2007 Fiscal Year Annual Research Report
複合ツールを用いたハイブリット摩擦攪拌接合による鉄系材料の低環境負荷接合機構解明
| Project/Area Number |
17206074
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中田 一博 Osaka University, 接合科学研究所, 教授 (80112069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 学 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (20243272)
津村 卓也 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (00283812)
藤井 英俊 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (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。
平成19年度の研究成果は以下のとおりである。
1.平成18年度に引き続き、ハイブリッド式摩擦攪拌接合システムを用いて、鉄鋼材料およびニッケル合金の接合実験を実施し、接合条件範囲の拡大、特に接合速度の高速化、ツール寿命の拡大、接合荷重の低減化を行うとともに、接合部の形成組織、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。2.平成18年度に引き続き、多軸複動FSWシステムを用いてFSWの欠点である最終ツール穴の解消を目指した基礎実験を軟質材料であるアルミニウム合金およびマグネシウム合金で実施し,鉄鋼材料およびニッケル合金への適用実験を行った。3.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の構築を目指した研究を進めた。4.鉄鋼材料およびニッケル合金への摩擦点接合の適用性を軟質金属材料と比較評価した.5.鉄鋼とアルミニウム合金の異材重ね接合の可能性に関する研究を行った。
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