摩擦圧接概要説明　イヅミ工業

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摩擦圧説法の原理

物と物をこすれば熱が出るということは衆知のことである。この原始時代の昔から知られている、摩擦による熱を利用して、金属と金属を接合する応用技術の一つが摩擦圧接法である。

摩擦圧接法は、２母材を突き合わせて相対回転運動させ、推力をくわえてその接触面に摩擦熱を発生させる。
その熱によって突き合わせ面、およびその近傍を軟化させ、圧接温度に達すると、相対運動を停止させ、圧接推力をさらに増大させて、原子間引力により２母材の接合を行う方法である。

摩擦熱による軟化により変形抵抗が低下した２母材の原子間距離を接近させる。

接触時の材料表面原子同士が引張り合う力「引力」が作用する位置（B）を、その引力と反発し合う力「斥力」が平衡状態になる位置（I)まで接近させると接合が完成する。

したがって、平衡状態の形成はその金属の融点以下で可能である。

異種金属間においても、引力と斥力の平衡状態の形成が可能ならば結合が成立する。


愛・地球博のイギリス館にヤモリが登場したのは、イギリスのある企業がヤモリのように壁や天井を自由に移動できる「ヤモリテープ」なる物を開発中だからなのです。もしこれが完成すれば、重力の少ない宇宙空間でもロープで固定せずに自由に歩き回ることができると期待されています。壁や天井を自由に移動できるヤモリ。その足にはさぞかしすごい吸盤がついているのかと思えば、なんと足の裏に吸盤はついておらず、代わりにシマシマ模様になっていました。実は、このシマシマ模様は細い毛がびっしりと生えているもので、その数1平方センチメートルに数億本。さらに、その毛の先端は枝分かれしており、ヤモリは無数の毛で壁や天井に接触していたのです。なぜ、これで壁や天井を自由に移動できるのでしょう？実はヤモリの足の毛は非常に細かく壁との接点が多くなるので、毛を構成している分子と壁を構成している分子が互いに引き合う、分子間力という現象が働くのです。ちなみにガラスとガラスを合わせると張り付いてしまう現象にも分子間力が働いています。「ヤモリテープ」もこの分子間力を応用しようとしていて、吸盤だと空気がないと使えませんが、分子間力を使えば空気のない宇宙でも使えると、大いに期待されているのです。

摩擦圧接サイクルをご覧ください。

1. 品質が向上します。

	●	ブローホールなど溶接欠陥は皆無です。
	●	再現性が高く、安定した継手が得られます。
	●	熱歪が少なく、高い寸法精度がえられます。

2. コストを低減できます。

	●	開先、インローなど溶接前加工は不要です。
	●	異種金属・非鉄金属の組合せが可能です。
	●	消費電力は他の溶接法に比べて1/5～1/20です。

3. 生産性が向上します。

	●	操作は簡単で、熟練を必要としません。
	●	オートローダーの併用により無人化が可能です。
	●	圧接機の耐久性は高い信頼を得ています。

4. 環境が改善されます。

	●	CO2排出量が半減し、地球温暖化を防止します。
	●	火花・ガスなどが無く、人・環境にやさしい機械です。

	前		後
摩擦圧接化	CO2アーク溶接接合部1 箇所当たりの電力量を比較		油圧式ＦＷ電気のＣＯ２排出係数：0.12 (環境庁『環境家計簿のすすめ』より）
	CO2使用量（m²)	0.0162	0	47％削減
	電気使用量（kWh）	0.1583	0.1543
	CO2排出量（kg ）	0.0352	0.0185
圧接機のNC化	油圧式FW 1サイクルの電力量を比較		NC式FW
	電気使用量（kWh）	0.14	0.10	29％削減
	CO2排出量（kg ）	0.0168	0.0120