摩擦搅拌接合20121120

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1、講演内容FSWの基礎原理、特徴、ツール、装置、接合条件、メカニズム摩擦攪拌接合のFSSWの基礎原理、装条装置、接合条件FSW,FSSWのアプリケーション基礎と応用自動車とその他分野への適用例最新最新情報情報東北大学大学院工学研究科ツール材の開発状況材料システム工学専攻チタン・チタン合金への適用新しいプロセス佐藤裕鉄鋼への適用Tel&Fax:022‐795‐7352接合界面制御学講座（粉川研）の紹介E‐mail:ytksato@material.tohoku.ac.jpまとめGraduateSchoolo

2、fEngineeringGraduateSchoolofEngineeringDepartmentofMaterialsProcessingDepartmentofMaterialsProcessingFSWとはFSWの動画1991年英国溶接・接合研究所（TWI）により発明された固相接合法日本語では、一般に摩擦攪拌接合（溶接）と呼ばれる。英語では、FrictionStirWelding。略して、FSW。非消耗接合ツールの回転による固相攪拌を用いて、さまざまな構造材料（Al合金、Mg合金、Cu合金、Ti合金鉄鋼など）

3、を高品合金、鉄鋼など）を高品位に接合できる方法PropertyofTWIAl合金のFSW動画GraduateSchoolofEngineeringGraduateSchoolofEngineeringDepartmentofMaterialsProcessingDepartmentofMaterialsProcessingFSWの特長FSW接合ツール1.固相接合（溶融固相接合（溶融･･凝固なし）凝固なし）Al合金、Mg合金用ツール‐凝固偏析なし,気孔発生なし,高温割れなし工具鋼‐高強度Al合金を容易に接合可(通常、

4、溶融溶接はできない）‐溶接ひずみが小さい2.さまざまな材料へ適用可3.溶融溶接法に比べて、異材接合が容易4.溶接速度は、アーク溶接と同等もしくはそれ以上5.接合前処理不要（突合せ面の洗浄、脱脂、酸化皮膜除去）ショルダ6.シールドガスや溶加材が不要プローブ7.スパッタ、ヒューム、有害光線の発生なし8.機械的特性は溶融溶接部より良好プローブにはネジが切ってある。接合による摩耗はほとんどなし無理な負荷を加えると折れることありGraduateSchoolofEngineeringGraduateSchoolofEngine

5、eringDepartmentofMaterialsProcessingDepartmentofMaterialsProcessing接合ツールの傾斜新しい接合ツール形状CS4(ConvexScrolledShoulderStepSpiral)pintool一般に、回転ツールを約3～5度傾斜する。（前進角）PCBNツールMegaStir製GraduateSchoolofEngineeringGraduateSchoolofEngineeringDepartmentofMaterialsProcessingDepar

6、tmentofMaterialsProcessingFSWの継手形式接合装置ツールの回転ツールもしくは材料の上下駆動と横駆動汎用フライス盤でも代用可能ツール荷重に耐える構造および剛性が必要ツール挿入深さの精密な制御GraduateSchoolofEngineeringGraduateSchoolofEngineeringDepartmentofMaterialsProcessingDepartmentofMaterialsProcessingツール荷重深さの精密制御ツール荷重に耐える構造および剛性ツール荷重に耐える

7、構造および剛性ツール挿入深さの精密な制御25kN2.5kNの垂直荷重FSW中の垂直ツール荷重突合せ面の残存：キシングボンドキッシングボンドAl合金：～10kNツール挿入深さ：1/10～1/100mmのオーダーで制御す必要あり鉄鋼：10～50kNGraduateSchoolofEngineeringGraduateSchoolofEngineeringDepartmentofMaterialsProcessingDepartmentofMaterialsProcessing自己保持型ツールを用いたFSWFSWの条件S

8、elf‐Reactingtool:自己保持型ツールBbbiBobbin‐tltool:ボビンツール•プローブの挿入深さ•ツールの回転速度(rpm)•ツールの接合（走行）速度(mm/min)接合材接合材裏あてMTSの論文(4thFSWSymposium)よりボビンツール方式FSWのメリット・接合治具の簡素化・接合部の信頼性向上（底面部の欠陥の防止）これらの組み