DP780スチールの摩擦攪拌スポット溶接によるラップジョイントの生成

摩擦攪拌溶接(FSW)は、1991年^に英国のアビントン州TWIで最初に報告されました。2003年、PicciniとSvobodaは、商用自動車製造プロセス2で使用するための摩擦攪拌スポット溶接(FSSW)と呼ばれるFSWの利点を高める優れた方法を決定しました。FSSW法では、バルク領域の融解のないスポットラップジョイントを作成します。FSSWの使用のための最も重要な開発は、高温条件下での溶接プロセスでアル合金が変形するアルミニウム合金です。最初の成功例は、マツダのRX-81、3、4のリアドア全体の製造にFSSWが使用された自動車産業でした。

一方、高強度鋼は車体の支配的な材料であり、具体的には二相鋼である。文献は、FSSWで製造されたDP600は、すべての溶接領域が同様の微細構造と硬度5を有するベースメタルと同じ特性を持つことができることを示しています。攪拌ゾーン(SZ)、サーモス機械的影響ゾーン(TMAZ)、およびDP590およびDP600鋼の故障モデルの微細構造にDP鋼を使用するためのFSSW方法は、いくつかの研究者によって研究されています。彼らは、様々な回転速度6、7、8、9、10でDP590およびDP600鋼の微細構造(フェライト、ベイライト、およびマルテンサイト)の一貫性の違いを観察した。一部の研究者は、DP780スチール8、9のためのFSSWとRSWの比較研究を行いました。彼らは、より長い接合時間とより高いツール回転速度は、すべての急落のための結合領域の増加をもたらし、より高いせん断力をもたらし、モードを界面から引き出すためにシフトしたと報告しました。彼らはまた、FSSWはRSWよりも高い強度を持っていると結論付けました。FSSWプロセスには、急落、撹拌、引き込みの3つのステップが含まれています。最初のステップは、ラップジョイントのシートの近くに回転ツールピンで急落し、シートに差し込まれています。FSSWプロセスの回転ツールショルダーは摩擦熱を発生させかねない。第2段階では、熱はシートを柔らかくし、シートにツールピンを差し込むだけでなく、材料に住んで2つのワークを一緒に攪拌し、ピン領域の周りに混合することができます。最後に、工具のショルダープレスからの圧力は、接着を高めることができます。溶接プロセスの後、ピンは鍵穴から引き込むことができる。RSWと比較してFSSWの利点は、より低い溶接温度、水しぶきなし、製造プロセスのより安定性です。

高度高強度鋼(AHSS)のFSSWに関する研究は様々な研究者によって報告されていますが、DP590、DP600、DP780のFSSWに関する研究は、微細構造と様々なプロセスを用いる機械的および故障モデルに焦点を当てています。パラメーター。本研究では、DP780鋼のFSSWを検討した。FSSWプロセスのプロトコルを詳細に報告し、攪拌ゾーン、サーモス機械的影響ゾーン、熱影響ゾーン、およびベースメタルの個々の硬度を測定したマイクロ硬度に基づいて評価した。

自動車および航空宇宙産業における継続的な成長と軽量化に対する重い需要により、自動車産業はAHSSおよびラップジョイントへの関心を高めています。例えば、自動車の従来の鋼体は、平均して、2,000点以上のスポット溶接ラップ^{ジョイント11}を有する。抵抗スポット溶接、レーザースポット溶接、摩擦スポット^溶接12など、業界で使用されるラップジョイントには3つの一般的な溶接プロセスがあります。重量を減らす一つの方法は、高度な高強度鋼(AHSS)を使用することです。最も人気のある材料は、自動車産業13、14、15、16でますます使用されている二相および変換誘発可塑性(TRIP)鋼^です。自動車業界は、車載重量の減少に伴う燃費の向上や衝突エネルギー吸収により強度基準を高めているため、異なる材料や溶接工程の使用が重要な課題となっています。