金属の接合と異種金属接合への応用

オンライン開催

本セミナーは終了いたしました。

開催日

2021年6月15日(火) 10時00分～ 17時00分

受講対象者

金属接合に関連する技術者、設計者
- 自動車
- 車両
- 航空機
- 電気製品・電子部品等

プログラム

　接合は古代からある基盤技術である。現在の構造物はほとんどが溶接構造でできており、接合はものつくりの基本となる技術であると考えられる。
　本講演において、初めに接合の意義、歴史 (アーク溶接や抵抗溶接の古代から現在までの移り変わり) について説明する。次に各種の接合法について基礎とその応用について解説する。先ず、機械的接合法は、ボルト・リベット、セルフピアシングリベット (SPR) 、カシメ、接着などについて原理、特徴などについて述べ、新しい技術についても紹介する。
　そして、冶金的接合法について説明する。冶金的接合は大きく分けて融接 (溶接) 、圧接、鑞接に分かれる。融接にはアーク溶接、抵抗溶接、ガス溶接、電子ビーム溶接、レーザ溶接がある。それぞれの手法について原理、特徴、適用例などついて説明する。圧接には、ガス圧接、拡散接合、摩擦攪拌、超音波接合などがあり、各々の原理、特徴、適用例を説明し、その中で新しい技術も紹介する。最後に、鑞接について原理と特徴、レーザを使った新しい方法などについて述べる。
　最近は、自動車ボデイのアルミ/鉄鋼の異種金属接合 (軽量化と安全化両立のため) を始めとして、各種分野でマルチマテリアル化が推進されている。従って、先ず自動車等での機械的接合による異種金属接合について、原理、特徴、現状やこれからの展開について解説する。
　次に融接については、筆者の研究データを用いて抵抗スポット溶接によるアルミ・異種金属接合の原理、特徴、課題について説明する。また、進歩が著しいレーザ溶接による各種の異種金属接合について、特徴、課題、適用例等について述べる。
　圧接については、摩擦攪拌による異種金属接合は輸送機関を始め各種分野で適用されており、各種の異種金属について特徴、課題を始め今後の展開などについて説明する。超音波接合では、アルミ合金/鉄鋼をはじめ各種の異種金属接合について、筆者の研究データを基にして特徴、課題、適用例について解説する。最後に鑞接では、最新技術のレーザを用いた異種金属鑞付について特徴、適用例などについて説明する。
　本講演では金属の接合の基礎から応用、更に異種金属接合への展開まで、プラントメーカーや材料メーカーの若手技術者、また現場の技術者が理解できるようにわかり易く説明したい。本講演は、メーカーの現場の技術者や設計技師にも実務を行う上で大いに役立つと考える。

