超高速傾斜衝突時に発生するメタルジェットの解析による異種金属衝撃圧着機構の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360357
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 熊井 真次 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (00178055)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 接合・溶接 / 構造・機能材料 / 異種金属接合 / メタルジェット / 接合界面

研究概要

異種金属が超高速傾斜衝突する際のメタルジェット発生ならびに接合界面形成について調査した。粒子法(SPH)を用いて種々の板厚、衝突速度、衝突角度について超高速傾斜衝突の数値解析を行い、メタルジェットの放出ならびに波状接合界面の形成を再現することに成功した。また、メタルジェットの成分は衝突する両板の密度差の程度に依存することを明らかにした。実際に電磁力衝撃圧着法(MPW)を用いて種々の異種金属接合材を作製し比較したところ、実験結果は数値解析結果とよく一致していた。

研究成果

• [雑誌論文] 衝撃圧着時のメタルジェット放出および接合界面形態に関する数値解析ならびに実験的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柿崎正悟、渡邉満洋、熊井真次
  • 雑誌名: 軽金属 巻: 61 ページ: 328-333
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation and Experimental Analysis of Metal Jet Emission and Weld Interface Morphology in Impact Welding (2011)
  • 著者名/発表者名: Shougo Kakizaki, Mitsuhiro Watanabe and Shinji Kumai
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 52 ページ: 953-959
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure and joint strength of similar-and dissimilar lap joints fabricated by several advanced solid-state welding methods (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinji Kumai, Mitsuhiro Watanabe and Keyan Feng
  • 雑誌名: Materials Science Forum ページ: 654-656, 596-601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interfacial Morphology of Magnetic Pulse Welded Aluminum/Aluminum and Copper/Copper Lap Joints (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Watanabe and Shinji Kumai
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 50 ページ: 286-292
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interfacial Microstructure of Aluminum/Metallic Glass Lap Joints Fabricated by Magnetic Pulse Welding (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Watanabe, Shinji Kumai, Go Hagimoto, Qingsheng Zhang and Koji Nakayama
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 50 ページ: 1729-1285
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電磁力衝撃圧着したAl/AlおよびCu/Cu重ね合せ接合材の接合界面形態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡邉満洋, 熊井真次
  • 雑誌名: 軽金属 巻: 59 ページ: 140-147
  • 査読あり
• [学会発表] アルミニウム板の高速衝突時のメタルジェット放出および界面形態に及ぼす衝突条件の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柿崎正悟,澤裕也,熊井真次
  • 学会等名: 軽金属学会第121回秋期大会
  • 発表場所: 早稲田大学,東京
  • 年月日: 20101112-13
• [学会発表] 衝撃圧着時のメタルジェット放出および波状界面形態に及ぼす接合材の密度差の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柿崎正悟,澤裕也,熊井真次
  • 学会等名: 日本金属学会第149回秋期大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター,那覇
  • 年月日: 20101107-09
• [学会発表] 衝撃圧着時に形成される波状界面形態に及ぼす接合材板厚の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 澤裕也,柿崎正悟,熊井真次
  • 学会等名: 日本金属学会第149回秋期大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター,那覇
  • 年月日: 20101107-09
• [学会発表] Metal Jet Emission and Wavy Interface Formation in High-Speed Impact Welding (2010)
  • 著者名/発表者名: Shougo Kakizaki, Mitsuhiro Watanabe and Shinji Kumai
  • 学会等名: The 12^<th> International Conference on Aluminium Alloys(ICAA12)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100905-09
• [学会発表] Microstructure and joint strength of similar-and dissimilar lap joints fabricated by several advanced solid-state welding methods (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinji Kumai
  • 学会等名: The 7^<th> Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing(PRICM7)
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 20100802-06
• [学会発表] アルミニウム板の高速衝撃圧着時のメタルジェットの放出挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柿崎正悟,渡邉満洋,熊井真次
  • 学会等名: 軽金属学会第118回春期講演大会
  • 発表場所: 関西大学,大阪
  • 年月日: 20100522-23
• [学会発表] Similar and Dissimilar Metal Joining using Magnetic Pulse Welding (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinji Kumai
  • 学会等名: The 18^<th> International Symposium on Processing and Fabrication of Advanced Materials,(招待講演)
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20091214-17
• [学会発表] Microstructure of Magnetic Pulse Welded Metal/Metallic Glass Interface (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Watanabe, Go Hagimoto and Shinji Kumai
  • 学会等名: The 18^<th> International Symposium on Processing and Fabrication of Advanced Materials
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20091214-17