2020 Fiscal Year Research-status Report
Relationship during Micro Texture, Strength and Formability of Aluminum Alloy/Steel Laser Butt Tailored Welded Blanks
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20K05153
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
飯塚 高志 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (60335312)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | テーラードブランク / 異種金属接合 / レーザ接合 / 成形性 / 耐電界腐食性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「①接合条件と強度および微細組織の関係の解明」については，SPCCとA6061P-T6についてレーザ出力，焦点位置およびレーザ照射位置（接触界面からのオフセット位置）に関して，最適な接合条件の調査を行った．結果として，接合速度が600mm/minのときには，400W~500Wの間で最大の接合強度が得られることが確認できた．最大の強度が得られるオフセット幅がおよそ0.02mmの程度であり，より細かくして実験を行うことでさらなる強度向上が期待できる．また，焦点位置については，板上1.5mmとすることが最適であった．照射エネルギー密度が変化しないようにレーザ出力と接合速度を変化させて，接合強度分布を調査したが，接合速度による影響はあまり見られなかったため，接合速度というよりは照射エネルギー密度の影響を調査する必要があることがわかった．さらにSPCCとA1050P-Oについて接合強度と接合界面構造の関係を調査した．接合強度がおよそ70MPa，50MPaおよび30MPaになるように接合材を作製し，SEM観察とEDS分析を実施して，接合界面の金属間化合物層の変化を観察・分析した．結果としては，界面構造の複雑化のために明瞭に評価することは困難であったが，強度とおよその金属間化合物層厚さの関係を明らかにすることができた．「③金属間化合物層と電界腐食性の関係の解明」については，参照系として摩擦圧接接合をした接合材の複合サイクル試験およびSPCC/A6061P-T6レーザ接合材の複合サイクル試験を実施した．SPCC/A6061P-T6レーザ接合材の複合サイクル試験では表面に形成される接合痕の影響を確認するために，この後を切削によって除去した試験片に関して実施した．結果としては，サイクル数と接合強度の関係は接合痕の有無ではほとんど変化しなかったことから，接合痕の影響がないことが確認された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
R2年度は，コロナ禍の影響で前半にほとんど実験ができなかったことを考えると，結果的におおむね順調であったと自己評価している．特に「②接合板の接合部の変形能と成形性の評価」に関する進捗はほとんどなかったが，このテーマは①の結果を元に実施する予定であったため，進捗としては問題ないと考えている．テーマ①および③については，予定通り実験を遂行することができた．テーマ①に関しては，接合パラメータが多いこと，およびさらなる詳細な最適化が必要であることから，今後も引き続き検討していく必要がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
SPCC/A6061P-T6の系では，未だに接合強度不足のため成形性に関する実験は困難な状況にある．したがって，テーマ①に関しては主にSPCC/A6061P-T6の系を中心に照射エネルギー密度の影響など接合パラメータが強度に及ぼす影響を引き続き調査する．また，最適接合位置に関してはより間隔を小さく条件設定をすることを検討している．SPCC/A6061P-T6の系に関しては接合界面構造の評価をしていないので，SPCC/A1050P-Oの系と同じ接合条件でどのような違いが生じるかを調査する．テーマ②に関しては，主にSPCC/A1050P-Oの系で実験を進める予定である．R3年度にはまず，接合強度と成形の難易に関する調査を行う予定である．「③金属間化合物層と電界腐食性の関係の解明」については，R2年度に界面の金属間化合物層の存在は電食性に大きな影響を与えないことが確認された．今後は接合強度（界面構造）と電食による強度低下挙動の関係を調査し，接合界面の金属間化合物層厚さと接合強度が無力化されるまでのサイクル数やその速度などの関係を比較する予定としている．
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