Cu/Cu-10Znの界面観察によるCuの摩擦攪拌接合における界面接合機構の解明

摘要

従来の溶融溶接では、柱状結晶粒の形成、大きな溶接変形、高い残留応力、および凝固に起因する欠陥形成やマクロ偏析等の問題点が生じ、溶接継手の品質を劣化させることが知られている。摩擦接辞接合(FSW）は、摩擦熱および材料流動を利用する固相接合技術の一種であり、溶融溶接におけるこれらの問題点を解決することができるため、CuやAlやMg合金等の低融点材料へ適用されているだけでなく、鉄鋼材料やTi合金などの高融点材料への適用も検討されている。これまで、多くのFSWの研究は、FSW中での熱発生や熱分布、ひずみと応力分布、材料流動、および微細組織の進化などのFSWにおける物理的現象を注目していた1，2）。また、FSW継手の機械的特性に及ぼす接合条件の影響も系統的に調査されており、接合条件の最適化により健全なFSW継手の作製に関する研究が盛hに行われている1，3）。しかし、FSWにおいて最も基本的な現象である被接合界面がどのように接合されるかは未だ明らかになっていない。本研究では、CuとCu-10Znを用いて突き合わせFSWを実施した。得られた継手におけるCu／Cu-10Znの界面組織を観察することで、CuのFSWにおける被接合界面の接合機構を明らかにすることを目的としている。