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線形摩擦接合

 近年、金属接合の分野において、基本的に加工するためのツールが不要と言われている線形摩擦接合(Linear Friction Welding ; LFW)があります。 LFWは、金属材料同士を接合面で当接させ、その一方を界面に平行に線形に振動させることによって摩擦熱を発生させ、接合する方法です。この技術はジェットエンジン製造等への適用が検討されているようです。


 以前より摩擦による接合方式には摩擦圧接接合という技術がありました。これは被接合材同士を接合面で当接させ、回転摺動させることで摩擦熱を発生させて接合を達成する接合方法です。エンジンバルブやゴルフクラブの製造等に幅広く活用されているものです。


 このような固相接合法の一つである線形摩擦接合に着目し、接合温度を低下させる方法について検討されており(低温摩擦接合(Low Temperature Linear Friction Welding ; LTLFW))、被接合材同士を低い圧力で押し付けて慎重に温度制御するのではなく、逆に、被接合材同士を大きな圧力で押し付けることで接合温度が低下することを見出したものです。これは、大きな接合圧力の印加により、より低い温度で被接合界面が変形するためであり、この原理に従うと、接合温度を極めて正確に制御することもできます。さらに、これらの接合原理は、既に広く産業利用されている摩擦圧接にも適用することができます。


 通常の線形摩擦接合の接合面の組織は、α⇔β変態が起こり、ラメラ状組織となっていることが見て取れます。 このような場合、接合後に熱処理を行い母材の組織に戻す必要があります。 一方、低温摩擦接合の接合面の組織は、細かい等軸粒組織となっており、これは、母材と同等もしくは同等以上の安定した組織であり、接合後の熱処理が不要となり、その分コストと納期を少なくすることが可能となります。

     (記事の大半はネット検索内容を整理したものです。)


(参考ブログ)








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