy"Metallurgical and Materials Transactions A. (in press). (2001)
• [Publications] 佐藤裕: "アルミニウム合金摩擦撹拌溶接部のミクロ組織"軽金属溶接. 39・1(in press). (2001)