| 研究概要 |
Zr基の金属ガラスはアモルファス構造を有し,高強度かつ低ヤング率という一般の金属材料ではみられない特性を有するため,ダイナミックレンジの圧力センサなどへの利用が考えられている.そのため構造用材料であるステンレス鋼への溶接が求められている.本年度は,Zr基金属ガラス薄板とオーステナイト系ステンレス鋼SUS304薄板とのマイクロ抵抗シーム溶接に先立って,マイクロ抵抗スポット溶接を行った。
接合初期段階はSUS304の表面と金属ガラスがわずかに溶融し,接合界面に薄い反応層(Fe-Al-Zr系の金属間化合物)を形成した.入熱が増加するのにともなって,溶融したSUS304が金属ガラスの液相あるいは過冷却液相中に侵入し,ほとんど反応せずに機械的に混合することで継手を形成した.最終的には金属間化合物で構成された楕円形ナゲットが接合界面に形成し,継手は脆化した.
金属ガラスの電気抵抗はSUS304の電気抵抗の20倍であるため,同じ形状の電極を菱和が似用いると溶融範囲に差が生じた.脆弱な金属間化合物ナゲットを形成させないためには,SUS304側の溶融を極力制限する必要がある.そこで電極の組み合わせを考慮することで両金属の溶融量を制御し,ナゲットの脆化を低減することができた.電極形状を変化させることで溶接のプロセスウィンドウを広げることが可能であることが示唆された.
マイクロ抵抗シーム溶接は抵抗スポット溶接を連続して行うプロセスであるため,本年度得られた結果は抵抗シーム溶接にほぼそのまま適用できると考えられる.
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