(57)【要約】【課題】ステンレス鋼材を摩擦攪拌接合によって接合した場合に、接合部における錆の発生を防止することができるステンレス鋼材の接合方法を提供する。【解決手段】板状のステンレス鋼材１，２の端部同士を接合部３において突き合わせ、接合部３の裏面側を板状の裏当材４で覆い、接合部３の表面側から回転ツール５のプローブ６を挿入してステンレス鋼材１，２同士を接合する。裏当材４はＳｉ３Ｎ４からなり、シールドガスとして、回転ツール５と接合部３とを覆うシールドカバー８内にＡｒガスが供給される。回転ツール５の回転数は４００ｒｐｍ以下であり、より好ましくは２００ｒｐｍである。これにより、接合部における錆の発生を防止することができる【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのステンレス鋼材を接合部において対向させ、前記接合部に棒状の回転ツールを挿入し、前記回転ツールを４００ｒｐｍ以下の回転数で回転させて、前記２つのステンレス鋼材を接合するステンレス鋼材の接合方法。
【請求項２】
前記回転ツールを２００ｒｐｍ以下の回転数で回転させて、前記２つのステンレス鋼材を接合する、請求項１に記載のステンレス鋼材の接合方法。
【請求項３】
２つのステンレス鋼材を接合部において対向させ、前記接合部に棒状の回転ツールを挿入し、前記回転ツール先端の前記接合部に挿入されるプローブの直径（ｍｍ）×前記回転ツールの回転数（ｒｐｍ）≦２０００（ｍｍ・ｒｐｍ）となるように前記回転ツールを回転させて、前記２つのステンレス鋼材を接合するステンレス鋼材の接合方法。
【請求項４】
前記回転ツール先端の前記接合部に挿入されるプローブの直径（ｍｍ）×前記回転ツールの回転数（ｒｐｍ）≦１０００（ｍｍ・ｒｐｍ）となるように前記回転ツールを回転させて、前記２つのステンレス鋼材を接合する、請求項３に記載のステンレス鋼材の接合方法。
【請求項５】
２つのステンレス鋼材を接合部において対向させ、前記接合部に棒状の回転ツールを挿入し、前記回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×前記接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦５．０（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｉｎ／ｍｍ）
となるように前記回転ツールを回転させて、前記２つのステンレス鋼材を接合するステンレス鋼材の接合方法。
【請求項６】
前記回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×前記接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦３．０（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｉｎ／ｍｍ）となるように前記回転ツールを回転させて、前記２つのステンレス鋼材を接合する、請求項５に記載のステンレス鋼材の接合方法。
【請求項７】
２つのステンレス鋼材を接合部において対向させ、前記接合部に棒状の回転ツールを挿入し、前記回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×前記接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）×｛前記回転ツール先端の外周のショルダーの直径（ｍｍ）｝３／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦１６８７５（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｍ２・ｍｉｎ／ｍｍ）となるように前記回転ツールを回転させて、前記２つのステンレス鋼材を接合するステンレス鋼材の接合方法。
【請求項８】
前記回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×前記接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）×｛前記回転ツール先端の外周のショルダーの直径（ｍｍ）｝３／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦１０１２５（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｍ２・ｍｉｎ／ｍｍ）となるように前記回転ツールを回転させて、前記２つのステンレス鋼材を接合する、請求項７に記載のステンレス鋼材の接合方法。
【請求項９】
熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以下である裏当材で前記接合部の前記回転ツールを挿入する側の反対側を覆いつつ、前記２つのステンレス鋼材を接合する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のステンレス鋼材の接合方法。
【請求項１０】
前記裏当材はＳｉ３Ｎ４を含む、請求項９に記載のステンレス鋼材の接合方法。
【請求項１１】
少なくとも前記接合部における前記回転ツールを挿入する側を不活性雰囲気下としつつ前記回転ツールを回転させて前記２つのステンレス鋼材を接合する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のステンレス鋼材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステンレス鋼材の接合方法に関し、特に摩擦攪拌接合でステンレス鋼材を接合する際に接合部の錆の発生を防止することができるステンレス鋼材の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金属材の接合方法においては、摩擦攪拌接合（ＦＳＷ＝Friction  Stir  Welding）により金属材を接合する技術が知られている。例えば、特許文献１では、オーステナイト系ステンレス鋼であって、それらの平均結晶粒径ｄがｎｍ寸法で、１０＜ｄ≦５×１０3の範囲にある化学成分的および結晶学的に同種または異種の２つの微結晶体を、摩擦攪拌接合法により接合する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２７３５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の技術のように、ステンレス鋼材を摩擦攪拌接合によって接合すると、接合部において錆が発生しやすくなる場合がある。
【０００４】
本発明は、斯かる実情に鑑み、ステンレス鋼材を摩擦攪拌接合によって接合した場合に、接合部における錆の発生を防止することができるステンレス鋼材の接合方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、２つのステンレス鋼材を接合部において対向させ、接合部に棒状の回転ツールを挿入し、回転ツールを４００ｒｐｍ以下の回転数で回転させて、２つのステンレス鋼材を接合するステンレス鋼材の接合方法である。
【０００６】
この構成によれば、ステンレス鋼材を摩擦攪拌接合で接合する場合に、回転ツールを４００ｒｐｍ以下の回転数で回転させるため、接合部における歪が減少する結果、接合部における錆の原因となるσ相の発生が抑制され、接合部における錆の発生を防止することができる。
【０００７】
なお、本発明のステンレス鋼材の接合方法においては、（１）板状のステンレス鋼材の端部同士を突き合わせて接合部とし、回転ツールをその接合部の長手方向に沿って回転させつつ移動させてステンレス鋼材同士を接合する摩擦攪拌接合、（２）板状のステンレス鋼材の端部同士を突き合わせて接合部とし、回転ツールをその接合部で移動させずに回転させて接合するスポット摩擦攪拌接合（スポットＦＳＷ）、（３）ステンレス鋼材同士を接合部において重ね合わせ、接合部に回転ツールを挿入し、回転ツールをその箇所で移動させずに回転させてステンレス鋼材同士を接合するスポット摩擦攪拌接合、（４）ステンレス鋼材同士を接合部において重ね合わせ、接合部に回転ツールを挿入し、回転ツールをその接合部の長手方向に沿って回転させつつ移動させてステンレス鋼材同士を接合する摩擦攪拌接合の（１）〜（４）の４つの態様およびこれらの組み合わせを含む。
【０００８】
この場合、回転ツールを２００ｒｐｍ以下の回転数で回転させて、２つのステンレス鋼材を接合することにより、さらに接合部における錆の発生を防止することができる。
【０００９】
また本発明は、２つのステンレス鋼材を接合部において対向させ、接合部に棒状の回転ツールを挿入し、回転ツール先端の接合部に挿入されるプローブの直径（ｍｍ）×回転ツールの回転数（ｒｐｍ）≦２０００（ｍｍ・ｒｐｍ）となるように回転ツールを回転させて、２つのステンレス鋼材を接合するステンレス鋼材の接合方法である。
【００１０】
この構成によれば、ステンレス鋼材を摩擦攪拌接合で接合する場合に、回転ツールのプローブの周速度が小さくなるため、接合部における歪が減少する結果、接合部における錆の原因となるσ相の発生が抑制され、接合部における錆の発生を防止することができる。
【００１１】
なお、本発明においてプローブの直径というときは、プローブの平均直径をいうものとする。
【００１２】
この場合、回転ツール先端の接合部に挿入されるプローブの直径（ｍｍ）×回転ツールの回転数（ｒｐｍ）≦１０００（ｍｍ・ｒｐｍ）とすることにより、さらに接合部における錆の発生を防止することができる。
【００１３】
