取扱製品

FSW(摩擦攪拌接合)技術・導入ソリューション

製品概要

FSW(摩擦攪拌接合:Friction Stir Welding)は、ツールの回転によって発生する摩擦熱と材料の塑性流動を利用し、固相状態(母材融点未満)で接合部を形成する先進的な接合技術です。従来のアーク溶接(TIG/MIG)のように材料を溶融させないため、熱影響や残留応力・ひずみが小さく、高い継手効率(80〜100%)と変形を抑えた高品質な接合を実現します。
当社では試作のお引き合いから量産用ツールの販売までお引き受けいたします。
 

特徴と用途

〇 高品質・高強度な接合
 ・固相接合により熱影響やひずみ・変形を極小化し、継手強度と製品品質を格段に向上させます。

〇作業環境・環境面への貢献
 ・溶接ワイヤやシールドガスが不要です。
 ・スパッタや有害なヒューム(煙)、アーク光が発生せず、前後処理の手間を軽減するとともに高い安全性と作業環境の改善、省エネルギー化を実現します。

〇多種多様な材料・異材接合への対応
 ・モビリティの軽量化やマルチマテリアル化のニーズに対応します。
 ・アルミ同士の接合に加え、「Al-Cu(アルミ×銅)」や「Al-Mg(アルミ×マグネシウム)」をはじめとする異種金属接合・異材接合の課題解決に貢献します。

〇主な活用分野
 ・自動車・輸送機器・各種産業分野など、軽量化や難接合材・異種材料の接合が求められる領域で幅広く活用されています。

<比較>

 

比較項目 FSW(摩擦攪拌接合) アーク溶接(TIG/MIG) EB溶接(電子ビーム)

接合温度の特徴
 
母材融点未満(固相接合) 母材を完全に溶融 母材を局所的に溶融(真空)

 

前後の処理

 


前:平面確保
後:製品仕様による

前:脱脂・開先加工
後:スパッタ除去・熱処理

前:脱脂・洗浄
後:熱処理

 

熱影響(HAZ)

 

小さい 大きい 小さい

 

残留応力・ひずみ

 

小さい 大きい 小〜中

 

継手効率(母材比)

 

高(80〜100%) 中〜高(60〜90%) 高(80〜100%)

 

異種金属接合

 

○(例:Al–Cu、Al–Mg) △(条件による) △(材料によって制限)

 

接合形状の自由度

 

中(直線・曲線可) 高(柔軟なトーチ操作) 低(直線向き)

 

主な設備

 

マシニングセンタ,専用ツール 溶接機,ガス 電子銃,真空チャンバ

 

設備コスト

 

中(汎用設備転用可能) 低〜中

 

接合速度

 

中(数百〜数千mm/min) 高(熟練者なら高速) 高(高速走査可能)

 

安全性・作業環境

 

高(ヒューム・光なし) 中(アーク光・煙発生) 高(遮蔽装置内で安全)

 

再現性・安定性

 

高(数値管理しやすい) 中(作業者依存大) 高(自動制御)

 

消費エネルギー

 

少(溶融なし + 加熱効率高) 中(電力+熱ロス多) 非常に多い(高電圧+真空)

 

自動化の可能性

 

高(CNC制御容易) 中(自動化は可だが条件多い) 高(制御装置完備)

※取扱メーカーの技術データを基に、試作・条件選定から最適なパラメータをご提案いたします。

 

備考

このような課題解決事例がございます

溶接歪みの削減: 固相接合(母材融点未満での接合)により熱影響やひずみを小さく抑え、変形を防いだ高品質な接合を実現

高機能冷却部材の実現: 高い継手効率(80〜100%)と高い製品品質により、冷却プレート(Al/Al、Cu/Cu、Al/Cu)やヒートシンク(Al-Cu、Al-Mg)の安定接合を実現

異種金属の接合: 「Al-Cu(アルミニウム×銅)」をはじめとする異種金属間における課題解決・高品質接合

異材料の軽量化構造: 「Al-Mg」「Al-鉄」「Al-CFRTP」などの異材接合によるマルチマテリアル化・軽量化の推進

作業環境の改善: 工場内のスパッタ・アーク光・有害な煙(ヒューム)の撤廃によるクリーンで安全な環境づくり

工程とコストの効率化: 溶接ワイヤ・ガス不要による前後処理の手間削減と、消費エネルギーの抑制による製造プロセスの効率化

 

よくある質問(FAQ)

Q. 従来のアーク溶接(TIG/MIG)との一番の違いは何ですか?

A. 材料を母材融点未満の固相状態で接合する点です。溶融させないため熱影響やひずみ・変形が極めて小さく、継手効率も高水準(80〜100%)に保てます。また、スパッタ除去などの前後処理が不要で、ヒュームやアーク光が発生しないため作業環境や安全面にも優れています。
 

Q. どのような料の組み合わせが接合可能ですか?

A. アルミ同士(Al-Al)や銅同士(Cu-Cu)の同種接合が可能です。さらに、「Al-Cu(アルミ×銅)」「Al-Mg(アルミ×マグネシウム)」「Al-鉄」「Al-CFRTP」といった異種金属接合や異材接合にも対応しています。
 

Q. どんな製品・用途に適していますか?

A. 高い継手強度や製品品質の向上が求められる分野に適しています。具体的な実績事例として、冷却プレート(Al/Al、Cu/Cu、Al/Cu)やヒートシンク(Al-Cu、Al-Mg)などの接合に活用されています。
 

Q. FSWにデメリットや注意点はありますか?

A. 接合時に強いツール押し付け力(荷重)がかかるため、ワークをしっかり固定する剛性の高い治具が必要です。また、接合の終了地点にツールの抜け痕(穴)が残る特性があります。当社では、これらを考慮した製品設計・治具設計や、抜け痕を残さない接合手法のアプローチを含めてご支援いたします。

 

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