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FSWツール

What’s FSW ?

回転するツール(FSWツール)を接合する材料の間に押込み、接合線に沿ってツールを走行させることで接合する方法です。接合材料と回転するツールとの間で発生する摩擦熱で接合材料を軟化させ、ツールの回転により材料を混ぜ合わせることで接合します。
この接合方法は、従来のアーク溶接などとは異なり、材料を溶かすことなく接合できるため、接合後の変形も小さく接合欠陥の発生も少なく、製品の高品質化と低コスト化を実現でき、さらには従来の接合方法と比較して省エネルギーで接合できるという特徴があります。
現在、融点の低いアルミニウム合金などの接合技術として広く普及し、鉄道車両や自動車などの製造において実用化されています。

What’s FSW ?

新しいタングステン系接合ツール材料を開発

一方、融点がより高い鉄鋼のFSWは、ツールの先端が摩擦熱でさらに高温になり、従来の接合ツールでは激しく損傷してしまうため難しいとされてきました。
特に高温でも変形抵抗の高いオーステナイト系ステンレス鋼のFSWに対しては、耐久性に乏しいことや価格が高いという課題があり、耐久性が高く安価なツール材料の出現が望まれていました。当社は、日本アイ・ティ・エフと東北大学と共同で鉄鋼のFSW用ツール材料を開発しサンプル販売開始しました。

新しいタングステン系接合ツール材料を開発

高融点材料用FSWツール材料の特徴

(1)優れた高温強度、高い靭性、および高い耐熱衝撃性を実現

(2)セラミック被膜の膜質と密着力を制御して高い耐摩耗性を実現

高価な元素を使用しない低コストのタングステン合金に耐摩耗性に優れるセラミック被膜をコーティングすることで、ツールに上記のような特徴を持たせ、価格では現在最有力とされるツールよりも低価格を目指しながら、従来の低価格ツール材料に比べて高い耐久性と高寿命化を実現しました。
鉄鋼のなかでも最もFSWが困難であったオーステナイト系ステンレス鋼において、接合深さ4mmで10m以上の線接合ができる材料であることを確認しました。

高融点材料用FSWツール材料の特徴

用途

開発したタングステン系ツール材料は、ステンレス鋼の他、炭素鋼、高張力鋼、低合金鋼、そして銅合金などのFSWにも有効で、電力および化学プラント、鉄道車両、真空容器を使用する半導体製造装置などの産業分野への展開が期待されます。