摩擦圧接とは、ワークの接触面摩擦によって発生する熱量を熱源とし、ワークを圧力により塑性変形させて圧接する方法である。その原理は、圧力の作用（一定あるいは累増圧力およびトルクの作用）で、圧接接触端面間の相対運動で摩擦面とその辺りに摩擦熱と塑形変形熱を発生させ、温度を上昇させて一般的に融点以下の温度区間にし、材料の変形抵抗が降下させ、塑性を向上させ、界面の酸化皮膜が破れ、 アプセッタ鍛造の圧力の作用の下で、材料が塑性変形および流動に従い、界面の分子拡散と再結晶を通じて圧接を実現することである。
機械部品の金属表面は摩擦によって接着し、溶接することがかなり普通である。金属の切削加工と機械の高速回転中に、二つの金属部品の表面が摩擦で熱が発生して溶接されていることもよく見られる。例えば、旋削加工の場合、旋盤に切片こぶが発生するかもしれない。また、ドリル加工においてはドリルとワークがしばしば接着され、スライディング軸受が焼軸によって引っ掛かるという状況もよく発生する。
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溶接の現象として分析すると、摩擦圧接の過程は完璧ではなく、圧接の質も理想的ではないが、これらの接着・圧接現象の分析を通し、摩擦圧接の本質を知ることができる。
摩擦は金属表面の酸化膜を破壊する。摩擦熱は金属の強度を低下させるが、その塑性を向上することができる。そうすると、表面の金属は塑性変形と流動性を生じ、金属の酸化を防止し、溶接金属原子の相互拡散を促進することができる。これが摩擦溶接の本質である。
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筆者：孔靖茵
2019年11月20日