また本発明は、２つのステンレス鋼材を接合部において対向させ、接合部に棒状の回転ツールを挿入し、回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦５．０（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｉｎ／ｍｍ）となるように回転ツールを回転させて、２つのステンレス鋼材を接合するステンレス鋼材の接合方法である。
【００１４】
この構成によれば、ステンレス鋼材を摩擦攪拌接合で接合する場合に、接合速度が十分に大きくなるため、接合部への入熱量を小さくなり、接合部における錆の原因となるσ相の発生が抑制され、接合部における錆の発生を防止することができる。
【００１５】
この場合、回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦３．０（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｉｎ／ｍｍ）となるように回転ツールを回転させて、２つのステンレス鋼材を接合することにより、さらに接合部における錆の発生を防止することができる。
【００１６】
さらに本発明は、２つのステンレス鋼材を接合部において対向させ、接合部に棒状の回転ツールを挿入し、回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）×｛回転ツール先端の外周のショルダーの直径（ｍｍ）｝３／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦１６８７５（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｍ２・ｍｉｎ／ｍｍ）となるように回転ツールを回転させて、２つのステンレス鋼材を接合するステンレス鋼材の接合方法である。
【００１７】
この構成によれば、ステンレス鋼材を摩擦攪拌接合で接合する場合に、接合速度が十分に大きくなり、接合部への入熱量が小さくなるため、接合部における錆の発生を防止することができる。
【００１８】
この場合、回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）×｛回転ツール先端の外周のショルダーの直径（ｍｍ）｝３／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦１０１２５（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｍ２・ｍｉｎ／ｍｍ）となるように回転ツールを回転させて、２つのステンレス鋼材を接合することにより、さらに接合部における錆の発生を防止することができる。
【００１９】
一方、熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以下である裏当材で接合部の回転ツールを挿入する側の反対側を覆いつつ、２つのステンレス鋼材を接合することが、接合部の温度を均一に保つことができ、良好な接合が得られるため、好適である。
【００２０】
この場合、裏当材はＳｉ３Ｎ４を含むことが、裏当材の熱伝導率と強度を適当なものとできるため、好適である。
【００２１】
さらに、少なくとも接合部における回転ツールを挿入する側を不活性雰囲気下としつつ回転ツールを回転させて２つのステンレス鋼材を接合することが、接合部及び回転ツールの酸化を防ぐことができるため、好適である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のステンレス鋼材の接合方法によれば、ステンレス鋼材を摩擦攪拌接合によって接合した場合に、接合部における錆の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係るステンレス鋼材の接合方法の第１実施形態を示す斜視図である。本実施形態では、図１に示すように、板状のステンレス鋼材１，２の端部同士を接合部３において突き合わせ、接合部３の裏面側を板状の裏当材４で覆い、接合部３の表面側から回転ツール５のプローブ６を挿入し、ショルダー７をステンレス鋼材１，２の表面に当接させて回転させつつステンレス鋼材１，２同士を接合する。接合部３の表面側では、回転ツール５を囲繞するようにシールドカバー８が配置されており、シールドカバー８内に不活性ガスが導入され、不活性雰囲気下でステンレス鋼材１，２同士を接合する。
【００２５】
本実施形態において、ステンレス鋼材１，２としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ４３０等のフェライト系ステンレス鋼あるいは２相ステンレス鋼を適用することができる。あるいは、ステンレス鋼材１，２として、同種の材料ではなく、異種材料を適用することもできる。
【００２６】
