590 MPa級高張力鋼接着剤接合材の引張·せh断疲労強度に関する研究

摘要

1960年代前半から1970年頃にかけてあらゆる産業の発展とともに自動車の生産台数が増え，日本の自動車産業は，急速な進展を遂げた．しかし，産業の発展に伴い，自動車重量と排出される二酸化炭素の排出が問題となっている．そこで自動車業界では車体重量の軽量化に貢献できる高張力鋼の使用が注目されている．高張力鋼は，一般鋼材と比べ，少使用量で高強度を保つことができる．このため，自動車の重量を軽減でき，燃費向上および二酸化炭素削減につながるとされ，注目されている．また，リサイクルや補修も簡単に行うことができ，アルミニウムを用いるよりコストも低く，自動車車体の重量を軽量化させるマルチマテリアル車体構造を満たせるため，自動車車体に採用が拡大している．自動車ボディは，高張力鋼を接合することにより形成されている．自動車業界で主流となっている接合方法は審美性や生産性が高いスポット溶接が用いられるが，熱影響部による強度低下が著しい等の理由から接着剤接合に注目が集まっている．接着剤接合は，固体物質同士の界面に液状の接着剤を塗布したのち硬化することで接着力を得て，新たな構造物を作り出す方法である．異種材料同士を接合できる点や審美性·リサイクル性の高い点，接着剤そのものを量産化しやすい点から接着剤接合法が採用されてきている．しかし，接着剤接合部の強度や破壊形態が何に起因しているのかは，スポット溶接法のそれと比べてあまり解明されていないため，依然としてスポット溶接が自動車ボディ形成の際に多く取り入れられているのが現状である．そこで，本研究では，高張力鋼の接合方法について検討することを主目的とした．そのために，冶具を換えるだけで簡単に引張試験やせh断試験ができ，剛性が高く，また実車の接合部に近い形を実現できる独創的な箱型の試験片を用いて，接合材の強度を調べることとした．母材には，高張力鋼板を用いるが，従来との比較をするため，冷間圧延軟鋼板（SPCC）の2種類を用いた．それら2枚の鋼板に接着剤接合を施した試験片を製作した．その接合試験片を用いて静的試験および疲労試験を行い，接合強度·き裂挙動·破壊メカニズムの解明を目指すとともに，最適な接合方法について検討を行った．