マツダ技報 2018 No.35
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-95- Radical reduction in body weight is asked in vehicle development against the background of the global environmental problem, and a study of the multi-material body, arranging aluminum and CFRP properly instead of the conventional steel sheet body, is advanced. The joining technique to assemble a steel and aluminum materials, which are the main materials of the multi-material vehicle-body, and CFRP is needed. Application to joining of aluminum and CFRP was considered based on the "friction stir spot welding" which came to practical use as the dissimilar material joining way of aluminum materials or aluminum and a steel sheet. It was guessed that a joining mechanism is the chemical bonding between the functional group which exists in matrix resin of CFRP and an oxygen rich layer in the aluminum surface. Also, the joining strength indicated the value higher than the JIS A-grade tensile shear strength of the aluminum resistance spot welding by adopting joining condition properly. Proper adoption of joining parameter based on the required strength of the joint and thermal property of resin indicated applicability to diverse resins. Technical Research Center 西口 勝也*1 KatsuyaNishiguchi杉本 幸弘*4 YukihiroSugimoto田中 耕二郎*2 KojiroTanaka 森田 泰博*3 Yasuhiro MoritaNo.35(2018) 要 約アルミニウム/CFRPの異材点接合技術マツダ技報地球環境問題を背景に自動車においては抜本的な車体重量の低減が求められており,従来の鋼板のみの単一素材ではなくアルミニウムや樹脂材料などを適材適所に配置したマルチマテリアル車体の研究が進められている。マルチマテリアル車体の主要材料,鋼板,アルミニウム等の金属,これに炭素繊維強化プラスチック(Carbon Fiber Reinforced Plastics:CFRP)を組み付けるための接合技術が必要となる。従来,異種材料の接合にはリベットやボルト/ナットなどの機械締結が用いられ,生産性やコスト面の課題が大きかった。アルミニウムとCFRPとを副資材なしに直接接合可能とするため,アルミニウム同士やアルミニウム/鋼板の異材接合法として実用化された「摩擦撹拌点接合」をベースとした異材接合技術の開発を行っている。本工法では,CFRPのマトリクス樹脂中に存在する官能基とアルミニウム表面の酸素リッチ層とが化学的に結合し接合されると推測された。また,接合条件を適正に設定することにより接合強度はアルミニウム抵抗スポット溶接のJIS A 級引張せん断荷重を上回る値を示した。接合部の要求強度や樹脂の熱的性質に応じて接合パラメーターを適正に設定することで多様な樹脂への適用可能性が示唆された。Summary 地球環境問題を背景に自動車などの輸送機器には二酸化炭素排出量の削減が求められており,軽量化は電動化,内燃機関や伝達系の効率向上,摩擦や転がり抵抗低減などとともに燃費改善の有効な手段である。自動車におい*1~4 技術研究所ては抜本的な車体重量低減をねらい,従来の鋼板のみの単一素材だけではなく,アルミニウムや樹脂材料など各種材料の特徴を活かして適材適所に配置したマルチマテリアル車体の研究が進められている。Fig. 1に,マルチマテリアル車体構想の一例を示す(1)。マルチマテリアル車体実現のためには材料開発と,異種. 17 Dissimilar Material Spot Joining Technique of Aluminum and CFRP 1.はじめに

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