摩擦攪拌溶接機の原理と仕組み
摩擦攪拌接合（FSW）は1991年に英国のTWIで考案された押し出し加工と鍛造を組み合わせた革新的な固相接合です。
ショルダーを有するピンを回転させながら接合材に押し込むことで摩擦熱を発生させその熱を利用して接合する接合方法です。
摩擦熱により材料が軟化するのでピンが接合方向に移動することができます。材料の融点に達することなく接合が行われるので溶融溶接に比べ多くの利点があります。
- 接合速度が速く制御するパラメータが少なく簡単
- 固相接合により欠陥がない
- 接合部の品質が均一
- 残留応力がすくない
- エネルギー効率が高い
- 作業環境がクリーン
- 接合ツール
接合ツール
ツールは接合部に発熱と攪拌を生じさせる要素であり特にピンの形状は接合品質を左右する重要な要素です。
写真１に示すようにねじ溝を設けた円柱状が一般的です。
接合断面
右図に接合部の断面を示します。
接合部中央に攪拌部（Stir Zone)と呼ばれる再結晶組織が、その外側に塑性変形により結晶粒が伸びた形状を持つ塑性流動部、その外側に塑性変形はしていないが熱の影響を受けた熱影響部が存在します。