研究課題
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。
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