【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2024.07.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22QS0012
利用課題名 / Title
放射光白色 X 線を用いた高強度鋼板-アルミニウム合金異種材料抵抗スポット溶接継手の内部ひずみ分布の測定
利用した実施機関 / Support Institute
量子科学技術研究開発機構
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）その他/Others
キーワード / Keywords
応力・ひずみ分布計測,X線回折/X-ray diffraction,放射光/Synchrotron radiation,溶接技術/ Welding technology,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
伊與田 宗慶
所属名 / Affiliation
大阪工業大学工学部機械工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
菖蒲敬久
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
城鮎美
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本検討では，抵抗スポット溶接時に生じる内部温度分布に起因した，溶接部内部に生じるひずみについて，その分布形態を明らかにした．測定対象はメッキ鋼板とアルミニウム合金板の異材継手とし，白色Ⅹ線と半導体検出器SSDを組み合わせたエネルギー分散法により，ひずみを算出した．
実験 / Experimental
【利用した装置】：高温高圧プレス装置
【実験方法】
供試材料には板厚1.2 mmの合金化溶融亜鉛メッキが施された590 MPa級高強度鋼板（以降，GA590），および板厚1.6 mmのA6061-T6材を用いた．溶接条件は溶接電流値14 kA，通電時間12 cycles, 電極加圧力5.0 kNである．電極にはアルミナ分散強化銅製のR100形電極，電源にはインバータ直流電源を採用した．本実験におけるひずみの測定位置をFig. 1に示す．継手表面から板厚方向に0.3 mmの間隔で，溶融部中心から径方向に15 mmの領域においてひずみを取得した．使用した実験装置は，試料位置調整用自動XYZステージおよび半導体検出器SSDである．
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 2に径方向および周方向ひずみの分布を示す．図より，溶接部近傍においては両ひずみとも引張状態であり、周方向ひずみの方が値が大きい傾向が得られた．次に溶融部形状とひずみ分布の関係を把握するために，溶融部断面写真と溶融部中心から5 mmまでにおけるひずみ分布を比較した結果をFig. 3に示す．板表面側の溶融部境界に沿った形で引張ひずみが存在しており，本測定において溶融部形状に対応したひずみ分布を明らかにすることができた．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Measurement position of strain distribution.
Fig. 2 Distribution of radial and hoop direction strain.
Fig. 3 Contor plot of strain distribution(a) radial-direction strain
Fig. 3 Contor plot of strain distribution.(b) hoop-direction strain
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本実験はQSTの齋藤寛之グループリーダー，城鮎美主任研究員，およびJAEAの菖蒲敬久グループリーダーの協力により実施しました．ここに感謝の意を表します．
Muneyoshi Iyota, Tomoki Matsuda, Tomokazu Sano, Masaya Shigeta, Takahisa Shobu, Hirokatsu Yumoto, Takahisa Koyama, Hiroshi Yamazaki, Yasunori Senba, Haruhiko Ohashi, Shunji Goto, Ichiro Inoue, Yujiro Hayashi, Kenji Tamasaku, Taito Osaka, Jumpei Yamada, Makina Yabashi, "A Study on Convection in Molten Zone of Aluminum Alloy during Fe/Al Resistance Spot Welding", Journal of Manufacturing Processes, 94 (2023) 424-434, DOI:10.1016/j.jmapro.2023.03.032
Yuta Funabiki, Muneyoshi Iyota, Takahisa Shobu, Tomoki Matsuda, Hirokatsu Yumoto, Takahisa Koyama, Hiroshi Yamazaki, Yasunori Senba, Haruhiko Ohashi, Ichiro Inoue, Gota Yamaguchi, Yujiro Hayashi, Makina Yabashi, Tomokazu Sano, "Convection and Joint Characteristics in Aluminum Alloy Melting Zone during Resistance Spot Welding of Dissimilar Fe-Al Material in External Magnetic Field", Journal of Manufacturing Processes, 115 (2024) 40-55, DOI:10.1016/j.jmapro.2024.01.049
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件