裏当材４としては、熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以下であり且つ９００℃（より好ましくは１０００℃）における曲げ強度が５００ＭＰａ以上、特に好ましくは８００ＭＰａ以上である物質からなる物を適用することができ、本実施形態ではＳｉ３Ｎ４からなる裏当材４を適用する。裏当材４としては、熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以下であり且つ９００℃（より好ましくは１０００℃）における曲げ強度が５００ＭＰａ以上、特に好ましくは８００ＭＰａ以上である物質であれば適用することができ、例えば、ジルコニア、炭化珪素、ハフニア（ＨｆＯ２）等を適用することもできる。
【００２７】
あるいは、接合部３の温度を調整するためには裏当材以外にも、アーク放電やレーザ光照射等を利用した補助熱源や冷却装置を適宜用いることができる。
【００２８】
回転ツール５は、図２に示すように略円筒状をなし、先端にショルダー７とショルダー７より小径の略円柱状のプローブ６を備えている。図２に示すように、回転ツール５の先端は、プローブ６を中心に内側に凹面の形状をなしている。これにより、回転ツール５は、摩擦熱を発生する作用の他に、プローブ６がステンレス鋼材１，２を軟化させて押圧し、あふれ出たステンレス鋼をプローブ６が通過した場所に押し込んでいく作用を奏する。回転ツール５の材質は、例えば、ＪＩＳに規格されているＳＫＤ６１鋼等の工具鋼や、タングステンカーバイト（ＷＣ）、コバルト（Ｃｏ）からなる超硬合金、またはＳｉ３Ｎ４等のセラミックス、またはＷ、Ｍｏ等の高融点金属からなるものとすることができる。裏当材４と、接合部３に挿入される回転ツール５のプローブ６の先端との距離は、未接合部を生じないために可能な限り短いことが好ましい。
【００２９】
シールドカバー８は略円筒形をなし、回転ツール５を囲繞するように配置されている。シールドカバー８は、接合時に回転ツール５が接合部３の長手方向に沿って移動するとともに、回転ツール５を囲繞しつつ同方向に移動することができるようになっている。接合時には、シールドカバー８内に不活性ガスがシールドガスとして供給される。シールドガスとして用いられる不活性ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の０族の元素からなるガスを用いることができる。また、Ｎ２ガスやＮ２にＨ２を微量添加したガス等を用いることができる。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態では、接合部３に回転ツール５のプローブ６を挿入し、回転ツール５を回転させつつ接合部３の長手方向に沿って移動させることによって、ステンレス鋼材１，２を接合することができる。本実施形態においては、回転ツール５の回転速度を４００ｒｐｍ以下、より好ましくは２００ｒｐｍ以下として摩擦攪拌接合を行う。より具体的には、プローブの直径（ｍｍ）×回転ツールの回転数（ｒｐｍ）≦２０００（ｍｍ・ｒｐｍ）となるように、より好ましくは、プローブの直径（ｍｍ）×回転ツールの回転数（ｒｐｍ）≦１０００（ｍｍ・ｒｐｍ）となるように回転ツール５を回転させてステンレス鋼材１，２を接合する。
【００３１】
また、本実施形態では、回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦５．０（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｉｎ／ｍｍ）となるように、より好ましくは、回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦３．０（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｉｎ／ｍｍ）となるようにしてステンレス鋼材１，２を接合する。
【００３２】
さらに、本実施形態では、回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）×ショルダーの直径（ｍｍ）３／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦１６８７５（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｍ２・ｍｉｎ）となるように、より好ましくは、回転ツールの回転数（ｒｐｍ）×接合部に対する回転ツールの荷重（×１０３ｋｇｗ）×ショルダーの直径（ｍｍ）３／接合速度（ｍｍ／ｍｉｎ）≦１０１２５（ｒｐｍ・ｋｇｗ・ｍｍ２・ｍｉｎ）となるようにしてステンレス鋼材１，２を接合する。
【００３３】
