| Research Abstract |
摩擦圧接法は,高性能・高機能製品を作製するための有効な溶接法の一つであるが,同法は回転摩擦運動を利用して接合を行うため,高速回転に耐えられない長尺材や,大重量部分および非対称重量部を有する素材の接合には適さない.また,角棒同士のように接合面の角と角とを一致させる,すなわち主軸の回転位相を一致させて停止させることができないため,これら素材の接合にはほとんど適用されていない.そこで,これらを解決する方法としてセンタードライブ方式の摩擦圧接(以下,CDFWと記す)法の適用が考えられる.しかし,これまで提案されている方式では,中央で回転させる素材(以下,中央片という)をチャックによって固定してそれ自体を回転させる構造となっているため,100mm以上の中央片の長さが必要となる.そこで本研究では,中央片長が10mm程度となるような短片を有するCDFW装置を開発して低入熱異材接合技術を確立することを目的とした.その中で本年度は,CDFW装置を製作して軟鋼の接合実験を行った.その結果,接合面には未接合部などの欠陥は認められず,継手は母材と同等の引張強度を有して母材破断することを明らかにした.また,中央片の板厚や形状を変化させて接合を行い,接合現象を観察したところ,適切な肉厚および形状の中央片を用いることで,初期トルク到達後の発生する摩擦トルクによって中央片にせん断破壊を生じさせ,回転動力を自動的に遮断させることを示した.さらに,得られた継手の引張試験を行ったところ,母材と同等の引張強度を有して母材破断する健全な継手を得ることを明らかにした.すなわち,CDFW法によって低入熱状態で継手が作製できる可能性を示した.そして,一般的な方式の摩擦圧接装置を用いて異材接合を行うための基礎実験を行い,異材接合の場合でも初期トルク到達時点で母材部から破断するような良好な継手が得られる可能性を得た.
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