試験・調査報告

-1-FSWとは、FrictionStirWeldingの頭文字をとった溶接方法の名称で、日本語では、「摩擦攪拌溶接」、「摩擦かくはん溶接」、「摩擦攪拌接合」等と言われている。また、単に「FSW(エフエスダブリュ)」とも呼ばれている。この記事では、以下「FSW」と記す。この溶接方法は、1990年代初頭に英国の溶接研究所(TWI;TheWeldingInstitute)で発明・開発された技術である。ここではFSWの原理、特徴に簡単に触れ、材料ごとの溶接性および、最近の応用例について紹介する。試験・調査報告FSW(FrictionStirWelding)の最近の進歩1.はじめに><<2.原理と特徴>この方法の原理は、まず、ツール(Tool)と呼ばれる先端に突起があり、かつその根元部分に肩(ショルダー)を有する硬質材料で作られた略円柱状の部材を用意する。そして、被溶接材料にこのツールを回転させながら進入させる。このとき、この回転するツールと被溶接材料の間で発生する摩擦熱で材料が塑性流動が容易になる温度にまで加熱される。このような状態になったとき、この回転ツールを移動させることにより線状の溶接が行われる。ここで、ツール先端の突起の長さは、被溶接材料の厚さよりわずかに短くする。また、ツールの材質は、被溶接材料がアルミニウム合金の場合は工具鋼が多く使われ、被溶接材料が鋼材等の場合には、さらに高温強度の高い材料が必要となる。図1は、FSWの原理図を示す。図1FSWの原理図1)本溶接方法の特徴を列挙すると以下のようになる。1)入熱が小さいため継手強度が高く、また継手の変形が少ない。2)溶接継手の性能面で、溶融溶接特有高温割れ等の欠陥が発生しない。3)溶接施工面で、スパッタ、ヒューム、アーク光が出ない。また、この溶接方法には開発当初は種々の課題が指摘されていたが、その後の研究開発によって、今日ではそのかなりの部分が解決の方向に向かっている。