アルミニウム型枠における摩擦撹拌接合とは何ですか?

摩擦撹拌接合（FSW）とは何ですか？

摩擦撹拌接合は固体接合プロセスであり、溶接される材料は溶けません。回転工具が摩擦によって熱を発生し、接合面の材料を柔らかくします。次に、回転工具が材料を撹拌して、2 つのアルミニウムまたはその他の金属片の間に強力で耐久性のある結合を形成します。

アルミニウム型枠における摩擦撹拌接合とは何ですか?

アルミ型枠の場合、FSW は、型枠パネルの構築によく使用される、大きくて薄いアルミ板を接合するために使用されます。アルミ型枠は軽量で、非常に耐久性があり、耐腐食性があるため、新エネルギー車両に最適です。

アルミニウム型枠における摩擦撹拌接合はどのように機能しますか?

1. 溶接するアルミニウム板や部品は正確に位置合わせする必要があります。これには、パネル、梁、型枠構造のフレームなどが含まれます。

2. 特別に設計された回転工具を 2 枚のアルミニウム板の接合部に配置します。この工具はピンとショルダーで構成されており、ピンは摩擦によって局所的な熱を発生させ、ショルダーはワークピースに圧力をかけます。

3. 回転工具が接合部に沿って移動し、材料を撹拌して軟化・流動させ、強力な結合を形成します。この撹拌動作は、従来の溶接でよく問題となる気孔率の低減にも役立ちます。

4. 溶接プロセスが完了すると、材料は冷却されて固化し、強力で欠陥のない接合部が形成されます。

FSW は、従来の溶接に比べて高性能で耐久性があり、コスト効率に優れたアルミニウム テンプレートを製造できます。

摩擦撹拌接合における回転工具の一般的な材料

H13 や M2 などの工具鋼は、摩擦撹拌接合における回転工具に最もよく使用される材料であり、優れた硬度、耐摩耗性、高温靭性を備えていることで知られています。

ステライト®（ケナメタルの商標）などのコバルト合金は、優れた耐摩耗性と高温強度を備えているため、摩擦撹拌溶接ツールによく使用されます。これらの合金は、1000°C 前後の温度でも硬度と強度を維持するため、アルミニウム テンプレートの溶接に特に適しています。

タングステンカーバイドは、優れた硬度と高い融点により、高性能回転工具に使用されています。たとえば、タングステンカーバイドは非常に高い硬度を持ち、大きな摩耗にも耐えることができます。

摩擦撹拌溶接における回転工具に適した材料を選択することは、溶接継手の品質と寿命を保証するために重要です。材料は、高強度、耐熱性、耐摩耗性、およびコスト効率のバランスをとる必要があります。工具鋼、コバルトベースの合金、および炭化タングステンはすべて実行可能なオプションであり、それぞれが特定の FSW アプリケーションに独自の利点を提供します。