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2016 年度 実績報告書

手動で駆動可能なハンドFSW技術の開発と集合組織の制御手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 26630334
研究機関大阪大学

研究代表者

藤井 英俊  大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (00247230)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード接合 / ものづくり / 組織制御 / 配向性制御 / 補修
研究実績の概要

荷重・トルク相殺ダブルツールの開発および接合装置の試作を行い、ツールの押しつけ方向、接合方向、これらに垂直な方向のいずれの方向においても、10kgf以下の力で駆動できる摩擦攪拌接合装置を開発した。得られた継手を調査することにより、欠陥の発生はなく、従来の摩擦攪拌と同様な微細構造および機械的特性が得られ、継手の健全性が確認された。また、ツールのショルダ部とプローブ部を別駆動可能な装置を用いて、攪拌部の流動に及ぼす各部位の影響を明確にし、流動の制御を容易に行えるようにした。
また、試料の前方をAl合金の軟化する200℃付近まで加熱するシステムを開発し、ツールの押しつけ方向、接合方向、これらに垂直な方向のいずれの方向においてもへの力をさらに低下させるとともに、作業者の意思によって接合方向を決定できる手法を確立することができた。
Mg合金は、Al合金と同様に融点が低く、Al合金に引き続き、実用化が考えられる合金であるが、hcp構造を有するため、加工方向に垂直な面に対してc軸が配向することが知られている。したがって、FSWを施した場合にも、極めて強い集合組織が得、攪拌部(接合部)の組織は母材より微細化されるが、集合組織によって、接合部において破断が生じてしまう。本研究では、塑性流動のランダム化によりこれを解決した。具体的には、上下非対称の形状のツールを配置し、異なる回転数を用いることで、塑性流動を強制的に複雑化させ、結果として集合組織も弱まることを明らかにした。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち謝辞記載あり 4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Flame-resistant Mg Alloy Joint Formed by Asymmetry Double-Sided FSW2016

    • 著者名/発表者名
      M. Zhou, Y. Morisada, H. Fujii and T. Ishikawa
    • 雑誌名

      Proc. 10th Int. Conf. on Trends in Welding Research & 9th Int. Welding Symp. of Japan Welding Society

      巻: 10 ページ: 278-281

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fundamental Role of FSW Tool for Stir Zone Formation2016

    • 著者名/発表者名
      N. Takeoka, H. Fujii, Y. Morisada and Y. Sun
    • 雑誌名

      Proc. 10th Int. Conf. on Trends in Welding Research & 9th Int. Welding Symp. of Japan Welding Society

      巻: 10 ページ: 282-285

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] AZX Series Flame-resistant Mg Alloy Joints Formed Using Asymmetry Double-Sided FSW with Different Lower Tool Rotation Rate2016

    • 著者名/発表者名
      M. Zhou, Y. Morisada and H. Fujii
    • 雑誌名

      Proc. 11th Int. Symp. on Friction Stir Welding

      巻: 11 ページ: 1-8

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Clarification of Formation Mechanism of Stir Zone Using an Adjustable Tool2016

    • 著者名/発表者名
      N. Takeoka, Y. Morisada, Y. Sun and H. Fujii
    • 雑誌名

      Proc. 11th Int. Symp. on Friction Stir Welding

      巻: 11 ページ: 1-5

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] マグネシウム合金の非対称摩擦攪拌接合に及ぼすカルシウム添加の影響2016

    • 著者名/発表者名
      周 夢然, 森貞 好昭, 藤井 英俊, 石川 武
    • 学会等名
      (一社)軽金属学会 第131回 秋期大会
    • 発表場所
      水戸
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-06
  • [学会発表] 非対称DFSW難燃性マグネシウム合金継手の組織と機械的性質に及ぼすツール回転方向の影響2016

    • 著者名/発表者名
      周 夢然, 森貞 好昭, 藤井 英俊, 石川 武
    • 学会等名
      (一社)溶接学会 平成28年度秋季全国大会
    • 発表場所
      群馬
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] 難燃性マグネシウム合金の非対称DFSW継手の組織と機械的性質に及ぼすツール回転速度の影響2016

    • 著者名/発表者名
      周 夢然, 上路 林太郎, 藤井 英俊, 石川 武
    • 学会等名
      (一社)溶接学会 平成28年度春季全国大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-04-12 – 2016-04-14
  • [学会発表] 無回転ショルダツールを用いた摩擦攪拌接合における攪拌部形成機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      武岡 正樹, 森貞 好昭, 孫 玉峰, 藤井 英俊
    • 学会等名
      (一社)溶接学会 平成28年度春季全国大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-04-12 – 2016-04-14

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公開日: 2018-01-16  

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