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CMCリサーチウェビナー【ライブ配信】 のご案内

       開催日時:2021年6月15日(火)10:00~17:00
       受 講 料:48,000円 + 税  * 資料付
          *メルマガ登録者 43,000 円 + 税
          *アカデミック価格 24,000 円 + 税
         パンフレット

※ 本セミナーは、当日ビデオ会議ツール「Zoom」を使ったライブ配信セミナーとなります。
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講 師

 園家 啓嗣 氏  ソノヤラボ㈱ 代表 / 山梨大学 名誉教授

【講師経歴】
 大阪大学大学院 修士課程修了、石川島播磨重工㈱(現 IHI)勤務、産業技術総合研究所 客員研究員、芝浦工業大学 教授、山梨大学 教授、ソノヤラボ㈱ 代表

【研究歴】
 企業、大学で、接合技術(アーク溶接、レーザ溶接、接着、超音波接合、摩擦攪拌等)、表面処理(溶射、めっき等)、金属材料などの研究開発を行ってきた。

【所属学会】
 溶接学会、溶射学会、表面技術協会

【著 書】
 溶射技術とその応用、環境圏の新しい燃焼工学、レーザ加工技術の基礎とその応用、抵抗スポット溶接技術の基礎とアルミ合金・異材接合への応用のなど。

セミナーの趣旨

 接合は古代からある基盤技術である。現在の構造物はほとんどが溶接構造でできており、接合はものつくりの基本となる技術であると考えられる。
 本講演において、初めに接合の意義、歴史(アーク溶接や抵抗溶接の古代から現在までの移り変わり)について説明する。次に各種の接合法について基礎とその応用について解説する。先ず、機械的接合法は、ボルト・リベット、セルフピアシングリベット(SPR)、カシメ、接着などについて原理、特徴などについて述べ、新しい技術についても紹介する。
 そして、冶金的接合法について説明する。冶金的接合は大きく分けて融接(溶接)、圧接、ろう接に分かれる。融接にはアーク溶接、抵抗溶接、ガス溶接、電子ビーム溶接、レーザ溶接がある。それぞれの手法について原理、特徴、適用例などついて説明する。圧接には、ガス圧接、拡散接合、摩擦攪拌、超音波接合などがあり、各々の原理、特徴、適用例を説明し、その中で新しい技術も紹介する。最後に、ろう接について原理と特徴、レーザを使った新しい方法などについて述べる。
 最近は、自動車ボデイのアルミ/鉄鋼の異種金属接合(軽量化と安全化両立のため)を始めとして、各種分野でマルチマテリアル化が推進されている。従って、先ず自動車等での機械的接合による異種金属接合について、原理、特徴、現状やこれからの展開について解説する。
 次に融接については、筆者の研究データを用いて抵抗スポット溶接によるアルミ・異種金属接合の原理、特徴、課題について説明する。また、進歩が著しいレーザ溶接による各種の異種金属接合について、特徴、課題、適用例等について述べる。
 圧接については、摩擦攪拌による異種金属接合は輸送機関を始め各種分野で適用されており、各種の異種金属について特徴、課題を始め今後の展開などについて説明する。超音波接合では、アルミ合金/鉄鋼をはじめ各種の異種金属接合について、筆者の研究データを基にして特徴、課題、適用例について解説する。最後にろう接では、最新技術のレーザを用いた異種金属ろう付について特徴、適用例などについて説明する。
 本講演では金属の接合の基礎から応用、更に異種金属接合への展開まで、プラントメーカーや材料メーカーの若手技術者、また現場の技術者が理解できるようにわかり易く説明したい。本講演は、メーカーの現場の技術者や設計技師にも実務を行う上で大いに役立つと考える。

セミナー対象者

 各種製品メーカーの技術者、材料メーカーの技術者

プログラム

      ※ 適宜休憩が入ります。

1.概説
 1.1 接合の意義
  1.1.1 接合とは
  1.1.2 接合の歴史
   (1) 古代
   (2) 近代
    (a) アーク溶接
    (b) 抵抗溶接
   (3) 現代

