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界面活性化接合法(Friction Stir Welding)は、摩擦圧接現象を利用して接合界面を物理的に活性化させる突合せ接合を行う全く新しい概念の固相接合法である。具体的には、突起のある丸棒に回転と圧力をかけて部材に進入させ摩擦熱によって塑性流動を起こさせ、接合界面を物理的に活性化させ接合部を形成するプロセスである。この接合法によって回転体の接合に限られていた摩擦圧接法を非円形材料の接合に応用できる点で非常に期待が持たれるが、基本的な接合因子については明らかでない。
そこで、本研究課題では純アルミニウムを用いて接合部の形成におよぼす主軸回転数、移動速度の影響について基本的な接合現象の把握と接合の主要因について実験的な調査を行った。供試材として丸棒にステンレス鋼(SUS440C)、板材に純アルミニウム(A1100)を用いた。実験的にはかなり広い条件範囲で良好な接合部を得ている。すなわち、高回転低移動速度の条件では熱量が過大となり、外観不良と内部欠陥を生じる。低回転高移動速度の条件では熱量が不足気味となり安定したビ-ドが得られない。溶融溶接で認められる気孔などの欠陥発生はなかった。引張試験の結果は、条件によって最大90%の継手効率を示す。短繊維強化複合材料についての接合実験も行ったが、条件裕度は極めて小さいが、完全な接合ができることが明らかとなった。突起のある丸棒先端形状の最適化、高高温材料の開発が今後の開発と考えられる。
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