並列コイルを用いた衝撃電磁シーム圧接

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K06757
• Research Institution: Nagano National College of Technology
• Principal Investigator: 宮崎 忠 長野工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (70383487)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 百瀬 成空 長野工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (00413774) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 材料加工 / 電磁圧接 / 電磁成形 / 高エネルギー速度加工 / 衝撃塑性加工

Outline of Annual Research Achievements

衝撃電磁シーム溶接法は「アルミニウム薄板や銅薄板を特性の大きく異なる鋼板など異種金属材を容易に溶接できる」「厚さ3 mmの薄板から厚さ6.5 μmの金属箔のシーム溶接が可能である」など様々な利点を持つ．これまでの実験において，「接合部には２カ所の溶接部とその間の非溶接部が存在すること」「シーム溶接された部分は，面でなく２本の線状に溶接されること」が明らかになっている．しかしながら，本接合に関する最適な接合条件に関しては，経験的にしか得られていないのが現状である．本研究の目的は，衝撃電磁シーム溶接法における最適な接合条件について明らかにすることにある．
そこで平成２９年度については，最適な接合条件を明らかにするために，前年度に行った変形シミュレーションの結果を踏まえて，（国研）産業技術総合研究所に設置されている電磁成形装置を用いて，板材の接合を試みた．その結果，予測したより供試材が変形せず接合できなかったため，原因を検討しコイルの検討を行っている．この原因として，本電磁成形装置の残留インダクタンスが予測より大きかったことがあげられる．この影響で，コイルに大電流が流れず，大きな磁界が発生しなかったため，磁気圧力が小さくなり板材が変形せず接合できなかった考えられる．昨年度，出席した国際会議で得られた知見や実験で得られた電流波形や供試材の変形状態を基にコイルの改良を行っている．残留インダクタンスの大きい装置で接合ができれば，本接合法の利用拡大が期待される．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究初年度に得られた変形シミュレーションの結果を基に（国研）産業技術総合研究所に設置されている電磁成形装置を用いて板材の接合を試みたが，予測したより供試材が変形せず接合できなかったため，当初計画より遅れが生じている．その原因として，本装置のもつ残留インダクタンスが予測以上に大きく，効率的に成形用コイルへ電流が流れず，成形用コイルに大きな磁界が発生しなかったためだと考えられる．

Strategy for Future Research Activity

現在，実験で得られた電流波形や供試材の変形状態を基にコイルの改良を行っている．改良コイルは6月中に完成する見込みである．遅れを取り戻すためにコイル完成後，直ちに実験を行う予定である．また，併せての接合界面状態と衝突パラメーターとの相関について明らかにするために引き続き変形シミュレーションも行う．

Causes of Carryover

（理由）
平成29年度は，接合実験で予測通りの結果が得られずコイルの改良に時間を要しているため，次年度使用額が生じてしまった．
（使用計画）
平成30年度も引き続き（国研）産業技術総合研究所の装置を利用して接合実験を行う予定である．コイルの改良を行っているが，厳しい条件で接合実験を行わざるを得ないことから，コイルの破損が予測される．そのことから，追加でかかるコイル制作に次年度使用額を使用する予定である．

Remarks

平成29年7月12日～15日に行われた，MF-Tokyo2017 プレス・板金・フォーミング展に出展し本接合法の紹介を行った．