2.各種接合法
 2.1 機械的接合
  2.1.1 機械的接合の種類
  2.1.2 機械的接合の特徴
   (1) 機械的接合の長所
   (2) 機械的接合の短所
  2.1.3 機械的接合部の接合強度
   (1) 接合強度のJIS規格
   (2) 機械的接合法と抵抗スポット溶接の強度比較
  2.1.4 異種金属の機械的接合
   (1) SPR(Self-Pierce Riveting)
   (2) Tuk-Rivet®
   (3) FDS® (Flow Drilling Screw)
   (4) ImpAcT(Impulse Accelerated Tacking)
   (5) FEW(Friction Element Welding)
   (6) 各接合法の比較試験
    (a) 接合方法
    (b) 継手の種類
    (c) 評価項目
   (7) 各接合法の比較試験結果
    (a) 施工性
    (b) 断面マクロ
    (c) 継手強度の比較
    (d) 破断形態
    (e) 接着剤との併用
    (f) 機械的接合の適用例
  2.1.5 接 着
   (1) 接着の原理
   (2) 接着の前処理
    (a) 簡易清掃(脱脂)
    (b) 機械洗浄手法
   (3) 接着剤の強度
   (4) 異種金属の接着接合
   (5) 分子接合(新技術)
 2.2 冶金的接合
  2.2.1 融接(溶接)
   (1) 溶接の長所と課題
   (2) MIG溶接
    (a) 直流MIG
    (b) 交流MIG
   (3) レーザ溶接
    (a) 特徴
    (b) 種類
     ① CO2レーザ
     ② YAGレーザ
     ③ パルスYAGレーザ
     ④ 半導体レーザ(LD)
     ⑤ デイスクレーザ、ファイバーレーザ
    (c) 異種金属のレーザ溶接
     1) 鉄鋼/アルミニウム合金
     2) 鉄鋼/銅
     3) アルミニウム合金/チタン合金および鉄鋼材料/チタン
     4) ステンレス鋼、アルミ、銅の異材接合
     5) 異種金属の溶接の可能性
     6) 金属/プラスチック
   (4) レーザ・アークハイブリッド溶接
    (a) 特徴
    (b) 継手性能
    (c) 適用例
   (5) 電子ビーム溶接
    (a) 真空電子ビーム溶接
    (b) 非真空電子ビーム溶接
     ① 特徴
     ② 適用例
   (6) 抵抗スポット溶接
    (a) 原理
    (b) 溶接部の電流密度
    (c) 接触抵抗
    (d) 溶接部の冷却
    (e) 溶接部の温度分布
    (f) 抵抗スポット溶接部の特徴
    (g) 溶接欠陥とその対策
    (h) 抵抗スポット溶接の3大条件とその設定
     ① 溶接電流
     ② 通電時間
     ③ 電極加圧力
    (i) アルミニウム合金と低炭素鋼の抵抗スポット溶接条件例
    (j) 異なる板厚・材質の組み合わせ
     ① 異なる板厚の場合
     ② 異なる材質の場合
    (k) 厚板のスポット溶接
     ① 接合強度
     ② 接合部の断面観察
    (l) 極性効果
     ① ナゲット形成への影響
     ② 被溶接材表面への電極銅の付着とその影響
    (m) 表面処理
     ① 酸化皮膜除去
     ② 表面処理後の放置時間の影響
    (n) 溶接部に発生するブローホールおよび割れとその防止策
     ① ブロー・ホールおよび割れ
     ② 防止策
    (o) 鋼材とアルミニウム合金の異材接合(新手法)
     ① 自動車ボデイへのアルミニウム合金適用
     ② 異種金属接合の課題
     ③ 異種金属抵抗スポット溶接部の引張強度に及ぼす溶接組織の影響
      1) 供試材
      2) 接合方法及び評価法
      3) 溶接条件とナゲット径の関係
       3.1) 溶接電流とナゲット径の相関性
       3.2) 通電時間とナゲット径の相関性
       3.3) 加圧力とナゲット径の相関性
      4) ナゲット部のSEM観察結果
      5) 十字引張試験結果
      6) 十字引張試験での溶接部の破断形態
      7) 溶接電流と引張破断形態の関係
