2016 Fiscal Year Annual Research Report
Clarification of Joining Mechanism and Optimum Conditions in Laser Roll Welding of Magnesium Alloy to Steel
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26870281
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
尾崎 仁志 三重大学, 工学研究科, 助教 (90515660)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | レーザロール溶接 / 異種金属接合 / 材料ハイブリッド構造 / マグネシウム合金 / 低炭素鋼 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨今の地球環境保護の観点から，自動車などの輸送機器のさらなる軽量化のために，構造用材料として使用される金属材料中，最軽量材料であるマグネシウム合金と鉄鋼とを高性能でハイブリッド化する技術が求められている．その際，これらを高い生産性と信頼性で接合する技術が必須となるが，従来の接合法では接合が困難であり，良好な結果が得られないため実現できていない．そこで，本研究では異種金属接合に有効なレーザロール溶接法によりこれらの接合を試み，レーザロール溶接によるマグネシウム合金と鉄鋼の接合メカニズム及び高性能な継手を得るための最適条件について解明することを目的としている．
平成28年度は主に，溶接中の熱サイクル，および接合部に生成する組織について調査した．溶接中の熱サイクル測定により，接合界面の最高到達温度はマグネシウム合金の融点以上，鋼の融点以下であることを確認した．引張せん断試験後に界面破断した試験片において鋼側接合部表面を観察すると，光沢を有する付着物が確認され，EPMA分析の結果Mg元素を多く含むことから，鋼表面に付着したマグネシウム合金であると推定した．また，その付着領域を接合面積として測定すると，接合面積はローラ加圧力によらず溶接速度が増加すると減少し，ローラ加圧力の高い方が全体的に接合面積も大きいことが分かった．
本研究の結果，マグネシウム合金と鉄鋼とのレーザロール溶接では，マグネシウム合金中のAl元素と鋼中のFe元素との固溶体または金属間化合物による界面層が接合面において形成され，接合している可能性が示唆された．また，本継手の引張せん断強さを向上させるためには，接合面積を増加させる必要があることが判明し，今回の実験条件においては，高ローラ加圧力かつ低溶接速度が望ましいと考えられる．
以上をまとめた論文を溶接学会に投稿し，現在，査読中である．
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