摩擦攪拌接合によりステンレス鋼材を接合した場合、接合部にはＣｒを含んだ金属間化合物であるσ相が生じる。このため、ステンレス鋼中のＣｒが減少するため、錆が生じ易くなると思われる。そこで、本実施形態では、回転ツール５の回転数を小さくし、プローブの周速度を小さくする。これにより、接合部３における歪が減少する結果、接合部３におけるσ相の発生が抑制され、錆の発生を抑制することができる。また、本実施形態では、接合速度を大きくし、接合部３への入熱量を小さくする。これにより、接合部３におけるσ相の発生が抑制され、錆の発生を抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態においては、熱伝導率が低いＳｉ３Ｎ４からなる裏当材４を適用するため、高融点を有するステンレス鋼材１，２を接合する場合であっても、回転ツール５からの熱が接合部３から拡散しにくく、接合部３の表面側から裏面側まで熱の分布が均一になり、均一な攪拌が得られるため、より安定した接合が得られ、接合強度が向上する。特に、本実施形態においては、接合時の温度における強度に優れるＳｉ３Ｎ４からなる裏当材４を適用するため、高硬度を有するために接合時に回転ツール５から裏当材４に１０００ｋｇ以上の荷重がかかるステンレス鋼１，２を接合する場合であっても、裏当材４の強度不足を招くことなく、接合を行うことができる。
【００３５】
加えて、本実施形態では、接合部３における回転ツール５を挿入する側をシールドカバー８で覆いＡｒガス等のシールドガスを供給するため、空気中の酸素と接触することによる接合部３の酸化を防止でき、より良好な接合が得られる。
【００３６】
図３は、本発明の第２実施形態に係るステンレス鋼材の接合方法を示す図である。図３に示すように、本実施形態では、ステンレス鋼材１，２同士を接合部３において重ね合わせ、一方のステンレス鋼材１を通して接合部３に回転ツール５を挿入し、回転ツール５を回転させてステンレス鋼材１，２同士を接合する。同様にして、他の箇所にも順次回転ツール１８を挿入して回転させることにより、広い接合部３においても摩擦攪拌接合を行うことができる。
【００３７】
図４は、本発明の第３実施形態に係るステンレス鋼材の接合方法を示す図である。図４に示すように、本実施形態では、上記第１実施形態のように、回転ツール５の周りのみをシールドカバー８で覆うだけではなく、回転ツール５、ステンレス鋼材１，２及び裏当材４の全体をシールドケース９内に収容し、シールドケース９内にＡｒガス等のシールドガスを供給して、不活性雰囲気下とする。本実施形態では、回転ツール５、ステンレス鋼材１，２及び裏当材４の全体を不活性雰囲気下とすることにより、空気中の酸素と接触することによる接合部３及び回転ツール５の酸化を一層防止できる。
【００３８】
図５は、本発明の第４実施形態に係るステンレス鋼材の接合方法を示す図である。図５に示すように、ステンレス鋼材１，２同士を接合部３において重ね合わせ、接合部３に回転ツール５を挿入してステンレス鋼材１，２同士を接合する場合においても、回転ツール５、ステンレス鋼材１，２及び裏当材４の全体をシールドケース９内に収容し、シールドケース９内にＡｒガス等のシールドガスを供給して不活性雰囲気下とすることにより、空気中の酸素と接触することによる接合部３及び回転ツール５の酸化を一層防止できる。
【００３９】
尚、本発明のステンレス鋼材の接合方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４０】
次に、本発明者が本発明のステンレス鋼材の接合方法により、実際にステンレス鋼材を接合した実験結果を説明する。
【００４１】
実験例１
厚さ１．５ｍｍのＳＵＳ３０４板材を用意した。用意したＳＵＳ３０４板材を、図１に示す方法で接合して試験片を作成した。裏当材４には、長さ５００ｍｍ×幅１５０ｍｍ×厚さ９ｍｍのＳｉ３Ｎ４からなる板材を用いた。回転ツール５としては、図２に示すようなＳｉ３Ｎ４からなる回転ツールを用いた。回転ツール５は、ショルダー７の直径が１５ｍｍである。回転ツール５は、プローブ６の直径が根元で６ｍｍ、先端が４ｍｍ、平均直径５ｍｍである。回転ツール５は、接合進行方向の逆方向に３°傾斜されて使用される。
【００４２】
接合装置は、接合長１ｍ、回転ツール５を回転させる主軸の最大回転速度１７５０ｒｐｍ、最大接合速度２０００ｍｍ／ｍｉｎ、接合部３への最大荷重５．０×１０３ｋｇｗのエアシリンダによる荷重制御式の接合装置である。エアシリンダによる荷重制御式の接合装置は、回転ツールの挿入深さに比例して荷重が増加するという原理を応用し、荷重が一定になるように制御する接合装置である。
【００４３】
接合時は、回転ツール５及び接合部３の酸化防止のためにシールドガスとしてＡｒガスを０．０３ｍ３／ｍｉｎの流量で使用した。回転ツール５及び接合装置の冷却のために水冷式のクーリングホルダーを装着した。
【００４４】
