摩擦撹拌接合ですよ！
今日はお互いを知りましょう！
摩擦撹拌溶接技術は、1991 年に英国溶接協会 (TWI) によって発明されました。翌年英国で発明特許を申請し、世界各国でも特許保護を申請しました。特許の保護と公開以来、摩擦撹拌溶接技術は、まず主にアルミニウム合金やマグネシウム合金などの軽金属構造の分野でますます広く使用されるようになりました。高融点材料の分野でも一定の発展を遂げました。
摩擦撹拌接合は、通常の摩擦接合技術の利点に加え、さまざまな接合形状や接合位置での接合が可能です。ノルウェーは、厚さ3-15mm、サイズ6×16のアルミニウム船舶板を溶接できる世界初の商用摩擦撹拌溶接装置を確立しました。 1998 年に、米国のボーイング社の宇宙防衛研究所は、特定のロケット部品の溶接に使用される摩擦撹拌溶接技術を導入しました。マクドネル・ダグラスは、デルタロケットの推進剤タンクの製造にもこの技術を使用しています。
摩擦撹拌接合法は従来の摩擦接合法と同じです。摩擦撹拌接合では、摩擦熱や塑性変形熱も接合熱源として利用します。違いは、摩擦撹拌溶接プロセスでは、シリンダーまたは他の形状の撹拌針 (ネジ付きシリンダーなど) がワークピースの接合部に挿入され、溶接ヘッドの高速回転によって溶接ヘッドがワークピースと擦れ合うことです。溶接ワークの材質。その結果、接合部の材料の温度が上昇し、柔らかくなります。同時に材料に摩擦攪拌摩擦を与えて接合を完了します。接合プロセスを図「摩擦撹拌接合図」に示します。溶接プロセス中、ワークピースはバッキングパッドにしっかりと固定される必要があり、溶接ヘッドのエッジは高速で回転し、ワークピースのエッジに沿った継ぎ目はワークピースに対して移動します。溶接ヘッドの突出部分は材料の中に伸びており、摩擦と撹拌を行います。溶接ヘッドの肩部がワーク表面と擦れて発熱し、プラスチック材料の流出を防止するとともに、表面の酸化皮膜を除去することができます。
溶接プロセス中、撹拌針は回転しながらワークピースの接合部に伸びます。回転する撹拌ヘッド（主にシャフト肩部）とワークとの摩擦熱により、溶着ヘッド前方の材料が強い塑性変形を起こし、溶着ヘッドの移動に伴い、高度に塑性変形した材料が撹拌ヘッド後方に徐々に堆積します。 、摩擦撹拌溶接の継ぎ目を形成します。摩擦撹拌溶接には高度な設備要件はありません。最も基本的な要件は、溶接ヘッドの回転運動とワークピースの相対運動です。フライス盤でも小型平板の突合せ溶接の要件を簡単に満たすことができます。ただし、溶接装置や治具の剛性は非常に重要です。ミキシングヘッドは一般的に工具鋼で作られており、溶接ヘッドの長さは通常、必要な溶接深さよりわずかに短くなります。摩擦撹拌溶接は終端のキーホールで終わることに注意してください。通常、鍵穴は他の溶接方法を使用して切除または封鎖できます。キーホール問題に対応して、溶接後に溶接キーホールが残らない伸縮式ミキシングヘッドの開発に成功しました。
応用
溶接プロセス中に、溶接棒、溶接ワイヤ、フラックス、シールドガスなどの他の溶接消耗材料は必要ありません。消費されるのは溶接スターラーだけです。
摩擦撹拌溶接は、非鉄金属の接続に使用されて成功しています。ただし、溶接法の特性上の制限により、直線構造や円筒構造などの単純な構造部品の溶接に限定され、ワークピースには良好なサポートまたはパッドが必要です。原理的には、摩擦撹拌接合は、平坦溶接、垂直溶接、頭上溶接、下向き溶接など、さまざまな姿勢での溶接に使用できます。突合せ継手、コーナー継手、重ね継手などのさまざまな形式の溶接継手や、さまざまな厚さの構造物を完成させることができます。異種金属材料の溶接においても多層材料との接続が可能です。
また、摩擦撹拌接合は固相接合法であるため、接合前および接合中の環境汚染がほとんどありません。ワークピースは、溶接前の厳密な表面洗浄や準備要件を必要としません。溶接時の摩擦や撹拌により溶接部表面の酸化皮膜を除去することができ、溶接時の煙やスパッタも発生しません。同時に騒音も低くなります。摩擦撹拌溶接は、溶接ヘッドの回転と移動のみに頼って溶接全体を徐々に溶接するため、融接や従来の摩擦溶接よりもエネルギーを節約できます。
摩擦撹拌接合は溶融接合に比べて入熱が小さいため、接合部の金属が溶けることはありません。これは、合金の母材の冶金学的特性を維持し、金属マトリックス複合材料を溶接して急速に凝固させることができるソリッドステート溶接プロセスです。融着に使用すると副作用を引き起こす可能性のある材料。
主な用途産業には、航空宇宙、防衛産業、造船、鉄道および高速道路、自動車製造、エレクトロニクス産業などがあります。
