摩擦攪拌接合とは？
まさつかくはんせつごう
摩擦攪拌接合とは、回転するツールを材料に押し込み、摩擦熱で軟化させた部分を攪拌して固相状態のまま接合する溶接技術です。
摩擦攪拌接合（FSW：Friction Stir Welding）とは、回転する専用ツール（プローブ）を被接合材の接合部に押し込み、摩擦熱によって材料を融点以下の軟化状態にしながら機械的に攪拌・塑性流動させ、固相状態のまま接合する技術です。1991年に英国溶接研究所（TWI）によって開発されました。
従来のアーク溶接では材料を一度溶融させて接合しますが、摩擦攪拌接合では溶融を伴わないため、以下のような優れた特徴があります。
- 溶接変形・残留応力が小さい
- ブローホールや割れなどの溶接欠陥が生じにくい
- ヒュームやスパッタが発生しない（環境負荷が低い）
- アルミニウム合金など溶融溶接が困難な材料にも適用可能
- フラックスやシールドガスが不要でコストを低減できる
特にアルミニウム合金・マグネシウム合金・銅合金などの非鉄金属への適用で普及しており、航空機の外板パネル・新幹線車両の側板・液化水素タンク・電気自動車のバッテリーケースなどに採用されています。
一方、ツール摩耗や高い押圧力が必要なこと、複雑形状への適用が難しいといった課題も存在します。近年は高強度鋼や異種材料接合への応用研究も活発に進められています。
使い方・例文
新幹線の車両側板には、摩擦攪拌接合によってアルミニウム押出型材が継ぎ目なく接合されており、従来の溶融溶接と比べて変形が少なく高品質な接合面が実現されています。
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