図６、７及び８は、実験例１における回転ツールの回転数２００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。図６、７、８の試験片は、それぞれ接合速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、４００ｍｍ／ｍｉｎ、６００ｍｍ／ｍｉｎで接合された。また、図６、７、８の試験片は、それぞれ接合部３への回転ツール５の荷重を３．６×１０３ｋｇｗ、４．０×１０３ｋｇｗ、４．０×１０３ｋｇｗとして接合された。図６、７及び８に示すように、これらの試験片には、腐食しやすいσ相等をしめす金属組織は表れていないことが判る。
【００４５】
図９、１０は、実験例１における回転ツールの回転数４００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。図９、１０の試験片は、それぞれ接合速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、４００ｍｍ／ｍｉｎで接合された。また、図９及び１０の試験片は、それぞれ接合部３への回転ツール５の荷重を１．８×１０３ｋｇｗ、２．０×１０３ｋｇｗとして接合された。図９及び１０に示すように、これらの試験片には、腐食しやすいσ相等をしめす金属組織Ｃが小さい領域のみで表れていることが判る。
【００４６】
図１１、１２は、実験例１における回転ツールの回転数６００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。図１１、１２の試験片は、それぞれ接合速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、４００ｍｍ／ｍｉｎで接合された。また、図１１及び１２の試験片は、それぞれ接合部３への回転ツール５の荷重を１．２０×１０３ｋｇｗ、２．０×１０３ｋｇｗとして接合された。これらの試験片には、腐食しやすいσ相等をしめす金属組織Ｃが大きな領域にわたって表れていることが判る。
【００４７】
図１３は、実験例１における回転ツールの回転数１０００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。図１３の試験片は、接合速度２００ｍｍ／ｍｉｎで接合された。また、図１３の試験片は、それぞれ接合部３への回転ツール５の荷重を０．７２×１０３ｋｇｗとして接合された。これらの試験片には、腐食しやすいσ相等をしめす金属組織Ｃが大きな領域にわたって表れていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るステンレス鋼材の接合方法の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る回転ツールの縦断面図である。
【図３】本発明に係るステンレス鋼材の接合方法の第２実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明に係るステンレス鋼材の接合方法の第３実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るステンレス鋼材の接合方法の第４実施形態を示す斜視図である。
【図６】実験例１における回転ツールの回転数２００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。
【図７】実験例１における回転ツールの回転数２００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。
【図８】実験例１における回転ツールの回転数２００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。
【図９】実験例１における回転ツールの回転数４００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。
【図１０】実験例１における回転ツールの回転数４００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。
【図１１】実験例１における回転ツールの回転数６００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。
【図１２】実験例１における回転ツールの回転数６００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。
【図１３】実験例１における回転ツールの回転数１０００ｒｐｍで接合されたＳＵＳ３０４鋼の金属組織を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１，２…ステンレス鋼材、３…接合部、４…裏当材、５…回転ツール、６…プローブ、７…ショルダー、８…シールドカバー、９…シールドケース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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