金属ガラスの粘性流動による究極の急冷速度を伴う万能異種金属抵抗溶接法の開発

Zr55Al10Ni5Cu30金属ガラス薄帯をインサート材に用いて，SUS304板材とCP-Ti板材，C1020板材，A1050板材の抵抗スポット溶接を既存の抵抗溶接機と本研究課題で購入した抵抗溶接機を用いて，溶接電流の制御・測定を行いつつ，これまでの実験結果を再現できることを確認した．SUS304/CP-Ti板材の抵抗溶接では，金属ガラスインサート材が過冷却液体にガラス転移して接合母材と密着することにより接合部が急冷されて，母材の混合が抑制されることを複数の実験試料の走査電子顕微鏡観察で確認した．また，継手強度を評価するために行った引張せん断試験結果の再現性が高いことを確かめた．SUS304/C1020板材の抵抗溶接では，熱伝導率が非常に高いため大きな溶接電流を要するC1020板材の溶接が可能であった．金属ガラスインサート材が抵抗発熱源となることで，SUS304とC1020の混合が促進された．さらに，引張せん断試験の結果から，母材の混合により継手強度が高くなること，SUS304/CP-Tiほどではないが継手強度の再現性が高くなることがわかった．SUS304/A1050板材の抵抗溶接では，金属ガラスインサート材を抵抗発熱源とすることで，低融点のA1050だけでなく高融点のSUS304も溶融量が増加して継手強度が向上することがわかった．継手強度を確保するためには接合母材が混合することが重要であるが，高い熱伝導率を有するため金属ガラスインサート材を用いても母材が溶融しにくいC1020とA1050の場合，SUS304と融点の差が小さいC1020は抵抗溶接時の電極荷重を小さくして接触抵抗を増加させることにより母材の溶融量を限定させ，SUS304と融点の差が大きいA1050では電極荷重を大きくして接触抵抗を小さくして母材の溶融量を制限することにより，高い継手強度を得られた．

Zr55Al10Ni5Cu30金属ガラス薄帯をインサート材に用いて，SUS304板材とCP-Ti板材，C1020板材，A1050板材の抵抗スポット溶接を既存の抵抗溶接機と本研究課題で購入した抵抗溶接機を用いて，溶接電流の制御・測定を行いつつ，これまでの実験結果を再現できることを確認した．SUS304/CP-Ti板材の抵抗溶接では，金属ガラスインサート材が過冷却液体にガラス転移して接合母材と密着することにより接合部が急冷されて，母材の混合が抑制されることを複数の実験試料の走査電子顕微鏡観察で確認した．また，継手強度を評価するために行った引張せん断試験結果の再現性が高いことを確かめた．SUS304/C1020板材の抵抗溶接では，熱伝導率が非常に高いため大きな溶接電流を要するC1020板材の溶接が可能であった．金属ガラスインサート材が抵抗発熱源となることで，SUS304とC1020の混合が促進された．さらに，引張せん断試験の結果から，母材の混合により継手強度が高くなること，SUS304/CP-Tiほどではないが継手強度の再現性が高くなることがわかった．SUS304/A1050板材の抵抗溶接では，金属ガラスインサート材を抵抗発熱源とすることで，低融点のA1050だけでなく高融点のSUS304も溶融量が増加して継手強度が向上することがわかった．継手強度を確保するためには接合母材が混合することが重要であるが，高い熱伝導率を有するため金属ガラスインサート材を用いても母材が溶融しにくいC1020とA1050の場合，SUS304と融点の差が小さいC1020は抵抗溶接時の電極荷重を小さくして接触抵抗を増加させることにより母材の溶融量を限定させ，SUS304と融点の差が大きいA1050では電極荷重を大きくして接触抵抗を小さくして母材の溶融量を制限することにより，高い継手強度を得られた．