| 研究概要 |
機器・構造物の小型・軽量化,高機能化のため,あらゆる産業分野において,異材接合技術の開発が重要となっている.しかし,異材接合の場合,強度信頼性の高い継手を得るためには,材料・プロセス的な問題と力学的な問題の両者を考慮しなくてはならない.本研究では,レーザによる重ねスポット接合を対象とし,レーザ照射条件による溶込部形状,界面反応相や接合状態の変化と,その接合体の強度特性の関係を整理し,シミュレーションを援用することで,プロセスと力学の両者により最適化された異材接合体を得るための応用性に優れた手法の開発を目指す.基本的な材料組合せは,工業上要求の大きいステンレス鋼とアルミニウム合金とし,微小部品の接合を想定して,パルスYAGレーザ装置を用いたスポット溶接を行い,重ね接合体を作製した.レーザ照射条件を様々に変化させた接合実験を行い,接合部の観察および分析から,接合状態に及ぼす各種溶接パラメータの影響を整理した.とくに,溶接条件の違いによる溶込部形状の影響について調べるため,モデル材として,プラスチックと金属の異材接合体も作製した.金属側の材料を変化させ,接合実験および熱伝導解析を行った.供試材のレーザ吸収率および熱伝導率によって,溶込部の形状が大きく変化した.これは,熱伝導解析シミュレーションにより推測される結果と良く一致した.溶込部がほとんどない,平坦な接合部の場合,接合強度はほぼ一定であった.他方,溶込部が形成されると,接合強度がその形状によって変化する.すなわち,微小部品のスポット接合のように,接合面積を拡大することが困難な場合においては,接合強度をコントロールする有効な手法といえる.
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