      8) 溶接電流増加に伴うHAZのミクロ割れの変化
      9) 異材抵抗スポット溶接部の引張破断メカニズム
       9.1) 低電流域の挙動
       9.2) 高電流域の挙動
      10) まとめ
    (p) 溶接品質モニタリング
     ① 電極変位による方法
     ② 電極間電圧または電極間抵抗による方法
     ③ 超音波による方法
  2.2.2 圧接
   (1) 拡散接合
    (a) 原理と特徴
    (b) 種類
    (c) 拡散接合の接合強度および特性
     ① 接合強度
     ② 断面ミクロ組織
     ③ EPMA分析結果
    (d) 大気中における拡散接合
    (e) 拡散接合の適用例
   (2) 摩擦攪拌
    (a) 原理と特徴
    (b) 継手の特性(5000系および6000系アルミニウム合金)
     ① 引張強度
     ② 衝撃値
     ③ 変形量
     ④ 時効処理の効果
    (c) 継手特性(A2024およびAC4Cアルミニウム合金)
     ① 断面マクロ
     ② 引張強度
    (d) インロー突合せ継手の特性(アルミニウム合金パイプと丸棒)
     ① 硬さ分布
     ② クリアランスと破断荷重
     ③ 内部欠陥の影響
    (e) 継手特性(6000系アルミニウム合金押出し形材)
     ① 断面マクロ
     ② 引張強度
     ③ 硬さ分布
     ④ 熱サイクル
    (f) 接合可能条件
    (g) 接合欠陥
    (h) 異材接合
    (i) FSW異材接手の断面マクロ
    (j) 薄板および厚板の接合
    (k) FSWの自動車、鉄道車両、航空宇宙関係への適用
   (3) アルミニウム合金/非アルミニウム合金異種材料の摩擦攪拌接合
    (a) 突合せ継手
     ① アルミニウム合金/非鉄材料
     ② アルミニウム合金/鉄鋼材料
     ③ アルミニウム合金/アルミニウム合金異種材料
      1) 熱処理型合金同士の接合
      2) 熱処理合金と非熱処理合金の接合
      3) その他の材料の接合
    (b) 重ね継手
     ① アルミニウムと鋼板の接合
     ② アルミニウムと銅板の接合
    (c) FSWの自動車、鉄道車両、航空宇宙関係への適用
   (4) 摩擦攪拌点接合(新しい技術)
    (a) 原理と特徴
    (b) 継手の強度特性
     ① 引張せん断強度
     ② 引張せん断試験後の外観と断面マクロ
    (c) アルミニウム合金と鋼板の異種金属FSSW接合
     ① 原理と特徴
     ② 引張せん断強度
     ③ 断面ミクロ
     ④ EPMA分析結果
    (d) 鋼板同士のFSSW接合
    (e) FSSWの自動車への適用例
   (5) 超音波接合
    (a) 金属の超音波接合
     ① 超音波接合装置
     ② 特徴
     ③ 超音波接合のメカニズム
     ④ 超音波接合実施例
      1) 超音波ワイヤボンデイング
      2) 電鉄用パワーモジュールの端子接合
      3) ピンポイント接合
      4) 薄板接合
      5) プラスチックの超音波溶着
    (b) 異種金属の超音波接合実施例
     ① アルミニウム合金/鉄鋼
      1) 中間材を挿入した場合
      2) 中間材を用いない場合
    (d) セラミックス/金属
     ② 接合可能領域
     ③ 超音波接合材の接合強度
     ④ インサートの効果
     ⑤ 接合メカニズム
   (6) ろう接
    (a) 特徴
    (b) ろう付性
    (c) アルミニウム合金と鉄鋼の異材継手へのレーザろう付の適用(新しい技術)
     ① 断面マクロ
     ② 断面ミクロ組織
     ③ 継手強度
     ④ レーザろう付の適用例
    (d) アルミニウム合金とセラミックスの異材継手へのろう付の適用
     ① せん断強度

 

関連図書

        材料・合成技術

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        材 料