2005 Fiscal Year Annual Research Report
複合ツールを用いたハイブリッド摩擦撹拌接合による鉄系材料の低環境負荷接合機構解明
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17206074
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中田 一博 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (80112069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
節原 祐一 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (80236108)
柴柳 敏哉 大阪大学, 接合科学研究所, 助教授 (10187411)
田中 学 大阪大学, 接合科学研究所, 助教授 (20243272)
津村 卓也 大阪大学, 接合科学研究所, 助手 (00283812)
藤井 英俊 大阪大学, 接合科学研究所, 助教授 (00247230)
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| Keywords | 摩擦攪拌接合 / ツール / ハイブリッド / 鉄 / 環境 / 接合機構 / 組織 / 非鉄材料 |
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| Research Abstract |
鉄系材料の摩擦攪拌接合を可能とするプロセス及びツールシステム開発と、接合部の微細構造組織制御による高品質化を図るために,接合部材局所直前予熱並びに接合直後冷却システムを有するハイブリッド式摩擦攪拌接合法を開発すると共に,省エネルギーで、効率的な予熱・直後冷却を行うための摩擦発熱・予熱・冷却をハイブリッド化した熱伝導モデルと,インプロセスモニタリング制御システムを構築する。また耐熱高耐久性複合ツール開発並びに多軸複動FSWシステムを構築し,ハイブリッド式摩擦攪拌接合法と組み合わせて鉄系材料への適用性と接合部微細組織構造及び機械的・化学的性質との相関性を明らかにし、接合プロセスの最適化システムを構築するとともに、既存アーク溶接に代わる鉄系材料の省エネルギー・環境対応型接合システムの確立を目指すものである。17年度の研究成果は以下のとおりである。
1.ハイブリッド式摩擦攪拌接合システムを構築し,その作動特性の評価を行った。
2.接合部の過熱による接合部組織の粗粒化を防止し、微細組織を得るために、炭酸ガス噴射冷却装置(新設)を用いた接合直後冷却システムを構築した。
3.多軸複動FSWシステム(新設)を構築した。
4.接合部過熱を抑制し、かつ十分な塑性流動を実現して良好な機械的・化学的性質を有する接合部が得られる摩擦発熱条件、レーザ予熱条件及び接合直後冷却条件の3つのパラメータの協調最適化システムモデル設計を行った。次年度以降の実験データによりその構築を図る。
5.ハイブリッド式摩擦攪拌接合システムを適用し、鉄鋼材料,ニッケル基耐熱合金,アルミニウム合金などについて各種接合パラメータと形成組織との関係を明らかにし,接合部の微細構造解析及び引張試験を行い,形成組織との関係を明らかにした。
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