概説
1. 接合の意義
  1. 接合とは
  2. 接合の歴史
    1. 古代
    2. 近代
      1. アーク溶接
      2. 抵抗溶接
    3. 現代
各種接合法
1. 機械的接合
  1. 機械的接合の種類
  2. 機械的接合の特徴
    1. 機械的接合の長所
    2. 機械的接合の短所
  3. 機械的接合部の接合強度
    1. 接合強度のJIS規格
    2. 機械的接合法と抵抗スポット溶接の強度比較
  4. 異種金属の機械的接合
    1. SPR (Self-Pierce Riveting)
    2. Tuk-Rivet®
    3. FDS® (Flow Drilling Screw)
    4. ImpAcT (Impulse Accelerated Tacking)
    5. FEW (Friction Element Welding)
    6. 各接合法の比較試験
      1. 接合方法
      2. 継手の種類
      3. 評価項目
    7. 各接合法の比較試験結果
      1. 施工性
      2. 断面マクロ
      3. 継手強度の比較
      4. 破断形態
      5. 接着剤との併用
      6. 機械的接合の適用例
  5. 接着
    1. 接着の原理
    2. 接着の前処理
      1. 簡易清掃 (脱脂)
      2. 機械洗浄手法
    3. 接着剤の強度
    4. 異種金属の接着接合
    5. 分子接合 (新技術)
2. 冶金的接合
  1. 融接 (溶接)
    1. 溶接の長所と課題
    2. MIG溶接
      1. 直流MIG
      2. 交流MIG
    3. レーザ溶接
      1. 特徴
      2. 種類
    4. CO2レーザ
    5. YAGレーザ
    6. パルスYAGレーザ
    7. 半導体レーザ (LD)
    8. デイスクレーザ、ファイバーレーザ
      1. 異種金属のレーザ溶接
    9. 鉄鋼/アルミニウム合金
    10. 鉄鋼/銅
    11. アルミニウム合金/チタン合金および鉄鋼材料/チタン
    12. ステンレス鋼、アルミ、銅の異材接合
    13. 異種金属の溶接の可能性
    14. 金属/プラスチック
    15. レーザ・アークハイブリッド溶接
      1. 特徴
      2. 継手性能
      3. 適用例
    16. 電子ビーム溶接
      1. 真空電子ビーム溶接
      2. 非真空電子ビーム溶接
    17. 特徴
    18. 適用例
    19. 抵抗スポット溶接
      1. 原理
      2. 溶接部の電流密度
      3. 接触抵抗
      4. 溶接部の冷却
      5. 溶接部の温度分布
      6. 抵抗スポット溶接部の特徴
      7. 溶接欠陥とその対策
      8. 抵抗スポット溶接の3大条件とその設定
    20. 溶接電流
    21. 通電時間
    22. 電極加圧力
      1. アルミニウム合金と低炭素鋼の抵抗スポット溶接条件例
      2. 異なる板厚・材質の組み合わせ
    23. 異なる板厚の場合
    24. 異なる材質の場合
      1. 厚板のスポット溶接
    25. 接合強度
    26. 接合部の断面観察
      1. 極性効果
    27. ナゲット形成への影響
    28. 被溶接材表面への電極銅の付着とその影響
      1. 表面処理
    29. 酸化皮膜除去
    30. 表面処理後の放置時間の影響
      1. 溶接部に発生するブローホールおよび割れとその防止策
    31. ブロー・ホールおよび割れ
    32. 防止策
      1. 鋼材とアルミニウム合金の異材接合 (新手法)
    33. 自動車ボデイへのアルミニウム合金適用
    34. 異種金属接合の課題
    35. 異種金属抵抗スポット溶接部の引張強度に及ぼす溶接組織の影響
    36. 供試材
    37. 接合方法及び評価法
    38. 溶接条件とナゲット径の関係
      1. 溶接電流とナゲット径の相関性
      2. 通電時間とナゲット径の相関性
      3. 加圧力とナゲット径の相関性
    39. ナゲット部のSEM観察結果
    40. 十字引張試験結果
    41. 十字引張試験での溶接部の破断形態
    42. 溶接電流と引張破断形態の関係
    43. 溶接電流増加に伴うHAZのミクロ割れの変化
    44. 異材抵抗スポット溶接部の引張破断メカニズム
3. ) 低電流域の挙動
4. ) 高電流域の挙動
  1. まとめ
    1. 溶接品質モニタリング
  2. 電極変位による方法
  3. 電極間電圧または電極間抵抗による方法
  4. 超音波による方法

講師

園家啓嗣氏
山梨大学

名誉教授

主催

株式会社シーエムシー・リサーチ

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2025/8/8	接着・接合の強度評価および強度向上のための破壊力学		オンライン
2025/8/22	接着接合技術の基本と劣化メカニズムの解明、評価と最新の研究事例		オンライン

発行年月
2024/8/30	次世代パワーデバイスに向けた高耐熱・高放熱材料の開発と熱対策
2024/6/19	半導体・磁性体・電池の固/固界面制御と接合・積層技術
2022/9/20	金属の接合と異種金属接合への応用
2016/6/28	異種材料接着・接合技術
2014/10/8	レーザ溶接の基礎と溶接欠陥の防止策および異材接合への展開
2012/1/30	異種材料一体化のための最新技術

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